[发明专利]用于检测氮化镓基异质结构中陷阱态的检测方法和结构

摘要

本发明公布了一种用于检测GaN基异质结构中陷阱态的检测方法和检测结构，首先制备得到用于检测氮化镓(GaN)基异质结构中陷阱态的检测结构，再对氮化镓(GaN)基异质结构中陷阱态进行检测，利用衬底和样品表面的导电特性，在样品的表面和衬底背面形成三端的欧姆接触，通过分别施加横向和纵向电应力来研究高场下热电子的俘获和发射过程，进而通过改变样品结构，最终确定样品中的陷阱位置是位于氮化镓沟道层、氮化镓外延层还是势垒层，还可获得陷阱的局域态信息。本发明方法简单且快捷有效，能够确定GaN基异质结构中陷阱态，有利于进一步提高器件可靠性。

主权项

一种氮化镓(GaN)基异质结构中陷阱态的检测方法，所述检测方法首先制备得到用于检测氮化镓(GaN)基异质结构中陷阱态的检测结构，再对氮化镓(GaN)基异质结构中陷阱态进行检测，具体包括如下步骤：101)制备得到用于检测氮化镓(GaN)基异质结构中陷阱态的检测结构：在具有氮化镓GaN基异质结构的检测样品的背面制作欧姆接触电极9；在具有氮化镓GaN基异质结构的检测样品的表面势垒层之上生长氮化硅钝化层；在具有氮化镓GaN基异质结构的检测样品的表面分别制作欧姆接触电极10和11；102)在欧姆接触电极10和11上施加横向电压12，得到电流随时间变化曲线15，计算得到电流随时间变化曲线15的电流退化度R1；103)在欧姆接触电极9和10或在欧姆接触电极9和11上施加正的纵向电压13，持续一定时间后撤除纵向电压13，再重复步骤102，得到电流随时间变化曲线16，计算得到电流随时间变化曲线16的电流退化度R2；计算比较因子R＝R1/R2，并设定比较因子阈值，比较R是否不小于阈值；104)当比较因子R不小于所设定阈值时，陷阱态在氮化镓沟道层中或者氮化镓外延层中；105)当比较因子R小于所设定阈值时，陷阱态在铝镓氮势垒层中；106)通过变温瞬态电流方法，得到陷阱态的能级位置Ea；107)通过改变氮化镓(GaN)基异质结构中氮化镓沟道层的生长条件，得到新的检测样品，重复步骤103)‑106)，得到新样品中陷阱态的能级位置为Eb；108)当Ea不等于Eb时，陷阱态在氮化镓沟道层中；当Ea等于Eb时，陷阱态在氮化镓外延层中；由此检测得到氮化镓(GaN)基异质结构中的陷阱态位置。