4H-SiC MOSFETs SiC-SiO 2 界面附近陷阱俘获和1/f噪声相关性研究
发布时间：2021-12-30 11:16
SiC功率金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFETs）凭借低导通电阻、高速开关、良好的栅极绝缘特性、极低的功率损耗以及易于实现小型化等优点,在电力电子、航空电子、高温等应用方面具有显著优势,主要用作功率开关和辅助电源。但是SiC功率MOSFETs中普遍存在的可靠性问题严重影响了器件的功能和性能,栅氧化层的质量问题和SiC-SiO2界面大量的界面态是引起这些问题的根本原因。为了推动SiC功率MOSFETs的商业化应用,关注器件的可靠性和性能参数的再现性设计变得十分重要,找到一种高效的可靠性表征工具则是需要迈出的第一步。基于电子器件低频1/f噪声的噪声表征方法具有灵敏、无损等优点,是研究器件质量和可靠性的强大工具。SiC MOSFETs的低频1/f噪声特性与氧化层和SiC-SiO2界面附近缺陷杂质的载流子俘获特性有密切的关联,因此本文将通过4H-SiC MOSFETs的1/f噪声来研究SiC-SiO2界面附近陷阱的相关问题。本文首先对SiC MOSFETs中主要存在的缺陷陷阱问题进行了总结,包括微观结构和对器件性能的影...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文结构
第二章 SiC MOSFET中缺陷陷阱及其对器件性能的影响
2.1 SiC MOSFET氧化层陷阱及其对器件性能的影响
2.1.1 栅氧化层中的电荷
2.1.2 SiC MOSFET边界陷阱与近界面SiO_2中的缺陷结构
2.1.3 SiC MOSFET氧化层陷阱对器件性能的影响
2.2 SiC MOSFET界面态及其对器件性能的影响
2.2.1 SiC-SiO_2界面态的微观本质
2.2.2 SiC-SiO_2界面态的能量分布
2.2.3 SiC MOSFET界面态对器件性能的影响
2.3 小结
第三章 SiC MOSFET界面特性的电学表征方法与噪声表征方法
3.1 SiC MOSFET界面特性的电学表征方法
3.1.1 SiC-SiO_2界面态的时间常数
3.1.2 基于高频电容-电压（C-V）法的界面特性表征方法
3.1.3 基于电荷泵浦（CP）法的界面态密度提取方法
3.1.4 基于转移特性（I-V）测量的电离辐射诱导陷阱数量提取方法
3.2 MOSFEF界面特性的噪声表征方法
3.2.1 噪声无损检测方法的特点
3.2.2 MOSFET中的典型噪声
3.2.3 SiMOSFET低频 1/f噪声与氧化层陷阱密度相关性
3.3 基于 1/f噪声的SiC MOSFET中SiC-SiO_2界面附近陷阱密度表征方法
3.3.1 4H-SiC MOSFET中SiC-Si O_2界面态对器件低频 1/f噪声特性的影响
3.3.2 基于 1/f噪声的SiC-SiO_2界面附近陷阱密度研究
3.4 小结
第四章 4H-SiC MOSFET界面态密度与器件低频 1/f噪声相关性研究
4.1 电流-电压（I-V）特性和低频噪声特性测试实验
4.1.1 实验样品
4.1.2 I-V特性测试系统与测试方案选择
4.1.3 低频 1/f噪声测试平台
4.2 I-V特性测试结果与VT提取结果分析
4.2.1 I-V特性测试结果分析
4.2.2 VT提取结果分析
4.3 低频噪声特性测试分析
4.3.1 低频 1/f噪声测试条件与测试结果分析
4.3.2 4H-SiC MOSFET低频 1/f噪声表征模型及模型参数提取
4.4 小结
第五章 总结与展望
5.1 主要研究工作总结
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]4H-SiC n-MOSFET的高温特性分析[J]. 徐静平,李春霞,吴海平. 物理学报. 2005(06)
博士论文
[1]电子元器件辐射退化灵敏表征方法研究[D]. 孙鹏.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]SiC MOS界面特性的电导法研究[D]. 李林茂.大连理工大学 2010
[2]SiO2/SiC界面特性研究[D]. 吴海平.华中科技大学 2004
本文编号：3558085
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文结构
第二章 SiC MOSFET中缺陷陷阱及其对器件性能的影响
2.1 SiC MOSFET氧化层陷阱及其对器件性能的影响
2.1.1 栅氧化层中的电荷
2.1.2 SiC MOSFET边界陷阱与近界面SiO_2中的缺陷结构
2.1.3 SiC MOSFET氧化层陷阱对器件性能的影响
2.2 SiC MOSFET界面态及其对器件性能的影响
2.2.1 SiC-SiO_2界面态的微观本质
2.2.2 SiC-SiO_2界面态的能量分布
2.2.3 SiC MOSFET界面态对器件性能的影响
2.3 小结
第三章 SiC MOSFET界面特性的电学表征方法与噪声表征方法
3.1 SiC MOSFET界面特性的电学表征方法
3.1.1 SiC-SiO_2界面态的时间常数
3.1.2 基于高频电容-电压（C-V）法的界面特性表征方法
3.1.3 基于电荷泵浦（CP）法的界面态密度提取方法
3.1.4 基于转移特性（I-V）测量的电离辐射诱导陷阱数量提取方法
3.2 MOSFEF界面特性的噪声表征方法
3.2.1 噪声无损检测方法的特点
3.2.2 MOSFET中的典型噪声
3.2.3 SiMOSFET低频 1/f噪声与氧化层陷阱密度相关性
3.3 基于 1/f噪声的SiC MOSFET中SiC-SiO_2界面附近陷阱密度表征方法
3.3.1 4H-SiC MOSFET中SiC-Si O_2界面态对器件低频 1/f噪声特性的影响
3.3.2 基于 1/f噪声的SiC-SiO_2界面附近陷阱密度研究
3.4 小结
第四章 4H-SiC MOSFET界面态密度与器件低频 1/f噪声相关性研究
4.1 电流-电压（I-V）特性和低频噪声特性测试实验
4.1.1 实验样品
4.1.2 I-V特性测试系统与测试方案选择
4.1.3 低频 1/f噪声测试平台
4.2 I-V特性测试结果与VT提取结果分析
4.2.1 I-V特性测试结果分析
4.2.2 VT提取结果分析
4.3 低频噪声特性测试分析
4.3.1 低频 1/f噪声测试条件与测试结果分析
4.3.2 4H-SiC MOSFET低频 1/f噪声表征模型及模型参数提取
4.4 小结
第五章 总结与展望
5.1 主要研究工作总结
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]4H-SiC n-MOSFET的高温特性分析[J]. 徐静平,李春霞,吴海平. 物理学报. 2005(06)
博士论文
[1]电子元器件辐射退化灵敏表征方法研究[D]. 孙鹏.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]SiC MOS界面特性的电导法研究[D]. 李林茂.大连理工大学 2010
[2]SiO2/SiC界面特性研究[D]. 吴海平.华中科技大学 2004
本文编号：3558085
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3558085.html
教材专著
