| 【中文题名】 | 注入钒形成碳化硅半绝缘层的理论和技术研究 |
| 【英文题名】 | The Study of SiC Layers by Vanadium Ion Implantations |
| 【学科专业】 | 微电子学与固体电子学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-4-26 |
| 【中关键词】 | 碳化硅,半绝缘,离子注入,钒,, |
| 【英关键词】 | SiC,semi-insulating,ion-implanting,vanadium, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>半导体技术>一般性问题>半导体二极管>二极管：按作用分 |
| 【论文摘要】 | 本文对离子注入钒形成半绝缘碳化硅的机理、方法和工艺进行了深入的研究。首先对碳化硅材料中的深能级进行了仔细研究，发现钒在碳化硅带隙中引入位于带隙中央附近的深施主能级和深受主能级，为补偿形成半绝缘碳化硅材料奠基了良好的理论基础。
讨论了形成半绝缘碳化硅材料的机理和工艺方法。钒替代硅的位置，在不同导电类型的碳化硅材料中产生深施主能级或是深受主能级，束缚剩余的自由载流子，完成补偿作用。
理论分析了离子注入钒在碳化硅材料中的分布情况。钒离子在靶内的浓度近似为高斯分布。高温注入可减少对靶材料的损伤。高温退火对钒离子的再分布没有显著影响，但可以起到激活钒离子电特性、提高补偿率的作用。
分别采用高能和低能注入进行了实验研究。p型SiC的钒注入形成电阻率极高、载流子迁移率很小的半绝缘层。n型SiC的钒离子注入，形成较高电阻率的高阻层。高能注入可以形成性能很好的高阻层，但对材料损伤较大。对n型SiC进行了低能常温注入，常温注入和低温退火对提高电阻率起到了积极作用。低能注入形成的高阻层深度较小，但可以很好满足器件隔离及节终端的应用需要。 |
| 【论文题纲】 |
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第一章 引言 |
9-15 |
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1．1 碳化硅材料的特性 |
9-11 |
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1．2 制备碳化硅半绝缘层的原理及意义 |
11-14 |
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1．3 本文的主要工作 |
14-15 |
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第二章 碳化硅中的深能级 |
15-28 |
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2．1 碳化硅中的浅能级杂质 |
15-17 |
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2．2 碳化硅中的过渡金属能级 |
17-22 |
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2．3 钒在碳化硅中的电荷状态及能级 |
22-28 |
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2．3．1 红外辐射和吸收实验 |
22-23 |
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2．3．2 电子自旋共振 |
23-24 |
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2．3．3 深能级瞬态谱实验 |
24 |
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2．3．4 霍尔效应实验 |
24-26 |
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2．3．5 光导纳光谱实验 |
26-28 |
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第三章 半绝缘碳化硅的形成方法 |
28-33 |
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3．1 半绝缘层的两种形成方法 |
28-29 |
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3．2 注入钒形成半绝缘层的机理 |
29-33 |
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第四章 钒离子注入技术及Trim模拟 |
33-41 |
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4．1 离子注入技术概述 |
33-34 |
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4．2 注入粒子的射程分布及其模拟结果 |
34-36 |
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4．3 入射粒子在靶中的浓度分布及模拟 |
36-38 |
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4．4 离子注入的损伤 |
38-39 |
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4．5 结论 |
39-41 |
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第五章 钒离子注入的实验研究 |
41-52 |
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5．1 高能钒离子注入实验 |
41-47 |
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5．1．1 样品准备 |
41-42 |
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5．1．2 实验步骤 |
42-44 |
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5．1．3 分析及结论 |
44-47 |
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5．2 低能钒离子注入实验 |
47-52 |
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5．2．1 实验样品及步骤 |
47-49 |
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5．2．2 测试及分析 |
49-52 |
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第六章 结论 |
52-55 |
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致谢 |
55-57 |
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参考文献 |
57-61 |
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研究成果 |
61-62 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.344029 |
