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5-5-2選択的ドーピング:イオン注入

5.炭化ケイ素技術

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5-5-2選択的ドーピング:イオン注入

2018-01-08

ほとんどのシリコンドーパントの拡散係数が(1800℃で)無視できるほど小さいという事実は、

デバイスが動作するにつれてドーパントが望ましくないほど拡散しないので、デバイスの接合安定性を維持する

高温で長期間。残念なことに、この特性も大きく(b

温度)は、従来のドーパント拡散の使用を排除し、非常に有用な技術である

シリコンマイクロエレクトロニクス製造に用いられ、パターンドープのためのものである。


横方向にパターニングされたドーピングがイオン注入によって行われる。これはやや深さを制限します

ほとんどのドーパントは、通常のドーパントおよび注入を用いて、1μm未満まで従来通りに注入することができる

装置。シリコンプロセスと比較して、シリコンイオン注入は、はるかに高いサーマルバジェット

受容可能なドーパント注入電気活性化を達成する。イオン注入プロセスの概要

様々なドーパントについては、これらのプロセスの大部分は、

パターン形成された(時には高温の)基板を使用して、室温から800℃の範囲の温度、

マスキング材。移植中の高温は、その間にある程度の格子自己治癒を促進する

置換されたシリコンおよび炭素原子の損傷および偏析が

オーミックコンタクト形成のためにしばしば用いられる高ドーズインプラントにおいて過剰である。共移植

のドーパントによる炭素の電気伝導度を向上させる手段が研究されている

高濃度にドープされた注入層。


注入に続いて、パターニングマスクが除去され、より高い温度(約1200〜1800℃)が、

ドーパントイオンの最大電気活性化を達成するためにアニールが行われる。最終焼鈍

条件は、イオン注入層から所望の電気特性を得るために重要である。より高い

インプラントのアニール温度を上げると、表面の形態は著しく低下する可能性がある。昇華

エッチングは、主として、結晶表面からのシリコンの損失、シリコンの過圧におけるアニール

高温アニール中の表面劣化を低減するために使用することができる。そのような過剰圧力は

近接した固体源によって達成されてもよい。例えば、閉鎖された坩堝を蓋で蓋をすること、および/または

またはシラン含有雰囲気中でのアニーリングによって、ウェハ上に堆積させることができる。同様に、頑強な

アルンおよびグラファイトのようなキャッピング層もまた、表面をより良好に保存するのに有効であることが判明している

高温イオン注入アニール中のモフォロジー。


いくつかの研究によって証明されているように、4h-ドープの電気的特性および欠陥構造

イオン注入およびアニールによるものは、一般に、エピタキシャル

成長。当然のことながら、格子線に課される損傷は、注入線量にほぼ比例する。偶数

妥当な電気的ドーパント活性化が達成されているが、熱アニールプロセス

現在までに開発されたものでは、

より高濃度のイオン注入(例えば、高濃度にドープされた層を形成するためにしばしば用いられるイオン注入

オーミック接触形成の準備、セクション5.5.3)。高度に劣化した結晶品質

注入されたSiC層は、キャリアの移動度および少数キャリアの寿命を劣化させることが観察されており、

それによって、いくつかのデバイスの電気的性能を著しく低下させる。 〜まで

イオン注入されたドーピングのさらなる大幅な改良が開発され、

植え込み層に関連する不均一な挙動を説明する。

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