[发明专利]基于无结型晶体管的表征方法

权利要求书

1.一种基于无结型晶体管的表征方法，其特征在于，所述表征方法包括步骤：

提供待测绝缘体上硅，所述待测绝缘体上硅依次包括衬底、中间埋氧层及顶层硅；

将第一探针和第二探针置于所述顶层硅上，所述第一探针与所述第二探针之间具有间距，所述第一探针构成第一端口，所述第二探针构成第二端口，所述衬底构成第三端口；

基于所述第三端口调整施加到所述衬底的偏置电压，以使所述待测绝缘体上硅工作在积累区，并获取积累区漏极电流，其中，获取所述积累区漏极电流的方式包括：I_D积累= I_vol积累+ I_acc，I_vol积累为体区电流，I_acc为积累层电流；

基于所述第三端口调整施加到所述衬底的偏置电压，以使所述待测绝缘体上硅工作在部分耗尽区，并获取部分耗尽区漏极电流，其中，获取所述部分耗尽区漏极电流的方式包括：I_{D部分耗尽}= I_{vol部分耗尽}，I_{vol部分耗尽}为体区电流，其中，在所述部分耗尽区工作时，设定体区迁移率为常数，所述体区电流I_{vol部分耗尽}为：I_{vol部分耗尽}=qf_Gμ_P,volN_A,D(T_si-W_D)V_D，其中，q为电子电荷，f_G为几何因子，μ_P,vol为体区载流子迁移率，N_A,D为受主（p型掺杂）或施主（n型掺杂）掺杂浓度，T_si为顶层硅厚度，V_D为漏极电压，W_D为耗尽层宽度；以及

基于所述积累区漏极电流、所述部分耗尽区漏极电流以及施加到所述第一端口、所述第二端口及所述第三端口的电压表征所述待测绝缘体上硅的参数。

2. 根据权利要求1所述的基于无结型晶体管的表征方法，其特征在于，所述耗尽层宽度W_D为：W_D =（C_OX/（qN_A,D））（V_G-V_FB），其中，C_OX为氧化硅单位面积电容，q为电子电荷，N_A,D为受主（p型掺杂）或施主（n型掺杂）掺杂浓度，V_G为栅极电压，V_FB为平带电压。

3. 根据权利要求2所述的基于无结型晶体管的表征方法，其特征在于，基于所述耗尽层宽度W_D和所述体区电流I_{vol部分耗尽}可得：I_{vol部分耗尽}=-f_Gμ_P,volC_OX (V_G-V₀)V_D（a），其中，V₀=V_FB+（qN_A,D/ C_OX）T_si（b），V₀为伪MOS管体区刚刚全部耗尽的电压，基于公式（a）的斜率获得所述待测绝缘体上硅体区迁移率，基于公式（b）计算激活杂质浓度。

4.根据权利要求1所述的基于无结型晶体管的表征方法，其特征在于，在所述积累区工作时，所述体区电流I_vol积累为：I_vol积累=qf_Gμ_volN_A,DT_siV_D（c），其中，q为电子电荷，f_G为几何因子，μ_vol为体区载流子迁移率，N_A，D为受主（p型掺杂）或施主（n型掺杂）掺杂浓度，T_si为顶层硅厚度，V_D为漏极电压。