氢氮等离子体表面预处理改善SiO2/SiC界面特性

摘要

SiC半导体具有禁带宽度大、临界击穿电场高、热导率高、载流子饱和漂移速度高等优异特性,使其在高温、高频、大功率器件领域具有极大的应用潜力.然而在实际制备中,SiO2/SiC界面存在高密度界面态(Dit),严重影响器件的电学性能.SiO2/SiC界面处的Si、C悬挂键,C团簇以及Si-C-O过渡层被认为是引起高界面态密度的主要因素.这部分缺陷不仅来源于氧化过程中产生的缺陷,SiC表面存在的缺陷(O,C的污染物,悬挂键,吸附物)也会在氧化的过程中被引入到SiO2/SiC界面,导致高的Dit.本文利用ECR HNP预处理及氧化后退火对Si02/SiC界面进行钝化。C-V电学测试表现出良好的界面特性，Dit降低大约一个数量级。AFM和SIMS分析显示，HNP预处理具有表面钝化作用，可以有效去除表面C，O污染物，使原子排列更加平整，是改善SiC MOS器件性能的直接原因。