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論文

Observation of deep levels and their hole capture behavior in p-type 4H-SiC epilayers with and without electron irradiation

加藤 正史*; 吉原 一輝*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

Japanese Journal of Applied Physics, 53(4S), p.04EP09_1 - 04EP09_5, 2014/04

https://doi.org/10.7567/JJAP.53.04EP09
 被引用回数：6 パーセンタイル：26.85(Physics, Applied)

Deep levels in p-type hexagonal (4H) silicon carbide (SiC) epilayers irradiated with and without electrons at 160 keV and subsequent annealing at 1000 $$^{circ}$$C were investigated. Current deep level transient spectroscopy (I-DLTS) was applied to investigate deep levels. As a result, Deep levels with activation energies less than 0.35 eV which are located near the valence band were detected. Also, two deep levels (AP1 and AP2) existed in all samples. Other deep levels appeared after the electron irradiation. Since electrons with an energy of 160 keV can knock-on only carbon atoms from the lattice site of SiC, it was concluded that the deep levels observed after irradiation were related to carbon vacancy V$$_{C}$$.

口頭

低エネルギー電子線照射を施したp型4H-SiCに存在する深い準位の観測

吉原 一輝*; 加藤 正史*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

no journal, , 

耐放射線性半導体として期待される炭化ケイ素(4H-SiC)に電子線照射を行い、電流深部準位測定(電流DLTS)によって生成欠陥を調べた。実験には、アルミドープのp型4H-SiCエピタキシャル基板を用いた。エピタキシャル基板に、160keVのエネルギーの電子線を1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$又は1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$照射した。今回用いた160keVは、SiC中の炭素原子のみを弾き飛ばすことができるエネルギーである。それらのサンプルに対して電流深部準位測定(電流DLTS)を行った。その結果、1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$照射試料において、130K, 150K, 165Kにピークが観測された。1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$試料においては、145K, 175K, 205Kにピークが観測された。それぞれの照射量の試料で、異なる温度にピークが観察されたことから、これらのピークは異なる欠陥によって発生したことが示唆される。また、照射量が増加しても各ピークの増加は観測されなかった。このことから、照射量が増すことで単純に炭素空孔が増加するのではなく、異なる構造の複合欠陥が形成されたと考えられる。

口頭

低エネルギー電子線照射を施したp型4H-SiCにおける価電子帯近傍の深い準位の観測

吉原 一輝*; 加藤 正史*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

no journal, , 

耐放射線性炭化ケイ素(SiC)半導体デバイス開発には、照射欠陥とデバイス性能の関係を明らかにする必要がある。本研究では、電子線照射によって欠陥を導入したp型六方晶(4H)SiCを用いて、電流-深部欠陥準位特性測定(DLTS)を行うことで、生成される欠陥準位の観測を試みた。試料は、Alをドーピングすることでp型化した4H-SiCを用い、160keVの電子線を1$$times$$10$$^{16}$$cm$$^{-2}$$又は1$$times$$10$$^{17}$$cm$$^{-2}$$照射することで欠陥を導入した。電流DLTS測定の結果、1$$times$$10$$^{16}$$cm$$^{-2}$$照射試料では、130K, 150K, 165Kにピークを持つ欠陥シグナルが、1$$times$$10$$^{17}$$cm$$^{-2}$$照射試料からは、145K, 175K, 205Kにピーク持つ欠陥シグナルが観測された。それぞれの試料で観測されたピーク値の温度が異なることから、異なる欠陥が形成されているといえる。このことから、照射量の増加とともに、欠陥構造が変化し、より複雑な複合欠陥が形成されていることが示唆された。また、照射した試料を窒素雰囲気中1000$$^{circ}$$Cで10分間熱処理したところ、欠陥シグナルのピーク温度がシフトするものの、欠陥シグナルは消滅しなかった。よって、この熱処理によって欠陥構造は変化するが、結晶性は回復しないことが判明した。

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