Dopage du carbure de silicium par implantation ionique

• Auteur / Autrice : Jocelyne Gimbert
• Direction : Sorin Cristoloveanu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microélectronique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Sciences et techniques

Electronique

Fabrication microelectronique

Dopage

Silicium carbure

Compose binaire

Implantation ion

Azote

Aluminium

Bore

Effet hall

Conduction electrique

Concentration porteur charge

Mobilite porteur charge

Resistivite electrique

Diode barriere schottky

Transistor effet champ barriere schottky

Sic

C si

Résumé

Cette etude porte sur le dopage du carbure de silicium sic-6h et sic-4h par implantation ionique, a la fois des points de vue physico-chimique et electrique. L'obtention de dopages controles de type n et p est necessaire pour la realisation de dispositifs de haute puissance et/ou de hautes frequences, tels que les mesfets ou les diodes schottky. Dans une premiere partie, nous presentons les proprietes electriques et physiques particulieres du carbure de silicium et nous mettons en evidence l'interet de developper une technologie sur ce materiau. Dans une deuxieme partie, nous presentons les caracteristiques physiques de l'implantation, et en particulier celle des dopants classiques que sont l'azote, pour le dopage de type n, et l'aluminium et le bore, pour le dopage de type p. Les resultats obtenus avec ces dopants sont decrits et analyses. Nous en deduisons les conditions experimentales permettant une bonne qualite cristalline et un etat de surface acceptable pour la realisation de dispositifs. Nous detaillons egalement, dans une troisieme partie, la conduction electrique dans les deux polytypes sic-4h et sic-6h. Nous abordons le probleme de gel des porteurs et celui des differents modes de diffusion des porteurs. Les mesures electriques sont faites essentiellement par effet hall sur motif de van der pauw et par mesure de resistivite avec la methode des 4 pointes. Celles-ci nous permettent d'en deduire les parametres essentiels d'une couche conductrice dopee : le type du materiau, la concentration de porteurs libres, la resistivite et la mobilite. Les resultats des experiences realisees sont commentes et compares a l'analyse theorique. L'influence des differents parametres technologiques sur la conduction electrique est etudiee afin d'envisager la fabrication de dispositifs implantes sur carbure de silicium.