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出来 真斗*; 岡 知輝*; 高吉 翔大*; 直井 美貴*; 牧野 高紘; 大島 武; 富田 卓朗*
Materials Science Forum, 778-780, p.661 - 664, 2014/02
被引用回数：2 パーセンタイル：72.7(Crystallography)炭化ケイ素(SiC)基板へフェムト秒レーザー照射を行うと、SiCの比抵抗が5桁程度低下することが知られている。本研究ではフェムト秒レーザーを照射したSiCの電気伝導機構に関する知見を得るため、フェムト秒レーザー照射部における抵抗値の温度依存性を測定し、照射部の活性化エネルギーを求めた。試料は半絶縁性SiCであり、基板上に1mmの間隔を設けて蒸着した2つのアルミニウム電極の間へフェムト秒レーザーを照射した。照射条件は、照射エネルギー密度21J/cm
、レーザー走査速度100
m/secとした。フェムト秒レーザー照射後、測定温度122
473Kにおいて電極間の抵抗値の温度依存性を測定した。その結果、伝導体の下端からそれぞれ8.3および86meVにおいてエネルギー準位が存在することがわかった。以上のことより、照射エネルギー密度21J/cm
の室温における抵抗値の低下は、8.3meVの活性化エネルギーを持つ順位に起因していると考えられる。
岡 知輝*; 出来 真斗; 直井 美貴*; 牧野 高紘; 大島 武; 富田 卓朗*
no journal, ,
これまで、SiCに閾値フルエンスを超えたフェムト秒レーザー光(800nm)を照射すると、改質部の電気特性が室温において急激に減少することを明らかにしている。本研究ではSiCのフェムト秒レーザー照射部の抵抗値の温度依存性から、改質部の電気伝導メカニズム解明を試みた。SiC表面にフェムト秒レーザーをピークフルエンス3.18J/cmおよび7.97J/cmで照射後、80Kから470Kの温度範囲において抵抗値を測定した。その結果、低フルエンス(3.18J/cm)改質部抵抗値の温度依存性は1つの活性化エネルギー成分で表すことができ、活性化エネルギーE
=53.9meVが得られた。一方、高フルエンス改質(7.97J/cm)では2成分で表現でき、E=51.4meV、E
=4.5meVが得られた。Eは低フルエンス改質(6.7J/cm)では観測されないものであり、室温(300K)の熱エネルギー(26meV)よりも低い。したがって、この準位から活性化されたキャリアが抵抗値の減少に寄与しているものと考えられる。
柳田 栄造*; 近藤 健太*; 坂東 洋太*; 出来 真斗*; 牧野 高紘; 大島 武; 小野田 忍; 直井 美貴*; 富田 卓朗*
no journal, ,
これまでに、閾値エネルギー密度を超えるフェムト秒レーザーをSiC基板へ照射すると、室温において比抵抗が急激に低下することを明らかにしている。また、その比抵抗の温度依存性は不純物の活性化エネルギーED1, ED2の二成分で表すことができるモデルを示している。今回、不純物活性化エネルギーの照射レーザーエネルギー密度依存性を求めた。その結果、照射フルエンス5.8J/cm以下では、50meV程度のED1および150200meVのED2が得られた。一方、照射フルエンス8.7J/cm以上ではED2が消失し、新たに数meVのED2'が得られた。ED2'に起因する電気伝導度も照射フルエンスの増加に伴い増加する傾向を示しており、ED2'といった新たな不純物の増加がフェムト秒レーザー照射領域におけるキャリアを大きく増加させ、急激な比抵抗の低下に寄与していると結論できた。
