2004 Fiscal Year Annual Research Report
熱光発電デバイス開発のための光電変換用III-V族混晶半導体セルの作製
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14350164
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
早川 泰弘 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (00115453)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小澤 哲夫 静岡理工科大学, 理工学部, 助教授 (90247578)
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| Keywords | 熱光発電デバイス / インディウム ガリウム ヒ素 / インディウム ガリウム アンチモン / 均一組成 / ピラミッド成長 / ホットウォール法 / 拡散法 / pn接合 |
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| Research Abstract |
高効率の熱光発電デバイス作製のために、昨年に引き続き、(a)基板として有用な三元混晶半導体のバルク単結晶成長、(b)液相成長法とホットウォール法による薄膜成長技術の開発、(c)拡散法によるデバイス作製に取り組んだ。
(1)GaSb/InSb/GaSbサンドイッチ構造試料を用いて、一方向の温度勾配下で低温側のGaSb種結晶上にInGaSbバルク結晶成長を行った。結晶に取り込まれるGaSb濃度が溶液中の濃度よりも高いために、結晶成長に伴いGaSb成分が不足するのを高温側のGaSbをIn-Ga-Sb溶液に溶解することで供給し、均一組成の結晶成長に成功した。また、種結晶と成長結晶の格子不整合を小さくするために、InSbを種結晶とし、所望のIn組成に達するまで温度を一定に保持した後、最適な速度で冷却することでInGaSb均一組成結晶を成長させ得た。任意の組成をもつ均一組成三元バルク結晶成長方法を開発した。
(2)In組成比の高いInGaAs層は基板との格子不整合率が大きいために成長が困難であったが、InAs(001)基板をIn_<0.85>Ga_<0.15>As基板に組成変換させた後ホモエピタキシャル成長させることで、高In組成比で低転位密度のピラミッド層の成長に成功した。
(3)ホットウォール法によりGaAs(001)基板上へのInAs_xSb_<1-x>結晶成長を行ない、As組成の制御及びバッファ層を用いてInAs_xSb_<1-x>結晶の結晶性を向上させた。
(4)n型GaSbにZnをスパッタリングし、熱処理温度と時間を変化させることで、熱光発電デバイス作製に最適なp型層の制御を行った。電極作製法を種々検討した。
以上、熱光発電デバイス作製のための基礎データを得た。
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