Berlin 2005 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 26: SiC

HL 26.2: Talk

Saturday, March 5, 2005, 12:45–13:00, TU P-N229

Dotieratom-Interstitials in 4H-SiC — •A. Mattausch, M. Bockstedte und O. Pankratov — Theoretische Festkörperphysik, Universität Erlangen-Nürnberg, Staudtstr. 7, 91058 Erlangen

Eine gebräuchliche Dotiermethode für SiC ist die Ionenimplantation. Sie hinterlässt jedoch Schäden, sodass ein Ausheilprozess für die Aktiverung der Dotieratome nötig ist. Hierbei nehmen die Dotieratome die gewünschten substitutionellen Plätze ein. Dies geschieht entweder über einen Leerstellen- oder einen Interstitial-Mechanismus, wobei sich gezeigt hat, dass der Leerstellenmechanismus z.B. für Bor kaum eine Rolle spielt [1,2]. Mit Hilfe einer DFT-basierten ab initio-Methode haben wir die Zwischengitter-Eigenschaften der gebräuchlichen Dotieratome Bor, Aluminium, Stickstoff und Phosphor in 4H-SiC untersucht. Es zeigt sich, dass sich die Ergebnisse für die Bor-Diffusion in 3C-SiC [2] auf 4H übertragen lassen. Für Aluminium wird die Diffusion über einen kick-out-Mechanismus vorhergesagt, wobei die kick-in-Barriere auf einen substitutionellen Si-Platz mit E_m < 1 eV sehr niedrig ist. Die n-Typ Dotieratome Stickstoff und Phosphor diffundieren beide mittels split-interstitials, bei denen zwei Atome sich einen Gitterplatz teilen. Bei Stickstoff findet die Diffusion dabei praktisch ausschließlich über das Kohlenstoff-Untergitter statt.

[1] K. Rüschenschmidt et al., J. Appl. Phys. 96, 1458 (2004).

[2] M. Bockstedte et al., Phys. Rev. B 70, 115203 (2004).