[发明专利]一种金属半导体场效应管中位移缺陷的检测方法及系统

说明书

本发明提供了一种金属半导体场效应管中位移缺陷的检测方法及系统，涉及半导体检测领域，通过将缺陷参数输入至位移缺陷模型中，相当于假定缺陷为位移缺陷，得到模拟出的仿真曲线，这个仿真曲线是MESFET器件发生位移缺陷的情况下得到的曲线，将仿真曲线与通过实际测试得到的性能曲线进行比较，当仿真曲线与性能曲线吻合的时候，就能够验证当前测试的MESFET器件中发生了位移缺陷。用这种方法对MESFET器件进行检测，不需要再通过多次退火试验来进行验证确认，仅对待测元件进行电学性能测试，获得性能曲线，再与模拟仿真获得的仿真曲线相互对比佐证，就能够准确的检测出位移缺陷，提高检测的速度。

技术领域

本发明涉及半导体检测技术领域，具体而言，涉及一种金属半导体场效应管中位移缺陷的检测方法及系统。

背景技术

空间环境中的各种因素均可以对航天器的在轨运行产生影响，尤其是辐射环境，会对航天器内电子元器件的功能产生严重的损害。在恶劣的空间辐射环境下，不同的带电粒子和射线对电子器件造成不同的性能损伤，有些辐射损伤是瞬态的(比如电离损伤)，而有些辐射损伤是永久性的重(比如位移损伤)。永久性的辐射损伤对于航天器的在轨运行往往是致命的。

位移损伤是由于高能粒子入射到半导体材料或器件内部，与晶格原子产生碰撞而交换能量，进而引发晶格原子离开原来位置而产生间隙原子和空位，在随后的时间里，间隙和空位可能演化为复杂的复合缺陷，对半导体材料和器件产生半永久或永久性的损伤。位移缺陷主要通过降低载流子迁移率、俘获载流子、减小载流子寿命来影响半导体材料或器件的性能。金属半导体场效应管(MESFET)及其相关集成电路(比如MMIC)因为具有高速、高频等特点而广泛应用于卫星通信、雷达导航、电子战等系统中。由于MESFET的工艺技术(栅极下方为半导体器件有源层，形成肖特基接触)不涉及氧化层，因此其对电离效应并不敏感，需要重点关注的是各种辐射粒子对MESFET器件产生的位移损伤。

目前，深能级瞬态谱仪(DLTS)是检测半导体材料和电子元器件中辐射损伤缺陷的能级、缺陷浓度和俘获截面等诸多信息的最有效方法。但是，如何确定DLTS所检测出来的缺陷类型(指的是电离和位移缺陷)是十分复杂的问题。通常，需要结合等温和等时的多次退火试验来进行验证确认，这需要耗费大量的人力和物力。

发明内容

本发明所要解决的问题是如何快速的确定金属半导体场效应管中缺陷的类型。

为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种金属半导体场效应管中位移缺陷的检测方法，包括：

调节测试参数，对经过辐照的待测元件进行检测，获得所述待测元件的缺陷参数和性能曲线；

将所述缺陷参数输入至位移缺陷模型中，得到仿真曲线；

判断所述性能曲线是否与所述仿真曲线的走势吻合；

若是，则所述待测元件的缺陷为位移缺陷。

进一步地，所述调节测试参数，对经过辐照的待测元件进行检测，获得所述待测元件的缺陷参数和性能曲线包括：

设定测试时的填充脉冲电压、脉冲宽度和测试周期，通过改变反偏电压，对待测元件进行扫描，得到所述测试曲线；

对获得的所述测试曲线进行对比，判断所述测试曲线中的信号峰是否变化，其中，所述信号峰为测试曲线中的突变位置；

若所述测试曲线中的所述信号峰没变化，根据所述信号峰的位置，对应的获取所述缺陷参数。

进一步地，所述调节测试参数，对经过辐照的待测元件进行检测，获得所述待测元件的缺陷参数和性能曲线还包括：

选取辐照源，控制所述辐照源的射程，对所述待测元件进行辐照，其中所述辐照源包括质子或重离子，所述辐照源的射程终点在栅极下方的有源层中；

对辐照后的所述待测元件进行性能测试，得到性能曲线。