SiC半导体具有禁带宽度大、临界击穿电场高、热导率高、载流子饱和漂移速度高等优异特性,在高温、高频、大功率器件领域具有极大应用潜力。同时,SiC是唯一一种可以热氧化形成SiO₂膜的宽带隙化合物半导体,这一特点使SiC MOSFET可以在成熟的硅工艺上实现。SiC MOSFET是一类重要的功率器件,也是构成SiC IGBT的重要组成部分。然而实际制作的SiC MOSFET器件存在沟道迁移率低的问题,其主要原因是SiO₂/SiC界面态密度过高。原子层沉积（ALD）制备Al₂O₃是一种可能的解决方案,但Al₂O₃/4H-SiC MOS结构也面临着过高陷阱问题。本文基于ALD制备工艺,详细研究了不同退火方式对MOS结构电子输运特性的影响,提出了两步退火工艺方案。采用ALD制备Al₂O₃栅极制备了Al₂O₃/4H-SiC MOS结构。电子输运特性研究表明氧空位是MOS结构F-P发射产生的根源。研究了不同退火方式和不同退火温度对Al₂O₃薄膜形貌和电学特性的影响,实验表明慢速退火在形貌上要优于快速退火;在O₂气氛下低于500°C的退火对MOS结构的F-P发射没有影响,而高于500°C的退火减少了氧空位密度,F-P发射得到抑制,但边界陷阱依然较高。提出了两步退火工艺路线,即在较低温度下退火保持Al₂O₃的形貌较好,而在较高温度下退火降低氧空位密度。基于两步退火工艺,研究了NO和O₂气氛对高温下MOS结构的界面特性的影响:NO使钝化温度降低至⁷00°C,平带处的界面态由未退火前的1013 cm-2eV-1降低到退火后的1012 cm-2eV-1,边界陷阱由2.32×1012/cm2降低至².1×1011/cm2。与O₂气氛退火相比,NO钝化的薄膜具有更低的漏电流,因而NO在钝化Al₂O₃/4H-SiC界面方面优于O₂。分别使用Al₂O₃和SiO₂栅极材料制备了MOS结构,采用Terman法计算了两者的界面态分布。二者在4H-SiC禁带中表现出相似的分布特性,即界面态密度从导带到禁带中央逐渐降低,这与Al₂O₃/4H-SiC界面靠近Al₂O₃一侧的缺陷（近界面陷阱）有关,在Al₂O₃导带下1.6 eV的氧空位能级恰好落到距离4H-SiC导带Ec-Et⁰.16 eV处。这一边界陷阱与衬底之间交换载流子的速率较慢通常称为慢界面态,通过在O₂或NO气氛中退火得以消除。采用Hill-Coleman法测试了两者的界面态,比较发现相比于热氧化制备的SiO₂,ALD沉积的Al₂O₃具有低的快界面态。因而,无论从界面态还是未来集成方面,Al₂O₃都具有明显的优势,是制备SiC MOSFET最有希望的栅材料之一。