Caractérisations électriques et physico-chimiques des oxydes sur Carbure de Silicium : application à une technologie MOSFETs

= Electrical and physico-chemical characterizations of oxides on Silicon Carbide: MOSFETs technology application

• Auteur / Autrice : Adamah Ekoue
• Direction : Gérard Guillot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dispositifs de l’électronique intégrée
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPM - Laboratoire de Physique de la Matière (1961-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carbure de silicium

Spectroscopie de photoélectrons

Oxydation

MOS (électronique)

Transistors MOSFET

Résumé

L'objectif de cette étude est de développer des oxydes sur le polytype 4H du matériau Carbure de Silicium (SiC), et d'évaluer la qualité du système SiO2/SiC formée. Le but avoué est d'optimiser les propriétés de cette interface SiO2/SiC. Celle-ci est aujourd'hui caractérisée par d'importantes densités de charges qui affectent le transport dans le canal des MOSFETs SiC. Nous nous intéressons en premier lieu à des oxydes obtenus par des procédures proches de celles utilisées en technologie Si. Leur qualité électrique est évaluée par des mesures capacitives. Puis, nous présentons des recuits post-oxydation spécifiques qui s'avèrent bénéfiques pour les propriétés de l'interface. On s'attache alors à la compréhension des mécanismes physico-chimiques à l'origine de l'amélioration. Enfin, nous développons une filière MOSFETs SiC en y intégrant un oxyde précédemment optimisé, et des conclusions sont tirées quant aux propriétés de transport dans les couches d'inversion des transistors élaborés.

This study aims to develop oxides on the 4H polytype of Silicon Carbide (SiC) and analyse its quality. The objective is to improve the SiO2/SiC interface properties. Presently, high charges density located at this interface degrades the electron transport in the inversion channel of SiC MOSFETs. Firstly, we have focused our attention on oxidation procedures close to those used in Si technology. C-V measurements on MOS capacitors were made to determine the electrical characteristics of these oxides. Then, specific post-oxidation annealings were developed, and their beneficial effects on the interface electrical properties are pointed out. Details are also given on the physico-chemical mechanisms induced by these annealings. Finally, an optimized gate oxide was integrated into an SiC MOSFETs technology. From electrical results, the transport properties in the inversion channel of these transistors are deduced.