離子注入對4H-SiC MOS界面特性影響的研究.pdf

1、SiC材料由于在高溫、高頻、尤其是在大功率和高輻射條件下仍有著非常優(yōu)越的性能，因此被認為是很有潛力的第三代半導體材料；同時，SiC材料另一個優(yōu)點是除了Si材料之外它是唯一能夠通過熱氧化生長SiO2的半導體。然而遺憾的是，由于SiC材料固有的特性和工藝的不成熟，以致于SiO2/SiC的界面質量遠沒有SiO2/Si的界面質量好，表現為界面態(tài)密度和氧化層陷阱密度過高。而這些因素是導致溝道遷移率低和1/f噪聲高的主要原因。
　　 本文針

2、對n型4H-SiC MOS電容SiO2/SiC界面態(tài)密度和氧化層陷阱密度過高的問題，采用注入N+/Al+離子，來實現界面處的除碳和氮化，達到降低界面態(tài)密度和氧化層陷阱密度的目的?；诂F有工藝條件制作了三種不同工藝的樣品，分別是：直接濕氧氧化和退火處理；先注入N+離子，再濕氧氧化和退火處理工藝；先同時注入N+/Al+離子，再濕氧氧化和退火處理工藝。
　　 本文通過對三種不同工藝制備的樣品進行了C-V測試和I-V測試。利用高-低頻C

3、-V法計算了樣品的界面態(tài)密度，結果降低到1011cm-2eV-1的量級，達到了預期的實驗目的。實驗結果表明氧化前注入N+離子對實現SiO2/SiC界面的除碳和氮化具有顯著效果，較大程度上降低了界面態(tài)密度；同時由于濕氧中的水蒸氣在氧化層中引入了很多負電荷，補償了注入N+離子所帶來的正電荷，得到較小的平帶電壓。實驗結果還表明氧化前注入Al+離子會輕微的提高SiO2/SiC的界面態(tài)密度，但是會較好的降低氧化層陷阱密度。最后，本文通過對樣品的I