内嵌纳米颗粒的功率器件及其温度表征方法

本发明涉及半导体，具体地，涉及一种内嵌纳米颗粒的功率器件及其温度表征方法。

背景技术：

1、随着(超)宽禁带半导体功率器件产业的日趋成熟和普及，通过器件级的热电协同优化设计主动发挥其热电性能优势，缔造出硅器件所不能及的新型应用场景已成为能源产业发展的必然趋势。然而，目前的温度表征技术精度有限，并且缺乏在稳态工况下，能高精度同步热电实验研究的(超)宽禁带半导体功率器件及其温度表征的方法。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种内嵌纳米颗粒的功率器件及其温度表征方法。

2、根据本发明实施例的第一方面，提供一种内嵌纳米颗粒的功率器件，包括：衬底层、沟道层、栅介质、钝化层；

3、所述衬底层、所述沟道层、所述栅介质和所述钝化层自下而上依次堆叠；

4、其中，所述钝化层中均匀分布有纳米颗粒，所述纳米颗粒为通过等离子体增强化学气相沉积的方式形成于所述钝化层内部的纳米颗粒。

5、可选地，所述纳米颗粒为粒径尺寸大小4.1nm～5nm的纳米颗粒。

6、根据本发明实施例的第一方面，提供一种内嵌纳米颗粒的功率器件的温度表征方法，所述方法包括：

7、绘制内嵌纳米颗粒的拉曼位移-温度标准曲线；

8、对所述内嵌纳米颗粒的功率器件施加不同功率，得到每个功率下所述内嵌纳米颗粒的功率器件中的纳米颗粒对应的拉曼光谱图像；

9、根据所述拉曼光谱图像和所述拉曼位移-温度标准曲线得到所述内嵌纳米颗粒的功率器件在不同功率下的温度分布图像，以表征所述内嵌纳米颗粒的功率器件在不同功率下的温度。

10、可选地，所述绘制内嵌纳米颗粒的拉曼位移-温度标准曲线，包括；

11、对所述内嵌纳米颗粒的功率器件进行多次不同温度的加热；

12、根据不同温度下所述纳米颗粒对应的拉曼光谱，得到所述不同温度对应的目标拉曼位移；

13、根据所述不同温度对应的目标拉曼位移和预设初始温度对应的初始拉曼位移之间的差值，得到所述拉曼位移-温度标准曲线。

14、可选地，所述根据不同温度下所述纳米颗粒对应的拉曼光谱，得到所述不同温度对应的目标拉曼位移，包括：

15、在每个温度下，多次测量所述纳米颗粒对应的拉曼光谱，得到每个温度下的多个第一拉曼位移；

16、在每个温度下，当任意两个所述第一拉曼位移之间的差值小于预设误差时，将所述多个第一拉曼位移的平均值作为所述目标拉曼位移。

17、可选地，所述根据所述拉曼光谱图像和所述拉曼位移-温度标准曲线得到所述内嵌纳米颗粒的功率器件在不同功率下的温度分布图像，包括：

18、在每个功率下，根据所述拉曼光谱图像计算每个所述纳米颗粒对应的第二拉曼位移；

19、根据所述第二拉曼位移和所述拉曼位移-温度标准曲线得到所述纳米颗粒在不同功率下的温度；

20、根据所述纳米颗粒在不同功率下的温度得到所述内嵌纳米颗粒的功率器件在不同功率下的温度分布图像。

21、本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

22、在上述技术方案中，将衬底层、沟道层、栅介质和钝化层自下而上依次堆叠；其中，钝化层中均匀分布有纳米颗粒，纳米颗粒为通过等离子体增强化学气相沉积的方式形成于钝化层内部的纳米颗粒。并对上述得到的内嵌纳米颗粒的功率器件进行温度表征，绘制内嵌纳米颗粒的拉曼位移-温度标准曲线；对内嵌纳米颗粒的功率器件施加不同功率；在每个功率下，获取内嵌纳米颗粒的功率器件中的纳米颗粒对应的拉曼光谱图像；根据拉曼光谱图像和拉曼位移-温度标准曲线得到内嵌纳米颗粒的功率器件在不同功率下的温度分布图像，以表征内嵌纳米颗粒的功率器件在不同功率下的温度。通过上述技术方案，将纳米颗粒镶嵌于钝化层内部，相比于分布在器件表面的纳米颗粒，更贴近于沟道层，减少一次热传递过程，使得温度表征精度更高，并且纳米颗粒在钝化层中均匀分布，可以进行面扫描拉曼表征，获取整个钝化层的温度分布图像，进而实现该功率器件的温度表征。

23、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种内嵌纳米颗粒的功率器件，其特征在于，包括：衬底层(1)、沟道层(2)、栅介质(3)、钝化层(4)；

2.根据权利要求1所述的内嵌纳米颗粒的功率器件，其特征在于，所述纳米颗粒(5)为粒径尺寸大小4.1nm～5nm的纳米颗粒。

3.一种内嵌纳米颗粒的功率器件的温度表征方法，其特征在于，应用于权利要求1和权利要求2中所述的内嵌纳米颗粒的功率器件，所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的内嵌纳米颗粒的功率器件的温度表征方法，其特征在于，所述绘制内嵌纳米颗粒的拉曼位移-温度标准曲线，包括；

5.根据权利要求4所述的内嵌纳米颗粒的功率器件的温度表征方法，其特征在于，所述根据不同温度下所述纳米颗粒对应的拉曼光谱，得到所述不同温度对应的目标拉曼位移，包括：

6.根据权利要求3所述的内嵌纳米颗粒的功率器件的温度表征方法，其特征在于，所述根据所述拉曼光谱图像和所述拉曼位移-温度标准曲线得到所述内嵌纳米颗粒的功率器件在不同功率下的温度分布图像，包括：

技术总结本发明涉及一种内嵌纳米颗粒的功率器件及其温度表征方法，包括：衬底层(1)、沟道层(2)、栅介质(3)、钝化层(4)；衬底层(1)、沟道层(2)、栅介质(3)和钝化层(4)自下而上依次堆叠；其中，钝化层(4)中均匀分布有纳米颗粒(5)，纳米颗粒(5)为通过等离子体增强化学气相沉积的方式形成于钝化层(4)内部的纳米颗粒。通过上述技术方案，将纳米颗粒内嵌于钝化层中，相比于分布在器件表面的纳米颗粒，更贴近于沟道层，减少一次热传递过程，使得温度表征精度更高，并且纳米颗粒在钝化层中均匀分布，可以进行面扫描拉曼表征，获取整个钝化层的温度分布图像，进而实现该功率器件的温度表征。技术研发人员：陆小力,张栢胜,何云龙,马晓华受保护的技术使用者：西安电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20