辐射诱生缺陷的深能级瞬态谱测量方法-编制说明.pdfVIP

中国电子学会 中国电子学会团体标准 《辐射诱生缺陷的深能级瞬态谱测量方法》编制说明 一、工作简况 1、任务来源 《辐射诱生缺陷的深能级瞬态谱测量方法》标准制定是2021年中国电子学会团体标准计 划项目之一，计划号：JH/CIE 204-2021 ，由中国电子学会可靠性分会提出，由中国电子学 会可靠性分会归口，主要承办单位为工业和信息化部电子第五研究所。项目起止时间： 2021.12-2022.12。 2 、主要工作过程 202 1年12月，成立了编制组，编制组成员包括长期从事半导体器件辐射效应研究的技术 人员和试验成员，以及具有多年国标编制经验的标准化专家。 2022年1月-2022年3月，编制工作组讨论稿，内部召开讨论会，修改、完善标准内容并 开展必要的标准验证试验，形成了标准的征求意见稿，并编写编制说明。 3、标准编制的主要成员单位及其所做的工作 本标准由工业和信息化部电子第五研究所主编，主要工作包括相关标准和文献调研、标 准技术点研究、标准编制以及意见征集。 二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题 1、编制原则 参照GB/T 1.1-2020 《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》进行 标准编制。 2 、确定标准的主要内容和框架 标准中对于测试仪器设备、试验方法、试验程序、数据处理等主要内容的规定都来自于 大量的文献调研和编制组长期的测试经验。本标准的结构和内容框架包括：（1 ）范围；（2 ） 规范性引用文件；（3 ）术语和定义；（4 ）一般要求；（5 ）试验方法；（6 ）试验报告；（7 ） 附录A ：深能级瞬态谱的缺陷测试原理；（8 ）附录B：基于深能级瞬态谱的缺陷测量试验数 据记录表格；（9 ）附录C：缺陷的深能级瞬态谱测量试验报告。 3、编制过程中解决的主要问题 编制过程中需要解决的主要问题包括： - 1 - 中国电子学会 （1 ）明确标准的适用范围。深能级瞬态谱(DLTS)是开展半导体器件中辐射诱生缺陷测 量的一种有效手段。但由于待测的半导体器件结构和缺陷的多样性，发展出了电容-深能级 瞬态谱（C-DLTS ）、电流-深能级瞬态谱（I-DLTS ）、界面态陷阱-DLTS 、光激发-DLTS等 不同的DLTS测试技术，这导致基于DLTS的缺陷测量方法缺乏规范化，难以工程化应用。为 了对DLTS测试做出规范化约定，从而推动基于DLTS的缺陷检测技术的工程化应用，本文件 限定了标准的适用范围为基于电容瞬态测量的深能级瞬态谱测试，其适用的测试结构限定为 P-N结、肖特基结、MOS结构等。 （2 ）在“一般要求” 中确定用于深能级瞬态谱测试的设备基本组成。深能级瞬态谱的缺 陷测试原理为利用瞬态电压脉冲对器件耗尽层中的深能级缺陷进行电子填充，之后通过监测 缺陷在不同温度下释放电子过程导致的耗尽层电容变化来提取缺陷电学信息。根据该测试原 理确定了开展深能级瞬态谱测试的设备由脉冲发生模块、电容测试模块、电流-电压测试模 块、温度控制模块、真空样品台等组成。 （3 ）在“试验方法” 中确定深能级瞬态谱的试验程序。DLTS测试往往需要在较宽的温度 范围内（通常为10K~500K ）进行，因此要求待测样品安装在密闭的真空环境中，这会导致 样品的安装和更换程序非常麻烦。为了提高试验效率，需要在室温下对待测样品的电连接、 测试参数等进行充分调试后，再开始抽真空、变温进行正式试验。据此确定了DLTS的试验 程序为样品安装、室温下I-V和C-V测试、室温下电容瞬态测试、样品环境设置、温度扫描 测试、结束测试。 三、主要试验[或验证]情况分析和预期达到的效果 编制组以硅外延平面NPN 三极管为对象，开展了总剂量辐射诱生缺陷的深能级瞬态谱 测量，验证了本标准规定的深能级瞬态谱测试辐射诱生缺陷的试验方法和程序的可行性。 （1 ）样品信息及辐照试验条件 本文选取了两款结构相同的硅外延平面NPN 三极管作为试验样品，其器件结构如图 1 所示。总剂量辐照试验在北京大学进行，采用国际通用的60Co γ 射线作为实验室模拟辐射源。 试验选用的剂量率为0.1