一种获取平面型器件的接触电阻的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体元件测量领域，尤其是涉及一种获取平面型器件的接触电阻的方法。
【背景技术】
[0002]有机、氧化物、石墨烯等无序半导体器件具有低成本、柔性、透明、可大面积制造等优点，有广阔的应用前景。经过近几年的发展，有机、氧化物半导体器件的理论逐步趋于成熟。并且随着器件性能在不断提升，柔性、透明、可印刷制造的射频电子标签、射频识别卡和平板显示驱动等低端应用产品已进入国内外市场。基于有机、氧化物、石墨烯半导体的薄膜晶体管，以及二极管是柔性、透明电子电路中最核心的元件，其器件性能不断提升，器件迀移率可达到0.1?10cm2/Vs。然而接触电阻的影响，一直制约着其性能的进一步提高。因此更精确地测量器件的接触电阻至关重要。
[0003]在设计基于薄膜晶体管和二极管的集成电路时，必须考虑接触电阻对器件性能及电路性能的影响。此外，在器件制备过程中，必须考虑怎样的工艺条件才能优化器件的接触电阻。因此对于实验工作者，如何实现精确的器件接触电阻的测量是很有意义的。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种运用电位测量方法获取平面型器件的接触电阻的方法，该方法采用开尔文显微镜测量平面器件的表面势分布，再从表面势图中提取结区处的接触电压降，从而除以流经电流得到接触电阻大小。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种获取平面型器件的接触电阻的方法，包括以下步骤:
[0006]制作平面型器件；
[0007]对该平面型器件经行表面电位分布进行测量，该平面型器件处于电流流通状态，器件结区形成一定的电压降，采用测量的该电压降除以流经器件电流，从而精确计算出该平面型器件结区处接触电阻的大小。
[0008]其中，对该平面型器件经行表面电位分布进行测量是通过开尔文显微镜的电势扫描模式来实现的。
[0009]从上述技术方案可以看出，本发明的接触电阻获取方法具有以下有益效果:
[0010](I)利用本发明，通过运用开尔文显微镜测量平面型器件的表面势分布，能够迅速准确的获取平面型薄膜晶体管源漏电极与沟道区之间的接触电阻，以及二极管器件的电极与半导体层的接触电阻;该方法简洁，有很好的物理依据；
[0011](2)利用本发明，通过利用获取的平面型器件的接触电阻，可以方便的考察接触电阻与外加电压、器件结构和尺寸的关系，有利于器件设计者设计出接触电阻最小、性能最好的器件；
[0012](3)利用本发明，可以精确计算出平面型器件的接触电阻，适于器件的模型化研究;本发明的方法理论合理，结果精确，简单易行，有利于优化器件性能、建立完整的器件电学模型。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的获取平面型器件的接触电阻的方法的流程图；
[0014]图2为平面型器件结构图以及接触电阻测量实验示意图；
[0015]图3为平面型器件开尔文显微镜的表面形貌图；
[0016]图4为平面型器件开尔文显微镜测量在不同工作状态下的电势分布图；
[0017]图5(a)和5(b)分别为平面型器件电学测试结果和开尔文显微镜电势测试结果；
[0018]图6(a)和6(b)分别为平面型器件电学测试结果和开尔文显微镜电势测试结果；
[0019]图7(a)和7(b)分别为利用本发明方法计算的平面型器件的接触电阻与栅端电压和漏端电压的关系曲线图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0021]本发明公开了一种获取平面型器件的接触电阻的方法，包括以下步骤:
[0022]制作平面型器件；
[0023]对该平面型器件经行表面电位分布进行测量，该平面型器件处于电流流通状态，器件结区形成一定的电压降，采用测量的该电压降除以流经器件电流，从而精确计算出该平面型器件结区处接触电阻的大小。
[0024]作为优选，对该平面型器件经行表面电位分布进行测量是通过开尔文显微镜的电势扫描模式来实现的。
[0025]作为优选，该平面型器件为多种异质材料处于同一平面形成的接触结垂直于平面的器件，例如该平面型器件为平面型晶体管，如平面型二极管、场效应管等。进一步优选，该平面型晶体管为器件纵向含有栅极且包含一层绝缘栅材料的晶体管;或者，该平面型晶体管为高阻材料作为衬底的平面型二极管。该异质材料为形成欧姆接触的不同材料。
[0026]作为优选，制作平面型器件是在衬底上运用掩膜技术，先生长一种材料，再生长其他材料。
[0027]作为优选，测量的该电压降为通过线性拟合法确定器件结区位置、并从开尔文显微镜测得的表面电势图中提取的器件结区的电压降。其中，该线性拟合法通过直线拟合来确定该器件结区位置，即线性重合的位置。
[0028]作为优选，该流经器件电流为该器件的外接电路中电流表记录的电流值。
[0029]作为本发明的一个优选实施例，如图1所示，本发明的获取平面型器件的接触电阻的方法，包括以下步骤:
[0030]步骤1:制作平面型器件，器件结构图以及接触电阻测量实验示意图如图2。运用开尔文显微镜扫描器件形貌如图3，用稳压源给器件加一定电压并测试器件电流，同时开尔文显微镜测量此时器件表面的电势分布。
[0031 ] 步骤2:对该平面型器件经行表面电位分布测量，平面型器件处于电流流通状态，器件结区形成一定的电压降，如图4为平面型器件开尔文显微镜测量在不同工作状态下的电势分布图；图5、6为平面型器件电学测试结果和开尔文显微镜电势测试结果。
[0032]步骤3:采用线性拟合的方法提取开尔文显微镜测得的电压降，即运用一条直线拟合来确定器件结区位置，与线性重合的位置为结区所在位置，并采用电压降除以流经器件电流，从而可精确地计算出平面型器件结区处接触电阻大小，如图7所示。
[0033]利用上述提供的运用电位测量方法获取平面型器件接触电阻的方法，本发明可以测量不同材料接触下，不同材料生长条件下，平面型器件的接触电阻大小，为器件设计者优化器件结构和性能提供了指导。
[0034]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种获取平面型器件的接触电阻的方法，其特征在于，包括以下步骤: 制作平面型器件； 对该平面型器件经行表面电位分布进行测量，该平面型器件处于电流流通状态，器件结区形成一定的电压降，采用测量的该电压降除以流经器件电流，从而精确计算出该平面型器件结区处接触电阻的大小。2.根据权利要求1所述的获取平面型器件的接触电阻的方法，其特征在于，对该平面型器件经行表面电位分布进行测量是通过开尔文显微镜的电势扫描模式来实现的。3.根据权利要求1所述的获取平面型器件的接触电阻的方法，其特征在于，该平面型器件为多种异质材料处于同一平面形成的接触结垂直于平面的器件。4.根据权利要求3所述的获取平面型器件的接触电阻的方法，其特征在于，该平面型器件为平面型晶体管。5.根据权利要求4所述的获取平面型器件的接触电阻的方法，其特征在于，该平面型晶体管为器件纵向含有栅极且包含一层绝缘栅材料的晶体管;或者，该平面型晶体管为高阻材料作为衬底的平面型二极管。6.根据权利要求3所述的获取平面型器件的接触电阻的方法，其特征在于，该异质材料为形成欧姆接触的不同材料。7.根据权利要求1所述的获取平面型器件的接触电阻的方法，其特征在于，制作平面型器件是在衬底上运用掩膜技术，先生长一种材料，再生长其他材料。8.根据权利要求1所述的获取平面型器件的接触电阻的方法，其特征在于，测量的该电压降为通过线性拟合法确定器件结区位置、并从开尔文显微镜测得的表面电势图中提取的器件结区的电压降。9.根据权利要求8所述的获取平面型器件的接触电阻的方法，其特征在于，该线性拟合法通过直线拟合来确定该器件结区位置，即线性重合的位置。10.根据权利要求1所述的获取平面型器件的接触电阻的方法，其特征在于，该流经器件电流为该器件的外接电路中电流表记录的电流值。
【专利摘要】一种获取平面型器件的接触电阻的方法，包括：运用电位测量方法获取平面型器件接触电阻；在该表面电位分布测量中，平面型器件处于电流流通状态，器件的结区形成一定的电压降，采用线性拟合的方法提取开尔文显微镜测得的电压降，并采用电压降除以流经器件电流，从而可精确地计算出平面型器件结区处的接触电阻大小。利用本发明，可以精确测量平面型器件的接触电阻，适于薄膜晶体管和二极管等器件的接触电阻测量实验。本发明理论合理，结果精确，简单易行，有利于优化器件性能、建立完整的器件电学模型。
【IPC分类】G01R27/08
【公开号】CN105510717
【申请号】CN201510993661
【发明人】徐光伟, 韩志恒, 王伟, 陆丛研, 汪令飞, 李泠, 刘明
【申请人】中国科学院微电子研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月25日