Regensburg 2004 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 44: Poster II
HL 44.90: Poster
Donnerstag, 11. März 2004, 16:30–19:00, Poster A
Löslichkeit und elektrische Aktivierung von Phosphor und Stickstoff in SiC — •L. M. Bockstedte, L. A. Mattausch und L. O. Panktratov — Lst. f. Theor. Festkörperphysik, Universiät Erlangen-Nürnberg, Staudtstr. 7B2, D-91058 Erlangen
Hochdotierte n-Typ Substrate sind für die SiC-Technologie wesentlich. In Implantations- und Wachstumsexperimenten wurde die elektrische Aktivierung und Löslichkeit von Phosphor und Stickstoff untersucht [1,2]. In Stickstoff-dotierten Proben konnte eine vollständige elektrische Aktivierung nur für eine Dotierung unterhalb einer Grenzkonzentration von 2-5· 1019 cm−3 erreicht werden. Dagegen konnte Phosphor bis zu Konzentrationen von 1020 cm−3 bei nahezu vollständiger Aktivierung implantiert werden. Um das unterschiedliche Verhalten der Dotieratome zu verstehen und ihre Löslichkeit zu bestimmen, haben wir ab initio Rechungen durchgeführt. Dabei wurde das Verhalten der Donatoren in Abhängigkeit des C/Si-Verhältnisses und der Ausheil-/Wachstumstemperatur untersucht. Wir finden, dass Phosphor hauptsächlich auf dem Silizium-Untergitter vorkommt, während Stickstoff auschließlich Kohlenstoff-Plätze besetzt. Die elektrische Aktivierung beider Donatoren wird im thermodynamischen Gleichgewicht nicht durch Kompensation begrenzt, sondern durch die Bildung von Präzipitaten beim Phosphor und durch Passivierung beim Stickstoff. Für die Stickstoffpassivierung ist die oberhalb einer kritischen Stickstoffkonzentration von 2· 1019 cm−3 dominierende Bildung von Stickstoff-Leerstellen-Komplexen verantwortlich.
[1] M. Laube et al. , J. Appl. Phys 92, 549 (2002).
[2] D. Schulz et al. , Mater. Sci. Forum 338-342, 87 (2000).