[发明专利]HEMT器件欧姆接触区方块电阻的测试方法

说明书

本发明公开了一种HEMT器件欧姆接触区方块电阻的测试方法，其实现方案是：制备三组电极宽度为W的测试图形，每种测试图形包括三个欧姆电极，三组测试图形的第一电极尺寸相同且第三电极尺寸相同、第一电极与第三电极的总距离固定，第二组测试图形和第三组测试图形的第二电极长度分别是第一组测试图形第二电极长度的α倍和β倍，且α≠β≠1；测试三组测试图形中第一电极与第三电极之间的电阻值；用第二组测试图形与第一组测试图形所测的电阻值作差，并将差值方程式代入第三组测试图所测的电阻方程式中，得到每组测试图形中欧姆接触区的方块电阻。本发明测试图形简单易制作，测试简便，且结果准确，可用于高电子迁移率异质结晶体管工艺检测与性能评估。

技术领域

本发明属于测试技术领域，特别涉及一种HEMT器件的欧姆接触区方块电阻的测试方法，可用于对半导体器件的工艺检测与性能评估。

背景技术

GaN材料相比以Si为代表的第一代半导体材料以及以GaAs为代表的第二代半导体材料，具有禁带宽度大、击穿电场高、耐高温、抗腐蚀等优势，因此成为第三代半导体材料的典型代表。特别是与AlGaN等材料形成的异质结构高电子迁移率晶体管HEMT，在异质结界面处存在高浓度、高电子迁移率的二维电子气，因而具有工作电流大、工作速度快等优点，在高频、大功率领域具有巨大的优势和广泛的应用前景。近年来，相关器件已经成为国际的热点，部分已经实现商业化应用。

方块电阻是表征HEMT器件欧姆电极好坏的一个重要参数。目前的方块电阻表征方法中，更多的是针对器件有源区的方块电阻进行测量，而对欧姆接触区的方块电阻则无法准确测量。以最普遍的传输线模型TLM法为例，其通过设计一组器件结构，进行较复杂的数学推导及实验测试获得有源区方块电阻的数值，并把有源区的方块电阻值近似作为欧姆区的方块电阻值。由于有源区的方块电阻主要来源于异质结处的二维电子气，而欧姆接触区则是在有源区上实施了金属淀积、高温退火等复杂的工艺，因此二者的方块电阻并不相等，甚至相差很大。显然，这种近似的方法会使得欧姆接触方块电阻的表征准确率低，影响高电子迁移率异质结晶体管的性能评估。

随着近年来半导体功率器件的进一步发展，欧姆接触区方块电阻的准确表征对器件关键工艺的准确检测及性能的评估影响越来越大。因此，如何高精度地测量HEMT器件欧姆区的方块电阻成为了一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种测试HEMT器件欧姆接触区方块电阻的方法，以提高测量的准确率，进而进行工艺检测并提高电子迁移率异质结晶体管的性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)制备欧姆接触测试图形：

在半导体材料上先淀积金属电极，再采用高温退火、台面隔离的方法制备出三组宽度相同的欧姆接触方块电阻测试图形，每种测试图形包括三个欧姆电极；

设第一组测试图形中的第一欧姆电极长度L₁₁、第二组测试图形中的第一欧姆电极长度L₂₁、第三组测试图形中的第一欧姆电极长度L₃₁三者相等，即L₁₁＝L₂₁＝L₃₁；

设第二组测试图形中的第二欧姆电极长度L₂₂是第一组测试图形中的第二欧姆电极长度L₁₂的α倍，即L₂₂＝αL₁₂；设第三组测试图形中第二电极长度是第一组测试图形中第二电极长度的β倍，即L₃₂＝βL₁₂，其中α＞0，β＞0，且α≠β≠1；

设第一组测试图形中第一欧姆电极与第二欧姆电极间距为L_1a，第二组测试图形中第一欧姆电极与第二欧姆电极间距为L_2a，第三组测试图形中第一欧姆电极与第二欧姆电极间距为L_3a；