2021 Fiscal Year Annual Research Report
窒化物半導体薄膜の両極性伝導制御と太陽電池への応用
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19H02427
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
松崎 功佑 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40571500)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 窒化物半導体 / ドーピング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ｎ型とｐ型の窒化銅半導体について、大面積形成可能な高品質薄膜製造法の開発を行った。
１．窒化銅の合成に必要なアンモニアと酸素の混合ガスを用いた直接窒化法（Cu+NH3→Cu3N+H2O）は表面反応であり制御が困難のため、薄膜形状、基板材料、温度、圧力によって合成条件を検討した。ガラス基板上に形成した薄膜は高温で粉砕される傾向があったため、熱処理温度と圧力の最適化を行ったところ、数百nmの膜厚で平坦な多結晶薄膜の形成が可能となった。大面積に形成可能なスパッタ法（Cu+窒素ラジカル→Cu3N）とポストアニールを組み合わせることで、高品質な100配向の多結晶薄膜が得られた。
２．窒化銅のp型ドーパントであるF不純物は浅いアクセプターを形成する。しかしガラス基板状の窒化銅薄膜は、フッ素が容易にガラス基板に拡散するため、デバイスへの応用が難しかった。新しいp型ドーパントを探索したところ、等原子価不純物がp型ドーパントとして機能すること、またイオン半径によって正孔濃度制御性が異なることがわかった。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Design, Synthesis, and Optoelectronic Properties of the High-Purity Phase in Layered AETMN2 (AE = Sr, Ba; TM = Ti, Zr, Hf) Semiconductors2022
Author(s)
Akihiro Shiraishi, Shigeru Kimura, Xinyi He, Naoto Watanabe, Takayoshi Katase*, Keisuke Ide, Makoto Minohara, Kosuke Matsuzaki, Hidenori Hiramatsu, Hiroshi Kumigashira, Hideo Hosono, and Toshio Kamiya*
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Journal Title
Inorganic Chemistry
Volume: 61
Pages: 6650,6659
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Low Residual Carrier Density and High In-Grain Mobility in Polycrystalline Zn3N2 Films on a Glass Substrate2022
Author(s)
Kaiwen Li, Atsushi Shimizu, Xinyi He, Keisuke Ide*, Kota Hanzawa, Kosuke Matsuzaki, Takayoshi Katase, Hidenori Hiramatsu, Hideo Hosono, Qun Zhang*, and Toshio Kamiya
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Journal Title
ACS Applied Electronic Materials
Volume: 4
Pages: 2026,2031
DOI
Peer Reviewed
