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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

ラプラスDLTS測定によるn形6H-SiC中のnegative-Uセンターの観察

小泉 淳*; Markevich, V. P.*; 岩本 直也; 佐々木 将*; 小池 俊平*; 大島 武; 児島 一聡*; 木本 恒暢*; 内田 和男*; 野崎 眞次*; et al.

no journal, , 

n型六方晶炭化ケイ素(6H-SiC)中に電子線照射やイオン注入によって形成されるE$$_{1}$$/E$$_{2}$$欠陥中心は、二個のキャリアを捕獲する特徴(negative-U特性)を有することが知られている。これまでわれわれは、ラプラスDLTS(Laplace deep level transient spectroscopy)測定の結果を詳細に解析することでE$$_{1}$$/E$$_{2}$$を分離して観察することに成功し、さらにE$$_{2}$$が二つのエネルギー準位に分離できることを見いだしてきている。今回は、E$$_{1}$$/E$$_{2}$$欠陥中心の異なる荷電状態に対応したE$$_{1}$$$$^{0/+}$$及びE$$_{2}$$$$^{0/+}$$に着目し、これら欠陥センターも同様に分離して観察できるかをラプラスDLTSを用いて調べた。その結果、準位の分離に成功し、温度依存性から、それぞれのエネルギーがE$$_{C}$$-0.14eV, E$$_{C}$$-0.18eV及びE$$_{C}$$-0.26eVであると決定できた。

口頭

SiC MOSキャパシタで発生するイオン誘起過渡電流波形

牧野 高紘; 岩本 直也*; 出来 真斗; 小野田 忍; 大島 武; 児島 一聡*; 野崎 眞次*

no journal, , 

耐放射線性炭化ケイ素(SiC)デバイスのシングルイベントメカニズム解明研究の一環として、6H-SiC上に作製したn型及び、p型の金属-酸化膜-半導体(MOS)キャパシタへ空乏方向電圧を印加した状態で18MeV酸素のマイクロビームを照射し、発生するイオン誘起過渡電流(Transient Ion Beam Induced Current: TIBIC)を評価した。その結果、イオン入射数の増加とともにTIBICシグナルが小さくなること、及びそれに伴いキャパシタの電界層が短くなることが見いだされた。このことから、SiC MOSキャパシタのイオン誘起過渡電流の評価を行うためには、デバイス内部の電界挙動の変化を詳細に知る必要があると結論できる。

口頭

ラプラスDLTSによる4H-SiC p$$^+$$nダイオードの欠陥評価

小池 俊平*; 岩本 直也; 小野田 忍; 大島 武; 児島 一聡*; 小泉 淳*; 小野 洋*; 内田 和男*; 野崎 眞次*

no journal, , 

炭化ケイ素(4H-SiC)のエピタキシャル層に存在するZ$$_1$$/Z$$_2$$センターと呼ばれる欠陥準位の高分解能測定を行った。pnダイオードを作製し、通常のDLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)法により得られるスペクトルをもとに、逆ラプラス変換を用いることで、Z$$_1$$/Z$$_2$$センターを2つのピークに分離することができた。従来分離することのできなかったZ$$_1$$/Z$$_2$$センターの活性化エネルギーをより高分解能に評価することに成功し、Z$$_1$$とZ$$_2$$の活性化エネルギーがそれぞれ0.54eVと0.69eVであることがわかった。

口頭

第一原理分子動力学法で生成したアモルファス$$rm SiO_{2}$$/4H-SiC(11-20)原子構造モデル

宮下 敦巳; 大沼 敏治*; 土田 秀一*; 吉川 正人

no journal, , 

SiC半導体デバイスは、従来のデバイスでは動作が困難な極限環境でも使えるデバイスとして期待されている。SiC MOS-FETにおいては、ゲート酸化膜とSiC結晶との界面に多くの欠陥が存在しておりデバイス性能を劣化させている。実験的にそれらを解析することは困難であるため、原子構造モデルを計算機上に生成することで欠陥準位の同定を目指している。近年、4H-SiC(11-20)面で非常に良いチャネル移動度が得られることが報告されたことから、計算機上で当該面上にアモルファス$$rm SiO_{2}({it a}-SiO_{2})$$を生成し、その界面構造を評価した。まず、シリコン240個,炭素120個,酸素228個,水素48個を含む636原子による原子構造モデルに対して、4000K$$cdot$$2ps及び3500K$$cdot$$2psの加熱を行い$$rm SiO_{2}$$層を溶融した後、-1000K/psの速度で室温までの急冷を行い、$$arm-SiO_{2}$$/4H-SiC(11-20)界面原子構造を生成した。$$rm SiO_{2}$$中にはSiダングリングボンド、3配位のO等の欠陥が存在した。界面はほとんどがSi-O結合で接続していたが、他にもSi-Si結合,C-O結合,Si及びCダングリングボンドが観察された。

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