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半導体変調素子 コモンズ

国内特許コード P130008625
整理番号 FU511
掲載日 2013年3月6日
出願番号 特願2012-283832
公開番号 特開2014-127607
出願日 平成24年12月27日(2012.12.27)
公開日 平成26年7月7日(2014.7.7)
発明者
  • 塩島 謙次
出願人
  • 国立大学法人福井大学
発明の名称 半導体変調素子 コモンズ
発明の概要 【課題】本発明は、コンパクトで簡単な構造の半導体変調素子を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体変調素子は、電極層との間にショットキーバリアが形成された半導体層を備え、ショットキーバリアを介して流れる電流は、真電流成分It及び変位電流成分Idを含んでおり、所定の入力電圧範囲において真電流成分Itが変位電流成分Idよりも小さくなるように設定されている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



半導体素子では、Si(シリコン)、Ge(ゲルマニウム)、GaAs(ガリウム/ヒ素)、InP(インジウム/リン)、GaN(窒化ガリウム)といった結晶材料に不純物を導入した半導体材料を用いて、ダイオード、トランジスタ、IC、光デバイス等の様々な素子が実用化されている。こうした半導体材料に対して、その表面に特定に金属材料を接触させると、その接触面の近傍にショットキーバリアと称される現象が生じ、キャリア(電子又は正孔)の少ない一種の電位の障壁が形成されるようになる。こうした現象を利用してショットキーダイオード、MESFETといった半導体素子が開発されている。特許文献1では、不純物密度より密度の高い深い準位を有する半導体基板上に金属のショットキー電極を堆積してショットキー接触を形成し、大電流を流すことで空乏層中の深い準位を帯電させ書込み状態を記憶するとともにショットキー接触に光を照射して空乏層中の欠陥をイオン化するショットキー型消去書込み可能メモリが記載されている。





無線通信システムでは、各種機能を実現するために多くの半導体素子が使用されている。無線通信システムにおいて、一般に音声信号等の情報信号に基づいて搬送波信号の振幅、周波数又は位相を変化させる変調処理が行われており、こうした変調処理に用いられる変調器としては、例えば、Siバイポーラ直交変調器のようにトランジスタを複数段接続したものが挙げられる。また、変調処理に用いられる半導体素子としては、例えば、特許文献2では、ソース電極とドレイン電極との間に、2本のゲート電極を有するデュアルゲートHEMT(High Electron Mobility Transistor)構造FET(Field Effect Transistor)が記載されている。

産業上の利用分野



本発明は、ショットキーバリアを有するとともに位相変調を行う半導体変調素子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電極層との間にショットキーバリアが形成された半導体層を備える半導体変調素子において、前記ショットキーバリアを介して流れる電流は、以下の算出式で求められる真電流成分It及び変位電流成分Idを含んでおり、所定の入力電圧範囲において真電流成分Itが変位電流成分Idよりも小さくなるように設定されている半導体変調素子。
【数1】


s;逆方向飽和電流、q;電荷素量、V;印加電圧、k;ボルツマン定数、A**;リチャードソン定数;φB;ショットキーバリアの障壁高さ、ε;半導体層の誘電率、Na;不純物濃度、Vbi;内蔵電位、T;絶対温度、t;時間

【請求項2】
前記半導体層は、不純物として低濃度のMgが導入されたp型GaNからなり、前記電極層は、Niからなる請求項1に記載の半導体変調素子。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の半導体変調素子を備える位相変調器。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012283832thum.jpg
出願権利状態 公開
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