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碳化硅（SiC）具有带隙大、高热导率、高临界电场强度和高饱和漂移速度等优异的物理特性,已成为新一代高功率器件的首选材料。但是SiC MOS结构器件的商业市场推广仍存在两方面的技术挑战:其一是沟道迁移率低,其二是器件的阈值稳定性和可靠性问题,这两方面都与MOS界面质量直接相关。为了解决这一问题,研究重点主要集中在通过栅氧化层的形成及退火工艺来降低界面缺陷密度。本文利用碱土金属Ba在SiC和SiO2界面形成界面层,通过钡离子的钝化作用实现界面调控,提升界面质量。先从理论方面研究Ba界面层改善界面特性的物理机制。建立了4H-SiC表面模型、无过渡层界面模型、含过渡层界面模型及引入Ba的含过渡层界面模型等超晶格界面模型。4H-SiC表面模型的计算结果表明,Si表层的悬挂键是引起界面态的主要原因。对无过渡层SiC/SiO2界面模型及含过渡层界面模型的对比研究表明,包含SiCxOy物质组成的界面过渡层会在禁带中引入大量的界面态,导致禁带宽度的计算值降低。针对引入Ba离子的含过渡层界面模型的计算结果表明:引入Si-Ba-O或O-Ba-O键的两种界面结构,禁带宽度有明显的增大,界面陷阱能级相对于禁带中心产生偏移,这个能量偏移足以将近界面陷阱推离导带。其中引入O-Ba-O成键形式的界面获得的改善效果更为明显,为下一步实验方案的制定提供了理论依据。然后制定了在SiC和SiO2之间形成Ba界面层（Ba IL）的实验方案。采用磁控溅射方法制备了新型Al/SiO2/Ba IL/SiC/Ni结构和传统SiO2/SiC结构的SiC MOS电容。同时设置了多组对比实验,研究退火温度、Ba介质层厚度和不同退火氛围对SiO2/Ba IL/SiC MOS电容界面特性的影响,并对样品进行了界面质量表征和电学测试。椭偏测试结果表明在950℃的含氧混合气氛退火后,栅氧介质层厚度会有所增长,这是因为预淀积的Ba单质一方面向SiO2一侧扩散,并且吸收氧形成Ba的氧化物,另一方面具有金属增强氧化的作用。但在500℃的含氧混合气氛退火后,栅氧介质层厚度无任何变化,说明500℃的Ar+O2退火可能无法有效的氧化Ba单质。对MOS电容进行XPS测试、C-V测试及I-V测试,获得不同样品的界面物质成分、反映界面质量的重要参量及J-E特性曲线。研究结果表明在纯Ar气氛下退火后Ba元素主要以Ba单质的形式存在。相比于500℃,退火温度为950℃时会降低界面处Ba单质含量,栅漏电略有改善。Ba层淀积厚度的增加会使得Ba的扩散贯穿整个栅氧化层,使的器件的栅漏电更为严重。而后续含氧的混合气氛退火实验结果表明,在含氧混合气氛退火后Ba元素主要以BaO2的形式存在,且BaO2的存在减少了界面处低值氧化物的种类。实验结果表明Ar+O2（O2为5%）混合气氛退火样品的界面质量相比无Ba IL、相同退火条件的样品C-V回滞降低34.7%,界面态密度降低54.0%,同时栅漏电特性相比无Ba IL的样品也有一定改善,临界击穿场强从7MV/cm增大到8MV/cm@1μA/cm2。而N2+O2（O2为5%）混合气氛退火相比Ar+O2退火的改善效果更明显。