TOP > 国内特許検索 > 酸化亜鉛光デバイス、酸化亜鉛光デバイスの製造方法、および酸化亜鉛光デバイスの利用方法

酸化亜鉛光デバイス、酸化亜鉛光デバイスの製造方法、および酸化亜鉛光デバイスの利用方法 コモンズ

国内特許コード P130009807
掲載日 2013年8月13日
出願番号 特願2005-372927
公開番号 特開2007-173739
登録番号 特許第4922611号
出願日 平成17年12月26日(2005.12.26)
公開日 平成19年7月5日(2007.7.5)
登録日 平成24年2月10日(2012.2.10)
発明者
  • 趙 新為
出願人
  • 学校法人東京理科大学
発明の名称 酸化亜鉛光デバイス、酸化亜鉛光デバイスの製造方法、および酸化亜鉛光デバイスの利用方法 コモンズ
発明の概要

【課題】シリコン基板と酸化亜鉛薄膜の間にpn接合を、容易かつ安価に形成する方法を提案すること。
【解決手段】一方の面に導電薄膜2が設けられたp型シリコン基板1と、上記p型シリコン基板2の他方の面にpn接合されたn型酸化亜鉛薄膜3と、上記n型酸化亜鉛薄膜3の他方の面に形成された第1の光透過性導電薄膜4とを備える酸化亜鉛光デバイスにおいて、上記p型シリコン基板1の表面に酸化亜鉛をレーザー・アブレーション技術により積層させ、その後にアニールすることにより、上記p型シリコン基板1と上記n型酸化亜鉛薄膜3をpn接合させたことを特徴とする酸化亜鉛光デバイス。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


特許文献1には、単結晶p型シリコン基板に酸化亜鉛をヘテロエピタキシャル成長させる方法として、シリコン単結晶の酸化膜をフッ酸で除去してから、スパッタリング技術で酸化亜鉛を堆積してバッファを形成し、そのバッファの上に、アセチルアセトン亜鉛を用いて酸化亜鉛薄膜を気相成長させる方法が開示されている。



また、特許文献1には、シリコン基板上に酸化亜鉛薄膜を形成することができたときには、シリコン加工技術を使い新規なデバイスを作ることができる等の多大な利点があると述べると同時に、それを実現することの困難性が述べられている。



さらに、特許文献1には、先行技術として、M.SHIMIZU等による、気相成長法によりp型シリコン上に酸化亜鉛薄膜が形成でき、その間にpn接合が形成されたとの報告がある旨、さらには、A.MIYAKE等による、シリコン基板の上に硫化亜鉛を形成し、これを酸素中でアニールすることにより酸化亜鉛薄膜を形成したとの報告がある旨を述べている。



一方、本発明者等が、非特許文献1に、「エルビウムをドープした酸化亜鉛の薄膜中の光学活性中心の局所構造分析」を報告し、また、非特許文献2に、「シリコン基板上へのエルビウムをドープした酸化亜鉛の薄膜の製作、及び光遷移の機構」を報告している。




【特許文献1】特開2003-31846号公報

【非特許文献1】J. Appl. Phys. 89(7) 3678 (01 Apr 2001)

【非特許文献2】J. Luminescence 87-89 (2000) 1254-1256

産業上の利用分野


本発明は、酸化亜鉛薄膜に電流を流すことにより発光させる酸化亜鉛光デバイス、酸化亜鉛光デバイスの製造方法、および酸化亜鉛光デバイスの利用方法関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
一方の面に導電薄膜が設けられたp型シリコン単結晶基板と、上記p型シリコン単結晶基板の他方の面にpn接合されたn型酸化亜鉛薄膜と、上記n型酸化亜鉛薄膜の上記p型シリコン単結晶基板と反対側の面に形成された第1の光透過性導電薄膜とを備える酸化亜鉛光デバイスにおいて、上記n型酸化亜鉛薄膜が、酸化亜鉛を、上記p型シリコン単結晶基板の(100)面上に、YAGレーザー光によるレーザー・アブレーションの技術を用いて沈積させ、酸素雰囲気中で600~800℃でアニール(第1のアニール)して形成されたn型酸化亜鉛薄膜であることと、上記第1の光透過性導電薄膜が、ITOを、上記n型酸化亜鉛薄膜上に、YAGレーザー光によるレーザー・アブレーションの技術を用いて積層させ、上記第1のアニールより低い温度で、不活性気体雰囲気中でアニール(第2のアニール)して形成された第1の光透過性導電薄膜であることと、上記導電薄膜が、上記p型シリコン単結晶基板に真空蒸着されたアルミニウムの薄膜であることとを特徴とする、酸化亜鉛光デバイス。

【請求項2】
上記n型酸化亜鉛に希土類元素がドープされていることを特徴とする、請求項1に記載の酸化亜鉛光デバイス。

【請求項3】
上記希土類元素がエルビウムであることを特徴とする、請求項2に記載の酸化亜鉛光デバイス。

【請求項4】
上記希土類元素の濃度が、0.05wt%から5wt%の範囲であることを特徴とする、請求項2に記載の酸化亜鉛光デバイス。

【請求項5】
一方の面に導電薄膜が設けられたp型シリコン単結晶基板と、上記p型シリコン単結晶基板の他方の面にpn接合されたn型酸化亜鉛薄膜と、上記n型酸化亜鉛薄膜の上記p型シリコン単結晶基板と反対側の面に形成された第1の光透過性導電薄膜とを備える酸化亜鉛光デバイスの製造方法において、YAGレーザー光を照射し、レーザー・アブレーションの技術を用いて、p型シリコン単結晶基板の(100)面に酸化亜鉛を沈積させ、その後、酸素雰囲気中で600~800℃でアニール(第1のアニール)して、n型酸化亜鉛薄膜を形成する工程と、その後、ITOのペレットにYAGレーザーを照射し、レーザー・アブレーションの技術でITOを上記n型酸化亜鉛薄膜上に積層させ、続いて、上記第1のアニールより低い温度で、不活性気体雰囲気中でアニール(第2のアニール)して、第1の光透過性導電薄膜を形成する工程と、次に、上記p型シリコン単結晶基板の上記n型酸化亜鉛薄膜及び第1の光透過性導電薄膜が形成された面と反対側の面に、アルミニウムの薄膜を真空蒸着し、上記導電薄膜を形成する工程とを含むことを特徴とする、酸化亜鉛光デバイスの製造方法。

【請求項6】
上記酸化亜鉛光デバイスに順電圧を印加し、500nmから900nmの波長の光を発光させることを特徴とする、請求項3に記載の酸化亜鉛光デバイスの利用方法。

【請求項7】
上記酸化亜鉛光デバイスに順電圧を印加し、1180nmの波長の光を発光させることを特徴とする、請求項3に記載の酸化亜鉛光デバイスの利用方法。

【請求項8】
上記酸化亜鉛光デバイスに逆電圧を印加し、536nm、556nm、665nm、980nmの波長の光を発光させることを特徴とする、請求項3に記載の酸化亜鉛光デバイスの利用方法。

【請求項9】
上記酸化亜鉛光デバイスに逆電圧を印加し、1540nmの波長の光を発光させることを特徴とする、請求項3に記載の酸化亜鉛光デバイスの利用方法。

【請求項10】
請求項3に記載の酸化亜鉛光デバイスにおける、上記真空蒸着されたアルミニウムの薄膜が導電ストライプであることと、上記p型シリコン単結晶基板の両端に設けられた共振用鏡面を備えることと、上記pn接合に順電圧を印加させてレーザー発振をさせることを特徴とする、請求項3に記載の酸化亜鉛光デバイスの利用方法。
産業区分
  • 固体素子
  • 表面処理
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2005372927thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
上記の特許・技術に関心のある方は、下記問合せ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close