Positron annihilation study of vacancy-type defects in silicon carbide co-implanted with aluminum and carbon ions

陽電子消滅によるアルミニウム・炭素イオン共注入したシリコンカーバイド中の空孔型欠陥の研究

大島 武; 上殿 明良*; 阿部 浩之; Chen, Z. Q.*; 伊藤 久義; 吉川 正人; 安部 功二*; 江龍 修*; 中嶋 賢志郎*

Oshima, Takeshi; Uedono, Akira*; Abe, Hiroshi; Chen, Z. Q.*; Ito, Hisayoshi; Yoshikawa, Masahito; Abe, Koji*; Eryu, Osamu*; Nakashima, Kenshiro*

六方晶シリコンカーバイド(6H-SiC)へアルミニウム(Al)及び炭素(C)の共注入を行い、注入後及び熱処理後に残留する空孔型欠陥を陽電子消滅法により調べた。Al注入(濃度:2E18/cm3)は室温で、炭素注入(濃度:1E18/cm3)は室温または800で行った。その結果、両試料ともに注入後に残留する空孔型欠陥は主に複空孔(VsiVc)であること,1000での熱処理により表面層の空孔欠陥はクラスター化するが、深部の欠陥はクラスター化が抑制されること,さらに1000以上の熱処理では空孔欠陥サイズは減少し、1400熱処理により結晶性が回復することがわかった。また、Al単独注入試料中の空孔欠陥においても同様な振る舞いが観測され、共注入による欠陥の特異な振る舞いは見出されなかった。一方、電気特性の結果、共注入試料の電子濃度の方がAl単独注入より高く、共注入の効果が見られた。上記より、共注入ではサイトコンペティション効果によりAlの活性化率が向上するというわれわれのモデルの妥当性が裏づけられた。

Co-implantation of Al(2E18/cm3) and C(1E18/cm3) into 6H-SiC and subsequent thermal annealing up to 1650 C werer carried out. Vacancy-type defects in the implanted layer were studied by monoenergetic positron beams. The mean size of vacancy-type defects in as-implanted samples is found to be close to the size of divacancy. Although vacancy clsters near a surface region were created by 1000 C-annealing, clustering is suppressed in a deep region.The mean size of vacancys decrease by annealing above 1000 C, and major vacancy defects annealed out after annealing at 1400 C. No significant difference in defect annealing between only Al- and co-implanted samles was observed.This result suggests that electrical activation of Al is enhanced by the site competition mechanism.