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Atualização: Sex, 10 de Abril de 2009 às 12h49 | Por: Alessandro Ricardo de Oliveira | RSS
Dopagem de filmes cristalizados de SiC obtidos por PECVD
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Responsável: - Alessandro Ricardo de Oliveira
Coordenador: - Marcelo Nelson Páez Carreño

Para aplicações em dispositivos é comumente desejado preparar filmes com o máximo de condutividade elétrica. Filmes finos de a-SiC:H com condutividade apropriada têm sido tradicionalmente obtidos pela dopagem in-situ, ou seja, durante o crescimento dos filmes. No caso do carbeto de silício cristalino, a dopagem é normalmente realizada via implantação iônica ou dopagem epitaxial controlada (in-situ). A dopagem por difusão térmica de dopantes, muito utilizada na tecnologia do silício, não é utilizada em c-SiC por requerer temperaturas muito altas, acima de 1800 ºC. Isso se deve à elevada energia da ligação do Si-C, que implica num baixo coeficiente de difusão de impurezas em c-SiC [1]. Os elementos químicos freqüentemente empregados como dopantes doadores e aceitadores em SiC são os do grupo V e grupo III da tabela periódica. A implantação de alumínio é utilizada para produzir filmes tipo-p, já que este elemento produz os melhores resultados de aceitadores ativos em SiC. A dopagem com nitrogênio, por outro lado, produz os melhores resultados em filmes de SiC tipo-n. Assim como no silício, o fósforo também pode ser utilizado como impureza doadora, sendo que a energia de ionização do fósforo é comparável à do nitrogênio e também produz dopagem tipo-n. Em trabalhos anteriores, no caso da dopagem tipo-n estudamos o processo de dopagem in-situ com nitrogênio (durante o crescimento dos filmes). Os resultados mostraram que, enquanto pequenos fluxos de N2 (menores que 1 sccm) adicionados à mistura gasosa induzem um pequeno aumento na condutividade elétrica dos filmes (para aproximadamente 10E-9 (ohm.cm)-1), maiores fluxos levam à formação de ligas nitrogenadas. Em relação à dopagem tipo-p aperfeiçoamos os processos cujo estudo havia sido iniciado anteriormente e precisavam ser melhorados. Nesse sentido estudamos a implantação de BF2+ ao invés de B+, obtendo resultados promissores. De fato, a condutividade no escuro de filmes dopados com 1×10E20 cm-3 foi da ordem de 10E-1 ohm.cm)-1. Numa segunda abordagem, também estudamos a dopagem tipo-p por difusão térmica de alumínio, com a qual foram obtidas condutividades da ordem de 1 (ohm.cm)-1 em processos de difusão realizados a 1000 ºC. Estabelecemos, portanto, dois métodos para obter a dopagem tipo-p, utilizando boro e alumínio como impurezas, obtendo em ambos os casos valores de condutividade elétrica comparáveis aos reportados pela literatura do c-SiC. Como mostrado no capítulo anterior, obtivemos cristalitos de SiC de alta qualidade pela cristalização dos filmes amorfos de SiC por tratamentos térmicos. Dessa maneira, este presente trabalho reporta um estudo das propriedades elétricas dos filmes intrínsecos e dopados cristalizados sobre os substratos isolantes e transparentes de quartzo. As técnicas de caracterização elétrica de condutividade elétrica no escuro e de Efeito Hall foram usadas para caracterizar os efeitos da cristalização e dopagem.

Tags: dopagem, a-SiC:H, cristalização
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