hfalosic mos结构制备与特性研究

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1、万方数据西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中卅i包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同T作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。中请学位论文与资料若有4i实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：型!兰：；：羔兰关于论文使用授权的说明本

2、人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，刚：研究生在校攻读学位期间论文丁作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用沦文T作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印、或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。日期：b怦3．斟目期：2p，9，；．力笋万方数据摘要捅要碳化硅(SIC)是具有宽禁带、高击穿电场、高

3、热导率等优异特性的第三代宽禁带半导体材料，十分适宜制备高压高功率MOS器件。由高斯定理(ksicEsic=ko。id。Eoxide)可知，栅介质层承受的电场与其介电常数成反比。传统的Si02栅介质中的电场为SiC的2．5倍左右，这就导致在Si02／SiC界面层存在很高的电场，容易引起栅介质的击穿，极大地影响了SiC材料在高压大功率器件中的应用。为此有必要采用诸如Hf02、A1203、HfAl0、Zr02等high．k材料作为栅介质材料来制作SiCMOS功率器件。本文对HfAIO这种high．k材料进行研究，重点研究

4、当Hf和A1组分变化时HfAl0／SiC器件特性变化。运用原子层淀积(ALD)的方法在4H．SiC上生长A1203、Hf02和不同组分的HfAIO，形成high．k／SiCMOS结构，对其进行了椭偏仪测试、高频C．vN试，提取J'A1203、Hf02和不同组分的HfAIO的介电常数，以及MOS电容的界面态密度和边界陷阱密度等界面参数，运用XPS分析了样品各元素的含量与存在形式并计算导带带偏。研究表明，介电常数、界面态密度、导带带偏随着H晗量的减少而不断下降，边界陷阱密度的变化则相反，并依据A1．O、Hf-O键的结合

5、能大小等分析了产生这些变化的物理原因。设计退火实验，分析退火对样品表面形貌、C．V特性、组分及导带带偏的影响。研究结果表明，退火可以改进表面平整型和一致性，退火后由于Si的不饱键减少，导致界面态密度减少，而氧空位的减少导致边界陷阱密度降低。但是退火后HfAIO的导带带偏会减少，需要通过增加缓冲层等工艺进行改进。关键词：HfAIO界面态X射线光电子谱导带带偏万方数据Abstractsiliconcarbide，thethirdgenerati。nwidebandgapsemiconductormaterial，has

6、manvexcellentproperties，suchaswidebandgap，highcriticalbreakdownelectrictie王d吼dhigllthennalconductivity．SiCCallbeusedtomanufacturehi曲-voltageandhigh．powerdevices．AccordingtoGausstheorem(ksicEsic=koxideE。xide)，theelectric㈣dingatedielectric1ayerisinverselyproport

7、ionaltoitsdielectricconstant·F‘orS102gatedielectricis，mevalueofele嘶cfieldinSi02isas2．5timesasSiC·So，theh1曲。kmatterialsaSgatedielectricmaterialinSiCMOSpowerdevices，suchasHf02，A1203，H￡AlOorZr02，haveatractedmoreandmoreatttentionreceently．Inthispaper，me4H．SiCMOSst

8、ructureswithHf02，A1203，HfAlOhigh’kdielectricshaVebeenstudiedindetail．TheinfluencesoftheHfandA1componentonme4H．SiCMOSstructuresarealsodiscussed．Thesamplesweretestedwlthellipsometer,