栅极氧化层牢靠性是SiC器件利用的一个存眷点。本节先容SiC栅极绝缘层加工工艺，重点先容其与Si的差别之处。SiC能够经由过程与Si相似的热氧化进程，在晶圆名义构成优质的SiO2绝缘膜。这在制作SiC器件方面存在十分年夜的上风。在立体栅SiC MOSFET中，这种热氧化构成的SiO2平日被用作栅极绝缘膜，并已实现产物化。但是，SiC的热氧化与Si的热氧化存在一些差别，在将热氧化工艺利用于SiC器件时必需斟酌到这一点。起首，与Si比拟，SiC的热氧化速度低。因而，该进程须要很长时光，并且还须要低温。在SiC的热氧化中，斟酌低温工艺下安装的负荷是弗成缺乏的。别的，SiC的热氧化速度存在很年夜的各向异性，取决于晶体名义。热氧化速度平日在（0001）Si面最慢，在（0001(—)）C面最快。比方，在制造沟槽栅SiC MOSFET时，为了在与Si面与C面正交的面上构成栅极氧化膜，须要应用CVD氧化膜等对策。对于热氧化的氛围，能够应用水蒸气跟干氧气，两者比拟，水蒸气氛围的氧化速度更年夜，与Si雷同。因为氛围气体影响SiC/SiO2界面的电子、空穴圈套的构成，因而须要留神氛围气体的抉择。别的，对于形成SiC的碳，在热氧化中以CO或许CO2的情势从SiO2离开。已知SiC热氧化构成的SiO2除了在SiC/SiO2界面邻近之外，碳残留十分少。对SiC，在恰当前提下构成的热氧化SiO2的绝缘击穿场强与Si的热氧化SiO2比拟，失掉了雷同或更好的值，不存在与电断气缘机能相干的实质性成绩。SiC与Si的热氧化膜的最年夜差别之处在于，SiC在SiC/SiO2界面上构成了很多电子、空穴圈套。SiC/SiO2界面上的圈套会对器件机能发生负面影响，比方增添MOSFET导通时的电阻，招致电气特征随时光变更。因而，停止了很多下降界面圈套密度的实验。此中，在NO、N2O等氮化气体氛围中，停止SiC/SiO2界面的退火处置是一种曾经被普遍应用的方式，可能年夜幅改良MOSFET的SiC/SiO2界面电子的无效迁徙率。停止该氮化退火处置时的温度须要与热氧化进程雷同或更高的温度，须要与低温对应的退火处置安装。电子跟空穴圈套的来源被以为是波及碳残留的复合缺点，但仍有争议。别的，很多机构正在停止进一步下降圈套密度的研讨跟开辟。对于SiC/SiO2界面圈套对MOSFET的影响，对三菱电机制作的立体栅SiC MOSFET实行栅极电压应力实验（HTGB实验），成果如图1所示。测试温度设为150℃，在栅极跟源极之间连续施加20V或-20V时，察看阈值电压的变更。测试的全部MOSFET，无论施加栅极电压的正、负，阈值电压的变化量都很小，稳固性十分好。表1汇总了施加1000小时栅极电压后导通电阻跟阈值电压的变更量。与阈值电压一样，导通电阻的变化量也很小，不成成绩。本文援用地点：图1(a)：在低温（150℃）、长时（1000hr）施加栅极电压（HTGB实验），SiC MOSFET栅极阈值电压随时光变更（栅极电压为20V时）图1(b)：在低温（150℃）、长时（1000hr）施加栅极电压（HTGB实验），SiC MOSFET栅极阈值电压随时光变更（栅极电压为-20V时）表1：SiC MOSFET施加栅极电压测试后导通电阻、阈值电压变更量比年来，将高频交换电压施加到SiC MOSFET的栅极时，阈值电压等电特征的经时偏移惹起了人们的存眷。这是一种在时光上逐步产生特征漂移的景象，与电压扫描中罕见的滞回特征差别，这是因为存在于SiC/SiO2界面处的圈套捕捉、开释电荷。在漂移量年夜的情形下，在适用中有可能发生成绩，以是偶然候利用侧对临时牢靠性表现担心。图2表现对SiC MOSFET的栅极施加高频AC偏压时阈值电压的经时变更。三菱电机的SiC MOSFET，阈值电压的漂移量小、稳固性好，与其余公司产物（A公司）比拟，有较年夜的差别。图2：SiC MOSFET栅极施加高频AC应力时的阈值电压变更在SiC MOSFET中，栅极施加偏置电压时电气特征的不稳固景象，偶然也令人担心，至今已有种种讲演，处于略微凌乱的状态。MOSFET栅极相干特征的稳固性很年夜水平上依附于栅极绝缘膜的制造方式、元件构造、驱动前提等。别的，导通电阻的下降跟特征的稳固性纷歧定能并存。为了失掉低电阻、特征稳固的SiC MOSFET，须要基于大批的教训、数据，对工艺、构造停止最优化。三菱电机SiC MOSFET的栅极特征已在种种利用体系中停止了评价，表现其稳固性十分好，是其重要上风之一。对于三菱电机三菱电机创建于1921年，是寰球著名的综合性企业。停止2024年3月31日的财年，团体营收52579亿日元（约合美元348亿）。作为一家技巧主导型企业，三菱电机领有多项专利技巧，并凭仗强盛的技巧气力跟精良的企业信用在寰球的电力装备、通讯装备、产业主动化、电子元器件、家电等市场盘踞主要位置。尤其在电子元器件市场，三菱电机从事开辟跟出产半导体已有68年。其半导体产物更是在变频家电、轨道牵引、产业与新动力、电动汽车、模仿/数字通信以及有线/无线通信等范畴失掉了普遍的利用。 　　申明：新浪网独家稿件，未经受权制止转载。 -->