JP2003523617A - 紫外線感知素子 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 前面照射が可能な紫外線感知素子並びに、緩衝層を有しないことによって製作工程が単純になる紫外線感知素子を提供する。
【解決手段】 本発明は、紫外線感知素子に関するものであり、基板、基板上にエピタキシアル成長された光吸収層、光吸収層の一部領域にショットキー接合されたショットキー層、光吸収層上でショットキー層と離隔理されて光吸収層に各々オーミック接合されて電極を形成する一対の相互離隔されたオーミック層を含むことを特徴とする。これによって、背面照射のみならず前面照射が可能であり、緩衝層を含まなくても紫外線感知性能が優秀な紫外線感知素子が提供される。
Description
【０００１】
本発明は、紫外線感知素子に関するものであり、特に、ショットキー（Ｓｃh
ｏｔｔｋｙ)接合を有する紫外線感知素子に関するものである。
ｏｔｔｋｙ)接合を有する紫外線感知素子に関するものである。
【０００２】
紫外線感知素子は、広域半導体(ｗｉｄｅ ｂａｎｄｇａｐ)に照射された光エ
ネルギーによって前記半導体内で自由電子と正孔とが励起され内部電界(ｉｎｔ
ｅｒｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ)によって反対極性を沿って分離さ
れた後、外部電極でこれを捕集する過程による光電変換を通した電気信号の発生
によって作動される。
ネルギーによって前記半導体内で自由電子と正孔とが励起され内部電界(ｉｎｔ
ｅｒｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ)によって反対極性を沿って分離さ
れた後、外部電極でこれを捕集する過程による光電変換を通した電気信号の発生
によって作動される。
【０００３】
紫外線感知素子として使用できる半導体はＧａＮ或いはＧａｘＡｌ１−ｘＮの
ようなバンドギャップが大きな窒化物半導体(ｎｉｔｒｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ)であり、これらは紫外線を吸収して電子と正孔とが励起されるよ
うにする役割を担当するので光吸収層と呼ばれる。紫外線によって光吸収層で生
じた電子と正孔とが分離されるようにするためには内部電界を提供できるｐｎ接
合やショットキー接合のようなエネルギー準位が相異なった接合が必要である。
ようなバンドギャップが大きな窒化物半導体(ｎｉｔｒｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ)であり、これらは紫外線を吸収して電子と正孔とが励起されるよ
うにする役割を担当するので光吸収層と呼ばれる。紫外線によって光吸収層で生
じた電子と正孔とが分離されるようにするためには内部電界を提供できるｐｎ接
合やショットキー接合のようなエネルギー準位が相異なった接合が必要である。
【０００４】
ところで、一般にｐｎ接合の場合広域半導体にアクセプタをドーピングすれば
ｐタイプ半導体にならなくて絶縁層が形成される等ｐ形光吸収層の形成が容易で
なくて、アクセプタをドーピングすることによってｐタイプ半導体が形成される
ようにするためには別途の熱処理工程とこれによる処理技術が要求されるので紫
外線感知素子としては構造と製作工程が比較的簡単なショットキー接合が主に利
用されている。
ｐタイプ半導体にならなくて絶縁層が形成される等ｐ形光吸収層の形成が容易で
なくて、アクセプタをドーピングすることによってｐタイプ半導体が形成される
ようにするためには別途の熱処理工程とこれによる処理技術が要求されるので紫
外線感知素子としては構造と製作工程が比較的簡単なショットキー接合が主に利
用されている。
【０００５】
ショットキー接合を形成させるためには用いようとする半導体に適合な金属物
質を蒸着しなければならない。このためにｎ形ＧａＮとｎ形ＧａｘＡｌ１−ｘＮ
にはその間金(Ａｕ)、ニッケル(Ｎｉ)、タングステン(Ｗ)等多様な金属が提案さ
れた。
質を蒸着しなければならない。このためにｎ形ＧａＮとｎ形ＧａｘＡｌ１−ｘＮ
にはその間金(Ａｕ)、ニッケル(Ｎｉ)、タングステン(Ｗ)等多様な金属が提案さ
れた。
【０００６】
一方、基板としてはサファイア(ｓａｐｐhｉｒｅ)を用いてきたが、サファイ
ア基板と窒化物半導体間の大きな格子定数差異と熱膨脹計数差異を克服するため
に、まずサファイア基板上にアルミニウムナイトライド（ＡｌＮ)或いはガリウ
ムナイトライド(ＧａＮ)等で形成された緩衝層(ｂｕｆｆｅｒ ｌａｙｅｒ)を蒸
着してからその上に紫外線吸収のための光吸収層であるＧａＮ或いはＧａｘＡｌ
１−ｘＮを成長させる方法が用いられた。
ア基板と窒化物半導体間の大きな格子定数差異と熱膨脹計数差異を克服するため
に、まずサファイア基板上にアルミニウムナイトライド（ＡｌＮ)或いはガリウ
ムナイトライド(ＧａＮ)等で形成された緩衝層(ｂｕｆｆｅｒ ｌａｙｅｒ)を蒸
着してからその上に紫外線吸収のための光吸収層であるＧａＮ或いはＧａｘＡｌ
１−ｘＮを成長させる方法が用いられた。
【０００７】
図１は、従来Ｋhａｎ等によって提案された紫外線感知素子の略構造図である
。
。
【０００８】
図示されたように、サファイア基板１上にＧａｘＡｌ１−ｘＮ光吸収層３との
格子定数及び熱膨脹計数の不整合を緩衝させるアルミニウムナイトライド(Ａｌ
Ｎ)緩衝層２を成長させた後、アルミニウムナイトライド (ＡｌＮ)緩衝層２上に
再びＧａｘＡｌ１−ｘＮの光吸収層３を２μｍ程度成長させる。次にＡｕ／Ｔｉ
Ｗ／Ａｕを１００Å／１０００Å／５０００Åを用いて、ショットキー接合を形
成するショットキー層４を、金(Ａｕ)を用いて、オーミック(Ｏhｍｉｃ)接合を
形成するオーミック層５を生成した。
格子定数及び熱膨脹計数の不整合を緩衝させるアルミニウムナイトライド(Ａｌ
Ｎ)緩衝層２を成長させた後、アルミニウムナイトライド (ＡｌＮ)緩衝層２上に
再びＧａｘＡｌ１−ｘＮの光吸収層３を２μｍ程度成長させる。次にＡｕ／Ｔｉ
Ｗ／Ａｕを１００Å／１０００Å／５０００Åを用いて、ショットキー接合を形
成するショットキー層４を、金(Ａｕ)を用いて、オーミック(Ｏhｍｉｃ)接合を
形成するオーミック層５を生成した。
【０００９】
しかし、前記のような構造を有する紫外線感知素子は、ショットキー接合の形
成のためにＡｕ／ＴｉＷ／Ａｕのような金属を用いるので、紫外線感知において
前面照射(ｆｒｏｎｔ ｉｌｌｕｍｉｎaｔｉｏｎ)方式によると金属による紫外
線吸収によって精密な紫外線感知が不可能である。それで、基板を通して紫外線
を照射させる背面照射(ｂａｃｋ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ)方式によって紫外
線感知が行なわれるようにする構成を取らなければならないという制約が伴う。
成のためにＡｕ／ＴｉＷ／Ａｕのような金属を用いるので、紫外線感知において
前面照射(ｆｒｏｎｔ ｉｌｌｕｍｉｎaｔｉｏｎ)方式によると金属による紫外
線吸収によって精密な紫外線感知が不可能である。それで、基板を通して紫外線
を照射させる背面照射(ｂａｃｋ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ)方式によって紫外
線感知が行なわれるようにする構成を取らなければならないという制約が伴う。
【００１０】
背面照射方式を選ぶ場合紫外線がショットキー接合近所の空乏層(ｄｅｐｌｅ
ｔｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ)まで到達する前に光吸収層３で吸収されて照射された
紫外線の損失がおきるようになる。光吸収層の吸収計数(aｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）は１ｘ１０５ｃｍ−１程度であるので、例えば０．１
μｍ厚さの光吸収層を通過するならば入射された光の６７％が吸収されて、０．
２μｍ厚さの場合には８６％が吸収されるようになる。結局、光吸収層の厚さが
１μｍ以上の場合実際ショットキー接合の空乏層に到達する紫外線量は非常に小
さくなって効果的な紫外線感知が難しくなる。
ｔｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ)まで到達する前に光吸収層３で吸収されて照射された
紫外線の損失がおきるようになる。光吸収層の吸収計数(aｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）は１ｘ１０５ｃｍ−１程度であるので、例えば０．１
μｍ厚さの光吸収層を通過するならば入射された光の６７％が吸収されて、０．
２μｍ厚さの場合には８６％が吸収されるようになる。結局、光吸収層の厚さが
１μｍ以上の場合実際ショットキー接合の空乏層に到達する紫外線量は非常に小
さくなって効果的な紫外線感知が難しくなる。
【００１１】
さらに、光励起された電子と正孔とが外部電極に捕獲されて電気信号に変換で
きる範囲が空乏層に電子の拡散距離(ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔh)を加え
た距離としでもＧａＮの電子拡散距離が０．２μｍ程度であるので、背面照射方
式を用いる場合光励起された大部分の自由電子と正孔とが外部電極によって捕獲
される前に再結合(ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ)するようになって電気信号に転
換できないという問題点を有する。また前記のような構造を有する紫外線感知素
子チップをパッケージングする時はマウントに紫外線が通過できる穴を形成させ
なければならないので、製作工程が複雑になるようになる。
きる範囲が空乏層に電子の拡散距離(ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔh)を加え
た距離としでもＧａＮの電子拡散距離が０．２μｍ程度であるので、背面照射方
式を用いる場合光励起された大部分の自由電子と正孔とが外部電極によって捕獲
される前に再結合(ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ)するようになって電気信号に転
換できないという問題点を有する。また前記のような構造を有する紫外線感知素
子チップをパッケージングする時はマウントに紫外線が通過できる穴を形成させ
なければならないので、製作工程が複雑になるようになる。
【００１２】
特に、紫外線感知素子の低価格化のためにサファイア基板１代わりにシリコン
(Ｓｉ)のようなエネルギーバンドギャップが３．０ｅＶ(波長（λ)＝４１０ｎｍ
)以下の基板を用いる場合感知しようとする紫外線が基板で大部分吸収されるよ
うになって紫外線感知素子としての役割をできなくなる。
(Ｓｉ)のようなエネルギーバンドギャップが３．０ｅＶ(波長（λ)＝４１０ｎｍ
)以下の基板を用いる場合感知しようとする紫外線が基板で大部分吸収されるよ
うになって紫外線感知素子としての役割をできなくなる。
【００１３】
その他従来多様な構造の紫外線感知素子が提案されているが、前記Ｋhａｎが
提案した構造を含んでこれらすべては共通的に光吸収層の高品位成長のための緩
衝層を含んでいて製作工程が複雑になる。
提案した構造を含んでこれらすべては共通的に光吸収層の高品位成長のための緩
衝層を含んでいて製作工程が複雑になる。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、前面照射が可能な紫外線感知素子を提供するこ
とにある。
とにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、緩衝層を有しないことによって製作工程が単純になる紫
外線感知素子を提供することにある。
外線感知素子を提供することにある。
【００１６】
前記目的は、本発明によって、紫外線感知素子において、基板、前記基盤上に
エピタキシアル成長（ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ）された光吸収層、前
記光吸収層上にショットキー接合を形成するショットキー層、前記光吸収層上の
二領域に各々オーミック接合を形成するオーミック層を含むことを特徴とする紫
外線感知素子によって達成される。
エピタキシアル成長（ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ）された光吸収層、前
記光吸収層上にショットキー接合を形成するショットキー層、前記光吸収層上の
二領域に各々オーミック接合を形成するオーミック層を含むことを特徴とする紫
外線感知素子によって達成される。
【００１７】
ここで、前記基板は、サファイアとシリコン中いずれか一つで形成されること
が望ましい。
が望ましい。
【００１８】
そして、前記光吸収層は、ガリウムナイトライド(ＧａＮ)として、ＨＶＰＥ(
Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐhａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ)によって形成され、
前記ショットキー層は、光を透過させる透明層であり、前記光吸収層上に形成さ
れたニッケル酸化物(ＮｉＯ)層と、前記ニッケル酸化物(ＮｉＯ)層の直列抵抗を
減少させるための直列抵抗減少層を含むことが望ましい。
Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐhａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ)によって形成され、
前記ショットキー層は、光を透過させる透明層であり、前記光吸収層上に形成さ
れたニッケル酸化物(ＮｉＯ)層と、前記ニッケル酸化物(ＮｉＯ)層の直列抵抗を
減少させるための直列抵抗減少層を含むことが望ましい。
【００１９】
ここで、前記ニッケル酸化物層は、前記光吸収層上にフォトレジストパターン
を形成して、前記形成されたフォトレジストパターンにニッケル(Ｎｉ)を蒸着さ
せて、リフトオフ法を用いてニッケル(Ｎｉ)パターンを形成させた後、熱処理を
通して生成し、前記ニッケル(Ｎｉ）の蒸着はスパッタリング法によることが効
果的である。
を形成して、前記形成されたフォトレジストパターンにニッケル(Ｎｉ)を蒸着さ
せて、リフトオフ法を用いてニッケル(Ｎｉ)パターンを形成させた後、熱処理を
通して生成し、前記ニッケル(Ｎｉ）の蒸着はスパッタリング法によることが効
果的である。
【００２０】
そして、前記直列抵抗減少層は、ＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)として、前記
ニッケル酸化物層上にフォトレジストパターンを形成して、前記形成されたフォ
トレジストパターンにＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)を蒸着させて、リフトオフ
法を用いてＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)パターンを形成させた後、熱処理を通
して生成することが効果的である。
ニッケル酸化物層上にフォトレジストパターンを形成して、前記形成されたフォ
トレジストパターンにＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)を蒸着させて、リフトオフ
法を用いてＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)パターンを形成させた後、熱処理を通
して生成することが効果的である。
【００２１】
一方、前記ショットキー層は、ＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)として、ＩＴＯ
(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)を蒸着させて、リフトオフ法を用いてＩＴＯ(Ｉｎ１−
ｘＳｎｘＯｙ)パターンを形成させた後、熱処理を通して生成することが望まし
い。
(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)を蒸着させて、リフトオフ法を用いてＩＴＯ(Ｉｎ１−
ｘＳｎｘＯｙ)パターンを形成させた後、熱処理を通して生成することが望まし
い。
【００２２】
以下、添付図面を参照して本発明に対して詳細に説明する。
【００２３】
図２は、本発明による第１実施例の紫外線感知素子の構造図である。
【００２４】
図示されたように、本発明による紫外線感知素子は、サファイア基板或いはシ
リコン基板２１と、サファイア基板或いはシリコン基板２１上に直接エピタキシ
アル成長させた約２μｍ厚さのガリウムナイトライド(ＧａＮ)光吸収層２２と、
光吸収層２２上に成長されたショットキー接合としてのニッケル酸化物２４、オ
ーミック接合としての金(Ａｕ)電極２５、及びニッケル酸化物２４の直列抵抗(
ｓｅｒｉｅｓ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ)を減少させるためにニッケル酸化物２４
上に蒸着した伝導性酸化物であるＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)２５を含む。
リコン基板２１と、サファイア基板或いはシリコン基板２１上に直接エピタキシ
アル成長させた約２μｍ厚さのガリウムナイトライド(ＧａＮ)光吸収層２２と、
光吸収層２２上に成長されたショットキー接合としてのニッケル酸化物２４、オ
ーミック接合としての金(Ａｕ)電極２５、及びニッケル酸化物２４の直列抵抗(
ｓｅｒｉｅｓ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ)を減少させるためにニッケル酸化物２４
上に蒸着した伝導性酸化物であるＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)２５を含む。
【００２５】
図３は、本発明の第１実施例による紫外線感知素子の製作順序を示すための概
略図である。
略図である。
【００２６】
まず、サファイア或いはシリコン基板２１上にエピタキシアル層（ｅｐｉｔａ
ｘｉａｌ ｌａｙｅｒ）成長速度が速いＨＶＰＥを用いて１０００〜１１００℃
で約５〜１０分間ＧａＮ光吸収層２２を２μｍ程度成長させる。
ｘｉａｌ ｌａｙｅｒ）成長速度が速いＨＶＰＥを用いて１０００〜１１００℃
で約５〜１０分間ＧａＮ光吸収層２２を２μｍ程度成長させる。
【００２７】
次に、成長された光吸収層２２上にオーミック接合２５の生成のために金(Ａ
ｕ）のフォトレジスト(ＰＲ：Ｐhｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ)パターンを形成させて
、電子ビーム蒸着機(ｅ−ｂｅａｍ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ)、或いは熱蒸着機(
ｔhｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ)を用いて金(Ａｕ)を蒸着した後、リフト
オフ(ｌｉｆｔ−ｏｆｆ)法を通して金(Ａｕ)パターンを完成させる。
ｕ）のフォトレジスト(ＰＲ：Ｐhｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ)パターンを形成させて
、電子ビーム蒸着機(ｅ−ｂｅａｍ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ)、或いは熱蒸着機(
ｔhｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ)を用いて金(Ａｕ)を蒸着した後、リフト
オフ(ｌｉｆｔ−ｏｆｆ)法を通して金(Ａｕ)パターンを完成させる。
【００２８】
また、ショットキー接合２４の生成のために再びフォトレジストパターンを形
成させて、スパッタリング法などを用いてニッケル(Ｎｉ)を蒸着した後前記と同
様にリフトオフ法を通してニッケル(Ｎｉ)パターンを完成する。
成させて、スパッタリング法などを用いてニッケル(Ｎｉ)を蒸着した後前記と同
様にリフトオフ法を通してニッケル(Ｎｉ)パターンを完成する。
【００２９】
完成された金(Ａｕ)パターンとニッケル(Ｎｉ)パターンを５００〜６００℃で
２〜１０分間熱処理して透明なニッケル酸化物を生成することによってショット
キー接合のニッケル酸化物層２４と接触抵抗(ｃｏｎｔａｃｔ ｒｅｓｉｓｔａ
ｎｃｅ）が小さいオーミック接合の金(Ａｕ)電極２５が作られる。
２〜１０分間熱処理して透明なニッケル酸化物を生成することによってショット
キー接合のニッケル酸化物層２４と接触抵抗(ｃｏｎｔａｃｔ ｒｅｓｉｓｔａ
ｎｃｅ）が小さいオーミック接合の金(Ａｕ)電極２５が作られる。
【００３０】
最後に、ニッケル酸化物の直列抵抗を減少させるためにニッケル酸化物電極２
４上にＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ）の蒸着のためのフォトレジスタ層を形成
させてスパッタリング法を用いてＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)を蒸着した後、
リフトオフ法でＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)パターンを完成させる。ＩＴＯ(
Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ）は透明性電極としてディスプレー用に広く用いられてい
る物質である。
４上にＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ）の蒸着のためのフォトレジスタ層を形成
させてスパッタリング法を用いてＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)を蒸着した後、
リフトオフ法でＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)パターンを完成させる。ＩＴＯ(
Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ）は透明性電極としてディスプレー用に広く用いられてい
る物質である。
【００３１】
図４は、本発明の第１実施例による紫外線感知素子のショットキー接合を形成
するニッケル酸化物２４の光透過度を図示したことである。
するニッケル酸化物２４の光透過度を図示したことである。
【００３２】
光透過度は、ニッケル(Ｎｉ)をガラス基板上に蒸着させて５５０℃で１０分間
熱処理することによって生成したニッケル酸化物層によって測定された。図示さ
れたように、測定された光透過度は３５０ｎｍから８０％程度の透過性を示して
いて、ニッケル酸化物層が前面照射方式の紫外線外感知素子として使用できるこ
とを見せる。光透過性は熱処理条件を最適化させてより向上させることができる
。
熱処理することによって生成したニッケル酸化物層によって測定された。図示さ
れたように、測定された光透過度は３５０ｎｍから８０％程度の透過性を示して
いて、ニッケル酸化物層が前面照射方式の紫外線外感知素子として使用できるこ
とを見せる。光透過性は熱処理条件を最適化させてより向上させることができる
。
【００３３】
このように、本発明によってショットキー接合を形成するために用いられたニ
ッケル酸化物２４の光透過性が優秀なことによって背面照射はもちろん前面照射
も可能になる。
ッケル酸化物２４の光透過性が優秀なことによって背面照射はもちろん前面照射
も可能になる。
【００３４】
図５は、本発明の第１実施例による紫外線感知素子の電流電圧特性を示したグ
ラフである。
ラフである。
【００３５】
ショットキー接合を形成するニッケル酸化物２４は、直径１ｍｍである円形電
極が測定に用いられ、オーミック接合としては金(Ａｕ）が用いられた。
極が測定に用いられ、オーミック接合としては金(Ａｕ）が用いられた。
【００３６】
図５に図示されたように、光を照射しない暗電流−電圧の場合、タングステン
ぐを利用したショットキー接合に比較した時ショットキー特性がよく示されてい
ることが分かる。
ぐを利用したショットキー接合に比較した時ショットキー特性がよく示されてい
ることが分かる。
【００３７】
より詳細に、紫外線感知素子はリバースバイアス状態で光吸収層に吸収された
光エネルギーによって電流が流れるようになる原理に基づいている。ところで、
リバースバイアス状態における漏洩電流量が大きければ精密な紫外線感知が難し
くなることである。したがって、リバースバイアス状態で漏洩電流量が少ないほ
ど紫外線しｇ感知素子の性能は優秀なことに評価されることである。
光エネルギーによって電流が流れるようになる原理に基づいている。ところで、
リバースバイアス状態における漏洩電流量が大きければ精密な紫外線感知が難し
くなることである。したがって、リバースバイアス状態で漏洩電流量が少ないほ
ど紫外線しｇ感知素子の性能は優秀なことに評価されることである。
【００３８】
すなわち、本発明による紫外線感知素子の漏洩電流量は従来タングステンを利
用した紫外線感知素子のそれより少ないことが分かって、これは本発明による紫
外線感知素子の感知性能の優秀性を証拠している。
用した紫外線感知素子のそれより少ないことが分かって、これは本発明による紫
外線感知素子の感知性能の優秀性を証拠している。
【００３９】
図６は、本発明の第２実施例による紫外線感知素子の構造図である。ただし、
第１実施例と同一な部分に対しては同一な参照番号を付与して繰くりり返された
説明は省略する。
第１実施例と同一な部分に対しては同一な参照番号を付与して繰くりり返された
説明は省略する。
【００４０】
図示されたように、第２実施例では、第１実施例におけるニッケル酸化膜２４
代りにガリウムナイトライド(ＧａＮ)光吸収層２２上に直接ＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘ
ＳｎｘＯｙ)を用いてショットキー接合を形成させる。
代りにガリウムナイトライド(ＧａＮ)光吸収層２２上に直接ＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘ
ＳｎｘＯｙ)を用いてショットキー接合を形成させる。
【００４１】
より詳細に、ＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ）の蒸着のためのフォトレジスタ
層を形成させてスパッタリング法を用いてＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)を蒸着
した後、リフトオフ法でＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)パターンを完成させる。
次に、完成されたパターンを５００〜６００℃で２〜１０分間熱処理することに
よってＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ）のショットキー層２７が生成する。
層を形成させてスパッタリング法を用いてＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)を蒸着
した後、リフトオフ法でＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)パターンを完成させる。
次に、完成されたパターンを５００〜６００℃で２〜１０分間熱処理することに
よってＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ）のショットキー層２７が生成する。
【００４２】
図７は、本発明の第２実施例による電流−電圧特性を示したグラフである。図
示されたように、第１実施例によるニッケル酸化物によってショットキー層を形
成した紫外線感知素子と同一な接合特性を見せている。
示されたように、第１実施例によるニッケル酸化物によってショットキー層を形
成した紫外線感知素子と同一な接合特性を見せている。
【００４３】
一方、広く用いられているように、本発明による紫外線感知素子に対しても金
属パッド部分にめっきを通してＡｕを２〜３μｍ電着させることによってワイヤ
ボンディング(ｗｉｒｅ ｂｏｎｄｉｎｇ)を容易にすることができる。
属パッド部分にめっきを通してＡｕを２〜３μｍ電着させることによってワイヤ
ボンディング(ｗｉｒｅ ｂｏｎｄｉｎｇ)を容易にすることができる。
【００４４】
以上で説明したように、本発明によると、緩衝層を含まなくても紫外線感知性
能が優秀な紫外線感知素子が提供される。
能が優秀な紫外線感知素子が提供される。
【００４５】 従来ショットキー接合のために金属を用いたこととは別
に光透過性が優秀なニッケル酸化物やＩＴＯを用いることによって背面照射のみ
ならず前面照射が可能な紫外線感知素子が提供される。
に光透過性が優秀なニッケル酸化物やＩＴＯを用いることによって背面照射のみ
ならず前面照射が可能な紫外線感知素子が提供される。
【図１】 従来Ｋhａｎ等によって提案された紫外線感知素子の略構造図、
【図２】 本発明の第１実施例による紫外線感知素子の構造図、
【図３】 本発明の第１実施例による紫外線感知素子の製作順序を示すた
めの概略図、
めの概略図、
【図４】 本発明の第１実施例による紫外線感知素子のニッケル酸化物の
光透過図、
光透過図、
【図５】 本発明の第１実施例による紫外線感知素子の電流電圧特性を示
したグラフ、
したグラフ、
【図６】 本発明の第２実施例による紫外線感知素子の構造図、
【図７】 本発明の第２実施例による紫外線感知素子の電流電圧特性を示
したグラフである。
したグラフである。
１：サファイア基板
２：アルミニウムナイトライド(ＡｌＮ)
３：ＧａｘＡｌ１−ｘＮ
４：ショットキー層
５：オーミック層
２１：基板
２２：ガリウムナイトライド(ＧａＮ)
２４：ニッケル酸化物
２５：金(Ａｕ)
２６：ＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ
，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，
ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，
ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ
Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ
，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，
ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ
Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ
，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，
ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ
Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ
，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，
ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Claims (12)
- 【請求項１】 紫外線感知素子において、 基板、 前記基板上にエピタキシアル成長された光吸収層、 前記光吸収層の一部領域にショットキー接合されたショットキー層、 前記光吸収層上で前記ショットキー層と離隔されて前記光吸収層に各々オーミ
ック接合されて電極を形成する一対の相互離隔されたオーミック層を含むことを
特徴とする紫外線感知素子。 - 【請求項２】 前記基板は、サファイアとシリコン中いずれか一つで形成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の紫外線感知素子。 - 【請求項３】 前記光吸収層は、ガリウムナイトライド(ＧａＮ)で形成され
ることを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線感知素子。 - 【請求項４】 前記ガリウムナイトライド(ＧａＮ）は、ＨＶＰＥによって
形成されることを特徴とする請求項３に記載の紫外線感知素子。 - 【請求項５】 前記ショットキー層は、光を透過させる透明層で形成される
ことを特徴とする請求項３に記載の紫外線感知素子。 - 【請求項６】 前記ショットキー層は、前記光吸収層上に形成されたニッケ
ル酸化物(ＮｉＯ)層と、前記ニッケル酸化物(ＮｉＯ)層の直列抵抗を減少させる
ための直列抵抗減少層を含むことを特徴とする請求項５に記載の紫外線感知素子
。 - 【請求項７】 前記ニッケル酸化物層は、前記光吸収層上にフォトレジスト
パターンを形成して、前記形成されたフォトレジストパターンにニッケル(Ｎｉ)
を蒸着させて、リフトオフ法を用いてニッケル(Ｎｉ)パターンを形成させた後、
熱処理を通して生成することを特徴とする請求項６に記載の紫外線感知素子。 - 【請求項８】 前記ニッケル(Ｎｉ）の蒸着は、スパッタリング法によるこ
とを特徴とする請求項７に記載の紫外線感知素子。 - 【請求項９】 前記直列抵抗減少層は、ＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)で形
成されることを特徴とする請求項６に記載の紫外線感知素子。 - 【請求項１０】 前記直列抵抗減少層は、前記ニッケル酸化物層上にフォト
レジストパターンを形成して、前記形成されたフォトレジストパターンにＩＴＯ
(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)を蒸着させて、リフトオフ法を用いてＩＴＯ(Ｉｎ１−
ｘＳｎｘＯｙ)パターンを形成させた後、熱処理を通して生成することを特徴と
する請求項９に記載の紫外線感知素子。 - 【請求項１１】 前記ショットキー層は、ＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)で
形成されることを特徴とする請求項４または５に記載の紫外線感知素子。 - 【請求項１２】 前記ショットキー層は、ＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)を
蒸着させて、リフトオフ法を用いてＩＴＯ(Ｉｎ１−ｘＳｎｘＯｙ)パターンを形
成させた後、熱処理を通して生成することを特徴とする請求項１１に記載の紫外
線感知素子。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2000/000933 WO2001015241A1 (en) | 1999-08-21 | 2000-08-21 | Ultraviolet-ray detecting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003523617A true JP2003523617A (ja) | 2003-08-05 |
Family
ID=27751675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001519502A Pending JP2003523617A (ja) | 2000-08-21 | 2000-08-21 | 紫外線感知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003523617A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008130949A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Eudyna Devices Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2012531057A (ja) * | 2009-06-22 | 2012-12-06 | ウニベルジテート・ライプツィヒ | 透明な整流性の金属−金属酸化物−半導体接触構造およびその製造方法および使用 |
| JP5540323B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2014-07-02 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | ショットキー型接合素子とこれを用いた光電変換素子及び太陽電池 |
| JP2016522988A (ja) * | 2013-04-22 | 2016-08-04 | セントレ・ナショナル・デ・ラ・レシェルシェ・サイエンティフィーク | ダイヤモンド基板にショットキーダイオードを製造する方法 |
-
2000
- 2000-08-21 JP JP2001519502A patent/JP2003523617A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008130949A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Eudyna Devices Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP5540323B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2014-07-02 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | ショットキー型接合素子とこれを用いた光電変換素子及び太陽電池 |
| JP2012531057A (ja) * | 2009-06-22 | 2012-12-06 | ウニベルジテート・ライプツィヒ | 透明な整流性の金属−金属酸化物−半導体接触構造およびその製造方法および使用 |
| US8445904B2 (en) | 2009-06-22 | 2013-05-21 | Universität Leipzig | Transparent rectifying metal/metal oxide/semiconductor contact structure and method for the production thereof and use |
| KR101268572B1 (ko) | 2009-06-22 | 2013-05-28 | 우니베르지태트 라이치히 | 투명정류 금속/금속산화물/반도체 접촉구조, 이의 생산방법 및 용도 |
| JP2016522988A (ja) * | 2013-04-22 | 2016-08-04 | セントレ・ナショナル・デ・ラ・レシェルシェ・サイエンティフィーク | ダイヤモンド基板にショットキーダイオードを製造する方法 |
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