[发明专利]欧姆接触区方块电阻的修正方法

说明书

本发明公开了一种欧姆接触区方块电阻的测试修正方法，主要解决现有技术关于欧姆接触区方块电阻R_shc计算不准确，以及计算过程复杂的问题。其实现方案是：制作两组结构类似的圆形欧姆接触测试图形，每组包含一个圆形欧姆电极、两个同心圆环形欧姆电极；然后分别测试两组圆形测试图形的总电阻；再利用该修正公式，对有源区方块电阻R_sh的值进行修正，进而准确计算出欧姆接触区的方块电阻R_shc的值。本发明具有测试图形简单易制作、计算简单、结果精确的优点，可用于半导体器件工艺检测与性能评估。

技术领域

本发明属于测试技术领域，特别涉及到一种欧姆接触区方块电阻的修正方法，可用于异质结晶体管的制备、性能评估及可靠性分析。

背景技术

以III-V族材料为代表的宽禁带半导体材料有很多优点，近年来的发展相当迅速。用该类型材料制备的半导体器件具有高电子迁移率、宽带隙、高热传导率、耐高压、耐高温、抗辐照等卓越的优势，可广泛应用在高温大功率、光电子和高频微波及毫米波等领域，具有广阔的市场。因此近年来，该类型的相关器件已经成为国际国内的研究热点。

在基于III-V族异质结材料制备半导体器件的工艺过程中，欧姆电极的制备是很关键的一步。要制备高性能的该类型异质结半导体器件，能否在金属与势垒层材料界面处形成良好的欧姆接触就显得尤为重要。欧姆电极的制备工艺、制备欧姆电极采用的的金属种类、退火温度的高低等均对欧姆接触电阻有影响。如果欧姆接触电阻过大，会增加源漏功率耗散，器件的输出功率和效率都会受到影响。欧姆接触电阻是评判欧姆接触好坏的重要指标，而欧姆接触区方块电阻的准确测试又是计算欧姆接触电阻的关键。因此，选择合适的方法对欧姆接触区方块电阻进行准确的表征对器件的研制及评估具有非常重要的作用。

目前，测量欧姆接触电阻最普遍的方法是矩形传输线模型TLM法和传统的圆形传输线模型CTLM法。

矩形传输线模型TLM法，主要是通过设计一组具有不等间距的多个矩形电极测试图形，并进行实验测试及数学计算获得有源区方块电阻的数值。在此过程中，通常把有源区的方块电阻值R_sh近似作为欧姆区的方块电阻值R_shc。该方法存在几个问题：首先，由于欧姆接触区是在有源区上实施了金属淀积、高温退火等复杂的工艺，因此有源区和欧姆接触区的方块电阻并不相等，甚至相差很大，不能做近似处理；其次，矩形传输线模型存在着边缘电流效应，因此采用该模型对欧姆区方块电阻值的精确度有一定影响。

传统的圆形传输线模型CTLM法，主要是通过设计一组具有多个圆形电极的测试图形，并进行较复杂的数学推导及实验测试获得欧姆区方块电阻的近似值。该方法存在几个问题：首先传统的CTLM法在测量时忽略了金属层的薄层电阻，这对实验结果会产生一定的影响；其次，进行末端电阻求解时由于要计算各部分电阻之差，而这几部分电阻值相差很小，作差后误差较大；再者，直接计算欧姆区方块电阻的公式较为复杂，运算量较大，且涉及到非特殊角度的三角函数计算，因此测试及计算分析的总用时较长。

随着半导体器件的进一步发展，原有的欧姆接触区方块电阻测量方法越来越难以适应高性能半导体器件研制的要求。因此，对原有的欧姆接触方块电阻测量结果进行修正变得越来越重要。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种欧姆接触区方块电阻的修正方法，以简化对欧姆接触区方块电阻的计算复杂度，提高传统传输线模型法对欧姆接触区方块电阻R_shc的计算准确度，进而实现对III-V族异质结半导体器件的工艺监控及可靠性评估。

本发明的技术思路是：通过改进的圆形传输线模型CTLM推导出简单的欧姆接触区方块电阻R_shc的修正项公式，基于矩形传输线模型TLM提取的有源区方块电阻R_sh对欧姆接触区方块电阻R_shc进行修正，其实现方案包括如下：

1)制备欧姆接触测试图形：