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测试结构及其形成方法、工作方法和电路与流程

2022-03-26 12:55:17 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种测试结构及其形成方法、工作方法和电路。


背景技术:

2.垂直腔面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser,简称vcsel)是一种垂直于衬底面射出激光的半导体激光器,它的结构一般由上布拉格反射镜(dbr)、下布拉格反射镜(dbr)和中间有源层三部分组成。布拉格反射镜一般由折射率不同且厚度为光波长的四分之一的两种材料交替生长而成,为了减小光学损耗,n型布拉格反射镜的反射率接近100%,可作为谐振腔的全反射镜,而p型布拉格反射镜的反射率相对较低,可作为谐振腔的出射镜。
3.所述垂直腔面发射激光器产品在晶圆上切割下来之前均需要进行100%测试,现有的测试方法效率较低,还有待改善。


技术实现要素:

4.本发明解决的技术问题是提供一种测试结构及其形成方法、工作方法和电路,以改善垂直腔面发射激光器的测试方法。
5.为解决上述技术问题,本发明技术方案提供一种测试结构,包括:衬底,所述衬底包括若干沿第一方向和第二方向呈阵列分布的器件区,所述第一方向和所述第二方向不同;若干器件结构,各所述器件结构分别位于各器件区表面;若干漏极层,各所述漏极层分别与一个所述器件结构电连接;若干平行于所述第二方向的源极层,各所述源极层与沿所述第二方向排列的一排所述器件结构对应;若干半导体层,各所述半导体层分别位于任一所述漏极层和对应的所述源极层之间,且所述半导体层分别与任一所述漏极层以及对应的所述源极层相接;若干平行于所述第一方向的栅极结构,各所述栅极结构分别位于沿所述第一方向排列的一排所述半导体层表面。
6.可选的,所述半导体层的材料包括半导体材料,所述半导体材料包括:硅、碳化硅、硅锗、
ⅲ‑ⅴ
族元素构成的多元半导体材料、绝缘体上硅(soi)或者绝缘体上锗(goi),其中,
ⅲ‑ⅴ
族元素构成的多元半导体材料包括inp、gaas、gap、inas、insb、ingaas或者ingaasp。
7.可选的,所述半导体层内具有掺杂离子,所述掺杂离子的导电类型包括n型或p型。
8.可选的,所述导电类型为n型的掺杂离子包括磷离子、砷离子或锑离子;所述导电类型为p型的掺杂离子包括硼离子、硼氟离子或铟离子。
9.可选的,所述衬底还包括:位于相邻所述器件区之间的切割道区,所述切割道区包括平行于所述第一方向的第一切割道以及平行于所述第二方向的第二切割道;所述半导体层位于所述第二切割道上,所述源极层位于所述第二切割道上。
10.可选的,所述栅极结构包括相连接的第一分部和第二分部,所述第一分部位于所述第一切割道上,所述第一分部的延伸方向平行于所述第一方向,所述第二分部位于所述
第二切割道上的所述半导体层上。
11.可选的,还包括:位于所述半导体层和所述第二分部之间的绝缘层。
12.可选的,所述绝缘层的材料包括:氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮碳化硅和氮碳氧化硅中的一种或多种的组合。
13.可选的,所述源极层的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
14.可选的,所述栅极结构的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
15.可选的,所述漏极层的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
16.可选的,所述衬底包括相对的第一面和第二面,所述器件结构位于所述器件区第一面表面。
17.可选的,所述器件结构包括:位于所述器件区第一面表面的第一反射镜结构;位于所述第一反射镜结构上的有源层;位于所述有源层上的至少两层重叠的第二反射镜结构,所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型相反;位于相邻两层所述第二反射镜结构之间的若干挡光层和所述发光层,若干所述发光层相互分立,所述挡光层位于所述发光层之间;所述漏极层位于所述第二反射镜结构上。
18.可选的,所述测试结构还包括:位于所述器件区第二面表面的电极层。
19.可选的,所述电极层的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
20.可选的,所述第一反射镜结构包括若干第一堆叠结构,所述第一堆叠结构包括第一反射层和位于所述第一反射层上的第二反射层,所述第一反射层与所述第二反射层的折射率不同。
21.可选的,所述第一反射层的材料包括砷镓铝,所述第二反射层的材料包括砷化镓。
22.可选的,所述第二反射镜结构包括若干第二堆叠结构,所述第二堆叠结构包括第三反射层和位于所述第三反射层上的第四反射层,所述第三反射层和所述第四反射层的折射率不同。
23.可选的,所述第三反射层的材料包括砷镓铝,所述第四反射层的材料包括砷化镓。
24.可选的,还包括:与若干所述栅极结构电连接的第一移位寄存器;与若干所述源极层电连接的第二移位寄存器。
25.相应地,本发明技术方案还提供一种测试结构的形成方法,包括:提供衬底,所述衬底包括若干沿第一方向和第二方向呈阵列分布的器件区,所述第一方向和所述第二方向不同;在各所述器件区表面形成若干器件结构;在所述器件结构上形成若干漏极层,各所述漏极层分别与一个所述器件结构电连接;在所述衬底上形成若干平行于所述第二方向的源极层,各所述源极层与沿所述第二方向排列的一排所述器件结构对应;在所述衬底上形成
若干半导体层,各所述半导体层分别位于任一所述漏极层和对应的所述源极层之间;在所述衬底上形成若干平行于所述第一方向的栅极结构,各所述栅极结构分别位于沿所述第一方向排列的一排所述半导体层表面。
26.可选的,所述半导体层的材料包括半导体材料,所述半导体材料包括:硅、碳化硅、硅锗、
ⅲ‑ⅴ
族元素构成的多元半导体材料、绝缘体上硅(soi)或者绝缘体上锗(goi),其中,
ⅲ‑ⅴ
族元素构成的多元半导体材料包括inp、gaas、gap、inas、insb、ingaas或者ingaasp。
27.可选的,形成所述半导体层的工艺包括:外延生长工艺或沉积工艺。
28.可选的,所述半导体层内具有掺杂离子,所述掺杂离子的导电类型包括n型或p型;所述导电类型为n型的掺杂离子包括磷离子、砷离子或锑离子;所述导电类型为p型的掺杂离子包括硼离子、硼氟离子或铟离子。
29.可选的,所述衬底还包括:位于相邻所述器件区之间的切割道区,所述切割道区包括平行于所述第一方向的第一切割道以及平行于所述第二方向的第二切割道;所述半导体层位于所述第二切割道上,所述源极层位于所述第二切割道上。
30.可选的,所述栅极结构包括相连接的第一分部和第二分部,所述第一分部位于所述第一切割道上,所述第一分部的延伸方向平行于所述第一方向,所述第二分部位于所述第二切割道上的所述半导体层上。
31.可选的,在所述切割道区上形成若干所述栅极结构之前,还包括:在所述半导体层和所述第二分部之间形成绝缘层。
32.可选的,所述绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮碳化硅和氮碳氧化硅中的一种或多种的组合。
33.可选的,所述源极层的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
34.可选的,所述栅极结构的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
35.可选的,所述漏极层的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
36.可选的,所述衬底包括相对的第一面和第二面,所述器件结构位于所述器件区第一面表面。
37.可选的,所述器件结构包括:位于所述器件区第一面表面的第一反射镜结构;位于所述第一反射镜结构上的有源层;位于所述有源层上的至少两层重叠的第二反射镜结构,所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型相反;位于相邻两层所述第二反射镜结构之间的若干挡光层和发光层,若干所述发光层相互分立,所述挡光层位于所述发光层之间;所述漏极层位于所述第二反射镜结构上。
38.可选的,还包括:在所述衬底器件区第二面表面形成电极层。
39.可选的,所述电极层的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组
合。
40.可选的,所述第一反射镜结构包括若干第一堆叠结构,所述第一堆叠结构包括第一反射层和位于所述第一反射层上的第二反射层,所述第一反射层与所述第二反射层的折射率不同。
41.可选的,所述第一反射层的材料包括砷镓铝,所述第二反射层的材料包括砷化镓。
42.可选的,所述第二反射镜结构包括若干第二堆叠结构,所述第二堆叠结构包括第三反射层和位于所述第三反射层上的第四反射层,所述第三反射层和所述第四反射层的折射率不同。
43.可选的,所述第三反射层的材料包括砷镓铝,所述第四反射层的材料包括砷化镓。
44.可选的,还包括:与若干所述栅极结构电连接的第一移位寄存器;与若干所述源极层电连接的第二移位寄存器。
45.相应地,本发明技术方案还提供一种测试结构的工作方法,包括:提供所述测试结构;通过所述第一移位寄存器对若干所述栅极结构依次加载第一电压;通过所述第二移位寄存器对所述第二切割道上的若干所述源极层依次加载第二电压;对所述电极层加载第三电压;收集所述器件结构的光信号。
46.可选的,还包括:根据所述光信号判断所述器件结构是否性能通过。
47.可选的,根据所述光信号判断所述器件结构是否性能通过的方法包括:根据所述光信号获取电流信号或电压信号;判断所述电流信号或电压信号是否达到预设值,若所述电流信号或电压信号达到预设值,则判断所述器件结构性能通过。
48.可选的,所述第一电压为正电压,所述第二电压为正电压,所述第三电压为负电压。
49.相应地,本发明技术方案还提供一种测试结构的电路,包括:若干呈阵列分布的器件结构;若干漏极,各所述漏极分别与一个所述器件结构耦接;若干列源极,各所述源极分别与一列所述器件结构对应;若干半导体开关,各所述半导体开关分别与任一所述漏极和对应的所述源极耦接;若干行栅极结构,各所述栅极结构分别与一行所述半导体开关耦接。
50.可选的,还包括:与若干所述栅极结构耦接的第一移位寄存器;与若干所述源极耦接的第二移位寄存器。
51.与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:本发明的技术方案,通过提供一种测试结构,在第二切割道上形成半导体层,所述半导体层位于任一源极层上以及相邻的漏极层上,再在切割道区上形成若干栅极结构,所述栅极结构位于所述半导体层上。通过在每个器件结构上增加一个半导体开关,控制对若干器件区对应的所述栅极结构和所述源极层进行通电,即可对任一器件区上的所述器件结构进行单独通电,从而能实现分时控制每个器件结构的加载电压,实现一次自动测试多个器件结构,可以提高测试效率。
附图说明
52.图1至图7是本发明实施例中测试结构形成过程的结构示意图;图8是本发明实施例中测试结构的工作方法的流程图;图9是本发明实施例中测试结构的电路示意图。
具体实施方式
53.如背景技术所述,现有的垂直腔面发射激光器产品的测试方法还有待改善。
54.具体地,所述垂直腔面发射激光器包括:衬底,所述衬底包括相对的第一面和第二面;位于所述衬底第一面表面的第一反射镜结构;位于所述第一反射镜结构上的有源层;位于所述有源层表面的至少两层重叠的第二反射镜结构,所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型相反;位于相邻两层所述第二反射镜结构之间的若干挡光层和发光层,若干所述发光层相互分立,所述挡光层位于所述发光层之间,所述发光层在所述衬底表面的投影为圆形;位于所述第二反射镜结构顶部的第一电极层;位于所述衬底第二面表面的第二电极层。
55.目前的测试方法为:探针扎针于所述第一电极层,通过所述第一电极层给所述垂直腔面发射激光器加载正电压,通过所述第二电极层给所述垂直腔面发射激光器加载负电压,在所述垂直腔面发射激光器的上方有一个探测器用来收集相应的光信号,将所述光信号转化成电流信号或电压信号,判断所述电流信号或电压信号是否达到预设值,若所述电流信号或电压信号达到预设值,则判断所述垂直腔面发射激光器性能通过。
56.由于一个晶圆上的垂直腔面发射激光器非常多,一般会有成千上万颗,所述探测器测试完一个垂直腔面发射激光器之后,探针移动至第二个垂直腔面发射激光器继续测试,一个一个的测试效率非常低。
57.为了解决上述问题,本发明技术方案提供一种测试结构及其形成方法、工作方法和电路,通过提供一种测试结构,在第二切割道上形成半导体层,所述半导体层位于任一源极层上以及相邻的漏极层上,再在切割道区上形成若干栅极结构,所述栅极结构位于所述半导体层上。通过在每个器件结构上增加一个半导体开关,控制对若干器件区对应的所述栅极结构和所述源极层进行通电,即可对任一所述器件区上的所述器件结构进行单独通电,从而能实现分时控制每个器件结构的加载电压,实现一次自动测试多个器件结构,可以提高测试效率。
58.为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
59.图1至图7是本发明实施例中测试结构形成过程的结构示意图。
60.请参考图1,提供衬底100,所述衬底100包括相对的第一面和第二面,所述衬底100包括若干沿第一方向x和第二方向y呈阵列分布的器件区i,所述第一方向x和所述第二方向y不同。
61.在本实施例中,所述衬底100还包括:位于相邻所述器件区i之间的切割道区,所述切割道区包括平行于所述第一方向x的第一切割道ii以及平行于所述第二方向y的第二切割道iii。
62.在本实施例中,所述第一方向x和所述第二方向y相互垂直。
63.所述衬底100的材料包括半导体材料,在本实施例中,所述衬底100的材料包括砷化镓。
64.请参考图2和图3,图2为图3省略部分结构的俯视图,图3为图2中器件结构沿剖面线aa1方向的剖面结构示意图,在各所述器件区i第一面表面形成若干器件结构。
65.所述器件结构包括:位于器件区i第一面表面的第一反射镜结构;位于所述第一反
射镜结构上的有源层103;位于所述有源层103上的至少两层重叠的第二反射镜结构,所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型相反;位于相邻两层所述第二反射镜结构之间的若干挡光层108和发光层109,若干所述发光层109相互分立,所述挡光层108位于所述发光层109之间。
66.所述第一反射镜结构包括若干第一堆叠结构,所述第一堆叠结构包括第一反射层和位于所述第一反射层101上的第二反射层102,所述第一反射层101与所述第二反射层102的折射率不同。
67.在本实施例中,所述第一反射层101的材料包括砷镓铝,所述第二反射层102的材料包括砷化镓。
68.所述第二反射镜结构包括若干第二堆叠结构,所述第二堆叠结构包括第三反射层104和位于所述第三反射层104上的第四反射层105,所述第三反射层104和所述第四反射层105的折射率不同。
69.在本实施例中,所述第三反射层104的材料包括砷镓铝,所述第四反射层105的材料包括砷化镓。
70.所述有源层103包括若干层沿垂直于所述衬底100表面方向交错堆叠的若干第一垒层(未图示)、第二垒层(未图示)以及位于相邻所述第一垒层和所述第二垒层之间的阱层(未图示)。
71.所述第一垒层的材料包括p型的砷化镓,所述p型的砷化镓中掺杂有碳离子;所述第二垒层的材料包括n型的砷化镓,所述n型的砷化镓中掺杂有硅离子;所述阱层的材料包括砷镓铟(in
0.2
ga
0.8
as)。
72.所述第一垒层、所述第二垒层以及所述第一垒层和所述第二垒层之间的阱层构成一个应变量子阱。
73.在本实施例中,所述应变量子阱的个数为3个,在其他实施例中,所述应变量子阱的个数为5个或7个。
74.在本实施例中,所述挡光层108的材料包括氧化铝,所述发光层109的材料包括砷镓铝。
75.请继续参考图2和图3,在所述器件结构上形成若干漏极层112,各所述漏极层112分别与一个所述器件结构电连接。
76.在本实施例中,还包括:在所述第二反射结构顶部形成第一钝化层110;在所述第一钝化层110表面、所述第二反射结构侧壁表面、所述挡光层108侧壁表面、所述有源层103侧壁表面以及部分所述第一反射结构侧壁表面形成第二钝化层111。
77.在本实施例中,所述漏极层112位于所述第二反射镜结构上,所述漏极层112位于所述第一钝化层110和所述第二钝化层111内。
78.在本实施例中,所述第一钝化层110和所述第二钝化层111的材料包括氮化硅。
79.所述漏极层112的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
80.请参考图4,在第二切割道iii上形成若干平行于所述第二方向y的源极层113,各所述源极层113与沿所述第二方向y排列的一排所述器件结构对应。
81.所述源极层113的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和
钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
82.请参考图5,在所述第二切割道iii上形成若干半导体层114,各所述半导体层114分别位于任一所述漏极层112和对应的所述源极层113之间,且所述半导体层114分别与任一所述漏极层112和对应的所述源极层113相接触。
83.所述半导体层114的材料包括半导体材料,所述半导体材料包括:硅、碳化硅、硅锗、
ⅲ‑ⅴ
族元素构成的多元半导体材料、绝缘体上硅(soi)或者绝缘体上锗(goi),其中,
ⅲ‑ⅴ
族元素构成的多元半导体材料包括inp、gaas、gap、inas、insb、ingaas或者ingaasp。
84.在本实施例中,所述半导体层114的材料包括硅。
85.形成所述半导体层114的工艺包括:外延生长工艺或沉积工艺。
86.在本实施例中,所述半导体层114内具有掺杂离子,所述掺杂离子的导电类型包括n型或p型;所述导电类型为n型的掺杂离子包括磷离子、砷离子或锑离子;所述导电类型为p型的掺杂离子包括硼离子、硼氟离子或铟离子。
87.请参考图6和图7,图6为图7的俯视图,图7为图6沿剖面线bb1方向的剖面结构示意图,图7省略了器件结构,在所述半导体层114上形成绝缘层115。
88.所述绝缘层115的材料包括:氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮碳化硅和氮碳氧化硅中的一种或多种的组合。
89.在本实施例中,所述绝缘层115的材料包括氮化硅。
90.所述半导体层114的材料包括硅,所述绝缘层115的材料包括氮化硅。所述氮化硅的性能较为稳定,避免在形成绝缘层115的过程中所述半导体层114的材料受到氧化影响或其他影响。
91.请继续参考图6和图7,在所述切割道区上形成若干平行于第一方向x的栅极结构,各所述栅极结构分别位于沿所述第一方向x排列的一排所述半导体层114表面。
92.所述栅极结构包括相连接的第一分部116和第二分部117,所述第一分部116位于所述第一切割道ii上,所述第一分部116的延伸方向平行于所述第一方向x,所述第二分部117位于所述第二切割道iii上的所述半导体层114上。
93.所述栅极结构的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
94.在本实施例中,还包括:在所述器件区i第二面表面形成电极层(未图示)。
95.所述电极层的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
96.在本实施例中,还包括:形成与若干所述栅极结构电连接的第一移位寄存器;形成与若干所述源极层113电连接的第二移位寄存器。
97.所述第一移位寄存器控制对任一所述栅极结构进行通电,所述第二移位寄存器控制对任一所述源极层113进行通电。
98.通过增加所述半导体层114,控制对若干所述器件区i对应的所述栅极结构和所述源极层113进行通电,即可对任一所述器件区i上的所述器件结构进行单独通电,从而能实现分时控制每个所述器件结构的加载电压,实现一次自动测试多个所述器件结构,可以提高测试效率。
99.相应地,本发明实施例还提供一种测试结构,请继续参考图6和图7,包括:
衬底100,所述衬底100包括若干沿第一方向x和第二方向y呈阵列分布的器件区i,所述第一方向x和所述第二方向y不同;若干器件结构,各所述器件结构分别位于各所述器件区i表面;若干漏极层112,各所述漏极层112分别与一个所述器件结构电连接;若干平行于所述第二方向的源极层113,各所述源极层113与沿所述第二方向y排列的一排所述器件结构对应;若干半导体层114,各所述半导体层114分别位于任一所述漏极层112和对应的所述源极层113之间,且所述半导体层114分别与任一所述漏极层112以及对应的所述源极层113相接;若干平行于所述第一方向x的栅极结构,各所述栅极结构分别位于沿所述第一方向x排列的一排所述半导体层114表面。
100.在本实施例中,所述半导体层114的材料包括半导体材料,所述半导体层的材料包括半导体材料,所述半导体材料包括:硅、碳化硅、硅锗、
ⅲ‑ⅴ
族元素构成的多元半导体材料、绝缘体上硅(soi)或者绝缘体上锗(goi),其中,
ⅲ‑ⅴ
族元素构成的多元半导体材料包括inp、gaas、gap、inas、insb、ingaas或者ingaasp。
101.在本实施例中,所述半导体层114内具有掺杂离子,所述掺杂离子的导电类型包括n型或p型。
102.在本实施例中,所述导电类型为n型的掺杂离子包括磷离子、砷离子或锑离子;所述导电类型为p型的掺杂离子包括硼离子、硼氟离子或铟离子。
103.在本实施例中,所述衬底100还包括:位于相邻所述器件区i之间的切割道区,所述切割道区包括平行于所述第一方向x的第一切割道ii以及平行于所述第二方向y的第二切割道iii;所述半导体层114位于所述第二切割道iii上,所述源极层113位于所述第二切割道iii上。
104.在本实施例中,所述栅极结构包括相连接的第一分部116和第二分部117,所述第一分部116位于所述第一切割道ii上,所述第一分部116的延伸方向平行于所述第一方向x,所述第二分部117位于所述第二切割道iii上的所述半导体层114上。
105.在本实施例中,还包括:位于所述半导体层114和所述第二分部117之间的绝缘层115。
106.在本实施例中,所述绝缘层115的材料包括:氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮碳化硅和氮碳氧化硅中的一种或多种的组合。
107.在本实施例中,所述源极层113的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
108.在本实施例中,所述栅极结构的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
109.在本实施例中,所述漏极层112的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
110.在本实施例中,所述衬底100包括相对的第一面和第二面,所述器件结构位于所述器件区i第一面表面。
111.在本实施例中,所述器件结构包括:位于器件区i第一面表面的第一反射镜结构;位于所述第一反射镜结构上的有源层103;位于所述有源层103上的至少两层重叠的第二反射镜结构,所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型相反;位于相邻两层所述第二反射镜结构之间的若干挡光层108和发光层109,若干所述发光层109相互分立,所述挡光层108位于所述发光层109之间;所述漏极层112位于所述第二反射镜结构上。
112.在本实施例中,所述测试结构还包括:位于所述器件区i第二面表面的电极层。
113.在本实施例中,所述电极层的材料包括金属或金属氮化物;所述金属包括:铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合;所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。
114.在本实施例中,所述第一反射镜结构包括若干第一堆叠结构,所述第一堆叠结构包括第一反射层101和位于所述第一反射层101上的第二反射层102,所述第一反射层101与所述第二反射层102的折射率不同。
115.在本实施例中,所述第一反射层101的材料包括砷镓铝,所述第二反射层102的材料包括砷化镓。
116.在本实施例中,所述第二反射镜结构包括若干第二堆叠结构,所述第二堆叠结构包括第三反射层104和位于所述第三反射层104上的第四反射层105,所述第三反射层104和所述第四反射层105的折射率不同。
117.在本实施例中,所述第三反射层104的材料包括砷镓铝,所述第四反射层105的材料包括砷化镓。
118.在本实施例中,还包括:与若干所述栅极结构电连接的第一移位寄存器;与若干所述源极层113电连接的第二移位寄存器。
119.图8是本发明实施例中测试结构的工作方法的流程图。
120.所述测试结构的工作方法包括:步骤s10:提供如图1至图7所形成的测试结构;步骤s20:通过所述第一移位寄存器对若干所述栅极结构依次加载第一电压;步骤s30:通过所述第二移位寄存器对第二切割道上的若干所述源极层依次加载第二电压;步骤s40:对所述电极层加载第三电压;步骤s50:收集所述器件结构的光信号。
121.接下来,对各步骤进行分别说明。
122.请继续参考图8,执行步骤s10:提供如图1至图7所述的测试结构。
123.所述测试结构的形成过程如图1至图7所述,在此不再赘述。
124.请继续参考图8,执行步骤s20:通过所述第一移位寄存器对若干所述栅极结构依次加载第一电压。
125.所述第一移位寄存器控制对任一所述栅极结构进行通电。
126.请继续参考图8,执行步骤s30:通过第二移位寄存器对所述第二切割道iii上的若
干所述源极层113依次加载第二电压。
127.请继续参考图8,执行步骤s40:对所述电极层加载第三电压。
128.所述第一电压为正电压,所述第二电压为正电压,所述第三电压为负电压。
129.对任一所述栅极结构加载第一电压时,所述半导体层114在第一电压的作用下变成导体,从而加载在所述源极层113上的第二电压产生的电荷可以通过所述半导体层114传递到所述漏极层112,即给所述器件结构的阳极通电。再对所述电极层加载第三电压,所述电极层为所述器件结构的阴极,从而完成给任一所述器件结构通电的过程。
130.请继续参考图8,执行步骤s50:收集所述器件结构的光信号。
131.采用探测器收集所述器件结构的光信号。
132.请继续参考图8,执行步骤s60:根据所述光信号判断所述器件结构是否性能通过。
133.根据所述光信号判断所述器件结构是否性能通过的方法包括:根据所述光信号获取电流信号或电压信号;判断所述电流信号或电压信号是否达到预设值,若所述电流信号或电压信号达到预设值,则判断所述器件结构性能通过;若所述电流信号或电压信号未达到预设值,则判断所述器件结构性能不通过。
134.对任一所述栅极结构加载第一电压,对所述第二切割道iii上的若干所述源极层113依次加载第二电压,再对所述电极层加载第三电压,即可依次完成对所述器件结构的通电过程。通过增加所述半导体层114,控制对若干所述器件区i对应的所述栅极结构和所述源极层113进行通电,即可对任一所述器件区i上的所述器件结构进行单独通电,从而能实现分时控制每个器件结构的加载电压,实现一次自动测试多个器件结构,可以提高测试效率。
135.图9是本发明实施例中测试结构的电路示意图。
136.请参考图9,所述测试结构的电路,包括:若干呈阵列分布的器件结构;若干漏极d,各所述漏极d分别与一个所述器件结构耦接;若干列源极sl,各所述源极sl分别与一列所述器件结构对应;若干半导体开关t,各所述半导体开关t分别与任一所述漏极d和对应的所述源极sl耦接;若干行栅极结构wl,各所述栅极结构wl分别与一行所述半导体开关t耦接。
137.在本实施例中,还包括:与若干所述栅极结构wl耦接的第一移位寄存器p1;与若干所述源极sl耦接的第二移位寄存器p2。
138.所述测试结构的电路,通过第一移位寄存器p1在t1时刻给第一行栅极结构wl1通电,此时第一行的半导体开关t1全部关闭,其他行的半导体开关t仍保持打开状态,然后通过所述第二移位寄存器p2对第一列源极sl1、第二列源极sl2、一直到第n列分时提供电压信号,通过所述器件结构上方的探测器收集光信号。
139.所述器件结构成m
×
n阵列分布,本实施例中示意性地给出了4
×
3的阵列。
140.所述阵列一共有n列,每一个所述器件结构的测试时间预设为t秒,那么第一行栅极结构wl1的通电时间为n*t秒,第一列源极sl1的通电时间为0-t秒,第二列源极sl2的通电时间为t-2t秒
……
,第n列的通电时间为(n-1)t-nt秒。至此第一行的器件结构测试完毕。
141.第一行的器件结构测试完毕后,通过所述第一移位寄存器p1的控制,在t2时刻给
第二行栅极结构wl2通电,第二行半导体开关t2关闭,其他行全部打开。然后通过所述第二移位寄存器p2对第一列源极sl1、第二列源极sl2、一直到第n列分时提供电压信号,通过所述器件结构上方的探测器收集相应光信号。
142.以此类推,直至完成所有产品的测试。
143.通过增加所述半导体开关t,控制对若干所述器件结构对应的所述栅极结构和所述源极进行通电,即可对任一所述器件结构进行单独通电,从而能实现分时控制每个所述器件结构的加载电压,实现一次自动测试多个器件结构,可以提高测试效率。
144.虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
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