在SiO₂/4H-碳化接口与化和氧化大气中的化工艺中减少载体陷密度

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电气工程 电气工程
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 碳化 (SiC) 金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 的性能和可靠性严重取决于SiC/SiO2接口的特性.
• 优化氧化和后氧化过程是提高氧化物质量,道移动性和降低SiC MOSFET系列电阻的关键.

研究的目的:

• 研究POCl3回火和NO回火对4H-SiC制造的金属氧化物半导体 (MOS) 设备的电气特性的影响.
• 确定组合回火策略在改善接口特性和介电完整性方面的有效性.

主要方法:

• 在4H-SiC (0001) 基板上制造MOS设备.
• 应用POCl3回火和NO回火工艺,无论是单独的还是顺序的.
• 电气特性,包括测量接口陷密度 (Dit) 和介电断裂电压.

主要成果:

• 结合POCl3和NO火实现了2 × 10^11 cm^-2.2的低接口陷密度 (Dit).
• 优化的回火过程导致≥9 MVcm^-1的高介电临界场,漏电电流较低.
• 开发的介电材料成功地集成到4H-SiC MOSFET晶体管中.

结论:

• 在POCl3的顺序火之后,NO在降低SiC/SiO2结构中的接口陷密度方面非常有效.
• 优化的介电性质与最先进的SiO2/4H-SiC接口相提并论,使高性能SiC功率电子成为可能.