universität erlangen-nürnberg dfg-begutachtung erlangen, 19./20. november 2001 sic als...
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Universität Erlangen-NürnbergDFG-BegutachtungErlangen, 19./20. November 2001
SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
Theorie der Dotierung von SiC:
Fremdatome und intrinsische Defekte
Universität Erlangen-NürnbergDFG-BegutachtungErlangen, 19./20. November 2001
SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
Dotierung Charakterisierung
Defektsignaturen
Mikroskopische Modelle der Dotierzentren
Theorie
Löslichkeit / Aktivierung Diffusion
Universität Erlangen-NürnbergDFG-BegutachtungErlangen, 19./20. November 2001
SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
• Donatoren: N und P • Kodotierung mit N und P• Akzeptor: B • Komplexe mit intrinsischen Defekten
Ziel II: Intrinsische Defekte in 3C- und 4H-SiC
• C- und Si-Interstitials, Leerstellen• Komplexe intrinsischer Defekte• Identifizierung unbekannter Defekte (DI, DII, Z1/Z2)
Ziel I: Vollständige Theorie der Dotierung von 3C- und 4H-SiC
Universität Erlangen-NürnbergDFG-BegutachtungErlangen, 19./20. November 2001
SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
Hyperfeinwechselwirkung Spinresonanz (ESR, ENDOR)
Bildungsenergien Konzentration im Gleichgewicht:Löslichkeit, Aktivierung
Migrations-, Reaktionsbarrieren Diffusion, Kinetik der Defektreaktionen
Umladungsniveaus Ladungszustände (DLTS)
Lokale Schwingungen Phononenreplika (Lumineszenz)
Methode: Dichtefunktional-Theorie
Was kann man rechnen?
Universität Erlangen-NürnbergDFG-BegutachtungErlangen, 19./20. November 2001
SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
Beispiel: Bor
Auf Si-Platz: Flacher Akzeptor
Si
C
BTiefer Akzeptor: 0.6-0.7 eV
Universität Erlangen-NürnbergDFG-BegutachtungErlangen, 19./20. November 2001
SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
Bor-komplexe mit intrinsischen Defekten
Universität Erlangen-NürnbergDFG-BegutachtungErlangen, 19./20. November 2001
SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
Konzentration der Bor-Defekte im thermischen Gleichgewicht
C-reich Si-reich
Universität Erlangen-NürnbergDFG-BegutachtungErlangen, 19./20. November 2001
SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
Bor-Dotierung: Löslichkeitsgrenzen
Universität Erlangen-NürnbergDFG-BegutachtungErlangen, 19./20. November 2001
SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
Di-Kohlenstoff-Antisite-Komplex1
Defektidentifikation: LVMs (DII-Zentrum)
1 A. Mattausch, M. Bockstedte und O. Pankratov, Physica B, in print
Universität Erlangen-NürnbergDFG-BegutachtungErlangen, 19./20. November 2001
SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
Defektidentifikation: Hyperfeinparameter VSi-
ReferenzHyperfeintensor
(MHz)
3C
exp.1 C1-4 74,6 33,1
theor.2 C1-4 101,0 63,7
theor.3 C1-4 85,8 42,0
4H
exp.2 C1-4 80,4 33,9
theor.3
cC1 82,0 36,1
C2-4 75,7 32,2
hC1 83,5 37,9
C2-4 80,2 36,51H. Itoh et al., phys. stat. sol. (a) 162, 173 (1997)2T. Wimbauer et al., Phys. Rev. B 56, 7384 (1997)3M. Bockstedte et al., Mat. Sci. Forum, in print
Silizium-Leerstelle VSi-
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SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
Projekt VTheorie der Dotierung
Projekt IIIN / P Kodotierung
Projekt IVp-Dotierung zur
Bauelementeisolation
Zusammenarbeit und Kooperationen
Projekt VIIIIsotopverschiebung
ExternDr. H. Huang
Polytech. Uni Hong KongDotierprofile:
kin. Monte Carlo