氮化镓器件的陷阱参数测量方法、装置及介质与流程

文档序号:33713557发布日期:2023-04-01 02:14阅读:102来源:国知局
氮化镓器件的陷阱参数测量方法、装置及介质与流程

1.本技术属于晶体管技术领域,尤其涉及一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法、装置及介质。


背景技术:

2.氮化镓(gan)器件不仅具有gan材料禁带宽度大、临界击穿电场高、电子饱和漂移速度高、耐高温、抗辐射以及化学稳定性良好等优异特性,同时gan材料可以与铝镓氮(algan)等材料形成具有高浓度和高迁移率的二维电子气(two-dimensional electron gas,2deg)沟道,因此氮化镓器件适合应用在高压、大功率以及高温等场景中。
3.然而,目前氮化镓器件仍然面临着可靠性问题的挑战,例如,氮化镓器件的源极、栅极以及漏极与二维电子气两侧的材料都会存在许多电子或电洞的陷阱,这些陷阱会导致氮化镓器件的性能参数发生改变。为了评估陷阱对氮化镓器件造成的影响,需要对这些陷阱造成的氮化镓器件的性能参数的变化进行量化。现有技术是通过在氮化镓器件的源极或栅极加上周期性的电压信号来测量陷阱造成的氮化镓器件的性能参数的变化,进而基于该性能参数的变化得到氮化镓器件的缺陷参数。然而,氮化镓器件的通道层在外延时也会出现许多电子或电洞的陷阱,这些陷阱捕抓电子或电洞也会导致氮化镓器件性能参数的变化,因此,通过现有技术的方法无法准确测量出氮化镓器件的缺陷参数。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本技术实施例提供了一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法、装置及介质,以解决现有的氮化镓器件的缺陷参数测量准确率低的问题。
5.第一方面,本技术实施例提供一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法,包括:
6.在每个第一测量周期的第一阶段向所述氮化镓器件的栅极与源极之间持续施加第一时长的第一电压;
7.在每个所述第一测量周期的第二阶段向所述氮化镓器件的漏极与所述源极之间持续施加第二时长的第二电压;
8.在每个所述第一测量周期的所述第二阶段结束时,测量所述源极的第一漏电流、所述栅极的第二漏电流以及所述氮化镓器件的衬底的第三漏电流,并基于所述第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个所述第一测量周期对应的所述氮化镓器件的第四漏电流;
9.经过n个所述第一测量周期后,基于n个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一时长和所述第四漏电流,从n个所述第一测量周期各自对应的所述第一时长中确定目标时长;其中,n个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一时长不同;
10.经过m个所述第一测量周期后,基于m个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一电压和所述第四漏电流,从m个所述第一测量周期各自对应的所述第一电压
中确定目标电压;其中,m个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一电压不同;
11.经过n+m个所述第一测量周期后,进行多个第二测量周期,在每个所述第二测量周期内,向所述栅极与所述源极之间持续施加所述目标时长的所述目标电压,并以第一频率向所述漏极和所述源极之间施加第三电压,且测量每个所述第二测量周期对应的所述氮化镓器件的预设性能参数的值;
12.基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值,确定所述氮化镓器件的预设缺陷参数的值。
13.可选的,所述基于所述第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个所述第一测量周期对应的所述氮化镓器件的第四漏电流,包括:
14.将所述第一漏电流、所述第二漏电流以及所述第三漏电流之和确定为所述第四漏电流。
15.可选的,所述从n个所述第一测量周期各自对应的所述第一时长中确定目标时长,包括:
16.计算n个所述第一测量周期中,每个所述第一测量周期对应的所述第四漏电流与所述第一时长的第一比值;
17.将最小的所述第一比值对应的所述第一时长确定为所述目标时长。
18.可选的,所述从m个所述第一测量周期各自对应的所述第一电压中确定目标电压,包括:
19.计算m个所述第一测量周期中,每个所述第一测量周期对应的所述第四漏电流与所述第一电压的第二比值;
20.将最小的所述第二比值对应的所述第一电压确定为所述目标电压。
21.可选的,所述基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值,确定所述氮化镓器件的预设缺陷参数的值,包括:
22.基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值,确定所述预设性能参数的变化量;
23.基于所述性能参数的变化量确定所述预设缺陷参数的值。
24.可选的,所述预设缺陷参数的值包括所述氮化镓器件形成的陷阱的数量;在所述向所述栅极和所述源极之间持续施加所述目标时长的所述目标电压后,还包括:
25.确定所述衬底的各个不同区域的所述第三漏电流;
26.基于各个所述区域的所述第三漏电流确定对应区域的所述陷阱的数量。
27.可选的,每个所述区域的所述陷阱的数量与对应区域的所述第三漏电流成正比。
28.第二方面,本技术实施例提供一种氮化镓器件的缺陷参数测量装置,包括:
29.第一测试单元,用于在每个第一测量周期的第一阶段向所述氮化镓器件的栅极与源极之间持续施加第一时长的第一电压;
30.第二测试单元,用于在每个所述第一测量周期的第二阶段向所述氮化镓器件的漏极与所述源极之间持续施加第二时长的第二电压;
31.第一确定单元,用于在每个所述第一测量周期的所述第二阶段结束时,测量所述源极的第一漏电流、所述栅极的第二漏电流以及所述氮化镓器件的衬底的第三漏电流,并
基于所述第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个所述第一测量周期对应的所述氮化镓器件的第四漏电流;
32.第二确定单元,用于经过n个所述第一测量周期后,基于n个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一时长和所述第四漏电流,从n个所述第一测量周期各自对应的所述第一时长中确定目标时长;其中,n个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一时长不同;
33.第三确定单元,用于经过m个所述第一测量周期后,基于m个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一电压和所述第四漏电流,从m个所述第一测量周期各自对应的所述第一电压中确定目标电压;其中,m个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一电压不同;
34.第三测试单元,经过n+m个所述第一测量周期后,进行多个第二测量周期,在每个所述第二测量周期内,向所述栅极与所述源极之间持续施加所述目标时长的所述目标电压,并以第一频率向所述漏极和所述源极之间施加第三电压,且测量每个所述第二测量周期对应的所述氮化镓器件的预设性能参数的值;
35.第四确定单元,用于基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值,确定所述氮化镓器件的预设缺陷参数的值。
36.第三方面,本技术实施例提供一种氮化镓器件的缺陷参数测量装置,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面任一项所述的缺陷参数测量方法中的各步骤。
37.第四方面,本技术实施例提供一种计算机可读存储介质所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面的任一可选方式的方法中的各步骤。
38.第五方面,本技术实施例提供一种计算机程序产品,当计算机程序产品在音频设备上运行时,使得音频设备执行如上述第一方面或第一方面的任一可选方式所述的方法中的各步骤。
39.本技术实施例提供的氮化镓器件的缺陷参数测量方法、装置、计算机可读存储介质及计算机程序产品具有以下有益效果:
40.本技术实施例提供的氮化镓器件的缺陷参数测量方法,通过在每个第一测量周期的第一阶段向氮化镓器件的栅极与源极之间持续施加第一时长的第一电压;在每个第一测量周期的第二阶段向氮化镓器件的漏极与所述源极之间持续施加第二时长的第二电压;在每个第一测量周期的所述第二阶段结束时,测量源极的第一漏电流、栅极的第二漏电流以及氮化镓器件的衬底的第三漏电流,并基于第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个第一测量周期对应的第四漏电流;在经过n个第一测量周期后,基于n个第一测量周期中每个第一测量周期对应的第一时长和第四漏电流,从n个第一测量周期各自对应的第一时长中确定目标时长;在经过m个第一测量周期后,基于m个第一测量周期中每个第一测量周期对应的第一电压和所述第四漏电流,从m个第一测量周期各自对应的第一电压中确定目标电压;在经过n+m个第一测量周期后,进行多个第二测量周期,在每个第二测量周期内,向栅极与源极之间持续施加目标时长的目标电压,并以第一频率向漏极和源极之间施加第
三电压,且测量每个第二测量周期对应的氮化镓器件的预设性能参数的值;并基于各个第二测量周期对应的预设性能参数的值,确定氮化镓器件的预设缺陷参数的值。本方案在每个第二测量周期内都向栅极与源极之间持续施加目标时长的目标电压,由于在同样的充电条件下陷阱的充电状态固定,因此,本方案能够在对预设缺陷参数的值进行测量前固定陷阱的充电状态,在固定了陷阱的充电状态后再以第一频率向漏极和源极之间施加第三电压对预设缺陷参数的值进行测量,相较于传统的氮化镓器件的缺陷参数的测量方法而言,能够不受氮化镓器件在外延时出现的陷阱的影响,提高了氮化镓器件的缺陷参数的测量准确性。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为本技术实施例提供的氮化镓器件中的陷阱的分布示意图;
43.图2为本技术另一实施例提供的氮化镓器件中的陷阱的分布示意图;
44.图3为本技术实施例提供的一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法的示意性流程图;
45.图4为本技术实施例提供的一种第四漏电流与第一时长的关系曲线图;
46.图5为本技术实施例提供的一种第四漏电流与第一电压的关系曲线图;
47.图6为本技术另一实施例提供的一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法的示意性流程图;
48.图7为本技术实施例提供的一种氮化镓器件的缺陷参数测量装置的结构示意图;
49.图8为本技术另一实施例提供的一种氮化镓器件的缺陷参数测量装置的结构示意图。
具体实施方式
50.需要说明的是,本技术实施例使用的术语仅用于对本技术的具体实施例进行解释,而非旨在限定本技术。在本技术实施例的描述中,除非另有说明,“多个”是指两个或多于两个,“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
51.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
52.请参阅图1,图1为本技术实施例提供的一种氮化镓器件中的陷阱的分布示意图,
如图1所示,该氮化镓器件可以包括衬底111、缓冲层112、氮化镓层通道层113、铝镓氮层114、源极115、栅极116、漏极117以及二维电子气118。
53.其中,缓冲层112、氮化镓通道层113以及铝镓氮层114设置在衬底上,且沿远离衬底111的方向依次排列,缓冲层112与衬底111相接触,氮化镓层通道层113与缓冲层112相接触,铝镓氮层114与氮化镓层通道层113相接触,源极115、栅极116及漏极117与铝镓氮层114相接触,二维电子气118位于氮化镓层通道层113和铝镓氮层114之间。
54.如图1所示,在源极115与铝镓氮层114的接触面、栅极116铝镓氮层114的接触面、源极117铝镓氮层114的接触面以及二维电子气118的周围会有许多电子或电洞的陷阱(如电子的陷阱a和电洞的陷阱b),这些陷阱会导致氮化镓器件的性能参数发生改变。为了评估陷阱对氮化镓器件造成的影响,需要对这些陷阱造成的氮化镓器件的性能参数的变化进行量化。
55.现有技术是通过在氮化镓器件的源极或栅极加上周期性的电压信号来测量陷阱造成的氮化镓器件的性能参数的变化,进而基于该性能参数的变化得到氮化镓器件的缺陷参数。然而,氮化镓器件的通道层在外延时也会出现许多电子或电洞的陷阱。请参阅图2,图2为氮化镓器件中的陷阱的分布示意图,如图2所示,氮化镓器件中的氮化镓层通道层113在外延时也会出现许多电子或电洞的陷阱(如电子的陷阱c和电洞的陷阱d),这些陷阱捕抓电子或电洞也会导致氮化镓器件性能参数的变化,因此,通过现有技术的方法无法准确测量出氮化镓器件的缺陷参数。
56.基于此,本技术实施例首先提供一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法,可以在对预设缺陷参数的值进行测量前固定陷阱的充电状态,在固定了陷阱的充电状态后再以第一频率向漏极和源极之间施加第三电压对预设缺陷参数的值进行测量,相较于传统的氮化镓器件的缺陷参数的测量方法而言,能够不受氮化镓器件在外延时出现的陷阱的影响,提高氮化镓器件的缺陷参数的测量准确性。
57.本技术实施例提供的一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法的执行主体可以为氮化镓器件的缺陷参数测量装置,该缺陷参数测量装置用于执行后续方法实施例中的各个步骤。
58.请参阅图3,图3为本技术实施例提供的一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法的示意性流程图,该氮化镓器件的缺陷参数测量方法可以包括s301~s307,详述如下:
59.在s301中,在每个第一测量周期的第一阶段向氮化镓器件的栅极与源极之间持续施加第一时长的第一电压。
60.在s302中,在每个第一测量周期的第二阶段向氮化镓器件的漏极与源极之间持续施加第二时长的第二电压。
61.在s303中,在每个第一测量周期的第二阶段结束时,测量氮化镓器件的源极的第一漏电流、氮化镓器件的栅极的第二漏电流以及氮化镓器件的衬底的第三漏电流,并基于第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个第一测量周期对应的氮化镓器件的第四漏电流。
62.本技术实施例中,为了固定氮化镓器件中出现的陷阱的充电状态,可以控制缺陷参数测量装置进行多个第一测量周期,以确定出为氮化镓器件充电的目标时长和目标电压,进而在对氮化镓器件充电时,将氮化镓器件的充电电压维持在目标电压,将氮化镓器件
的充电时长设置为目标时长,可以固定氮化镓器件中出现的陷阱的充电状态。
63.其中,每个第一测量周期均可以包括第一阶段和第二阶段,第二阶段位于第一阶段之后,且第二阶段与第一阶段在时间上连续,即,第一阶段的结束时刻可以为第二阶段的开始时刻。此外,第一阶段的开始时刻可以为第一测量周期的开始时刻,第二阶段的结束时刻可以为第一测量周期的结束时刻。
64.第一阶段的持续时长可以为第一时长,第二阶段的持续时长可以为第二时长,基于此,每个第一测量周期的持续时长可以为第一时长与第二时长之和。其中,第一时长与第二时长均可以根据实际需求设置,此处对其不做特别限定。
65.第一阶段为缺陷参数测量装置向氮化镓器件的栅极与源极之间施加第一电压的阶段,第二阶段为缺陷参数测量装置向氮化镓器件的漏极与源极之间施加第二电压的阶段。即,缺陷参数测量装置可以在每个第一测量周期开始后进入第一阶段,在第一阶段内,向氮化镓器件的栅极与源极之间持续施加第一时长的第一电压,之后第一阶段结束并进入第二阶段;在第二阶段内,缺陷参数测量装置可以向氮化镓器件的漏极与源极之间持续施加第二时长的第二电压,之后第二阶段结束;在第二阶段结束后,缺陷参数测量装置可以测量氮化镓器件的源极的第一漏电流、氮化镓器件的栅极的第二漏电流以及氮化镓器件的衬底的第三漏电流,并基于第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个第一测量周期对应的氮化镓器件的第四漏电流;之后当前的第一测量周期结束。缺陷参数测量装置可以进入下一个第一测量周期,重复上述过程。
66.其中,第一电压和第二电压均可以根据实际需求设置,此处对其不做特别限定。
67.氮化镓器件的衬底的第三漏电流为氮化镓器件的衬底的预设位置的第三漏电流。
68.在一种可能的实现方式中,缺陷参数测量装置可以将第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流之和确定为第四漏电流。
69.在具体应用中,为了获得为氮化镓器件充电的目标时长,可以控制缺陷参数测量装置进行n个第一测量周期,并控制n个第一测量周期中每个测量周期的第一阶段的第一时长不同,控制n个第一测量周期中每个测量周期的第二阶段的第二时长相同,控制n个第一测量周期中每个测量周期的第一阶段向氮化镓器件的栅极与源极之间施加的第一电压相同,控制n个第一测量周期中每个测量周期的第二阶段向氮化镓器件的漏极与源极之间施加的第二电压相同。基于此,缺陷参数测量装置通过执行s304可以得到为氮化镓器件充电的目标时长。
70.在具体应用中,为了获得为氮化镓器件充电的目标电压,可以控制缺陷参数测量装置进行m个第一测量周期,并控制m个第一测量周期中每个测量周期的第一阶段向氮化镓器件的栅极与源极之间施加的第一电压不同,控制m个第一测量周期中每个测量周期的第二阶段向氮化镓器件的漏极与源极之间施加的第二电压相同。控制m个第一测量周期中每个测量周期的第一阶段的第一时长相同,控制m个第一测量周期中每个测量周期的第二阶段的第二时长相同。基于此,缺陷参数测量装置通过执行s304可以得到为氮化镓器件充电的目标电压。
71.其中,n和m个均可以根据实际需求设置,此处对其不做特别限定。
72.在s304中,经过n个所述第一测量周期后,基于n个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一时长和所述第四漏电流,从n个所述第一测量周期各自对应的所
述第一时长中确定目标时长。
73.在一种可能的实现方式中,在经过n个第一测量周期,分别得到n个第一测量周期各自对应的第四漏电流后,缺陷参数测量装置可以计算n个第一测量周期中每个第一测量周期对应的第四漏电流与第一时长的第一比值,得到n个第一比值,将n个第一比值中最小的第一比值对应的第一时长确定为目标时长。
74.示例性的,在得到n个第一测量周期各自对应的第四漏电流后,缺陷参数测量装置可以基于n个第一测量周期各自对应的第四漏电流与第一时长,绘制第四漏电流与第一时长的关系曲线图。请参阅图4,图4为本技术实施例提供的一种第四漏电流与第一时长的关系曲线图,图4所示的曲线的斜率即为第四漏电流与第一时长的第一比值,可以看出,当第一比值最小时,对应的曲线的斜率最小,且第一比值最小时,第四漏电流不会随着第一时长的变化而发生较大变化,达到稳定状态。示例性的,图4中的a点为n个第一比值中的最小值,因此,可以将图4中的a点所对应的第一时长b确定为目标时长。
75.在s305中,经过m个所述第一测量周期后,基于m个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一电压和所述第四漏电流,从m个所述第一测量周期各自对应的所述第一电压中确定目标电压。
76.在一种可能的实现方式中,在经过m个第一测量周期,分别得到m个第一测量周期各自对应的第四漏电流后,缺陷参数测量装置可以计算m个第一测量周期中每个第一测量周期对应的第四漏电流与第一电压的第二比值,得到m个第二比值,将m个第二比值中最小的第二比值对应的第一电压确定为目标电压。
77.示例性的,在得到m个第一测量周期各自对应的第四漏电流后,缺陷参数测量装置可以基于m个第一测量周期各自对应的第四漏电流与第一电压,绘制第四漏电流与第一电压的关系曲线图。请参阅图5,图5为本技术实施例提供的一种第四漏电流与第一电压的关系曲线图,图5所示的曲线的斜率即为第四漏电流与第一电压的第二比值,可以看出,当第二比值最小时,对应的曲线的斜率最小,且第二比值最小时,第四漏电流不会随着第一电压的变化而发生较大变化,达到稳定状态。示例性的,图5中的c点为m个第二比值中的最小值,因此,可以将图5中的c点所对应的第一电压d确定为目标时长。
78.在s306中,经过n+m个所述第一测量周期后,进行多个第二测量周期,在每个所述第二测量周期内,向所述栅极与所述源极之间持续施加所述目标时长的所述目标电压,并以第一频率向所述漏极和所述源极之间施加第三电压,且测量每个所述第二测量周期对应的所述氮化镓器件的预设性能参数的值。
79.在本技术实施例中,在经过n+m个第一测量周期后,得到目标时长和目标电压,并基于目标时长和目标电压为氮化镓器件中的陷阱充电,由于在同样的充电条件下陷阱的充电状态固定,因此,通过在每个第二测量周期内向栅极与源极之间持续施加目标时长的目标电压能够固定陷阱的充电状态。
80.在本技术实施例中,进行第二测量周期的目的是为了在陷阱的充电状态固定后,测量陷阱造成的氮化镓器件的预设性能参数的值,并基于第二测量周期对应的预设性能参数的值,确定氮化镓器件的预设缺陷参数的值。其中,第二测量周期的周期个数可以根据实际需求设定,此处不作限定。
81.在具体应用中,可以设置不同的第二测量周期中的第一频率和第三电压均不同,
第一频率和第三电压均可以根据实际需求设置,此处不作限定。
82.第二测量周期的开始时刻可以为施加目标时长的目标电压的开始时刻,第二测量周期的结束时刻可以为向漏极和源极之间施加第三电压的结束时刻。
83.氮化镓器件的预设性能参数可以包括但不限定于氮化镓器件的阈值电压、漏电流大小、击穿电压以及导通电阻等。
84.基于此,可以在每个第二测量周期中的结束时刻,测量并记录每一个第二测量周期对应的氮化镓器件的阈值电压、漏电流大小、击穿电压以及导通电阻等。
85.在s307中,基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值,确定所述氮化镓器件的预设缺陷参数的值。
86.在一种可能的实现方式中,s307可以包括以下步骤:
87.步骤a:基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值,确定所述预设性能参数的变化量。
88.可选的,预设性能参数可以为阈值电压。基于此,缺陷参数测量装置可以基于各个第二测量周期对应的阈值电压,确定阈值电压的变化量。
89.示例性的,若在第一个第二测量周期结束后测量得到的第一阈值电压为a伏特,在第二个第二测量周期结束后测量得到的第二阈值电压为b伏特,则可以将b减a的绝对值确定为阈值电压的的变化量。
90.步骤b:基于所述预设性能参数的变化量确定所述预设缺陷参数的值。
91.可选的,缺陷参数测量装置可以将预设性能参数的变化量确定为预设缺陷参数的值。
92.示例性的,在预设性能参数为阈值电压的情况下,缺陷参数测量装置可以将阈值电压的变化量确定为预设缺陷参数的值。
93.从以上可以看出,通过在每个第一测量周期的第一阶段向氮化镓器件的栅极与源极之间持续施加第一时长的第一电压;在每个第一测量周期的第二阶段向氮化镓器件的漏极与所述源极之间持续施加第二时长的第二电压;在每个第一测量周期的所述第二阶段结束时,测量源极的第一漏电流、栅极的第二漏电流以及氮化镓器件的衬底的第三漏电流,并基于第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个第一测量周期对应的第四漏电流;在经过n个第一测量周期后,基于n个第一测量周期中每个第一测量周期对应的第一时长和第四漏电流,从n个第一测量周期各自对应的第一时长中确定目标时长;在经过m个第一测量周期后,基于m个第一测量周期中每个第一测量周期对应的第一电压和所述第四漏电流,从m个第一测量周期各自对应的第一电压中确定目标电压;在经过n+m个第一测量周期后,进行多个第二测量周期,在每个第二测量周期内,向栅极与源极之间持续施加目标时长的目标电压,并以第一频率向漏极和源极之间施加第三电压,且测量每个第二测量周期对应的氮化镓器件的预设性能参数的值;并基于各个第二测量周期对应的预设性能参数的值,确定氮化镓器件的预设缺陷参数的值。本方案在每个第二测量周期内都向栅极与源极之间持续施加目标时长的目标电压,由于在同样的充电条件下陷阱的充电状态固定,因此,本方案能够在对预设缺陷参数的值进行测量前固定陷阱的充电状态,在固定了陷阱的充电状态后再以第一频率向漏极和源极之间施加第三电压对预设缺陷参数的值进行测量,相较于传统的氮化镓器件的缺陷参数的测量方法而言,能够不受氮化镓器件在外延时出现的陷阱的
影响,提高了氮化镓器件的缺陷参数的测量准确性。
94.请参阅图6,图6为本技术另一实施例提供的一种氮化镓器件的缺陷参数测量方法的示意性流程图。如图6所示,本实施例提供的氮化镓器件的缺陷参数测量方法与图2提供的氮化镓器件的缺陷参数测量方法的区别在于,本实施例中的预设缺陷参数的值包括氮化镓器件形成的陷阱的数量;在向栅极和源极之间持续施加目标时长的目标电压后,本实施例中的氮化镓器件的缺陷参数测量方法还包括s601~602。
95.在s601中,确定衬底的各个不同区域的第三漏电流。
96.在本技术实施例中,在向栅极和源极之间持续施加目标时长的目标电压后,可以检测衬底的各个不同区域的第三漏电流。
97.示例性的,可以将衬底划分为第一区域、第二区域以及第三区域,其中,第一区域可以为衬底的最内圈,第二区域可以为衬底的最内圈和最外圈之间的区域,第三区域可以为衬底的最外圈,基于此,可以分别测量衬底的第一区域的第一区域漏电流、第二区域的第二区域漏电流以及第三区域的第三区域漏电流。其中,衬底的各个不同区域的划分方式可以根据实际需求设定,此处对其不作特别限定。
98.在s602中,基于各个区域的第三漏电流确定对应区域的陷阱的数量。
99.在本技术实施例中,每个区域的陷阱的数量与对应区域的第三漏电流成正比。可以基于各个区域的第三漏电流确定对应区域的陷阱的数量
100.作为示例而非限定,当第三区域漏电流最大、第二区域漏电流次之以及第一区域漏电流最小时,可以确定衬底的第三区域所对应的氮化镓器件区域的陷阱数量最多,也即氮化镓器件的外圈陷阱数量最多;可以确定衬底的第二区域所对应的氮化镓器件区域的陷阱数量次之,也即氮化镓器件的外圈与内圈之间的区域陷阱数量次之;可以确定衬底的第一区域所对应的氮化镓器件区域的陷阱数量最少,也即氮化镓器件的内圈陷阱数量最少。
101.基于图3所对应的实施例提供的氮化镓器件的缺陷参数测量方法,本技术实施例进一步给出实现上述方法实施例的氮化镓器件的缺陷参数测量装置,请参阅图7,图7示出了本技术实施例提供的一种氮化镓器件的缺陷参数测量装置的结构示意图。如图7所示,缺陷参数测量装置70可以包括:第一测试单元71、第二测试单元72、第一确定单元73、第二确定单元74、第三确定单元75、第三测试单元76以及第四确定单元77。其中:
102.第一测试单元71用于在每个第一测量周期的第一阶段向所述氮化镓器件的栅极与源极之间持续施加第一时长的第一电压。
103.第二测试单元72用于在每个所述第一测量周期的第二阶段向所述氮化镓器件的漏极与所述源极之间持续施加第二时长的第二电压。
104.第一确定单元73用于在每个所述第一测量周期的所述第二阶段结束时,测量所述源极的第一漏电流、所述栅极的第二漏电流以及所述氮化镓器件的衬底的第三漏电流,并基于所述第一漏电流、第二漏电流以及第三漏电流确定每个所述第一测量周期对应的第四漏电流。
105.第二确定单元74用于经过n个所述第一测量周期后,基于n个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一时长和所述第四漏电流,从n个所述第一测量周期各自对应的所述第一时长中确定目标时长;其中,n个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一时长不同。
106.第三确定单元75用于经过m个所述第一测量周期后,基于m个所述第一测量周期中每个第一测量周期对应的所述第一电压和所述第四漏电流,从m个所述第一测量周期各自对应的所述第一电压中确定目标电压;其中,m个所述第一测量周期中的不同第一测量周期对应的所述第一电压不同。
107.第三测试单元76用于经过n+m个所述第一测量周期后,进行多个第二测量周期,在每个所述第二测量周期内,向所述栅极与所述源极之间持续施加所述目标时长的所述目标电压,并以第一频率向所述漏极和所述源极之间施加第三电压,且测量每个所述第二测量周期对应的所述氮化镓器件的预设性能参数的值。
108.第四确定单元77用于基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值,确定所述氮化镓器件的预设缺陷参数的值。
109.可选的,第一确定单元73具体用于将所述第一漏电流、所述第二漏电流以及所述第三漏电流之和确定为所述第四漏电流。
110.可选的,第二确定单元74具体用于计算n个所述第一测量周期中,每个所述第一测量周期对应的所述第四漏电流与所述第一时长的第一比值;
111.将最小的所述第一比值对应的所述第一时长确定为所述目标时长。
112.可选的,第三确定单元75具体用于计算m个所述第一测量周期中,每个所述第一测量周期对应的所述第四漏电流与所述第一电压的第二比值;
113.将最小的所述第二比值对应的所述第一电压确定为所述目标电压。
114.可选的,第四确定单元77具体用于基于各个所述第二测量周期对应的所述预设性能参数的值,确定所述预设性能参数的变化量;
115.基于所述性能参数的变化量确定所述预设缺陷参数的值。
116.可选的,缺陷参数测量装置70可以还包括:第五确定单元和第六确定单元。
117.其中:
118.第五确定单元具体用于确定所述衬底的各个不同区域的所述第三漏电流。
119.第六确定单元具体用于基于各个所述区域的所述第三漏电流确定对应区域的所述陷阱的数量。其中,每个所述区域的所述陷阱的数量与对应区域的所述第三漏电流成正比。
120.需要说明的是,上述单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本技术方法实施例基于同一构思,其具体功能及带来的技术效果,具体可参照方法实施例部分,此处不再赘述。
121.请参阅图8,图8为本技术实施例提供的另一种氮化镓器件的缺陷参数测量装置的结构示意图。如图8所示,本实施例提供的缺陷参数测量装置8可以包括:处理器80、存储器81以及存储在存储器81中并可在处理器80上运行的计算机程序82。例如氮化镓器件的缺陷参数测量方法对应的程序。处理器80执行计算机程序82时实现上述应用于氮化镓器件的缺陷参数测量方法实施例中的步骤,例如图3所示的s301~s307。或者,处理器80执行计算机程序82时实现上述氮化镓器件的缺陷参数测量装置实施例中各模块/单元的功能,例如图7所示的单元71~79的功能。
122.示例性的,计算机程序82可以被分割成一个或多个模块/单元,一个或者多个模块/单元被存储在存储器81中,并由处理器80执行,以完成本技术。一个或多个模块/单元可
以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述计算机程序82在电子设备8中的执行过程。例如,计算机程序82可以被分割成第一测试单元、第二测试单元、第一确定单元、第二确定单元、第三确定单元、第三测试单元以及第四确定单元,各单元的具体功能请参阅图7对应的实施例中的相关描述,此处不赘述。
123.本领域技术人员可以理解,图8仅仅是缺陷参数测量装置8的示例,并不构成对缺陷参数测量装置8的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件。
124.处理器80可以是中央处理单元(central processing unit,cpu),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor,dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array,fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
125.存储器81可以是缺陷参数测量装置8的内部存储单元,例如缺陷参数测量装置8的硬盘或内存。存储器81也可以是缺陷参数测量装置8的外部存储设备,例如缺陷参数测量装置8上配备的插接式硬盘、智能存储卡(smart media card,smc)、安全数字(secure digital,sd)卡或闪存卡(flash card)等。进一步地,存储器81还可以既包括缺陷参数测量装置8的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器81用于存储计算机程序以及电子设备所需的其他程序和数据。存储器81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
126.所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成,即将缺陷参数测量装置的内部结构划分成不同的功能单元,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
127.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
128.本技术实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在终端设备上运行时,使得终端设备实现上述各个方法实施例中的步骤。
129.在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参照其它实施例的相关描述。
130.本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
131.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实
施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本技术的保护范围之内。
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