| 研究課題/領域番号 |
06650017
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
杉山 耕一 三重大学, 工学部, 教授 (20179170)
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| 研究分担者 |
三宅 秀人 三重大学, 工学部, 助手 (70209881)
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| キーワード | カルコパイライト型半導体 / I‐III‐VI_2族半導体 / エピタキシャル成長 / 二硫化銅アルミニウム / 二硫化銅ガリウム / ヨウ素輸送法 / 回折空間マッピング / 鏡面エッチャント |
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| 研究概要 |
1.閉管式ヨウ素輸送法によるCuAlS_2のエピ成長:原料にはCuAlS_2多結晶を、基板にはCuGaS_2単結晶ウェーハ(112)Bを用いた。エピ成長は、(a)原料とヨウ素との平衡反応、(b)基板クリーニング、(c)成長の3過程で行い、ヨウ素量1mg/cm^3、成長時の原料温度700℃〜750℃、基板温度610℃で、8〜24時間成長した。EDXにより組成分析した結果、エピ結晶はCuAl_xGa_<1-x>S_2混晶(x=0.3〜0.7)となっていた。X線回折空間マッピング(逆格子空間マッピング)により、基板とエピ層間の格子不整合度(Δd/d=[d(sub)‐d(epi)]/d)とエピ層からの回折X線の半値幅を調べた。その結果、エピ層の組成のバラツキは小さく、Δd/dは混晶比xとほぼ対応していたが、回折X線の半値幅は200arcsec以上あり、歪みやモザイク構造の存在が示唆された。
2.開管式ヨウ素輸送法によるCuAl_xGa_<1-x>S_2混晶のエピ成長:Al系のエピ成長の基礎データを得るため、昨年度に引き続き、CuGaS_2のエピ成長をCuGaS_2及びCuGa_xIn_<1-x>S_2(1-x〜0.02)基板上に行った。温度に対するヨウ素流量、原料CuGaS_2とヨウ素との相平衡について調べ、実験結果と熱力学的計算とを比較した。原料温度800℃、基板温度700℃、N_2流量20cm^3/min(流速0.25cm/sec)、ヨウ素濃度10mg/cm^3で20分間エピ成長を行った。(001)面及び(112)A面上では表面に凹凸が認められたが、(112)B面上では平滑であった。X線回折空間マッピングにより求めたエピ層からの回折X線の半値幅は、基板と同程度(100‐200arcsec)であった。
3.CuGaS_2結晶の鏡面エッチャント:CuAlS_2及びCuAl_xGa_<1-x>S_2混晶のエピ成長用基板に用いるCuGaS_2の鏡面エッチャントを調べた。最も再現性良く鏡面が得られた液は、硫酸‐過酸化水素水‐水(5:1:1)混合液、100℃の場合で(112)B面のエッチング速度は1‐2μm/minである。
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