ALE 法で意図的にN 分布を変化させたGaAsN 薄膜のアニール温度の電気特性への影響

摘要

InGaAsN は、超高効率四接合型太陽電池の材料として期待されている。しかし、N 原子の導入による少数キャリアのライフタイムや移動度の低下が問題となっている。その原因の一つとしてN 分布の不均一化が考えられている[1]が、実際の膜中のN 分布を観察することは困難である。そこで我々はGaAsN に注目し、原子層エピタキシー(ALE)法を用いてN 分布を意図的に制御したGaAsN 薄膜の成長を試みている。ALE 法は１原子層単位で成長を制御可能であるため、N 原子を導入する層を制御することで、N 原子の空間分布を意図的に変化させる事が可能である。我々はこれまでに、N分布を意図的に変えたGaAsN膜を作製し電気特性の評価を行っている[2、3]。測定温度を変えながらホール効果測定を行ったところ、全試料でp 型を示し、N 分布に偏りのある試料で移動度の低下が観察された。移動度に対する各種散乱機構の分離を行ったところ、N 分布の異なる試料間で合金散乱の寄与の変化が見出された。また、N 分布を変化させたGaAsN膜に対してアニール処理を行ったところ、アニール温度900 度以上では通常のGaAsN 薄膜と室温における移動度が等しくなった。しかし、アニールがN 分布と各散乱機構の寄与に対して与えた影響は不明である。そこで本研究では、N 分布を意図的に変化させたGaAsN 薄膜に対して、温度を変化させてアニール処理を行い、各温度でホール効果測定により移動度の温度依存性を測定することで、各アニール温度の違いが各種散乱機構に与える影響を明らかにすることを目的とした。