作为常见的第三代半导体材料之一的碳化硅（SiC）的理论物理性能非常优越,然而实际制作的SiC金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）性能却很不理想。由缺陷导致的糟糕的界面特性严重影响着器件的性能,特别是实验上在靠近SiC导带以下0.2 eV附近检测出了高达10¹33 cm^-2eV^-1的态密度。该态密度峰被认为是由近界面氧化层陷阱所导致的,近界面氧化层陷阱也被认为是影响MOS器件稳定性的主要因素。间隙硅缺陷作为构成SiC/SiO₂近界面陷阱的源头之一,有必要对其进行深入的研究。本文搭建了α-SiO₂与非晶SiO₂模型下间隙硅缺陷模型,并使用第一性原理方法对不同构型间隙硅缺陷的电荷俘获与发射过程的结构变化及其特性进行了研究。基于模拟计算的结果,论文讨论了缺陷对器件稳定性的影响程度以及作用机理。结果表明,间隙硅缺陷可分为Si–Si–Si构型与Si–Si–O构型,从形成能角度Si–Si–Si构型形成能更低,结构更加稳定。Si–Si–Si构型对空穴具有较强的俘获但对电子的俘获能力很弱,因此缺陷主要影响p沟道MOS器件稳定性。该构型具有较强的空穴发射能力,因此陷阱可以与沟道进行载流子交换,导致载流子的波动,影响器件的稳定性。非晶引起的大O–Si–O键角拥有很强的电子俘获能力,该缺陷可以出现在非晶SiO₂四面体或Si–Si–Si构型中,是影响n沟道MOS器件稳定性的主要缺陷构型。含大O–Si–O键角的缺陷在俘获电子后普遍表现出很弱的电子发射能力,陷阱将以固定负电荷的形式通过库伦散射影响迁移率。Si–Si–O构型相比Si–Si–Si形成能更大,但其对空穴和电子都有很强的俘获能力,因此该构型对p沟道与n沟道MOS器件都会产生影响。Si–Si–O构型对电子发射能力很强但对空穴发射能力很弱,其空穴陷阱将作为固定正电荷影响器件迁移率,而电子陷阱通过向沟道发射载流子影响器件稳定性。该工作有助于理解SiC近界面缺陷恶化可靠性的作用机理,为改善可靠性相关钝化工艺提供理论参考。