日本東京大學近日研發新型碳化硅絕緣薄膜生長技術，極大地改善了碳化硅功率器件的性能。

       高性能功率器件常用在高壓、大電流和高頻設備中，節能功效十分明顯。特別是碳化硅設備，比傳統的硅設備具有更低的能量損耗。但由于碳化硅的柵極絕緣層間的一些固有缺陷，碳化硅晶體管的電阻高且穩定性差，從而影響其性能。柵極絕緣層間的這些缺陷主要是由Sic界面上的一些雜質、原子超量或不足引起的。


       右圖是氧化硅和碳化硅界面的氧化反應。反應過程中用副產品碳的解吸附作用充當一氧化碳能夠有效降低界面缺陷的形成。左圖是4H-SiC和SiO2的界面態密度圖。水平軸顯示了碳化硅導帶邊緣缺陷態的能量級準。

       東京大學工程研究院的Koji Kita教授發現，在制造柵極絕緣層薄膜時，將反應過程中的副產品碳當做一氧化碳進行噴射處理就可顯著降低界面缺陷密度。研究人員用該方法在金屬-氧化物-半導體結構的測試體上進行試驗，得到了密度最小的界面缺陷結果。

       該技術在改善碳化硅表面質量性能時避免了額外的加工程序如含氫氣體的加入等，操作工藝相對簡易；在電力輸送、電動汽車和工廠機器設備等的節能方面又前進了一大步。（中國超硬材料網翻譯：王現）