ワイドギャップ半導体へのエキシマレーザードーピングの研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450134
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 畑中 義式 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (60006278)
• 研究分担者: 青木 徹 静岡大学, 大学院電子科学研究科, 助手 (10283350) ; 中村 高遠 静岡大学, 工学部, 教授 (10022287) ; 神藤 正士 静岡大学, 工学部, 教授 (60023248) ; 中西 洋一郎 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (00022137)
• キーワード: エキシマレーザー / ドーピング / ワイドギャップ半導体 / レーザードーピング / ZnSe / CdTe / オーム性接触 / シミュレーション

研究概要

エキシマレーザーを用いて瞬間的にドーパントを拡散するエキシマレーザードーピング法について,ZnSeおよびCdTeを用いて低抵抗p型の半導体層を得ることを行った.ドーパント原料としてNa_2SeまたはNa_2Teを,当研究室でGaAs基板上に成長したZnSe,CdTeやそれぞれの単結晶上へ抵抗加熱により真空蒸着した後,窒素雰囲気3〜5気圧に加年してエキシマレーザーの紫外光をドーパント原料上から照射した.そのサンプルに金電極を蒸着し,抵抗率を測定したところ両者ともに10^<-2>Ωcm程度の低抵抗率のものが得られ,金電極とドーピング層の間で良好なオーム性接触および当研究室でMOCVD成長したn型半導体との間で良好なダイオード特性が得られた.条件を変化させて検討した結果,単結晶の場合でZnSeについて100mJ/cm^2,CdTeについて90mJ/cm^2がレーザー強度の最適値として求まった.
また,レーザー照射時のサンプルの温度上昇や拡散過程についてコンピューターシミュレーションによって計算し,実際のドーピング時の温度上昇を実測するため,高速デジタルオシロスコープでレーザー照射時のサンプルの抵抗変化を測定し,これらの結果からプロセスがサーマルプロセスによることが示唆された.

研究成果

• [文献書誌] Y.Hatanaka et.al.: "Heavy p-type doping of ZnSe-based II-VI semiconductors" SPIE. 3283. 78-86 (1998)
• [文献書誌] Y.Hatanaka et.al.: "Heavily doped p-type ZnSe layer formation by excimer laser doping" J.Cryst.Growth. 184/185. 425-428 (1998)
• [文献書誌] T.Aoki et.al: "Excimer laser doping for p^+-ZnSe layer formation" Proc.of 2nd Inter.Sym.on BLLED. 78-81 (1998)
• [文献書誌] M.Niraula et.al.: "High energy flux detector using CdTe p-i-n layers" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.478. 287-292 (1998)
• [文献書誌] M.Niraula et.al.: "Fabrication and performance of p-i-n CdTe high energy flux detector" Abs.of Int.Symp.on Solid State Detectors for the 21th Century. RTD-P05 (1998)
• [文献書誌] D.Mochizuki et.al: "Excimer laser doping technique for application in an integrated CdTe imaging device" Abs.of Int.Symp.on Solid State Detectors for the 21th Century. RTD-P07 (1998)