Untersuchung von p-dotierten Schichten zur Bauelementeisolation

• Antragsteller: Professor Dr. Lothar Frey (†)
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5469528

Zur Realisierung von Bauelementen auf Siliciumkarbid ist die Erzeugung selektiv dotierter Gebiete notwendig; dies erlaubt einzig die Ionenimplantation. Im Falle von p-Dotierung existieren noch ungelöste Probleme bzgl. Aktivierung und Defektausheilung. Als flachster Akzeptor gilt Aluminium, das Ausheiltemperaturen von ca. 1700°C benötigt, um hochleitfähige und defektarme Schichten zu erzeugen. Bor als weiterer Akzeptor liegt bereits sehr tief und läßt sich kaum vollständig aktivieren. Bisherige Arbeiten hatten fast ausschließlich die Erzeugung möglichst hochleitfähiger p-dotierter Schichten zum Inhalt. Für viele Bauelemente werden p-dotierte Gebiete nur zur Erzeugung einer Raumladungszone benötigt und hohe Leitfähigkeit ist nicht notwendig. Nicht eine möglichst hohe Aktivierung und Ladungsträgerbeweglichkeit, sondern stabile Ladungsträgerverteilungen sind entscheidend. Die erzeugten pn-Strukturen müssen ausreichende Sperrfähigkeit, geringe Defektdichten und zeitlich stabiles Verhalten aufweisen. Dazu müssen, neben der Dotierverteilung, die Defekterzeugung und Ausheilung von implantierten Gebieten untersucht werden. Residuale Defekte wirken als Haftstellen, die zeitlich instabile Bauelementeeigenschaften bzw. Degradation der Bauelementecharakteristik bewirken. Im Falle der vergrabenen Schichten muß die oberflächennahe aktive Bauelementeschicht möglichst gering dotiert werden. Die Defektbildung läßt sich über Implantationsbedingungen und Ausheilverfahren beeinflussen. Der Zusammenhang zwischen diesen Prozeßbedingungen und den elektrischen Eigenschaften wird ermittelt und durch Realisierung in Testbauelementen verifiziert.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 476: SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Heiner Ryssel