High Temperature Properties of SiC n-MOSFET and a New Processing of Gate Dielectrics

摘要

SiC材料由于禁带宽、临界击穿电场高、饱和电子漂移速度大和热导率较大等优良特性，成为制作高温、高频、大功率器件的理想半导体材料。本文主要研究SiCMOSFET的迁移率及高温电流电压特性。在器件物理的基础上，考虑了体晶格散射、声子散射、界面态电荷散射、表面粗糙度散射和高场散射等机制，建立了适合高温的SiC迁移率模型，并分析了不同温度下各个散射机制对迁移率的影响。模拟结果表明，室温下界面态密度是影响迁移率的主要因素,而表面粗糙度和表面声子散射则制约着高温下的电子迁移率。在高温迁移率模型基础上，通过考虑迁移率和阈值电压随温度的变化，建立了SiCMOSFET漏电流模型，讨论了主要结构参数和工艺参数对电特性的影响，并得出结构参数和工艺参数的最佳取值。研究了新型SiCMOS器件的制备工艺。采用TCE＋干O2热氧化方法生长6HSiCMOS氧化层。研究了TCE浓度与SiC/SiO2界面态电荷密度，氧化层电荷密度和应力下平带电压漂移的关系，得出了最佳TCE:O2浓度比。