宽禁带半导体材料及其器件应用新进展调研报告

文献[6]Phosphorous passivation of the SiO2/4H–SiC interface
AlGaN/GaN凹栅槽结构MISHEMT器件
文献[7] 采用AlN绝缘栅的AlGaN/GaN凹栅槽结构MISHEMT器件
与常规结构和凹栅槽结构漏极漏电流比较
宽禁带半导体材料拥有第一、第二代半导体材 料无法比拟的先天优势，但是要将这些优点尽収 挥出来，并且应用到人们的生产生活活动中，为 社会建设服务，还有很多的路要走。然而随着科 研的迚展SiC不GaN等宽禁带半导体材料应用中所 面临的问题逐步得到解决或者改善，相信丌久的 将来廉价稳定高性能的宽禁带材料产品将得到广 泛的应用。
文献[2] SiO2/SiC界面特性研究
以二维扩散源代替POCl3来生长 P2O5
降低SiO2/SiC界面处的 C 簇导致的界面态密度 在SiC晶片的4H面上 外延一层5um后掺杂浓度 为8.3×10cm的N型外延层， 在1150℃温度下干氧氧化 生长75nm厚的的氧化层， 接着在Ar气中1150℃退火 30min,降温至900℃时取出 样品以二维扩散源代替来 生长 P2O5
文献[6]Phosphorous passivation of the SiO2/4H–SiC interface
经NO和P2O5钝化后的用高-低频准静态方法测量的界面态密度
曲线
文献[6]Phosຫໍສະໝຸດ Baiduhorous passivation of the SiO2/4H–SiC interface
PSG MOSFETs与其他工艺制作的MOSFETs性能比较
文献[5] SiO2/SiC界面悬挂键磷钝化的第一性原理研究
SiO2/SiC界面处的 C簇
C 簇模型认为残留 于界面的C 原子之间以 sp2键连接在一起 形成 宽能带的C 簇 这些C 簇 或C 原子的部分能级位 于SiC 禁带的下半部分 成为类施主型界面态 当C 簇较大时 会形成类 石墨态它们的能级正好 位于SiC 禁带的上半部 分成为类受主型界面态
宽禁带半导体材料及其器件应用新进展调研报告
研1211
• 宽禁带半导体材料具有热导率高、电子饱和速度 高、击穿电压高、介电常数低等特点，对于高频、 大功率、高温、强辐照等特殊环境下工作的器件， 这些宽禁带材料无疑成为理论上最优的制作材料。 目前对于宽禁带半导体材料和器件的研究多集中 于SiC和GaN方面。
• P钝化工艺降低SiO2／SiC界面的缺陷密度。
• AlGaN/GaN凹栅槽结构MISHEMT器件 。
研究SiC MOSFETs的意义：
• MOS器件在电子器件领域占据着重要的地位 • SiC能够像硅一样在表面直接生长SiO2 • SiC MOSFETS 导通电阻正温度系数稳定，散热 效率高 • 不SiC JFET 相比，SiC 功率MOSFET具有低的栅 电流、高的输入电阻，可以显著简化驱动电路， 降低制造成本 • 不 SiC BJT 等双极器件相比，SiC MOSFETs 可 以工作在更高的频率范围内
SiC MOS器件存在问题
•低反型层沟道迁移率问题
•高温高电场下栅氧可靠性问题
低反型层沟道迁移率是SiO2 /SiC界面态密度过高引起的
H退火、Ar退火、湿氧二次氧化退火、氮钝化、 P钝化
P钝化工艺
• 在POCl3气氛中退火降低SiO2／SiC界面态
P吸附于三个Si原 子之间，即当P原子吸 附于图示中的F位时， 在达到一定的吸附能 时原子外层3p轨道电 子与三个硅原子的悬 挂键分别形成磷硅单 键，这样一来，降低 了Si悬挂键导致的界 面态密度。