Thermal stability of defects centers in n- and p-type 4H-SiC epilayers generated by irradiation with high-energy electrons

高エネルギー電子線照射によりn型,p型4H-SiCエピ膜中に生成される欠陥中心の熱安定性

Reshanov, S. A.*; Beljakowa, S.*; Zippelius, B.*; Pensl, G.*; 旦野 克典*; Alfieri, G.*; 木本 恒暢*; 小野田 忍; 大島 武; Yan, F.*; Devaty, R. P.*; Choyke, W. J.*

Reshanov, S. A.*; Beljakowa, S.*; Zippelius, B.*; Pensl, G.*; Danno, Katsunori*; Alfieri, G.*; Kimoto, Tsunenobu*; Onoda, Shinobu; Oshima, Takeshi; Yan, F.*; Devaty, R. P.*; Choyke, W. J.*

六方晶炭化ケイ素(4H-SiC)に電子線を照射することで生成される欠陥の熱処理による安定性を調べた。試料はn型,p型4H-SiCを用い、SiC中の炭素(C)のみをはじき出す170keV、又はシリコン(Si)、Cともにはじき出す1MeV電子線を室温で照射し、アルゴン中、30分間の熱処理を1700Cまで行った。欠陥はDLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)により調べた。その結果、n型4H-SiCでは、170keV, 1MeVともに、照射により生成される主要な欠陥はZ1/Z2及びEH7と呼ばれる欠陥であった。両者とも170keV照射により生成されることからC起因の欠陥であることが推測される。また、熱安定に関しては、両者ともに1100Cの熱処理により減少するが、1400Cで再度現れ、1600Cの熱処理により消失することが判明した。p型4H-SiCではUK1, UK2と名付けられた欠陥が発生したが、熱的に非常に安定で1700C熱処理によっても消失しなかった。

n- and p-type 4H-SiC epilayers were irradiated with electrons at 170 keV or 1 MeV. Subsequent annealing (in Ar, 30 min) up to 1700 C was carried out. Defects in the samples were investigated using DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy). As a results, for n-type, dominant defects were Z1/Z2 and EH7, and they can observed for both 170 keV- and 1 MeV-irradiated samples. Both defects decreased with increasing temperature up to 1100 C, although they appeared again at 1400 C. Then they disappeared at 1600 C. For p-type, defects named UK1 and HK2 were observed and they were very stable. No significant decrease was observed after 1700 C annealing.