ブックタイトル日本結晶学会誌Vol62No3

概要

日本結晶学会誌Vol62No3

4H-SiC電力素子中でのREDG効果により成長したShockley型積層欠陥の形状についての解析子が存在する．基底面を辷り面とする転位には2種類あると考えられる．各四面体のα/C面，β/A面，α/B面，γ/A面間に存在している基底面転位はグライドセット，A/α，B/β，A/α，C/γ面間に存在している基底面転位はシャッフルセットと称される．グライドセットはShockley型部分転位を挟んで2つの部分転位に分解することが可能である．SiCの基底面転位を透過型電子顕微鏡で観察すると，積層欠陥を伴って拡張した状態の基底面転位，すなわちグライドセットが観察される．33）4H-SiC結晶のグライドセット基底面転位の場合，図2に示すように辷り面より上側，［0001］方向に余剰な面（extra-half-plane）がある場合はSiコア転位，辷り面より_下側［0001］方向に余剰な面がある場合はCコア転位と呼んでいる．余剰な面がない転位はらせん転位である．転位線の向きζを紙面に入る向き，［0001］方向を上向きに設定すると，バーガース・ベクトルbが左を向く成分があるとSiコア転位となり，右を向く成分があるとCコア転位となる．ここでbの向きはFS/RHの取り決めに従うものとする．34）_図1のT1，T2の四面体の正三角形状の底面は，［1 100］_方向に頂角をもち［1100］方向に底辺をもっている．このような原子配置でのC面とα面の2層を［0001］方向_から眺めたとき，転位線の向きζを［1120］方向とするb_＝1/3［1120］の基底面らせん転位の拡張構造を図3に示す．この図は原子の配置を簡単に議論するものでダングリングボンド，原子の再配列などは想定していない．左_側の部分転位はb＝1/3［0110］であり，bは左を向く成分をもっているのでSiコア転位である．右側の部分転位_はb＝1/3［1010］と求められCコア転位である．転位線に沿ってbは変化しないので，α/C面間にあるType B loopType B loopType A loopType A loopT?3T?1T1T2γAαBβAαＣ[0001]-[1100]図1 4層のSiC四面体の積み重なStackingり．（of tetrahedronsin a 4H-SiC crystal.）四面体の中心にSi原子，4隅にC原子が位置している．アルファベット大文字はC原子の層，ギリシャ文字小文字はSi原子層を示している．図3Cコア部分転位，Siコア部分転位とShockley型積層欠陥の模式図．（Illustration on C-core, Si-corepartial dislocations and Shockley type_stacking fault.）_α/C層間に存在する転位．ζ＝［1120］，b＝1/3［1120］の基底面らせん転位の拡張構造を示す．α層上のSi原子を白丸，C層上のC原_子を黒丸で示す．左側の部分転位はb＝1/3［0110］の_Siコア部分転位，右側の部分転位はb＝1/3［1010］のCコア部分転位．図2基底面SiコアとCコア転位．（Basal-plane Si-core and C-core dislocations.）SiCでのbの向きとコア構造の関係の模式図．転位線の向きζは紙面に垂直に入る方向とする．黒丸をC原子，白丸はSi原子．（a）Siコア転位模式図．辷り面の上側，［0001］方側に余剰な原子面が存在し_Si原子列が余剰面の先端に位置している．bは左を向いている．（b）Cコア転位模式図．辷り面の下側，［0001］側に余剰な原子面が存在し，C原子列が余剰な面の先端に並んでいる．bは右を向いている．日本結晶学会誌第62巻第3号（2020）151