Trattamento termico avanzato di materiali semiconduttori
Il carburo di silicio cubico SiC (3C-SiC) è particolarmente interessante per le periferiche basate su silicio in quanto mostra la più alta mobilità di elettroni di tutti i politipi SiC conosciuti. Se fatto crescere con la massima cura, 3C-SiC è esente da difetti, al contrario di altri politipi in cui questi non possono essere evitati. Tuttavia questo materiale non è ancora disponibile in sostrati monocristallini di qualità accettabile e grandi dimensioni. Il consorzio del progetto FLASiC ha convogliato capacità ed esperienza per ottimizzare la crescita eteroepitassiale di uno strato sottile intermedio di SiC cubico su wafer al silicio monocristallino per applicazioni di microelettronica. La ricerca si è concentrata sui difetti imputabili al forte disaccoppiamento del precipitato tra i due materiali, e sulla necessità di limitare la temperatura di crescita a una temperatura inferiore al punto di fusione del silicio. I principali difetti d'alta densità riportati sono dislocazioni, errori d'impilamento, microgeminazioni e cavità. Sebbene alcuni di questi siano annullati durante la crescita successiva, quelli che restano nella parte superiore del film SiC sono responsabili delle scadenti caratteristiche elettriche dei dispositivi successivamente formati. La forte densità di difetti, combinata con la curvatura dei wafer causata dall'accumulazione dello stress termico durante i cicli di ricottura, produce strati cristallini deformati di scadente qualità, e questo fino ad oggi ne ha precluso l'impiego nella fabbricazione di dispositivi. I ricercatori del CNRS-CRHEA hanno sviluppato una tecnica detta carbonizzazione "checker-board" per minimizzare l'ondulazione del sostrato. Lo stress compressivo interfacciale viene così equilibrato da uno sforzo di trazione per ottenere la piattezza desiderata. Il trattamento termico di strutture semiconduttrici avanzate mediante un intenso impulso di luce della durata di pochi millisecondi può dunque essere svolto in modo sistematico e ben controllato. Il principale vantaggio del processo è che le dimensioni dell'area possono essere adattate a quelle desiderate, schiudendo promettenti possibilità di fabbricazione di periferiche e materiali.