離子注入和退火對(duì)非故意摻雜4H-SiC中本征缺陷影響的ESR研究.pdf

1、SiC是近幾年迅速崛起的寬禁帶半導(dǎo)體材料之一，SiC材料具有很大的禁帶寬度，很高的遷移率以及良好的熱導(dǎo)率等特性，從而在高功率、高頻率和耐高溫器件等方面具有極其重要的發(fā)展前景；它既可用作器件的襯底，也可作為器件間的隔離，同時(shí)又可作為GaN材料的襯底材料。到目前為止，非故意摻雜4H-SiC外延材料的在國內(nèi)的研究已經(jīng)取得了顯著的成就，但是對(duì)于4H-SiC材料中的本征缺陷還沒有完整的測(cè)試方法；尤其對(duì)于深能級(jí)本征缺陷，不同樣品的測(cè)試結(jié)果也有很大的

2、差異，對(duì)本征缺陷深能級(jí)的起源尚未有定論。
　　 本文采用電子順磁共振法研究了LPCVD法制備的非故意摻雜4H-SiC外延材料的本征缺陷，其中樣品的預(yù)處理工藝為離子注入后退火，注入的離子分別為Si+離子和C+離子。首先對(duì)離子注入工藝和離子注入理論進(jìn)行了研究，利用蒙特卡羅(Monte Carlo)算法軟件Trim95對(duì)C+、Si+離子注入4H-SiC的分布進(jìn)行了模擬計(jì)算。設(shè)計(jì)采用60keV、90keV和130keV三次低能量C+離子

3、注入；100keV、150keV和200keV三次低能量Si+離子注入，注入前采用厚度為100nm的SiO2作為掩膜，消除非故意摻雜4H-SiC中深能級(jí)缺陷。在注入后的退火過程中，采用氫氣作為保護(hù)。且1400℃時(shí)的退火時(shí)間為10min；1600℃時(shí)退火時(shí)間為10min、30min。并在此基礎(chǔ)上研究了退火工藝參數(shù)對(duì)材料中本征缺陷影響。
　　 在C+離子注入后，通過1600℃、10min的退火處理可有效降低C+離子注入樣品中的缺陷濃