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R-13
2017

4H-SiCにおけるらせん転位と混合転位の観察


技術のポイント

4H-SiCにおけるらせん転位と混合転位を放射光X線トポグラフィ及びエッチピット法で識別

基礎研究


背景
貫通転位はSiCパワー素子不良の要因とされているが、転位種類(刃状、らせん、混合)と素子へ及ぼす悪影響の関連はまだよくわかっていない。転位種類を正確かつ簡易に識別する技術が強く求められている

目的
(1) 等価な11-28面回折によるX線トポグラフィでらせんと混合転位を識別
(2) エッチピット法でらせんと混合転位を識別する可能性を検討

成果
(1) 6つの等価な回折面によるX線トポグラフィでらせんと混合転位を識別し、c+a混合転位における刃状a成分の方向を正確に判別可能
(2) NaOH蒸気で形成した転位エッチピットの形状を、同一場所のX線トポグラフィ結果と比較し、化学エッチングのみでらせんと混合転位を識別する可能性を示唆


実験方法: ① 放射光X線トポグラフィ(BL3C@KEK-PF)
  ② 化学エッチング(NaOH蒸気@950℃)

6つの等価な11-28回折面から撮影した
放射光X線トポグラフィ像

同一場所のNaOH蒸気エッチピット像
TD1とTD8のピット形状の比較(精度は検討中)



期待される適用分野
SiC転位の検出・分類
SiC成長条件最適化
SiCパワー素子不良解析
SiC転位低減と
パワーデバイス故障原因同定

参考文献/特許 Y. Yao, Y. Ishikawa, et al., Mater. Sci. Forum 897 (2017) 185.
特許第6022972号
謝辞 本研究は、高エネルギー加速器研究機構(KEK)との共同研究にて実施したものである



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