【界面态】霍尔效应表征氮化对SiC/SiO2界面陷阱的影响

引言

引言主要介绍了硅碳化物（SiC）金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFETs）作为新一代高压、低损耗功率器件的商业化背景。SiC MOSFETs因其优越的电气特性，在高电压和高温应用领域具有巨大的潜力。然而，尽管是最先进的SiC MOSFETs，由于SiO2/SiC界面处的低迁移率导致的高MOS通道电阻，限制了它们的潜在性能。因此，提高SiO2/SiC界面处的迁移率是SiC MOSFETs研究和开发中的关键问题。

界面态的挑战

文章指出，SiO2/SiC界面处导带边缘（EC）附近的高密度界面态可能是迁移率降低的原因。为了进一步理解界面态并找到减少它们的方法，需要获取界面处的陷阱密度（Dit）的基本信息。然而，由于缺乏直接测量Dit对制造的SiC MOSFETs迁移率影响的定量方法，这一问题变得复杂。

现有方法的局限性

传统的高低电容-电压（C-V）方法不适合表征EC附近界面处的Dit(E)能量分布，因为这种方法得到的Dit(E)与迁移率并不总是相关。此外，由于缺乏直接影响SiC MOSFETs迁移率的Dit能量范围的知识，使得这个问题更加难以解决。

新方法的提出

为了克服这些限制，作者提出了一种新的表征方法，通过使用分裂C-V方法和霍尔效应测量来扩展Dit(E)能量范围的极限。这种方法的核心思想是对SiO2/SiC界面处的自由（移动）和捕获载流子的密度进行定量表征。