拉伸应变下SiC/SiO_(2)近界面碳缺陷的结构和电学特性演变

SiC/SiO_(2)界面拉伸应变对SiC MOSFET器件的电学性质和可靠性变化有重要影响。通过第一性原理密度泛函计算,建立了4H-SiC/SiO_(2)的界面结构,研究了不同拉伸应变对近界面碳碳双键(C=C)和碳氧双键(C=O)缺陷的结构和电子特性的影响。计算结果表明,在较小应变下C=C和C=O缺陷模型所受应力随应变线性增加,缺陷形成能减小,说明此时拉伸应变使这两种缺陷更容易形成。应变超过20%后,两种缺陷结构附近出现电子离域化,部分化学键断裂,缺陷结构遭到破坏。根据电荷态密度计算得出,拉伸应变的增加会使界面结构的带隙减小及缺陷能级位置改变,从而引起阈值电压漂移,这是拉伸应变引起SiC MOSFET性能不稳定的主要原因。