[发明专利]一种基于反向I-V特性的二极管漏电分析方法

说明书

本发明属于半导体技术领域，公开了一种基于反向I‑V特性的二极管漏电分析方法，包括下列步骤：步骤一、制备二极管的样品用于测试分析；步骤二、对二极管的样品进行变温反向I‑V特性测试，测得的不同温度下的反向I‑V特性数据；步骤三、通过不同漏电流输运机制的漏电流计算公式对上一步所得的反向I‑V特性数据进行拟合，分析出对应的漏电流输运机制。本发明能依据计算公式对多组I‑V特性曲线进行分段拟合分析，最后准确得出该二极管样品的漏电流运输机制，有助于技术人员改善工艺、优化产品应用，对提升产品的质量和可靠性有着较大的意义。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种基于反向I-V特性的二极管漏电分析方法。

背景技术

宽禁带半导体材料是在第一代元素半导体材料(如硅)和第二代化合物半导体材料(砷化镓、磷化镓、磷化铟等)之后发展起来的第三代半导体材料。比较常见的第三代半导体材料有金刚石、氮化镓、氮化铝、碳化硅等。第三代半导体材料相较于前两代，具有高热导率、高载流子迁移率、高击穿电场以及禁带宽度大等特点，因而在高功率电力电子、射频、高温、辐照等环境和应用下都具有巨大的潜力。但第三代半导体材料制成的器件始终无法突破材料的极限，这主要归因于材料外延生长过程中引入的缺陷、杂质，杂质和缺陷会形成陷阱能级和局域态，由于第三代半导体材料的禁带宽度大，上述陷阱能级多位于禁带之中，成为载流子捕获和发射中心，进而影响器件的光电特性。

其中，局域态和陷阱能级对光电特性的影响主要是提供载流子的隧穿通道；电子可以通过禁带中的局域态逐步跃迁到导带之中成为“自由电子”，在电场的驱动下，这些导带中的电子产生定向的漂移运动，从而形成了漏电流。漏电流对器件的电学特性和光学特性具有很大的影响，在电学特性方面，漏电流会产生热量，热会导致半导体器件的性能下降，对于功率二极管而言，温度过高会极大的降低材料中的载流子迁移率，从而导致在同样偏置的情况下输出电流相差很大；漏电流产生的热量也会导致复合过程的退化，从而削弱了器件的光学特性，例如高温下的LED器件会产生电致发光波长红移或者蓝移的现象。由此，对漏电流进行针对性的精确分析和表征对改进二极管生产工艺、提高产品质量具有较大的重要性。

然而，现有技术分析漏电流的过程中，只可以通过测试获得漏电流的数值，却难以找到与数值对应的输运机制，也无法针对性的进行工艺调整以减小漏电流；并且也不能很好地对漏电流进行精准定位，难以对工艺进行更具有针对性的改进，因此对二极管生产工艺的调整过程过于依赖经验和多次调整实验，耗时过长且调整的可靠性不能很好地满足需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于反向I-V特性的二极管漏电分析方法，用于解决现有技术中可以通过测试获得漏电流的数值，却难以找到与数值对应的输运机制，也无法针对性的进行工艺调整进而减小漏电流的问题。

所述的一种基于反向I-V特性的二极管漏电分析方法，包括下列步骤：

步骤一、制备二极管的样品用于测试分析；

步骤二、对二极管的样品进行变温反向I-V特性测试，测得的不同温度下的反向I-V特性数据；

步骤三、通过不同漏电流输运机制的漏电流计算公式对上一步所得的反向I-V特性数据进行拟合，分析出对应的漏电流输运机制。

优选的，本方法还包括步骤四、通过EMMI获取所述二极管的缺陷位置，所述缺陷位置对应于发光点。

优选的，所述步骤三中，应用漏电流计算公式的漏电流输运机制至少包括VRH机制、SCLC机制和PF-emission机制三者中的一种或几种。

优选的，所述步骤三中，在表示反向I-V特性数据的测试结果图中，每一支曲线代表了一个温度下的反向I-V特性测试结果，当应用漏电流计算公式的漏电流输运机制不止一种时，根据电压大小对所述反向I-V特性数据进行分段拟合，确定所述各段反向I-V特性数据与漏电流输运机制的相关性。