温度依赖的低氧部分压对SiC MOS的作用
Qian Zhang1,2, Nannan You1, Jiayi Wang1
1High-Frequency High-Voltage Device and Integrated Circuits R&D Center, Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|January 22, 2024
概括
低氧部分压力回火通过填补氧气空缺,有效地提高了碳化 (SiC) 金属氧化物半导体 (MOS) 接口质量. 这种方法可以提高接口质量,而无需引入外来原子,对SiC设备的性能有好处.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 碳化物 (SiC) 金属氧化物半导体 (MOS) 接口对于设备性能至关重要.
- 在不引入缺陷的情况下提高SiC MOS接口质量是一个重大挑战.
- 氧气后是一种有前途的介面增强技术.
研究的目的:
- 为了研究低氧部分压对SiO2/SiC堆的影响和机制.
- 为了确定SiC MOS接口改进的最佳回火温度范围.
- 为了确认在回火过程中没有外来原子的结合.
主要方法:
- 在900-1250°C的温度下,SiO2/SiC堆的低氧部分压.
- (N2) 用作保护气体来控制氧的部分压力.
- X射线光电子光谱 (XPS) 验证在接口上没有.
- 接口陷密度 (Dit) 和边界陷密度 (Nbt) 的测量.
- 真空回火和飞行时间二次离子质谱 (ToF-SIMS) 用于机制分析.
主要成果:
- 低氧部分压显著降低了接口陷密度 (Dit) 和边界陷密度 (Nbt).
- XPS证实在SiO2/SiC接口或附近没有的加入.
- 在接口附近填充氧气空缺 (V[O]) 被确定为主要的回火机制.
- 升高的回火温度增加了氧气空缺的填充 O2.
结论:
- 低氧部分压是一种有效的,没有外来原子的方法,可以提高SiC MOS接口的质量.
- 主要的机制涉及在接口附近填补氧气空缺 (V[O]).
- 较高的回火温度有助于更有效地填充氧气空缺,从而产生更好的接口特性.
