MOCVD成長高品質銅カルコパイライト半導体エピタキシャル層の発光素子化検討

用于发光器件的MOCVD生长的高质量铜黄铜矿半导体外延层的考虑

• 批准号: 07750370
• 负责人: 秩父 重英
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750370/
• 关键词: 混晶組成制御; エピタキシャル成長; 可視発光; 熱膨張係数; ドメイン構造; 光・キャリア閉じ込め; 結晶場分裂エネルギー; エキシトン発光

1.CuAl_xGa_<1-x>Se_2の混晶組成制御CuAl_xGa_<1-x>Se_2は赤〜青色までの可視光領域に相当する禁制帯幅を持つ混晶である。本研究では減圧MOCVD法を用いて高品質なエピ成長ができた。固相Al組成xは気相へ供給したAl原料とGa原料のAlモル比と一致(分配係数は1)した。混晶層は終端化合物同様、基板との格子整合性の関数からGaAs上にはc軸配向エピ成長しGaP上にはa軸配向し面内でc軸が交差するドメイン成長した。エピ層の表面荒さは2〜3nm程度であった。エピ層の励起子エネルギをフォトリフレクタンス(PR)測定で求めたところ、混晶全域で結晶場分裂がバルク結晶のそれより大きくスピン軌道分裂は同程度であった。この結果はエピ層が基板-エピ層間の熱膨張係数差によって熱歪を受けている事で説明できた。エピ層の低温フォトルミネッセンス(PL)スペクトルはバンド端に関与する発光が支配的であり、x増加に従い赤〜青紫と変化し可視領域発光を1つの混晶材料で実現できた。2.CuGaS_2,CuAlS_2の成長と金属-半導体接触の検討両化合物において室温でバンド端発光が支配的なエピ層を成長できた。c軸の1/2よりa軸長の方がGaAs,GaPの格子定数に近いためいずれの基板にもc軸配向エピ成長した。格子不整合はGaP基板の方が小さいが成長層の特性はGaAs上の方が優れていた。エピ層諸特性に対して格子定数だけでなく熱膨張係数整合が重要であることがわかった。CuGaS_2とGaAs間の価電子帯不連続量を評価し、CuGaS_2/CuGaSe_2に転写したCuGaSe2中にキャリアを閉じこめられる可能性があることがわかった。さらなる結晶性改善により光、キャリア閉じこめ検討を行う予定である。

1. <1-x>The mixed crystal composition of CuAl_xGa_Se_2 is used to control the mixed crystal composition of CuAl_xGa_<1-x>Se_2 in the visible light field. In this study, pressure reduction MOCVD method was used to improve the quality of the products. The solid phase Al composition x is equal to the phase ratio of Al raw material to Ga raw material (distribution coefficient is equal to 1). Mixed crystal layer is related to the lattice conformity of terminal compound and substrate, from GaAs to GaP, from GaP to GaP, from GaP to GaP. The surface of the layer is 2 ~ 3nm. The excitation of the layer is determined by the crystal field splitting of the mixed crystal and the orbital splitting of the mixed crystal. The results show that the thermal expansion coefficient difference between the substrate and the layer is not stable. The mixed crystal materials with low temperature and light emission (PL) of the layer are realized in the field of visible light emission. 2. The growth of CuGaS_2, CuAlS_2 and metal-semiconductor contacts are mainly controlled by the growth of light-emitting compounds at room temperature. 1/2 of the length of the a-axis of GaAs,GaP lattice constant number near the substrate c-axis alignment The lattice disconformity is small in the square of GaP substrate, and the characteristics of growth layer are excellent in the square of GaAs substrate. The thermal expansion coefficient integration is important for the properties of the layers. CuGaS_2/CuGaSe_2 is a new type of CuGaSe_2.さらなる结晶性改善により光、キャリア闭じこめ検讨を行う予定である。

项目成果

Shigefusa Chichibu: "LOW-PRESSURE METALORGANIC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION OF CuAlS_2 EPILAYERS" Proceedings of the 10th International Conference on Ternary and Multinary Compounds. (印刷中). 4 (1996)

Shigefusa Chichibu：“CuAlS_2 EPILAYERS 的低压金属有机化学气相沉积”第 10 届三元和多元化合物国际会议论文集（1996 年）。