1999 Fiscal Year Annual Research Report
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
Project/Area Number |
10450134
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Research Institution | RESEARCH INSTITUTE OF ELECTRONICS, SHIZUOKA UNIVERSITY |
Principal Investigator |
畑中 義式 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (60006278)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 高遠 静岡大学, 工学部, 教授 (10022287)
中西 洋一郎 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (00022137)
神藤 正士 静岡大学, 工学部, 教授 (60023248)
青木 徹 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (10283350)
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Keywords | エキシマレーザー / 不純物ドーピング / II-VI化合物半導体 / CdTe / ZnO / ZnSe / 高濃度ドーピング / ダイオード |
Research Abstract |
エキシマレーザーを用いて,レーザードーピングという方法を提案した.シリコンにおいてエキシマレーザーを用いて結晶化及び高濃度ドーピングの実施例はすでにある.しかし,化合物半導体において成功した例は今までなかった.我々は,ドーピングにおいてII-VI族にはNa_2Te,Na_2Seなどの化合物をもちいること,更にZn_3P_2,Cd_3P_2等の化合物を用いることと,レーザー照射中に雰囲気を高気圧中で行い,レーザーによるアブレーションを防ぐことを行うことによって,高濃度ドーピングの出来ることを提案した. 最初にZnSeにNa2Seを蒸着して後エキシマレーザーを照射して,ホール効果による抵抗値,及びキャリヤー濃度の測定をしてドーピング特性を検討した.3×10^<-2>Ωcmの抵抗率と4.8×10^<18>cm^<-1>のホール濃度がえられることが示された.その後,Na_2Teをドーパントを含む化合物として使用することの有効性が確かめられ,安定性においてむしろ優れていることが分かった.ZnSeについてのドーピングの機構の解明のために種々の実験を進めると共に,ZnSe以外の化合物半導体へのレーザードーピングの可能性を検討した. CdTeへのp型ドーピングのために,上記のNa_2Teを用いてアクセプタードーピングの状態を調べた.最適の状態において7×10^<17>cm^<-3>のホール濃度が得られることが示された.更に,Zn_3P_2,Cd_3P_2によるp型ドーピングの実験がおこなわれ,これらはNaによるアクセプタードーピングほどには高濃度にドーピング出来ないが,ドーピングの効果は確認された.CdTeへのレーザードーピングの実験では,レーザーをパターン状に照射することにより微細パターン形成,分離されたダイオードピクセル形成の可能なプロセスが有効であることが示された. ZnOに対するエキシマレーザードーピングの実験も試みられた.これは,ZnO単結晶の提供を受けた,Wright大学(USA)との共同研究で,Zn_3P_2をドーパント用の化合物として用い,高圧酸素中でエキシマレーザー照射を行うことにより,p型ZnOの形成されることが示され,ダイオードの形成実験がなされ,順方向電流の注入による発光も観測されている.これらのドーピングの機構及び詳細な測定は,今後の研究に待たなければならないが,これまでの再現性の良い実験結果から,大変興味深い結果が期待できる.
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Research Products
(12 results)
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[Publications] Y.Hatanaka et al: "Heavy p-type doping of ZnSe-based II-VI semiconductors using an excimer laser"SPIE. 3283. 78-86 (1999)
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[Publications] Y.Hatanaka et al: "Heavily doped p-type ZnSe layer formation by excimer laser doping"J.Cryst.Growth. 184/185. 425-428 (1998)
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[Publications] M.Niraula et al.: "Fabrication and Performance of p-i-n CdTe High Energy Flux Detector"Proc.of JICAST'98/CPST'98. 249-252 (1998)
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[Publications] Y.Nakanishi et al: "Preparation of ZnO thin films forhigh-resoltion field emission display by electron beam evaporation"Appl.Surf.Sci.. 142. 233-236 (1998)
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[Publications] M.Niraula et al.: "Study of excimer laser doping process in CdTe"静岡大学大学院電子科学研究科研究報告. 20. 81-83 (1999)
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[Publications] 野田大二 et al.: "CdZnTe系化合物半導体のエピタキシャル成長と窒素ラジカルドーピング"静岡大学大学院電子科学研究科研究報告. 20. 84-86 (1999)
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[Publications] 三宅亜紀 et al.: "電子ビーム蒸着法で作製したZnO薄膜の発光特性"静岡大学大学院電子工学研究所研究報告. 33. 27-30 (1999)
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[Publications] Y.Hatanaka et al: "Surface processing of CdTe compound semiconductor by excimer laser doping"Appl.Surf.Sci.. 142. 227-232 (1999)
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[Publications] M.Niraula et al.: "Low temperature growthand n-type doping of CdTe by remote-plasma-assisted metalorganic chemical vapor doposition method"Proc.of ISSP' 99. 105-106 (1999)
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[Publications] D.Noda et al.: "Epitaxial Growth and Nitrogen Radical Doping of CdZnTe"J.Electrochem.Soc.. 146. 3482-3484 (1999)
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[Publications] D.Mochizuki et al: "Excimer laser doping technique for application in an integrated CdTe imaging device"Nucl.Inst.Methods.Phys.Res.. A. 127-131 (1999)
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[Publications] M.Niraula et al: "Improved spectrometric performance of CdTe radiation detectors in a p-i-n design"Appl.Phys.Ltt.. 75. 2322-2324 (1999)