Crescita epitassiale e caratterizzazione di un epi-layer spesso di 4H-SiC per la rivelazione di neutroni

Lo scopo di questo lavoro si è incentrato sulla caratterizzazione spettroscopica di uno spesso strato epitassiale di SiC 4H, precedentemente cresciuto, e un confronto dei risultati tra i campioni prima e dopo un processo di ossidazione termica effettuato a 1400 C per 48 ore. Attraverso spettroscopie Raman e fotoluminescenza (PL), sono stati valutati i tempi di vita dei portatori e lo stato generale dello strato epitassiale. La fotoluminescenza risolta nel tempo (TRPL) è stata utilizzata per stimare il tempo di vita dei portatori sull'intero strato epitassiale di 250 micron utilizzando diverse lunghezze d'onda per ottenere informazioni da diverse profondità. Inoltre, è stata condotta un'analisi dei difetti come stacking fault attraverso mappe PL e Raman per valutare come questi difetti potrebbero influenzare il tempo di vita medio dei portatori, in particolare dopo il processo di ossidazione termica, rispetto a campioni non ossidati. Questo studio dimostra che il processo di ossidazione consente un miglioramento delle prestazioni dello strato epitassiale in termini di tempo di vita e lunghezza di diffusione dei portatori di carica. Questi risultati sono stati confermati utilizzando misure di spettroscopia transiente di livello profondo (DLTS) che evidenziano una diminuzione dei centri Z1/2, sebbene l'ossidazione abbia generato altri tipi di difetti, ON1 e ON2, che sembravano influenzare meno il tempo di vita dei portatori rispetto ai centri Z1/2. Inoltre, è stata eseguita la progettazione e la fabbricazione dei rivelatori, quindi è stata eseguita la caratterizzazione elettrica e il test in condizioni di lavoro, con un fascio di neutroni. I risultati finora ottenuti, e i possibili futuri miglioramenti derivanti da ulteriori sviluppi tecnologici, rendono l'utilizzo dei rivelatori di SiC un argomento entusiasmante che probabilmente riserverà, in futuro, molti altri entusiasmanti esiti non solo per la rivelazione di neutroni nei reattori a fusione termonucleare ma anche in molti campi di applicazione.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2023

Author dc:creator

• MELI, ALESSANDRO

Contributors dc:contributor

• CALCAGNO, Lucia

• epitaxial growth, carrier lifetime, thermal oxidation process, 4H SiC, neutron detection, photoluminescence, time resolved photoluminescence (TRPL), deep level transient spectroscopy (DLTS), longitudinal optical phonon plasmon coupling (LOPC)
• Crescita epitassiale, Tempo di vita dei portatori, processo di ossidazione termica, 4H-SiC, rivelatori di neutroni, fotoluminescenza, time resolved photoluminescence (TRPL), deep level transient spectroscopy (DLTS), longitudinal optical phonon plasmon coupling (LOPC)

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

ita

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/582176

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/582176