Silicon Carbide Ion Implantation and Annealing Process

In processibus dopingis carbidi pii machinis, vulgo dopantes adhibitis, nitrogenum et phosphorum pro n-typo doping, et aluminium et boron pro p-typo doping, cum ionizationibus energiae et solutionis limitibus in Tabula 1 (nota: hexagonali (h. ) et cubicum (k)).

▲Tabula 1. Ionization Energies et Solubilitas limites Maioris Dopants in Sic

Figura 1 illustrat temperatura-dependens diffusionem coefficientium dopantium majorum in SiC et Si. Dopantes in silice superiores coefficientes diffusionem exhibent, permittentes ad diffusionem altae temperaturae circa 1300°C. E contra, diffusio coefficientium phosphori, aluminii, boron, et nitrogenii in carbide pii sunt insigniter inferiores, temperaturae supra 2000°C propter rationabiles rates diffusionis necessitatis. Diffusio summus temperatura varias quaestiones inducit, ut multiplices diffusiones defectuum electricae operationis ignominiae et incompatibilitas communis photoresistarum sicut larvarum, implantationem faciens in sola electione carbidi siliconis doping.

Figura 1. Diffusio comparativa Constantini majoris Dopants in SiC et Si

In implantatione ion, vires per collisiones cancellorum atomorum subiecti amittunt, industriam ad haec atomorum transferentes. Haec translativa vis atomos e cancello ligandi energiae emittit, sinit movere in distent et collidi cum aliis atomis cancellis, deturbare. Hic processus usque dum nulla libera atomorum vim sufficientem habent ut alios e cancello dimitteret.

Ob ingentem quantitatem ionuum implicatorum, implantatio cancellorum late damnum infert prope superficiem subiectam, cum amplitudine damni ad parametri implantationem pertinentia sicut dosis et energia. Nimia dosages crystallinam structuram iuxta superficiem subiectam destruere possunt, eam convertens amorphosam. Hoc cancellos damnum ad unicam structuram cristalem reparanda est et dopantes excitant in processu furnum.

Summus temperatus furnum permittit atomos ut industriam ex calore lucrifaciant, celeri motu scelerisque subeundo. Semel ad loca intra cancellos unius crystalli cum infimo libero energiae se movent, ibi considunt. Sic carbida et dopantia atomorum amorphoi pii laesa prope inter faciem subiectam structuram unicam crystalli structuram in cancellos positiones aptando et cancelli industria ligatam restituunt. Haec cancelli simultaneae reparationis et activitatis dopantis fiunt in furnum.

Investigatio nuntiavit relationem inter rates activationis dopantium in SiC et furnum temperaturas (Figura 2a). Hoc in contextu, stratum epitaxialem tum substratum, n-typus sunt, cum nitrogeno et phosphoro ad altitudinem 0.4µm insertis ac dosis totalis 1×10^14 cm^-2. Ut in Figura 2a ostenditur, nitrogenium ratem activationem exhibet infra 10% post furnum 1400°C, attingens 90% ad 1600°C. Mores phosphori similes sunt, temperatura furnum 1600°C postulantes pro 90% activatione.

▲ Figura 2a. Activation Rates diversorum Elementorum in variis Annealing Temperaturis in Sic

Pro processibus implantationis p-type ion, aluminium generaliter adhibetur ut dopant ob diffusionem anomalorum boron effectus. Similia implantationis n-type, annealing in 1600°C signanter auget aluminium activation rate. Sed investigationes per Negoro et al. invenit schedam resistentiam usque ad 500°C satietatem in 3000Ω/quadrata cum implantatione aluminii altae dosis, et dosis augens ulterius resistentiam non redegit, indicans aluminium amplius non ionizare. Ita, per implantationem ion ad creandum graves regiones p-typus corruptas, manet provocatio technologica.

▲ Figura 2b. Relatio inter Activation Rates et Dosage diversorum elementorum in Sic

Altitudo dopantium et concentratio factorum criticorum in implantatione ion sunt, directe afficientes sequentes electricum artificii observantiam et stricte coerceri debent. Secundarium Ion Missa Spectrometria (SIMS) adhiberi potest ad altitudinem et attentionem dopantium post-implantationem metiendam.**