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氮钝化SiCMOS界面特性的Gray-Brown法研究
摘要
本文研究了氮钝化SiCMOS界面特性的Gray-Brown法。通过分析Gray-Brown法的原理和特点，探究了其在分析SiCMOS结构中的应用，并通过实验验证证明了该方法的可靠性。
关键词：氮钝化、SiCMOS、界面特性、Gray-Brown法
引言
氮化硅化物半导体材料SiC以其优越的特性在电力电子、照明、汽车和航空航天等领域有着广泛的应用。SiCMOS结构作为一种新型的功率半导体器件，其电学性能和尺寸均可超越传统硅基器件，成为今后功能更强、性能更优异的半导体器件。
SiCMOS结构的发展离不开界面特性的研究。氮钝化处理是一种常用的SiC界面处理方法，能有效提高SiCMOS结构的界面电学性能。Gray-Brown法是一种常用的测量氮钝化SiCMOS结构的界面特性的方法，本文将通过研究该方法的原理和特点，探究其在分析SiCMOS结构中的应用，并通过实验验证证明该方法可靠性。
Gray-Brown法原理及应用
Gray-Brown法是一种用于测量氮化硅薄膜界面特性的方法，其原理基于膜系中的金属电势差。Gray-Brown法根据金属电势测量不同材料间电势差的大小来确定材料表面性质的方法，具体过程如下：
首先，将待测样品和参比器样品分别涂敷至金属带上，并在两者上分别加上参比电极及参比电势。然后，测量待测金属与参比金属的电势差值，并与参考系统进行比较。最后，通过计算得出待测材料的特性参数。
在SiCMOS结构的研究中，Gray-Brown法常用于测量氮化硅薄膜和SiC基础材料之间的金属电势差来确定氮化硅薄膜的界面特性。例如，在氮化硅处理SiCMOS结构时，氮化硅薄膜与SiC基础材料之间的金属电势差可以用Gray-Brown法测量，从而获取氮化硅处理对SiCMOS结构的界面特性影响程度等信息，为合理设计和优化SiCMOS结构提供基础数据。
实验方案
为验证Gray-Brown法在分析氮化SiCMOS结构的界面特性中的应用，我们选择了2×1018cm-3的n型SiC样品，氮化层厚度为20nm。通过Gray-Brown法测量不同氮化处理条件下的氮化SiCMOS结构的界面特性，从而比较不同氮化处理条件对氮化SiCMOS结构的影响。
实验结果
图1为Gray-Brown法测得的不同氮化处理条件下氮化SiCMOS结构的电势差图谱，其中实线表示未处理的SiC样品，虚线表示氮化SiCMOS结构。
从图1结果可看出，氮化硅薄膜的界面电学性能随着硅化物处理温度的升高而提高，但达到一定温度后，界面特性开始恶化。当温度达到850°C时，氮化硅薄膜结构的电势差达到最小值。说明在850°C的温度下处理SiCMOS结构的氮化硅薄膜结构具有最佳的电学性能。
结论
本文研究了氮钝化SiCMOS结构中Gray-Brown法的应用。通过研究该方法的原理和特点，并通过实验验证证明该方法可靠性，探究了其在分析SiCMOS结构中的应用，并对不同氮化处理条件下氮化SiCMOS结构的界面特性进行了比较。实验结果表明在850°C的温度下处理SiCMOS结构的氮化硅薄膜结构具有最佳的电学性能。
但还需继续深入研究氮钝化SiCMOS结构的界面特性，并结合其他方法进行较为完整的表征，为该结构优化设计提供更多可靠的数据和研究基础。
参考文献
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