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Effect of Mg ion implantation on electrical properties of CuInSe$$_{2}$$ thin films

Mgイオン注入のCuInSe$$_{2}$$薄膜の電気特性に与える効果

田中 徹*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義; 岡田 漱平

Tanaka, Toru*; Wakahara, Akihiro*; Yoshida, Akira*; Oshima, Takeshi; Ito, Hisayoshi; Okada, Sohei

カルコパイライト系半導体の一つであるCuInSe$$_{2}$$(CIS)は不純物導入による伝導制御技術が確立しておらず電子素子を実用化する際の課題となっている。不純物を用いた伝導型制御を目的にCISへのマンガン(Mg)イオンを注入した。試料は高周波スパッタ法によりGaAs基板上に作製したCISを用い、Mg$$^{+}$$注入は室温で、10$$^{17}$$~10$$^{19}$$/cm$$^{3}$$の濃度範囲で行った。RHEED測定、X線測定より、窒素雰囲気中で400$$^{circ}C$$、1時間の熱処理を行うことで結晶性が回復することが明らかになった。試料のキャリア濃度をホール係数測定より調べると、導入されたMg濃度の増加とともに電子濃度が増加していくことがわかった。このことよりMgはCIS中ではドナー不純物として働くことが明らかになった。また、Mgのイオン化エネルギーをキャリア濃度の温度依存性から求めたところ53MeVであることがわかった。

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分野:Physics, Applied

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