Enhanced damage buildup in C-implanted GaN film studied by a monoenergetic positron beam

低速陽電子ビームによる炭素イオン注入したGaN中の損傷蓄積効果の研究

Li, X. F.*; Chen, Z. Q.*; Liu, C.*; Zhang, H.; 河裾 厚男

Li, X. F.*; Chen, Z. Q.*; Liu, C.*; Zhang, H.; Kawasuso, Atsuo

280keV炭素イオン注入によりGaN中に導入される損傷を低速陽電子ビームを用いて研究した。陽電子消滅線エネルギースペクトルのドップラー拡がりから、原子空孔クラスターが導入されていることが分かった。800Cのアニールにより、それらはマイクロボイドに成長し、1000Cのアニールでも残留することが明らかになった。透過電子顕微鏡観察の結果、損傷層は非晶質化していることが分かった。GaN中におけるイオン注入によるマイクロボイドの形成と非晶質化は、炭素イオンに特有の現象と考えられる。

Vacancy-type defects in C-implanted GaN were probed using a slow positron beam. The increase of Doppler broadening S parameter indicates introduction of arge vacancy clusters. Post-implantation annealing at temperatures up to 800C makes these vacancy clusters to agglomerate into microvoids. The vacancy clusters or microvoids show high thermal stability, and they are only partially removed after annealing up to 1000C. Amorphous regions are observed by high resolution transmission electron microscopy measurement, which directly confirms that amorphization is induced by C-implantation. The disordered GaN lattice is possibly due to special feature of carbon impurities, which enhance the damage buildup during implantation.