[发明专利]一种GaN基半导体器件欧姆接触高压可靠性的评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件可靠性评价技术领域，更具体地说，涉及一种GaN基半导体器件欧姆接触高压可靠性的评价方法。

背景技术

GaN材料作为宽带隙的半导体材料，具有击穿电压高、高饱和电子漂移速度，优良的热稳定性等优点，在高压、高温、大功率器件的军用以及民用领域具有广泛的应用前景。其中，GaN/AlGaN HEMT（High Electron Mobility Transistor，高电子迁移率晶体管），又称GaN基HEMT，可广泛应用于能源开采、雷达系统以及反导系统中。

欧姆接触技术是GaN基HEMT器件结构的关键技术之一，它直接影响半导体器件和电路的直流特性、高频特性。GaN基HEMT作为大功率器件，需要在高压、大电流的环境下工作，这就要求器件的欧姆接触具有优良的导电和导热性能，并可以稳定可靠的工作。

通过上述描述可知，GaN基HEMT欧姆接触高压可靠性是衡量GaN基HEMT性能的一个重要指标。如何测量GaN基HEMT欧姆接触高压可靠性，是HEMT检测领域一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种GaN基半导体器件欧姆接触可靠性的检测方法，所述检测方法可用于检测GaN基半导体器件欧姆接触的高压可靠性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种GaN基半导体器件欧姆接触高压可靠性的评价方法，该检测方法包括：

在待检测GaN基半导体器件上形成多组传输线测试图形，每组传输线测试图形包括多个相同的、间隔分布的电极；

采用金丝将所述多组传输线测试图形串联；

获取单组的传输线测试图形与所述待检测GaN基半导体器件的接触电阻和薄层电阻；

为串接后的传输线测试图形提供高压应力，再次获取所述接触电阻和薄层电阻，并获取串接后的多组传输线测试图形的伏安特性曲线；

根据施加高压应力前后所述接触电阻和薄层电阻的稳定性以及施加高压应力后所述金丝的电子扫描显像图判定所述待检测GaN基半导体器件的欧姆接触高压可靠性。

优选的，在上述评价方法中，所述判定的方法为：

施加高压应力前后，如果所述接触电阻的变化幅度和薄层电阻的变化幅度均不大于10%，且所述金丝的电子扫描显像图中没有出现晶须，判定欧姆接触在高压条件下的可靠性好；

施加高压应力前后，如果所述接触电阻的变化幅度以及薄层电阻的变化幅度有一个大于10%，或所述金丝的电子扫描显像图中出现晶须，判定欧姆接触在高压条件下的可靠性差。

优选的，在上述评价方法中，所述在待检测GaN基半导体器件上形成多组传输线测试图形为通过光刻工艺在所述待检测GaN基半导体器件上形成多组传输线测试图形。

优选的，在上述评价方法中，所述光刻工艺包括：

提供一待检测GaN基半导体器件；

在所述检测GaN基半导体器件表面形成设定镂空图案的光刻胶层，所述光刻胶层的镂空图案与所述传输线测试图形的电极图案相同；

在所述待检测GaN基半导体器件表面依次蒸发Ti、Al、Ni、Au四层金属，其中，Au位于最外层；

剥离所述光刻胶层后，对所述待检测GaN基半导体器件进行清洗；

干燥后，进行设定温度的退火，使得所述四层金属与所述待检测GaN基半导体器件形成欧姆接触。

优选的，在上述评价方法中，所述Ti、Al、Ni、Au四层金属的厚度依次为

优选的，在上述评价方法中，所述获取单组的传输线测试图形的接触电阻和薄层电阻包括：

采用HP4155半导体参数测试仪测量同一组传输线测试图形中不同电极之间的伏安特性曲线；

通过伏安特性曲线拟合获得所述传输线测试图形中不同电极间距下的电流值；

根据所述电流值，采用传输线模型计算单组传输线测试图形与所述传输线测试图形对应的欧姆接触的电阻率以及接触电阻。

优选的，在上述评价方法中，所述为串接后的传输线测试图形提供高压应力包括：

在串接后的多组传输线测试图形两端时间100V-170V的电压，加压时间为45h-50h。

优选的，在上述评价方法中，每组传输线测试图形包括七个电极，所述电极的长度为200μm，宽度为80μm，电极之间的间距依次为15μm、20μm、40μm、60μm、100μm、160μm。