SiC MOS的介质层/SiC界面特性研究

摘要

碳化硅(SiC)是具有宽禁带、高击穿电场、高热导率等优异特性的第三代宽禁带半导体材料。SiC MOS器件是目前研究的热点，但由于SiO2/SiC的界面态密度很高导致器件反型沟道迁移率较低，阈值电压和低频l/f噪声增加，严重地影响了SiC MOS器件的性能。
本文对SiO2/SiC和AlN/SiC MOS电容的界面特性进行研究。制备了不同二次氧化退火工艺条件下的SiO2/SiC MOS电容，对其进行了高频C-V，XPS测试，提取了SiO2/SiC MOS电容的平带电压，边界陷阱密度和界面态密度等界面参数，分析了二次氧化退火工艺参数对SiO2/SiC界面特性的影响。结果表明，二次氧化退火后的SiO2/SiC具有较小的边界陷阱密度和界面态密度，但平带电压会增大。
利用原子层沉积（ALD）技术制备了不同厚度AlN介质层的AlN/SiC MOS电容，分析了AlN层厚度对器件性能的影响，比较了SiO2/SiC和AlN/SiC MOS的电特性，结果表明，以AlN作为介质材料的SiC MOS具有更低的平带电压漂移和界面态密度，并且随着AlN薄膜厚度地降低，AlN/SiC MOS的平带电压和界面态密度在逐渐降低。