專利名稱：一種肖特基二極管勢壘高度的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種利用肖特基二極管的反向1-V特性曲線提取肖特基勢壘高度的方法。
背景技術(shù)：
肖特基二極管(Schottkydiode)是一種應(yīng)用廣泛的半導(dǎo)體器件，常用作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管，也有用在微波通信等電路中作整流二極管、小信號檢波二極管使用。勢魚高度(barrierheight)是肖特基二極管的重要電學(xué)參數(shù)。目前常用的幾種勢壘高度的提取方法包括1-V特性測量、電容方法測量和光電方法測量。鑒于1-V特性測量對二極管的要求低，且方法簡單，因而應(yīng)用最為普遍。

圖1是金屬與η型半導(dǎo)體接觸形成的肖特基二極管的1-V特性曲線示意圖。理想情況下，當(dāng)V>3kT/q時，基于熱發(fā)射理論的1-V特性曲線可簡單地表述為I=10eqV/nkT (I)其中，10 =是肖特基二極管的反向飽和電流，A是面積，A*是理查
德森常數(shù)，T是溫度，％是勢壘高度，η是理想因子。將InI對V作圖應(yīng)是一條直線，對應(yīng)于圖1中的線段1，外推交縱軸的截距等于InItl，即可求得零偏壓下的肖特基勢壘高度％ ^然而，由于寄生電阻的影響，隨著外加電壓V的進(jìn)一步增加，寄生電阻將承擔(dān)一部分壓降，此時的1-V特性曲線可表述為Ι=Ιοθ<ι(ν- Ε)/ηΗ(2)InI對V不再呈現(xiàn)線性關(guān)系，對應(yīng)于圖1中的曲線2。尤其當(dāng)肖特基二極管的勢壘高度比較低、寄生電阻比較大的情況下，寄生效應(yīng)的影響越發(fā)明顯，在外加電壓較低的情況下便會進(jìn)入到曲線2的情況，即線段I的區(qū)間很小，甚至導(dǎo)致無法精確提取出勢壘高度。另一方面，一般情況下，肖特基二極管的反向擊穿電壓能達(dá)到幾十伏甚至上百伏。只要外加偏壓不超過擊穿電壓，則在很寬的一段反偏區(qū)間，反向電流的絕對值始終保持在一個很小的范圍內(nèi)，如圖1中的曲線段3。因此，如能從肖特基二極管的反向Ι-v特性曲線中提取勢壘高度，則寄生電阻上的分壓可以忽略。但是，由于鏡像力的存在，導(dǎo)致勢壘高度有所降低，而降低的幅度和外加偏壓(或者說電場)有關(guān)。反向偏壓越大，則降低的幅度越多，從而導(dǎo)致反向電流不飽和。換句話說，反向電流的大小是隨反向偏壓絕對值的增加而增加的，反向電流的大小系統(tǒng)地增加主要是由肖特基勢壘降低這一現(xiàn)象所引起(RobertF.Pierret, Semicon ductor Device Fundamentals, 1996)。這就給基于熱發(fā)射理論提取勢壘高度的方法帶來了困難。事實上，肖特基二極管的反向ι-v特性曲線中包含了很多信息，只是沒有被充分的利用。若能周全地考慮到反偏下鏡像力引起的勢壘高度的變化，適當(dāng)?shù)刈龀鲆恍┖喕瑒t能根據(jù)肖特基二極管的反向1-V特性有效提取出勢壘高度
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種利用肖特基二極管的反向1-V特性曲線提取肖特基勢壘高度的方法。一種肖特基二極管勢壘高度的提取方法，其包括如下步驟:(I)測量肖特基二極管的反向1-V特性曲線；(2)以(_V)1/4為橫坐標(biāo)，以InlIl為縱坐標(biāo)，在一段負(fù)偏壓區(qū)間內(nèi)外推曲線與縱軸相交，截距為C ;

(3)得到零偏壓下肖特基二極管的勢壘高度為
權(quán)利要求
1.一種肖特基二極管勢壘高度的提取方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)測量肖特基二極管的反向1-V特性曲線； (2)以(_V)1/4為橫坐標(biāo)，以InlIl為縱坐標(biāo)，在一段負(fù)偏壓區(qū)間內(nèi)外推曲線與縱軸相交，截距為C ; (3)得到零偏壓下肖特基二極管的勢壘高度為涔 其中，卿是零偏壓肖特基二極管勢壘高度，單位為eV (電子伏特)；k是波爾茲曼常數(shù)，取1.38X10_23J/K (焦耳/開)；T是樣品測試時的絕對溫度，單位為K (開);q是電子電荷，取1.6X10_19C (庫侖)汸是肖特基二極管的面積，單位為μπι2 (平方微米)；Α*是理查德森常數(shù)，η型硅襯底，取理查德森常數(shù)A*=112A/cm2K2(安培/平方厘米*平方開)，P型硅襯底，取A*=32A/cm2K2 (安培/平方厘米*平方開)。
全文摘要
本發(fā)明公開了種肖特基二極管勢壘高度的提取方法。通過測量肖特基二極管的反向I-V特性曲線，以(-V)1/4為橫坐標(biāo)，以ln|I|為縱坐標(biāo)，在一段負(fù)偏壓區(qū)間內(nèi)外推曲線與縱軸相交，截距為C，得到零偏壓下肖特基二極管的勢壘高度為本發(fā)明的技術(shù)方案可以忽略二極管寄生電阻對提取方法的影響，尤其適合寄生電阻較大、勢壘高度較小的肖特基二極管勢壘高度的提取。
文檔編號G01R31/26GK103149522SQ201310037179
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者范春暉, 王全 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司