The Carbon vacancy related EI4 defect in 4H SiC

4H SiC中の炭素空孔関連EI4欠陥

Son, N. T.*; Carlsson, P.*; 磯谷 順一*; 森下 憲雄; 大島 武; Magnusson, B.*; Janzn, E.*

Son, N. T.*; Carlsson, P.*; Isoya, Junichi*; Morishita, Norio; Oshima, Takeshi; Magnusson, B.*; Janzn, E.*

耐放射線性半導体として期待される炭化ケイ素(SiC)の照射欠陥を電子常磁性共鳴(EPR)を用いて調べた。試料には半絶縁性の六方晶(4H)SiCを用い、2MeV電子線を室温にて照射した。照射後750Cまでの熱処理を行うことで、今回対象とするEI4と呼ばれる照射欠陥の濃度を増加させた。Si及びCの超微細相互作用を調べることでEI4の構造同定を試みた。EI4がC対称性を有することと、熱処理による挙動も併せて解釈することで、EI4が二つの炭素空孔と炭素アンチサイトが複合化し、中性を示す欠陥(VVC)であることを見いだした。EI4の生成メカニズムに関しては、熱拡散したシリコン空孔に炭素が入り込むことで、炭素空孔と炭素アンチサイトペアを生成し、それが別の炭素空孔と複合化することで解釈できる。

Defects in high-purity semi-insulating 4H SiC irradiated with 2 MeV electrons at room temperature were studied using Electron paramagnetic resonance (EPR). The EPR signal named EI4 defect increased with annealing temperature up to 750 C. Additional large-splitting Si hyperfine (hf) structures and C hf lines by the interaction with one C nucleus were investigated. Based on the observed hf structures, the C symmetry as well as the annealing behaviour, the EI4 defects is determined to be the complex between two carbon vacancies and a carbon antisite in the neutral charge state, VVC. The formation of the complex is interpreted in terms of the migration of the silicon vacancy and the formation of the carbon vacancy-carbon antisite pair next to a carbon vacancy.