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Mechanisms of reduction in hole concentration in Al-implanted p-type 6H-SiC by 1 MeV electron irradiation

1MeV電子線照射によるAl添加p型6H-SiC中のホール濃度の減少機構

松浦 秀治*; 井澤 圭亮*; 蓑原 伸正*; 大島 武

Matsuura, Hideharu*; Izawa, Keisuke*; Minohara, Nobumasa*; Oshima, Takeshi

1MeV電子線照射による$$p$$型六方晶炭化ケイ素(6H-SiC)のホール濃度($$p$$)減少に関して調べた。$$p$$アクセプタ濃度($$N_{A}$$),アクセプタのイオン化エネルギー($$E_{A}$$)を評価し、アクセプタの起源について考察した。その結果、本研究で得られたアクセプタ($$E_{A}$$=220eV程度)はAl不純物によるものであると同定された。さらに、$$N_{A}$$は電子線の照射量に依存し、照射量とともに減少するが、$$E_{A}$$は照射量に依存せず、ほぼ一定であることが判明した。$$N_{A}$$と照射量の関係を解析することで、キャリア減少率を見積もったところ、6.4$$times$$10$$^{18}$$cm$$^{2}$$と見積もられた。1MeV電子線照射による$$p$$の減少は、おもに$$N_{A}$$の減少に起因し、深い準位を有する欠陥(キャリア補償中心)の発生にはよらないことも併せて判明した。

The reduction in hole concentration ($$p$$) in Al-implanted $$p$$-type 6H-SiC due to 1 MeV electron irradiation was studied. By analysis of $$p$$, the acceptor density ($$N_{A}$$), its ionizing energy ($$E_{A}$$) and nature of the acceptor are determined. As a result, the acceptor observed in this study is assigned to an Al acceptor. $$E_{A}$$ is independent of irradiation fluence ($$Phi$$), in spite that $$N_{A}$$ is strongly dependent on $$Phi$$. We derived an analytical expression for the fluence dependence of $$N_{A}$$ and we estimated the removal coefficient (i.e., removal cross-section) of $$N_{A}$$ to be 6.4$$times$$10$$^{18}$$ cm$$^{2}$$ for 1 MeV electron irradiation. The reduction in p due to electron irradiation is found to be mainly due to the decrease in $$N_{A}$$, not to the increase in the density of defects with deep-level, because the decrease in $$N_{A}$$ is much larger than the increment in the density of deep-level defects.

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パーセンタイル:9.86

分野:Physics, Applied

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