[发明专利]一种半导体材料深能级瞬态谱测试系统及方法

说明书

本发明提供了一种半导体材料深能级瞬态谱测试系统及方法，涉及测试技术领域，包括：向被测半导体施加触发信号；获取被测半导体的检测电压和检测电流；根据检测电压和检测电流确定检测电容量；根据检测电流确定瞬态电流量；对检测电容量和瞬态电流量进行数据分析和数据同步，确定同时结合电容变化和电流变化的深能级瞬态谱。本发明向被测半导体施加触发信号，在测试基于电容变化的深能级瞬态谱的同时，也测试基于电流变化的深能级瞬态谱，不仅提高了测试速度，还可通过同时结合电容变化和电流变化的深能级瞬态谱进行数据对比。除此之外，通过同时获取电压、电流多方面的信息，使测试结果更为可靠准确。

技术领域

本发明涉及测试技术领域，具体而言，涉及一种半导体材料深能级瞬态谱测试系统及方法。

背景技术

深能级是指半导体中远离导带底或价带顶的杂质能级或缺陷能级，深能级的存在对半导体的电学、热学和光学性质有很大影响，大量半导体器件的性能直接与深能级的存在有关，因而如何测试深能级是研究半导体性能的关键问题。深能级有多种检测方法，而近年来，深能级瞬态谱(Deep Level Transient Spectroscopy，DLTS)受到了越来越广泛的关注。深能级瞬态谱是研究半导体的掺杂浓度、缺陷能级位、界面态(俘获界面)的一种有效手段，其原理是对被测半导体施加适当的反向偏置电压，并叠加一周期性的脉冲电压，在脉冲的作用下，电子在深能级上有一个填充、释放的过程，以此引起电容、电流等方面的电学特性变化。

在现有深能级瞬态谱的测试方法中，往往着重于获取基于电容变化的深能级瞬态谱，忽略了深能级瞬态谱中其他方面的电学特性变化。存在少量的深能级瞬态谱的测试采用切换测试激励源的方法，重新进行温度扫描，获取相应的深能级瞬态谱，以此反应其他电学特性变化。然而，该种方法不仅增加了系统复杂度、加大了测试时长，还存在无法对比多种电学特性变化的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题。为达上述目的，本发明提供了一种半导体材料深能级瞬态谱测试系统，其包括：施加信号电路、电压检测电路、电流检测电路、电容处理电路、电流处理电路以及数据处理电路，其中，

所述施加信号电路分别电连接至所述电容处理电路、所述电流处理电路和被测半导体，用于施加触发信号；

所述电压检测电路分别电连接至所述电容处理电路和所述被测半导体，用于获取并传输所述被测半导体的检测电压；

所述电流检测电路分别电连接至所述电容处理电路、所述电流处理电路和所述被测半导体，用于获取并传输所述被测半导体的检测电流；

所述电容处理电路用于根据所述检测电压和所述检测电流，确定检测电容量；

所述电流处理电路用于根据所述检测电流，确定瞬态电流量；

所述数据处理电路分别电连接至所述电容处理电路和所述电流处理电路，用于根据所述检测电容量和所述瞬态电流量确定同时结合电容变化和电流变化的深能级瞬态谱。

由此，本发明通过设置施加信号电路、电压检测电路、电流检测电路、电容处理电路、电流处理电路以及数据处理电路的相互连接，使施加信号电路向被测半导体注入信号，并通过电压检测电路、电流检测电路同时检测在此过程中被测半导体的电压、电流，与此同时，通过电容处理电路对检测的电压、电流数据进行处理，得到反映电容变化的相关数据，通过电流处理电路对电流数据进行处理，得到反映电流变化的相关数据。最后通过数据处理电路结合电容处理电路、电流处理电路传递的数据进行处理，得到同时结合电容和电压的深能级瞬态谱。本发明向被测半导体施加触发信号，通过增设电流检测电路和电流处理电路，在测试基于电容变化的深能级瞬态谱的同时，也测试基于电流变化的深能级瞬态谱，不仅提高了测试速度，还可通过同时结合电容变化和电流变化的深能级瞬态谱进行数据对比。除此之外，通过同时获取电压、电流多方面的信息，使测试结果更为可靠准确。综上，保证了高精度和高速度兼备的深能级瞬态谱测试方法。