SiO 2 /4H-SiC(0001)界面碳二聚体缺陷钝化的第一性原理研究

发布时间：2024-03-16 16:52

　　宽带隙半导体碳化硅(SiC)具有高热导率、高电子饱和漂移速度以及大的临界击穿场强等特点,在高温、高频、高辐射、高功率等领域有广阔的应用前景。此外,SiC还能通过氧化形成二氧化硅(SiO₂)层,这使得SiC有其它宽禁带半导体材料所不具有的优势。然而,传统热氧化形成的SiO₂/SiC界面态密度(D_it)过高,容易使器件的阈值电压发生漂移,导致器件性质不稳定,还会造成电子迁移率大大降低,这些都使SiC MOS器件的可靠性大打折扣。因此,搭建SiO₂/SiC界面及其缺陷模型,并探究SiO₂/SiC界面的钝化过程以及降低界面态的物理机理,对SiC半导体(MOS)器件领域的研究具有重要意义。本文基于第一性原理中的密度泛函理论,对SiO₂/SiC界面的重要缺陷——碳二聚体缺陷进行了钝化机理的研究。我们首先建立了一个突变不含缺陷的理想SiO₂/SiC界面模型,在此基础上搭建了O₂-C=C-O₂和O_...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 SiC MOS界面钝化的国内外研究现状
    1.3 本文的研究思想和内容
2 SiO₂/SiC界面的理论模型及研究方法
    2.1 引言
    2.2 SiO₂/SiC界面的理论模型
    2.3 评价界面缺陷的关键数据
        2.3.1 形成能
        2.3.2 态密度
        2.3.3 电荷密度
    2.4 计算方法
        2.4.1 第一性原理
        2.4.2 密度泛函理论
        2.4.3 计算软件
    2.5 本章小结
3 碳二聚体缺陷的结构和电子性质
    3.1 引言
    3.2 碳二聚体缺陷的物理模型
    3.3 碳二聚体缺陷的态密度和电子分布
    3.4 本章小结
4 碳二聚体缺陷的钝化研究
    4.1 引言
    4.2 碳二聚体缺陷的H钝化
        4.2.1 O₂-C=C-O₂缺陷的H钝化
2缺陷的H钝化'>        4.2.2 O₂-(C=C)'-O₂缺陷的H钝化
    4.3 碳二聚体缺陷的NO钝化
        4.3.1 O₂-C=C-O₂缺陷的NO钝化
2缺陷的NO钝化'>        4.3.2 O₂-(C=C)'-O₂缺陷的NO钝化
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3929834