碳化硅MOSFET栅氧化层可靠性研究

通过TCAD仿真的方法对器件可靠性与结构设计之间的关系进行分析;对栅极电压和栅氧化层最强电场进行仿真,以对碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)单胞结构参数进行优化;在N型碳化硅外延层上制作金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor,MOS)电容,并且通过对MOS电容进行C-V测试的方法评估Si O2/Si C界面质量。对导带附近界面陷阱密度进行比较。NO退火的样品与干氧氧化样品相比界面质量明显改善,界面态密度小于5×10~11 cm–2e V–1。

基于AlON的4H-SiC MOS高k栅介质电性能

提高栅介质的界面质量和可靠性一直是功率碳化硅金属氧化物半导体(MOS)器件研发的核心任务之一。基于原子层沉积(ALD)技术,在n型4H-SiC上沉积了Al基高介电常数(k)栅介质材料AlON。在不同沉积后退火(PDA)温度下制备了AlON/4H-SiC MOS电容,对制备的AlON/4H-SiC MOS电容进行了高-低频电容-电压特性测试,并开展了介质零时击穿(TZDB)实验。发现当PDA温度为800℃时,得到的AlON/4H-SiC MOS电容有着较低的界面态密度、栅极电流密度和较高的介电击穿电场强度,表明经过合适的PDA工艺后,基于AlON高k栅介质材料的4H-SiC MOS器件栅介质的界面态密度得到显著降低,栅介质的介电性能和可靠性得到提高。