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碳化硅(SiC)材料具有宽禁带、高热导率、高击穿电场、高载流子饱和漂移速度等优异特性,因此特别适合制作高压、高功率的半导体电力电子器件。4H-SiC MOSFET器件在功率转换、电力传输、电力电子、逆变器、国防等领域得到了广泛的应用,而SiC UMOS由于具有更低的导通电阻以及更高的集成度等优点,使得其被称为第二代SiC MOSFET器件。本文通过二维数值仿真研究了各器件参数对性能的影响,并对目前遇到的关键工艺问题进行了单步工艺研究。首先采用Silvaco仿真软件对传统SiC UMOS器件与具有底部P型保护层的SiC UMOS器件的元胞结构进行仿真分析,重点对影响栅氧层电场与电场集中效应的栅槽刻蚀深度dt参数、P型保护层的厚度di参数和P型保护层的掺杂浓度Np参数进行了分析。接下来利用感应耦合等离子体刻蚀(ICP)技术对4H-SiC UMOS栅槽刻蚀工艺进行了研究,详细讨论了ICP刻蚀的不同工艺参数对刻蚀速率、刻蚀选择比以及刻蚀形貌的影响。实验结果表明:SiC刻蚀速率随着ICP功率和RF偏压功率的增大而增加;随着气体压强的增大刻蚀选择比降低;而随着氧气含量的提高能够有效地消除微沟槽效应。通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对刻蚀栅槽形貌和表面粗糙度进行了表征,RMS表面粗糙度<0.4nm。最后采用SiC MOS电容结构研究了SiC UMOS器件的栅介质工艺。同时设计了对应的版图,并进行了电容流片实验与测试。通过电容的TZDB特性以及C-V高频特性,提取和对比了SiC/SiO2界面态,发现热氧化SiO2具有更好的界面态质量,而PECVD经热退火工艺形成的SiO2介质具有更好的侧壁氧化层厚度。本文通过二维仿真和流片实验,不仅得到了优化的栅槽刻蚀效果,而且研究出适合SiC UMOS的栅介质工艺,这为今后SiC UMOS器件设计与流片奠定了基础。