论文部分内容阅读
碳化硅以其优良的物理化学特性以及电学特性成为制造高温、高频、大功率半导体器件的一种最具优势的半导体材料。采用SiC材料制造出的各种类型的MOS器件在耐压指标、温度指标上都达到了硅MOS器件无法达到的水平。随着SiC工艺的日趋成熟,多种SiC功率MOS器件已经实现,但是由于高温热退火工艺所造成的SiO2/SiC界面粗糙以及高的界面态密度使得反型层沟道电子迁移率非常小,严重影响了器件的性能。为了制造出性能良好的SiC VDMOS器件,就必须改善SiO2/SiC的界面特性。首先我们选用了一种结构和工艺步骤相对简单的SiC VDMOS结构。确定了该VDMOS的整个器件参数,并通过TRIM仿真软件对Pwell区、N+源区和P+区进行了离子注入仿真。然后通过ISE-TCAD器件仿真工具对该器件的性能进行仿真。其中包括:近表面附加散射机制以及界面态密度对迁移率的影响,界面态密度对器件的开启特性的影响。得出结论:当器件的界面态密度大于1×1012eV-1·cm-2时,将会导致器件性能的严重退化。随后从氧化速率、平带电压漂移、氧化层有效电荷密度以及界面态密度等方面对湿氧氧化、干湿干氧化、干氧氧化以及湿干氧化这四种不同的氧化方式下得到的SiO2层质量进行了评估,并对比了退火前后SiO2层的性能差异,综合考虑各种因素决定采用湿氧氧化来制作栅氧化层。最后确定了VDMOS的整个实验流程并绘制了版图,其中包括对各种器件原胞的设计以及对各种测试图形的设计。