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Thermal histories of defect centers as measured by low temperature photoluminescence in n- and p-type 4H SiC epilayers generated by irradiation with 170 KeV or 1 MeV electrons

低温フォトルミネッセンス測定による170keV又は1MeV電子線照射によりn型及びp型4H-SiCエピタキシャル層に導入された欠陥中心の熱履歴の研究

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

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

電子線照射により、炭化ケイ素(SiC)半導体中に発生する欠陥に関してフォトルミネッセンス(PL)測定により調べた。試料はn型,p型の六方晶(4H)SiCエピタキシャル膜を用い、170keV又は1MeVの電子線を室温にて照射した。照射後、1700$$^{circ}$$Cまで100$$^{circ}$$C間隔で熱処理を行い、それぞれの熱処理後に2KでのPL測定を行った。その結果、照射後に2.9eV付近にL$$_{1}$$と呼ばれる欠陥起因の発光ラインが観察された。これまで、L$$_{1}$$ラインは、深部準位スペクトロスコピー(DLTS)測定で観察されるZ$$_{1}$$1/Z$$_{2}$$と呼ばれる炭素空孔に関連する欠陥中心と相関があると言われているが、L$$_{1}$$及びZ$$_{1}$$1/Z$$_{2}$$両者の熱処理による挙動を調べたところ、その変化に相関はなく、L$$_{1}$$とZ$$_{1}$$1/Z$$_{2}$$は異なる起源の欠陥であると結論できた。

Defects in n- and p-type 4H-SiC epitaxial layer were investigated by low temperature photoluminescence spectroscopy (LTPL) and deep level transient spectroscopy (DLTS). Defects were introduced by either 170 keV or 1 MeV electron irradiation into samples at RT. The samples were annealed from 25$$^{circ}$$C to 1700$$^{circ}$$C in 100$$^{circ}$$C steps. As a result of LTPL measurements, L$$_{1}$$ line was observed after irradiation. In previous studies, L$$_{1}$$ line is thought to correlate with Z$$_{1}$$/Z$$_{2}$$ centers in DLTS measurements. However, in this study, no correlation between L$$_{1}$$ and Z$$_{1}$$1/Z$$_{2}$$ was observed.

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