[发明专利]一种介电温度系数修正的深能级瞬态谱测试方法

权利要求书

1.一种介电温度系数修正的深能级瞬态谱测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1:对目标样品进行DLTS测试，收集不同温度下目标样品的电容瞬态信息，得到不同温度下电容瞬态C-t曲线，然后随机选取两个固定的时间t₁，t₂所对应的电容相加，以得到不同温度的电容变化量，电容变化量ΔC可表示为：

其中C(t₁)、C(t₂)是t₁，t₂时刻的测试电容，n_T是陷阱中的电子浓度，C₀是单位面积缺陷电容，N_D是掺杂浓度，τ_n时间常数；DLTS信号使用ΔC/C₀来表示，得到原始的DLTS信号谱线图；

步骤2：根据步骤1得到的原始DLTS信号谱线图，对公式(1)关于τ_n求导，以得到曲线极值点，即得到极值温度；假设目标样品存在缺陷能级为ΔE的缺陷，则该缺陷对应的时间常数τ_n为：

其中，δ_n是缺陷的截获面积，T是温度，K是玻尔兹曼常数，ΔE是缺陷能级，γ_n＝3.25×10²¹(m_n/m_o)cm^-2·s^-1·K^-1，m_n为半导体中电子态密度有效质量，m_o是自由电子的有效质量；对式(2)改写为：

通过式(3)确定样品的缺陷能级ΔE，截获面积δ_n，陷阱浓度n_T参数，完成DLTS测量；

步骤3：对于MIS结构而言，测试获得的电容瞬态C-t曲线中的是总电容值C_m为绝缘层电容C_i和耗尽层电容C_d的串联电容，还需要考虑绝缘层电容C_i和耗尽层电容C_d的影响，总电容值C_m表示为：

其中，C_m(t)是t时刻的总电容值，C_i是绝缘层电容，C_d是耗尽层电容，C_d(t)是t时刻的耗尽层电容；即步骤1测量得到的电容瞬态曲线为C_m-t，总电容的变化ΔC_m和耗尽层电容变化ΔC_d之间满足可表示为：

通过公式(5)，在DLTS的测试中，ΔC_d/C_d(t₂)＜＜1，所以上式可以简化表示为：

其中，α为影响因子，在任意时刻t₀的耗尽层电容C_d(t₀)和稳定后的耗尽层电容C_d(∞)之间的差值都不大；将上式(5)中的C_d(t₂)替换成C_d(∞)对α几乎没有影响，α可以表示为：

通过公式(7)和步骤1中DLTS测试数据计算出影响因子α，以得到测试温度和影响因子关系；

步骤4：影响因子α1，由式(7)可知，在对MIS结构的DLTS测试中，由于绝缘层电容的存在给DLTS信号带来一定比例的衰减，其衰减比例等于影响因子α；

根据步骤1对样品的测试所得数据和原始DLTS信号谱线图和步骤3中计算的α值对DLTS谱线进行修正，即修正后的DLTS＝初始的DLTS信号×α，并且得到修正后的DLTS信号谱线图、缺陷能级ΔE、截获面积δ_n和陷阱浓度n_T。