〜2021-12-26松畑洋文4H-SiC結晶中には様々な種類の積層欠陥が報告されています。それらの一部を本文章で整理したいと思います。“その1”ではショックレー型積層欠陥が1枚導入された場合について述べます。同じように見える1枚のショックレー型積層欠陥でも、幾つかに分類されることがわかります。より拡大成長したりしますが、その際の積層欠陥の形状によっては、同じバーガースベクトルを持つ基底面転位より生成したショックレー型積層欠陥でも、異なるタイプに分類することが可能です。4H-SiCのショックレー型積層欠陥は特徴的な構造をもっているのでその特徴についてまとめます。観察されたときに、おおもとの基底面転位がどの位置にあったのかを調べるときに有効です。どの位置におおもとの基底面転位があったのかが明確になれば、対策なども考えられる場合があります。図1下の図1は4H-SiCの1ユニットセルの構造を[1120]方向から眺めた図です。グレーの三角形は4面体構造を表し四面体の中心にSi原子、四隅にC原子が配置されています。1ユニットセル中にはABA’C’と記号がふられた4つの四面体が積み重なっています。AとBは同じ方向を向いていますがA’C’の四面体はAやB四面体の左右を反転させたように配置されていています。A’C’の2つの四面体は同じ方向を向いています。ショックレー型積層欠陥は図中の4つの破線の位置に導入されます。この破線は四面体の中心のSi原子と四面体底面のC原子の間に描かれています。SiCは対称の中心を持たない結晶で、[0001]と[0001]は同等な方向ではありません。図1は4H-SiCの4つの四面体の積み重なりを示しています。四面体は2個ずつ同じ方向を向いて積み重なっていますが、Iwataらによると下側の四面体に導入されるショックレー型積層欠陥と上側の四面体に導入される積層欠陥とは導入されたときの積層欠陥エネルギーに違いがあると言っています。積層欠陥エネルギーに違いがあるということは自然に形成されるショックレー型積層欠陥の大きさに違いが存在しているということになります。さらなる詳しい記述は下記の文献をご覧ください。4H-SiCの基底面転位はショックレー型積層欠陥に分解拡張すると積層欠陥の縁にある部分転位の配置の仕方に2種類の異なる構造のものが存在します。図2はb=1/3[1120]のバーガースベクトルを持つ基底面転位ループの2種類の構造を示しています。この図は[0001]方向から見た図です。縁の黒実線で示されている部分はCコア部分転位、黒破線で示している部分はSiコア部分転位です。6角形の転位ループのうち12時の位置はSiコア刃状基底面転位、6時の位置はCコア刃状基底面転位、3時の位置と9時の位置は基底面らせん転位の位置です。Bでは逆になっています。Aでは転位ループの3時と9時の場所で破線のSiコア部分転位が積層欠陥の左側、実線のCコア部分転位が積層欠陥の右側に位置しています。Bではこの位置関係が逆転しています。Bの積層欠陥は図1のA、Bの四面体の積層欠陥で現れます。AとBの四面体は同じ方向を向いていて、A’、C’の四面体は逆方向を向いています。Bの転位ループの違いを作っています。図2では同じバーガースベクトルを持ちながら異なる縁構造を持つ転位ループが2種類存在していることを示しています。基底面転位は6方向の異なる向きのバーガースベクトルが存在していますから、合計12種類の異なる縁構造を持つ転位ループが存在しています。12種類の異なる転位ループが存在することを認識するとp-i-n構造を持つ電力デバイスの順方向特性劣化の際に現れる積層欠陥の形が容易に解析されるようになります。詳細は下記の文献を御覧下さい。FCC、HCP構造内の正四面体構造と正八面体構造。その重心位置には空孔があり、原子を配置できる。×CLOSECLOSEこれはポップアップウインドウのテストです。これはポップアップウインドウのテストです。これはポップアップウインドウのテストです。これはポップアップウインドウのテストです。