CN111855705B - 电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，包括以下步骤：S100、选择半导体材料制备成衬底；S200、在所述衬底的上表面制备背面电极；S300、在所述背面电极上生长氧化物层；S400、对所述氧化物层的一边进行刻蚀，刻蚀部位漏出所述背面电极；S500、在所述氧化物层的上表面制备正面电极；S600、在所述正面电极上开设多个沟槽，所述多个沟槽呈网格状分布，制得测试样品；S700、对所述测试样品开展辐照试验，检测辐射诱导缺陷。通过本发明的检测方法，可以在氧化物层制备特定的缺陷检测结构，实现电子和空穴快速鉴定与检测，达到高效高灵敏度检测与判定氧化物层中辐射诱导缺陷的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件技术领域，具体而言，涉及一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法。
背景技术
电子器件被辐射时会在其内部的半导体材料和氧化层中产生电子—空穴对，并且这些电子—空穴对中的大多数会发生初始复合，剩余的将在浓度梯度或电场的作用下扩散或漂移出去。在半导体材料中，电子的迁移率和空穴的迁移率相差不大，辐射剂量累积时不会产生较大的影响；而在氧化层中，空穴的迁移率和电子的迁移率相差很大，辐射形成的电子将从氧化物中迁移出去，剩余的空穴在运输过程中会被氧化物中的缺陷所俘获，形成氧化物层辐射诱导缺陷。
氧化物中的辐射诱导缺陷大部分为氧空位缺陷，这些缺陷与氧化工艺相关。氧空位缺陷可以俘获空穴，同样可以俘获电子。相邻的两个硅原子间缺少氧原子时，两个硅原子间的键合力较弱，能够较容易俘获周围的空穴或电子，使两个硅原子间的键断裂，形成带正电的氧空位或带负电的氧空位，即氧化物俘获电荷。电子器件中氧化物俘获电荷直接影响电子器件的质量与可靠性。
氧化物层中辐射诱导缺陷有不同的分布状态，可能带正电或负电，这些特征均会影响电子器件的性能演化。现有的探测半导体材料中的缺陷状态的微观分析手段灵敏度较低，无法对氧化物层中的辐射诱导缺陷进行检查分析，因此如何快速、高效、准确检测电子器件中氧化物层的辐射诱导缺陷状态是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明解决的问题是如何快速、高效、准确检测电子器件中氧化物层的辐射诱导缺陷状态。
为解决上述问题，本发明提供一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、选择半导体材料制备成衬底，所述衬底的电阻率为0.00001至10Ω·cm或所述衬底的掺杂浓度大于1e18 cm-3；
S200、在所述衬底的上表面制备背面电极；
S300、在所述背面电极上生长氧化物层；
S400、对所述氧化物层的一边进行刻蚀，刻蚀部位漏出所述背面电极；
S500、在所述氧化物层的上表面制备正面电极；
S600、在所述正面电极上开设多个沟槽，所述多个沟槽呈网格状分布，制得测试样品；
S700、对所述测试样品开展辐照试验，在电极上施加电场，检测辐照前后测试样品的漏电流，判断所述氧化物层中是否存在电子俘获陷阱/空穴俘获陷阱，并提取出所述氧化物层的俘获电子浓度/俘获空穴浓度。
可选地，所述步骤S700具体包括：
S710、将所述测试样品的电极接地，进行光子辐照，针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的电场，检测漏电流的变化，判断氧化物层中是否存在电子俘获陷阱，根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获电子浓度；
S720、在所述测试样品的电极上施加电场，进行电子辐照，针对辐照前后的测试样品，在电极上施加电场，检测漏电流的变化，判断氧化物层中是否存在空穴俘获陷阱，根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获空穴浓度。
可选地，所述步骤S700具体包括：
S710、将所述测试样品的电极接地，进行光子辐照，针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的电场，检测漏电流的变化，判断氧化物层中是否存在电子俘获陷阱，根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获电子浓度；
S720、在所述测试样品的电极上施加电场，进行电子辐照，针对辐照前后的测试样品，在电极上施加电场，检测漏电流的变化，判断氧化物层中是否存在空穴俘获陷阱，根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获空穴浓度。
可选地，所述步骤S710具体包括：
S711、将测试样品的电极接地，进行能量小于9eV的光子辐照；
S712、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的10V/cm至105V/cm的电场，检测漏电流的变化；
S713、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在电子俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在电子俘获陷阱；
S714、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获电子浓度。
可选地，所述步骤S711中，进行光子辐照的辐照源选自以下一种：紫外光、红外光和微波。
可选地，所述步骤S720具体包括：
S721、在测试样品的电极上施加1V/cm至103V/cm电场，进行能量小于200keV的电子辐照；
S722、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加10V/cm至105V/cm的电场，检测漏电流的变化；
S723、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在空穴俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在空穴俘获陷阱；
S724、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获空穴浓度。
可选地，所述步骤S721中，进行电子辐照的辐照源选自以下一种：电子、质子、重离子、中子、X射线和γ射线。
可选地，所述步骤S100中，所述衬底的厚度t1为1mm至100mm。
可选地，所述步骤S400中，刻蚀部位的面积不小于100μm×100μm。
可选地，所述步骤S600中，多个沟槽的面积和为1μm2至100mm2，所述沟槽的宽度W1为1μm至1mm。
可选地，所述步骤S600中，开设的沟槽数量不小于50个。
相对于现有技术，通过本发明的检测方法，可以控制样品上生成氧化物层的生长方式与过程，模拟电子器件中氧化物层状态，在氧化物层制备特定的缺陷检测结构，实现电子和空穴快速鉴定与检测，达到高效高灵敏度检测与判定氧化物层中辐射诱导缺陷的目的。
本发明提供一种全新的电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷检测技术，该方法步骤简单，易于操作，能够大幅度降低试验的费用。使用本发明方法能够高效快速鉴定和判断不同类型电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷状态，对推进电子器件的抗辐射加固技术研究具有重大的意义。
附图说明
图1为本发明实施例中电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法的流程图；
图2为本发明实施例中步骤S710的流程图；
图3为本发明实施例中步骤S720的流程图；
图4为本发明实施例一中电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法的原理示意图；
图5为本发明实施例一中测试样品的结构示意图。
附图标记说明：
1-衬底；2-背面电极，3-氧化物层，4-正面电极，5-沟槽；
t1-衬底的厚度，W1-沟槽的宽度。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。需要说明的是，以下各实施例仅用于说明本发明的实施方法和典型参数，而不用于限定本发明所述的参数范围，由此引申出的合理变化，仍处于本发明权利要求的保护范围内。
本发明的实施例公开一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，其应用对象包括硅器件、宽禁带半导体器件、窄禁带半导体器件、化合物半导体器件等中的氧化层和钝化层。辐射环境中不同能量的质子、电子、重离子、中子及光子会在电子器件内部诱导大量的辐射诱导缺陷，这些缺陷更易在电子器件内部的钝化层及氧化物层中产生。并且，这些缺陷对电子和空穴的俘获特性和状态不同，有些仅能俘获空穴、有些仅能俘获电子、有些既能俘获空穴又能俘获电子，通过本发明实施例公开的方法可以高效快速鉴定和判断不同类型电子器件内氧化物层辐射诱导缺陷状态。
结合图1所示，电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、选择N型或P型半导体材料制备成衬底，衬底的电阻率为0.00001至10Ω·cm或衬底的掺杂浓度大于1e18 cm-3，限定电阻率为或掺杂浓度有利于在衬底上制备电极。控制衬底的厚度t1为1mm至100mm，便于后续选择辐照源开展辐照试验。
S200、在衬底的上表面制备背面电极，电极制备方式可以选用物理气相淀积、化学气相淀积、金金属化、铝金属化、铜金属化等。
S300、在背面电极上生长氧化物层，样品上的氧化物层需与电子器件中氧化物层状态一致，这样才能保证样品氧化物层中辐射诱导缺陷与电子器件中氧化物层状态相同。氧化物层的状态包括氧化物层厚度、氧化物层生长方式、氧化物层生长气氛、氧化物层生长环境等，其生长方式包括干氧、湿氧、干/湿氧混合等。
S400、对氧化物层的一边进行刻蚀，刻蚀部位漏出背面电极，刻蚀方式可以选择干法刻蚀、等离子体刻蚀或湿法刻蚀。刻蚀部位的面积不小于100μm×100μm，便于后续施加电场和漏电流检测。刻蚀可以在氧化物层最窄的一边进行，使刻蚀操作方便，工艺更容易控制。
S500、在氧化物层的上表面制备正面电极，电极制备方式与S200相同，可以选用物理气相淀积、化学气相淀积、金金属化、铝金属化、铜金属化等。
S600、在正面电极上开设多个沟槽，多个沟槽呈网格状分布，制得测试样品。多个沟槽的面积和为1μm2至100mm2，沟槽的宽度W1为1μm至1mm，开设的沟槽数量不小于50个。网格化开槽处理可保证电场分布的均匀性，以及保证测试样品在电场作用下不受损伤。
S700、对测试样品开展辐照试验，在电极上施加电场，检测辐照前后测试样品的漏电流，判断氧化物层中是否存在电子俘获陷阱/空穴俘获陷阱，并提取出氧化物层的俘获电子浓度/俘获空穴浓度。
步骤S700包括电子俘获陷阱和空穴俘获陷阱检测步骤，具体包括：
S710、将测试样品的电极接地，进行光子辐照，针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的电场，检测漏电流的变化，判断氧化物层中是否存在电子俘获陷阱，根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获电子浓度。
S720、在测试样品的电极上施加电场，进行电子辐照，针对辐照前后的测试样品，在电极上施加电场，检测漏电流的变化，判断氧化物层中是否存在空穴俘获陷阱，根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获空穴浓度。
辐射环境中不同能量的质子、电子、重离子、中子及光子会在电子器件的氧化物层、诱导大量的辐射诱导缺陷，这些缺陷对电子和空穴的俘获特性和状态不同，有些仅能俘获空穴、有些仅能俘获电子、有些既能俘获空穴又能俘获电子。步骤S700分别检测电子俘获和空穴俘获的状态，从而鉴定和判断氧化物层辐射诱导缺陷状态。
结合图2所示，步骤S710用于诱发电子，具体包括：
S711、将测试样品的电极接地，进行能量小于9eV的光子辐照。光子辐照的辐照源为紫外光、红外光或微波。
S712、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的10V/cm至105V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S713、电子俘获陷阱可导致漏电流增加，若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在电子俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在电子俘获陷阱。
S714、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获电子浓度。漏电流的变化程度和氧化物层俘获电子浓度相关，具体关系为I＝n1qAv，式中，I为漏电流变化量，n1为俘获电子浓度，q为电子电荷量，A为导体横截面积，v为自由电子定向移动速率。
结合图3所示，步骤S710用于诱发空穴，具体包括：
S721、在测试样品的电极上施加1V/cm至103V/cm电场，进行能量小于200keV的电子辐照。进行电子辐照的辐照源为电子、质子、重离子、中子、X射线或γ射线。
S722、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加10V/cm至105V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S723、空穴俘获陷阱可导致漏电流增加，若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在空穴俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在空穴俘获陷阱。
S724、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获空穴浓度。漏电流的变化程度和氧化物层俘获空穴浓度相关，具体关系为I＝n2qAv，式中，I为漏电流变化量，n2为俘获电子浓度，q为电子电荷量，A为导体横截面积，v为自由电子定向移动速率。
本发明的实施例基于测试样品与电子器件中氧化物层一致的生长方式与过程，制备特定的氧化物层缺陷检测结构，实现电子和空穴快速鉴定与检测，达到快速、高效、准确检测电子器件氧化物层中辐射诱导缺陷的目的。
实施例一
本实施例提供一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，结合图4和图5所示，包括以下步骤：
S100、选择N型半导体材料制备成衬底1，衬底1的掺杂浓度为1e19 cm-3，衬底1的厚度t1为50mm，衬底为正方形，面积为10mm×10mm。
S200、在衬底1的上表面通过物理气相淀积制备背面电极2。
S300、在背面电极2上通过干/湿氧混合的方式制备氧化层3，具体地，先干氧氧化30min，再湿氧氧化60min，最后干氧氧化50min。该方式与待测电子器件的氧化方式相同。
S400、对氧化物层3的一边进行刻蚀，刻蚀面积为1mm×10mm，刻蚀方式为湿法刻蚀，刻蚀部位漏出背面电极2。
S500、在氧化物层3的上表面通过物理气相淀积制备正面电极4。
S600、在正面电极4上开设多个沟槽5，多个沟槽5呈网格状分布，多个沟槽5的面积和为1mm2，沟槽5的宽度0.2mm，制得测试样品。
S700、对测试样品开展辐照试验，在电极上施加电场，检测辐照前后测试样品的漏电流，判断氧化物层3中是否存在电子俘获陷阱/空穴俘获陷阱，并提取出氧化物层的俘获电子浓度/俘获空穴浓度。
步骤S700包括电子俘获陷阱和空穴俘获陷阱检测步骤，具体包括：
S711、将测试样品的电极接地，用能量为4eV的紫外光作为辐照源进行光子辐照。
S712、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的105V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S713、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层3中不存在电子俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层3中存在电子俘获陷阱。
S714、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层3的俘获电子浓度。
S721、在测试样品的电极上施加103V/cm电场，用能量为190keV的电子为辐照源进行电子辐照。
S722、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加105V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S723、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层3中不存在空穴俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层3中存在空穴俘获陷阱。
S724、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层3的俘获空穴浓度。
实施例二
本实施例提供一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、选择P型半导体材料制备成衬底，衬底的掺杂浓度为1e20cm-3，衬底的厚度为1mm，衬底为正方形，面积为1mm×1mm。
S200、在衬底的上表面通过化学气相淀积制备背面电极。
S300、在背面电极上通过干氧的方式制备氧化层，具体地，干氧氧化80min。该方式与待测电子器件的氧化方式相同。
S400、对氧化物层的一边进行刻蚀，刻蚀面积为100μm×100μm，刻蚀方式为湿法刻蚀，刻蚀部位漏出背面电极。
S500、在氧化物层的上表面通过化学气相淀积制备正面电极。
S600、在正面电极上开设多个沟槽，多个沟槽呈网格状分布，多个沟槽的面积和为1μm2，沟槽的宽度1μm，制得测试样品。
S700、对测试样品开展辐照试验，在电极上施加电场，检测辐照前后测试样品的漏电流，判断氧化物层中是否存在电子俘获陷阱/空穴俘获陷阱，并提取出氧化物层的俘获电子浓度/俘获空穴浓度。
步骤S700包括电子俘获陷阱和空穴俘获陷阱检测步骤，具体包括：
S711、将测试样品的电极接地，用能量为5eV的紫外光作为辐照源进行光子辐照。
S712、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的104V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S713、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在电子俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在电子俘获陷阱。
S714、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层的俘获电子浓度。
S721、在测试样品的电极上施加102V/cm电场，用能量为150keV的质子作为辐照源进行电子辐照。
S722、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加104V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S723、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在空穴俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在空穴俘获陷阱。
S724、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层的俘获空穴浓度。
实施例三
本实施例提供一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、选择N型半导体材料制备成衬底，衬底的掺杂浓度为1e21cm-3，衬底的厚度为100mm，衬底为矩形，面积为1mm×2mm。
S200、在衬底的上表面通过金金属化制备背面电极。
S300、在背面电极上通过湿氧的方式制备氧化层，具体地，湿氧氧化90min。该方式与待测电子器件的氧化方式相同。
S400、对氧化物层的一边进行刻蚀，刻蚀面积为0.5mm×1mm，刻蚀方式为等离子体刻蚀，刻蚀部位漏出背面电极。
S500、在氧化物层的上表面通过金金属化制备正面电极。
S600、在正面电极上开设多个沟槽，多个沟槽呈网格状分布，多个沟槽的面积和为1000μm2，沟槽的宽度0.1mm，制得测试样品。
S700、对测试样品开展辐照试验，在电极上施加电场，检测辐照前后测试样品的漏电流，判断氧化物层中是否存在电子俘获陷阱/空穴俘获陷阱，并提取出氧化物层的俘获电子浓度/俘获空穴浓度。
步骤S700包括电子俘获陷阱和空穴俘获陷阱检测步骤，具体包括：
S711、将测试样品的电极接地，用能量为6eV的红外光作为辐照源进行光子辐照。
S712、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的103V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S713、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在电子俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在电子俘获陷阱。
S714、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层的俘获电子浓度。
S721、在测试样品的电极上施加10V/cm电场，用能量为110keV的重离子作为辐照源进行电子辐照。
S722、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加103V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S723、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在空穴俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在空穴俘获陷阱。
S724、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层的俘获空穴浓度。
实施例四
本实施例提供一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、选择N型半导体材料制备成衬底，衬底的电阻率为5Ω·cm，衬底的厚度为80mm，衬底为矩形，面积为50mm×70mm。
S200、在衬底的上表面通过铝金属化制备背面电极。
S300、在背面电极上通过干/湿氧混合的方式制备氧化层，具体地，干氧氧化40min，再湿氧氧化80min。该方式与待测电子器件的氧化方式相同。
S400、对氧化物层的一边进行刻蚀，刻蚀面积为10mm×1mm，刻蚀方式为等离子体刻蚀，刻蚀部位漏出背面电极。
S500、在氧化物层的上表面通过铝金属化制备正面电极。
S600、在正面电极上开设多个沟槽，多个沟槽呈网格状分布，多个沟槽的面积和为100mm2，沟槽的宽度1mm，制得测试样品。
S700、对测试样品开展辐照试验，在电极上施加电场，检测辐照前后测试样品的漏电流，判断氧化物层中是否存在电子俘获陷阱/空穴俘获陷阱，并提取出氧化物层的俘获电子浓度/俘获空穴浓度。
步骤S700包括电子俘获陷阱和空穴俘获陷阱检测步骤，具体包括：
S711、将测试样品的电极接地，用能量为7eV的红外光作为辐照源进行光子辐照。
S712、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的102V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S713、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在电子俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在电子俘获陷阱。
S714、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层的俘获电子浓度。
S721、在测试样品的电极上施加1V/cm电场，用能量为80keV的质子作为辐照源进行电子辐照。
S722、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加102V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S723、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在空穴俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在空穴俘获陷阱。
S724、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层的俘获空穴浓度。
实施例五
本实施例提供一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、选择P型半导体材料制备成衬底，衬底的电阻率为0.01Ω·cm，衬底的厚度为30mm，衬底为正方形，面积为20mm×20mm。
S200、在衬底的上表面通过铜金属化制备背面电极。
S300、在背面电极上通过干/湿氧混合的方式制备氧化层，具体地，湿氧氧化45min，再干氧氧化20min，最后湿氧氧化60min。该方式与待测电子器件的氧化方式相同。
S400、对氧化物层的一边进行刻蚀，刻蚀面积为5mm×2mm，刻蚀方式为干法刻蚀，刻蚀部位漏出背面电极。
S500、在氧化物层的上表面通过铜金属化制备正面电极。
S600、在正面电极上开设多个沟槽，多个沟槽呈网格状分布，多个沟槽的面积和为10mm2，沟槽的宽度200μm，制得测试样品。
S700、对测试样品开展辐照试验，在电极上施加电场，检测辐照前后测试样品的漏电流，判断氧化物层中是否存在电子俘获陷阱/空穴俘获陷阱，并提取出氧化物层的俘获电子浓度/俘获空穴浓度。
步骤S700包括电子俘获陷阱和空穴俘获陷阱检测步骤，具体包括：
S711、将测试样品的电极接地，用能量为8eV的微波作为辐照源进行光子辐照。
S712、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的10V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S713、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在电子俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在电子俘获陷阱。
S714、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层的俘获电子浓度。
S721、在测试样品的电极上施加103/cm电场，用能量为180keV的X射线作为辐照源进行电子辐照。
S722、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加10V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S723、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在空穴俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在空穴俘获陷阱。
S724、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层的俘获空穴浓度。
实施例六
本实施例提供一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100、选择P型半导体材料制备成衬底，衬底的电阻率为1Ω·cm，衬底的厚度为10mm，衬底为正方形，面积为10mm×10mm。
S200、在衬底的上表面通过物理气相淀积制备背面电极。
S300、在背面电极上通过干/湿氧混合的方式制备氧化层，具体地，湿氧氧化30min，再干氧氧化90min。该方式与待测电子器件的氧化方式相同。
S400、对氧化物层的一边进行刻蚀，刻蚀面积为10.1mm×3mm，刻蚀方式为干法刻蚀，刻蚀部位漏出背面电极。
S500、在氧化物层的上表面通过物理气相淀积制备正面电极。
S600、在正面电极上开设多个沟槽，多个沟槽呈网格状分布，多个沟槽的面积和为5mm2，沟槽的宽度50μm，制得测试样品。
S700、对测试样品开展辐照试验，在电极上施加电场，检测辐照前后测试样品的漏电流，判断氧化物层中是否存在电子俘获陷阱/空穴俘获陷阱，并提取出氧化物层的俘获电子浓度/俘获空穴浓度。
步骤S700包括电子俘获陷阱和空穴俘获陷阱检测步骤，具体包括：
S711、将测试样品的电极接地，用能量为3eV的微波作为辐照源进行光子辐照。
S712、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的104V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S713、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在电子俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在电子俘获陷阱。
S714、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层的俘获电子浓度。
S721、在测试样品的电极上施加102V/cm电场，用能量为50keV的γ射线作为辐照源进行电子辐照。
S722、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加104V/cm的电场，检测漏电流的变化。
S723、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在空穴俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在空穴俘获陷阱。
S724、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层的俘获空穴浓度。
本发明的实施例公开了全新的电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷检测技术，该方法步骤简单，易于操作，能够大幅度降低试验的费用。使用本发明方法能够高效快速鉴定和判断不同类型电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷状态，对推进电子器件的抗辐射加固技术研究具有重大的意义。
虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、选择半导体材料制备成衬底，所述衬底的电阻率为0.00001至10Ω·cm或所述衬底的掺杂浓度大于1e18 cm-3；
S200、在所述衬底的上表面制备背面电极；
S300、在所述背面电极上生长氧化物层；
S400、对所述氧化物层的一边进行刻蚀，刻蚀部位漏出所述背面电极；
S500、在所述氧化物层的上表面制备正面电极；
S600、在所述正面电极上开设多个沟槽，所述多个沟槽呈网格状分布，制得测试样品；
S700、对所述测试样品开展辐照试验，在电极上施加电场，检测辐照前后测试样品的漏电流，判断所述氧化物层中是否存在电子俘获陷阱/空穴俘获陷阱，并提取出所述氧化物层的俘获电子浓度/俘获空穴浓度；
其中，所述步骤S700具体包括：
S710、将所述测试样品的电极接地，进行光子辐照，针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的电场，检测漏电流的变化，判断氧化物层中是否存在电子俘获陷阱，根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获电子浓度；
S720、在所述测试样品的电极上施加电场，进行电子辐照，针对辐照前后的测试样品，在电极上施加电场，检测漏电流的变化，判断氧化物层中是否存在空穴俘获陷阱，根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获空穴浓度。
2.根据权利要求1所述的电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S710具体包括：
S711、将测试样品的电极接地，进行能量小于9eV的光子辐照；
S712、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加的10V/cm至105V/cm的电场，检测漏电流的变化；
S713、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在电子俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在电子俘获陷阱；
S714、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获电子浓度。
3.根据权利要求2所述的电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S711中，进行光子辐照的辐照源选自以下一种：紫外光、红外光和微波。
4.根据权利要求1所述的电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S720具体包括：
S721、在测试样品的电极上施加1V/cm至103V/cm电场，进行能量小于200keV的电子辐照；
S722、针对辐照前后的测试样品，在电极上施加10V/cm至105V/cm的电场，检测漏电流的变化；
S723、若辐照前后漏电流不发生变化，则判断氧化物层中不存在空穴俘获陷阱；若辐照前后漏电流发生变化，则判断氧化物层中存在空穴俘获陷阱；
S724、根据漏电流的变化程度提取出氧化物层俘获空穴浓度。
5.根据权利要求4所述的电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S721中，进行电子辐照的辐照源选自以下一种：电子、质子、重离子、中子、X射线和γ射线。
6.根据权利要求1所述的电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述衬底的厚度t1为1mm至100mm。
7.根据权利要求1所述的电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S400中，刻蚀部位的面积不小于100μm×100μm。
8.根据权利要求1所述的电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S600中，多个沟槽的面积和为1μm2至100mm2，所述沟槽的宽度W1为1μm至1mm。
9.根据权利要求8所述的电子器件中氧化物层辐射诱导缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S600中，开设的沟槽数量不小于50个。
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