1997 Fiscal Year Annual Research Report
中性子照射したワイドギャップ型SiC半導体における光学及び電気特性の評価
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09680480
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
岡田 守民 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (00027450)
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| Keywords | 中性子照射効果 / 照射温度依存性 / 炭化珪素 / ワイドギャップ半導体 / 欠陥回復過程 / 照射欠陥 / 吸収スペクトル / 電気特性 |
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| Research Abstract |
申請者は、最近、原子炉高速中性子(>0.1MeV)照射した炭化珪素(SiC)単結晶中に780nm吸収帯、また、ESR測定により常磁性欠陥中心の生成を観測した。これらの欠陥中心が、半導体としてのSiCの特性に与える影響を知ることを目的として研究を行った。今年度(平成9年)は、この科研費の助成で購入した4H及び6H-SiC単結晶について、京大原子炉(KUR、5MW、軽水減速炉)、東大炉(YAYOI、高速炉)、京大炉ライナック等で照射し、導入された照射欠陥について、その性質やモデルの同定を、照射量依存性、照射温度依存性或いは熱回復過程等について調べた。また、電気特性の変化についても調べた。
これらの結果、1、光吸収観測により得られた780nm吸収帯の起源が、ESR測定によりSi空孔中に捕獲された電子の吸収によるものと同定されたTl中心と、これらの熱回復過程の類似性から同一のものとした。
2、京大炉低温照射装置を用いて行った照射実験から780nm帯生成効率の照射温度依存性は、常温照射時より100K以下の照射時により低くなり、200Kで極大値を持つことが分かった。これからSiC中の欠陥生成効率が、金属中のフレンケル欠陥や、多くの酸化物中のF中心の生成効率が低温でより高く、高温になるほど指数関数的に減少するという、これまでの常識と少し異なった性質を持っていることが分かった。
3、電気特性の熱回復過程の観測結果から、照射により減少したキャリア濃度は照射温度(約350K)から800Kまで変化しないこと、ホール易動度及び電気抵抗率は約800Kで共に約40%回復すること等が分かった。
平成10年度は、今年度得られた結果の原因究明と、熱中性子照射したSiC中に^<29>Si(nγ)^<30>Si反応で生成される^<30>Pのドナーとしての働きを、^<30>Pをイオン注入した試料と比較検討する実験も合わせて行う。
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[Publications] 岡田守民: "各種材料の低温度領域における温度制御照射効果の研究(1)" 京大原子炉実験所学術講演会報文集. 32. 211-216 (1998)
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[Publications] 金沢 哲: "炭化珪素の低温度領域における温度制御照射効果の研究" 京大原子炉実験所学術講演会報文集. 32. 245-250 (1998)
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[Publications] 岡田守民: "京大炉極低温照射施設概要と非金属性物質の照射効果" 大阪ニュークリアサイエンス協会、放射線利用総合シンポジウム報告集. 7. 11-19 (1998)
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[Publications] 岡田守民: "中性子照射したSiC単結晶における照射欠陥生成の照射温度効果" 日本原子力学会秋の大会予稿集. 154-154 (1997)
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[Publications] K.Kamitani: "The elastic constants of silicon carbide:A Brilloun-scattering study of 4H and 6H single crystals" Journal of Applied Physics. 82. 3152-3154 (1997)
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[Publications] Y.Mita: "Photochromic behaviour of the N3 centrein neutron-irradiated and annealed typeIb diamond" Philosophical Magazine Letters. 76. 93-97 (1997)
