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論文

Annealing process of defects in epitaxial SiC induced by He and electron irradiation; Positron annihilation study

河裾 厚男; Redmann, F.*; Krause-Rehberg, R.*; Sperr, P.*; Frank, T.*; Weidner, M.*; Pensl, G.*; 伊藤 久義

Materials Science Forum, 353-356, p.537 - 540, 2001/00

炭化ケイ素(SiC)半導体を素子化するうえではイオン注入等の放射線プロセスが不可欠であり、付随する照射欠陥の構造、電子準位やアニール挙動を明確にすることが極めて重要である。そこで、われわれは、エピタキシャル成長により製造した高品質六方晶SiC単結晶にヘリウムイオンや電子線を照射し、発生する欠陥を陽電子消滅法を用いて評価した。ヘリウムイオンは、欠陥濃度が照射領域でほぼ均一になるように30~950keVの範囲内でエネルギーを変えながら照射を行い、電子線は2MeVで照射した。等時アニールは100~1700$$^{circ}C$$の温度範囲で実施した。陽電子寿命及びドップラー広がり測定の結果、ヘリウムイオン照射で導入した空孔型欠陥の濃度はアニール温度1400$$^{circ}C$$付近で急激に減少することを見いだした。同様な結果が電子線照射試料でも得られた。本発表では、これらの空孔型欠陥のアニール過程をDLTS中心との相関を含めて議論する。

論文

Enhancement of electrical activation of aluminum acceptors in 6H-SiC by co-implantation of carbon ions

大島 武; 伊藤 久義; 吉川 正人

Materials Science Forum, 353-356, p.575 - 578, 2001/00

シリコンカーバイド(SiC)半導体へのアクセプタ不純物導入の最適条件探索のため、注入濃度と温度を変化させてアルミニウム(Al)と炭素イオン(C)の共注入を行った。Alは室温~800$$^{circ}C$$で1$$times$$10$$^{18}$$,1$$times$$10$$^{19}$$及び5$$times$$10$$^{19}$$/cm$$^{3}$$、Cは室温または800$$^{circ}C$$で2$$times$$10$$^{17}$$~3$$times$$10$$^{19}$$/cm$$^{3}$$の範囲で注入した。ホール係数測定より注入層のホール濃度を求めたところ、Al注入濃度が1$$times$$10$$^{18}$$と1$$times$$10$$^{19}$$/cm$$^{3}$$試料の場合は、Cを2$$times$$10$$^{17}$$~5$$times$$10$$^{18}$$/cm$$^{3}$$の濃度で共注入した試料のホール濃度がアルミニウム単独の注入に比べ高く、両者とも共注入C濃度が1$$times$$10$$^{18}$$/cm$$^{3}$$付近でホール濃度は最大値を示した。これより共注入C濃度として1$$times$$10$$^{18}$$/cm$$^{3}$$が決定できた。また、Cを800$$^{circ}C$$で共注入した試料は室温注入試料に比べ高いホール濃度を示し、高温C共注入の有効性を明確にすることができた。一方、高濃度(5$$times$$10$$^{19}$$/cm$$^{3}$$)Al注入の場合は、C共注入によるホール濃度の変化は見られず、Alの高温注入によりホール濃度が高められることが確認できた。

論文

Steam annealing effects on CV characteristics of MOS structures on (11$$bar{2}$$0) face of 4H-SiC

吉川 正人; 大島 武; 伊藤 久義; 高橋 邦方*; 北畠 真*

Materials Science Forum, 353-356, p.635 - 638, 2001/00

nタイプ4H-SiC基板の(11-20)及び(1-100)面上に成長させたエピ膜を1100$$^{circ}$$Cで1時間酸化して、約50nmの酸化膜を作製後、800$$^{circ}$$C、850もしくは950$$^{circ}$$Cで3時間水蒸気中でアニーリングした。その後金蒸着を行って(11$$bar{2}$$0)及び(1$$bar{1}$$00)面上にMOS構造を形成した。CV特性をこれらMOS構造に対して測定し、伝導体近傍の界面準位密度(Dit)並びに界面準位総量(Nit)を求めた。この結果、(11$$bar{2}$$0)面では界面準位総量が水蒸気アニーリングによって減少することがわかった。特に伝導体近傍では、界面準位密度のエネルギー分布が変化し、界面準位密度の低下が認められた。

論文

Generation and annihilation of intrinsic-related defect centers in 4H/6H-SiC

Frank, T.*; Weidner, M.*; 伊藤 久義; Pensl, G.*

Materials Science Forum, 353-356, p.439 - 442, 2001/00

n型六方晶炭化ケイ素(4H-及び6H-SiC)単結晶に電子線やイオン(H,He,Ne,Ar)照射で形成される欠陥をDLTS(Deep level transient spectroscopy)法を用いて調べた。電子線照射4H-SiCの等時アニールより、E$$_{C}$$-630MeVに欠陥準位を有するZ$$_{1}$$/Z$$_{2}$$センターは、30分間アニールでは1400$$^{circ}C$$以上、90分間アニールでは900$$^{circ}C$$以上で消失し始める。欠陥消滅に対して1次反応を仮定すると、Z$$_{1}$$/Z$$_{2}$$センターのアニールの活性化エネルギーとして2.1eVが得られた。イオン照射6H-SiCでは、アニール後3種類の欠陥(E$$_{1}$$/E$$_{2}$$,Z$$_{1}$$/Z$$_{2}$$,R)が観測された。いずれの欠陥も照射後700$$^{circ}C$$アニールで発生し、800$$^{circ}C$$で最高濃度となり、1000$$^{circ}C$$以上では減少する。欠陥全量がほぼ消滅する温度は、Rセンターは1000$$^{circ}C$$、Z$$_{1}$$/Z$$_{2}$$は1400$$^{circ}C$$、E$$_{1}$$/E$$_{2}$$は1700$$^{circ}C$$であった。これらの欠陥の800$$^{circ}C$$での存在割合は照射イオン種に依存するが、1400$$^{circ}C$$以上でのアニール後はイオン種に依らずE$$_{1}$$/E$$_{2}$$のみが残存することがわかった。

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