[发明专利]一种半导体器件界面热阻的测试方法

摘要

一种半导体器件界面热阻的测试方法，在防自激电路保证半导体器件不会产生自激的条件下，基于电学法热阻测试仪对器件的瞬态温升进行测量，利用结构函数法对器件内部多层材料热阻、热容进行分析，提取芯片热阻值。利用提取的芯片热阻值，得到该固定面积下器件在不同SiC层厚度的条件下4个样品的总热阻值。接下来对测得的数据进行分析，通过数据计算出单位厚度的GaN所带来的热阻的增量，同时，通过数据计算出单位厚度的SiC所带来的热阻的增量，通过以上计算分析，得到要测的器件的界面热阻R_th(界面)。

主权项

一种半导体器件界面热阻的测试方法，其特征在于：首先，在防自激电路保证半导体器件不会产生自激的条件下，基于电学法热阻测试仪对器件的瞬态温升进行测量，利用结构函数法对器件内部多层材料热阻、热容进行分析，提取芯片热阻值；然后，在对1号样品不改变衬底厚度h1、成核层工艺及尺寸以及固定界面接触面积s的条件下，改变不同的成核层上层厚度，由d1改变成d2、d3、d4，从而制成相应的2号、3号、4号样品；利用前一步提取的芯片热阻值，得到该固定面积下器件在不同成核层上层厚度的条件下4个样品的总热阻值R_th1、R_th2、R_th3、R_th4；接着，在不改变1号样品成核层上层厚度d1、成核层工艺及尺寸以及固定界面接触面积s的条件下，改变衬底厚度，由h1改变成h2、h3、h4，从而制成相应的5号、6号、7号样品；利用前一步提取的芯片热阻值，得到该固定面积下器件在不同衬底厚度的条件下4个样品的总热阻值R_th1、R_th5、R_th6、R_th7；接下来对测得的数据进行分析，通过数据计算出单位厚度的成核层上层所带来的热阻的增量，计算公式如下式：式中，R_{th成核层上层(单位厚度)}代表求取平均后的成核层上层单位厚度所带来的热阻值，d1、d2、d3、d4分别代表成核层上层不同的厚度值，R_th1、R_th2、R_th3、R_th4分别代表d1、d2、d3、d4厚度下的器件的总的热阻值；同时，通过数据计算出单位厚度的衬底所带来的热阻的增量，计算公式如下式：式中，R_{th衬底(单位厚度)}代表求取平均后的衬底单位厚度所带来的热阻值，h1、h2、h3、h4分别代表衬底不同的厚度值，R_th1、R_th5、R_th6、R_th7分别代表h1、h2、h3、h4厚度下的器件的总的热阻值；R_th(界面)＝R_th1‑R_{th成核层上层(单位厚度)}×d1‑R_{th衬底(单位厚度)}×h1式中，R_th(界面)代表1号样品的界面热阻值，R_th1代表1号样品的总热阻值，R_{th成核层上层(单位厚度)}代表求取平均后的成核层上层单位厚度所带来的热阻值，d1代表1号样品成核层上层的厚度，R_{th衬底(单位厚度)}代表求取平均后的衬底单位厚度所带来的热阻值，h1代表1号样品衬底的厚度；通过以上计算分析，得到要测的半导体器件的界面热阻R_th(界面)。