Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5437486B2 - Photoelectric conversion element - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5437486B2 - Photoelectric conversion element - Google Patents

Photoelectric conversion element Download PDF

Info

Publication number
JP5437486B2
JP5437486B2 JP2012518434A JP2012518434A JP5437486B2 JP 5437486 B2 JP5437486 B2 JP 5437486B2 JP 2012518434 A JP2012518434 A JP 2012518434A JP 2012518434 A JP2012518434 A JP 2012518434A JP 5437486 B2 JP5437486 B2 JP 5437486B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive layer
photoelectric conversion
conversion element
layer
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012518434A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2011152458A1 (en
Inventor
穂世 ブリセニョ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nusola
Original Assignee
Nusola
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nusola filed Critical Nusola
Priority to JP2012518434A priority Critical patent/JP5437486B2/en
Publication of JPWO2011152458A1 publication Critical patent/JPWO2011152458A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5437486B2 publication Critical patent/JP5437486B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40Optical elements or arrangements
    • H10F77/413Optical elements or arrangements directly associated or integrated with the devices, e.g. back reflectors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/20Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
    • H10F30/21Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H10F30/22Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
    • H10F30/227Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a Schottky barrier

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

本発明は、例えばフォトダイオードや太陽電池等に適用される光電変換素子に関し、特にショットキー効果と表面プラズモン効果とを相乗的に利用した光電変換素子に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion element applied to, for example, a photodiode or a solar cell, and more particularly to a photoelectric conversion element that synergistically uses a Schottky effect and a surface plasmon effect.

例えば特許文献1には、表面プラズモン共鳴を利用した光電変換素子が記載されている。素子の金属層の表面に一様な周期の凹凸構造が形成されている。凹凸構造上に半導体層が積層され、更にその上に透明電極が積層されている。金属層の裏面には他の電極が積層されている。素子に光が入射すると、金属層の凹凸構造側の表面の電子が入射光と共鳴して振動し、電流が発生する。
特許文献2に記載の光電変換素子では、表面に2種以上の微粒子を設け、少なくとも2つの波長帯域で表面プラズモン共鳴を起こすようにしている。
For example, Patent Document 1 describes a photoelectric conversion element using surface plasmon resonance. An uneven structure having a uniform period is formed on the surface of the metal layer of the element. A semiconductor layer is laminated on the concavo-convex structure, and a transparent electrode is further laminated thereon. Another electrode is laminated on the back surface of the metal layer. When light is incident on the element, electrons on the surface of the metal layer on the concave-convex structure side vibrate in resonance with the incident light, and a current is generated.
In the photoelectric conversion element described in Patent Document 2, two or more kinds of fine particles are provided on the surface, and surface plasmon resonance is caused in at least two wavelength bands.

また、n型Siに厚さ数μm以上のAuを積層したショットキー型の光センサーによって可視光を検出できることが1960年代から知られている。
非特許文献1には、n型SiにCoSiを積層した光センサーによって1μm〜2μmの近赤外光を検出できることが記載されている。
非特許文献2には、p型SiGeにCoSiを積層した光センサーによって1μm〜5μmの赤外光を検出できることが記載されている。
非特許文献3には、p型SiにPtを積層した光センサーによって1μm〜6μmの赤外光を検出できることが記載されている。
非特許文献4には、SiにIrを積層した光センサーによって10μm以下の光を検出できることが記載されている。
Further, it has been known since the 1960s that visible light can be detected by a Schottky optical sensor in which Au having a thickness of several μm or more is stacked on n-type Si.
Non-Patent Document 1 describes that near-infrared light of 1 μm to 2 μm can be detected by an optical sensor in which CoSi 2 is laminated on n-type Si.
Non-Patent Document 2 describes that infrared light of 1 μm to 5 μm can be detected by an optical sensor in which CoSi 2 is laminated on p-type SiGe.
Non-Patent Document 3 describes that infrared light of 1 μm to 6 μm can be detected by an optical sensor in which Pt is stacked on p-type Si.
Non-Patent Document 4 describes that light of 10 μm or less can be detected by an optical sensor in which Ir is laminated on Si.

特開2007−073794号公報JP 2007-073794 A 特開2010−021189号公報JP 2010-021189 A

Roca,Elisenda,et al., Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering 2525(2), 456(1995)Roca, Elisenda, et al., Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering 2525 (2), 456 (1995) S.Kolondinski,et al., Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering2554, 175(1995)S. Kolondinski, et al., Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering 2554, 175 (1995) J.M.Mooney and J.Silverman, IEEE Trans.Electron DevicesED-32, 33-39(1985)J.M.Mooney and J.Silverman, IEEE Trans.Electron DevicesED-32, 33-39 (1985) B-Y.Tsaur, M.M. Weeks, R.Trubiano and P.W.Pellegrini, IEEE Electron Device Left.9,650-653(1988)B-Y.Tsaur, M.M.Weeks, R.Trubiano and P.W.Pellegrini, IEEE Electron Device Left.9,650-653 (1988)

しかし、可視光から赤外光まで及ぶ広帯域に感応する光電変換素子は知られていない。また、上記公知の光電変換素子の何れにおいても、キャリアが素子の積層方向(厚さ方向)に流れるものであるため薄型化が容易でない。   However, a photoelectric conversion element that is sensitive to a wide band from visible light to infrared light is not known. In any of the known photoelectric conversion elements, it is not easy to reduce the thickness because carriers flow in the stacking direction (thickness direction) of the elements.

そこで、半導体層に導電層を積層し、この導電層上に一対の電極を互いに離して配置し、かつ電極間の導電層表面にプラズモン共鳴構造を配置することが考えられる。しかし、一対の電極のうち、どれがアノードになりどれがカソードになるかが不確定であり、電流の向きが定まらない。製造工程で偶発的又は不可避的に混入した汚染物や外乱によって、各電極がアノードにもカソードにもなり得、電流−電圧特性が正側と負側で非対称になる保証がない。   Therefore, it is conceivable to stack a conductive layer on the semiconductor layer, dispose a pair of electrodes on this conductive layer, and dispose a plasmon resonance structure on the surface of the conductive layer between the electrodes. However, it is uncertain which of the pair of electrodes becomes the anode and which becomes the cathode, and the direction of the current cannot be determined. Each electrode can be an anode or a cathode due to contamination or disturbance incidentally or inevitably mixed in the manufacturing process, and there is no guarantee that the current-voltage characteristics are asymmetric between the positive side and the negative side.

上記問題点を解決するために、本発明に係る光電変換素子は、
n型又はp型の半導体層と、
前記半導体層に積層された導電層と、
前記導電層又は前記半導体層に設けられた第1電極と、
前記第1電極と前記導電層との間に介在された極性確定層と、
前記導電層に設けられた第2電極と、
前記導電層に積層された複数(好ましくは多数)の周期構造を含む金属ナノ構造と、
を備え、前記各周期構造が前記積層の方向に突出する複数の第1凸部からなり、前記第1凸部の配置間隔が前記周期構造に応じて異なることを特許請求しない特徴とする。
本発明に係る光電変換素子の、特許請求する特徴は、n型又はp型の半導体層と、前記半導体層に積層された導電層と、前記導電層に設けられた第1電極と、フォトキャリアがトンネル効果によって通過可能な厚みを有して前記第1電極と前記導電層との間に介在された障壁層と、前記第1電極から離れて、前記導電層に設けられた第2電極と、前記導電層に積層された複数の周期構造を含む金属ナノ構造と、を備え、前記各周期構造が前記積層の方向に突出する複数の第1凸部からなり、前記第1凸部の配置間隔が前記周期構造に応じて異なることにある。前記障壁層が、前記極性確定層を構成する。
In order to solve the above problems, the photoelectric conversion element according to the present invention is:
an n-type or p-type semiconductor layer;
A conductive layer laminated on the semiconductor layer;
A first electrode provided on the conductive layer or the semiconductor layer;
A polarity determining layer interposed between the first electrode and the conductive layer;
A second electrode provided on the conductive layer;
A metal nanostructure including a plurality (preferably a large number) of periodic structures stacked on the conductive layer;
Wherein the comprises a first protrusion plurality of projecting direction of each periodic structure the stacked, arrangement intervals of the first convex portion and wherein not claimed to vary depending on the periodic structure.
The photoelectric conversion element according to the present invention is characterized in that an n-type or p-type semiconductor layer, a conductive layer stacked on the semiconductor layer, a first electrode provided on the conductive layer, and a photocarrier A barrier layer interposed between the first electrode and the conductive layer with a thickness that can pass through the tunnel effect; and a second electrode provided on the conductive layer apart from the first electrode; A metal nanostructure including a plurality of periodic structures stacked on the conductive layer, wherein each periodic structure is composed of a plurality of first protrusions protruding in the direction of the stack, and the arrangement of the first protrusions The interval is different depending on the periodic structure. The barrier layer constitutes the polarity determining layer.

上記光電変換素子に光が入射すると、半導体層と導電層とのショットキー接合部において光電変換によりフォトキャリアが生成される。かつ、上記ショットキー接合部の近傍の金属ナノ構造によって光電変換の感度を高めることができる。更には、金属ナノ構造によって光電変換可能な入射光の波長領域を広くすることができる。
前記半導体層がn型半導体である場合、フォトキャリアの電子が空乏層の電界によって半導体層の側へ移動する。これに伴って、前記第2電極から導電層に電子が流れ込む。第2電極と導電層との間では電子(電流)がスムーズに流れ得る。導電層に沿って電子が前記第1電極側へ流れる。したがって、前記第1電極がカソードになる。前記第2電極がアノードになる。
前記半導体層がp型半導体である場合、フォトキャリアの正孔が空乏層の電界によって半導体層の側へ移動する。これに伴って、前記第2電極から導電層に正孔が流れ込む。導電層に沿って正孔が前記第1電極の側へ流れる。したがって、前記第1電極がアノードになる。前記第2電極がカソードになる。
よって、アノードになる電極とカソードになる電極を確定でき、光誘起電流の向きを制御できる。したがって、電流−電圧特性が正側と負側で確実に非対称になり、きれいなダイオード特性が得られる。
When light enters the photoelectric conversion element, photocarriers are generated by photoelectric conversion at the Schottky junction between the semiconductor layer and the conductive layer. In addition, the sensitivity of photoelectric conversion can be increased by the metal nanostructure in the vicinity of the Schottky junction. Furthermore, the wavelength region of incident light that can be photoelectrically converted by the metal nanostructure can be widened.
When the semiconductor layer is an n-type semiconductor, photocarrier electrons move to the semiconductor layer side by the electric field of the depletion layer. Along with this, electrons flow from the second electrode into the conductive layer. Electrons (current) can flow smoothly between the second electrode and the conductive layer. Electrons flow along the conductive layer toward the first electrode. Therefore, the first electrode becomes a cathode. The second electrode becomes an anode.
When the semiconductor layer is a p-type semiconductor, photocarrier holes move to the semiconductor layer side by the electric field of the depletion layer. Along with this, holes flow from the second electrode into the conductive layer. Holes flow toward the first electrode along the conductive layer. Therefore, the first electrode becomes an anode. The second electrode becomes a cathode.
Therefore, the electrode to be the anode and the electrode to be the cathode can be determined, and the direction of the photoinduced current can be controlled. Therefore, the current-voltage characteristic is reliably asymmetric between the positive side and the negative side, and a clean diode characteristic can be obtained.

前記障壁層が、厚さ1nm未満の絶縁体にて構成されていることが好ましい。これによって、障壁層を挟んで前記導電層と前記第1電極とがコンデンサを構成する。したがって、導電層における前記第1電極と対向する部分にキャリアが蓄積される。前記半導体層がn型半導体である場合は電子が蓄積される。前記半導体層がp型半導体である場合は正孔が蓄積される。これによって、アノードになる電極とカソードになる電極を確実に定めることができる。前記絶縁体の厚さを1nm未満にすることによって、キャリアがトンネル効果等によって障壁層を確実に通過でき、光誘起電流を確実に取り出すことができる。更に、キャリアが前記導電層における前記第1電極と対向する部分に蓄積されることにより、耐電圧性が高まり、光照射時の電流−電圧特性が順方向バイアス側(正側)にシフトする。したがって、光電変換素子の発電電力を増大させることができる。 The barrier layer is preferably composed of an insulator having a thickness of less than 1 nm. Thus, the conductive layer and the first electrode constitute a capacitor with the barrier layer interposed therebetween. Accordingly, carriers are accumulated in a portion of the conductive layer facing the first electrode. When the semiconductor layer is an n-type semiconductor, electrons are accumulated. When the semiconductor layer is a p-type semiconductor, holes are accumulated. As a result, the electrode to be the anode and the electrode to be the cathode can be reliably determined. By setting the thickness of the insulator to less than 1 nm, carriers can surely pass through the barrier layer by the tunnel effect or the like, and the photo-induced current can be reliably taken out. Furthermore, carriers are accumulated in a portion of the conductive layer facing the first electrode, whereby the voltage resistance is improved, and the current-voltage characteristics during light irradiation are shifted to the forward bias side (positive side). Therefore, the generated power of the photoelectric conversion element can be increased.

前記極性確定層が、前記半導体層から一体に突出された凸層であり、前記凸層が、前記導電層の第1電極側の端面とショットキー接触し、かつ前記第1電極とオーミック接触していてもよい。これによって、凸層と導電層とのショットキー接合部においてキャリアが凸層側ひいては第1電極へ向けて流れるようにできる。よって、アノードになる電極とカソードになる電極を確実に定めることができる。 The polarity determining layer is a convex layer integrally protruding from the semiconductor layer, and the convex layer is in Schottky contact with the end surface of the conductive layer on the first electrode side and in ohmic contact with the first electrode. Tei also good. As a result, carriers can flow toward the convex layer side and thus toward the first electrode at the Schottky junction between the convex layer and the conductive layer. Therefore, the electrode to be the anode and the electrode to be the cathode can be reliably determined.

一対の電極が光電変換素子の同じ面に配置されるから、光電変換素子を薄型化できる。   Since the pair of electrodes are disposed on the same surface of the photoelectric conversion element, the photoelectric conversion element can be thinned.

前記導電層を構成する金属成分として例えばCo、Fe、W、Ni、Al、又はTiが挙げられる。これら列記の金属元素は、融点が比較的高く、高温下における機械的性質が優れている。前記導電層は、金属でもよく、金属と半導体の混合物ないしは合金でもよい。金属と半導体の混合物ないしは合金として、例えば金属シリサイドが挙げられる。前記半導体層がシリコンからなる場合、前記導電層が、前記金属成分と前記半導体層の表層部分とが相互に拡散してなる金属シリサイドであってもよい。上記拡散は、例えばアニール処理によって行なうことができる。上記列記の金属(Co、Fe、W、Ni、Al、Ti)はシリサイド化に適している。   Examples of the metal component constituting the conductive layer include Co, Fe, W, Ni, Al, and Ti. These metal elements listed have relatively high melting points and excellent mechanical properties at high temperatures. The conductive layer may be a metal, or a mixture or alloy of a metal and a semiconductor. Examples of the metal or semiconductor mixture or alloy include metal silicide. When the semiconductor layer is made of silicon, the conductive layer may be a metal silicide formed by diffusing the metal component and the surface layer portion of the semiconductor layer. The diffusion can be performed by, for example, annealing. The metals listed above (Co, Fe, W, Ni, Al, Ti) are suitable for silicidation.

前記金属ナノ構造に光が入射すると、プラズモン共鳴が起きる。これにより、金属ナノ構造が光誘起電場の増大に寄与する。
前記金属ナノ構造は、ナノサイズの金属微粒子の集合体であることが好ましい。
前記金属ナノ構造を構成する金属としては、Au、Ag、Pt、Cu、又はPdを用いることが好ましい。これら列記の金属元素は、化学的安定性が比較的高く、合金化しにくく、Si等の半導体と化合しにくい。そのため、表面プラズモンを確実に形成できる。
Plasmon resonance occurs when light enters the metal nanostructure. Thereby, the metal nanostructure contributes to the increase of the light-induced electric field.
The metal nanostructure is preferably an aggregate of nanosized metal fine particles.
As the metal constituting the metal nanostructure, Au, Ag, Pt, Cu, or Pd is preferably used. These listed metal elements have relatively high chemical stability, are not easily alloyed, and are not easily combined with a semiconductor such as Si. Therefore, surface plasmon can be formed reliably.

前記金属ナノ構造は、前記導電層における前記一対の電極どうし間の部分に設けられていることが好ましく、前記一対の電極どうし間の部分に広く分布していることがより好ましい。   The metal nanostructure is preferably provided in a portion between the pair of electrodes in the conductive layer, and more preferably widely distributed in a portion between the pair of electrodes.

前記金属ナノ構造は、例えば次のようにして形成する。前記金属ナノ構造となるべき金属原料を前記導電層上に配置し、アニール処理する。アニール処理の温度条件は、例えば400℃〜800℃程度であり、600℃程度が好ましい。前記金属原料の形状ないし性状は、特に限定が無く、薄膜状、小片状、小塊状、粒状、粉体状、コロイド状、ファイバー状、ワイヤー状、ドット状の何れでもよく、その他の形状ないし性状でもよい。前記アニール処理によって、前記金属原料の微粒子が前記導電層の表面に沿って拡散する。拡散によって前記金属原料の微粒子が多段ないしは多重に枝分かれし、例えばフラクタル構造の集合体になる。これによって、前記金属ナノ構造を容易に形成できる。前記金属ナノ構造の表面には、サブミクロンないしはナノオーダーの凹凸が形成されている。前記金属ナノ構造の表面は、積層方向(厚さ方向)に突出する多数の凸部を含み、例えばクラスター状になる。   The metal nanostructure is formed as follows, for example. A metal raw material to be the metal nanostructure is disposed on the conductive layer and annealed. The annealing temperature condition is, for example, about 400 ° C. to 800 ° C., and preferably about 600 ° C. The shape or property of the metal raw material is not particularly limited, and may be any of a thin film shape, a small piece shape, a small lump shape, a granular shape, a powder shape, a colloidal shape, a fiber shape, a wire shape, and a dot shape. It may be a property. By the annealing treatment, the fine particles of the metal raw material diffuse along the surface of the conductive layer. Due to the diffusion, the fine particles of the metal raw material are branched in multiple stages or multiple, for example, an aggregate having a fractal structure. Thereby, the metal nanostructure can be easily formed. Sub-micron or nano-order irregularities are formed on the surface of the metal nanostructure. The surface of the metal nanostructure includes a large number of protrusions protruding in the stacking direction (thickness direction), for example, in a cluster shape.

前記電極を前記金属ナノ構造の金属原料として兼用してもよい。前記電極を構成する金属をアニール処理によって前記電極の周辺にクラスター状又はフラクタル状になるよう拡散させてもよい。そうすると、前記電極の近傍に前記金属ナノ構造を形成できる。この場合、前記電極と前記金属ナノ構造とは、互いに同一の金属成分を含む。   The electrode may also be used as a metal raw material for the metal nanostructure. The metal constituting the electrode may be diffused around the electrode in a cluster shape or a fractal shape by annealing. Then, the metal nanostructure can be formed in the vicinity of the electrode. In this case, the electrode and the metal nanostructure include the same metal component.

前記金属ナノ構造において、前記周期構造がランダムな周期を有していることが好ましい。前記周期構造の周期が変化していることが好ましい。すなわち、前記第1凸部の配置間隔が周期構造に応じて異なっていることが好ましい。これにより、周期構造に応じて異なる波長の光に感応するようにできる。したがって、全体として金属ナノ構造が感応可能な波長域を広くすることができる。よって、可視光領域から赤外光領域に及ぶ広帯域に対応可能な光電変換素子を提供できる。   In the metal nanostructure, it is preferable that the periodic structure has a random period. It is preferable that the period of the periodic structure is changed. That is, it is preferable that the arrangement interval of the first protrusions differs according to the periodic structure. Thereby, it can respond to the light of a different wavelength according to a periodic structure. Therefore, the wavelength range in which the metal nanostructure can be sensitive as a whole can be widened. Therefore, it is possible to provide a photoelectric conversion element that can cope with a wide band extending from the visible light region to the infrared light region.

第1凸部の配置間隔(周期)は、入射光の波長λの約0.1倍〜1倍程度であることが好ましく、波長λの0.1倍程度がより好ましい。又は第1凸部の配置間隔(周期)は、半導体層と導電層とで作るショットキー素子の感応波長の約0.1倍〜1倍程度であることが好ましい。前記周期構造は、当該周期構造を構成する第1凸部の周期の約1倍〜10倍程度(特に上記周期の10倍程度)の波長λを有する入射光に対し敏感に感応してプラズモン共鳴を起こし、光誘起電場の増幅に寄与する。半導体層がn型の素子の周期構造の周期(第1凸部の配置間隔)は、半導体層がp型の素子の周期構造の周期(第1凸部の配置間隔)より小さいことが好ましい。半導体層がn型の素子においては、第1凸部の配置間隔(周期)は、約100nm以下であることがより好ましい。これにより、波長が約1μm以下の赤外光域〜可視光域の光に対し良好な感度を持つことができる。半導体層がp型の素子においては、第1凸部の配置間隔(周期)は、約150nm以下であることがより好ましい。これにより、波長が約1μm〜4μmの赤外光に対し良好な感度を持つことができる。
第1凸部の突出高さは、約10nm〜20nm程度であることが好ましい。
The arrangement interval (period) of the first protrusions is preferably about 0.1 to 1 times the wavelength λ of the incident light, and more preferably about 0.1 times the wavelength λ. Alternatively, the arrangement interval (period) of the first protrusions is preferably about 0.1 to 1 times the sensitive wavelength of the Schottky element formed by the semiconductor layer and the conductive layer. The periodic structure is sensitively sensitive to incident light having a wavelength λ of about 1 to 10 times (particularly about 10 times the period) of the period of the first convex portion constituting the periodic structure, and plasmon resonance. This contributes to the amplification of the light-induced electric field. It is preferable that the period of the periodic structure of the n-type element in the semiconductor layer (arrangement interval of the first protrusions) is smaller than the period of the periodic structure of the p-type element in the semiconductor layer (arrangement interval of the first protrusions). In an element having an n-type semiconductor layer, the arrangement interval (period) of the first protrusions is more preferably about 100 nm or less. Thereby, it can have a favorable sensitivity with respect to the light of the infrared light range-visible light range whose wavelength is about 1 micrometer or less. In an element having a p-type semiconductor layer, the arrangement interval (period) of the first protrusions is more preferably about 150 nm or less. Thereby, it can have a favorable sensitivity with respect to the infrared light whose wavelength is about 1 micrometer-4 micrometers.
The protruding height of the first convex portion is preferably about 10 nm to 20 nm.

前記周期構造の少なくとも1つが、ある波長範囲内(好ましくは可視光域から赤外光域)の任意の波長の約0.1倍〜1倍の大きさ(特に0.1倍程度の大きさ)の配置間隔を有することが好ましい。これによって、入射光が上記波長範囲内に含まれていれば、金属ナノ構造の少なくとも1つの周期構造がその入射光に対し感度を持つようにできる。   At least one of the periodic structures is about 0.1 to 1 times as large as any wavelength within a certain wavelength range (preferably from the visible light region to the infrared light region) (particularly about 0.1 times the size). ) Is preferably provided. Thus, if the incident light is included in the wavelength range, at least one periodic structure of the metal nanostructure can be sensitive to the incident light.

前記金属ナノ構造が、前記第1凸部より前記積層方向に突出する複数の第2凸部を更に含み、これら第2凸部が互いに分散し、かつ各第2凸部が、前記周期構造の何れか1つと重なって又は近接して配置されていることが好ましい。
前記金属ナノ構造に光が入射すると、前記第2凸部の周囲に近接場光が発生する。この近接場光と上記周期構造によるプラズモン共鳴との相乗効果によって、光誘起電場を感度良く増幅させて出力できる(K. Kobayashi, et.al., Progress in Nano-Electro-Optecs I. ed. M. Ohtsu, p.119 (Sptinger-Verlag, Berlin, 2003)参照)。入射光が微弱であっても、光起電力を高感度に発生させることができる。
The metal nanostructure further includes a plurality of second protrusions protruding in the stacking direction from the first protrusions, the second protrusions are dispersed from each other, and each second protrusion is formed of the periodic structure. It is preferable that they are arranged so as to overlap or be close to any one.
When light enters the metal nanostructure, near-field light is generated around the second convex portion. Due to the synergistic effect of this near-field light and plasmon resonance due to the periodic structure, a photo-induced electric field can be amplified with high sensitivity and output (K. Kobayashi, et.al., Progress in Nano-Electro-Optecs I. ed. M See Ohtsu, p.119 (Sptinger-Verlag, Berlin, 2003). Even if the incident light is weak, the photovoltaic force can be generated with high sensitivity.

前記第2凸部の突出高さは、約50nm〜200nm程度であることが好ましい。
前記第2凸部の分散間隔(隣り合う第2凸部どうしの離間距離)は、入射光の波長より大きいことが好ましく、半導体層と導電層とで作るショットキー素子の感応波長より大きいことが好ましい。
半導体層がn型である素子の第2凸部の分散間隔が、半導体層がp型である素子の第2凸部の分散間隔より小さいことが好ましい。例えば、半導体層がn型の場合、前記第2凸部の分散間隔は、1μm以上であることが好ましく、約2μm〜3μm程度であることがより好ましい。半導体層がp型の場合、前記第2凸部の分散間隔は、約3μm〜5μm程度であることが好ましい。これにより、隣り合う第2凸部どうしが干渉して電場を弱めてしまうのを回避できる。
前記第2凸部の分散間隔の上限は、n型の場合、3μm〜5μm程度であることが好ましく、p型の場合、5μm〜6μm程度であることが好ましい。これによって、第2凸部の存在密度を確保でき、第2凸部との相互作用を生じ得る周期構造の数を確保でき、感応帯域を確実に広くできる。
The protrusion height of the second protrusion is preferably about 50 nm to 200 nm.
The dispersion interval of the second protrusions (the distance between adjacent second protrusions) is preferably greater than the wavelength of incident light, and is greater than the sensitive wavelength of a Schottky element formed by the semiconductor layer and the conductive layer. preferable.
It is preferable that the dispersion interval of the 2nd convex part of the element whose semiconductor layer is n type is smaller than the dispersion interval of the 2nd convex part of the element whose semiconductor layer is p type. For example, when the semiconductor layer is n-type, the dispersion interval of the second protrusions is preferably 1 μm or more, and more preferably about 2 μm to 3 μm. When the semiconductor layer is p-type, it is preferable that the dispersion interval of the second protrusions is about 3 μm to 5 μm. Thereby, it can avoid that the adjacent 2nd convex part interferes and weakens an electric field.
The upper limit of the dispersion interval of the second protrusions is preferably about 3 μm to 5 μm for the n-type, and preferably about 5 μm to 6 μm for the p-type. As a result, the existence density of the second protrusions can be ensured, the number of periodic structures that can cause interaction with the second protrusions can be ensured, and the sensitive band can be reliably widened.

前記金属ナノ構造に炭素化合物等の絶縁体が混在し、M−I−M構造が形成されていてもよい。   An insulator such as a carbon compound may be mixed in the metal nanostructure to form an MIM structure.

前記光電変換素子の表面に紫外域又は赤外域に感度を持つ半導体からなるナノ構造体を更に設けてもよい。特に、前記半導体層がn型半導体である場合、前記光電変換素子の表面に、紫外域に感度を持つ半導体からなるナノ構造体を設けることが好ましい。紫外域に感度を持つ半導体とは、波長が例えば0.4μm以下の紫外光が照射されるとキャリアが励起される性質を有する半導体を言う。このような半導体として、例えばn型半導体である酸化亜鉛(ZnO)が挙げられ、その他、n型の窒化ガリウム(n−GaN)等が挙げられる。前記半導体層がp型半導体である場合、前記光電変換素子の表面に、赤外域に感度を持つ半導体からなるナノ構造体を設けることが好ましい。赤外域に感度を持つ半導体とは、波長が例えば0.7μm以上の赤外光が照射されるとキャリアが励起される性質を有する半導体を言う。このような半導体として、例えばp型の窒化ガリウム(p−GaN)や炭素等が挙げられる。ナノ構造体として、例えばナノワイヤ、ナノチューブ、ナノニードル、ナノロッド等が挙げられる。前記ナノ構造体によって、光電変換の感度を高めることができる。前記ナノ構造体が紫外域に感度を持つ半導体からなる場合、紫外域の入射光に対する光電変換感度を高めることができる。前記ナノ構造体が赤外域に感度を持つ半導体からなる場合、赤外域の入射光に対する光電変換感度を高めることができる。ナノ構造体をナノワイヤ、ナノチューブ等にて構成することにより、量子効率を高めることができ、ひいては光電変換素子の感度を確実に高めることができる。   A nanostructure made of a semiconductor having sensitivity in the ultraviolet region or infrared region may be further provided on the surface of the photoelectric conversion element. In particular, when the semiconductor layer is an n-type semiconductor, it is preferable to provide a nanostructure made of a semiconductor having sensitivity in the ultraviolet region on the surface of the photoelectric conversion element. A semiconductor having sensitivity in the ultraviolet region refers to a semiconductor having a property that carriers are excited when irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 0.4 μm or less. As such a semiconductor, for example, zinc oxide (ZnO) which is an n-type semiconductor can be given, and in addition, n-type gallium nitride (n-GaN) and the like can be mentioned. When the semiconductor layer is a p-type semiconductor, it is preferable to provide a nanostructure made of a semiconductor having sensitivity in the infrared region on the surface of the photoelectric conversion element. A semiconductor having sensitivity in the infrared region refers to a semiconductor having a property in which carriers are excited when irradiated with infrared light having a wavelength of, for example, 0.7 μm or more. Examples of such a semiconductor include p-type gallium nitride (p-GaN) and carbon. Examples of nanostructures include nanowires, nanotubes, nanoneedles, and nanorods. The nanostructure can increase the sensitivity of photoelectric conversion. When the nanostructure is made of a semiconductor having sensitivity in the ultraviolet region, the photoelectric conversion sensitivity to incident light in the ultraviolet region can be increased. When the nanostructure is made of a semiconductor having sensitivity in the infrared region, the photoelectric conversion sensitivity to incident light in the infrared region can be increased. By configuring the nanostructure with nanowires, nanotubes, or the like, the quantum efficiency can be increased, and the sensitivity of the photoelectric conversion element can be reliably increased.

本発明によれば、光電変換素子のアノードになる電極とカソードになる電極を確実に決定でき、非対称のダイオード特性を得ることができる。   According to the present invention, the electrode to be the anode and the electrode to be the cathode of the photoelectric conversion element can be reliably determined, and asymmetric diode characteristics can be obtained.

図1は、本発明の第1実施形態に係る光電変換素子の概略構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a photoelectric conversion element according to the first embodiment of the present invention. 図2は、上記光電変換素子の等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the photoelectric conversion element. 図3は、上記光電変換素子の電流−電圧特性のモデルを示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a model of current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element. 図4は、本発明の第2実施形態に係る光電変換素子の概略構造を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a photoelectric conversion element according to the second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第3実施形態に係る光電変換素子の概略構造を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a photoelectric conversion element according to the third embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第4実施形態に係る光電変換素子の概略構造を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a photoelectric conversion element according to the fourth embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第5実施形態に係る光電変換素子の概略構造を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a photoelectric conversion element according to the fifth embodiment of the present invention. 図8(a)は、実施例1における金属ナノ構造の表面の一箇所をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察した画像である。FIG. 8A is an image obtained by observing one part of the surface of the metal nanostructure in Example 1 with an SEM (scanning electron microscope). 図8(b)は、実施例1における金属ナノ構造の表面の、図8(a)とは異なる箇所をSEMで観察した画像である。FIG. 8B is an image obtained by observing a portion of the surface of the metal nanostructure in Example 1 different from that in FIG. 図9は、実施例1における金属ナノ構造の表面構造をAFM(原子間力顕微鏡)にて観察した立体画像である。FIG. 9 is a stereoscopic image obtained by observing the surface structure of the metal nanostructure in Example 1 with an AFM (atomic force microscope). 図10は、図9の立体画像の解説図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of the stereoscopic image of FIG.

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る光電変換素子1を示したものである。光電変換素子1は、半導体層11と、導電層20と、金属ナノ構造30と、一対の電極41,42を備えている。半導体層11上に導電層20が積層されている。導電層20上に金属ナノ構造30が積層されている。かつ、導電層20に一対の電極41,42が設けられている。第1電極41と導電層20の間に極性確定層50が介在されている。図2は、光電変換素子1の等価回路図である。光電変換素子1は、ダイオードとコンデンサを含む構造になっている。
以下、光電変換素子1の構造を詳述する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a photoelectric conversion element 1 according to the first embodiment of the present invention. The photoelectric conversion element 1 includes a semiconductor layer 11, a conductive layer 20, a metal nanostructure 30, and a pair of electrodes 41 and 42. A conductive layer 20 is stacked on the semiconductor layer 11. Metal nanostructures 30 are stacked on the conductive layer 20. In addition, a pair of electrodes 41 and 42 are provided on the conductive layer 20. A polarity determining layer 50 is interposed between the first electrode 41 and the conductive layer 20. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the photoelectric conversion element 1. The photoelectric conversion element 1 has a structure including a diode and a capacitor.
Hereinafter, the structure of the photoelectric conversion element 1 will be described in detail.

図1に示すように、半導体層11は、シリコン(Si)にて構成されている。ただし、これに限られず、半導体層11がGe、GaAs等の他の半導体にて構成されていてもよい。半導体層11には、P(リン)等のn型不純物がドープされている。半導体層11は、n型半導体を構成している。   As shown in FIG. 1, the semiconductor layer 11 is made of silicon (Si). However, the present invention is not limited to this, and the semiconductor layer 11 may be composed of another semiconductor such as Ge or GaAs. The semiconductor layer 11 is doped with an n-type impurity such as P (phosphorus). The semiconductor layer 11 constitutes an n-type semiconductor.

図1に示すように、半導体層11は、光電変換素子1の基板を兼ねている。半導体層11は、シリコン基板にて構成されている。シリコン基板にn型不純物がドープされている。シリコン基板として、シリコンウェハ等を用いることができる。シリコン基板によって、光電変換素子1の保形性及び機械的剛性が確保されている。基板が半導体層11とは別途に設けられていてもよい。例えば、ガラスや樹脂フィルムからなる基板にn型半導体層11が被膜されていてもよい。上記別途の基板の表面にCVD等によってn型半導体層11を成膜してもよい。   As shown in FIG. 1, the semiconductor layer 11 also serves as a substrate for the photoelectric conversion element 1. The semiconductor layer 11 is composed of a silicon substrate. The silicon substrate is doped with n-type impurities. A silicon wafer or the like can be used as the silicon substrate. The silicon substrate ensures the shape retention and mechanical rigidity of the photoelectric conversion element 1. The substrate may be provided separately from the semiconductor layer 11. For example, the n-type semiconductor layer 11 may be coated on a substrate made of glass or a resin film. The n-type semiconductor layer 11 may be formed on the surface of the separate substrate by CVD or the like.

導電層20は、半導体層11の表面(図1において上面)の全体を覆っている。導電層20は、金属シリサイドにて構成され、導電性を有している。半導体層11の表層のシリコンが自己組織化し、導電層20のシリコン成分を構成している。導電層20を構成する金属成分としては、Co、Fe、W、Ni、Al、Ti等が挙げられる。ただし、上記金属成分は、これらに限定されるものではない。ここでは、導電層20を構成する金属成分として、Coが用いられている。導電層20がCoSixにて構成され、好ましくはCoSiにて構成されている。これにより、導電層20と半導体層11との間に良好なショットキー界面が形成されている。導電層20が、金属成分のみにて構成されていてもよい。導電層20の厚さは、数nm〜数十nm程度であり、好ましくは数nm程度である。
図面の導電層20の厚さは、半導体層11、電極41,42、金属ナノ構造30等の厚さに対して誇張されている。
The conductive layer 20 covers the entire surface of the semiconductor layer 11 (upper surface in FIG. 1). The conductive layer 20 is made of metal silicide and has conductivity. Silicon on the surface layer of the semiconductor layer 11 is self-organized to constitute a silicon component of the conductive layer 20. Examples of the metal component constituting the conductive layer 20 include Co, Fe, W, Ni, Al, and Ti. However, the metal component is not limited to these. Here, Co is used as a metal component constituting the conductive layer 20. Conductive layer 20 is formed by CoSix, preferably are composed of CoSi 2. Thereby, a good Schottky interface is formed between the conductive layer 20 and the semiconductor layer 11. The conductive layer 20 may be composed of only a metal component. The thickness of the conductive layer 20 is about several nm to several tens of nm, preferably about several nm.
The thickness of the conductive layer 20 in the drawing is exaggerated with respect to the thickness of the semiconductor layer 11, the electrodes 41 and 42, the metal nanostructure 30, and the like.

導電層20の表面(図1において上面)に金属ナノ構造30が設けられている。金属ナノ構造30は、導電層20の表面に広く分布している。ここでは、金属ナノ構造30は、導電層20の表面における一対の電極41,42どうしの間の部分(以下「電極間部分」と称す)に配置されており、より好ましくは上記電極間部分の全体に分布している。金属ナノ構造30は、導電層20の一部分にだけ積層されていてもよい。例えば、金属ナノ構造30が、導電層20の電極41又は42の近傍部分にだけ設けられていてもよい。   Metal nanostructures 30 are provided on the surface of the conductive layer 20 (upper surface in FIG. 1). The metal nanostructures 30 are widely distributed on the surface of the conductive layer 20. Here, the metal nanostructure 30 is disposed in a portion between the pair of electrodes 41 and 42 on the surface of the conductive layer 20 (hereinafter referred to as “interelectrode portion”), and more preferably the interelectrode portion. Distributed throughout. The metal nanostructure 30 may be stacked only on a part of the conductive layer 20. For example, the metal nanostructure 30 may be provided only in the vicinity of the electrode 41 or 42 of the conductive layer 20.

金属ナノ構造30は、Au、Ag、Pt、Cu、Pd等の金属を主成分として構成されている。ここでは、金属ナノ構造30を構成する金属として、Auが用いられている。金属ナノ構造30は、Auリッチの構造物である。金属ナノ構造30を構成する金属に炭素化合物等の絶縁体が混在していてもよく、金属ナノ構造30が金属−絶縁体−金属(M−I−M:metal-insulator-metal)構造になっていてもよい。   The metal nanostructure 30 is composed mainly of a metal such as Au, Ag, Pt, Cu, or Pd. Here, Au is used as the metal constituting the metal nanostructure 30. The metal nanostructure 30 is an Au-rich structure. An insulator such as a carbon compound may be mixed in the metal constituting the metal nanostructure 30, and the metal nanostructure 30 has a metal-insulator-metal (MIM) metal-insulator-metal (MIM) structure. It may be.

金属ナノ構造30の表面には、サブミクロンないしはナノオーダーの凹凸が形成されている。詳述すると、金属ナノ構造30は、Auのナノ微粒子がクラスター状又はフラクタル状に集合した構造になっている(図9及び図10参照)。金属ナノ構造30のAuナノ微粒子の集合体は、素子1の厚さ方向ないしは積層方向(上方)に突出する多数の凸部を含む。これら凸部がクラスター状に集合している。或いは、Auナノ粒子の集合体が多重に枝分かれするよう拡散したフラクタル構造になっている。金属ナノ構造30は、多数の第1凸部31と、第2凸部32を含む。上記多数の凸部の一部が第1凸部31を構成し、他の一部が第2凸部32を構成している。   The surface of the metal nanostructure 30 has submicron or nano-order irregularities. More specifically, the metal nanostructure 30 has a structure in which Au nanoparticles are aggregated in a cluster shape or a fractal shape (see FIGS. 9 and 10). The aggregate of Au nano-particles of the metal nanostructure 30 includes a large number of protrusions protruding in the thickness direction or stacking direction (upward) of the element 1. These convex portions are gathered in a cluster. Alternatively, it has a fractal structure in which an aggregate of Au nanoparticles is diffused so as to branch multiple times. The metal nanostructure 30 includes a large number of first protrusions 31 and second protrusions 32. A part of the many convex parts constitutes the first convex part 31, and the other part constitutes the second convex part 32.

金属ナノ構造30は、少なくとも1つの周期構造30を有している。好ましくは、金属ナノ構造30は、複数ないしは多数ないしは無数の周期構造33を有している。金属ナノ構造30の上記多数の凸部における隣り合う複数の凸部31,31…によって1つの周期構造33が構成されている。各周期構造33を構成する第1凸部31,31…どうしは、素子1の面方向(積層方向と直交する方向)に沿ってある間隔(周期)で配列されている。周期構造33に応じて第1凸部31の配置間隔(周期)が異なっている。これら周期構造33における第1凸部31の配置間隔(周期)は、数十nmから数μm程度が好ましく、約40nm〜100nm程度がより好ましい。この配置間隔(周期)は、入射光Lの波長の約0.1倍〜1倍程度であることが好ましく、約0.1倍程度がより好ましい。更に、上記配置間隔(周期)は、n型半導体層10と導電層40とからなるショットキー素子の感応波長(可視光域から赤外光域)の約0.1倍〜1倍程度であることが好ましい。金属ナノ構造30は、上記ショットキー素子の感応域内の任意の波長の約0.1倍〜1倍の大きさの配置間隔を有する周期構造を少なくとも1つ含むことが好ましい。   The metal nanostructure 30 has at least one periodic structure 30. Preferably, the metal nanostructure 30 has a plurality, a large number, or an infinite number of periodic structures 33. One periodic structure 33 is constituted by the plurality of adjacent convex portions 31, 31... In the above-described many convex portions of the metal nanostructure 30. The first protrusions 31, 31... Constituting each periodic structure 33 are arranged at a certain interval (period) along the surface direction of the element 1 (direction orthogonal to the stacking direction). The arrangement interval (period) of the first convex portions 31 differs depending on the periodic structure 33. The arrangement interval (period) of the first protrusions 31 in these periodic structures 33 is preferably about several tens of nm to several μm, and more preferably about 40 nm to 100 nm. This arrangement interval (period) is preferably about 0.1 to 1 times the wavelength of the incident light L, and more preferably about 0.1 times. Further, the arrangement interval (period) is about 0.1 to 1 times the sensitive wavelength (visible light region to infrared light region) of the Schottky element composed of the n-type semiconductor layer 10 and the conductive layer 40. It is preferable. The metal nanostructure 30 preferably includes at least one periodic structure having an arrangement interval that is approximately 0.1 to 1 times the arbitrary wavelength within the sensitive region of the Schottky element.

更に、金属ナノ構造30には、複数の第2凸部32が分散して配置されている。各第2凸部32は、何れかの周期構造33と重なるように配置されている。又は、各第2凸部32は、何れかの周期構造33に近接して配置されている。第2凸部32は、第1凸部31より突出高さが大きく、第1凸部31より尖り度(突出高さと底部の幅の比)が大きい。第2凸部32の突出高さは、約50nm〜200nm程度であることが好ましい。第2凸部32どうしの分散間隔は、入射光の波長より大きいことが好ましい。例えば、上記分散間隔は、1μm以上であることが好ましく、約2μm〜3μm程度であることが好ましい。第2凸部32どうしの分散間隔の上限は、3μm〜5μm程度であることが好ましい。   Furthermore, a plurality of second convex portions 32 are arranged in the metal nanostructure 30 in a dispersed manner. Each 2nd convex part 32 is arrange | positioned so that one of the periodic structures 33 may overlap. Or each 2nd convex part 32 is arrange | positioned in the vicinity of one of the periodic structures 33. FIG. The second convex portion 32 has a protruding height larger than that of the first convex portion 31 and has a sharpness (ratio of the protruding height and the width of the bottom portion) larger than that of the first convex portion 31. The protruding height of the second convex portion 32 is preferably about 50 nm to 200 nm. The dispersion interval between the second convex portions 32 is preferably larger than the wavelength of the incident light. For example, the dispersion interval is preferably 1 μm or more, and preferably about 2 μm to 3 μm. The upper limit of the dispersion interval between the second convex portions 32 is preferably about 3 μm to 5 μm.

一対の電極41,42は、導電層20上の互いに離れた位置に配置されている。ここでは、第1電極41が、導電層20の上面の一端部(図1において右)に配置されている。第2電極42が、導電層20の上面の他端部(図1において左)に配置されている。電極41,42の配置は、上記に限られない。例えば、電極41,42の一方が素子1の中央部に配置され、電極41,42の他方が素子1の四隅(周辺部)に配置されていてもよい。   The pair of electrodes 41 and 42 are disposed on the conductive layer 20 at positions separated from each other. Here, the first electrode 41 is disposed at one end (on the right in FIG. 1) of the upper surface of the conductive layer 20. The second electrode 42 is disposed on the other end portion (left side in FIG. 1) of the upper surface of the conductive layer 20. The arrangement of the electrodes 41 and 42 is not limited to the above. For example, one of the electrodes 41 and 42 may be disposed at the central portion of the element 1, and the other of the electrodes 41 and 42 may be disposed at the four corners (peripheral portions) of the element 1.

電極41,42は、Au、Ag、Pt、Cu、Pd等の金属にて構成されている。ここでは、電極41,42を構成する金属として、Auが用いられている。したがって、電極41,42は、金属ナノ構造30を構成する金属成分と同じ金属成分にて構成されている。
金属ナノ構造30を構成する金属成分と電極41,42を構成する金属成分とが、互いに異なっていてもよい。2つの電極41,42が互いに異なる金属成分にて構成されていてもよい。
The electrodes 41 and 42 are made of a metal such as Au, Ag, Pt, Cu, or Pd. Here, Au is used as the metal constituting the electrodes 41 and 42. Therefore, the electrodes 41 and 42 are composed of the same metal component as that constituting the metal nanostructure 30.
The metal component constituting the metal nanostructure 30 and the metal component constituting the electrodes 41 and 42 may be different from each other. The two electrodes 41 and 42 may be composed of different metal components.

第1電極41と導電層20との間には、極性確定層として障壁層50が設けられている。障壁層50は、アルミナ、SiO、SiN、炭素化合物(例えば樹脂)等の絶縁体にて構成されている。障壁層50の厚さは、トンネル効果を生じ得る程度に十分小さい。例えば、障壁層50の厚さは、オングストロームオーダーすなわち1nm未満である。図面において、障壁層50の厚さは、導電層20や金属ナノ構造30等の厚さに対し誇張されている。第1電極41と導電層20とが、障壁層50を挟んで対峙することによって、コンデンサを構成している。Between the 1st electrode 41 and the conductive layer 20, the barrier layer 50 is provided as a polarity determination layer. The barrier layer 50 is made of an insulator such as alumina, SiO 2 , SiN, or a carbon compound (for example, resin). The thickness of the barrier layer 50 is small enough to cause a tunnel effect. For example, the thickness of the barrier layer 50 is angstrom order, ie less than 1 nm. In the drawing, the thickness of the barrier layer 50 is exaggerated with respect to the thickness of the conductive layer 20, the metal nanostructure 30, and the like. The first electrode 41 and the conductive layer 20 are opposed to each other with the barrier layer 50 interposed therebetween, thereby forming a capacitor.

第2電極42と導電層20は、直接的に接触している。好ましくは、第2電極42は、導電層20にオーミック接触している。   The second electrode 42 and the conductive layer 20 are in direct contact. Preferably, the second electrode 42 is in ohmic contact with the conductive layer 20.

光電変換素子1の製造方法を説明する。
[導電層原料被膜工程]
Pドープのn型シリコン基板11を用意する。基板11上に導電層20の原料成分であるCoを成膜する。Co成膜方法として、スパッタリングや蒸着等のPVD(Physical Vapour Deposition)を採用できる。PVDに限られず、スピンコート等の他の成膜方法にてCoを被膜してもよい。
A method for manufacturing the photoelectric conversion element 1 will be described.
[Conductive layer material coating process]
A P-doped n-type silicon substrate 11 is prepared. Co, which is a raw material component of the conductive layer 20, is formed on the substrate 11. As the Co film forming method, PVD (Physical Vapor Deposition) such as sputtering or vapor deposition can be employed. Not limited to PVD, Co may be coated by other film forming methods such as spin coating.

[障壁配置工程]
上記Co膜上の第1電極41が配置されるべき位置に、オングストロームオーダーの厚さの絶縁体(例えばアルミナ)からなる障壁層50を配置する。障壁層50の配置は、CVD等の種々の成膜方法にて行なうことができる。
[Barrier placement process]
A barrier layer 50 made of an insulating material (for example, alumina) having an angstrom order thickness is disposed at a position where the first electrode 41 is to be disposed on the Co film. The arrangement of the barrier layer 50 can be performed by various film forming methods such as CVD.

[電極配置工程]
上記障壁層50上に第1電極41となる金属原料(Au)を設ける。また、Co膜上の第2電極42が配置されるべき位置に第2電極42となる金属原料(Au)を設ける。電極41,42用の金属原料(Au)の配置は、スパッタリング、蒸着等の種々の成膜方法にて行なうことができる。
[Electrode placement process]
A metal raw material (Au) to be the first electrode 41 is provided on the barrier layer 50. Further, a metal raw material (Au) to be the second electrode 42 is provided at a position where the second electrode 42 is to be disposed on the Co film. The metal raw material (Au) for the electrodes 41 and 42 can be arranged by various film forming methods such as sputtering and vapor deposition.

[金属ナノ構造原料配置工程]
更に、上記Co膜上の電極41,42間の部分に金属ナノ構造30となる金属原料(Au)を配置する。上記金属ナノ構造30の金属原料(Au)の形状ないし性状は、特に限定が無く、薄膜状、小片状、小塊状、粒状、粉体状、コロイド状、ファイバー状、ワイヤー状、ドット状等の何れでもよく、その他の形状ないし性状でもよい。上記金属原料(Au)が薄膜状である場合、例えばスパッタリングや蒸着等のPVDによって成膜することができる。上記電極41,42となる金属原料(Au)の一部を、後記の拡散工程において電極間部分に拡散させて金属ナノ構造30とすることもでき、その場合、金属ナノ構造原料配置工程を省略してもよい。
[Metal nanostructure raw material placement process]
Further, a metal raw material (Au) that becomes the metal nanostructure 30 is disposed between the electrodes 41 and 42 on the Co film. The shape or property of the metal raw material (Au) of the metal nanostructure 30 is not particularly limited, and is a thin film shape, small piece shape, small lump shape, granular shape, powder shape, colloidal shape, fiber shape, wire shape, dot shape, and the like. Any of these may be used, and other shapes or properties may be used. When the metal raw material (Au) is in the form of a thin film, it can be formed by PVD such as sputtering or vapor deposition. A part of the metal raw material (Au) to be the electrodes 41 and 42 can be diffused into the inter-electrode part in the diffusion step described later to form the metal nanostructure 30, in which case the metal nanostructure raw material arranging step is omitted. May be.

[拡散工程]
次に、基板11をアニール処理槽に入れ、アニール処理を行なう。アニール処理の温度条件は、400℃〜800℃程度が好ましく、600℃程度がより好ましい。アニール処理は、可及的に100%の不活性ガス雰囲気にて行なう。アニール処理用の不活性ガスとして、He、Ar、Ne等の希ガスを用いることができ、その他、Nを用いてもよい。アニール処理の圧力条件は、大気圧近傍であり、例えば大気圧より数Pa程度低圧である。
[Diffusion process]
Next, the substrate 11 is placed in an annealing treatment tank and an annealing treatment is performed. The temperature condition for the annealing treatment is preferably about 400 ° C. to 800 ° C., more preferably about 600 ° C. The annealing treatment is performed in a 100% inert gas atmosphere as much as possible. As the inert gas for the annealing treatment, a rare gas such as He, Ar, Ne or the like can be used, and N 2 may also be used. The pressure condition for the annealing treatment is in the vicinity of atmospheric pressure, for example, about several Pa lower than atmospheric pressure.

上記アニール処理によって、基板11の表面部分を構成するSiにCoが拡散する。これにより、Si基板11の表面部分を自己組織化してなるCoSixの導電層20が形成され、半導体層11と導電層20を確実にショットキー接合させることができる。   By the annealing process, Co diffuses into Si constituting the surface portion of the substrate 11. As a result, the CoSix conductive layer 20 formed by self-organizing the surface portion of the Si substrate 11 is formed, and the semiconductor layer 11 and the conductive layer 20 can be securely bonded by Schottky.

更に、上記アニール処理によって、導電層20上に配置したAuの微粒子が、導電層20の表面に沿ってクラスター又はフラクタルを形成するよう拡散する。すなわち、Au微粒子が多重に枝分かれするよう拡散し、フラクタル構造の集合体になる。集合体の表面は、サブミクロンないしはナノオーダーの凹凸を有し、クラスター状になる。これにより、金属ナノ構造30を自然形成できる。
拡散工程は、アニール処理以外の方法で行なってもよい。
Further, by the annealing treatment, Au fine particles arranged on the conductive layer 20 are diffused so as to form clusters or fractals along the surface of the conductive layer 20. That is, Au fine particles diffuse so as to branch into multiple, and become an aggregate of a fractal structure. The surface of the aggregate has sub-micron or nano-order irregularities and is clustered. Thereby, the metal nanostructure 30 can be formed naturally.
The diffusion step may be performed by a method other than annealing.

上記光電変換素子1の動作を説明する。
光電変換素子1の一端部(図1において右)では、導電層20と第1電極41が障壁層50を挟んでコンデンサを構成する。他端部(図1において左)の第2電極42と導電層20との間では電流がスムーズに流れ得る。
上記の光電変換素子1に可視領域〜赤外領域の波長(具体的には波長約0.4μm〜2μm程度)の光が入射すると、n−Si層11におけるCoSix層20とのショットキー接合部で光電変換によりフォトキャリアが発生する。さらに、上記ショットキー接合部の近傍の金属ナノ構造30によって、光電変換の感度を高めることができる。かつ、金属ナノ構造30によって、光電変換可能な光の波長域を拡大できる。
The operation of the photoelectric conversion element 1 will be described.
At one end of the photoelectric conversion element 1 (right in FIG. 1), the conductive layer 20 and the first electrode 41 constitute a capacitor with the barrier layer 50 interposed therebetween. A current can flow smoothly between the second electrode 42 at the other end (left in FIG. 1) and the conductive layer 20.
When light having a wavelength in the visible region to the infrared region (specifically, a wavelength of about 0.4 μm to 2 μm) is incident on the photoelectric conversion element 1, a Schottky junction with the CoSix layer 20 in the n-Si layer 11. Thus, photocarriers are generated by photoelectric conversion. Furthermore, the sensitivity of photoelectric conversion can be increased by the metal nanostructure 30 in the vicinity of the Schottky junction. Moreover, the wavelength range of light that can be photoelectrically converted can be expanded by the metal nanostructure 30.

上記ショットキー接合部で生成されたフォトキャリアの電子は、空乏層の電界によってn−Si層11側へ移動する。これに伴って、第2電極42から導電層20に電子が流れ込む。導電層20に沿って電子が第1電極41側へ流れる。導電層20における第1電極41と対向する部分には電子が蓄積される。この電子は、トンネル効果により障壁層50を潜り抜け、第1電極41に移動することができる。これにより、光誘起電流を取り出すことができる。したがって、第1電極41がカソードになる。第2電極42がアノードになる。このようにして、アノードになる電極42とカソードになる電極41を確定でき、光誘起電流の向きを制御できる。よって、図3に示すように、電流−電圧特性を正側と負側で確実に非対称にでき、きれいなダイオード特性を得ることができる。   The photocarrier electrons generated at the Schottky junction move to the n-Si layer 11 side by the electric field of the depletion layer. Along with this, electrons flow from the second electrode 42 into the conductive layer 20. Electrons flow toward the first electrode 41 along the conductive layer 20. Electrons are accumulated in a portion of the conductive layer 20 facing the first electrode 41. The electrons can pass through the barrier layer 50 by the tunnel effect and move to the first electrode 41. Thereby, a photo-induced current can be taken out. Accordingly, the first electrode 41 becomes a cathode. The second electrode 42 becomes the anode. In this way, the electrode 42 serving as the anode and the electrode 41 serving as the cathode can be determined, and the direction of the photoinduced current can be controlled. Therefore, as shown in FIG. 3, the current-voltage characteristic can be reliably asymmetrical between the positive side and the negative side, and a clean diode characteristic can be obtained.

更に、導電層20における第1電極41と対向する部分に電子が蓄積されるため、耐電圧性が高まり、図3の実線に示すように、光照射時の電圧−電流特性が順バイアス側(正側)にシフトする。これにより、図3において斜線部の面積に対応する出力電力を大きくすることができる。   Furthermore, since electrons are accumulated in the portion of the conductive layer 20 facing the first electrode 41, the withstand voltage is improved, and the voltage-current characteristics during light irradiation are forward biased (as shown by the solid line in FIG. Shift to the positive side. Thereby, the output power corresponding to the area of the shaded portion in FIG. 3 can be increased.

光誘起電場が素子1の表面に沿って形成されるため、キャリアが素子1の表面に沿って加速され、化合物半導体レベルの高速で移動できる。したがって、超高速イメージングセンサーや、GHz〜THz帯の光変調波に対応可能な光検出センサーを実現できる。光電変換素子1は、薄膜型であるため、CCDセンサアレーとして用いることもできる。   Since the photo-induced electric field is formed along the surface of the element 1, carriers are accelerated along the surface of the element 1 and can move at a high speed of the compound semiconductor level. Therefore, it is possible to realize an ultra-high-speed imaging sensor or a photodetection sensor that can cope with light modulation waves in the GHz to THz band. Since the photoelectric conversion element 1 is a thin film type, it can also be used as a CCD sensor array.

金属ナノ構造30の作用を詳述する。金属ナノ構造30を構成するAuナノ微粒子の表面にはプラズモンが局在する。この表面プラズモンと入射光が共鳴し、大きな電場が発生する。金属ナノ構造30の周期構造33は、その周期(第1凸部31の配置間隔)に応じた波長の入射光に対する光電変換の感度を高める。すなわち、周期構造33は、その周期の約1倍〜10倍程度、特に約10倍の波長の入射光に対し敏感に感応してプラズモン共鳴を起こす。第1凸部31の周期は周期構造33に応じて異なるから、金属ナノ構造30が感応可能な波長域を広くすることができる。更に、第2凸部32の周囲に近接場光が発生する。この近接場光と上記周期構造33によるプラズモン共鳴との相乗効果によって、大きな光誘起電場を発生させることができる。これによって、可視光領域から赤外光領域に及ぶ広帯域の光感応する光電変換素子1を提供できる。入射光が微弱であっても、光起電力を高感度に発生させることができる。第2凸部32の分散間隔を入射光の波長(可視光域〜赤外光域)より大きくし、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm〜3μmとすることによって、隣接する第2凸部32,32どうしが干渉して電場を弱めるのを回避できる。第2凸部32の分散間隔の上限を3μm〜5μmとすることによって、第2凸部32の存在密度を高く維持でき、第2凸部32との相互作用を生じ得る周期構造33の数を確保でき、感応帯域を確実に広くできる。よって、可視光領域から赤外光領域に及ぶ広帯域に対応可能な光電変換素子1を提供できる。   The operation of the metal nanostructure 30 will be described in detail. Plasmons are localized on the surface of the Au nanoparticle constituting the metal nanostructure 30. The surface plasmon and incident light resonate to generate a large electric field. The periodic structure 33 of the metal nanostructure 30 enhances the sensitivity of photoelectric conversion with respect to incident light having a wavelength corresponding to the period (the arrangement interval of the first protrusions 31). That is, the periodic structure 33 is sensitively sensitive to incident light having a wavelength of about 1 to 10 times, particularly about 10 times the period, and causes plasmon resonance. Since the period of the 1st convex part 31 changes according to the periodic structure 33, the wavelength range which the metal nanostructure 30 can respond can be widened. Further, near-field light is generated around the second convex portion 32. A large light-induced electric field can be generated by a synergistic effect of the near-field light and the plasmon resonance by the periodic structure 33. As a result, it is possible to provide the photoelectric conversion element 1 that is sensitive to a wide band extending from the visible light region to the infrared light region. Even if the incident light is weak, the photovoltaic force can be generated with high sensitivity. By making the dispersion interval of the second convex portions 32 larger than the wavelength of incident light (visible light region to infrared light region), preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm to 3 μm, adjacent second convex portions 32. , 32 can interfere with each other and weaken the electric field. By setting the upper limit of the dispersion interval of the second convex portions 32 to 3 μm to 5 μm, the existence density of the second convex portions 32 can be maintained high, and the number of the periodic structures 33 that can cause the interaction with the second convex portions 32 is increased. Can be secured, and the sensitive band can be reliably widened. Therefore, it is possible to provide the photoelectric conversion element 1 that can cope with a wide band extending from the visible light region to the infrared light region.

従って、光電変換素子1を光検出センサーとして用いる場合、優れた感度特性を有し、かつ広帯域の光を検出できる。
光電変換素子1を太陽電池として用いる場合、幅広い帯域の太陽光を光電変換して電力に利用できる。晴天時はもちろん、曇天時においても十分に大きな電力を得ることができる。更に、日没後においても、大気中に散乱する赤外光を光電変換して電力を得ることができる。赤外光を吸収することにより赤外光の熱変換を防止でき、地球温暖化対策の手段としても期待できる。
一対の電極41,42が素子1の同じ面(上面)に配置されているため、光電変換素子1を薄型化できる。
Therefore, when the photoelectric conversion element 1 is used as a light detection sensor, it has excellent sensitivity characteristics and can detect broadband light.
When the photoelectric conversion element 1 is used as a solar cell, sunlight in a wide band can be photoelectrically converted and used for electric power. Sufficiently large electric power can be obtained not only in fine weather but also in cloudy weather. Furthermore, even after sunset, power can be obtained by photoelectrically converting infrared light scattered in the atmosphere. By absorbing infrared light, thermal conversion of infrared light can be prevented, and it can also be expected as a measure against global warming.
Since the pair of electrodes 41 and 42 are disposed on the same surface (upper surface) of the element 1, the photoelectric conversion element 1 can be thinned.

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の形態と重複する内容に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図4は、本発明の第2実施形態を示したものである。第2実施形態に係る光電変換素子1Aは、第1実施形態のn型半導体層11に代えて、p型半導体層12を備えている。p型半導体層12は、例えばB(ボロン)等のp型不純物がドープされたp型シリコンにて構成されている。p型半導体層12が、基板を兼ねている点等は、第1実施形態と同様である。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same reference numerals are attached to the drawings for the same contents as those already described, and the description thereof is omitted.
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. A photoelectric conversion element 1A according to the second embodiment includes a p-type semiconductor layer 12 instead of the n-type semiconductor layer 11 of the first embodiment. The p-type semiconductor layer 12 is made of p-type silicon doped with a p-type impurity such as B (boron). The p-type semiconductor layer 12 is also the same as the first embodiment in that it also serves as a substrate.

p型素子1Aの周期構造33における第1凸部31の配置間隔(周期)は、n型素子1のそれよりもやや大きいことが好ましく、例えば約60nm〜150nm程度がより好ましい。p型素子1Aの周期構造33における第2凸部32の分散間隔は、n型素子1のそれよりもやや大きいことが好ましい。例えば、上記分散間隔は、約3μm〜5μm程度であることが好ましく、上限は5μm〜6μm程度であることが好ましい。   The arrangement interval (period) of the first protrusions 31 in the periodic structure 33 of the p-type element 1A is preferably slightly larger than that of the n-type element 1, for example, about 60 nm to 150 nm is more preferable. The dispersion interval of the second convex portions 32 in the periodic structure 33 of the p-type element 1A is preferably slightly larger than that of the n-type element 1. For example, the dispersion interval is preferably about 3 μm to 5 μm, and the upper limit is preferably about 5 μm to 6 μm.

p型の光電変換素子1Aは、n型の光電変換素子1よりも長波長の赤外光領域(具体的には波長約1μm〜4μm程度)に感度を持つ。この感度帯の光が光電変換素子1Aに入射すると、p−Si層12におけるCoSix層20とのショットキー接合部で光電変換によりフォトキャリアが発生する。このフォトキャリアのうち正孔が空乏層の電界によってp−Si層12側へ移動する。これに伴って、第2電極42から導電層20に正孔が流れ込む。導電層20に沿って正孔が第1電極41側へ流れる。導電層20における第1電極41と対向する部分には正孔が蓄積される。この正孔は、トンネル効果により障壁層50を潜り抜け、第1電極41に移動することができる。これにより、光誘起電流を取り出すことができる。したがって、第1電極41がアノードになる。第2電極がカソードになる。このようにして、アノードになる電極41とカソードになる電極42を確定でき、光誘起電流の向きを制御できる。よって、電流−電圧特性を正側と負側で確実に非対称にでき、きれいなダイオード特性を得ることができる。   The p-type photoelectric conversion element 1 </ b> A is more sensitive than the n-type photoelectric conversion element 1 in an infrared light region having a longer wavelength (specifically, a wavelength of about 1 μm to 4 μm). When light in this sensitivity band enters the photoelectric conversion element 1A, photocarriers are generated by photoelectric conversion at the Schottky junction of the p-Si layer 12 with the CoSix layer 20. Of these photocarriers, holes move to the p-Si layer 12 side by the electric field of the depletion layer. As a result, holes flow from the second electrode 42 into the conductive layer 20. Holes flow toward the first electrode 41 along the conductive layer 20. Holes are accumulated in the portion of the conductive layer 20 facing the first electrode 41. The holes can pass through the barrier layer 50 by the tunnel effect and move to the first electrode 41. Thereby, a photo-induced current can be taken out. Accordingly, the first electrode 41 becomes an anode. The second electrode becomes the cathode. In this way, the electrode 41 serving as the anode and the electrode 42 serving as the cathode can be determined, and the direction of the photoinduced current can be controlled. Therefore, the current-voltage characteristic can be reliably asymmetrical between the positive side and the negative side, and a clean diode characteristic can be obtained.

図5は、本発明の第3実施形態を示したものである。第3実施形態は、n型半導体層11を有する光電変換素子1(第1実施形態)の変形例に係る。n型半導体層11を有する光電変換素子1の表面(図5において上面)にn型半導体ナノ構造体61が設けられている。n型半導体ナノ構造体61は、酸化亜鉛のナノワイヤーにて構成している。酸化亜鉛は、n型半導体である。ナノ構造体61は、光電変換素子1の表面に突き立てられるように設けられている。ここでは、ナノ構造体61は、金属ナノ構造体30から突出されている。なお、金属ナノ構造体30が導電層20の一部分だけに被膜されている場合、金属ナノ構造体30が被膜されていない部分については、ナノ構造体61が導電層20から突出されていてもよい。ナノワイヤーは、CVD、PVD、ゾルゲル法等によって形成できる。ナノ構造体61は、ナノワイヤーに限られず、ナノニードルでもよく、ナノチューブでもよく、ナノロッドでもよい。   FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. The third embodiment relates to a modification of the photoelectric conversion element 1 (first embodiment) having the n-type semiconductor layer 11. An n-type semiconductor nanostructure 61 is provided on the surface (upper surface in FIG. 5) of the photoelectric conversion element 1 having the n-type semiconductor layer 11. The n-type semiconductor nanostructure 61 is composed of zinc oxide nanowires. Zinc oxide is an n-type semiconductor. The nanostructure 61 is provided so as to protrude from the surface of the photoelectric conversion element 1. Here, the nanostructure 61 protrudes from the metal nanostructure 30. In addition, when the metal nanostructure 30 is coated only on a part of the conductive layer 20, the nanostructure 61 may protrude from the conductive layer 20 in a portion where the metal nanostructure 30 is not coated. . The nanowire can be formed by CVD, PVD, sol-gel method or the like. The nanostructure 61 is not limited to a nanowire, and may be a nanoneedle, a nanotube, or a nanorod.

酸化亜鉛ナノ構造体61によって、比較的短い波長(紫外光〜可視光)の入射光に対する光電変換感度を高めることができる。具体的には、約0.4μm未満の紫外光域から1μm程度の可視光域までの光に対し、感度を向上させることができる。ナノ構造体61をナノワイヤーにて構成することによって量子効率を高めることができ、ひいては光電変換素子1の感度を確実に高めることができる。   The zinc oxide nanostructure 61 can increase the photoelectric conversion sensitivity to incident light having a relatively short wavelength (ultraviolet light to visible light). Specifically, the sensitivity can be improved for light from an ultraviolet light region of less than about 0.4 μm to a visible light region of about 1 μm. By configuring the nanostructure 61 with nanowires, the quantum efficiency can be increased, and as a result, the sensitivity of the photoelectric conversion element 1 can be reliably increased.

図6は、本発明の第4実施形態を示したものである。第4実施形態は、p型半導体層12を有する光電変換素子1A(第2実施形態)の変形例に係る。p型半導体層12を有する光電変換素子1Aの表面(図6において上面)にp型半導体ナノ構造体62が設けられている。p型半導体ナノ構造体62は、カーボンナノチューブにて構成され、光電変換素子1Aの表面に突き立てられるように設けられている。ここでは、p型半導体ナノ構造体62は、金属ナノ構造体30から突出されている。なお、金属ナノ構造体30が導電層20の一部分だけに被膜されている場合、金属ナノ構造体30が被膜されていない部分については、ナノ構造体62が導電層20から突出されていてもよい。カーボンナノチューブは、CVD、PVD、ゾルゲル法等によって形成できる。ナノ構造体62は、ナノチューブに限られず、ナノワイヤーでもよく、ナノニードルでもよく、ナノロッドでもよい。   FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment relates to a modification of the photoelectric conversion element 1A (second embodiment) having the p-type semiconductor layer 12. A p-type semiconductor nanostructure 62 is provided on the surface (upper surface in FIG. 6) of the photoelectric conversion element 1 </ b> A having the p-type semiconductor layer 12. The p-type semiconductor nanostructure 62 is composed of carbon nanotubes, and is provided so as to protrude from the surface of the photoelectric conversion element 1A. Here, the p-type semiconductor nanostructure 62 protrudes from the metal nanostructure 30. In addition, when the metal nanostructure 30 is coated only on a part of the conductive layer 20, the nanostructure 62 may protrude from the conductive layer 20 in a portion where the metal nanostructure 30 is not coated. . The carbon nanotube can be formed by CVD, PVD, sol-gel method or the like. The nanostructure 62 is not limited to a nanotube, and may be a nanowire, a nanoneedle, or a nanorod.

炭素ナノ構造体62によって、赤外光に対する光電変換感度を高めることができる。具体的には、2μm程度から約4μm強の赤外光に対し、感度を向上させることができる。ナノ構造体62をカーボンナノチューブにて構成することによって量子効率を高めることができ、ひいては光電変換素子1Aの感度を確実に高めることができる。   The carbon nanostructure 62 can increase the photoelectric conversion sensitivity to infrared light. Specifically, the sensitivity can be improved for infrared light of about 2 μm to about 4 μm. By configuring the nanostructure 62 with carbon nanotubes, the quantum efficiency can be increased, and as a result, the sensitivity of the photoelectric conversion element 1A can be reliably increased.

図7は、本発明の第5実施形態(特許請求せず)を示したものである。第5実施形態は、極性確定層の変形例に係る。n型光電変換素子1には、極性確定層として、既述の障壁層50に代えて凸層51が設けられている。凸層51は、n型半導体層11と一体に形成されている。半導体層11の表面(上面)の第1電極41寄りの部分が突出され、この突出部が凸層51を構成している。凸層51は、導電層20の第1電極41側の端部と第1電極41との間に介在されている。凸層51の突出高さは、導電層20の厚さと同程度であり、例えば約1nm〜10nm程度であり、好ましくは数nm程度である。凸層51の幅寸法(図7において左右の寸法)は、例えば0.数mm〜数mmであり、好ましくは約1mm程度である。図7において、凸層51の突出高さ(上下寸法)は、幅(左右寸法)に対して誇張されている。 FIG. 7 shows a fifth embodiment (not claimed) of the present invention. The fifth embodiment relates to a modification of the polarity determining layer. The n-type photoelectric conversion element 1 is provided with a convex layer 51 as a polarity determining layer instead of the barrier layer 50 described above. The convex layer 51 is formed integrally with the n-type semiconductor layer 11. A portion near the first electrode 41 on the surface (upper surface) of the semiconductor layer 11 protrudes, and this protruding portion constitutes the convex layer 51. The convex layer 51 is interposed between the first electrode 41 and the end of the conductive layer 20 on the first electrode 41 side. The protruding height of the convex layer 51 is approximately the same as the thickness of the conductive layer 20, for example, approximately 1 nm to 10 nm, and preferably approximately several nm. The width dimension (left and right dimensions in FIG. 7) of the convex layer 51 is, for example, 0. It is several mm to several mm, preferably about 1 mm. In FIG. 7, the protrusion height (vertical dimension) of the convex layer 51 is exaggerated with respect to the width (horizontal dimension).

凸層51の一側面(図7において左側面)が、導電層20の端面とショットキー接触している。凸層51の他側面(図7において右側面)が、第1電極41とオーミック接触している。金属ナノ構造30が、導電層20から凸層51の上面に跨るように形成されている。金属ナノ構造30は、凸層51の上面だけに設けられていてもよい。或いは、金属ナノ構造30が、導電層20の上面にだけ設けられていてもよい。   One side surface (left side surface in FIG. 7) of the convex layer 51 is in Schottky contact with the end surface of the conductive layer 20. The other side surface (right side surface in FIG. 7) of the convex layer 51 is in ohmic contact with the first electrode 41. The metal nanostructure 30 is formed so as to straddle the upper surface of the convex layer 51 from the conductive layer 20. The metal nanostructure 30 may be provided only on the upper surface of the convex layer 51. Alternatively, the metal nanostructure 30 may be provided only on the upper surface of the conductive layer 20.

第5実施形態のn型光電変換素子1に光が入射すると、導電層20の底部と半導体層11との間のショットキー接合部でフォトキャリアが生成されるのに加えて、導電層20の右端部と凸層51とのショットキー接触部においてもフォトキャリアが生成される。このキャリアの電子が、導電層20と凸層51との間の空乏層電界によって凸層51側ひいては第1電極41へ流れる。したがって、第1電極41を確実にカソードにすることができる。第2電極42を確実にアノードにすることができる。   When light is incident on the n-type photoelectric conversion element 1 according to the fifth embodiment, photocarriers are generated at the Schottky junction between the bottom of the conductive layer 20 and the semiconductor layer 11. Photo carriers are also generated at the Schottky contact portion between the right end portion and the convex layer 51. The electrons of the carriers flow to the convex layer 51 side and thus to the first electrode 41 by a depletion layer electric field between the conductive layer 20 and the convex layer 51. Therefore, the first electrode 41 can be reliably used as a cathode. The second electrode 42 can be reliably an anode.

本発明は、上記実施形態に限定されず、発明の要旨を変更しない限りにおいて種々の改変をなすことができる。
例えば、障壁層50は、絶縁体に限られず、半導体でもよい。障壁層50は、導電層20と第1電極41の間の少なくとも一部分に介在されていればよく、必ずしも導電層20と電極41の間の全体に介在されている必要はない。
複数の実施形態を互いに組み合わせてもよい。例えば、第3実施形態において、n型半導体ナノ構造体61に代えて、p型半導体ナノ構造体62を素子1の表面に設けてもよい。第4実施形態において、p型半導体ナノ構造体62に代えて、n型半導体ナノ構造体61を素子1Aの表面に設けてもよい。第3、第4実施形態において、n型半導体ナノ構造体61及びp型半導体ナノ構造体62を素子1又は1Aの表面に混在させて設けてもよい。n型半導体ナノ構造体61として、酸化亜鉛に代えて、n型のGaN等を用いてもよい。p型半導体ナノ構造体62として、カーボンに代えて、p型のGaN等を用いてもよい。第5実施形態(図7)の極性確定構造を、第2〜第4実施形態(図4〜図6)に適用してもよい。p型光電変換素子1Aにおいて、障壁層50に代えて凸層51を設けると、導電層20と凸層51との間で生成された正孔が凸層51側ひいては第1電極41へ流れる。したがって、第1電極41をアノードでき、第2電極42をカソードにすることができる。
導電層20を構成する金属成分は、Coに限られず、Fe、W、Ni、Al、Ti等であってもよい。
金属ナノ構造30を構成する金属成分は、Auに限られず、Ag、Pt、Cu、Pd等であってもよい。
光電変換素子1,1Aの製造工程は、適宜、順序の入れ替え、ないしは変更を行なってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without changing the gist of the invention.
For example, the barrier layer 50 is not limited to an insulator and may be a semiconductor. The barrier layer 50 only needs to be interposed between at least a portion between the conductive layer 20 and the first electrode 41, and does not necessarily have to be interposed between the conductive layer 20 and the electrode 41.
A plurality of embodiments may be combined with each other. For example, in the third embodiment, a p-type semiconductor nanostructure 62 may be provided on the surface of the element 1 instead of the n-type semiconductor nanostructure 61. In the fourth embodiment, instead of the p-type semiconductor nanostructure 62, an n-type semiconductor nanostructure 61 may be provided on the surface of the element 1A. In the third and fourth embodiments, the n-type semiconductor nanostructure 61 and the p-type semiconductor nanostructure 62 may be mixed on the surface of the element 1 or 1A. As the n-type semiconductor nanostructure 61, n-type GaN or the like may be used instead of zinc oxide. As the p-type semiconductor nanostructure 62, p-type GaN or the like may be used instead of carbon. The polarity determination structure of the fifth embodiment (FIG. 7) may be applied to the second to fourth embodiments (FIGS. 4 to 6). In the p-type photoelectric conversion element 1 </ b> A, when the convex layer 51 is provided instead of the barrier layer 50, holes generated between the conductive layer 20 and the convex layer 51 flow to the convex layer 51 side and thus to the first electrode 41. Therefore, the first electrode 41 can be an anode and the second electrode 42 can be a cathode.
The metal component constituting the conductive layer 20 is not limited to Co, but may be Fe, W, Ni, Al, Ti, or the like.
The metal component constituting the metal nanostructure 30 is not limited to Au, and may be Ag, Pt, Cu, Pd, or the like.
The manufacturing steps of the photoelectric conversion elements 1 and 1A may be changed or changed as appropriate.

実施例を説明する。本発明が以下の実施例に限定されないことは言うまでもない。
実施例1では、金属ナノ構造の作製及び観察を行った。金属ナノ構造は、次のようにして作製した。
ほぼ正方形のn型Si基板の表面全体にCo膜をスパッタリングにて成膜した。Co膜の厚さは8nmとした。
次に、5分間有機洗浄した後、マスク印刷を行ってCo膜の表面の四隅と中央に厚さAu膜をスパッタリングで成膜した。Au膜の厚さは、約10nmであった、
次に、アニール処理を行った。アニール処理の雰囲気ガスは、He100%とした。アニール温度は600℃であった。アニール処理時間は3分とした。
アニール処理によって、n型Si基板の表層部分にCoが拡散してCoSixが形成された。
Examples will be described. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.
In Example 1, fabrication and observation of metal nanostructures were performed. The metal nanostructure was produced as follows.
A Co film was formed on the entire surface of a substantially square n-type Si substrate by sputtering. The thickness of the Co film was 8 nm.
Next, after organic cleaning for 5 minutes, mask printing was performed, and Au films having a thickness were formed by sputtering at the four corners and the center of the surface of the Co film. The thickness of the Au film was about 10 nm.
Next, annealing treatment was performed. The atmosphere gas for the annealing treatment was He 100%. The annealing temperature was 600 ° C. The annealing time was 3 minutes.
By annealing, Co diffused in the surface layer portion of the n-type Si substrate to form CoSix.

上記Au膜の近傍の2つの場所をSEM(走査型電子顕微鏡)にて観察した。図8(a)及び(b)が、その画像である。Au膜の微粒子がCoSix膜の表面に沿って拡散し、Au膜の周囲に金属ナノ構造が自然形成されたことが確認された。金属ナノ構造の形態は、場所に応じて異なっていた。同図(b)に示すように、金属ナノ構造には、場所によってフラクタル構造が形成されていた。   Two places in the vicinity of the Au film were observed with an SEM (scanning electron microscope). FIGS. 8A and 8B show the images. It was confirmed that the fine particles of the Au film diffused along the surface of the CoSix film, and a metal nanostructure was naturally formed around the Au film. The morphology of the metal nanostructure was different depending on the location. As shown in FIG. 2B, a fractal structure was formed in the metal nanostructure depending on the location.

上記金属ナノ構造の幾つかの地点にレーザー光(波長635nm)を照射し、ゼロバイアスでの光誘起電流が最大になった地点の表面構造をAFM(原子間力顕微鏡)にて立体的に観察した。
図9がその画像である。図10は、図9の画像を模写し、解説したものである。
金属ナノ構造の表面にはサブオーダーないしはナノオーダーの凹凸が形成されており、クラスター構造ないしはフラクタル構造が確認された。更に、上記凹凸形状の中に、多数の周期構造33と、多数の第2凸部32が確認された。各周期構造33は、複数の第1凸部31を含み、これら第1凸部31が周期構造33に応じたランダムな周期(配置間隔)で配列されていた。周期構造33の周期は、おおよそ100nm以下であった。各第1凸部31の突出高さは約10nm〜20nm程度であった。各第2凸部32は、ある周期構造33と重なって配置されているか、又は周期構造33の近傍に配置されていた。第2凸部32の突出高さは、第1凸部31より突出高さより大きく、約50nm〜200nm程度であった。第2凸部32の分散間隔は、おおよそ2μm〜3μm程度であった。
Laser light (wavelength 635nm) is irradiated to several points of the metal nanostructure, and the surface structure at the point where the photo-induced current at zero bias is maximized is observed three-dimensionally with an AFM (Atomic Force Microscope). did.
FIG. 9 shows the image. FIG. 10 duplicates and explains the image of FIG.
Sub-order or nano-order irregularities were formed on the surface of the metal nanostructure, and a cluster structure or fractal structure was confirmed. Furthermore, a large number of periodic structures 33 and a large number of second convex portions 32 were confirmed in the above-described uneven shape. Each periodic structure 33 includes a plurality of first protrusions 31, and the first protrusions 31 are arranged at random periods (arrangement intervals) according to the periodic structure 33. The period of the periodic structure 33 was approximately 100 nm or less. The protrusion height of each first protrusion 31 was about 10 nm to 20 nm. Each of the second convex portions 32 is disposed so as to overlap with a certain periodic structure 33 or is disposed in the vicinity of the periodic structure 33. The protrusion height of the second protrusion 32 was larger than the protrusion height of the first protrusion 31 and was about 50 nm to 200 nm. The dispersion interval of the second protrusions 32 was approximately 2 μm to 3 μm.

本発明は、例えば光センサーや太陽電池に適用可能である。   The present invention is applicable to, for example, an optical sensor and a solar cell.

1,1A 光電変換素子
11 n型半導体層
12 p型半導体層
20 導電層
30 金属ナノ構造
31 第1凸部
32 第2凸部
33 周期構造
41 第1電極
42 第2電極
50 障壁層(極性確定層)
51 凸層(極性確定層)
61 ZnOナノワイヤー(n型の半導体ナノ構造体)
62 カーボンナノチューブ(p型の半導体ナノ構造体)
1, 1A Photoelectric conversion element 11 n-type semiconductor layer 12 p-type semiconductor layer 20 conductive layer 30 metal nanostructure 31 first convex portion 32 second convex portion 33 periodic structure 41 first electrode 42 second electrode 50 barrier layer (determined polarity) layer)
51 Convex layer (polarity determination layer)
61 ZnO nanowire (n-type semiconductor nanostructure)
62 Carbon nanotube (p-type semiconductor nanostructure)

Claims (6)

n型又はp型の半導体層と、
前記半導体層に積層された導電層と、
前記導電層に設けられた第1電極と、
フォトキャリアがトンネル効果によって通過可能な厚みを有して前記第1電極と前記導電層との間に介在された障壁層と、
前記第1電極から離れて、前記導電層に設けられた第2電極と、
前記導電層に積層された複数の周期構造を含む金属ナノ構造と、
を備え、前記各周期構造が前記積層の方向に突出する複数の第1凸部からなり、前記第1凸部の配置間隔が前記周期構造に応じて異なることを特徴とする光電変換素子。
an n-type or p-type semiconductor layer;
A conductive layer laminated on the semiconductor layer;
A first electrode provided on the conductive layer;
A barrier layer interposed between the first electrode and the conductive layer and having a thickness that allows photocarriers to pass through the tunnel effect ;
A second electrode provided on the conductive layer apart from the first electrode ;
A metal nanostructure including a plurality of periodic structures stacked on the conductive layer;
The photoelectric conversion element is characterized in that each periodic structure includes a plurality of first protrusions protruding in the stacking direction, and an arrangement interval of the first protrusions varies depending on the periodic structure.
前記障壁層が、厚さ1nm未満の絶縁体にて構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子。 The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the barrier layer is formed of an insulator having a thickness of less than 1 nm. 前記周期構造の少なくとも1つが、可視光域から赤外光域のある波長範囲内の任意の波長の0.1倍〜1倍の大きさの配置間隔を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光電変換素子。   The at least one of the periodic structures has an arrangement interval that is 0.1 to 1 times larger than an arbitrary wavelength within a certain wavelength range from a visible light region to an infrared light region. 2. The photoelectric conversion element according to 2. 前記金属ナノ構造が、前記第1凸部より前記積層方向に突出する複数の第2凸部を更に含み、これら第2凸部が互いに分散し、かつ各第2凸部が、前記周期構造の何れか1つと重なって又は近接して配置されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の光電変換素子。   The metal nanostructure further includes a plurality of second protrusions protruding in the stacking direction from the first protrusions, the second protrusions are dispersed from each other, and each second protrusion is formed of the periodic structure. The photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 3, wherein the photoelectric conversion element is disposed so as to overlap with or be close to any one of them. 前記導電層の表面又は前記金属ナノ構造の表面に紫外域又は赤外域に感度を持つ半導体からなるナノ構造体を設けたことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の光電変換素子。   The photoelectric structure according to any one of claims 1 to 4, wherein a nanostructure made of a semiconductor having sensitivity in an ultraviolet region or an infrared region is provided on a surface of the conductive layer or the surface of the metal nanostructure. Conversion element. 前記ナノ構造体が、ナノワイヤー、ナノチューブ、ナノニードル、又はナノロッドであることを特徴とする請求項5に記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element according to claim 5, wherein the nanostructure is a nanowire, a nanotube, a nanoneedle, or a nanorod.
JP2012518434A 2010-06-03 2011-06-01 Photoelectric conversion element Expired - Fee Related JP5437486B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012518434A JP5437486B2 (en) 2010-06-03 2011-06-01 Photoelectric conversion element

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010128098 2010-06-03
JP2010128098 2010-06-03
PCT/JP2011/062603 WO2011152458A1 (en) 2010-06-03 2011-06-01 Photoelectric converter element
JP2012518434A JP5437486B2 (en) 2010-06-03 2011-06-01 Photoelectric conversion element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011152458A1 JPWO2011152458A1 (en) 2013-08-01
JP5437486B2 true JP5437486B2 (en) 2014-03-12

Family

ID=45066816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012518434A Expired - Fee Related JP5437486B2 (en) 2010-06-03 2011-06-01 Photoelectric conversion element

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5437486B2 (en)
TW (1) TW201222842A (en)
WO (1) WO2011152458A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11004999B2 (en) 2018-03-22 2021-05-11 Hamamatsu Photonics K.K. Photodetector element

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2523226A4 (en) * 2010-06-10 2014-04-09 Nusola Inc DEVICE FOR PRODUCING LIGHT ENERGY
WO2020202758A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 Photonic device, photoelectric conversion device, and fuel generating device
WO2020202736A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 Optical device, photoelectric conversion device, and fuel-generating apparatus

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59108376A (en) * 1982-11-30 1984-06-22 ウエスターン エレクトリック カムパニー,インコーポレーテッド photodetector
JPH02177480A (en) * 1988-12-28 1990-07-10 Nippon Mining Co Ltd Manufacture of optical semiconductor device
JPH08116083A (en) * 1994-10-18 1996-05-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor photodetector
JPH09510832A (en) * 1994-03-29 1997-10-28 フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Diodes and components containing such elements
JP2000223736A (en) * 1999-01-28 2000-08-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Metal-semiconductor-metal-type light receiving element
WO2005098966A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-20 Nec Corporation Photodiode and method for manufacturing same
JP2009043965A (en) * 2007-08-09 2009-02-26 Nagaoka Univ Of Technology Photoelectric conversion element and manufacturing method thereof
JP2010021189A (en) * 2008-07-08 2010-01-28 Omron Corp Photoelectric device
WO2010106718A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 株式会社 東芝 Solar cell equipped with electrode having mesh structure, and process for manufacturing same
JP2011040553A (en) * 2009-08-11 2011-02-24 Si-Nano Inc Thin-film photoelectric transducer and method of manufacturing the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625729A (en) * 1994-08-12 1997-04-29 Brown; Thomas G. Optoelectronic device for coupling between an external optical wave and a local optical wave for optical modulators and detectors

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59108376A (en) * 1982-11-30 1984-06-22 ウエスターン エレクトリック カムパニー,インコーポレーテッド photodetector
JPH02177480A (en) * 1988-12-28 1990-07-10 Nippon Mining Co Ltd Manufacture of optical semiconductor device
JPH09510832A (en) * 1994-03-29 1997-10-28 フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Diodes and components containing such elements
JPH08116083A (en) * 1994-10-18 1996-05-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor photodetector
JP2000223736A (en) * 1999-01-28 2000-08-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Metal-semiconductor-metal-type light receiving element
WO2005098966A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-20 Nec Corporation Photodiode and method for manufacturing same
JP2009043965A (en) * 2007-08-09 2009-02-26 Nagaoka Univ Of Technology Photoelectric conversion element and manufacturing method thereof
JP2010021189A (en) * 2008-07-08 2010-01-28 Omron Corp Photoelectric device
WO2010106718A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 株式会社 東芝 Solar cell equipped with electrode having mesh structure, and process for manufacturing same
JP2011040553A (en) * 2009-08-11 2011-02-24 Si-Nano Inc Thin-film photoelectric transducer and method of manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11004999B2 (en) 2018-03-22 2021-05-11 Hamamatsu Photonics K.K. Photodetector element

Also Published As

Publication number Publication date
TW201222842A (en) 2012-06-01
WO2011152458A1 (en) 2011-12-08
JPWO2011152458A1 (en) 2013-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6550437B2 (en) Method of manufacturing semiconductor microwire or nanowire, semiconductor structure comprising the microwire or nanowire, and method of manufacturing semiconductor structure
US8299497B1 (en) Near-infrared photodetector with reduced dark current
US20080202581A1 (en) Photovoltaic cell with reduced hot-carrier cooling
US9105787B2 (en) Techniques for enhancing efficiency of photovoltaic devices using high-aspect-ratio nanostructures
TWI430465B (en) Solar cell device utilizing a high aspect ratio nanostructure to enhance efficiency
US20110220171A1 (en) Photovoltaic Structure and Solar Cell and Method of Fabrication Employing Hidden Electrode
JP5379811B2 (en) Photovoltaic devices using high aspect ratio nanostructures and methods for making same
CN111244203B (en) Based on Ga2O3Sunlight blind ultraviolet detector of/CuI heterojunction PN junction
JP2013125847A (en) Light receiving element, manufacturing method of the same and optical device
JP2014529189A (en) Solar cell and manufacturing method thereof
JP2016092037A (en) Semiconductor laminate, light receiving element and sensor
JP5437486B2 (en) Photoelectric conversion element
JP2013115417A (en) Photoelectric conversion element and manufacturing method thereof
JP5443602B2 (en) Photoelectric conversion element and manufacturing method thereof
JP5437487B2 (en) Optical power storage device
JP2013106025A (en) Photoelectric conversion element
JP2013115418A (en) Optical power storage device
KR102778430B1 (en) Photovoltaic device and method for manufacturing the same
CN102246315A (en) Thin-film photoelectric transducer and method for manufacturing thin-film photoelectric transducer
JP2010512013A (en) Optical device
CN111863981A (en) A gallium oxide solar-blind photodetector and preparation method thereof
JP2018163989A (en) Heterojunction solar cell
JP7770969B2 (en) Photodetector
CN111341841B (en) Based on Ga 2 O 3 /TiO 2 Heterojunction field effect tube of composite suspended floating gate, preparation method thereof and ultraviolet detector
JP2012119567A (en) Method of manufacturing semiconductor wafer, method of manufacturing semiconductor device, and method of manufacturing sensor array

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130604

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130731

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131211

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees