離子注入對(duì)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(rèn)為是很有潛力的第三代半導(dǎo)體材料；同時(shí)，SiC材料另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是除了Si材料之外它是唯一能夠通過(guò)熱氧化生長(zhǎng)SiO2的半導(dǎo)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(zhì)量遠(yuǎn)沒(méi)有SiO2/Si的界面質(zhì)量好，表現(xiàn)為界面態(tài)密度和氧化層陷阱密度過(guò)高。而這些因素是導(dǎo)致溝道遷移率低和1/f噪聲高的主要原因。
　　 本文針

2、對(duì)n型4H-SiC MOS電容SiO2/SiC界面態(tài)密度和氧化層陷阱密度過(guò)高的問(wèn)題，采用注入N+/Al+離子，來(lái)實(shí)現(xiàn)界面處的除碳和氮化，達(dá)到降低界面態(tài)密度和氧化層陷阱密度的目的?；诂F(xiàn)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(shí)注入N+/Al+離子，再濕氧氧化和退火處理工藝。
　　 本文通過(guò)對(duì)三種不同工藝制備的樣品進(jìn)行了C-V測(cè)試和I-V測(cè)試。利用高-低頻C

3、-V法計(jì)算了樣品的界面態(tài)密度，結(jié)果降低到1011cm-2eV-1的量級(jí)，達(dá)到了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)結(jié)果表明氧化前注入N+離子對(duì)實(shí)現(xiàn)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(shí)由于濕氧中的水蒸氣在氧化層中引入了很多負(fù)電荷，補(bǔ)償了注入N+離子所帶來(lái)的正電荷，得到較小的平帶電壓。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明氧化前注入Al+離子會(huì)輕微的提高SiO2/SiC的界面態(tài)密度，但是會(huì)較好的降低氧化層陷阱密度。最后，本文通過(guò)對(duì)樣品的I