|
|
|
Domieszkowanie węglika krzemu metodą implantacji jonowej.
Instytucja: Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie
Kierownik projektu: prof. dr hab. Jerzy Żuk
Podstawowe zadania:- opracowanie technologii domieszkowania SiC domieszkami akceptorowymi i donorowymi przy użyciu implantatora jonowego UNIMAS.
Streszczenie:
Do wykonania przyrządów w węgliku krzemu niezbędne jest uzyskanie obszarów o określonym typie przewodnictwa. Poza domieszkowaniem w trakcie wzrostu kryształu, głównymi sposobami wprowadzenie domieszki są implantacja jonów oraz dyfuzja. Klasyczna dyfuzja jest jednak procesem bardzo trudnym w realizacji i praktycznie niestosowanym ze względu na niskie współczynniki dyfuzji typowych domieszek w węgliku krzemu i co za tym idzie potrzebę utrzymywania w trakcie procesu bardzo wysokich temperatur (>1800°C). Podstawową metodą selektywnego wprowadzania domieszek do SiC jest implantacja jonów. Jako maski do implantacji można użyć osadzonych warstw metali o dużej masie np. złota lub też osadzonego plazmowo czy też wytworzonego termicznie tlenku krzemu SiO2. Sama technika implantacji nie różni się od implantacji jonów do innych półprzewodników np. krzemu. Zasadnicza różnica i trudność występuje natomiast w procesie aktywacji domieszek i rekrystalizacji podłoża. W przypadku węglika krzemu temperatura wygrzewania poimplantacyjnego wynosi >1500°C, proces wygrzewania należy prowadzić w atmosferze argonu lub silanu.
Autorzy mają wieloletnie doświadczenie w zakresie implantacji jonowej do półprzewodników złożonych w tym również do węglika krzemu i posiadają możliwość wykonania pełnego procesu technologicznego wytworzenia za pomocą implantacji jonów złącz p-n. Kolejne etapy technologiczne będą polegały na osadzeniu maski do implantacji w postaci tlenku krzemu SiO2 za pomocą aparatury PECVD, wykonanie procesów fotolitografii w celu selektywnego wybrania obszarów pod implantację, mokrego i suchego trawienia masek, wykonanie kontaktów metalicznych. W celu wytworzenia obszarów typu "p" zaimplantowane zostaną jony aluminium lub boru. Autorzy mają pierwsze doświadczenia z implantacją boru do węglika krzemu. Implantacja boru stwarza bardzo duże problemy, zwłaszcza na etapie wygrzewania ze względu na wyższą niż dla aluminium energię aktywacji oraz przede wszystkim ze względu na bardzo dużą redyfuzję w trakcie wygrzewania. W związku z tym przewiduje się wykorzystanie w niniejszym projekcie aluminium jako głównej domieszki akceptorowej dla węglika krzemu. W celu wytworzenia obszarów o typie przewodnictwa "n" możliwe jest również wykonanie implantacji jonów fosforu lub azotu jako domieszki donorowej.
Podstawowymi parametrami, które zostaną zbadane są: profil rozkładu domieszek w podłożu, koncentracja domieszki oraz właściwości elektryczne otrzymanych obszarów i złącz. W celu zbadania profilu domieszki oraz koncentracji wykonane zostaną pomiary spektroskopii masowej jonów wtórnych SIMS. W celu określenia właściwości elektrycznych wytworzonych obszarów wykonane zostaną pomiary efektu Halla.
Do charakteryzacji elektrycznej wytworzonych złącz możliwe jest przeprowadzenie pomiarów charakterystyk prądowo-napięciowych (I-V), określenie wytrzymałości złącza na przebicie a także pomiary charakterystyk pojemnościowo-napięciowej(C-V). | | Raporty: | | | Prezentacje: | | Seminarium ITME V 2010 - J. Żuk | | | Artykuły: | |
|
|
