2021 Fiscal Year Research-status Report
ZnMgTe混晶半導体エピタキシャル膜の電気伝導性制御に向けた電子・原子構造解析
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17K06354
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
齊藤 勝彦 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 助教 (40380795)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 化合物半導体 / ドーピング / MOVPE法 / 結晶成長 / 放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、p型の単極性を示すZn1-xMgxTe混晶半導体の電気伝導性制御を困難としてきた阻害要因を、電子構造および原子レベルでの局所構造と電気的・光学的特性等との関係から明らかにすることを目的としている。得られる知見をもとに、不純物ドーピングによる本材料の幅広い組成範囲に渡るp型伝導性制御およびn型化を、有機金属気相成長（MOVPE）法で成長したエピタキシャル膜において実現することを目指す。令和3年度は以下の研究を実施した。
（１）(100)GaAs基板上にMOVPE成長したAlドープZnTe薄膜に及ぼす成長後アニーリング処理効果を引き続き評価した。アニール処理温度の影響を低温フォトルミネッセンススペクトル測定より評価し、アニール処理温度の増大と共に相対的に減少するバンド端発光強度が増大に転じる温度領域の存在を見出した。
（２）深い準位の評価・解析を今後実現するため、既存装置を用いた容量過渡分光システム（DLTS,ICTS等）の構築を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初の研究計画で利用を前提としていた基板材料の入手が困難となり、他材料への変更が必要となった。この変更に伴い、当初計画にはなかった成長特性把握のための薄膜成長実験および評価を改めて実施する必要性が生じ、これに時間を要した。また、薄膜成長装置、排気系設備および一部評価装置の故障等、加えて新型コロナウイルス感染症の影響により、特に薄膜成長実験の遂行に大幅な制約が生じたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
AlドープZnTe薄膜に及ぼす成長後アニーリング処理効果を継続して評価する。特に、低温フォトルミネッセンス測定より薄膜特性が大幅に変化することが示唆された450℃以上のアニール温度領域を詳しく調査する予定である。また、新たに評価手法に取り入れる容量過渡分光法による結晶欠陥評価等を進め、これまでの知見と総合し、PドープZnTe薄膜において成長後アニーリング処理がP活性化に寄与するメカニズム等の解明を目指す。Al単独ドープZnTe薄膜およびP-AlコドープZnTe薄膜の成長と評価に関しても、深い準位およびキャリア密度等の評価を進め、再現性のあるn型伝導の実現法の提案を目指す。
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| Causes of Carryover |
本研究課題では、当初の研究計画で利用を前提としていた基板材料の入手が困難となり、他材料への変更が必要となった。この変更に伴い、当初計画にはなかった成長特性把握のための薄膜成長実験および評価を改めて実施する必要性が生じ、これに時間を要した。また、薄膜成長装置、排気系設備および一部評価装置の故障等、および、新型コロナウイルス感染症の影響により当初計画の変更と遅延が生じ、これにより次年度使用額が生じている。
有機金属原料、各種ガス等の購入に一部使用する予定である。また、研究成果発表のための国際会議や国内学会参加費、論文投稿料として使用する予定である。
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