近日，深圳平湖实验室“SiC 栅氧表征能力建设”攻克了宽禁带半导体 SiC 栅氧表征领域多项技术瓶颈，建立行业稀缺的全套 SiC 栅氧系统表征方案，相关成果已应用于SiC功率器件的分析测试表征并产生实质性效益，为 SiC 功率器件栅氧工艺优化、界面性能提升及失效分析提供全方位的高端技术支撑，助力我国 SiC 产业链自主可控升级。
SiC 作为第三代半导体核心材料，其栅氧层质量与界面特性直接决定功率器件的击穿电压、阈值稳定性及长期可靠性，是制约 SiC 器件产业化落地的关键环节。当前行业对于 MOSCAP CV 测试数据与理论模型的契合度、SiC 栅氧界面过渡区厚度的明确界定、界面元素富集与价态的精准分析能力等方面存在明确需求，亟需一套系统的 SiC 栅氧表征方案，以进一步提升器件研发效率与工艺迭代进度。深圳平湖实验室聚焦行业核心痛点，开展针对性技术攻关，实现多项核心能力突破，为关键检测技术再添利器。
深圳平湖实验室分析检测技术方法开发聚焦半导体工艺中的实际测试需求，基于CV和STEM-EELS开展针对性研究，包括建立高精准MOSCAP CV测试能力，建立EELS价态分析能力，实现了界面关键元素富集表征并解决了如何规范定义过渡区厚度等难题。研究成果达到了行业领先水平，可为SiC栅氧工艺的优化迭代及器件失效分析提供重要技术支撑与数据反馈，相关成果已在相关成果已在IFWS&SSL CHINA 2025会议上发表。
1、 MOSCAP CV 测试：攻克行业内的技术瓶颈，实现符合理论预期的CV数据测试，为栅氧界面态密度评估提供精准依据。
2、 4H-SiC/SiO2界面过渡区定义及表征：业界通常采用衬度变化或元素含量变化定义过渡区厚度，这一定程度上存在人为主观影响。该技术通过捕捉并可视化Si价态变化区可精准定义量化过渡区厚度。
3、 实现界面关键元素富集表征：摸索了界面处N富集、C团簇表征的相关参数，能够追踪元素分布规律与器件性能的关联，为界面优化提供有效方案。
界面附近的元素分布及价态表征
此次技术新突破，使深圳平湖实验室分析检测中心建立了SiC栅氧表征的标准化流程，可为客户提供高性价比解决方案，搭配失效分析能力，为工艺改进、可靠性提升提供实测数据支撑，为我国 SiC 器件产业化进程持续护航。
撰稿 |田佳民
