载流子迁移率的计算方法和装置与流程

本发明实施例涉及半导体材料的性能测量的，尤其涉及一种载流子迁移率的计算方法和装置。

背景技术：

1、载流子迁移率是表征半导体材料导电性能的重要参数，该参数与半导体材料的电导率直接相关，并且该参数会影响半导体的工作速度。因此，对常用半导体材料载流子迁移率的测量与表征对半导体材料和器件的研究开发具有十分重要的意义。

2、通常测量载流子迁移率时需要专业仪器进行量测及分析，不仅设备费用昂贵且针对不同材料所需仪器可能不同，导致测量载流子迁移率的成本很高。

技术实现思路

1、本发明提供一种载流子迁移率的计算方法和装置，以实现半导体材料的载流子迁移率的测量，同时可以降低载流子迁移率的测量成本。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种载流子迁移率的计算方法，包括：

3、采用预设条件对半导体材料进行离子注入；

4、测量所述半导体材料的方阻；

5、根据所述预设条件基于蒙特卡洛算法确定离子注入的注入深度和掺杂浓度；

6、根据所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度计算所述半导体材料的载流子迁移率。

7、可选地，根据所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度计算所述半导体材料的载流子迁移率，包括：

8、基于所述方阻与电阻率和所述注入深度的关系，以及所述方阻和电导率的关系，确定所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度与所述载流子迁移率的关系；

9、基于所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度与所述载流子迁移率的关系，根据所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度计算所述载流子迁移率。

10、可选地，基于所述方阻与电阻率和所述注入深度的关系，以及所述方阻和电导率的关系，确定所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度与所述载流子迁移率的关系，包括：

11、根据所述方阻的定义，以所述半导体材料的离子注入表面的垂面作为所述方阻的横截面，确定所述方阻与所述电阻率和所述注入深度的关系；

12、根据所述电阻率和所述电导率互为倒数的关系，基于所述电导率的定义，确定所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度与所述载流子迁移率的关系。

13、可选地，在测量所述半导体材料的方阻之前，还包括：

14、对所述半导体材料进行热退火。

15、可选地，测量所述半导体材料的方阻，包括：

16、采用四探针方阻仪测量所述半导体材料的方阻。

17、可选地，在根据所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度计算所述半导体材料的载流子迁移率之后，还包括：

18、根据所述载流子迁移率基于爱因斯坦关系式计算载流子扩散系数。

19、可选地，所述预设条件包括注入离子种类、注入能量、注入剂量和注入角度。

20、第二方面，本发明实施例还提供了一种载流子迁移率的计算装置，包括：

21、离子注入模块，用于采用预设条件对半导体材料进行离子注入；

22、测量模块，用于测量所述半导体材料的方阻；

23、确定模块，用于根据所述预设条件基于蒙特卡洛算法确定离子注入的注入深度和掺杂浓度；

24、计算模块，用于根据所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度计算所述半导体材料的载流子迁移率。

25、可选地，所述计算模块包括：

26、关系确定单元，用于基于所述方阻与电阻率和所述注入深度的关系，以及所述方阻和电导率的关系，确定所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度与所述载流子迁移率的关系；

27、计算单元，用于基于所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度与所述载流子迁移率的关系，根据所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度计算所述载流子迁移率。

28、可选地，所述关系确定单元包括：

29、第一确定子单元，用于根据所述方阻的定义，以所述半导体材料的离子注入表面的垂面作为所述方阻的横截面，确定所述方阻与所述电阻率和所述注入深度的关系；

30、第二确定子单元，用于根据所述电阻率和所述电导率互为倒数的关系，基于所述电导率的定义，确定所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度与所述载流子迁移率的关系。

31、本发明实施例的技术方案，在计算半导体材料的载流子迁移率时，可以利用半导体材料的离子注入工艺对半导体材料进行离子注入，然后测量半导体材料的方阻，并根据预设条件基于蒙特卡洛算法确定离子注入的注入深度和掺杂浓度，最后根据方阻、注入深度和掺杂浓度直接计算半导体材料的载流子迁移率，不仅可以避免使用专业仪器进行载流子迁移率的测量及分析，节约了载流子迁移率的测量成本。同时可以在离子注入工艺的监控中即可实现载流子迁移率的测量，从而可以复用离子注入的工艺监控用于计算载流子迁移率，进一步地降低了载流子迁移率的测量成本。而且，根据预设条件基于蒙特卡洛算法确定离子注入的注入深度和掺杂浓度的模拟精度比较高，从而可以提高载流子迁移率的测量精度。

技术特征：

1.一种载流子迁移率的计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的载流子迁移率的计算方法，其特征在于，根据所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度计算所述半导体材料的载流子迁移率，包括：

3.根据权利要求2所述的载流子迁移率的计算方法，其特征在于，基于所述方阻与电阻率和所述注入深度的关系，以及所述方阻和电导率的关系，确定所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度与所述载流子迁移率的关系，包括：

4.根据权利要求1-3任一项所述的载流子迁移率的计算方法，其特征在于，在测量所述半导体材料的方阻之前，还包括：

5.根据权利要求1所述的载流子迁移率的计算方法，其特征在于，测量所述半导体材料的方阻，包括：

6.根据权利要求1所述的载流子迁移率的计算方法，其特征在于，在根据所述方阻、所述注入深度和所述掺杂浓度计算所述半导体材料的载流子迁移率之后，还包括：

7.根据权利要求1所述的载流子迁移率的计算方法，其特征在于，所述预设条件包括注入离子种类、注入能量、注入剂量和注入角度。

8.一种载流子迁移率的计算装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的载流子迁移率的计算装置，其特征在于，所述计算模块包括：

10.根据权利要求9所述的载流子迁移率的计算装置，其特征在于，所述关系确定单元包括：

技术总结
本发明公开了一种载流子迁移率的计算方法和装置。该载流子迁移率的计算方法包括：采用预设条件对半导体材料进行离子注入；测量半导体材料的方阻；根据预设条件基于蒙特卡洛算法确定离子注入的注入深度和掺杂浓度；根据方阻、注入深度和掺杂浓度计算半导体材料的载流子迁移率。不仅避免了使用专业仪器进行载流子迁移率的测量及分析，节约了载流子迁移率的测量成本。同时在离子注入工艺的监控中实现载流子迁移率的测量，从而可以复用离子注入的工艺监控用于计算载流子迁移率，进一步地降低了载流子迁移率的测量成本。而且，根据预设条件基于蒙特卡洛算法确定离子注入的注入深度和掺杂浓度的模拟精度比较高，从而可以提高载流子迁移率的测量精度。

技术研发人员：王新,高文琳,母凤文,郭超
受保护的技术使用者：青禾晶元（天津）半导体材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15