JPH06160465A - 半導体装置の評価方法 - Google Patents
半導体装置の評価方法Info
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- JPH06160465A JPH06160465A JP31164692A JP31164692A JPH06160465A JP H06160465 A JPH06160465 A JP H06160465A JP 31164692 A JP31164692 A JP 31164692A JP 31164692 A JP31164692 A JP 31164692A JP H06160465 A JPH06160465 A JP H06160465A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ショットキー接合ゲートを有する半導体装置
の高周波特性を、正確にかつ短時間に評価する。 【構成】 ドレイン／ソース間に５Ｖを印加したときの
ゲート電圧（ピンチオフ電圧Ｖｐ１）を測定する。ゲー
ト／ドレイン間に逆方向電圧を印加した後、再度ゲート
電圧（ピンチオフ電圧Ｖｐ２）を測定する。Ｖｐ１とＶ
ｐ２から逆方向電圧を印加する前後のピンチオフ電圧の
差ΔＶｐを求める。また、飽和ドレイン電流Ｉｄｓｓに
対する高周波利得Ｐ１ｄＢを測定し、ピンチオフ電圧の
差ΔＶｐとＰ１ｄＢ／Ｉｄｓｓとの相関を得る（図
２）。この結果、ΔＶｐとＰ１ｄＢ／Ｉｄｓｓには良好
な相関が見られる。
の高周波特性を、正確にかつ短時間に評価する。 【構成】 ドレイン／ソース間に５Ｖを印加したときの
ゲート電圧（ピンチオフ電圧Ｖｐ１）を測定する。ゲー
ト／ドレイン間に逆方向電圧を印加した後、再度ゲート
電圧（ピンチオフ電圧Ｖｐ２）を測定する。Ｖｐ１とＶ
ｐ２から逆方向電圧を印加する前後のピンチオフ電圧の
差ΔＶｐを求める。また、飽和ドレイン電流Ｉｄｓｓに
対する高周波利得Ｐ１ｄＢを測定し、ピンチオフ電圧の
差ΔＶｐとＰ１ｄＢ／Ｉｄｓｓとの相関を得る（図
２）。この結果、ΔＶｐとＰ１ｄＢ／Ｉｄｓｓには良好
な相関が見られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ショットキー接合ゲー
トを有するＦＥＴ（ＭＥＳＦＥＴ）における高周波特性
の評価方法に関する。
トを有するＦＥＴ（ＭＥＳＦＥＴ）における高周波特性
の評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体結晶を用いた電界効果トラ
ンジスタ、例えばＧａＡｓＭＥＳＦＥＴは、高周波特性
にすぐれており、その製造方法において、高周波利得、
最大出力、混変調特性などの高周波特性（ＲＦ特性）の
評価が不可欠である。
ンジスタ、例えばＧａＡｓＭＥＳＦＥＴは、高周波特性
にすぐれており、その製造方法において、高周波利得、
最大出力、混変調特性などの高周波特性（ＲＦ特性）の
評価が不可欠である。
【０００３】このため、製造されたＭＥＳＦＥＴのＲＦ
特性を評価し、その特性の優劣を見極めている。また、
これと同時に、直流特性（電流／電圧特性、例えばドレ
イン飽和電流、ピンチオフ電圧など）を評価し、ＭＥＳ
ＦＥＴの選別を行っている。
特性を評価し、その特性の優劣を見極めている。また、
これと同時に、直流特性（電流／電圧特性、例えばドレ
イン飽和電流、ピンチオフ電圧など）を評価し、ＭＥＳ
ＦＥＴの選別を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＭＥＳ
ＦＥＴのＲＦ特性を評価するには、実際に回路を組み立
てて測定しなければならないため、手間や時間が掛かっ
てしまう。
ＦＥＴのＲＦ特性を評価するには、実際に回路を組み立
てて測定しなければならないため、手間や時間が掛かっ
てしまう。
【０００５】また、評価回路や条件によって測定値が異
なるため、ＲＦ特性を一義的に決定できない。すなわ
ち、ＭＥＳＦＥＴの活性層がキャリア濃度一定の箱型プ
ロファイルの場合、ゲート電極、ソース／ドレインとな
るオーミック電極、ゲート長やゲート幅、パッシベーシ
ョン膜など、全ての構造が等しければ、ＲＦ特性は活性
層の厚さによって決定される。
なるため、ＲＦ特性を一義的に決定できない。すなわ
ち、ＭＥＳＦＥＴの活性層がキャリア濃度一定の箱型プ
ロファイルの場合、ゲート電極、ソース／ドレインとな
るオーミック電極、ゲート長やゲート幅、パッシベーシ
ョン膜など、全ての構造が等しければ、ＲＦ特性は活性
層の厚さによって決定される。
【０００６】ところが、現実にはこれら全ての構造を等
しくすることができないため、活性層の厚さのみによっ
てＲＦ特性を一義的に決定することができない。
しくすることができないため、活性層の厚さのみによっ
てＲＦ特性を一義的に決定することができない。
【０００７】本発明の目的は、実際に回路を組み立てな
くとも、正確にかつ短時間に高周波特性を評価すること
ができる評価方法を提供することにある。
くとも、正確にかつ短時間に高周波特性を評価すること
ができる評価方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ショットキー接合ゲートを有する半導体
装置の高周波特性の評価方法において、該半導体装置の
電流／電圧特性を測定した後、前記ショットキー接合ゲ
ートに逆方向電圧を印加し、再度該半導体装置の電流／
電圧特性を測定して、逆方向電圧を印加する前後の電流
／電圧特性の変化を算出する工程を含むものである。
に、本発明は、ショットキー接合ゲートを有する半導体
装置の高周波特性の評価方法において、該半導体装置の
電流／電圧特性を測定した後、前記ショットキー接合ゲ
ートに逆方向電圧を印加し、再度該半導体装置の電流／
電圧特性を測定して、逆方向電圧を印加する前後の電流
／電圧特性の変化を算出する工程を含むものである。
【０００９】上記電流／電圧特性としては、ピンチオフ
電圧、ドレイン電流値などがある。また、逆方向電圧と
しては、ゲートが破壊されない程度の逆方向電流が流れ
る程度以下の電圧とする。
電圧、ドレイン電流値などがある。また、逆方向電圧と
しては、ゲートが破壊されない程度の逆方向電流が流れ
る程度以下の電圧とする。
【００１０】
【作用】本発明においては、ＲＦ特性が、ゲート／半導
体界面や半導体表面の欠陥準位によって大きく影響され
る性質があり、またこの欠陥準位の変化が電流／電圧特
性の変化と相関があることを利用している。
体界面や半導体表面の欠陥準位によって大きく影響され
る性質があり、またこの欠陥準位の変化が電流／電圧特
性の変化と相関があることを利用している。
【００１１】すなわち、ＭＥＳＦＥＴのゲートに逆方向
電圧を印加すると、欠陥準位の荷電状態が変化すること
によって活性層における空乏層形状が変化し、その結果
電流／電圧特性も変化する。
電圧を印加すると、欠陥準位の荷電状態が変化すること
によって活性層における空乏層形状が変化し、その結果
電流／電圧特性も変化する。
【００１２】一方、ＲＦ特性においても、空乏層形状が
変化することによってその特性が変化することが知られ
ている。
変化することによってその特性が変化することが知られ
ている。
【００１３】従って電流／電圧特性の変化を測定するこ
とで、このような欠陥準位と相関する値を測定すること
ができ、これによりＲＦ特性を評価することができる。
とで、このような欠陥準位と相関する値を測定すること
ができ、これによりＲＦ特性を評価することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１５】まず、評価対象とするＧａＡｓＭＥＳＦＥ
Ｔの製造方法を説明する。
Ｔの製造方法を説明する。
【００１６】半絶縁性ＧａＡｓ基板上に、厚さ１５０ｎ
ｍ、キャリア濃度２×１０17ｃｍ-3のｎ型活性層をエピ
タキシャル成長させた後、リソグラフィ技術及び真空蒸
着技術を用いてゲート電極とオーミック電極を形成す
る。
ｍ、キャリア濃度２×１０17ｃｍ-3のｎ型活性層をエピ
タキシャル成長させた後、リソグラフィ技術及び真空蒸
着技術を用いてゲート電極とオーミック電極を形成す
る。
【００１７】ここで、オーミック電極としては、ＡｕＧ
ｅ（２００ｎｍ）／Ｎｉ（４０ｎｍ）を用い、真空蒸着
後にオーミック性を得るためにアニールを行った。
ｅ（２００ｎｍ）／Ｎｉ（４０ｎｍ）を用い、真空蒸着
後にオーミック性を得るためにアニールを行った。
【００１８】また、ゲート電極としては、Ａｌ（３００
ｎｍ）を用い、真空蒸着を行う前にウェットエッチング
を行い、リセス構造とした。なお、ゲート長を０．５μ
ｍ、ゲート幅を４００μｍとした。
ｎｍ）を用い、真空蒸着を行う前にウェットエッチング
を行い、リセス構造とした。なお、ゲート長を０．５μ
ｍ、ゲート幅を４００μｍとした。
【００１９】この後、ＭＥＳＦＥＴの保護膜としてＰ−
ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）法によってＳｉＮのパッシベ
ーション膜を１５０ｎｍ堆積させる。
ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）法によってＳｉＮのパッシベ
ーション膜を１５０ｎｍ堆積させる。
【００２０】さらに、ＧａＡｓ基板を厚さ５０μｍに加
工し、ダイシングソーで分離し、パッケージングした。
工し、ダイシングソーで分離し、パッケージングした。
【００２１】このように製造されたＧａＡｓＭＥＳＦＥ
Ｔの電気的特性は、Ｉｄｓｓ＝９０〜１１０ｍＡ、Ｖｐ
＝−３．５〜−２．５Ｖ、Ｖｇｄ０＝−２０〜−１５Ｖ
であった。
Ｔの電気的特性は、Ｉｄｓｓ＝９０〜１１０ｍＡ、Ｖｐ
＝−３．５〜−２．５Ｖ、Ｖｇｄ０＝−２０〜−１５Ｖ
であった。
【００２２】次に、このＭＥＳＦＥＴのＲＦ特性の評価
方法について説明する。
方法について説明する。
【００２３】まず、ドレイン／ソース間に５Ｖを印加
し、ドレイン電流Ｉｄが飽和ドレイン電流Ｉｄｓｓの１
％となるときのゲート電圧を測定し、これをピンチオフ
電圧Ｖｐ１とする。
し、ドレイン電流Ｉｄが飽和ドレイン電流Ｉｄｓｓの１
％となるときのゲート電圧を測定し、これをピンチオフ
電圧Ｖｐ１とする。
【００２４】次に、ゲート／ドレイン間に逆方向電圧を
印加し、逆方向電流（１０μＡ／４００μｍゲート幅）
を１秒間流す。
印加し、逆方向電流（１０μＡ／４００μｍゲート幅）
を１秒間流す。
【００２５】この後、再度上述した方法でゲート電圧を
測定し、これをピンチオフ電圧Ｖｐ２とする。これらＶ
ｐ１とＶｐ２との差から、逆方向電圧を印加する前後の
変化ΔＶｐを求める。
測定し、これをピンチオフ電圧Ｖｐ２とする。これらＶ
ｐ１とＶｐ２との差から、逆方向電圧を印加する前後の
変化ΔＶｐを求める。
【００２６】また、このピンチオフ電圧の差ΔＶｐの測
定とは別に、ピンチオフ電圧と相関のあるＲＦ特性を以
下のように測定する。
定とは別に、ピンチオフ電圧と相関のあるＲＦ特性を以
下のように測定する。
【００２７】ドレイン電圧Ｖｄを５Ｖとし、ドレイン電
流Ｉｄが飽和ドレイン電流Ｉｄｓｓの５０％となるよう
に直流電源によってバイアス条件を定め、周波数１４．
５ＧＨｚでＩｄｓｓに対する高周波利得Ｐ１ｄＢ（１ｄ
Ｂ利得圧縮時出力電力）を測定する。
流Ｉｄが飽和ドレイン電流Ｉｄｓｓの５０％となるよう
に直流電源によってバイアス条件を定め、周波数１４．
５ＧＨｚでＩｄｓｓに対する高周波利得Ｐ１ｄＢ（１ｄ
Ｂ利得圧縮時出力電力）を測定する。
【００２８】測定された、Ｉｄｓｓに対するＰ１ｄＢの
関係を図１に示す。また、ピンチオフ電圧の差ΔＶｐ
と、図１から得られるＰ１ｄＢ／Ｉｄｓｓとの相関を図
２に示す。
関係を図１に示す。また、ピンチオフ電圧の差ΔＶｐ
と、図１から得られるＰ１ｄＢ／Ｉｄｓｓとの相関を図
２に示す。
【００２９】図１からＩｄｓｓとＰ１ｄＢには相関が見
られないが、図２から分かるように、ΔＶｐとＰ１ｄＢ
／Ｉｄｓｓには良好な相関が見られる。
られないが、図２から分かるように、ΔＶｐとＰ１ｄＢ
／Ｉｄｓｓには良好な相関が見られる。
【００３０】従って、ΔＶｐを求めることによってＭＥ
ＳＦＥＴのＲＦ特性を容易に評価することができる。
ＳＦＥＴのＲＦ特性を容易に評価することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、実際に
回路を組み立てる手間や時間を掛けなくとも、ゲートに
逆方向電圧を印加する前後の電流／電圧特性の変化を測
定することにより、正確にかつ短時間に高周波特性を評
価することができる。
回路を組み立てる手間や時間を掛けなくとも、ゲートに
逆方向電圧を印加する前後の電流／電圧特性の変化を測
定することにより、正確にかつ短時間に高周波特性を評
価することができる。
【図１】飽和ドレイン電流Ｉｄｓｓと高周波利得Ｐ１ｄ
Ｂとの関係を示すグラフである。
Ｂとの関係を示すグラフである。
【図２】ピンチオフ電圧の差ΔＶｐとＰ１ｄＢ／Ｉｄｓ
ｓとの相関を示すグラフである。
ｓとの相関を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 ショットキー接合ゲートを有する半導体
装置の高周波特性の評価方法において、 該半導体装置の電流／電圧特性を測定した後、前記ショ
ットキー接合ゲートに逆方向電圧を印加し、再度該半導
体装置の電流／電圧特性を測定して、逆方向電圧を印加
する前後の電流／電圧特性の変化を算出する工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31164692A JPH06160465A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 半導体装置の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31164692A JPH06160465A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 半導体装置の評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160465A true JPH06160465A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18019787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31164692A Pending JPH06160465A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 半導体装置の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160465A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117452173A (zh) * | 2023-11-14 | 2024-01-26 | 忱芯科技(上海)有限公司 | 一种功率半导体关断特性测试电路、方法及装置 |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP31164692A patent/JPH06160465A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117452173A (zh) * | 2023-11-14 | 2024-01-26 | 忱芯科技(上海)有限公司 | 一种功率半导体关断特性测试电路、方法及装置 |
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