2002 Fiscal Year Annual Research Report
高清浄ECRプラズマCVDによる高機能性ナノクリスタルGe膜の作製
| Project/Area Number |
12650325
|
|---|
| Research Institution | TOKYO INSTITUTE OF POLYTECHNICS |
|---|
Principal Investigator |
青木 彪 東京工芸大学, 工学部, 教授 (10023186)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 信一 東京工芸大学, 工学部, 助手 (60277944)
|
|---|
| Keywords | ナノクリスタル / アモルファス / 微結晶 / フォトルミネッセンス / 寿命 / ゲルマニウム / CVD / ECRプラズマ |
|---|
| Research Abstract |
ナノクリスタル相の存在が期待できる微結晶-アモルファス境界成膜条件で高品質a-Ge : H(水素アモルファスゲルマニウム)膜を作製した。このa-Ge : Hに加えカルコゲナイド系アモルファス半導体のフォトルミネッセンス寿命分布においてもダブルピークを見出した。さらにピーク寿命測定範囲を拡げた、これまで不可能だったフォトルミネッセンスのナノ秒QFRS(周波数分解寿命測定)法を開発した。a-Si : H(水素化アモルファスシリコン)も含めたアモルファス半導体のフォトルミネッセンス寿命分布において短寿命成分(ns-μs)は1重項励起子、長寿命成分(ms)は3重項励起子によるものであることを明らかにした。さらに本研究の終了近くになってa-Ge : H及びa-Si : H膜においては秒オーダーの長寿命に、以前見出した1重項・3重項励起子ではないdistant電子・正孔対の再結合発光を見出した。
優先成長容易方位である(110)基板上にμc-Ge : H(水素化微結晶ゲルマニウム)膜を作製した。155℃以上で堆積した微結晶膜の結晶軸は基板と軸がそろい3軸配向する。しかし双晶が構造の乱れを引き起こし膜中には他の面方位が混在するため、完全優先成長にはならない。構造の乱れは配向容易方位(110)の予想に反して(100)上よりも大きく、(100)上での結晶化率は基板温度200℃以上でほぼ100%であったのに対し(110)上では80%になった。またコーニング7059基板上では膜は(110)優先配向する。結晶化率は155℃で最大値(80%)をとり、基板温度をさらに増加させると結晶核生成が抑制され結晶化率は低下する。どちらの基板上でも結晶粒径は20-30nmの微結晶膜が得られた。
|
-
[Publications] T.Aoki, S.Komedoori, S.Kobayashi, T.Shimizu, A.Ganjoo, K.Shimakawa: "Excitonic Photoluminescence in Amorphous Semiconductors"Nonlinear Optics. Vol.29 (4-6). 273-281 (2002)
-
[Publications] T.Aoki: "Nanosecond QFRS Study on Photoluminescence in Amorphous Semiconductors"Journal of Material Science -Materials in Electronics. (in press). (2003)
-
[Publications] T.Aoki, S.Komedoori, S.Kobayashi, T.Shimizu, A.Ganjoo, K.Shimakawa: "Photoluminescence Lifetime Distributions of Chalcogenide Glasses Obtained by Wide-Band Frequency Resolved Spectroscopy"Journal of Non-crystalline Solids. (in press). (2003)
-
[Publications] S.Kobayashi, T.Shimizu, T.Aoki, T.Asakawa: "Preferential Growth of μc-Ge : H along Crystallographic Axes of Si and Ge Substrates by ECR Plasma CVD"Journal of Material Science -Materials in Electronics. (in press). (2003)
