Advanced characterization of 4H-SiC MOSFET channel [Caratterizzazione avanzata del canale 4H-SiC MOSFET]
type: CreativeWork
description: Lo sviluppo di MOSFET di potenza ad alte prestazioni in carburo di silicio (SiC) rappresenta un passo fondamentale per l'avanzamento della moderna elettronica di potenza. Grazie all'ampio bandgap, all'elevata conducibilità termica e all'alto campo elettrico, il 4H-SiC è emerso come materiale chiave per dispositivi operanti in condizioni severe di corrente, tensione e temperatura elevate. Nonostante questi vantaggi, l'impiego estensivo dei MOSFET in SiC è ostacolato da sfide irrisolte relative all'interfaccia ossido/semiconduttore. Inoltre, i difetti cristallografici che si propagano attraverso gli strati epitassiali possono dare origine a meccanismi indesiderati di conduzione di corrente che compromettono la funzionalità del MOSFET. Tali problematiche influenzano direttamente la mobilità di canale, la stabilità della tensione di soglia, il comportamento della corrente di leakage e, in ultima analisi, l'affidabilità del dispositivo. La ricerca di dottorato presentata in questo lavoro affronta questi due aspetti centrali integrando la caratterizzazione su scala nanometrica ed elettrica con una modellizzazione analitica avanzata, al fine di chiarire i meccanismi che limitano le prestazioni del dispositivo e identificare strategie per l'ottimizzazione del processo. L'analisi su scala nanometrica delle regioni di canale e di body dei MOSFET in SiC è stata eseguita utilizzando tecniche a sonda a scansione, tra cui la microscopia a capacità a scansione (SCM), la microscopia a resistenza diffusa a scansione (SSRM) e la microscopia a impedenza a microonde a scansione (sMIM). Questi metodi complementari hanno permesso di determinare le distribuzioni locali di drogaggio, l'estensione del canale attivo e lo spessore del dielettrico, fornendo così un confronto diretto con le specifiche di progetto. L'applicazione combinata di SCM, SSRM e sMIM ha consentito una mappatura accurata del profilo di drogaggio del p-body e delle dimensioni effettive della regione di canale. E…
abstract: Lo sviluppo di MOSFET di potenza ad alte prestazioni in carburo di silicio (SiC) rappresenta un passo fondamentale per l'avanzamento della moderna elettronica di potenza. Grazie all'ampio bandgap, all'elevata conducibilità termica e all'alto campo elettrico, il 4H-SiC è emerso come materiale chiave per dispositivi operanti in condizioni severe di corrente, tensione e temperatura elevate. Nonostante questi vantaggi, l'impiego estensivo dei MOSFET in SiC è ostacolato da sfide irrisolte relative all'interfaccia ossido/semiconduttore. Inoltre, i difetti cristallografici che si propagano attraverso gli strati epitassiali possono dare origine a meccanismi indesiderati di conduzione di corrente che compromettono la funzionalità del MOSFET. Tali problematiche influenzano direttamente la mobilità di canale, la stabilità della tensione di soglia, il comportamento della corrente di leakage e, in ultima analisi, l'affidabilità del dispositivo. La ricerca di dottorato presentata in questo lavoro affronta questi due aspetti centrali integrando la caratterizzazione su scala nanometrica ed elettrica con una modellizzazione analitica avanzata, al fine di chiarire i meccanismi che limitano le prestazioni del dispositivo e identificare strategie per l'ottimizzazione del processo. L'analisi su scala nanometrica delle regioni di canale e di body dei MOSFET in SiC è stata eseguita utilizzando tecniche a sonda a scansione, tra cui la microscopia a capacità a scansione (SCM), la microscopia a resistenza diffusa a scansione (SSRM) e la microscopia a impedenza a microonde a scansione (sMIM). Questi metodi complementari hanno permesso di determinare le distribuzioni locali di drogaggio, l'estensione del canale attivo e lo spessore del dielettrico, fornendo così un confronto diretto con le specifiche di progetto. L'applicazione combinata di SCM, SSRM e sMIM ha consentito una mappatura accurata del profilo di drogaggio del p-body e delle dimensioni effettive della regione di canale. E…
author: ZIGNALE, MARCO
language: eng
keywords: 4H-SiC, MOS, Metal-Oxide-Semiconductor, MOSFET, Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, Interface Trap Density, Dit, SSRM, Scanning Spreading Resistance Microscopy, SCM, Scanning Capacitance Microscopy, sMIM, Scanning Microwave Impedance Microscopy, Carrier Profile
date published: 2025-12-16
date modified: 2026-07-24T01:35:10Z
provider: Università degli Studi di Catania
publisher: Networked Digital Library of Theses and Dissertations
type: WebPage
source organization: Università degli studi di Catania

PropertyValue
property ID: Handle
value: https://hdl.handle.net/20.500.11769/705009