[发明专利]表面态陷阱对器件输出特性影响的测量方法

权利要求书

1.一种表面态陷阱对器件输出特性影响的测量方法，步骤如下：

(1)制作测试器件并连接测试电路：

(1a)在被测器件的源极和漏极之间再新制作一个栅极，形成双栅结构，两个栅极分别记为G₁和G₂；

(1b)将第一电流表A1一端连接第一栅极G₁，另一端接地；第二栅极G₂依次连接第二电流表A2、脉冲电压源E1、第一开关S₁，第一开关S₁的另一端接地；源极接地，漏极依次连接第二开关S₂、第三电流表A3、直流电源E2，直流电源E2的另一端接地；

脉冲电压源E1提供高电平为V_H、低电平为V_L、频率为f、占空比为D的脉冲电压；

(2)填充器件表面态陷阱：

(2a)在0-t₀时间内，闭合第二开关S₂，打开第一开关S₁，监测第三电流表A3的示数，记为I₀；

(2b)在t₀时刻，闭合第一开关S₁，同时打开第二开关S₂，对被测器件施加P个周期的脉冲电压，并监测通过第一电流表A1示数I_G1(t)和第二电流表A2的示数I_G2(t)，对器件施加脉冲电压过程中，通过栅极电子对器件的表面态陷阱进行填充；

(2c)根据(2b)的结果，分别计算脉冲电压为高电平时器件表面态陷阱俘获电子形成的电流I₁(t)和脉冲电压为低电平时器件表面态陷阱释放电子形成电流I₂(t)，即：

I₁(t)＝I_G1(t)-|I_G2(t)|，规定I₁(t)的电流方向为正；

I₂(t)＝I_G1(t)+I_G2(t)，规定I₂(t)的电流方向为负；

(2d)根据电荷量和电流的关系，计算第1个和第P个脉冲周期内，被测器件表面态陷阱实际俘获的电子数量分别为：

其中P为正整数，P的取值范围大于等于2，e为电子电量，e＝1×10^-19库伦；

(2e)根据(2d)的计算结果，判定表面态陷阱俘获\释放电子是否达到动态平衡：

若则判定表面态陷阱俘获\释放电子达到动态平衡，表面态陷阱填充完毕，停止施加脉冲电压，记录此时的时刻为t₁；反之，未达到动态平衡，则重复步骤(2b)到(2f)，再对被测器件施加一个周期的脉冲电压,直至符合表面态陷阱俘获\释放电子达到动态平衡条件；

(3)计算表面态陷阱对器件输出特性影响：

在t₁时刻，即器件表面态陷阱填充完毕时，打开开关S₁的同时，闭合开关S₂，并监测第三电流表A3示数I(t)，根据相对变化量的计算方式，得到器件表面态陷阱引起器件输出电流的相对变化量为：

其中，ΔI(t)＝I₀-I(t)，表示器件表面态陷阱引起器件输出电流的变化量。

2.根据权利要求书1所述的方法，其中步骤(1a)中的重新制作的栅极的金属材料和制作工艺与器件的原有栅极相同。

3.根据权利要求书1所述的方法，其中步骤(1a)中的新栅极的制作，可在器件制作过程中，直接利用相同的工艺和材料做成双栅结构器件。

4.根据权利要求书1所述的方法，其中步骤(1b)中对被测图形施加的脉冲电压低电平V_L为0V，脉冲高电压为V_H的取值应与被测器件正常工作电压一致。