Analisi morfologica di difetti su carburo di silicio per applicazioni su dispositivi elettronici

Questa tesi si propone di studiare i difetti presenti sui substrati di carburo di silicio e la loro possibile origine. Mediante adeguate tecniche di caratterizzazione di tipo ottico (Microscopio ottico, AFM, Raman, Fotoluminescenza) ed elettronico (C-V, I-V) sono state determinate le peculiari caratteristiche morfologiche e strutturali delle singole tipologie di difetti in campioni di 4H-SiC bulk ed epitassiale; queste sono state confrontate con quanto riscontrato in letteratura e con i modelli teorici sulla struttura cristallina allo scopo di determinare i fattori che potrebbero migliorare la qualità del materiale prodotto. Nella tesi vengono discusse preliminarmente le caratteristiche del materiale e dei processi di produzione (capitoli 1 e 2), per illustrare rispettivamente l’interesse per le applicazioni del SiC e le strategie adottate per migliorare il prodotto ai fini della produzione industriale. Il capitolo 3 riporta una trattazione dal punto di vista teorico dei tipici difetti cristallografici che si possono osservare su cristalli di SiC, in base a quanto trovato in letteratura. Nel capitolo 5 viene quindi riportata l’analisi sperimentale dei difetti riscontrati sui substrati di tipo bulk e di tipo epitassiale forniti dalla CREE, preceduta dalla descrizione degli strumenti utilizzati per determinare le caratteristiche dei difetti stessi e del reticolo cristallino in cui si sviluppano (capitolo 4). I test sul funzionamento di diodi costruiti sul materiale analizzato, infine, forniscono i dati mediante i quali viene discussa la possibile correlazione tra le imperfezioni della superficie e la qualità dei dispositivi (capitolo 6).