Ny implantation Ion dia fomba iray hanampiana vola sy karazana loto sasany ao anaty fitaovana semiconductor mba hanovana ny toetrany elektrika. Azo fehezina tsara ny habetsahana sy ny fizarana ny loto.
Fizarana 1
Nahoana no mampiasa ion implantation dingana
Ao amin'ny fanamboarana ny hery semiconductor fitaovana, ny P/N faritra doping ny nentim-paharazanasilicone wafersazo atao amin'ny diffusion. Na izany aza, ny fiparitahan'ny tsy tapaka ny atoma maloto aosilisiôma carbideambany dia ambany, noho izany dia tsy azo atao ny manatratra doping mifantina amin'ny alàlan'ny diffusion, araka ny aseho amin'ny sary 1. Amin'ny lafiny iray, ny fepetra mari-pana amin'ny fametrahana ion dia ambany noho ny fizotran'ny diffusion, ary ny fizarana doping mora kokoa sy marina kokoa dia mety. miforona.
Sary 1 Fampitahana ny diffusion sy ny implantation ion doping teknolojia amin'ny silisiôma carbide fitaovana
Fizarana 2
Ahoana no hahatratraranasilisiôma carbideimplantation ion
Ny fitaovana implantation ion mahery indrindra ampiasaina amin'ny fizotran'ny famokarana silisiôma carbide dia ahitana loharano ion, plasma, singa aspiration, andriamby famakafakana, taratra ion, fantsona fanafainganana, efitrano fizotry, ary kapila scanning, araka ny aseho amin'ny sary 2.
Figure 2 Diagrama skematika amin'ny fitaovana fametahana ion mahery vaika silisiôma
(Loharano: “Teknolojia famokarana semiconductor”)
Ny fametrahana ion SiC dia matetika atao amin'ny hafanana avo, izay mety hampihena ny fahasimbana amin'ny mason-tsivana kristaly vokatry ny daroka baomba. HO AN'NY4H-SiC wafers, ny famokarana faritra N-karazana dia matetika tratra amin'ny fametrahana ny azota sy ny phosphore ion, ary ny famokarana nyP-karazanaNy faritra dia matetika tratra amin'ny alàlan'ny fametrahana ion aluminium sy ion boron.
Table 1. Ohatra amin'ny doping mifantina amin'ny famokarana fitaovana SiC
(Loharano: Kimoto, Cooper, Fototry ny Teknolojia Silicon Carbide: Fitomboana, Famantarana, Fitaovana ary Fampiharana)
Figure 3 Fampitahana ny implantation ion angovo maro dingana sy ny fizarazaran'ny doping doping ambonin'ny wafer
(Loharano: G.Lulli, Introduction To Ion Implantation)
Mba hahatratrarana ny fifantohana doping mitovy amin'ny faritra implantation ion, matetika ny injeniera dia mampiasa implantation maromaro dingana mba hanitsiana ny fizarana fifantohana amin'ny faritra implantation (araka ny aseho amin'ny sary 3); ao amin'ny dingana famokarana tena izy, amin'ny alàlan'ny fanitsiana ny angovo implantation sy ny fatran'ny implantation ny ion implanter, dia azo fehezina ny fifantohana doping sy ny halalin'ny doping amin'ny faritra implantation, araka ny aseho amin'ny sary 4. (a) sy (b); ny ion implanter dia manao fanamiana ion implantation eo amin'ny savaivony amin'ny alalan'ny scan ny wafer surface imbetsaka mandritra ny fandidiana, araka ny aseho ao amin'ny sary 4. (c).
(c) Fihetsehan'ny implanter ion mandritra ny fametrahana ion
Figure 4 Nandritra ny dingan'ny implantation ion, ny fifantohana sy ny halalin'ny loto dia voafehy amin'ny alàlan'ny fanitsiana ny angovo implantation ion sy ny fatra.
III
Fampahavitrihana annealing dingana ho an'ny silisiôma carbide implantation
Ny fifantohana, ny faritra fitsinjarana, ny tahan'ny fampahavitrihana, ny kilema ao amin'ny vatana ary ny eny ambonin'ny implantation ion no tena masontsivana ny fizotry ny implantation. Misy antony maro izay misy fiantraikany amin'ny vokatry ny masontsivana, anisan'izany ny implantation fatra, angovo, kristaly orientation ny fitaovana, implantation mari-pana, annealing mari-pana, annealing fotoana, tontolo iainana, sns Tsy toy ny silisiôma implantation doping, dia mbola sarotra ny tanteraka ionize. ny loto ny silisiôma carbide aorian'ny ion implantation doping. Raiso ny tahan'ny ionization acceptor aluminium ao amin'ny faritra tsy miandany amin'ny 4H-SiC ho ohatra, amin'ny fifantohana doping amin'ny 1 × 1017cm-3, ny tahan'ny ionization acceptor dia eo amin'ny 15% eo ho eo amin'ny mari-pana amin'ny efitrano (matetika ny tahan'ny ionization ny silisiôma dia eo ho eo. 100%). Mba hahatratrarana ny tanjona amin'ny tahan'ny fampahavitrihana avo sy ny kilema vitsy kokoa, ny dingana annealing amin'ny hafanana avo dia hampiasaina aorian'ny fametrahana ion mba hamerenana indray ny lesoka amorphous nateraky ny implantation, ka ny atôma nambolena dia miditra amin'ny tranokala fanoloana ary mihetsika, araka ny aseho. eo amin'ny sary 5. Amin'izao fotoana izao dia mbola voafetra ihany ny fahatakaran'ny olona ny mekanisma amin'ny fizotry ny fanalefahana. Ny fanaraha-maso sy ny fahatakarana lalina ny fizotran'ny annealing dia iray amin'ireo ifantohan'ny fikarohana momba ny implantation ion amin'ny ho avy.
Figure 5 Schematic diagram amin'ny fiovan'ny fandaminana atomika eo amin'ny faritry ny faritra implantation ion silisiôma karbida alohan'ny sy aorian'ny fametahana ion, izay misy Vsimaneho ny fahabangan'ny silisiôna, VCmaneho ny fahabangan'ny karbaona, Cimaneho atôma famenoana karbaona, ary Siimaneho atoma famenoana silisiôma
Ny fampahavitrihana ion annealing amin'ny ankapobeny dia misy ny fanerena lafaoro, ny fanerena haingana ary ny fanerena laser. Noho ny sublimation ny Si atoma amin'ny SiC fitaovana, ny annealing mari-pana amin'ny ankapobeny dia tsy mihoatra ny 1800 ℃; Ny atmosfera annealing dia matetika atao amin'ny gazy tsy misy dikany na vacuum. Ny ion samihafa dia miteraka ivon-kilema samihafa ao amin'ny SiC ary mitaky hafanam-pandrefesana hafa. Avy amin'ny ankamaroan'ny valin'ny fanandramana, dia azo tsoahina fa ny ambony ny mari-pana annealing no ambony kokoa ny fampahavitrihana ny tahan'ny (araka ny aseho ao amin'ny sary 6).
Sary 6 Ny fiantraikan'ny mari-pana fanalana amin'ny tahan'ny fampahavitrihana elektrika amin'ny fametrahana azota na phosphore ao amin'ny SiC (amin'ny mari-pana)
(Total fatra implantation 1×1014cm-2)
(Loharano: Kimoto, Cooper, Fototry ny Teknolojia Silicon Carbide: Fitomboana, Famantarana, Fitaovana ary Fampiharana)
Ny dingana fampahavitrihana matetika ampiasaina aorian'ny implantation SiC ion dia tanterahina ao amin'ny rivo-piainana Ar amin'ny 1600 ℃ ~ 1700 ℃ mba recrystallize ny SiC ambonin'ny sy hampavitrika ny dopant, amin'izany fanatsarana ny conductivity ny doped faritra; alohan'ny annealing, ny sosona ny karbaona sarimihetsika azo coated amin'ny ovy ambonin'ny ho fiarovana ambonin'ny mba hampihenana ny fahasimban'ny ambonin'ny vokatry ny Si desorption sy ambonin'ny atoma fifindra-monina, araka ny aseho ao amin'ny Figure 7; aorian'ny fanerena, ny sarimihetsika karbônina dia azo esorina amin'ny alàlan'ny oxidation na corrosion.
Figure 7 Fampitahana ny hamafin'ny etỳ ambonin'ny 4H-SiC wafers misy na tsy misy carbon film fiarovana ambanin'ny 1800 ℃ annealing mari-pana
(Loharano: Kimoto, Cooper, Fototry ny Teknolojia Silicon Carbide: Fitomboana, Famantarana, Fitaovana ary Fampiharana)
IV
Ny fiantraikan'ny implantation ion SiC sy ny fizotran'ny fampahavitrihana
Ny implantation Ion sy ny fampahavitrihana ny fampahavitrihana manaraka dia tsy azo ihodivirana hamokatra lesoka izay mampihena ny fahombiazan'ny fitaovana: lesoka saro-pady, fahadisoam-pandaminana (araka ny aseho eo amin'ny sary 8), fikisahana vaovao, tsy fahampian'ny angovo marivo na lalina, tadidin'ny dislocation amin'ny fiaramanidina ary ny fihetsehan'ny dislocations efa misy. Koa satria ny dingan'ny daroka baomba mahery vaika dia hiteraka adin-tsaina amin'ny wafer SiC, ny fizotran'ny implantation amin'ny hafanana sy ny angovo avo dia hampitombo ny warpage wafer. Ireo olana ireo koa dia lasa tari-dalana izay mila amboarina maika sy ianarana amin'ny dingan'ny famokarana SiC ion implantation sy annealing.
Figure 8 Diagram schematic ny fampitahana eo amin'ny ara-dalàna 4H-SiC makarakara sy ny stacking fahadisoana isan-karazany
(Loharano: Nicolὸ Piluso 4H-SiC Defects)
V.
Fanatsarana ny fizotran'ny implantation silisiôma karbida
(1) Ny sarimihetsika oksidena manify dia tazonina eo amin'ny faritry ny faritra implantation ion mba hampihenana ny haavon'ny fahasimban'ny implantation vokatry ny implantation ion mahery vaika amin'ny epitaxial sosona silisiôma carbide, araka ny aseho amin'ny sary 9. (a) .
(2) Manatsara ny kalitaon'ny kapila kendrena amin'ny fitaovana implantation ion, mba hifanaraka akaiky kokoa ny wafer sy ny kapila kendrena, tsara kokoa ny conductivity mafana amin'ny kapila kendrena amin'ny wafer, ary ny fitaovana dia manafana ny lamosin'ny wafer. mitovitovy kokoa, manatsara ny kalitaon'ny implantation ion avo lenta sy avo lenta amin'ny wafers karbida silisiôma, araka ny aseho amin'ny sary 9. (b).
(3) Amboary ny tahan'ny fiakaran'ny mari-pana sy ny fitovian'ny mari-pana mandritra ny fiasan'ny fitaovana fanalefahana hafanana.
Sary 9 Fomba hanatsarana ny fizotran'ny implantation
Fotoana fandefasana: Oct-22-2024