[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

摘要

本发明提供一种半导体器件的氧化层中陷阱能级分布的测量方法，基本原理是：首先，通过可见光照射衬底激发自由载流子，同时施加一定电压将载流子注入二氧化硅层中，被陷阱能级俘获；然后，通过线性升温的方法将被陷阱俘获的束缚载流子重新激发出来，变成自由载流子，测量这部分载流子贡献的电流随温度的变化曲线；最后，根据热刺激电流模型，得到二氧化硅中陷阱的能级分布。本发明的测量方法采用可见光和加电压向二氧化硅中注入载流子，避免了使用X光照射注入载流子的方式，以及其对二氧化硅的进一步损伤。

主权项

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，将器件固定在密封腔内，源极和漏极接地，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，使载流子在偏压的作用下注入二氧化硅层，被陷阱能级俘获；可见光照和施加偏置电压保持一定时间t；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，控制密封腔内的器件从室温T1开始，以升温速率β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。