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5-5-2 sic-selektive Dotierung: Ionenimplantation

5. Siliciumcarbid-Technologie

5-5-2 sic-selektive Dotierung: Ionenimplantation

2018-01-08

die Tatsache, dass die Diffusionskoeffizienten der meisten sic-Dotierstoffe vernachlässigbar klein sind (bei ~ 1800 ° C), ist ausgezeichnet für

Aufrechterhalten der Stabilität der Verbindungsstellen der Vorrichtung, da Dotierstoffe nicht unerwünscht diffundieren, wenn die Vorrichtung betrieben wird

langfristig bei hohen Temperaturen. Leider ist diese Eigenschaft auch weitgehend (außer für b extrem)

Temperaturen) schließt die Verwendung herkömmlicher Dotierstoffdiffusion aus, eine sehr nützliche Technik, die weit verbreitet ist

eingesetzt in der Silizium Mikroelektronik Herstellung, für das strukturierte Dotieren von Silizium.


lateral strukturierte Dotierung wird durch Ionenimplantation durchgeführt. das schränkt die Tiefe etwas ein

dass die meisten Dotierstoffe konventionell in \u0026 lt; 1 \u0026 mgr; m implantiert werden können, wobei herkömmliche Dotierstoffe und Implantation verwendet werden

Ausrüstung. Im Vergleich zu Siliziumprozessen erfordert die sic-Ionenimplantation ein viel höheres thermisches Budget

um eine akzeptable elektrische Aktivierung des Dotierimplantats zu erreichen. Zusammenfassungen von Ionenimplantationsprozessen

für verschiedene Dotierungen finden Sie in. Die meisten dieser Prozesse basieren auf der Durchführung einer Implantation bei

Temperaturen von Raumtemperatur bis 800 ° C mit einer gemusterten (manchmal Hochtemperatur)

Maskierungsmaterial. Die erhöhte Temperatur während der Implantation fördert einige Gitter-Selbstheilung während

das Implantat, so dass die Beschädigung und Segregation von verdrängten Silizium- und Kohlenstoffatomen nicht wird

exzessiv, insbesondere bei hochdosierten Implantaten, die oft zur ohmschen Kontaktbildung eingesetzt werden. Koimplantation

von Kohlenstoff mit Dotierstoffen wurde als Mittel zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit von mehr untersucht

stark dotierte implantierte Schichten.


Nach der Implantation wird die Mustermaske abgezogen und eine höhere Temperatur (~ 1200 bis 1800 ° C)

Glühen wird durchgeführt, um eine maximale elektrische Aktivierung von Dotierungsionen zu erreichen. das Schlussglühen

Bedingungen sind entscheidend, um gewünschte elektrische Eigenschaften von ionenimplantierten Schichten zu erhalten. bei höher

Implantatglühtemperatur kann die Oberflächenmorphologie stark beeinträchtigt werden. weil Sublimation

Das Ätzen wird hauptsächlich durch den Verlust von Silizium von der Kristalloberfläche, das Anlassen in Siliziumüberdrücken, getrieben

kann verwendet werden, um eine Oberflächenverschlechterung während Hochtemperaturglühungen zu reduzieren. solcher Überdruck kann

B. durch Verwendung eines geschlossenen Tiegels mit sic-Deckel und / oder

sic-Pulver in der Nähe des Wafers oder durch Tempern in einer silanhaltigen Atmosphäre. ähnlich, robust hinterlegt

Deckschichten wie AlN und Graphit haben sich ebenfalls als wirksam erwiesen, um die Oberfläche besser zu konservieren

Morphologie während der Hochtemperatur-Ionenimplantationsglühung.


Wie aus einer Reihe von Arbeiten hervorgeht, sind die elektrischen Eigenschaften und die Defektstruktur von 4h-sic dotiert

durch Ionenimplantation und Tempern sind im allgemeinen schlechter als in situ während der Epitaxie dotiert

Wachstum. Natürlich ist der Schaden, der dem sic-Gitter auferlegt wird, ungefähr proportional zur Implantationsdosis. sogar

obwohl vernünftige elektrische Dotierstoffaktivierungen erreicht wurden, wurden thermische Ausheilprozesse durchgeführt

Englisch: www.sig.biz/site/en/medien/medien_/...loc_1771.jsp SIC ist es bisher nicht gelungen, alle Schäden, die der Sic verursacht wurden, gründlich zu beheben

Kristallgitter durch höher dosierte Ionenimplantationen (wie sie oft zur Bildung stark dotierter Schichten verwendet werden)

zur Vorbereitung der ohmschen Kontaktbildung, Abschnitt 5.5.3). die verschlechterte Kristallqualität von hohem

Es wurde beobachtet, dass implantierte SIC-Schichten Trägermobilitäten und Minoritätsträgerlebensdauern verschlechtern.

wodurch eine erhebliche Verschlechterung der elektrischen Leistung einiger Vorrichtungen verursacht wird. bis

es werden große weitere Verbesserungen der ionenimplantierten Dotierung von Silizium entwickelt, die Gerätedesigns haben

um nicht ideales Verhalten zu berücksichtigen, das mit sic-implantierten Schichten verbunden ist.

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