| 研究課題/領域番号 |
14350164
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
電子・電気材料工学
|
|---|
| 研究機関 | 静岡大学 |
|---|
研究代表者 |
早川 泰弘 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (00115453)
|
|---|
| 研究分担者 |
熊川 征司 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30022130)
KRISHNAN Balakrishnan 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (70313939)
新船 幸二 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (10318777)
小澤 哲夫 静岡理工科大学, 理工学部, 助教授 (90247578)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
|
| 配分額 *注記 |
13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
2004年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2003年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2002年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
|
|---|
| キーワード | 熱光発電デバイス / インディウム ガリウム ヒ素 / インディウム ガリウム アンチモン / 均一組成バルク結晶 / ピラミッド成長 / 拡散法 / pn接合 / 選択成長 / 均一組成 / ホットウォール法 / 重力効果 / 組成変換 / 溝付き基板 / ブリッジ成長 |
|---|
| 研究概要 |
本研究は、熱光発電システム構築のために、赤外領域に感度をもつInxGa1-xAsとInxGa1-xSb三元混晶半導体を対象として、(1)熱光発電デバイス用の高品質三元混晶半導体バルク単結晶成長技術の開発と(2)高品質三元混晶半導体薄膜成長技術を開発した。
1.地上の1G環境下で溶液から結晶を育成する際、構成元素の密度差に起因した流れが発生するため、成長結晶の品質に大きな影響を及ぼす。重力が成長結晶の固液界面形状や組成分布に及ぼす効果を、落下塔と航空機を利用した微小重力環境下実験で明らかにした。また、濃度差自然対流と濃度差マランゴニ対流の挙動を重力レベルの関数として数値解析し、これらの対流が界面形状変化や組成分布に大きな影響をもたらすこと等を明らかにした。
2.溶液中の温度勾配と成長速度から成長界面温度を一定に保つために最適な冷却速度を求め、温度差法で均一組成のInGaSbバルク単結晶成長に成功した。また、回転ブリッジマン法でInxGa1-xAs単結晶を成長させる際、In-Ga-As溶液にGaAsを供給することで均一組成のInxGa1-xAs(x=0.12)単結晶を成長させた。
3.GaAs基板をSiNxで覆った後、円形の窓をあけたGaAs(111)基板上に液相成長法を用いてInxGa1-xAs(x=0.06)をブリッジ成長させた。ブリッジ成長層は、基板底面と接触しないため、貫通転位が少なく、結晶性が向上した。
4.InAs基板をInxGa1-xAs基板に変換させた後、InxGa1-xAs層をホモエピタキシャル成長させる新しい方法を開発し、高In組成比InxGa1-xAs(x=0.8)層を成長させた。また、組成変換機構を詳細に調べた。
5.光電変換効率を改善するために低転位密度で受光面積の大きなInGaSbピラミッド構造の2つの選択成長法を開発した。一つは、内部が空洞のピラミッド構造結晶法であり、他は組成変換基板上へのピラミッド結晶成長法である。
6.n型GaSb基板にZnを拡散させ、p型層を形成した。熱処理条件を種々変えて不純物濃度分布を制御した。
|
