《摻雜對4H-SiC材料氧化速率和氧化層特性影響研究》是依託西安電子科技大學，由郭輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：摻雜對4H-SiC材料氧化速率和氧化層特性影響研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭輝
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
碳化矽（SiC）材料具有寬禁帶、高擊穿電場、高載流子飽和漂移速率、高熱導率、高功率密度等等許多優點。對SiC材料氧化工藝的研究具有重要的現實意義，但是國內目前還對此缺乏系統研究。本課題採用工藝實驗和測試表征相結合的研究方法，結合電學測試和物理表征手段對4H-SiC中摻雜濃度，摻雜類型對於在乾/濕氧化條件下氧化速率的影響進行了系統研究，通過基於實驗數據的參數擬合提出了氧化的工藝模型；並在此基礎上，揭示了4H-SiC上通過熱氧化得到的氧化層的可靠性被摻雜所影響的規律，闡明了高濃度摻雜對4H-SiC/SiO2界面特性影響的機制。把摻雜對氧化速率和氧化層可靠性以及界面特性的影響結合起來，跳出了目前器件設計和工藝研究相對孤立的思路，更加巨觀的為4H-SiC MOSFET器件的製備工藝提供指導，為國產4H-SiC MOSFET器件的早日投入套用奠定基礎。
結題摘要
碳化矽（SiC）材料具有寬禁帶、高擊穿電場、高載流子飽和漂移速率、高熱導率、高功率密度等等許多優點。本研究通過工藝實驗與測試表征相結合的方法對氮摻雜對於6H-SiC材料氧化速率的影響以及氮離子注入對於4H-SiC MOS 系統界面特性影響進行了較系統的研究。結果發現，（1）在6H-SiC 材料中摻入N可以加快6H-SiC的乾氧氧化速率；（2）6H-SiC乾氧氧化速率隨著N摻雜濃度的增大而增大；（3）用提取出的Arrhenius活化能來解釋6H-SiC 中N摻雜提高氧化速率是不合理的。（4）氧化前向4H-SiC外延層中注入N+會加速SiC材料的氧化速率，且注入的N劑量越大，SiC材料的氧化速率越快；（5）氧化前向4H-SiC外延層中注入N+得到的MOS 結構可以有效減低界面態，但是會造成平帶電壓的漂移。（6）離子注入使得氮分布為表面低劑量、界面高劑量的工藝降低界面態的效果比離子注入使得氮分布為表面高劑量、界面低劑量的工藝有更明顯的效果。（7）對於MOS 結構的平帶電壓的漂移，離子注入使得氮分布為表面低劑量、界面高劑量的工藝引起的漂移量大於離子注入使得氮分布為表面高劑量、界面低劑量的工藝而引起的漂移量。
