全酸化物PINダイオードの作製と少数キャリヤー注入効果の検証研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11450124
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小林 猛 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (80153617)
• 研究分担者: 牧 哲朗 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (80273605)
• キーワード: 酸化物 / 強誘電体 / 酸化物半導体 / ZnO / SrTiO3 / BaTiO3 / センサー / PLD

研究概要

もとより酸化物材料は一般半導体材料には属さない各種の機能を保有しているために、これまでに多方面への応用がなされてきた。近年の半導体技術の成長に引きずられるように酸化物エレクトロニクスの世界にも高機能化の風が吹き始め、追い風の中で本研究が進められてきた。
酸化物にキャリヤーをドープすることができれば酸化物半導体として新しい土俵が築けるであろう。実際には結晶性が悪いために、この希望は中々叶えられることがなかった。本研究ではPINダイオード構造を作製しながら、素子特性の評価を介して問題の抽出と解決を図った。格子欠陥によるトラップ密度を昨年度10E19/cm3であったものを本年度は10E17/cm3以下に低減することに成功した。PINダイオードの整流特性も大幅に改善できた。
i-層を強誘電体BaTiO3とするダイオードの格子分極下・電子注入の基礎研究を進めたところ、約10E20/cm3程度の過剰キャリヤー注入の下でも分極電荷が保持されていることが判明した。さらに、室温励起子発光の出来るZnO層をi-層に用いたPIN素子の試作にかかり、深い準位の発光を完全に抑制したZnO薄膜のヘテロ成長に成功して準備を整えた。

研究成果

• [文献書誌] M.Sugiura,Y.Nakashima,T.Nakasaka and T.Kobayashi: "PLD Growth of p-NiO/i-ZnO/n-(La,Sr)TiO3 Double Heterostructure and Application to Injection Luminescence Devices"Int.Conf.on Crystal Growth(ICCG-2001). (採択). (2001)
• [文献書誌] 小林猛,秋吉秀樹,杉浦正典: "酸化物半導体の新しい薄膜作成法"ファインケミカル. 29,11. 15-21 (2000)
• [文献書誌] M.Tachiki,T.Hosomi and T.Kobayashi: "Room-Temperature Heteriepitaxial Growth of NiO Thin Films using Pulsed Laser Deposition"Jpn.J.Appl.Phys.. 39,4A. 1817-1820 (2000)
• [文献書誌] Xiaodong Fang,Minoru Tachiki and Takeshi Kobayashi: "Preparation of SrRuO3 thin film by chemical reactive pulsed laser deposition"Thin Solid Films. 368. 227-230 (2000)
• [文献書誌] A.Ito,K.Tsuji,T.Hosomi,T.Maki and T.Kobayashi: "Improved Stability of Metal-Insulator-Diamond Semiconductor Interface by Employing CaF2/thin BaF2 Composite Insulator Film"Jpn.J.Appl.Phys.. 39,8. 4755-4756 (2000)
• [文献書誌] 小林猛,秋吉秀樹,佐藤一成: "アブレーションプラズマ生成・制御1(レーザー)"プラズマ・核融合学会誌. 76,11. 1145-1150 (2000)
• [文献書誌] 小林猛: "「材料と評価の最前線」日本材料学会記念出版"オーム社出版. 350 (2001)
• [文献書誌] 小林猛: "応用物理ハンドブック"丸善出版. 600 (2001)