Charge collection efficiency of 6H-SiC PN diodes degraded by low-energy electron irradiation

低エネルギー電子線照射により低下した6H-SiC PNダイオードの電荷収集効率

岩本 直也; 小野田 忍; 大島 武; 児島 一聡*; 小泉 淳*; 内田 和男*; 野崎 眞次*

Iwamoto, Naoya; Onoda, Shinobu; Oshima, Takeshi; Kojima, Kazutoshi*; Koizumi, Atsushi*; Uchida, Kazuo*; Nozaki, Shinji*

耐放射線性炭化ケイ素(SiC)半導体デバイス開発の一環として、六方晶(6H)SiCエピタキシャル基板上に作製したpnダイオードの電荷収集効率(CCE)の電子線照射による低下を調べた。電子線のエネルギー範囲を100keVから1MeVとし、室温にて照射を行い、電子線照射前後のCCEをアルファ線を用いて調べた。その結果、100keV電子線照射では、CCEの低下は見られなかった。原子のはじき出しエネルギーの計算から、100keVではSiC中には空孔型欠陥は生成されないことが導出されるが、今回の実験結果はそれを支持する結果といえる。一方、200keV以上では、照射量の増加とともにCCEの低下が観測された。エネルギー依存性に注目すると、エネルギーが高い方が劣化が大きいことが判明したが、これは、今回のエネルギー領域ではエネルギーが高い程、結晶損傷が大きく欠陥の生成量が多くなるというはじき出し損傷のメカニズムで解釈できた。

Electron irradiation effects on the charge collection efficiency (CCE) of the 6H-SiC pn diodes were investigated. The diodes were irradiated with electrons at energies from 100 keV to 1 MeV. The value of CCE of the diodes using alpha particles compared before and after the electron irradiations. In the case of 100 keV electron, no significant change in CCE was observed. On the other hand, above 200 keV, the values of CCE decreased with increasing fluence. The degradation was larger with increasing incident electron energy.