TOP > 国内特許検索 > 透明酸化物積層膜及び透明酸化物p-n接合ダイオードの作製方法

透明酸化物積層膜及び透明酸化物p-n接合ダイオードの作製方法

国内特許コード P03A002017
整理番号 E060P09
掲載日 2003年10月1日
出願番号 特願2001-054382
公開番号 特開2002-261294
登録番号 特許第3969959号
出願日 平成13年2月28日(2001.2.28)
公開日 平成14年9月13日(2002.9.13)
登録日 平成19年6月15日(2007.6.15)
発明者
  • 細野 秀雄
  • 植田 和茂
  • 太田 裕道
  • 平野 正浩
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
  • HOYA株式会社
発明の名称 透明酸化物積層膜及び透明酸化物p-n接合ダイオードの作製方法
発明の概要 これまで、n型ないしp型を示す透明酸化物半導体は、知られていたが、同一結晶中でp型とn型の半導体特性が得られる透明酸化物が存在しなかったため、透明な酸化物p-nホモ接合ダイオードを形成することができなかった。ホモ接合では、原理的に結晶格子間のミスマッチが存在しないために、格子歪のない良質な接合を形成することができる。p-n伝導性制御可能な透明酸化物薄膜を用いることを特徴とする透明酸化物p-nホモ接合ダイオード。透明酸化物としてはデラフォサイト型のCuInO2を用いることができる。Inサイトの一部をCaイオンで元素置換することによりp型CuInO2を、Inサイトの一部をSnイオンで元素置換することによりn型CuInO2を製造する。
従来技術、競合技術の概要
化合物半導体のp-n接合ダイオードは主に発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)などの発光デバイスとして幅広く応用されている。GaNは青色発光ダイオードとして既に応用されているワイドバンドギャップ(3.3eV)半導体である。GaNの場合、Gaの一部をSiに変えることでn型伝導性が強くなり、Mgに置換することでp型伝導性が強くなることが知られている。しかし、ダイヤモンドやGaNなどの化合物半導体は高温大気中では非常に不安定であり、容易に酸化、分解、溶融という変化を起こす。一方、酸化物は一般に1000℃程度の高温大気中でも安定である。
【0003】
n型透明導電性酸化物として、ITO, ZnO:Al, SnO2:Sb, Ga2O3などが知られている。いずれもワイドバンドギャップn型半導体であり、p型伝導は示さない。例えば、ZnOのZnの一部をAlで置換するとn型伝導性が強くなるが、Liで置換すると絶縁体に変化してしまう。
【0004】
CuAlO2はデラフォサイト型と言われる構造を持つ結晶で、p型伝導を示す半導体であり、H.Kawazoeらにより発見され、報告された(Nature (London), vol.389、p.939 (1997)、特開平11-278834号公報)。バンドギャップは3.1eV以上であり、1Ωcm程度の抵抗率を持つ薄膜が得られている。また、CuGaO2はデラフォサイト型と言われる構造を持つ結晶で、p型伝導を示す半導体である。これら透明p型半導体は、n型伝導を示さない。
産業上の利用分野
本発明は、透明酸化物積層膜の作製方法及び該方法を用いた400℃の高温大気中でも安定に駆動させることができ、可視光に対する透明性が高い透明酸化物p-n接合ダイオードの作製方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】レーザーアブレーション法を用いて、雰囲気ガスとして1×10-4Pa100Paの酸素ガスを容器内に導入し、基板温度を200~1000℃として、4価の金属イオンをInサイトに20原子%以下置換した焼結体をターゲットとし、Inサイトの一部を4価の金属イオンで置換したn型CuInO2層を透明基板上に成膜し、次いで、2価の金属イオンをInサイトに20原子%以下置換した焼結体をターゲットとし、Inサイトの一部を2価の金属イオンで置換したp型CuInO2層をn型CuInO2層上に成膜して積層膜を形成することを特徴とする透明酸化物積層膜の作製方法。
【請求項2】4価の金属イオンがSn4+であり、2価の金属イオンが, Ca2+であることを特徴とする請求項1記載の透明酸化物積層膜の作製方法。
【請求項3】請求項1又は2記載の方法において、透明基板として、ITO膜を表面に成膜したYSZ(111)基板を用い、p型CuInO2層上にITO膜を成膜して積層膜を作製し、該積層膜を用いてメサ型構造デバイスを作製することを特徴とする透明酸化物p-n接合ダイオードの作製方法。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 細野透明電子活性プロジェクト 領域
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、問合せボタンを押してください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close