近日，深圳平湖實(shí)驗(yàn)室“SiC 柵氧表征能力建設(shè)”攻克了寬禁帶半導(dǎo)體 SiC 柵氧表征領(lǐng)域多項技術(shù)瓶頸，建立行業(yè)稀缺的全套 SiC 柵氧系統(tǒng)表征方案，相關(guān)成果已應(yīng)用于SiC功率器件的分析測試表征并產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性效益，為 SiC 功率器件柵氧工藝優(yōu)化、界面性能提升及失效分析提供全方位的高端技術(shù)支撐，助力我國 SiC 產(chǎn)業(yè)鏈自主可控升級。

SiC 作為第三代半導(dǎo)體核心材料，其柵氧層質(zhì)量與界面特性直接決定功率器件的擊穿電壓、閾值穩(wěn)定性及長期可靠性，是制約 SiC 器件產(chǎn)業(yè)化落地的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)前行業(yè)對于 MOSCAP CV 測試數(shù)據(jù)與理論模型的契合度、SiC 柵氧界面過渡區(qū)厚度的明確界定、界面元素富集與價態(tài)的精準(zhǔn)分析能力等方面存在明確需求，亟需一套系統(tǒng)的 SiC 柵氧表征方案，以進(jìn)一步提升器件研發(fā)效率與工藝迭代進(jìn)度。深圳平湖實(shí)驗(yàn)室聚焦行業(yè)核心痛點(diǎn)，開展針對性技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)多項核心能力突破，為關(guān)鍵檢測技術(shù)再添利器。

深圳平湖實(shí)驗(yàn)室分析檢測技術(shù)方法開發(fā)聚焦半導(dǎo)體工藝中的實(shí)際測試需求，基于CV和STEM-EELS開展針對性研究，包括建立高精準(zhǔn)MOSCAP CV測試能力，建立EELS價態(tài)分析能力，實(shí)現(xiàn)了界面關(guān)鍵元素富集表征并解決了如何規(guī)范定義過渡區(qū)厚度等難題。研究成果達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平，可為SiC柵氧工藝的優(yōu)化迭代及器件失效分析提供重要技術(shù)支撐與數(shù)據(jù)反饋，相關(guān)成果已在相關(guān)成果已在IFWS&SSL CHINA 2025會議上發(fā)表。

1、 MOSCAP CV 測試：攻克行業(yè)內(nèi)的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)符合理論預(yù)期的CV數(shù)據(jù)測試，為柵氧界面態(tài)密度評估提供精準(zhǔn)依據(jù)。

2、 4H-SiC/SiO2界面過渡區(qū)定義及表征：業(yè)界通常采用襯度變化或元素含量變化定義過渡區(qū)厚度，這一定程度上存在人為主觀影響。該技術(shù)通過捕捉并可視化Si價態(tài)變化區(qū)可精準(zhǔn)定義量化過渡區(qū)厚度。

3、 實(shí)現(xiàn)界面關(guān)鍵元素富集表征：摸索了界面處N富集、C團(tuán)簇表征的相關(guān)參數(shù)，能夠追蹤元素分布規(guī)律與器件性能的關(guān)聯(lián)，為界面優(yōu)化提供有效方案。

界面附近的元素分布及價態(tài)表征

此次技術(shù)新突破，使深圳平湖實(shí)驗(yàn)室分析檢測中心建立了SiC柵氧表征的標(biāo)準(zhǔn)化流程，可為客戶提供高性價比解決方案，搭配失效分析能力，為工藝改進(jìn)、可靠性提升提供實(shí)測數(shù)據(jù)支撐，為我國 SiC 器件產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程持續(xù)護(hù)航。 

（來源：深圳平湖實(shí)驗(yàn)室）