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

松畑洋文，関口隆史を向く菱形積層欠陥が出現することが示されている．図9のように部分転位のペアが2本ともSiコアの転位は2重の菱形積層欠陥が生成される．部分転位のペアが2本ともCコアの場合はREDG効果による積層欠陥の成長は起こらない．図8の各バーガース・ベクトルの転位ループを生成したときと同じように，図9，図10の2重菱形積層欠陥や，1重菱形積層欠陥に対して63のらせん操作を行うと，すべての2重および1重の菱形積層欠陥の向きを求めることができる．8．電力素子中で順方向特性劣化を引き起こす基底面転位4H-SiCベアウエハ上にエピ層を成長させて素子を作製すると，基板から繋がっている基底面転位はエピ層の成長と同時に貫通刃状転位へ変換させられることが知られている．48）そのためエピ層部で作製される素子には基底面転位が存在しないと考えられ，順方向特性劣化を引き起こす基底面転位がどこから生ずるのかは明確ではなかった．しかしながら，エピ層成長開始とともに貫通刃状転位へ変換される直前のわずか数10ナノメーター以下の長さの基底面転位部が，エピ成長により形成されるi層中に存在し，その部分がREDG効果によって数ミリの大きさの積層欠陥に成長し，i層全体に広がることがトポグラフ観察よりわかった．30）この解析結果により，電力素子メーカーは，n型基板と同程度のドーパント濃度のエピ層の成長を行い，基底面転位を完全に貫通刃状転位に変換した後にi層部を成長させてi層中の基底面転位を無くすことで，順方向特性劣化の抑制に成功した．47）,48）9．まとめSiコア部分転位とCコア部分転位の配置を整理するために，12種類の基底面転位ループを導出した．これを利用することにより，REDG効果によって出現するShockley型積層欠陥の形状と構造を整理することができた．また，同じバーガース・ベクトルをもつ基底面転位から異なる方向を向く菱形積層欠陥が形成される理由を説明することができた．この解析により積層欠陥の発生源となる基底面転位の素性も明らかにすることができた．今回の導出法は，ほかの六方晶構造の化合物での拡張した転位構造の解析にも応用することが可能であると思われる．謝辞本研究を遂行する上で，産業技術総合研究所，山口博隆主任研究官および九州シンクロトロン光研究センターにお世話になりました．これらの方々に感謝します．文献1）H. Matsunami and T. Kimoto: Mater. Sci. Eng. R 20, 125（1997）．2）T. Kimoto: Jpn. J. Appl. Phys. 54, 04103（2015）.3）日経エレクトロニクス2019年10月号特集記事．4）J. P. Bergman, H. Lendenmann, P. A. Nilsson, U. Lindefelt and P.Skytt: Mater. Sci. Forum 353-356, 299（2001）．5）H. Jacobson, J. Birch, R. Yakimova, M. Syvajarvi, J. P. Bergman, A.Ellison, T. Tuomi and E. Janzen: J. Appl. Phys. 91, 6354（2002）．6）A. O. Konstantinov and H. Bleichner: Appl. Phys. Lett. 71, 3700（1997）．7）S. I. Maximenko, P. Pirouz and T. Sudarshan: Appl. Phys. Lett. 87,033503（2005）．8）A. Galeckas, J. Linnoris and P. Pirouz: Phys. Rev. Lett. 96, 025502（2006）．9）S. Ha, M. Skowronski and H. Lendenmann: J. Appl. Phys. 96, 393（2004）．10）M. Skowronski and S. Ha: J. Appl. Phys. 99, 011101（2006）.11）S. Ha, M. Benamara, M. Skowronski and H. Lendenmann: Appl.Phys. Lett. 83, 4957（2003）.12）B. Chen, J. Chen, T. Sekiguchi, T. Ohyanagi, H. Matsuhata, A.Kinoshita, H. Okumura and F. Fabbri: J. Appl. Phys. 93, 033514（2008）．13）B. Chen, T. Sekiguchi, T. Ohyanagi, H. Matsuhata, A. Kinoshita andH. Okumura: J. Appl. Phys. 106, 074502（2009）．14）B. Chen, H. Matsuhata, T. Sekiguchi, T. Ohyanagi, A. Kinoshita andH. Okumura: App. Phys. Lett. 96, 212110（2010）．15）B. Chen, J. Chen, T. Sekiguchi, T. Ohyanagi, H. Matsuhata,A. Kinoshita, H. Okumura and F. Fabbri: Superlattices andMicrostructures 45, 295（2009）．16）B. Chen, J. Chen, T. Sekiguchi, T. Ohyanagi, H. Matsuhata, A.Kinoshita, H. Okumura and F. Fabbri: J. Electro. Mat. 39, 684（2010）．17）B. Chen, T. Sekiguchi, T. Ohyanagi, H. Matsuhata, A. Kinoshita andH. Okumura: Phys. Rev. B 81, 233203（2010）．18）B. Chen, H. Matsuhata, T. Sekiguchi, T. Ohyanagi, A. Kinoshita andH. Okumura: Phys. Stat. Solidi, C 8, 1278（2011）．19）B. Chen, H. Matsuhata, T. Sekiguchi, A. Kinoshita, K. Ichinosekiand H. Okumura: Appl. Phys. Lett. 100, 132108（2012）.20）H. Matsuhata, H. Yamaguchi, I. Nagai, T. Ohno, R. Kosugi and A.Kinoshita: Mat. Sci. Forum 600-603, 321（2009）．21）H. Matsuhata, H. Yamaguchi, I. Nagai, T. Ohno, R. Kosugi and A.Kinoshita: Mat. Sci. Forum 600-603, 309（2009）．22）H. Matsuhata, H. Yamaguchi and T. Ohno: Philos. Mag. 92, 4599（2012）.23）H. Matsuhata, T. Kato, S. Tsukimoto and Y. Ikuhara: Philos. Mag.92, 3780（2012）．24）H. Matsuhata, H. Yamaguchi, T. Yamashita, T. Tanaka, B. Chen andT. Sekiguchi: Philos. Mag. 94, 1674（2014）．25）E. Tochigi, H. Matsuhata, H. Yamaguchi, T. Sekiguchi, H. Okumuraand Y. Ikuhara: Philos. Mag. 97, 657（2017）．26）H. Matsuhata and T. Sekiguchi: Philos Mag. 98, 878（2018）．27）松畑洋文,山口博隆,大野敏之：顕微鏡44, 222（2009）．28）松畑洋文,山口博隆：まてりあ54, 279（2015）．29）松畑洋文,山口博隆,関口隆史,陳斌,佐々木雅之,大野敏之,鈴木拓馬,畠山哲夫,辻崇,米澤喜幸,新井和雄：電気学会論文誌A135, 768（2015）．30）A. Tanaka, H. Matsuhata, N. Kawabata, D. Mori, K. Inoue, M. Ryo,T. Fujimoto, T. Tawara, M. Miyazato, M. Miyajima, K. Fukuda, A.Ohtsuki, T. Kato, H. Tsuchida, Y. Yonezawa and T. Kimoto: J. Appl.Phys. 119, 095711（2016）．156日本結晶学会誌第62巻第3号（2020）