| 研究課題/領域番号 |
15560283
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 豊田工業大学 |
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研究代表者 |
大下 祥雄 豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10329849)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | 化学気相成長法 / 太陽電池 / 化合物半導体 |
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| 研究概要 |
異なる禁制帯幅を有する半導体を積層したタンデム構造を有した太陽電池の変換効率向上のためには、禁制帯幅が2.O eV/1.42eV/1.05eV/0.67eVの4接合を実現する必要がある。本研究では、4接合の第3セル用の材料として少数キャリア寿命の長い高品質なInGaAsNの実現を目指している。結晶の高品質化のため、これまでにケミカルビームエピタキシャル成長装置を立ち上げ研究を行ってきた。本申請課題においては、結晶成長中の表面への吸着種の表面からの離脱や原子の結晶相への取込を、結晶成長中の表面にパルス光を照射することにより制御し、さらに良質なlnGaAsN系材料が得られる成長技術を実現することにある。
本課題の初年度は、各原料ガスの供給と同期して成長中の基板表面に短パルス光を照射できるように装置を改造した。具体的には、基板ホルダにより下向きに支持された基板表面に光が照射できるよう、装置下部に光光源を設置した。さらに、ガス供給や成長圧力を制御するソフトに改造を加え、原料ガスの供給に同期させるなど、所望のタイミングで基板表面に短パルス光を自動的に照射できるようにした。その結果、制御性良く成長中の基板表面に短パルス光を照射できるようになった。
次に、成長中の光照射の堆積膜への影響を調べた。光照射時間と中断時間をそれぞれ1-2秒、30数秒程度にした場合、窒素濃度が増加し不純物濃度が低下した。さらに、照射間隔と中断間隔を1-2分とする事により、膜中の窒素濃度が0-1%程度の間で周期的に変化した薄膜を形成することができた。原料供給量を変える事無く膜中の組成制御の可能性を示しており、量子構造等の作製に対して光照射が有効であることが示された。さらに、このとき炭素や水素の濃度も10^<16>scm^<-3>程度まで低下しており、残留不純物濃度低減にも有効であった。
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