Silicon is the main material used in electronics. The evolution of power electronics and the need for more power efficient semiconductor devices led silicon to its limits. Silicon carbide is a promising material for electronic applications with a wide band-gap, high critical electric field, high thermal conductivity and saturation velocity. Except from its superiority to silicon, silicon carbide comes with a drawback of about two orders of magnitude more interface traps in the SiC/SiO2 interface compared with silicon. A result of this drawback is a flat-band voltage shift when applying a stress to the gate of MOS capacitors and power MOSFETs. In order to study the pure characteristics of the SiC/SiO2 interface, two stress methods, a current pulse stress and gate voltage upsweep, have been applied on 4H-SiC capacitors with nitrided thermal oxides at room temperature and at higher temperatures. The flat-band voltage recovery was examined. The flat-band voltage could be restored at room temperature with a gate voltage downsweep while a restoration is not needed at higher temperatures. The maximum voltage (initial voltage) and the voltage rate of the downsweep were investigated and higher initial voltages and lower voltage rates showed to lead to better VFB restoration. A 200 millisecond long current pulse stress was implemented and it had almost similar effects as the voltage upsweep which lasts 50 seconds. / Kisel är det viktigaste materialet som används i elektronik. Utvecklingen av kraftelektronik och behovet av mer energieffektiva halvledarkomponenter ledde kisel till sina gränser. Kiselkarbid är ett lovande material för elektroniska applikationer med ett brett bandgap, högt kritiskt elektriskt fält, hög värmeledningsförmåga och hög mättningshastighet. Förutom dess överlägsenhet gentemot kisel, kommer kiselkarbid med en nackdel med cirka två storleksordningar fler gränssnittsfällor i SiC / SiO2-gränssnittet jämfört med kisel. Ett resultat av denna nackdel är en förskjutning av flatbands-spänningen, VFB, när man applicerar en spänning på gaten till MOS-kondensatorer och kraft- MOSFETar. För att studera de rena egenskaperna hos SiC/SiO2-gränssnittet har två spänningsmetoder, en strömpulsstress och ett uppåtriktat gate-spänningssvep, applicerats på 4H-SiC- kondensatorer med nitriderade termiska oxider vid rumstemperatur och vid högre temperaturer. Återställning av VFB undersöktes. VFB kan återställas vid rumstemperatur med ett nedåtriktat gate-spänningssvep medan en återställning inte behövs vid högre temperaturer. Den maximala spänningen (initialspänningem) och svephastigheten för det nedåtriktade svepet undersöktes och högre initialspänningar och lägre svephastigheter visade sig leda till bättre VFB-återställning. En 200 millisekund lång strömpuls-stress implementerades och den hade nästan samma effekter som ett uppåtriktat spänningssvep
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-301848 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Maslougkas, Sotirios |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2021:420 |
Page generated in 0.1082 seconds