宽禁带半导体材料及其器件应用新进展调研报告.ppt

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 ? 与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 ? 与 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 P钝化工艺 ? 在POCl3气氛中退火降低SiO2／SiC界面态 SiO2/SiC界面处的 C簇 以二维扩散源代替POCl3来生长 P2O5 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 PSG MOSFETs与其他工艺制作的MOSFETs性能比较 AlGaN/GaN凹栅槽结构MISHEMT器件 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发挥出来，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。然而随着科研的进展SiC与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，相信不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。 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 。 低反型层沟道迁移率是 /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 文献[5] SiO2/SiC界面悬挂键磷钝化的第一性原理研究 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。 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 文献[2] SiO2/SiC界面特性研究 文献[6]Phosphorous passivation of the SiO2/4H–SiC interface 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 降低SiO2/SiC界面处的 C簇导致的界面态密度 文献[6]Phosphorous passivation of the SiO2/4H–SiC interface 文献[6]Phosphorous passivation of the SiO2/4H–SiC interface 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