提升SiC MOS器件性能可靠性的表面優(yōu)化途徑

SiC MOSFET器件存在可靠性問題，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。SiC MOSFET器件可靠性制造存在諸多 難題，其中柵氧及其界面缺陷成為業(yè)界關(guān)注的焦點。

第九屆國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS）&第二十屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA）在廈門國際會議中心召開。期間，“碳化功率器件及其封裝技術(shù)分會“上，大連理工大學(xué)教授王德君帶來了”碳化功率器件及其封裝技術(shù)“的主題報告，分享了”SiC MOSFET器件可靠性問題及其根源“、”SiC 半導(dǎo)體表面缺陷的遺傳效應(yīng)“、 ”SiC 半導(dǎo)體表面處理效果“、 ”表面處理優(yōu)化SiC MOS器件可靠性“等內(nèi)容。

其研究基于表界面缺陷研究， 提升SiC MOS器件性能穩(wěn)定性可靠性。推進了測試分析診斷、柵氧/金屬工藝優(yōu)化、制造技術(shù)及裝備、測試技術(shù)及儀器等工作。SiC MOSFET 器件可靠性和應(yīng)用失效的根源：器件的偏壓溫度應(yīng)力不穩(wěn)定性（BTI）問題。BTI本質(zhì)上與SiC半導(dǎo)體柵氧界面/近界面缺陷直接相關(guān)。

對于SiC MOSFET器件可靠性問題及其根源，涉及SiC MOS器件電學(xué)特性及柵氧缺陷分析，SiC MOS器件柵氧化技術(shù)解決方案，SiC 半導(dǎo)體器件可靠性制造技術(shù)及裝備，半導(dǎo)體器件測試技術(shù)及儀器。開發(fā)了SiC MOS器件柵氧化新技術(shù)，實現(xiàn)了在大場強高溫長時間應(yīng)力作用下的器件穩(wěn)定性。明晰了N、H、O、Cl等多種元素在SiC半導(dǎo)體氧化和界面缺陷鈍化中的作用及缺陷物理機制。為產(chǎn)業(yè)優(yōu)化柵氧工藝制程提供了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

SiC 半導(dǎo)體表面缺陷的遺傳效應(yīng)研究方面，涉及表面缺陷構(gòu)型、表面初始氧化構(gòu)型（氧覆蓋度為1 ML），SiO2/SiC界面構(gòu)型（含Ci的表面），SiO2/SiC界面構(gòu)型（含CSi的表面），SiO2/SiC界面構(gòu)型（含Vc的表面）。

表面處理優(yōu)化SiC MOS器件可靠性方面，涉及歐姆電極工藝前襯底處理，SiC歐姆電極性能優(yōu)化?？涛g后處理，SiC MOS器件性能優(yōu)化。外延前處理，改善外延質(zhì)量。柵氧先進技術(shù)應(yīng)用。其中，開展了柵介質(zhì)工藝優(yōu)化的初步研究，分析界面鈍 化技術(shù)對柵介質(zhì)可靠性的影響。結(jié)果表明，表面界面鈍化對提高柵介質(zhì)性能及可靠性具有一定的改善效果。

審核編輯：劉清