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半導体機能素子 コモンズ

国内特許コード P08A013981
整理番号 P05-056
掲載日 2008年10月31日
出願番号 特願2005-178650
公開番号 特開2006-351974
登録番号 特許第4491610号
出願日 平成17年6月17日(2005.6.17)
公開日 平成18年12月28日(2006.12.28)
登録日 平成22年4月16日(2010.4.16)
発明者
  • 崔 成伯
  • 吉川 明彦
  • 石谷 善博
出願人
  • 学校法人千葉大学
発明の名称 半導体機能素子 コモンズ
発明の概要

【課題】
InN結晶及びInNを主成分とする混晶を含む活性層を備え、より高性能な光電変換機能素子を提供すること。
【解決手段】
p型のGaNクラッド層、InN活性層、n型のInNを主成分とする混晶を含むクラッド層の順に積層されてなる光電変換機能素子とする。また、InN活性層と、p型のGaNクラッド層との間に、InNを主成分とする混晶を含む中間層を有してなることを特徴とする光電変換機能素子とする。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来の光電変換機能素子は、n型クラッド層を下地層とし、その上に活性層、p型クラッド層を順次形成することにより構成されている。



活性層は、光電変換機能素子がカバーする波長領域の制御に関与する層であって、この材料としてInN結晶又はInNを主成分とする混晶を用いれば、近赤外領域又は光通信波長領域(約1.3μm~約1.55μm)をカバーすることができ、極めて有用となると考えられる。なお、活性層にInN結晶やInNを主成分とする混晶を用いる場合、これを高効率化するためには活性層をよりバンドギャップエネルギーの大きい窒化物半導体材料で挟み込むダブルへテロ構造をとることが必要であり、活性層の上側と下側はバンドギャップのより大きいクラッド層材料で構成される必要がある。この場合、キャリアの活性層領域への閉じ込めに必要なバンドギャップエネルギー差は約0.3eV以上であれば十分と考えられる。



また上記のとおり、従来の光電変換機能素子はn型クラッド層の上にp型クラッド層を形成した構成を採用するが、これは通常p型のクラッド層に比べてn型のクラッド層の方が結晶性が高く、下側に高品質なn型クラッド層を成長させることでより高品質な光電変換機能素子を実現することができるためである。

産業上の利用分野


本発明は、発光ダイオード、レーザダイオード、太陽電池等の光電変換機能素子に関し、特に近赤外域・光通信波長域をカバーするものに好適なものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
p型のInx1Gay1Al1-x1-y1Nで表わされる窒化物混晶であってy1が0.5より大きなものであるクラッド層、InN活性層、n型のInx2Gay2Al1-x2-y2Nで表わされる窒化物混晶であってx2が0.5より大きなものである混晶を含むクラッド層の順に積層されてなる光電変換機能素子。

【請求項2】
前記InN活性層と、前記p型のInx1Gay1Al1-x1-y1Nで表わされる窒化物混晶であってy1が0.5より大きなものであるクラッド層との間に、Inx3Gay3Al1-x3-y3Nで表わされる窒化物混晶であってx3が0.5より大きなものである混晶を含む中間層を有してなることを特徴とする請求項1記載の光電変換機能素子。

【請求項3】
p型のInx1Gay1Al1-x1-y1Nで表わされる窒化物混晶であってy1が0.5より大きなものであるクラッド層、InN井戸層とInx4Gay4Al1-x4-y4Nで表わされる窒化物混晶であってx4が0.5より大きなものである混晶の障壁層を多数積層してなる多重量子井戸活性層、n型のInx2Gay2Al1-x2-y2Nで表わされる窒化物混晶であってx2が0.5より大きなものである混晶を含むクラッド層の順に積層されてなる光電変換機能素子。

【請求項4】
前記InN活性層は、単一量子井戸活性層であることを特徴とする請求項1記載の光電変換機能素子。

【請求項5】
前記InN活性層の厚さは、4.3nm以下であることを特徴とする請求項1記載の光電変換機能素子。
産業区分
  • 固体素子
  • 太陽熱利用
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005178650thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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