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5-5-2 dopage sic-sélectif: implantation ionique

Technologie 5.silicon de carbure

5-5-2 dopage sic-sélectif: implantation ionique

2018-01-08

le fait que les coefficients de diffusion de la plupart des dopants soient négligeables (à 1800 ° c) est excellent pour

maintien de la stabilité de la jonction du dispositif, car les dopants ne diffusent pas de manière indésirable lorsque le dispositif fonctionne

à long terme à des températures élevées. malheureusement, cette caractéristique aussi largement (sauf pour b à l'extrême

températures) exclut l'utilisation de la diffusion de dopant classique, une technique très utile largement

employé dans la fabrication de la microélectronique de silicium, pour le dopage à motifs de sic.


le dopage de sic à motifs latéraux est réalisé par implantation ionique. cela restreint quelque peu la profondeur

que la plupart des dopants peuvent être implantés conventionnellement à \u003c1 μm en utilisant des dopants classiques et une implantation

équipement. par rapport aux processus de silicium, l'implantation de l'ion sic nécessite un budget thermique beaucoup plus élevé

réaliser une activation électrique de l'implant dopant acceptable. résumés des processus d'implantation ionique

pour divers dopants peuvent être trouvés dans. la plupart de ces processus sont basés sur la réalisation de l'implantation à

températures allant de la température ambiante à 800 ° C en utilisant un motif (parfois haute température)

matériel de masquage. la température élevée pendant l'implantation favorise une auto-guérison du réseau pendant

l'implant, de sorte que les dommages et la ségrégation des atomes de silicium et de carbone déplacés ne deviennent pas

excessive, en particulier dans les implants à haute dose souvent utilisés pour la formation de contact ohmique. co-implantation

de carbone avec des dopants a été étudié comme un moyen d'améliorer la conductivité électrique de la plus

couches implantées fortement dopées.


après l'implantation, le masque de modelage est dépouillé et une température plus élevée (~ 1200 à 1800 ° c)

le recuit est effectué pour obtenir une activation électrique maximale des ions dopants. le recuit final

les conditions sont cruciales pour obtenir les propriétés électriques souhaitées à partir de couches implantées par ions. à plus haut

la température de recuit d'implant, la morphologie de surface de sic peut sérieusement se dégrader. parce que la sublimation

la gravure est entraînée principalement par la perte de silicium de la surface du cristal, le recuit dans les surpressions de silicium

peut être utilisé pour réduire la dégradation de la surface pendant les recuits à haute température. une telle surpression peut

être obtenue par des sources solides de proximité telles que l'utilisation d'un creuset sic fermé avec couvercle sic et / ou

sic poudre près de la plaquette, ou par recuit dans une atmosphère contenant du silane. de même, robuste déposé

couches de recouvrement telles que l'aln et le graphite, ont également prouvé efficace pour mieux préserver la surface sic

morphologie lors du recuit d'implantation ionique à haute température.


comme en témoigne un certain nombre de travaux, les propriétés électriques et la structure des défauts de 4h-sic dopé

par implantation ionique et recuit sont généralement inférieurs à sic dopés in-situ au cours de l'épitaxie

croissance . naturellement, les dommages infligés au réseau sic s'équilibrent grossièrement avec la dose d'implantation. même

bien que des activations de dopants électriques raisonnables aient été réalisées, des processus de recuit thermique

développé à ce jour pour sic n'ont pas été en mesure de réparer à fond tous les dommages infligés à la

réseau cristallin par des implantations d'ions à dose plus élevée (comme celles souvent utilisées pour former des couches fortement dopées)

en préparation de la formation de contact ohmique, section 5.5.3). la qualité du cristal dégradé de haute

des couches sic implantées ont été observées pour dégrader les mobilités des porteurs et les durées de vie des porteurs minoritaires,

causant ainsi une dégradation significative de la performance électrique de certains dispositifs. jusqu'à

d'autres améliorations importantes sont apportées au dopage ionique des sic, les conceptions de dispositifs sic auront

tenir compte du comportement non-idiopathique associé aux couches sic-implantées.

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