碳化硅（SiC）是一種性能優(yōu)異的第三代半導(dǎo)體材料,其具有寬禁帶、高擊穿電場(chǎng)、高飽和漂移速率和高熱導(dǎo)率等很多優(yōu)異的物理和電學(xué)特性,也是制作高溫度、高頻率下工作的大功率器件的理想材料。另外,SiC能夠通過(guò)氧化過(guò)程完成絕緣膜的生成,這種性質(zhì)使SiC與現(xiàn)有的硅（Si）工藝高度兼容,從而使SiC基于Si工藝制作出MOSFET器件成為可能。但由于SiC材料的缺陷和界面陷阱的過(guò)多存在,使其氧化膜發(fā)生擊穿時(shí)所需的激活能（Ea）減小,并使柵氧介質(zhì)電應(yīng)力的承受能力降低。所以,為了進(jìn)一步提升SiCMOSFET柵氧介質(zhì)的抗擊穿特性,時(shí)變擊穿和零時(shí)擊穿一直都是超大規(guī)模集成電路（VLSI）可靠性的熱點(diǎn)關(guān)注方向。本文主要針對(duì)4HH-SiC MOSFET器件柵氧化層的TDDB特性和4HH-SiC/SiO2界面進(jìn)行探討,并從測(cè)試方法學(xué)和反應(yīng)擊穿機(jī)理兩個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。本文的主要工作內(nèi)容如下所示:一、對(duì)SiC材料特性及SiC MOSFET相關(guān)工藝及器件特性進(jìn)行充分調(diào)研,包括SiC氧化類型以及氧化過(guò)程。同時(shí),對(duì)于本文所引用Deal-Grove氧化動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了說(shuō)明,借助此模型對(duì)氧化過(guò)程進(jìn)行具體的分析。此外,介紹氧化... 

【文章來(lái)源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SiC電力電子器件應(yīng)用領(lǐng)域

ＳｉＣ是一種具有相同數(shù)量Ｓｉ和Ｃ原子的非常典型的共價(jià)鍵化合物。在它的任??何一種結(jié)晶形態(tài)中，每個(gè)原子與都可以與其四個(gè)最近鄰的原子通過(guò)較強(qiáng)鍵能的??ＳＰ３共價(jià)鍵結(jié)合成一個(gè)正四面體，其結(jié)構(gòu)如圖１－２所示。??Ｃ＂＾ＴＴ??圖１－２?ＳｉＣ的結(jié)構(gòu)示意圖??ＳｉＣ晶體結(jié)構(gòu)在化學(xué)計(jì)量成分相同的情況下可以結(jié)合成不同類型的晶體結(jié)??構(gòu)。如閃鋅礦結(jié)構(gòu)、纖維鋅礦結(jié)構(gòu)以及菱形結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化來(lái)說(shuō)就如３Ｃ、４Ｈ、６Ｈ、１５Ｒ??等［５１。如圖１－３就給出了?ＳｉＣ的幾種多型結(jié)構(gòu)的原子排列狀況。??２??

ＳｉＣ是一種具有相同數(shù)量Ｓｉ和Ｃ原子的非常典型的共價(jià)鍵化合物。在它的任??何一種結(jié)晶形態(tài)中，每個(gè)原子與都可以與其四個(gè)最近鄰的原子通過(guò)較強(qiáng)鍵能的??ＳＰ３共價(jià)鍵結(jié)合成一個(gè)正四面體，其結(jié)構(gòu)如圖１－２所示。??Ｃ＂＾ＴＴ??圖１－２?ＳｉＣ的結(jié)構(gòu)示意圖??ＳｉＣ晶體結(jié)構(gòu)在化學(xué)計(jì)量成分相同的情況下可以結(jié)合成不同類型的晶體結(jié)??構(gòu)。如閃鋅礦結(jié)構(gòu)、纖維鋅礦結(jié)構(gòu)以及菱形結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化來(lái)說(shuō)就如３Ｃ、４Ｈ、６Ｈ、１５Ｒ??等［５１。如圖１－３就給出了?ＳｉＣ的幾種多型結(jié)構(gòu)的原子排列狀況。??２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氧化后退火技術(shù)對(duì)SiO2/4H-SiC界面態(tài)密度的影響[J]. 楊濤濤,韓軍,林文魁,曾春紅,張璇,孫玉華,張寶順,鞠濤.  半導(dǎo)體技術(shù). 2018(01)
[2]高溫氧化對(duì)SiC MOS器件柵氧可靠性的影響[J]. 周欽佩,張靜,夏經(jīng)華,許恒宇,萬(wàn)彩萍,韓鍇.  半導(dǎo)體技術(shù). 2017(10)
[3]碳化硅電力電子器件在電力系統(tǒng)的應(yīng)用展望[J]. 盛況,郭清,張軍明,錢照明.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(30)
[4]WO3-SiO2復(fù)合薄膜的燒結(jié)溫度–相組成–氣敏特性關(guān)系[J]. 周玉貴,季惠明,李曉雷,梁輝,徐明霞.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2010(06)
[5]用不同方法評(píng)價(jià)0.18μm CMOS工藝柵氧擊穿電壓和擊穿電量（英文）[J]. 趙毅,萬(wàn)星拱,徐向明,曹剛,卜皎.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2006(02)
[6]橢圓偏振儀測(cè)量薄膜厚度和折射率[J]. 馬遜,劉祖明,陳庭金,廖華.  云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(04)
[7]高溫恒定電場(chǎng)柵氧化層TDDB壽命測(cè)試方法研究[J]. 王濤,李斌,羅宏偉.  電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn). 2004(02)
[8]金屬-半導(dǎo)體接觸勢(shì)壘高度的理論計(jì)算[J]. 李書平,王仁智,蔡淑惠.  固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2003(04)
[9]SiC的高溫抗氧化性分析[J]. 常春,陳傳忠,孫文成.  山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2002(06)
[10]柵氧化層TDDB可靠性評(píng)價(jià)試驗(yàn)及模型參數(shù)提取[J]. 恩云飛,孔學(xué)東,徐征,趙文斌.  電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn). 2002(01)

碩士論文
[1]SiC MOS器件SiC/SiO2界面反應(yīng)機(jī)理研究[D]. 萬(wàn)彩萍.北方工業(yè)大學(xué) 2017
[2]4H-SiC MOSFET關(guān)鍵工藝開(kāi)發(fā)與器件制作[D]. 唐亞超.電子科技大學(xué) 2016
[3]退火條件對(duì)4H-SiC/SiO2 MOS電容特性的影響研究[D]. 閆超林.西安電子科技大學(xué) 2016
[4]4H-SiC歐姆接觸研究及其應(yīng)用[D]. 張旭芳.蘭州大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3296755