人工晶体学报

作者：刘帅, 熊慧凡, 杨霞, 杨德仁, 皮孝东, 宋立辉

单位：1.浙江大学材料科学与工程学院,硅及先进半导体材料全国重点实验室,杭州 310027; ；2.浙江大学杭州国际科创中心,先进半导体研究院和浙江省宽禁带功率半导体材料与器件重点实验室,杭州 311200; ；3.杭州电子科技大学材料与环境工程学院,杭州 310018

关键词：4H-SiC MOS,电子辐照,缺陷变化,双碳间隙原子,深能级瞬态谱,

基金：浙江大学杭州国际科创中心人才专项

4H-SiC金属氧化物半导体(MOS)基器件在电子辐照环境下应用时可能产生新的材料缺陷,导致其电学性能发生退化。本文选取结构最简单的MOS基器件(4H-SiC MOS电容器)为对象,研究了一系列电子辐照剂量下材料缺陷的演变情况。在10 MeV电子束下对MOS样品进行30、50、100、500、1 000 kGy剂量的辐照,对辐照前、后样品进行深能级瞬态谱测试(DLTS)和电容-电压(C-V)曲线表征。DLTS实验结果表明,低剂量电子辐照前、后4H-SiC/SiO2界面及近界面处的缺陷没有发生明显变化,而高剂量辐照导致双碳间隙原子缺陷的构型发生了改变,演变后的构型能级位置更深,化学结构更加稳定。C-V曲线测试结果发现,不同电子辐照剂量导致MOS电容器平带电压发生不同程度的负向漂移,这很可能是SiO2氧化层中氧空位数量和4H-SiC/SiO2界面及近界面处缺陷数量共同影响的结果。本文研究结果对研发和优化抗电子辐照的4H-SiC MOS制备工艺具有一定的参考价值。

来源：2024年第9期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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