2019 Fiscal Year Annual Research Report
In-situ temperature measurements and impurity profile control on SiC surface during wet chemical laser doping
| Project/Area Number |
17K06387
|
|---|
| Research Institution | Sojo University |
|---|
Principal Investigator |
池田 晃裕 崇城大学, 情報学部, 准教授 (60315124)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | CO2レーザ / パルス波形制御 / オーミックコンタクト |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はこれまで使用してきたKrFエキシマレーザに代わり，短パルスCO2レーザを用いたドーピングを試みた．KrFエキシマレーザはSiCへの吸収係数が非常に高く効率の良いSiC加熱が行えるが，一方で過剰な加熱によりSiCへのダメージ導入が問題となっていた．CO2レーザはSiCへ吸収されず，SiC上のドーピング源のみを選択的に加熱できる．SiCは高温になったドーピング源により間接加熱される．ドーピング源が揮発して無くなると同時に，レーザを照射していてもSiCへの加熱が終了するため過剰な加熱が起こらない．
まず初めに，所望のドーピングができるようにCO2レーザの発振器に導入するN2：CO2：He混合ガスの混合比を変えてレーザパルス波形の制御を試みた．フォトンドラッグ効果を用いた高速応答のレーザ光検出器とオシロスコープを用いてレーザ光の波形を測定した．N2：CO2：He＝3.5：70.2：26.3のときレーザのパルス幅500 nsの短パルス波形となった．N2：CO2：He＝37.5：12.5：50.0のときレーザのパルス幅30 usの長パルス波形となった．また，短パルスのレーザピークパワーは，長パルスのピークパワーの130倍であった．
次に短パルスレーザを使ってSiCへのアルミドーピングを試みた．n型エピ層を持つSiC表面にAlを成膜してAl表面の10nm程度を熱酸化した．AlはCO2レーザの反射率が大きいので表面を熱酸化して吸収率を上げた．レーザの照射回数は1000回，パルスエネルギーは5mJ/pulseとした．レーザ照射後リン酸，ふっ酸を用いて残留アルミや酸化膜を除去した．除去後，照射箇所内に2本のタングステン針を当ててI－V測定したところオーミック特性を示した．高濃度にアルミがドーピングされタングステン針とオーミックコンタクトしたと考えられる．
|
