Получение и исследование полуизолирующего монокристаллического карбида кремния

• Автор: Решанов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 110 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПОЛУЧЕНИЕ ОБЪЕМНЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ КАРБИДА КРЕМНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СВОЙСТВ
1Л. Методы получения и легирования монокристаллов карбида кремния
1.2. Высокотемпературная установка для выращивания объемных монокристаллов БЮ
1.3. Режимы выращивания монокристаллов карбида кремния
1.4. Исследования электрофизических характеристик монокристаллов БЮ
1.4.1. Исследования эффекта Холла и удельного сопротивления
1.4.2. Омические контакты
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЛЕГИРОВАНИЯ КАРБИДА КРЕМНИЯ
2.1. Литературный обзор
2.2. Оценка энергии замещения и релаксации решетки вокруг примесного атома в карбиде кремния
2.3. Влияние примесей замещения на параметр решетки БЮ
2.4. Оценка предельных растворимостей примесей в БЮ
3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СИСТЕМЫ БЮ - А1, V
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ КАРБИДА КРЕМНИЯ, ЛЕГИРОВАННОГО АЛЮМИНИЕМ
4.1. Влияние пористости графита кристаллизационной ячейки на рост и легирование монокристаллов карбида кремния
4.2. Влияние условий получения объемных монокристаллов БЮ на уровень легирования алюминием

4.3. Неоднородности легирования алюминием кристаллов БЮ
5. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ПОЛУИЗОЛИРУЮЩЕГО КАРБИДА КРЕМНИЯ
5.1. Параметры и свойства примесных центров ванадия
5.2. Получение карбида кремния обладающего полуизолирующими свойствами
5.3. Исследование электрических и оптических свойств полуизолирующего Б1С:У
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Карбид кремниевая технология сегодня является одной из наиболее перспективных областей в полупроводниковой электронике и может значительно расширить как сферы ее применения, так и ее функциональные возможности. Так, большая ширина запрещенной зоны, высокая температура Дебая и большая собственная теплопроводность допускают надежную работу БЮ-приборов при температурах до 600-700°С, в условиях воздействия радиации. Большая напряженность поля пробоя БКЗ, высокая насыщенная скорость дрейфа носителей тока и высокая теплопроводность делают карбид кремния уникальным материалом для создания мощных высокочастотных приборов, работающих при высоких температурах и обеспечивающих малые энергетические потери.
Такое сочетание уникальных свойств 81С открывает перспективу создания элементной базы экстремальной электроники, необходимой для систем производства и распределения электроэнергии, для систем контроля и управления ядерных реакторов, для систем контроля окружающей среды и других важных областей. Подобные приборы не могут быть изготовлены на основе уже освоенных промышленностью материалов, таких как Бд ОаАя, ваР. Значительному прогрессу карбид кремниевой полупроводниковой электроники способствует тот факт, что к настоящему времени освоено выращивание монокристаллов Б1С диаметром до 100 мм, пригодных для использования в качестве подложек.
Все отмеченное выше обуславливает повышенный интерес к полупроводниковому Б КЗ, который особенно усилился в последнее годы. В США, Японии, Германии и других промышленно развитых странах ведутся интенсивные исследования по БКГ, растет число фирм, занимающихся выращиванием кристаллов и эпитаксиальных слоев БКЗ, изготовлением приборов на его основе. Ежегодно проводятся несколько международных конференций по карбиду кремния.
Вместе с тем, качество выращиваемых кристаллов пока еще не отвечает высоким требованиям, предъявляемым к полупроводниковым материалам. Вопросы воспроизводимости и управления свойствами материала требует понимания свойств легированных материалов. В частности необходимо знать предельные растворимости примесей, позиции примеси замещения,

Рис. 14. Структура образца с кольцевой геометрией контактов (а) и ее эквивалентная схема (б)