一種新型背柵效應(yīng)測試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型背柵效應(yīng)的測試方法，該方法在電路開關(guān)開和關(guān)兩種狀態(tài)下，分別測試樣品的霍爾電阻，通過計算比對，反映待測樣品的背柵特性。本發(fā)明無需將待測樣品制備成傳統(tǒng)測試背柵效應(yīng)的待測器件，省去了大量工藝步驟；本發(fā)明用來測試GaAs基HEMT器件的背柵效應(yīng)，無須制備成標(biāo)準(zhǔn)器件，操作簡單，可以在線及時反映外延片的背柵特性，從而防止大批背柵特性不滿足要求的外延片的生產(chǎn)，從而節(jié)省時間成本和生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的競爭力。
【專利說明】一種新型背柵效應(yīng)測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體測試領(lǐng)域，涉及一種新型背柵效應(yīng)的測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展，GaAs基半導(dǎo)體器件得到廣泛的應(yīng)用。其中高電子遷移率晶體管(HEMT)由于其高速的開關(guān)特性及射頻放大特性，已經(jīng)成為信息技術(shù)的核心器件。分子束外延技術(shù)(MBE)在生長p-HEMT (贗高電子遷移率晶體管)外延片中具有低噪聲等諸多優(yōu)勢，因此MBE技術(shù)成為了生長GaAs基HEMT器件的主流技術(shù)。在MBE生長過程中，器件的背柵效應(yīng)嚴(yán)重受到生長條件的影響，而背柵效應(yīng)又與器件本身的性能緊密相關(guān)。因此，在MBE大規(guī)模生產(chǎn)HEMT外延片過程中必須對外延片背柵效應(yīng)緊密監(jiān)測。常規(guī)的背柵效應(yīng)測試方法通常是將外延片制備成半導(dǎo)體器件后再進行測試，盡管這種測試方法成熟穩(wěn)定，但是由于測試周期長，不適合對大規(guī)模生產(chǎn)中的外延片進行及時檢測，因此必須開發(fā)出一種操作簡單、耗時短、能夠及時檢測外延片背柵效應(yīng)的測試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是要開發(fā)一種能夠及時在線檢測MBE生產(chǎn)中GaAs基HEMT外延片背柵效應(yīng)的測試方法，該方法在電路開關(guān)開和關(guān)兩種狀態(tài)下，分別測試樣品的霍爾電阻，通過計算比對，反映待測樣品的背柵特性。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種新型背柵效應(yīng)的測試方法，本發(fā)明是通過對外延片襯底分別加和不加偏壓兩種情況分別進行霍爾測試并計算比對實現(xiàn)的；本發(fā)明測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括直流電壓源、電路開關(guān)、待測樣品、霍爾效應(yīng)測試系統(tǒng)、合金電極、金屬點電極；測試過程包括如下步驟，
[0005]SI從外延片解理上選取無缺陷處，并采用標(biāo)準(zhǔn)的正方形作為待測樣品。
[0006]S2在待測樣品的正面電極位置制備金屬點電極，背面制備合金電極。
[0007]S3將霍爾測試系統(tǒng)與待測樣品表面的金屬點電極連接測試樣品的霍爾電阻，在測試過程中，待測樣品正面其中一個點電極與背面金屬電極31之間加上直流電壓源，并通過開關(guān)判斷控制電壓是否加上。
[0008]S4首先斷開外接電路開關(guān)，測試樣品的霍爾電阻& ;重新設(shè)定直流電壓源的電壓，合上外接電路開關(guān)，測試樣品的霍爾電阻民；利用(R2-R1VR1的數(shù)值來表征外延片的背柵特性。
[0009]所述待測樣品是從MBE在線生產(chǎn)中抽查外延片上獲得的；待測樣品被制備成霍爾測試樣品，在正面電極位置制備金屬點電極，背面制備合金電極后退火，形成歐姆接觸電極。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0011]本發(fā)明無需將待測樣品制備成傳統(tǒng)測試背柵效應(yīng)的待測器件，省去了大量工藝步驟；本發(fā)明用來測試GaAs基HEMT器件的背柵效應(yīng)，無須制備成標(biāo)準(zhǔn)器件，操作簡單，可以在線及時反映外延片的背柵特性，從而防止大批背柵特性不滿足要求的外延片的生產(chǎn)，從而節(jié)省時間成本和生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的競爭力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的背柵效應(yīng)測試結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:10、直流電壓源，20、電路開關(guān)，30、待測樣品，40、霍爾效應(yīng)測試系統(tǒng)，31、合金電極，32、金屬點電極。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖1和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]如圖1所示，一種新型背柵效應(yīng)的測試方法，本發(fā)明是通過對外延片襯底分別加和不加偏壓兩種情況分別進行霍爾測試并計算比對實現(xiàn)的；如圖1所示，本發(fā)明測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括直流電壓源10、電路開關(guān)20、待測樣品30、霍爾效應(yīng)測試系統(tǒng)40、合金電極31、金屬點電極32 ;測試過程包括如下步驟，
[0016]SI從外延片解理上選取無缺陷處，并采用標(biāo)準(zhǔn)的正方形作為待測樣品30。
[0017]S2在待測樣品30的正面電極位置制備金屬點電極32，背面制備合金電極31。
[0018]S3將霍爾測試系統(tǒng)40與待測樣品30表面的金屬點電極32連接測試樣品的霍爾電阻，在測試過程中，待測樣品30正面其中一個點電極與背面金屬電極31之間加上直流電壓源10，并通過開關(guān)20判斷控制電壓是否加上。
[0019]S4首先斷開外接電路開關(guān)20，測試樣品的霍爾電阻R1 ;重新設(shè)定直流電壓源10的電壓，合上外接電路開關(guān)20，測試樣品的霍爾電阻R2 ;利用(R2-R1VR1的數(shù)值來表征外延片的背柵特性。
[0020]所述待測樣品30是從MBE在線生產(chǎn)中抽查外延片上獲得的；待測樣品30被制備成霍爾測試樣品，在正面電極位置制備金屬點電極32，背面制備合金電極31后退火，形成歐姆接觸電極。
[0021]對于GaAs基HEMT外延片的MBE生產(chǎn)，定期抽取外延片樣品進行解理測試；為避免不必要的浪費，可以選取局部有缺陷的外延片(如有局部沾污、劃痕、銦點、鎵點等)，從外延片上解理選取無缺陷的部分作為待測樣品30。在樣品正面四個角上制備金屬點電極32，背面制備合金電極31后退火，形成歐姆接觸電極。將樣品置于霍爾測試系統(tǒng)40中，樣品背面通過電極接觸引出與帶有開關(guān)的直流電壓源10負(fù)極相連，正面四個電極分別與霍爾測試儀四個探針相接觸。直流電壓源正極10與樣品正面電極其中一個接觸。首先斷開外接電路開關(guān)20，測試樣品的霍爾電阻R1，再將直流電壓源10電壓設(shè)為9V，合上外接電路開關(guān)20，測試樣品的霍爾電阻R2 ;利用(R2-R1) /R1的數(shù)值來表征外延片的背柵特性。
[0022]目前，在外延片生產(chǎn)后還沒有常規(guī)的背柵效應(yīng)在線檢測工藝。現(xiàn)有的背柵效應(yīng)測試，首先需要將外延片在芯片廠按照標(biāo)準(zhǔn)的芯片制備工藝流片，然后在制成的芯片上測試背柵效應(yīng)。一般芯片制備工藝復(fù)雜、成本大，并且周期長，有時可達數(shù)月。一旦發(fā)現(xiàn)背柵效應(yīng)不合格，則先期芯片制造投入的時間、金錢都被浪費，造成巨大損失。利用本發(fā)明的測試技術(shù)，則可以在外延片生產(chǎn)后就可以測量出其背柵效應(yīng)是否合格，不必經(jīng)過芯片制造工藝，節(jié)省了大量時間和成本。
【權(quán)利要求】
1.一種新型背柵效應(yīng)的測試方法，其特征在于:該測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括直流電壓源(10)、電路開關(guān)(20)、待測樣品(30)、霍爾效應(yīng)測試系統(tǒng)(40)、合金電極(31)、金屬點電極(32);測試過程包括如下步驟， SI從外延片解理上選取無缺陷處，并采用標(biāo)準(zhǔn)的正方形作為待測樣品(30)； S2在待測樣品(30)的正面電極位置制備金屬點電極(32)，背面制備合金電極(31)；S3將霍爾測試系統(tǒng)(40)與待測樣品(30)表面的金屬點電極(32)連接測試樣品的霍爾電阻，在測試過程中，待測樣品(30)正面其中一個點電極與背面金屬電極(31)之間加上直流電壓源(10)，并通過開關(guān)(20)判斷控制電壓是否加上； S4首先斷開外接電路開關(guān)(20)，測試樣品的霍爾電阻R1 ;重新設(shè)定直流電壓源(10)的電壓，合上外接電路開關(guān)(20)，測試樣品的霍爾電阻R2 ^lJffl(R2-R1)ZR1的數(shù)值來表征外延片的背柵特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型背柵效應(yīng)的測試方法，其特征在于:所述待測樣品(30)是從MBE在線生產(chǎn)中抽查外延片上獲得的；待測樣品(30)被制備成霍爾測試樣品，在正面電極位置制備金 屬點電極(32)，背面制備合金電極(31)后退火，形成歐姆接觸電極。
【文檔編號】G01R31/26GK103760484SQ201410033054
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】馮巍, 杜全鋼, 郭永平, 謝小剛, 李維剛, 姜煒, 蔣建 申請人:新磊半導(dǎo)體科技（蘇州）有限公司