III族酸化物半導体を含む半導体素子

開放特許情報番号
L2007003695
開放特許情報登録日
2007/8/3
最新更新日
2007/12/21

基本情報

出願番号 特願2007-101353
出願日 2007/4/9
出願人 独立行政法人産業技術総合研究所
公開番号 特開2007-305975
公開日 2007/11/22
発明の名称 III族酸化物半導体を含む半導体素子
技術分野 電気・電子
機能 材料・素材の製造
適用製品 III族酸化物半導体を含む半導体素子
目的 禁制帯幅制御が可能なIII族酸化物半導体あるいはIII族窒化物半導体あるいはII族酸化物半導体とエピタキシャル成長が可能な結晶構造を有するIII族酸化物半導体を見つけ、これを用いてIII族酸化物半導体を含む半導体素子、光電変換素子、紫外線検出素子、発光素子、電界効果型トランジスタを含む半導体素子を提供する。
効果 III族酸化物半導体(In↓2↓−↓2↓x↓−↓2↓y↓−↓2↓zGa↓2↓xAl↓2↓yB↓2↓zO↓3)薄膜は、In、Ga、アルミニウムAl、ボロンBから選ばれる少なくとも二つの元素の組成量を変化させることにより、格子定数制御および禁制帯幅制御が可能な禁制帯幅の大きい半導体である上、酸化亜鉛系II族酸化物半導体及びIII族窒化物半導体の面内格子定数に対して極めて格子不整合率の小さい六方晶構造酸化物薄膜結晶を得ることが出来る。
技術概要
半導体素子は、Aが任意の元素記号を表す時、A↓2O↓3なる構成を有すると共に、Aの元素がIn、Ga、アルミニウム(Al)、ボロン(B)の少なくとも二つよりなるIII族酸化物半導体を含み、In、Ga、Al、Bの少なくとも二つの元素の組成比を変化させることによって半導体薄膜の禁制帯幅を変調する作用を用いる。また、III族酸化物を含む半導体素子は、熱力学的に準安定な六方晶構造あるいは歪んだ六方晶構造のIII族酸化物薄膜を有する。熱力学的に準安定な構造を広い組成領域で安定に形成するため、パルスレーザー堆積法、スパッタ法、真空蒸着法、分子線エピタキシー法、有機金属気相成長法など非平衡プロセスである薄膜製造法を用いて、準安定構造と面内の格子不整合率の小さい基板あるいは薄膜の上にIII族酸化物薄膜を形成することが好ましい。図1はYSZ基板上に設けたIn↓2↓−↓2↓xGa↓2↓xO↓3薄膜のx線回折パターンを示す図である。
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

導入メリット 【改善】
改善効果1 III族酸化物半導体をカルコパイライト系太陽電池の窓層として用い、組成量を変化させることにより、光吸収層に用いたカルコパイライト構造化合物との伝導帯オフセットの調整が出来、高効率なカルコパイライト系薄膜太陽電池を得ることが出来る。
改善効果2 また、酸化亜鉛系II族酸化物半導体あるいはIII族窒化物半導体とへテロエピタキシャル成長を行う際、組成量変化によりこれらウルツ鉱型結晶の特徴である圧電分極電界あるいは自発分極電界の制御および界面での伝導帯および価電子帯のオフセット量の調整が可能であるため、内部量子効率の高い発光素子あるいは高移動度電子素子を得ることが出来る。また、III族酸化物半導体に、意図的にSn、Ge、Siなどの不純物を添加させることにより紫外域透明導電膜としての機能を付与することが容易に出来る。
改善効果3 III族窒化物半導体(In↓1↓−↓x↓−↓y↓−↓zGa↓xAl↓yB↓zN)あるいはII族酸化物半導体(Zn↓1↓−↓x↓−↓yMg↓xCd↓yO)を活性層として用いた可視−紫外域発光素子においてn側オーミック電極あるいはp側オーミック電極を透明電極として用いることにより光取り出し効率の優れた発光素子を得ることも出来る。

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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