ZnS半導体薄膜の窒素ドーピングによる伝導性制御とpn接合型発光素子への研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650363
• Research Institution: Kochi National College of Technology
• Principal Investigator: 岸本 誠一 高知工業高等専門学校, 電気工学科, 講師 (90177816)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 哲也 高知工科大学, 電子・光システム工学科, 教授 (30320120)
• Keywords: 硫化亜鉛 / エピタキシャル成長 / 不純物ドーピング / 窒素ドーピング / codoping / 伝導性制御 / フォトルミネッセンス

Research Abstract

本年度は,同時ドーピングを中心に,いろいろな不純物添加条件においてZnS層をエピタキシャル成長を行った.そして,同時ドーピング時のエピタキシャル成長層の制御性を向上させるための基礎を確立することを目的とした.
まず,成長炉の改良について検討した.成長炉の石英反応管サイズをいくつか変えて成長を試み,成長速度とX線回折による結晶性のよい成長層が得られた反応管サイズを明らかにした.また,成長炉内の温度プロファイルを詳細に記録し,再現性のある成長層を得るための検討を行った.
In添加温度の異なるZnS: In, Ag, N成長層におけるSIMS分析から,Agは両方の試料において1×10^<18>[cm^<-3>]程度は添加されている.一方、In添加温度が500[℃]の成長層ではInの添加量が6×10^<16>[cm^<-3>]程度であり、800[℃]の成長層の2xl0^<16>[cm^<-3>]より多い結果であった.また,In添加温度が高い成長層からはより高いN不純物濃度が検出されており,ZnS: In, Ag, N成長層中でIn不純物とN不純物のcodopingの効果が現れていると思われる実験結果が得られた.
さらに,成長時のアンモニアNH_3流量を変えた(成長層への窒素添加量が異なる)成長層を得た.半絶縁性GaAs基板上に成長したこれらの成長層について,電圧-電流特性の傾きから求めた抵抗率は,窒素添加量が多いと思われる成長層の抵抗率が低い傾向にあった.これらの層のフォトルミネッセンスにおいて,窒素添加量がより多いと思われる成長層ではInドナーに関連した発光が強くなる傾向がみられた.

Research Products

• [Publications] T.Yamamoto, S.Iida, S.Kishimoto: "Control of Valence States for ZnS by Triple-Codoping Method"Proceedings of International Coference on Defects in Sem iconductors, 2001. (2001)