4H-SiC MOS电容栅介质经NO退火电流导通机理研究

本文对进行NO退火和非NO退火的SiC MOS电容的栅泄漏电流的导通机理进行了分析,研究表明在高场下经过NO退火和未经过NO退火的样品的栅泄露电流都由Fowler-Nordheim(FN)隧穿决定,经过NO退火的势垒高度为2.67eV,而未经过NO退火的样品势垒高度为2.54eV,势垒高度的增加说明了氮化的作用.在中度电场区域,通过拟合分析发现此区域的栅泄漏电流主要由Poole-Frenkel发射(PF)决定,并不受陷阱辅助隧穿trap assisted tunneling(TAT)的影响.同时C-V特性也明显看出NO退火对界面质量的影响.

碳化硅MOS器件栅氧化层的钝化方法

碳化硅是一种典型的第三代半导体材料,适合用于制备高温、高压、大功率和抗辐射的电力电子器件,其金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor,MOS)结构器件目前存在着沟道迁移率较低、栅氧化层可靠性较差等问题。根据陷阱的分布位置对MOS结构中的陷阱进行了分类,分别研究了NO退火钝化、氮磷同步混合钝化以及碱土金属氧化物钝化对不同类型陷阱的作用效果,并通过材料表征分析,揭示了不同钝化工艺对陷阱特性的影响机理。结果发现,NO退火能够减少界面处和近界面的电子陷阱,但也会在近界面附近引入大量的慢态空穴陷阱。氮磷同步混合钝化工艺通过在SiO2薄膜中引入适当浓度的P元素,能够有效减少氧化层中的陷阱,从而降低了栅漏电流。碱土金属钡氧化物钝化处理,在界面处会形成过氧化钡过渡层,能够降低界面处的陷阱密度。