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Sntese de SiC por implantao de C em SIMOXRoberto M.S. dos ReisRogrio L. MaltezHenri Boudinov

Introduo Estabilidade trmica e qumicaDispositivos de potncia : MOSFETs , BT

Gap grande 3C - SiC: 2,2 eV; 6H - SiC:2,9 eV ;4H - SiC: 3.3 eVLEDs , Fotodiodos

3C4H6HSiCIntroduo Substrato p/GaNSubstratoParmetro de Redebasal ()Relao Substr./ GaNCondutividade trmica (W cm-1 K-1)GaNa = 3,1891,3Safiraa = 4,758-33%0,5H-SiC/ C-SiC(111)a = 3,08+3,5%4,9Si(111)

a = 3.84-17%1,5Melhor ajuste epitaxial, dissipao trmica e potencialvia de integrao de GaN com tecnologia em SilcioSiCIon beam synthesis of cubic-SiC layer on Si(111) substrateR. L. Maltez,R. M. de Oliveira, R. M. S. dos Reis,H.Boudinov . JAP 100 (2006) Implantaes c/ dose de 4x1017 cm-240kev; 600C em Si(111) e SiO2/Si(111) .Rec. 1250C (Ar c/ 1% O2 e O2)

SiC cbico e epitaxial ao substrato RBS/C mostraram SiC estequiomtrico(1%) e min= 85% p/ implantaes em Si(111)

O procedimento feito sobre SiO2/Si(111) mostrou vantagens no ponto de vista de superfcie.

Como - implantadoImplantado em SiO2/Si(111) + Rec. ArObjetivos Melhorar a qualidade cristalina Estabelecer os fatores mais determinantes na qualidade Implantaes intercaladas por recozimentos Otimizao da dose de implantao Sntese sobre SOIAbordagensO+Si(111)Tratamento trmicoSi(111)Si(111)SiO2SIMOX (Separation By IMplantation of OXygen)Procedimento Experimental E = 40KeV T=600C

C+

Rp=1100 Rp=250 SiO2Si(111)Si(111)Deposio de SiO2 por CVD 630 SiO2Si(111)Si(111)SiO2630 ~1000 Procedimento Experimental Tratamento trmico 1250 C Ar c/1% de O2

RBS/Canalizao

TEMEstruturas sintetizadas

Qualidade/defeitos estruturaisComposio (Simulao-RBS)Avaliao estrutural (Canalizao)Anlises por:Resultados RBS/CImplantao por partes em SIMOX(111)

Si0,41C0,59Si0,6C0,4

Rodada/rodadaTotalX (Si1-xCx)11x1017cm-21x1017cm-2

0.2520.3x1017cm-21.3x1017cm-2

0.3030.5x1017cm-21.8x1017cm-2

0.434 0.5x1017cm-22.3x1017cm-2

0.59C incorporado no SiO2

Si0,56C0,44Si0,60C0,40Si0,5C0,5C incorporado no SiO2SiO2Implantao nica com dose ( =2.3x1017 cm-2 )em SIMOX(111)C incorporado no SiO2

Rec.c/SiO2Rec.s/SiO2Si0,68C0,32Si0,5C0,5C incorporado no SiO2 RBS/CSIMOX630Rec. c/ SiO2SIMOX630Rec. s/ SiO2SiO2Implantao nica com dose ( =4x1017 cm-2 ) em SIMOX(111)

Rec s/SiO2Rec c/SiO2Si0,5C0,5Si0,65C0,35Si0,47C0,53Si0,5C0,5 RBS/CResultados TEM

TEM (BF/DF/SAD)Por partes =2.3x1017 cm-2

Imp. nica =2.3x1017 cm-2Rec. s/SiO2

Imp. nica =4x1017 cm-2Rec. s/SiO2

TEM (BF/DF/SAD)

HRTEMPor partes =2.3x1017 cm-2

Imp. nica =2.3x1017 cm-2Rec. s/SiO2

Imp. nica =4x1017 cm-2Rec. s/SiO2

Concluses Foram obtidas estruturas do tipo SiC/SiO2/Si(111) Medidas TEM demonstram SiC cbico. RBS/C mostra que dose menor suficiente para estequiometria (2,3 1017 cm-2 ao invs de 4 1017 cm-2) At 2,3 1017 cm-2, intercalada por recozimentos, no trouxe melhoria;Difrao de rea selecionada nas amostras implantadas com dose 2,3 1017 cm-2 (partes e nica) demonstra existncia de regies ricas em Si.A presena de interfaces com SiO2 reduz a redistribuio do Carbono imediatamente durante a implantao: (baixa da dose suficiente para estequiometria)A qualidade cristalina mais afetada pelo excesso de carbono do que pelo tensionamento produzido pelo substrato Si.

Implantaes sobre SIMOX(111)