Gate-oxide interface performance improvement technology of 4H-SiC MOSFET

Abstract

MOSFET器件是现代微电子学的关键核心器件之一，其应用范围从高度集成的CMOS芯片到高功率器件。目前，SiC MOSFET存在沟道迁移率较低、阈值电压漂移、栅氧介质在高温下的长期可靠性不足、体二极管正向导通状态下产生双极型漂移等问题。值得注意的是，其中众多问题都与栅氧界面缺陷有关。由于SiC/SiO2界面缺陷的存在，SiC MOSFET器件的沟道迁移率被严重限制，栅氧化层的可靠性和阈值电压的稳定性也受到较大影响，导致其栅氧界面性能较差。为了改善这些问题，本文从退火、高k介质层的使用、栅氧化物掺杂、沟槽型MOSFET沟槽深宽优化四个方面，综述了提升4H-SiC MOSFET栅氧界面性能的制备工艺。文章从多个角度介绍了多种可行的方案，以期进一步综合提升4H-SiC MOSFET栅氧界面性能，使其更好地应用于电力电子系统。