Введение
1. Современное состояние компонентной базы экстремальной электроники на SiC 8
1.1. Карбид кремния – базовый материал экстремальной электроники 8
1.2. Электронная компонентная база силовой электроники на SiC 16
1.3. МДП-транзисторы на 4H-SiC для силовой электроники 20
1.3.1. Принцип работы 20
1.3.2. Структура, базовые технологии и требования к характеристикам 23
1.3.3. Физико-технологические проблемы создания 28
1.3.4. Роль подзатворного диэлектрика 33
Цель и задачи диссертационной работы 41
2. Физико-технологические особенности формирования подзатворного диэлектрика в транзисторных структурах на 4H-SiC 43
2.1. Методы исследования электрофизических свойств подзатворного диэлектрика и границы раздела 4H-SiC/SiO2 43
2.1.1. МДП-структуры 43
2.1.2. Латеральные МДП-транзисторы 52
2.2. Исследование электрофизических свойств подзатворного диэлектрика и границы раздела 4H-SiC/SiO2 55
2.2.1. Термическое окисление 4H-SiC 58
2.2.2. Термический рост и отжиг SiO2 в атмосфере O2 61
2.2.3. Введение азота на границу раздела 4H-SiC/SiO2 64
2.2.4. Введение фосфора на границу раздела 4H-SiC/SiO2 74
2.2.5. Введение мышьяка на границу раздела 4H-SiC/SiO2 91
2.2.6. Заглубление канала МДП-транзистора 97
2.3. Анализ результатов формирования подзатворного диэлектрика 100
Выводы по главе 107
3. Физико-топологическое проектирование силовых МДП-транзисторов на 4H-SiC 108
3.1. Расчёт параметров дрейфовой области 108
3.2. Структура ячеек 111
3.3. Проектирование МДП-транзистора с заглублённым каналом 116
Выводы по главе 117
4. Изготовление и характеризация силовых МДП-транзисторов на 4H-SiC 119
4.1. Технологический маршрут изготовления 119
4.2. Исследование электрических характеристик 124
4.2.1. Статические характеристики 124
4.2.2. Динамические характеристики 135
Выводы по главе 144
Заключение 146
Сокращения 147
Обозначения основных физических величин и технических параметров 149
Список литературы 155
Приложения 170
A. Обработка экспериментальных ВФХ и G–V-характеристик 170
Б. Проводимость и ёмкость, обусловленные поверхностными состояниями 178
B. Напряжение пробоя подзатворного диэлектрика и эмиссия Фаулера–Нордгейма 178
Г. Анализ Вейбулла 179
Д. Дополнительные вольт-фарадные измерения 180
Е. Учёт полевой зависимости подвижности носителей заряда 181
