1. Električki aktivni defekti uvedeni ionskom implantacijom u SiC
Tomislav Brodar
Mentorica dr. sc. Ivana Capan

2. Sadržaj Silicijev karbid (SiC) Električki aktivni defekti
Tranzijentna spektroskopija dubokih nivoa
(DLTS - eng. Deep-level transient spectroscopy)
Uzorci
Mjerni uređaj
Rezultati

3. 4H silicijev karbid
Široki energijski procjep,
dobra toplinska vodljivost,
Visoko probojno električno polje
Visoko-temperaturne,
visoko-naponske,
visoko-frekventne namjene
Veća potrebna energija za pomak atoma iz položaja u kristalnoj rešetci
Otpornost na izloženost zračenju
Ilustracija SiC kristalne strukture slaganjem slojeva od Si-C para atoma (a), pozicije prva dva sloja su označene s A i B (b) te treći sloj može biti na poziciji A (c) ili C (d).
4H politip SiC: ABCB

4. Defekti u 4H-SiC Intrinsični defekti najmanje energije: SiC, CSi, VC
Električki aktivni defekti: SiC, VC, Vsi,…

5. Interakcija dubokih nivoa s vrpcama
Plitki donori
Duboki nivoi
∿kBT
Plitki akceptori

6. ND nT

7. Tranzijentna spektroskopija dubokih nivoa (DLTS - eng
Tranzijentna spektroskopija dubokih nivoa (DLTS - eng. Deep-level transient spectroscopy)

9. Uzorci CRIEPI ANSTO Ioni He2+ 2 MeV Referentni uzorak
1. uzorak: 1x109 cm-2
2. uzorak: 5x109 cm-2
3. uzorak: 1x1010 cm-2

10. Mjerni uređaj

11. Rezultati: TRIM simulacija
TRIM (Transport of ions in matter)
SRIM (Stopping and Range of Ions in Matter)
4-5 μm

12. Kapacitivno-naponska mjerenja

14. DLTS spektar trećeg uzorka

15. DLTS spektar drugog uzorka
τ = 20 ms
(a)
VR = -10 V
VP = 0 V
tp = 10 ms
T = 1 s
(b)
VR = -5 V
VP = -0.5 V
tp = 50 ms
T = 0.5 s

16. DLTS spektri uzoraka

17. Arrhenius graf

18. Hemmingsson et al. [10] σZ1/2=konst. Kawahara et al. [15]
X duboki nivo
Uzorak
Aktivacijska energija(eV)
Udarni presjek (cm2) 1.
1x10-18 2.
0.56±0.02
8x10-17 3.
0.52±0.01
5x10-17
Z1/2 duboki nivo
Uzorak
Aktivacijska energija(eV)
Udarni presjek (cm2) 1. 2.
0.67±0.05
7x10-15 3.
0.72±0.07
3x10-15
Hemmingsson et al. [10]
σZ1/2=konst.
Kawahara et al. [15]

19. Hvala na pažnji! Literatura:
Zahvaljujem mentorici dr. sc. Ivani Capan na mjerenjima, savjetima i pomoći pri pisanju seminara.
Literatura:
[1] J. B. Casady, R. W. Johnson, Solid State Electron 39, 1409 (1996).
[2] P.J. Sellina, J. Vaitkus, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A , (2006).
[3] I. Capan, B. Pivac, Zbornik radova (2005).
[4] D. K. Schroder, Semiconductor material and device characterization, 3rd ed.
(John Wiley & sons, INC., 2006).
[5] L. Romano, V. Privitera, C. Jagadish, Defects in Semiconductors
(Semiconductors and Semimetals), 1st ed., Vol. 91 (Academic Press, 2015).
[6] L. G. et al., Materials Science-Poland 23 (2005).
[7] D. Åberg et al., Applied Physics Letters 78, 2908 (2001).

20. [8] T. A. G. Eberlein et al., Physical Review Letters 90 (2003).
[9] T. Dalibor et al., Diamond and Related Materials 6, 1333 (1997).
[10] C. Hemmingsson, N. T. Son, O. Kordina et al., Journal of Applied Physics 81, (1997).
[11] P. B. Klein et al., Applied Physics Letters 88, (2006).
[12] T. Kimoto, physica status solidi (b) 245, 1327 (2008).
[13] G. Aleri et al., Journal of Applied Physics 98, (2005).
[14] L. Storasta et al., Journal of Applied Physics 96, 4909 (2004).
[15] K. Kawahara et al., Journal of Applied Physics 115, (2014).
[16] C. G. Hemmingsson, N. T. Son, A. Ellison et al., Physical Review B 58, R10119 (1998).
[17] DLTS Manual O. Breitenstein (2003)