2007 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Optoelectronics Frontier by Nitride Semiconductor -Ultimate Utilization of Nitride Semiconductor Material Potential- |
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18069005
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
山本 あき勇 University of Fukui, 大学院・工学研究科, 教授 (90210517)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 明弘 福井大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10251985)
福井 一俊 福井大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80156752)
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| Keywords | InAlN / MOVPE / SNOM / Mg doping |
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| Research Abstract |
本研究はInAlN系タンデム太陽電池の実現に向けて、その基盤技術を確立することを目的としている。本年度は、常圧MOVPE法によるIn-rich InAlN成長膜の高品質化と成長膜の走査型近接場顕微鏡(SNOM)による評価、および、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム(CP_2Mg)を用いたInAlNへのMgドーピングに関する検討を行った。
In-rich InAlNのMOVPE成長に関しては、成長温度、TMI/(TMI+TMA)気相比、およびサセプタ上の基板位置を最適化することにより、常圧成長でもAl組成0〜43%のInAlN単結晶膜が得られることを明らかにした。さらに、Al組成約30%までのInAlN膜については室温でも観測できるPLスペクトルを示ことがわかった。また、SIMS分析の結果、InAlN膜中へのGaの混入は10^<18>cm^<-3>以下と低く問題がないことがわかった。
常圧MOVPE法で作製したInAlN膜の光学的均一性をSNOMにより評価した。まず、SNOMにおける発光強度分布、発光波長分布の解析に相関関数を導入することにより、不均一性を定量的に解析できることを明らかにした。相関関数を用いた解析の結果、Al組成が8%程度以下の試料ではPLピーク波長分布はランダムであるが、それ以上のAl組成の膜ではAl原子の凝集が起こり始めていることがわかった。
A1組成10%のInAlN膜へのMgドーピングを検討した。その結果、キャリア濃度はMgドーピングを行ってもほとんど変化せず、MgドープInNの場合と類似の結果となった。なお、少量のMgの添加がInAlNの結晶性を向上させる効果を有することを見出した。
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