窒素添加結晶化法を用いたZnO膜作製におけるN₂/Arプラズマ中のN原子絶対密度計測

抄録

ZnOを用いた光電子デバイス実用化のためには，高品質な単結晶膜を作製する必要がある．最近我々はZnO膜の作製方法として新たに窒素添加結晶化（NMC）法を開発し，サファイア基板（格子不整合18 %）上への単結晶成長に成功した．本研究では，更なる高品質化を目指し，成膜雰囲気中のN原子の絶対密度と膜質との関連について調べた．窒素流量比を4.0から12 %に変化させたとき，N原子密度は3.2×10¹⁰ cm^-3から1.4×10¹¹ cm^-3に変化した．このとき，全ての条件において単結晶ZnOが形成されたが，N原子密度増加に伴い膜表面におけるピット密度が増加することが分かった．これは，欠陥発生抑制のためには，N原子密度の精緻な制御が重要であることを示している．