a grande maioria dos chips de circuitos integrados semicondutores em uso atualmente dependem do óxido de metal de silício -

transistores de efeito de campo de semicondutores (mosfets), cujas vantagens eletrônicas e

física de dispositivos são resumidos no capítulo de katsumata e em outros lugares. dado o extremo

utilidade e sucesso da eletrônica baseada no MOSFET do canal de inversão no silício vlsi (assim como

dispositivos discretos de silício), é naturalmente desejável implementar a inversão de alto desempenho

Mosfets de canal em sic. como o silício, o sic forma uma térmica quando é suficientemente aquecido

ambiente de oxigênio. enquanto isso permite que a tecnologia sic mos siga um pouco o sucesso

caminho da tecnologia silicon mos, existem no entanto diferenças importantes na qualidade do isolador e

processamento de dispositivos que estão atualmente impedindo mosfetas sic de realizar seus benefícios

potencial. enquanto o discurso a seguir tenta destacar rapidamente os principais problemas enfrentados pelo mosfet sic

desenvolvimento, insights mais detalhados podem ser encontrados nas referências 133–142.

de um ponto de vista puramente elétrico, há duas deficiências operacionais principais de óxidos de

mosfetos em comparação com mosfet de silício. primeiro, mobilidades efetivas de canal de inversão na maioria dos mosfet sic

são menores do que se esperaria com base nas mobilidades da transportadora mosfet de inversão de silício.

isso reduz seriamente o ganho de transistor e a capacidade de transporte de corrente de mosfet sic, de modo que sic

mosfets não são tão vantajosos quanto teoricamente previsto. segundo, óxidos de sic não provaram

tão confiáveis ​​e imutáveis ​​quanto os óxidos de silício bem desenvolvidos, em que os mosfet sic são mais propensos a

mudanças de voltagem de limiar, vazamento de porta e falhas de óxido do que mosfet de silício comparativamente enviesados. dentro

particular, deficiências de desempenho elétrico de óxido de mosfet sic são atribuídas a diferenças entre

qualidade de silício e óxido térmico sic e estrutura de interface que fazem com que o óxido de sic exiba indesejavelmente

níveis mais altos de densidade de estados de interface ), taxas fixas de óxido ( )

armadilha de carga, tunelamento de óxido transportador e mobilidade reduzida de portadores de canal de inversão.

Ao destacar as dificuldades enfrentadas pelo desenvolvimento do mosfet sic, é importante ter em mente que

mosfetos de silício iniciais também enfrentaram desafios de desenvolvimento que levaram muitos anos de pesquisas dedicadas

esforços para superar com sucesso. na verdade, melhorias tremendas no desempenho do dispositivo 4h-sic mos

foram alcançados nos últimos anos, dando esperança de que dispositivos mosfet de potência 4h-sic

operação até 125 ° c a temperatura ambiente pode ser comercializada nos próximos anos.

por exemplo, mobilidade do canal de inversão mosfet 4h-sic para orientada convencionalmente (8 ° off (0001)

eixo c) as bolachas melhoraram de \u0026 lt; 10 para \u0026 gt; 200 , enquanto a densidade de eletricamente prejudicial

sic– defeitos de estado de interface que residem energeticamente perto da borda da banda de condução caiu por

uma ordem de magnitude . do mesmo modo, orientações alternativas da superfície do wafer sic como ( )

e ( ) que são obtidos com dispositivos em lâminas cortadas com diferentes orientações cristalográficas

(seção 5.2.1), também produziram propriedades de canal mos 4h-sic significativamente melhoradas.

um passo fundamental para a obtenção de dispositivos 4h-sic mos muito melhorados tem sido a introdução adequada

gases compostos nitrogenados (sob a forma de ) durante a oxidação e o postoxidation

processo de recozimento. estes recozimentos à base de nitrogênio também melhoraram

estabilidade de óxidos de 4h-sic a alto campo elétrico e estresse de alta temperatura usado para qualificar e

quantificar a confiabilidade dos mosfets. no entanto, como agarwal et al. apontaram, a ampla

bandgap de sic reduz a potencial barreira impedindo tunelamento de transportadores prejudiciais através de óxidos

crescido em 4h-sic, de modo que não se pode esperar que os óxidos de 4h não atinjam alta confiabilidade idêntica

óxidos térmicos em silício. É altamente provável que isoladores de porta alternativos, além de

terá que ser desenvolvido para implementação otimizada do canal de inversão 4h-sic isolado

transistores de porta para as mais exigentes aplicações eletrônicas de alta temperatura e alta potência. Como

Com a tecnologia silicon mosfet, pilhas dielétricas multicamadas provavelmente serão desenvolvidas para

desempenho mosfet sic.