Annealing behavior of the EB-centers and M-center in low-energy electron irradiated -type 4H-SiC

低エネルギー電子線照射した型4H-SiC中のEBセンター及びMセンターの熱処理による振舞い

Beyer, F. C.*; Hemmingsson, C.*; Pedersen, H.*; Henry, A.*; Janzn, E.*; 磯谷 順一*; 森下 憲雄*; 大島 武

Beyer, F. C.*; Hemmingsson, C.*; Pedersen, H.*; Henry, A.*; Janzn, E.*; Isoya, Junichi*; Morishita, Norio*; Oshima, Takeshi

耐放射線性半導体として期待される炭化ケイ素(SiC)の照射欠陥に関する知見を得るため、型六方晶(4H)SiCへ200keVの電子線を510/cm照射した。DLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)測定の結果、Mセンターと呼ばれる欠陥が観測された。試料を熱処理することでMセンターの振舞いを調べたところ、Mセンターが消滅する過程で、新たにEBセンターと呼ばれる欠陥が発生することが判明した。EBセンターの増加の振る舞いがMセンターの減少と一致することから、EBセンターはMセンターが熱処理により構造を変化させて新たな欠陥構造になったと結論できた。さらに熱処理温度を上昇させると、700CでEBセンターも消滅することも判明した。使用した電子線のエネルギーがSiC中のシリコン(Si)のはじき出しのしきい値エネルギー以下であることから、今回観察されたMセンター,EBセンターともに炭素(C)が関連する欠陥中心であることが示唆された。

By low-energy electron (200 keV) irradiation into epitaxial n-type 4H-SiC with a dose of 510/cm, the bistable M-center is detected in the deep level transient spectroscopy (DLTS) spectrum. The annealing behavior of the M-center is investigated. During the annihilation process of M-center, the bistable EB-centers are detected in the low temperature range of the DLTS spectrum. The value of annealing energy of the M-center is similar to the generation energy of the EB-centers. This suggests that the M-center partially transforms to the EB-centers by annealing. The EB-centers completely disappeared after annealing temperatures higher than 700 C. Since the threshold energy for moving Si atom in SiC is higher than the applied irradiation energy of electrons, and the annihilation temperatures are relatively low, the M-center and the EB-centers are attributed to defects related to the C atom in SiC.