Получение и исследование варизонной структуры 3C-SiC/6H-SiC - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния

Известно, что кубический карбид кремния (3С-SiC) является одним из наиболее интересных политипов SiC.3С-SiCобладает наибольшей среди политипов SiC и не зависящей от кристаллографического направления подвижностью электронов (1200 см2/В-с). Остальные параметры 3С (критическое электрическое поле, максимальные рабочие температуры, скорость насыщения электронов, теплопроводность) не значительно отличаются от параметров гексагональных политипов. Таким образом,3С-SiC является весьма перспективным материалом для создания различных типов полупроводниковых приборов. Однако до настоящего времени отсутствуют монокристаллические подложки3С-SiC, а электрические параметры изучены достаточно слабо.

Эпитаксиальные слои 3C-SiC толщиной до 100 мкм были получены методом сублимационной эпитаксии на гексагональных(6H-SiC) подложках. Максимальные скорости роста достигали 200 мкм/час. Специально не легированные слои имели n - тип проводимости (Nd-Na ~1017-1018 см-3). В спектре фотолюминесценции преобладала донорно-акцепторная рекомбинация (Al-N) hнMAX ~2.12 эВ. Представлен подробный анализ спектра фотолюминесценции, полученный при 6 К. Сделан вывод, что данные эпитаксиальные слои могут быть использованы как подложки для создания приборов на основе 3C-SiC.

Проведено исследование низкотемпературной проводимости и магнетосопротивления полученных пленок в зависимости от уровня легирования и структурного совершенства. Обнаружено, что при концентрациях Nd - Na в слое n -3C-SiC 3-1017 см-3 происходит переход металл - диэлектрик.

С использованием источника роста, содержащего Al, были получены сильнолегированные (Na - Nd ~ 2 - 3-1018 см-3) эпитаксиальные слоиp-3C-SiC. Проведенные электрофизические исследования показали, что энергия активации акцепторной примеси в этих слоях существенно ниже, чем известные литературные данные, полученные из исследования спектров ФЛn-3C-SiC<Al>. По-видимому, это связано с тем, что при концентрациях Al 1018См-3, происходит уменьшение энергии ионизации алюминия (либо образования другого типа акцепторных центров). Подобная зависимость энергии ионизации алюминия от его концентрации наблюдалась ранее для гексагональных политипов SiC.

На основе полученной эпитаксиальной p-n структуры были сформированы диоды и проведены исследования их параметров методами I-V и C-V характеристик, электролюминесценции. Характеристики исследованных диодов близки характеристикам диодов на основе объемного3С-SiC. Сделан вывод о применимости метода сублимационной эпитаксии для получения3С-SiCp-nструктур на основе подложек других политипов карбида кремния.

Был обнаружен переходный слой между подложкой 6H-SiC и 3C-пленкой. Он представляет собой смесь 3C и 6H политипов, имеет переменную толщину. Наличие переходного слоя, по-видимому, мешает проявлению квантоворазмерных эффектов на гетеропереходе 3С-SiC6H-SiC, и не позволяет создавать приборы типа HEMT транзистора на основе гетерополитипных структур. Следует также отметить, что толщина переходного слоя, также, как и общая концентрация дефектов снижалась с увеличением однородности слоя3С-SiC (с исчезновением включений гексагональной фазы). Таким образом, можно предположить, что исчезновение переходного слоя будет наблюдаться в гетероструктурах3С-SiC6H-SiC, где слой кубического политипа будет состоять из одного или нескольких двойников.

Похожие статьи




Получение и исследование варизонной структуры 3C-SiC/6H-SiC - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния

Предыдущая | Следующая