# Assessing the effect of hydrogen on the electronic properties of 4H-SiC

## abstract

本文研究了 H 对 4H-SiC 电子结构的影响和对缺陷的钝化。
我们发现 H 主要分布在 Si-C 键中间和 Si 四面体位。
在高浓度 N 掺杂的情况下，Si 四面体位的 H 会 pin 费米能级并阻碍电荷聚集。
在 p 型中，Si-C 键中间的 H 的补偿效应不如 VC。
我们发现 H 可以钝化 Al 掺杂中的 VC 进而增加载流子寿命。
在量子比特应用的领域，我们发现 H 可以在制造 VSi 时起到钝化作用，之后再通过退火将它们分离。

## Introduction

对于 n 型，H 离子注入、H 等离子体处理和高温 H 退火可以降低电荷聚集、提高电阻率。
这个机制有认为是形成 N_C-H 复合体、间隙 H 和本征缺陷导致的电子陷阱。
对于 p 型，也有类似的效应，但机制不同。
其机制包括退火时 Al_Si-H 复合体的分解，以及带正电的 H 的产生。
此外，V_C 也会严重地影响载流子寿命。

我们认为，在 n 型中，减少 H 的掺杂是很重要的。
在 p 型中，H 可能会钝化 Al_Si，但这很容易通过退火来消除。
在量子比特的应用中，可以用 H 来在制造过程中钝化 V_Si，并在之后退火来分离它们。

## Computational methodology

## Results and discussion

### Configurations

我们考虑了 H 在各种替位和间隙位的情况。k 和 h 的替位能量差别很小，因此可以忽略。

H 会引入一些深能级。

富 Si 和富 C 不会太影响 H 的形成能，因此之后的计算都在富 Si 极限下进行。

### H in n-type 4H-SiC

During the homoepitaxy of n-type 4H-SiC layers,
  the electron concentration of the n-type buffer layer should be as high as possible
  to guarantee the conversion efficiency of basal plane dislocations.

TODO: 这是什么？

然而，n 掺杂浓度仍然需要提高。

在 n 型掺杂中，会因为 Si 四面体位的 H 而 pin 费米能级，使得费米能级难以进一步提高。

### H in p-type 4H-SiC

### H passivation of VC

### H passivation of VSi

## Conclusion