ZnSe系半導体青色発光素子のオーム性電極材料開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555003
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 村上 正紀 京都大学, 工学研究科, 教授 (70229970)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 彰 シャープ中央研究所, 部長 ; 桜井 武 シャープ中央研究所, 副所長 ; 大槻 徴 京都大学, 工学研究科, 助手 (10026148) ; 奥 健夫 京都大学, 工学研究科, 助手 (30221849) ; 小出 康夫 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70195650)
• Keywords: ZnSe / オーミック・コンタクト / 金属 / 半導体界面 / CdZnSe / アニール

Research Abstract

本年度(最終年度)は、前年度の研究成果を踏まえ以下の3つの目的に従って研究を進めた。即ち、(1)ZnSe表面を清浄化する化学エッチング法および物理エッチング法を探索し、最適な条件を決定する。(2)前年度までに見出したAgおよびNiをベース電極にして、p型ZnSe表面近傍に高濃度ドープ層を形成すると期待される金属(LiおよびO)を添加する。そして、電流-電圧(I-V)特性および界面構造を調べ、オーミック・コンタクト材として用いる場合の指針を得る。(3)熱処理後に低障壁中間層を形成すると期待されるCd基コンタクト材のI-V特性および界面構造解析を行い今後の指針を得る。この結果以下の重要な指針を得た。
(1)化学エッチング液として飽和ブロム水系、チオ硫酸系、および水酸化ナトリウム系を選択し、物理エッチング法としてArおよびNイオンによるスパッタエッチングを行った。これらの表面清浄化法の中で、飽和ブロム水系の化学エッチングが最も電気的に良好な特性を示した。この原因は、自然酸化膜層がほぼ除去されること、およびSeリッチ表面が得られることであることが判明した。
(2)AgおよびNiコンタクト材に微量のLi(N)およびOを添加することによって、I-V特性を調べた。この結果、電気特性の向上は見られず、p型ZnSeに対して高濃度ドープ層を得る非常に難しいことが判明した。
(3)前年度明らかにしたように、Cd基コンタクト材は、初期の堆積時のCdの島状化に起因して低抵抗なオーム性が得られない。そこで低温においてCdを堆積することによりCd膜の連続膜化をはかった。I-V特性および界面構造を解析した結果、Cdは250℃以上の温度でZnSeと反応し、CdリッチなCd_xZn_<1-x>Se(x≧0.9)層を形成するが、V_T値は昨年度と同様に5V程度までにしか減少しなかった。この原因は、Cd_xZn_<1-x>Se層がn型伝導を呈するためであることが判明した。前年度までに明らかにした業績は、Jpn. J. Appl. Phys. J. Vac. Sci. & Tech., J. Electron. Mater.誌に3編の学術論文として掲載予定(印刷中)である。