新しい透明導電性材料・酸化ガリウム単結晶の作成とキャリアドーピング

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650001
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 福田 承生 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30199236)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KO Jung Min 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00333881) ; 吉川 彰 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50292264)
• Keywords: 透明導電性材料 / バルク単結晶 / キャリアドーピング / 熱処理

Research Abstract

本年度研究では、総括年度として、これまでの開発してきた技術を確立し、その研究成果を知的技術基盤とするようにデータベース化した。
引き上げ(Cz)法、マイクロ引き下げ(μ-PD)法、フローティングゾーン(Fz)法によりドーパント入り酸化ガリウム単緒晶(Ga_<1-x>W_x)_2O_3,(Ga_<1-x>Ge_x)_2O_3,(Ga_<1-x>Hf_x)_2O_3,(Ga_<1-x>Zr_x)_2O_3を作製し、その結晶の電気的・光学的特性を調べた。また、酸素欠陥を導入する手法として熱処理を用い、n型半導体酸イヒガリウム単結晶の作製を行った。概要をまとめると次のようになる。
1.引き上げ(Cz)法によりドーパント入り酸化ガリウム単結晶作成技術を確立した。作成した単結晶に対して、電気的特性としてn半導体特性を、光学的特性としては青い発光特性を明らかにした。
2.マイクロ引き下げ(μ-PD)法によりドーパント入り酸化ガリウム単結晶作成技術を確立した。作成した単結晶に対して、電気的特性としてn型半導体特性を、光学的特性としては青い発光特性を明らかにした。
3.フローティングゾーン(Fz)法によりドーパント入り酸化ガリウム単結晶作成技術を確立した。作成した単結晶に対して、電気的特性としてn型半導体特性を、光学的特性としては青い発光特性を明らかにした。
4.Cz法、μ-PD法、Fz法により作成したドーパント入り酸化ガリウム単結晶に対して、酸素欠陥を導入する手法として熱処理を用い、混合雰囲気ガス(酸素と窒素)分圧比と熱処理温度の調整により、n型半導体特性を改選した。

Research Products

• [Publications] Encarnacion Garcia Villora: "Cathodoluminescence of undoped β-Ga_2O_3 single crystals"Solid State Communications. 120. 455-458 (2001)
• [Publications] Enacarnacion Garcia Villora: "Electron microscopy studies of microstructures in β-Ga_2O_3 single crystals"Materials Research Bulletin. 1942. 1-6 (2002)