[发明专利]一种半导体器件的氧化层中陷阱能级分布的测量方法

权利要求书

1.一种半导体器件的氧化层中陷阱能级分布的测量方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤S1，将半导体器件固定在密封腔内，源极和漏极接地，半导体器件的硅衬底和栅极连接源表；

步骤S2，在栅极和硅衬底之间施加电压Vg1，控制密封腔内的半导体器件从室温T1开始以升温速率β线性升温，直到温度T2，测量栅极和硅衬底之间电流随温度的变化，得到本底电流I0（T）；

步骤S3，将半导体器件温度降到室温，在栅极施加电压Vg2，在硅衬底施加电压Vs1，通过可见光照射硅衬底激发硅中的自由载流子，使自由载流子在偏置电压的作用下注入二氧化硅层，被陷阱能级俘获；可见光照射和施加偏置电压保持一定时间t；所述可见光的光子能量小于2.5eV；电压Vg2的取值范围是-7V~-18V；电压Vs1的取值范围是9V~36V；时间t的取值范围是40~90分钟；

步骤S4，撤去可见光，与步骤S2实施相同的实验设置，即在栅极和硅衬底之间施加电压Vg1，控制密封腔内的半导体器件从室温T1开始，以升温速率线性升温，直到温度T2，激发二氧化硅层中被陷阱俘获的载流子，变成自由载流子，测量栅极和硅衬底之间电流随温度的变化，即总电流I1（T）；

步骤S5，利用步骤S4中测量的总电流I1(T)减去步骤S2中测量的本底电流I0(T)，得到激发出二氧化硅层陷阱中俘获自由载流子产生的电流随温度的变化曲线热激发电流I(T)；根据热刺激电流模型，得出二氧化硅层中陷阱态密度随能级的分布曲线。

2.如权利要求1所述的氧化层中陷阱能级分布的测量 方法，其特征在于，所述步骤S2和S4中，电压Vg1的取值范围均是-7V~ -18V；室温T1取值均是25℃；T2取值均是350℃。

3.如权利要求1所述的氧化层中陷阱能级分布的测量 方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据热刺激电流模型，二氧化硅中陷阱态密度n由电流I(T)计算得到：

其中，e为元电荷；

所述陷阱能级和温度T的关系式为：

其中，为陷阱能级；T为温度，单位为K；为逃逸频率；为升温速率，的取值范围是0.05~1℃/min。