申请/专利权人：深港产学研基地(北京大学香港科技大学深圳研修院)

申请日：2020-05-27

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN113745123B

主分类号：H01L21/66

分类号：H01L21/66;G06F30/337

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2021.12.21#实质审查的生效;2021.12.03#公开

摘要：本发明涉及一种硅基GaNHEMT晶体管栅电流参数提取方法，包括以下步骤：测试出GaNHEMT场效应晶体管的栅电流特性曲线；将硅基GaNHEMT器件测试得出的栅电流特性曲线与两个对数差分函数分别相减，得到截距以及两个不同斜率因子；将硅基GaNHEMT器件测试得出的栅电流特性曲线与任意一个对数差分函数相减，得到具有极值的差分函数谱曲线；在任意差分函数谱曲线上，获取二个极值点的栅电流极值；将获得的二个栅电流极值代入提取公式，可以提取得到一次栅电流的关键参数值；将两个对数差分函数谱提取的栅电流的关键参数值求平均值，得到栅电流关键参数值，这种方法简单、适用性强、误差小，能抑制小尺寸引起的器件短沟效应和非本征效应。

主权项：1.一种硅基GaNHEMT晶体管栅电流参数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：a选择测试的硅基GaNHEMT器件，将栅-源电压Vg从0.0伏扫描到+2.0伏，测试出GaNHEMT场效应晶体管的栅电流特性曲线Ig-Vg，确定器件正常工作；Ig-Vg特性表示为： n2是D2二极管的非理想因子，I02是饱和漏电流，栅介质层厚度为4.9nm，温度T为25℃；b选择两个不同截距b1和b2，不同斜率因子Kp1和Kp2的合适对数差分函数Kp1*lnx+b1和Kp2*lnx+b2，这两个函数均与GaNHEMT场效应晶体管的栅电流特性曲线Ig-Vg在Vg＝0.0伏～+2.0伏范围内有两个相交点；c在Vg＝0.0伏～+2.0伏范围内的两个相交点上，将硅基GaNHEMT器件测试得出的栅电流特性曲线Ig-Vg与两个对数差分函数分别相减，两式的差为零，分别得到截距b1和b2值,以及两个不同斜率因子Kp1和Kp2值；d确定了两个具体的对数差分函数后，将栅-源电压Vg从0.0伏扫描到+2.0伏，将硅基GaNHEMT器件测试得出的栅电流特性曲线Ig-Vg与任意一个对数差分函数相减，得到Vg从0.0伏到+2.0伏范围内具有极值的差分函数谱曲线ΔlnlcdoIg-Ig；e在任意差分函数谱曲线上，获取二个极值点的栅电流极值；将获得的二个栅电流极值代入提取公式，提取得到一次栅电流的关键参数值；具体操作是：假设两个极值点分别为Ip11和Ip12，那么在Ip11和Ip12点上对两个相交点的电流为I11和I12之差在相交点的方程求导，根据数学一般性极值原理，得到： 忽略反向饱和电流I02，得到R2和n2的表达式；代入测试得到的Ip11和Ip12，可以提取出R2和n2这两个关键参数；具体的表达形式为： 通过将提取得到的R2和n2代入Ig-Vg特性曲线方程，得到I02；f将两个对数差分函数谱提取的栅电流的关键参数值求平均值，得到高精度的栅电流关键参数值。

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