SiO-,2--4H-SiC（0001）界面缺陷的XPS研究.pdf

1、SiC功率器件是功率器件研究的前沿方向，功率MOSFET是其中一種重要的控制器件。實(shí)際制作的SiC MOS器件存在溝道遷移率低的問(wèn)題，如何提高M(jìn)OS器件溝道遷移率成為SiC MOS器件研究的關(guān)鍵技術(shù)。近年國(guó)際上在制備高質(zhì)量SiC MOS界面工藝上做了大量探索，但對(duì)SiO<,2>/SiC界面缺陷和結(jié)構(gòu)等尚不明晰。 本文采用結(jié)構(gòu)敏感的X射線(xiàn)光電子譜(XPS)缺陷表征技術(shù)，結(jié)合高精度的超薄膜制樣手段，并借助能大大提高譜分析可靠性的標(biāo)準(zhǔn)

2、物對(duì)照法，對(duì)高溫氧化形成的SiO<,2>/4H-SiC(0001)界面的化學(xué)組成、成分分布、微觀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。分析結(jié)果表明：高溫氧化形成的SiO<,2>/4H-SiC(0001)界面，氧化殘留碳較多，除950℃以下氧化樣品界面出現(xiàn)的Si<'1+>成分外，還同時(shí)存在Si<'2+>和Si<'3+>兩種低值氧化物缺陷。變角XPS測(cè)試分析表明，一個(gè)多層結(jié)構(gòu)適合于描述SiC與SiO<,2>層之間過(guò)渡區(qū)中缺陷成分的分布情況。采用最新的TPP

3、-2M公式及經(jīng)典的強(qiáng)度比率方程較為精確地計(jì)算了二次氧化處理前后樣品過(guò)渡區(qū)的厚度，結(jié)果表明：不超過(guò)1nm的過(guò)渡區(qū)在二次氧化后可顯著變薄。結(jié)合不同工藝處理后樣品界面成分含量的變化及界面態(tài)的測(cè)試計(jì)算結(jié)果，過(guò)渡區(qū)成分含量降低即是工藝改良效果的微觀機(jī)理得到了印證。依據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，建立了有機(jī)地結(jié)合近界面氧化物模型和“Carbon Cluster”模型的較完善的界面結(jié)構(gòu)模型，從微觀角度對(duì)界面的原子結(jié)合狀態(tài)和缺陷結(jié)構(gòu)、種類(lèi)進(jìn)行了詳細(xì)表述。