碳化硅MOS器件氧化层界面附近碳存在形式的理论研究进展

摘要

由于材料自身的优异物理电学性质，宽带隙半导体碳化硅(SiC)高功率MOSFETs器件可以大幅度降低电力系统的能耗，成为电力电子器件领域的关注热点。然而SiC MOSFET器件中SiC/SiO2的界面态密度比Si/SiO2界面态密度高两个数量级左右，导致器件沟道迁移率较低，致使器件性能严重退化。碳元素的存在是过高界面态产生的关键因素，研究SiC MOSFET器件中SiC/SiO2界面附近碳的存在形式，可以更好的指导碳化硅氧化工艺，更好的发挥碳化硅器件优势。本文首先分析了SiC/SiO2高界面态的根本原因，接着结合国内外最新的理论研究进展，对碳元素的扩散及固定模型、氧化后碳元素的存在形态等模型建模及理论研究进行了综述，为改善SiC器件氧化工艺提供基础理论指导。