Исследование процессов отжига слаболегированных слоев n-4Н-SiC после облучения быстрыми электронами / Корольков O.М., Козловский В.В., Лебедев A.А., Слепчук Н., Toompuu J., Стрельчук А.М.

Abstract

Инженерия радиационных дефектов Radiation Defect Engineering (RDE) находит все более широкое применение в приборной технологии, в частности для компенсации примесной проводимости и создания высокоомных областей в полупроводниковых структурах [1]. Ранее нами была показана возможность создания в n-SiC с концентрацией доноров (4-6) 1015 см-3 высокоомных слоев с помощью облучения высокоэнергетическими электронами [2, 3]. За компенсацию донорной проводимости ответственны ловушки Z1/Z2 и EH6/7, закрепляющие положение равновесного уровня Ферми на глубине ~1.25 eV ниже дна зоны проводимости SiC. [2, 4]. Термическая стабильность радиационных дефектов в полупроводниках является важнейшим и часто лимитирующим фактором в RDE [1]. Особенно для полупроводников, например SiC, приборы на основе которых потенциально способны работать при высоких (до 175°С) температурах. Для n-SiC долгое время эта тема считалась недостаточно актуальной, т.к. основные радиационные дефекты Z1/Z2 и EH6/7 отжигаются при температурах ~ 1000 °С [5-7]. Однако, в последнее время стали появляться сообщения, свидетельствующие о некой низкотемпературной нестабильности радиационных дефектов. Целью настоящей работы было представить панорамную картину влияния температуры и времени отжига на параметры карбид-кремниевых диодов Шоттки, облученных быстрыми электронами. Проведенные исследования показали, что устранения нестабильных радиационных дефектов, внесенных в n-4Н-SiC облучением быстрыми электронами необходим отжиг 500°С, 30 минут. При таких температурах отжига нестабильные дефекты либо отжигаются, либо трансформируются в стабильные Z1/Z2 и EH6/7 центры, успешно используемые в Инженерии радиационных дефектов (Radiation Defect Engineering). Оперируя энергией, дозами облучения и температурой отжига можно модулировать выходные параметры прибора либо создавать многослойные конструкции с изоляционными и полу изоляционными слоями. Следовательно, исследования проводимые в области облучения и стабилизирующего отжига позволяют разработать дополнительный инструмент, который можно использовать в технологии изготовления полупроводниковых структур.