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2012-4

大角度収束電子線回折法を用いたSiC単結晶中の転位解析


技術のポイント

低転位密度の六方晶SiC単結晶中に形成された種々の転位構造を精密に解析する技術を開発

基礎研究


背景
SiCは高耐圧・高速・低損失・高温動作という特長を有しており、Siに代わる次世代パワーデバイスとして期待されている。しかし、SiC単結晶内には様々な要因による結晶欠陥が形成されるため、デバイス特性が劣化する。

目的
六方晶SiC内に形成される転位を正確に抽出し、その転位構造を透過電子顕微鏡により精密に解析することで、特性を劣化させるキラー欠陥とその 構造との相関を明らかにする。

成果
(1) KOH+Na2O2エッチング法と集束イオンビーム(FIB)マイクロサンプリング法を連携させて、所望の位置からの転位抽出を可能にした。
(2) SiC単結晶中の転位解析に大角度収束電子線回折(LACBED)法を適用することにより、転位の精密な構造解析を可能とした。


図1. (a) SeashellピットのSIM像
 (b) ピット直下に存在する
  底面転位の明視野像
図2. (a) LACBED法の模式図, (b) 底面転位から得られたLACBEDパターン
この情報をもとに転位の変位ベクトルを導出する



今後の展開
FIBマイクロサンプリング技術
およびLACBED計測技術の高度化
様々な結晶欠陥の構造解析に適用
六方晶SiC中の転位低減のための
指針をフィードバック

参考文献 Y. Sugawara, Y. Yao, Y. Ishikawa et al., Mater. Sci. Forum, 717-720 (2012) in press.
謝辞 本研究は、トヨタ自動車(株)からの委託研究として実施したものである。



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