一种新型背栅效应测试方法

摘要

本发明涉及一种新型背栅效应的测试方法，该方法在电路开关开和关两种状态下，分别测试样品的霍尔电阻，通过计算比对，反映待测样品的背栅特性。本发明无需将待测样品制备成传统测试背栅效应的待测器件，省去了大量工艺步骤；本发明用来测试GaAs基HEMT器件的背栅效应，无须制备成标准器件，操作简单，可以在线及时反映外延片的背栅特性，从而防止大批背栅特性不满足要求的外延片的生产，从而节省时间成本和生产成本，提高了企业的竞争力。

权利要求

1.一种新型背栅效应的测试方法，其特征在于：该测试系统结构包括直流电压源(10)、电路开关(20)、待测样品(30)、霍尔效应测试系统(40)、合金电极(31)、金属点电极(32)；测试过程包括如下步骤，S1从外延片解理上选取无缺陷处，并采用标准的正方形作为待测样品(30)；

S2在待测样品(30)的正面电极位置制备金属点电极(32)，背面制备合金电极(31)；

S3将霍尔测试系统(40)与待测样品(30)表面的金属点电极(32)连接测试样品的霍尔电阻，在测试过程中，待测样品(30)正面其中一个金属点电极(32)与背面的合金电极(31)之间加上直流电压源(10)，并通过开关(20)判断控制电压是否加上；

S4首先断开外接电路开关(20)，测试样品的霍尔电阻R1；重新设定直流电压源(10)的电压，合上外接电路开关(20)，测试样品的霍尔电阻R2；利用(R2-R1)/R1的数值来表征外延片的背栅特性。

2.根据权利要求1所述的一种新型背栅效应的测试方法，其特征在于：所述待测样品(30)是从MBE在线生产中抽查外延片上获得的；待测样品(30)被制备成霍尔测试样品，在正面电极位置制备金属点电极(32)，背面制备合金电极(31)后退火，形成欧姆接触电极。

说明书

一种新型背栅效应测试方法

技术领域

[0001] 本发明属于半导体测试领域，涉及一种新型背栅效应的测试方法。

背景技术

[0002] 随着无线通讯技术的发展，GaAs基半导体器件得到广泛的应用。其中高电子迁移率晶体管(HEMT)由于其高速的开关特性及射频放大特性，已经成为信息技术的核心器件。分子束外延技术(MBE)在生长p-HEMT(赝高电子迁移率晶体管)外延片中具有低噪声等诸多优势，因此MBE技术成为了生长GaAs基HEMT器件的主流技术。在MBE生长过程中，器件的背栅效应严重受到生长条件的影响，而背栅效应又与器件本身的性能紧密相关。因此，在MBE大规模生产HEMT外延片过程中必须对外延片背栅效应紧密监测。常规的背栅效应测试方法通常是将外延片制备成半导体器件后再进行测试，尽管这种测试方法成熟稳定，但是由于测试周期长，不适合对大规模生产中的外延片进行及时检测，因此必须开发出一种操作简单、耗时短、能够及时检测外延片背栅效应的测试方法。

发明内容

[0003] 本发明的目的就是要开发一种能够及时在线检测MBE生产中GaAs基HEMT外延片背栅效应的测试方法，该方法在电路开关开和关两种状态下，分别测试样品的霍尔电阻，通过计算比对，反映待测样品的背栅特性。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种新型背栅效应的测试方法，本发明是通过对外延片衬底分别加和不加偏压两种情况分别进行霍尔测试并计算比对实现的；本发明测试系统结构包括直流电压源、电路开关、待测样品、霍尔效应测试系统、合金电极、金属点 电极；测试过程包括如下步骤，

[0005] S1从外延片解理上选取无缺陷处，并采用标准的正方形作为待测样品。

[0006] S2在待测样品的正面电极位置制备金属点电极，背面制备合金电极。

[0007] S3将霍尔测试系统与待测样品表面的金属点电极连接测试样品的霍尔电阻，在测试过程中，待测样品正面其中一个点电极与背面金属电极31之间加上直流电压源，并通过开关判断控制电压是否加上。

[0008] S4首先断开外接电路开关，测试样品的霍尔电阻R1；重新设定直流电压源的电压，合上外接电路开关，测试样品的霍尔电阻R2；利用(R2-R1)/R1的数值来表征外延片的背栅特性。

[0009] 所述待测样品是从MBE在线生产中抽查外延片上获得的；待测样品被制备成霍尔测试样品，在正面电极位置制备金属点电极，背面制备合金电极后退火，形成欧姆接触电极。

[0010] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

[0011] 本发明无需将待测样品制备成传统测试背栅效应的待测器件，省去了大量工艺步骤；本发明用来测试GaAs基HEMT器件的背栅效应，无须制备成标准器件，操作简单，可以在线及时反映外延片的背栅特性，从而防止大批背栅特性不满足要求的外延片的生产，从而节省时间成本和生产成本，提高了企业的竞争力。

附图说明

[0012] 图1为本发明的背栅效应测试结构示意图。

[0013] 图中：10、直流电压源，20、电路开关，30、待测样品，40、霍尔效应测试系统，31、合金电极，32、金属点电极。

具体实施方式

[0014] 以下结合附图1和实施例对本发明作进一步说明。

[0015] 如图1所示，一种新型背栅效应的测试方法，本发明是通过对外 延片衬底分别加和不加偏压两种情况分别进行霍尔测试并计算比对实现的；如图1所示，本发明测试系统结构包括直流电压源10、电路开关20、待测样品30、霍尔效应测试系统40、合金电极31、金属点电极32；测试过程包括如下步骤，

[0016] S1从外延片解理上选取无缺陷处，并采用标准的正方形作为待测样品30。

[0017] S2在待测样品30的正面电极位置制备金属点电极32，背面制备合金电极31。

[0018] S3将霍尔测试系统40与待测样品30表面的金属点电极32连接测试样品的霍尔电阻，在测试过程中，待测样品30正面其中一个金属点电极32与背面的合金电极31之间加上直流电压源10，并通过开关20判断控制电压是否加上。

[0019] S4首先断开外接电路开关20，测试样品的霍尔电阻R1；重新设定直流电压源10的电压，合上外接电路开关20，测试样品的霍尔电阻R2；利用(R2-R1)/R1的数值来表征外延片的背栅特性。

[0020] 所述待测样品30是从MBE在线生产中抽查外延片上获得的；待测样品30被制备成霍尔测试样品，在正面电极位置制备金属点电极32，背面制备合金电极31后退火，形成欧姆接触电极。

[0021] 对于GaAs基HEMT外延片的MBE生产，定期抽取外延片样品进行解理测试；为避免不必要的浪费，可以选取局部有缺陷的外延片(如有局部沾污、划痕、铟点、镓点等)，从外延片上解理选取10mm*10mm无缺陷的部分作为待测样品30。在样品正面四个角上制备金属点电极32，背面制备合金电极31后退火，形成欧姆接触电极。将样品置于霍尔测试系统40中，样品背面通过电极接触引出与带有开关的直流电压源10负极相连，正面四个电极分别与霍尔测试仪四个探针相接触。直流电压源正极10与样品正面电极其中一个接触。首先断开外接电路开关20，测试样品的霍尔电阻R1，再将直流电压 源10电压设为9V，合上外接电路开关20，测试样品的霍尔电阻R2；利用(R2-R1)/R1的数值来表征外延片的背栅特性。

[0022] 目前，在外延片生产后还没有常规的背栅效应在线检测工艺。现有的背栅效应测试，首先需要将外延片在芯片厂按照标准的芯片制备工艺流片，然后在制成的芯片上测试背栅效应。一般芯片制备工艺复杂、成本大，并且周期长，有时可达数月。一旦发现背栅效应不合格，则先期芯片制造投入的时间、金钱都被浪费，造成巨大损失。利用本发明的测试技术，则可以在外延片生产后就可以测量出其背栅效应是否合格，不必经过芯片制造工艺，节省了大量时间和成本。