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SiC/Deformation of 4H-SiC: The role of dopants.pdf
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@ -0,0 +1,34 @@
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# ABSTRACT
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在常温下,Al 在 SiC 中很难扩散;但当温度上升后,Al 的扩散剧烈增加。
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Al 扩散通常会借助一些点缺陷,例如空位和间隙位缺陷。
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我们计算比较了借助 C 空位和 Si 间隙的 Al 的激活能,发现 Al 是这样扩散的:间隙 Si 将 Al 踢出来,然后位于间隙的 Al 扩散到别的地方。
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我们计算了扩散率并且和实验比较了。
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# INTRODUCTION
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很多其它原子在 SiC 中的扩散已经被研究过了,还缺 Al。
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TODO: 看看研究了个啥。
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在 1200 到 1800 度退火的过程中,Al 在 500 nm 到几微米的范围内扩散。
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Al 在表面和内部的扩散速率也不同,同时也会随着掺杂浓度的变化而变化。
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Al 的扩散分为两步,第一步是从替位移动到间隙位,需要的能量称为 formation energy;
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第二步是从间隙位扩散到别的地方,需要跨越一个能垒,称为 migration barrier。
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两者之和称为 activation energy。
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Al 扩散的 activation energy 不同的估计不同,大约为 6 到 8 eV。
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在 SiC 中,可能出现两个 C 原子挤在一起(占据同一个 C 位)的情况,这种缺陷称为 carbon split interstitial。
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一些杂质原子是通过这种缺陷扩散的。
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# COMPUTATIONAL METHODS
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## First-principles calculations
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## Defect-formation calculations
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这里作者定义的化学势与我们的不同。它被定义为去掉单质形成能之后的那个部分。
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## Migration barrier calculations
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Al 原子的迁移路径是使用 Cl-NEB 方法计算的。
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关于原子迁移
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SiC/Kick-out diffusion of Al in 4H-SiC: an ab initio study.pdf
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SiC/MD simulation study on defect evolution and doping efficiency of p-type doping of 3C-SiC by Al ion implantation with subsequent annealing.pdf
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@ -52,6 +52,36 @@ TODO: 退火发生在哪一步?是外延中掺杂之后也需要退火,还
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# Surface Roughness of SiC Implanted Layers
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高温会导致表面退化。
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高温会导致表面变坏。超过 1000 度的退火会导致表面 Si 解吸附,以及形成台阶聚集。
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在退火时在 SiH4 气氛中或者额外加入 Si 可以缓解这个问题。
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带掺杂的情况下,台阶聚集会更严重。一般认为是因为掺杂过程中产生的表面缺陷导致的台阶聚集,同时也无法通过 Si 过压来解决。
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一般会通过增加一个 C 覆盖层(capping layer)来缓解。
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在器件中,可以认为表面粗糙导致的是载流子散射而不是载流子陷阱。
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# Effects of Selective Implantation Doping on Relevant SiC Devices Parameters
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这节讲了各个位置的掺杂浓度对器件各个方面的性能的影响。
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# Non-Conventional Annealing and Doping Methods
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## Laser, Microwave and Plasma Annealing Technniques
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使用激光退火,快速加热一个地方再快速冷却。有团队使用激光退火,获得了 P 和 Al 掺杂的无应力晶格。
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此外还可以用微波退火,同样是升温非常迅速。
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也可以使用热等离子注入。SiC 被预先加热,然后使用直径几毫米的等离子束加热,等离子束的能量密度可以达到几十 kW/cm^2。
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用这种方法不仅可以快速升温,而且可以精确控制升温的速度。
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## Laser Irradiation Doping of SiC Immersed in a Liquid Containing Dopant Species
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可以将 SiC 浸泡在溶液里,然后使用激光束来掺杂。这样得到的掺杂层比较浅。
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## Other p-Type Doping Methods Based on Al Melting
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也可以在 SiC 上先长一层 Al,然后激光将 Al 熔化来掺杂。这样可以在特定部位掺杂(将 Al 生长到特定部位就可以)。
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TODO: SiC 器件的尺寸大概是多大?
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SiC/Understanding Al incorporation into 4H-SiC during epitaxy.pdf
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SiC/Understanding Al incorporation into 4H-SiC during epitaxy.pdf
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