Φασματοσκοπική μελέτη του κρυσταλλικού SiC εμφυτευμένου με ιόντα Si και C σε γεωμετρία διαυλισμού

Φλέσσα-Σαββίδου, Αικατερίνη-Καταφυγή; Flessa-Savvidou, Aikaterini-Katafygi

dc.contributor.author	Φλέσσα-Σαββίδου, Αικατερίνη-Καταφυγή	el
dc.contributor.author	Flessa-Savvidou, Aikaterini-Katafygi	en
dc.date.accessioned	2018-07-18T09:25:06Z
dc.date.available	2018-07-18T09:25:06Z
dc.date.issued	2018-07-18
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47330
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8563
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Γεωμετρία διαυλισμού	el
dc.subject	Ημιαγωγοί	el
dc.subject	Φασματοσκοπία Raman	el
dc.subject	Ηλεκτρονική μικροσκοπία	el
dc.subject	Εμφύτευση ιόντων	el
dc.subject	SiC	en
dc.subject	Raman	en
dc.subject	SEM	en
dc.subject	Channeling	en
dc.subject	Semiconductor	en
dc.title	Φασματοσκοπική μελέτη του κρυσταλλικού SiC εμφυτευμένου με ιόντα Si και C σε γεωμετρία διαυλισμού	el
dc.contributor.department	Φυσική και Τεχνολογικές Εφαρμογές	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Φυσική Στερεάς Κατάστασης	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-06-29
heal.abstract	Το καρβίδιο του πυριτίου (Silicon Carbide – SiC), είναι ένας ημιαγωγός ευρέος χάσματος και θεωρείται το πιο υποσχόμενο υποκατάστατο για τους παραδοσιακούς ημιαγωγούς, λόγω των εξαιρετικών φυσικών ιδιοτήτων του (μεγάλη σκληρότητα, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, χημική ανόπτηση και μικρή θερμική διαστολή). Επιπρόσθετα, η εμφύτευση με υψηλής ενέργειας ιόντα (της τάξης των MeV), η οποία χρησιμοποιείται κυρίως για τη δημιουργία βαθιά εμφυτευμένων στρωμάτων, θεωρείται ως ένας υποσχόμενος τρόπος για την αύξηση της απόδοσης των ολοκληρωμένων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων (chip), με τη δημιουργία πολυστρωματικών τρισδιάστατων δομών. Αυτός ο τύπος εμφύτευσης χαρακτηρίζεται κυρίως από (i) μεγάλα βάθη και σαφή ασυμμετρία του προφίλ εμφύτευσης ιόντων και (ii) την υπεροχή της ηλεκτρονικής έναντι της πυρηνικής απώλειας ενέργειας, η οποία κυριαρχεί μόνο προς το τέλος της τροχιάς των ιόντων (δηλαδή όταν η ενέργεια είναι μόνο ένα μικρό ποσοστό σε σχέση με την αρχική). Παρόλα αυτά, υπάρχει μια εμφανής έλλειψη δεδομένων στη βιβλιογραφία αναφορικά με την περίπτωση της εμφύτευσης σε γεωμετρία διαυλισμού υψηλής ενέργειας ιόντων, ειδικά σχετικά με την εμφύτευση σε διαυλισμό υψηλής δόσης, υψηλής ενέργειας ιόντων άνθρακα και πυριτίου στο SiC. Από τεχνολογικής άποψης, μια λεπτομερής έρευνα του τρόπου που εμφυτεύονται τα ιόντα άνθρακα και πυριτίου, χρειάζεται στην φυσική για τους ανιχνευτές, για την μελέτη καταστροφών λόγω ακτινοβολίας, αλλά κυρίως λόγω του γεγονότος ότι ο άνθρακας συγκεκριμένα είναι ένα πολύ γνωστό υλικό πρόσμιξης στα τρανζίστορ και τις διόδους, όπου, όταν εμφυτεύεται σε υψηλές δόσεις, μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στις μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες τους, η μελέτη του προφίλ εμφύτευσής του μπορεί να παρέχει κρίσιμες πληροφορίες για την κατασκευή ανιχνευτών. Στην παρούσα διπλωματική μελετήθηκε η καταστροφή κρυσταλλικού δισκίου (wafer) SiC, λόγω της εμφύτευσης ιόντων άνθρακα και πυριτίου με ενέργεια 4 MeV, σε διαφορετικές δόσεις σε διαυλισμό. Οι ακτινοβολήσεις πραγματοποιήθηκαν στο RBI Ζάγκρεμπ, στην Κροατία, ενώ στη συνέχεια η μελέτη των ακτινοβολημένων σημείων πραγματοποιήθηκε στο Εθνικό Μετσόβιο 12 Πολυτεχνείο. Οι εντάσεις των κορυφών Raman, οι μετατοπίσεις και το σχήμα τους, έχει χρησιμοποιηθεί για την μελέτη των ατελειών στις εμφυτευμένες με ιόντα περιοχές. Οι τεχνικές micro-Raman και SEM χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιοριστεί το κατά βάθος προφίλ της κατεστραμμένης δομής. Τα αποτελέσματα από τις δύο μεθόδους συμφωνούν μεταξύ τους, αποδεικνύοντας την ικανότητα της τεχνικής micro-Raman να εξετάσει με ακρίβεια τις πλεγματικές αλλαγές λόγω της ιοντικής εμφύτευσης.	el
heal.abstract	Silicon carbide, is a wide band gap semiconductor and is considered to be the most promising substitute for traditional semiconductors, due to its exceptional physical properties (extreme hardness, high-temperature strength, chemical inertness, and low-thermal expansion). Moreover, the high-energy ion implantation (MeV energy range), which is mainly used for the creation of deep doped layers, is considered to be a promising way of increasing the microelectronic chip integration by the formation of multilayer three-dimensional structures. This type of implantation is mainly characterized by (i) great depths and pronounced asymmetry of the ion-implantation profile and (ii) the dominance of electronic over the nuclear energy loss, which is predominant only at the end of the mean ion projected range (i.e. when its energy is only a few percent of the initial one). However, there is a certain lack in literature concerning data in the case of high-energy ion implantations in the channeling mode, especially concerning the high-dose, high-energy channeling implantation of carbon and silicon ions in silicon carbide. From the technological point of view, a detailed investigation of the way the carbon and silicon ions are implanted is needed in detector physics for radiation damage studies, but more importantly, due to the fact that carbon in particular is a well-known contaminant in transistors and diodes, which, when implanted in high doses, can have a significant effect in their mechanical and electrical properties, the study of its implantation profile can yield information with critical detector manufacturing consequences. In the current thesis, the damage of a crystalline silicon carbide wafer, by the implantation of 4 MeV carbon and silicon ions, was studied at various doses in the channeling orientation. The irradiations took place at RBI Zagreb, while the subsequent study of the irradiated spots was carried out at NTUA. Raman line intensities, shifts and shapes have been used to investigate the defects in the ion implanted regions. Micro-Raman and SEM techniques were used to determine the depth profile damage structures, the results of which are in agreement with one 15 another, proving the ability of the micro-Raman technique to probe accurately the lattice modifications due to the ion implantation.	en
heal.advisorName	Λιαροκάπης, Ευθύμιος	el
heal.committeeMemberName	Λιαροκάπης, Ευθύμιος	el
heal.committeeMemberName	Κόκκορης, Μιχαήλ	el
heal.committeeMemberName	Ράπτης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	97 σ.
heal.fullTextAvailability	true