Le carbure de silicium est un semi-conducteur à grand gap qui s’est récemment imposé comme un matériau clé pour l’électronique de puissance. Le procédé de croissance en solution à haute température est actuellement revisité en raison de sa capacité à atteindre des qualités cristallines exceptionnelles. Ce travail est une contribution au développement du procédé de croissance en solution à partir d’un germe, avec comme objectif principal l’accès à des cristaux de 4H-SiC fortement dopés de type p. L’effet de l’ajout d’aluminium dans le solvant (dopant de type p) sur les différentes étapes élémentaires du procédé a été étudié. Par exemple, il a été montré que Al modifie la cinétique de croissance et réduit la probabilité de former transitoirement le 3C-SiC pendant les premiers stades de croissance. Une concentration en Al aussi élevée que 5E+20 at/cm3 a pu être obtenue à 1850°C. Cette valeur est très prometteuse pour le futur développement de substrats de 4H-SiC de type p+.
Abstract :
Silicon Carbide is a wide band gap semiconductor which has recently imposed as a key material for modern power electronics. The high temperature solution growth is currently being revisited due to its potential for achieving outstanding structural quality. This work aims at developing further the TSSG process, with a special focus on heavily p-type doped 4H-SiC crystals by using Al based solvent. Different elementary steps of the growth process are studied and optimized to control the growth front stability with suitable growth rate and a good crystal quality. For each step, the effect of Al is investigated. It is for instance shown that Al modify the growth kinetics, and reduces the transient 3C-SiC nucleation during the early stage of growth. Finally, Al incorporation as high as 5E+20 at/cm3 has been achieved at 1850°C. This value is very promising for the future development of p+ 4H-SiC substrates.
Membres du jury/ jury members :