提升SiC MOS器件性能可靠性的表面优化途径

SiC MOSFET器件存在可靠性问题，成为产业发展瓶颈。SiC MOSFET器件可靠性制造存在诸多 难题，其中栅氧及其界面缺陷成为业界关注的焦点。

 

第九届国际第三代半导体论坛（IFWS）&第二十届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA）在厦门国际会议中心召开。期间，“碳化功率器件及其封装技术分会“上，大连理工大学教授王德君带来了”碳化功率器件及其封装技术“的主题报告，分享了”SiC MOSFET器件可靠性问题及其根源“、”SiC 半导体表面缺陷的遗传效应“、 ”SiC 半导体表面处理效果“、 ”表面处理优化SiC MOS器件可靠性“等内容。

其研究基于表界面缺陷研究， 提升SiC MOS器件性能稳定性可靠性。推进了测试分析诊断、栅氧/金属工艺优化、制造技术及装备、测试技术及仪器等工作。SiC MOSFET 器件可靠性和应用失效的根源：器件的偏压温度应力不稳定性（BTI）问题。BTI本质上与SiC半导体栅氧界面/近界面缺陷直接相关。

对于SiC MOSFET器件可靠性问题及其根源，涉及SiC MOS器件电学特性及栅氧缺陷分析，SiC MOS器件栅氧化技术解决方案，SiC 半导体器件可靠性制造技术及装备，半导体器件测试技术及仪器。开发了SiC MOS器件栅氧化新技术，实现了在大场强高温长时间应力作用下的器件稳定性。明晰了N、H、O、Cl等多种元素在SiC半导体氧化和界面缺陷钝化中的作用及缺陷物理机制。为产业优化栅氧工艺制程提供了理论和技术基础。

SiC 半导体表面缺陷的遗传效应研究方面，涉及表面缺陷构型、表面初始氧化构型（氧覆盖度为1 ML），SiO2/SiC界面构型（含Ci的表面），SiO2/SiC界面构型（含CSi的表面），SiO2/SiC界面构型（含Vc的表面）。

表面处理优化SiC MOS器件可靠性方面，涉及欧姆电极工艺前衬底处理，SiC欧姆电极性能优化。刻蚀后处理，SiC MOS器件性能优化。外延前处理，改善外延质量。栅氧先进技术应用。其中，开展了栅介质工艺优化的初步研究，分析界面钝 化技术对栅介质可靠性的影响。结果表明，表面界面钝化对提高栅介质性能及可靠性具有一定的改善效果。 

审核编辑：刘清