Herstellung von semi-isolierenden Siliziumkarbid-Einkristallen:
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Aachen
Shaker
2002
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| Series: | Berichte aus der Halbleitertechnik
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INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
8
1.1
MOTIVATION
.
8
1.2
EIGENSCHAFTEN
VON
SIC
UND
ANWENDUNG
ALS
HALBLEITERMATERIAL
.
9
1.3
GLIEDERUNG
DER
ARBEIT
.
12
2.
STOERSTELLEN
UND
KOMPENSATION
IN
SIC
13
2.1
MOTIVATION
.
13
2.2
ELEKTRONISCHE
NIVEAUS
IN
DER
BANDLUECKE
.
14
2.2.1
INAEQUIVALENTE
GITTERPLAETZE
.
14
2.2.2
EXTRINSISCHE
STOERSTELLEN
IN
SIC
.
15
2.2.3
INTRINSISCHE
DEFEKTE
UND
DEFEKTKOMPLEXE
.
19
2.3
STOERSTELLEN
IN
DER
VOLUMENKRISTALLZUECHTUNG
.
23
2.4
KOMPENSATION
VON
STOERSTELLEN
AM
BEISPIEL
VANADIUM
.
25
2.4.1
KOMPENSATIONSMODEL)
.
25
2.4.2
DER
WEG
ZUR
HERSTELLUNG
VON
SEMI-ISOLIERENDEN
SIC-EINKRISTALLEN
MITTELS
VANADIUMDOTIERUNG
.
27
2.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
30
3.
DIE
HERSTELLUNG
VON
SIC-EINKRISTALLEN
31
3.1
MOTIVATION
.
31
3.2
UEBERBLICK
UEBER
DAS
MODIFIZIERTE
LELY-VERFAHREN
.
32
3.2.1
AUFBAU
UND
EXPERIMENTELLE
DURCHFUEHRUNG
.
32
3.2.2
WAERME
UND
STOFFTRANSPORT
.
35
3.2.3
KRISTALLWACHSTUM
.
36
3.2.4
DOTIERUNGSTECHNOLOGIE
.
39
3.2.5
DEFEKTSTRUKTUREN
IN
SIC-EINKRISTALLEN
.
41
3.3
PRAEPARATION
UND
CHARAKTERISIERUNGSVERFAHREN
.
43
3.3.1
BESTIMMUNG
DER
ORIENTIERUNG
UND
MODIFIKATION
DER
KRISTALLE
.
43
3.3.2
BESTIMMUNG
DES
DOTIERSTOFFEINBAUS
.
44
3.3.3
ELEKTRISCHE
UND
OPTISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
45
3.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
47
6
INHALTSVERZEICHNIS
4.
DIE
ZUECHTUNG
HOCHREINER,
NOMINELL
UNDOTIERTER
SIC-KRISTALLE
49
4.1
MOTIVATION
.
49
4.2
ANLAGEN
UND
PROZESSREINHEIT
.
50
4.2.1
ANLAGENTYPISCHE
VERUNREINIGUNGEN
.
51
4.2.2
VERUNREINIGUNGEN
IN
PULVER
UND
INERTGAS
.
53
4.2.3
VOLUMENDIFFUSION
.
54
4.2.4
VERBESSERUNG
DER
REINHEIT
.
55
4.2.5
GRENZEN
DES
AUSHEIZPROZESSES
.
58
4.3
EIGENSCHAFTEN
NOMINELL
UNDOTIERTER
KRISTALLE
.
59
4.3.1
CHEMISCHE
ANALYSE
.
59
4.3.2
ELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
60
4.3.3
LATERALE
HOMOGENITAET
DER
ELEKTRISCHEN
EIGENSCHAFTEN
.
63
4.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
65
5.
DIE
ZUECHTUNG
P-LEITENDER,
BORDOTIERTER
SIC-KRISTALLE
66
5.1
MOTIVATION
.
66
5.2
UEBERLEGUNGEN
ZUR
HERSTELLUNG
VON
P-LEITENDEN
SIC-VOLUMENKRISTALLEN
67
5.2.1
VERGLEICH
DER
DOTIERSTOFFSPEZIES
BEI
ZUECHTUNGSBEDINGUNGEN
.
67
5.2.2
DOTIERUNG
MIT
FESTSTOFFQUELLE
.
69
5.2.3
DOTIERUNG
MIT
GASFOERMIGEN
PRECURSOREN
.
71
5.2.4
DOTIERUNG
MIT
DOTIERSTOFFRESERVOIR
.
72
5.2.5
WAHL
DES
DOTIERSTOFFS
UND
DER
DOTIERUNGSMETHODE
.
73
5.3
TRANSPORT
UND
SEGREGATION
VON
BOR
.
73
5.3.1
PULVERPRAEPARATION
.
73
5.3.2
EFFEKTIVER
TRANSFERKOEFFIZIENT
.
75
5.3.3
SEGREGATION
UND
ABDAMPFVERLUSTE
.
77
5.4
EINBAUVERHALTEN
DER
BORSPEZIES
.
79
5.4.1
WACHSTUM
AUF
UNTERSCHIEDLICH
ORIENTIERTEN
KRISTALLEN
.
79
5.4.2
STUFENFLUSS
UND
LATERALE
INHOMOGENITAET
.
81
5.4.3
KRISTALLINITAET
BEI
HOHER
BORDOTIERUNG
.
83
5.5
BESTIMMUNG
DES
LOKALEN
BOREINBAUS
AUS
DER
LADUNGSTRAEGER
KONZENTRATION
UNTER
BERUECKSICHTIGUNG
VON
KOMPENSATIONSEFFEKTEN
.
86
5.5.1
OPTISCHE
ABSORPTION
.
86
5.5.2
TEMPERATURABHAENGIGE
HALLEFFEKTMESSUNGEN
.
87
5.5.3
KOMPENSATION
GERING
BORDOTIERTER
KRISTALLE
DURCH
STICKSTOFF
.
90
5.5.4
HOMOGENITAET
DER
LADUNGSTRAEGERKONZENTRATION
.
94
5.6
ZUSAMMENFASSUNG
.
97
INHALTSVERZEICHNIS
7
6.
DIE
ZUECHTUNG
SEMI-LSOLLERENDER
SIC-KRISTALLE
MITTELS
VANADIUMDOTIERUNG
99
6.1
MOTIVATION
.
99
6.2
DIE
ZUECHTUNG
VANADIUMDOTIERTER
SIC-EINKRISTALLE
.
100
6.2.1
ERSTELLUNG
EINES
DOTIERUNGSKONZEPTS
.
100
6.2.2
PULVERPRAEPARATION
.
101
6.2.3
ZUECHTUNG
MIT
GERINGER
VANADIUMZUGABE
.
103
6.2.4
TRANSPORT
UND
SEGREGATION
.
104
6.2.5
LOESLICHKEIT
UND
AUSSCHEIDUNGSBILDUNG
.
107
6.2.6
VERBESSERUNG
DES
DOTIERSTOFFKONZEPTS
.
110
6.2.7
ZUSAMMENFASSUNG
.
113
6.3
EIGENSCHAFTEN
VANADIUMDOTIERTER
SIC-KRISTALLE
.
113
6.3.1
OPTISCHE
BESTIMMUNG
VON
VANADIUM-LADUNGSZUSTAENDEN
.
113
6.3.2
MAGNETISCHE
ELEKTRONEN-SPINRESONANZ
.
117
6.3.3
TEMPERATURABHAENGIGE
HALLEFFEKTMESSUNGEN
.
118
6.3.4
AXIALE
HOMOGENITAET
DER
ELEKTRISCHEN
EIGENSCHAFTEN
.
119
6.3.5
ABSORPTIONSMESSUNGEN
AN
HOCHKOMPENSIERTEN
6H
UND
4H-PROBEN
.
121
6.3.6
KAPAZITIVE
MESSUNG
DES
SPEZIFISCHEN
WIDERSTANDES
UND
LATERALE
HOMOGENITAET
DER
ELEKTRISCHEN
EIGENSCHAFTEN
.
123
6.3.7
ZUSAMMENFASSUNG
.
125
6.4
CO-DOTIERUNG
VON
VANADIUM
UND
BOR
.
126
6.4.1
TECHNIK
DER
CO-DOTIERUNG
.
126
6.4.2
OPTISCHE
ABSORPTION
.
129
6.4.3
TEMPERATURABHAENGIGE
HALLEFFEKTMESSUNGEN
.
130
6.4.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
133
6.5
HOCHREINES,
SEMI-ISOLIERENDES
SIC
(HPSI-SIC)
.
134
7.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
137
LITERATURVERZEICHNIS
.
139
VEROEFFENTLICHUNGEN
.
161
DANKSAGUNG
.
163
LEBENSLAUF
.
165 |
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