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紫外線受光素子 UPDATE コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P120007622
掲載日 2012年5月29日
出願番号 特願2011-243007
公開番号 特開2013-098505
登録番号 特許第6048718号
出願日 平成23年11月7日(2011.11.7)
公開日 平成25年5月20日(2013.5.20)
登録日 平成28年12月2日(2016.12.2)
発明者
  • 分島 彰男
  • 江川 孝志
出願人
  • 国立大学法人 名古屋工業大学
発明の名称 紫外線受光素子 UPDATE コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】基板の自由度があり、待機時(光非照射時)の電力消費が小さく、また光照射時のS/Nが大きい受光素子を提供することである。
【解決手段】紫外線が透過する材料をFETの電極として用い、また、電子走行領域をAlGaNとGaNとのヘテロ界面等のGaN系膜同士のヘテロ界面とする。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


近年、ワイドバンドギャップ半導体の結晶性およびデバイスプロセスの向上により、紫ならびに紫外領域の受光素子の開発が進められている。p層とn層、もしくはp-i-nの3層をサファイア、SiC、あるいはSiなどの基板上に結晶成長した後に、p層とn層それぞれに電極を形成したpnダイオード型フォトディテクタが一般的に用いられている(非特許文献1)。しかしながら、pnダイオード型フォトディテクタでは、受光感度が低い、S/Nが小さいなどといった問題点に加えて、トランジスタを必要とするバイアス回路や増幅回路などの集積化が困難といった問題点がある。また、電極側から受光するため、金属電極をメッシュ状に加工するため、加工工数が増えるという問題もある。



高感度化あるいは高S/N化のため、電界効果トランジスタ(FET)を用いた光伝導素子(フォトコンダクティブ素子)が報告されている(非特許文献2)。しかしながら、ゲート電極が金属であるため、素子裏面のサファイア基板側から光を照射する必要があるため、基板材料の自由度が低く(透明でなければならない)、基板での光の吸収が少なからず生じるため感度が高くできないこと、さらには基本的に待機時に電流が流れるため消費電力が大きいといった問題がある。

産業上の利用分野


本発明は、フォトディテクタ、特に紫外線を有効に捉えるフォトディテクタに利用され、さらにフォトディテクタが電源回路または増幅回路と一体化され得る電界効果トランジスタに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板上に第3族窒化物半導体からなるチャネル層とチャネル層とは異なる組成の第3族窒化物半導体からなる電子供給層とを有するノーマリオン型のトランジスタ構造を用いた紫外線受光素子であって、ゲート電極に紫外線を照射させ、前記ゲート電極と前記電子供給層との界面から50nm以内の深さの前記電子供給層の吸収端波長において、紫外線の透過率が20%以上である材料を前記ゲート電極に用い、前記ゲート電極にピンチオフ以下の電圧を印加させたことを特徴とする紫外線受光素子

【請求項2】
前記紫外線が透過する材料が酸化インジウムスズ(ITO)、もしくは、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)のいずれか一つである請求項に記載の紫外線受光素子

【請求項3】
前記電界効果トランジスタのチャネル層と電子供給層とが、それぞれ、GaNとAlGaN、GaNとInAlN、InGaNとInAlN、InGaNとAlGaN 、あるいはInGaNとGaNとである請求項1または2に記載の紫外線受光素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011243007thum.jpg
出願権利状態 登録
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