Elektrische Charakterisierung Bauelement-relevanter Defekte in 3C- und 4H-Siliziumkarbid:
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2011
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1
EINLEITUNG
3
2
THERMISCH
AKTIVIERTES
TUNNELN
IN
3C-SIC
PN-UEBERGAENGEN
5
2.1
EINDIMENSIONALE
BANDSTRUKTUR
EINES
PN-UEBERGANGS
....................................
5
2.2
DREIECKSBARRIERE:
FOWLER-NORDHEIM-TUNNELN
................................................
8
2.3
THERMISCH
AKTIVIERTER
TUNNELSTROM
..............................................................
10
2.4
BESCHREIBUNG
DES
MODELLS
.............................................................................
11
3
EXPERIMENTELLE
GRUNDLAGEN
15
3.1
KAPAZITAETS-SPANNUNGS-MESSUNGEN
(CV)
.....................................................
15
3.2
DEEP
LEVEL
TRANSIENT
SPECTROSCOPY
(DLTS)
..............................................
16
3.3
DOPPELT
KORRELIERTE
DLTS
(DDLTS)
...........................................................
19
3.4
HALL-EFFEKT
.....................................................................................................
19
3.4.1
HALL-EFFEKT
IM
KANAL
VON
MOSFETS
..................................................
20
3.4.2
HALL-EFFEKT
IN
STAEBCHENANORDNUNG
.....................................................
21
3.5
PROBENPRAEPARATION
.........................................................................................
23
3.5.1
CHEMISCHE
REINIGUNG
...........................................................................
23
3.5.2
KONTAKTPRAEPARATION
..............................................................................
23
3.5.3
THERMISCHE
BEHANDLUNG
(RIA)
............................................................
24
3.5.4
REAKTIVES-IONEN-AETZEN
(RIE)
...............................................................
24
3.5.5
HERSTELLUNG
VON
3C-SIC
PN-DIODEN
.....................................................
24
3.5.6
HERSTELLUNG
VON
4H-SIC
MOSFETS
.....................................................
24
3.5.7
VERWENDETE
MESS-AUFBAUTEN
...............................................................
26
4
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
27
4.1
MATERIALEIGENSCHAFTEN
..................................................................................
27
4.1.1
HALL-EFFEKT-UNTERSUCHUNGEN
AN
3C-SIC
SUBSTRATEN
..........................
27
4.1.2
DLTS-UNTERSUCHUNGEN
AN
4H-S1C
EPITAXIE-SCHICHTEN
.......................
29
4.2
3C-S1C
PN-DIODEN
.........................................................................................
33
4.3
ELEKTRISCHE
CHARAKTERISIERUNG
VON
4H-S1C
MOSFETS
...............................
35
4.3.1
KENNLINIEN
.............................................................................................
35
4.3.2
HALL-EFFEKT-MESSUNGEN
........................................................................
38
4.3.3
AUSGEHEILTE
N/AL-IMPLANTIERTE
MOSFETS
.........................................
41
5
DISKUSSION
45
5.1
ELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN
VON
3C-SIC
SUBSTRATEN
.....................................
45
5.1.1
ANALYSE
DER
FREIEN
ELEKTRONENKONZENTRATION
......................................
45
VI
I
NHALTSVERZEICHNIS
5.1.2
EINFLUSS
DER
KRISTALLORIENTIERUNG
AUF
DIE
HALL-BEWEGLICHKEIT
...
48
5.2
INTRINSISCHE
PUNKTDEFEKTE
IN
4H-SIC
EPITAXIE-SCHICHTEN
.............................
52
5.2.1
DOMINIERENDE
INTRINSISCHE
DEFEKTE
IN
4H-SIC:
Z1/2
UND
EH
6
/
7
.
.
52
5.2.2
FCLDABHAENGIGKCIT
DER
AKTIVICRUNGSCNCRGIC
.........................................
53
5.2.3
DER
X-DEFEKT
..........................................................................................
66
5.3
MODELL
ZUM
LECKSTROM
IN
3C-SIC
PN-DIODEN
............................................
68
5.3.1
DLTS-UNTERSUCHUNGEN
AN
AUSGEDEHNTEN
DEFEKTEN
..........................
68
5.3.2
MODELLIERUNG
DES
LECKSTROMS
IN
3C-SIC
PN-DIODEN
..........................
69
5.4
ELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN
VON
4H-S1C
MOSFETS
......................................
77
5.4.1
STABILITAET
VON
N/AL-IMPLANTICRTCN
OXIDEN
.........................................
77
5.4.2
BESTIMMUNG
DER
GRENZFLAECHENZUSTANDSDICHTE
DIT
.............................
79
5.4.3
ELEKTRONENBEWEGLICHKEIT
IM
KANAL
DER
UNTERSUCHTEN
MOSFETS
.
90
6
ZUSAMMENFASSUNG
97
7
AUSBLICK
101
ANHANG
103
A
PROBENVERZEICHNIS
103
A.1
30-SIC
PN-DIODEN
........................................................................................
103
A.2
4H-SIC
N-KANAL
MOSFETS
.........................................................................
103
B
MATERIALPARAMETER
UND
NATURKONSTANTEN
105
B.1
3C-SIC
...........................................................................................................
105
B.2
4H-SIC
...........................................................................................................
105
B.3
VERWENDETE
NATURKONSTANTEN
......................................................................
106
C
SYMBOLVERZEICHNIS
107
LITERATURVERZEICHNIS
111
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