JP2000261025A - Light receiving device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】 この発明は半導体受光素子に関
する。特にIII族窒化物系半導体を利用した受光素子に
関し、太陽電池、フォトダイオード、光センサ等に適用
できる。The present invention relates to a semiconductor light receiving element. In particular, the present invention relates to a light receiving element using a group III nitride semiconductor, and can be applied to a solar cell, a photodiode, an optical sensor, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】III族窒化物系半導体（ＩｎａＡｌｂＧ
ａ１−ａ−ｂＮ、０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ
≦１）は、広範囲の波長に感度を有する材料として太陽
電池、フォトダイオード等の受光素子への活用が考えら
れている。特に、短い波長の光に対して感度を有するた
め注目されている。また、III族窒化物系半導体は直接
遷移型であるので、それを用いた受光素子では変換効率
が高いという利点がある。従来、III族窒化物系半導体
を利用した受光素子として、受光層にＩｎＸＧａ １−Ｘ
Ｎ（０＜Ｘ＜１）を用いたものがある（特開平７−２８
８３３４号公報参照）。この受光素子では、ＩｎＸＧａ
１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）からなる受光層をｎ型III族窒
化物系半導体とｐ型III族窒化物系半導体層とで挟んだ
構造を有する。受光層であるＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜
Ｘ＜１）層には、適当なドナー不純物又は／及びアクセ
プター不純物がドープされている。2. Description of the Related Art A group III nitride semiconductor (InaAlbG
a1-abN, 0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ a + b
≦ 1) is a material that is sensitive to a wide range of wavelengths.
Possible use for light-receiving elements such as batteries and photodiodes
Have been. In particular, it has sensitivity to short wavelength light.
Attention. In addition, group III nitride semiconductors are directly
Since it is a transition type, the conversion efficiency is
There is an advantage that is high. Conventional group III nitride semiconductor
As a light receiving element utilizingXGa 1-X
There is one using N (0 <X <1) (JP-A-7-28)
No. 8334). In this light receiving element, InXGa
1-XThe light-receiving layer composed of N (0 <X <1) is
Between a nitride semiconductor and a p-type group III nitride semiconductor layer
Having a structure. In which is the light receiving layerXGa1-XN (0 <
In the X <1) layer, a suitable donor impurity and / or
Putter impurities are doped.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記受光素子の受光層
では外部からの光の照射（光子）により、エレクトロン
・ホール（電子・正孔）ペアが生じる。発生したエレク
トロン及びホールは、ｐｎ或いはｎｐ接合における内部
電界により、受光層に接合するｎ型半導体層及びｐ型半
導体層へとそれぞれ移動していく。このエレクトロン及
びホールを外部に取り出すことにより電流が発生する。
上記従来の受光素子では、受光層にドナー不純物又は／
及びアクセプター不純物がドープされているため、受光
層で生じたエレクトロン或いはホールのいくらかは、受
光層を移動中に受光層に存在するホール或いはエレクト
ロンに補足され消失してしまう。このため、電流発生に
関与するエレクトロン、ホールの数が減少し、その結果
受光素子のエネルギー変換効率が低下することとなる。In the light-receiving layer of the light-receiving element, an electron-hole (electron-hole) pair is generated by external light irradiation (photon). The generated electrons and holes move to the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer joined to the light receiving layer, respectively, due to the internal electric field at the pn or np junction. A current is generated by extracting the electrons and holes to the outside.
In the above-mentioned conventional light receiving element, donor impurities or / and / or
And the acceptor impurity is doped, some of the electrons or holes generated in the light receiving layer are lost by being captured by the holes or electrons existing in the light receiving layer while moving through the light receiving layer. For this reason, the number of electrons and holes involved in current generation decreases, and as a result, the energy conversion efficiency of the light receiving element decreases.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべくなされたものであり、エネルギー変換効率の高
いIII族窒化物系半導体受光素子を提供することを目的
とする。その構成は次の通りである。ｎ型III族窒化物
系半導体層と、ノンドープのＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜
Ｘ＜１）からなる受光層と、ｐ型III族窒化物系半導体
層と、が積層された構造を備えてなるIII族窒化物系半
導体受光素子。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a group III nitride semiconductor light receiving device having high energy conversion efficiency. The configuration is as follows. and n-type Group III nitride semiconductor layer, undoped In X Ga 1-X N ( 0 <
A group III nitride semiconductor light receiving element having a structure in which a light receiving layer made of X <1) and a p-type group III nitride semiconductor layer are stacked.
【０００５】このように構成された受光素子では、受光
層にノンドープのIII族窒化物系半導体層を用いている
ため、受光層にキャリア（エレクトロン或いはホール）
がほとんど存在しない。その結果、外部からの光の照射
により受光層で生じたエレクトロン又はホールが受光層
に存在するキャリアに補足されることがほとんどなく、
効率の良いエネルギー変換が達成される。In the light-receiving element thus configured, since a non-doped group III nitride semiconductor layer is used for the light-receiving layer, carriers (electrons or holes) are formed in the light-receiving layer.
Is almost nonexistent. As a result, electrons or holes generated in the light-receiving layer due to external light irradiation are hardly captured by carriers present in the light-receiving layer,
Efficient energy conversion is achieved.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
ながら説明する。図１は本発明の一の例である受光素子
１の断面図である。受光素子１はサファイア基板１０の
上にバッファ層１１、ｎ型III族窒化物系半導体層（以
下、ｎ層とする）１２、受光層１３、ｐ型III族窒化物
系半導体層（以下、ｐ層とする）１４が順次積層された
構成である。ここでIII族窒化物系半導体とは、一般的
にはＡｌＸＩｎＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０≦
Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表される。ｎ層１２、受光
層１３、及びｐ層１４の一部をエッチングしてｎ電極１
５が設けられている。また、ｐ層１４のほぼ全面にわた
る透光性電極１６及びｐ電極１７が設けられている。さ
らに、基板のｎ層１２、受光層１３及びｐ層１４が積層
される面と反対の面には裏面反射層９が設けられてい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a light receiving element 1 according to one example of the present invention. The light receiving element 1 includes a buffer layer 11, an n-type group III nitride semiconductor layer (hereinafter, referred to as n layer) 12, a light receiving layer 13, and a p-type group III nitride semiconductor layer (hereinafter, p) on a sapphire substrate 10. 14) are sequentially stacked. Here, the group III nitride semiconductor, typically Al X In Y Ga 1-X -Y N (0 ≦ X ≦ 1,0 ≦
Y ≦ 1, 0 ≦ X + Y ≦ 1). The n layer 12, the light receiving layer 13, and a part of the p layer 14 are etched to
5 are provided. Further, a translucent electrode 16 and a p-electrode 17 are provided over substantially the entire surface of the p-layer 14. Further, on the surface of the substrate opposite to the surface on which the n-layer 12, the light-receiving layer 13 and the p-layer 14 are laminated, a back surface reflection layer 9 is provided.
【０００７】サファイア基板１０の上に設けられるバッ
ファ層１１は、Ｇａ１−ＹＡｌＹＮ（０≦Ｙ≦１）から
なる。好ましくはＧａＮ又はＡｌＮとする。The buffer layer 11 provided on the sapphire substrate 10 is made of Ga 1-Y Al Y N (0 ≦ Y ≦ 1). Preferably, it is GaN or AlN.
【０００８】図１の例においてｎ層１２は、Ｇａ１−Ｙ
ＡｌＹＮ（０≦Ｙ≦１）に、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ等のドナ
ー不純物をドープしてｎ型としたものである。ｎ層１２
を、受光層側の低電子濃度ｎ−層と、バッファ層側の高
電子濃度ｎ＋層の二層とすることができる。In the example of FIG. 1, the n-layer 12 is Ga 1-Y
Al Y N (0 ≦ Y ≦ 1) is doped with a donor impurity such as Si, Ge, or Sn to be n-type. n-layer 12
Can be a two-layer structure of a low electron concentration n − layer on the light receiving layer side and a high electron concentration n + layer on the buffer layer side.
【０００９】受光層１３はノンドープのＩｎＸＧａ
１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）である。ＩｎＸＧａ１−ＸＮ
（０＜Ｘ＜１）はノンドープの状態ではｎ型となるが、
受光層に存在するキャリア電子は少数である（例えば、
ＩｎＸＧａ１−ＸＮ、Ｘ＝０．０７では、キャリア電子
濃度＜５×１０１７／ｃｍ３）。そのため、光の照射に
より受光層内に生じた正孔の中で、受光層１３内に存在
するキャリア電子に捕捉される正孔の数は少ない。その
結果、受光層１３からｐ層１４へ移動する正孔の数の損
失が抑えられ、もって、受光素子のエネルギー変換効率
が高くなる。仮に、ＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）
にＳｉ、Ｇｅ等の適当なドナー不純物をドープしてｎ型
とした場合には、受光層内に存在するキャリア電子の濃
度が高くなり、その結果、光の照射により生じた正孔の
中で受光層内のキャリア電子に捕捉される正孔の数が多
くなる。即ち、受光層からｐ層へ移動する正孔の量が減
少し、その結果、受光素子の変換効率が低下する。ま
た、ＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）にＺｎ、Ｍｇ等
の適当なアクセプター不純物をドープしてｐ型とした場
合には、受光層内に多数のキャリア（ホール）が存在す
ることとなる。そのため、光の照射により受光層内で生
じた電子の多数が受光層内のキャリア（ホール）に捕捉
され、受光層からｎ層へ移動する電子の数が減少してし
まう。即ち、受光素子のエネルギー変換効率が低下する
こととなる。尚、前記の通り、ノンドープの状態のＩｎ
ＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）はｎ型となり少数のキャ
リア電子が存在するので、このキャリア電子濃度を減少
させる目的の限度においてアクセプター不純物をドープ
することは差し支えない。The light receiving layer 13 is made of non-doped In x Ga.
1−X N (0 <X <1). In X Ga 1-X N
(0 <X <1) is n-type in a non-doped state,
A small number of carrier electrons exist in the light-receiving layer (for example,
In X Ga 1-X N, the X = 0.07, the carrier electron concentration <5 × 10 17 / cm 3 ). Therefore, among holes generated in the light receiving layer due to light irradiation, the number of holes captured by carrier electrons existing in the light receiving layer 13 is small. As a result, the loss of the number of holes moving from the light receiving layer 13 to the p layer 14 is suppressed, and the energy conversion efficiency of the light receiving element is increased. If, In X Ga 1-X N (0 <X <1)
When an n-type semiconductor is doped with an appropriate donor impurity such as Si or Ge, the concentration of carrier electrons present in the light-receiving layer increases, and as a result, the holes generated by the light irradiation generate The number of holes captured by carrier electrons in the light receiving layer increases. That is, the amount of holes moving from the light receiving layer to the p layer decreases, and as a result, the conversion efficiency of the light receiving element decreases. Also, when In X Ga 1 -XN (0 <X <1) is doped with a suitable acceptor impurity such as Zn or Mg to form a p-type, a large number of carriers (holes) exist in the light receiving layer. Will be done. Therefore, many of the electrons generated in the light receiving layer due to light irradiation are captured by carriers (holes) in the light receiving layer, and the number of electrons moving from the light receiving layer to the n layer decreases. That is, the energy conversion efficiency of the light receiving element decreases. As described above, the undoped In
Since XGa1 - XN (0 <X <1) is n-type and has a small number of carrier electrons, doping with an acceptor impurity may be performed within the limit of reducing the carrier electron concentration.
【００１０】 受光素子は、ダブルへテロ型の他、超格子
構造、シングルヘテロ型、ホモ型のものなどを用いるこ
とができる。[0010] The light receiving element is a double-hetero type, super lattice
Use a structure, single hetero type, homo type, etc.
Can be.
【００１１】ｐ層１４はＧａ１−ＹＡｌＹＮ（０≦Ｙ≦
１）に、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ等のアクセプター不純物をド
ープしてｐ型としたものである。ｐ層１４を、受光層側
の低ホール濃度ｐ−層と、電極側の高ホール濃度ｐ＋層
の二層とすることができる。The p-layer 14 is made of Ga 1-Y Al Y N (0 ≦ Y ≦
1) is obtained by doping an acceptor impurity such as Zn, Mg and Ca into a p-type. The p layer 14 can be a two-layered structure including a low hole concentration p − layer on the light receiving layer side and a high hole concentration p + layer on the electrode side.
【００１２】ｎ電極１５は周知の方法でｎ層１２、受光
層１３、及びｐ層１４の一部をエッチングした後ｎ層１
２上に形成される。ｎ電極１５の材料としては、Ａｌ、
Ｖ、Ａｕ、Ｒｈ等が挙げられる。透光性電極１６及びｐ
電極はＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｎｉ又はこれらを含む
合金等の材料からなる。ｎ電極１５、透光性電極１６及
びｐ電極１７は周知の蒸着法によりそれぞれ形成され
る。透光性電極１６は、変換効率を高めるために重要な
役割をする。ｐ層１４は、正孔キャリア濃度が高くなら
ないために抵抗率が高い。よって、透光性電極１６がな
い場合、ｐ電極１７から遠い場所で発生したキャリアは
ｐ層１４を移動してくる間に消失し、結果的に発電に寄
与しないことになる。ｐ層といえども発生した正孔キャ
リアを短い距離で外部に取り出すことが重要である。The n-electrode 15 is formed by etching a part of the n-layer 12, the light-receiving layer 13, and the p-layer 14 by a known method.
2 is formed. As a material of the n-electrode 15, Al,
V, Au, Rh and the like. Translucent electrode 16 and p
The electrode is made of a material such as Au, Pt, Pd, Co, Ni, or an alloy containing these. The n-electrode 15, the translucent electrode 16 and the p-electrode 17 are each formed by a known vapor deposition method. The translucent electrode 16 plays an important role to increase the conversion efficiency. The p layer 14 has a high resistivity because the hole carrier concentration does not increase. Therefore, when the translucent electrode 16 is not provided, carriers generated at a location far from the p-electrode 17 disappear while moving through the p-layer 14, and as a result do not contribute to power generation. It is important to take out the generated hole carriers to the outside in a short distance even in the p layer.
【００１３】裏面反射層９は発電に寄与せず通過した光
をもう一度反射させ受光層１３に導入させて発電に寄与
させようとするものであり、Ａｇ、Ｔｉ、Ａｌ等を含ん
でなる。The back surface reflection layer 9 reflects the light that has passed without contributing to power generation and introduces the light into the light receiving layer 13 to contribute to power generation, and includes Ag, Ti, Al, and the like.
【００１４】[0014]
【実施例】図１は本発明の一の実施例である受光素子１
の断面図である。受光素子１は基板１０、バッファ層１
１、ｎ層１２、受光層１３、ｐ層１４、ｎ電極１５、透
光性電極１６及びｐ電極１７で構成され、その具体的な
スペックは次の通りである。 層 ： 組成：ドーパント （膜厚） ｐ電極１７ ： Ａｕ／Ｎｉ (5,000Å / 1,000Å) 透光性電極１６ ： Ａｕ／Ｃｏ (60Å / 15Å) ｐ層１４ ： ｐ型ＧａＮ:Ｍｇ （500Å） 受光層１３ ： ノンドープ Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ （0.1〜3μｍ） ｎ電極１５ ： Ａｌ／Ｖ (18,000Å / 175Å) ｎ層１２ ： ｎ型ＧａＮ：Ｓｉ (2.5μｍ) バッファ層１１ ： ＡｌＮ （500Å） 基板１０ ： サファイア （300μm） 裏面反射層９ ： Ｔｉ （1000Å） 各半導体層は周知のＭＯＶＰＥ法により形成される。こ
の成長法においては、アンモニアガスとIII族元素のア
ルキル化合物ガス、例えばトリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ)、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）やトリメチル
インジウム（ＴＭＩ）とを適当な温度に加熱された基板
上に供給して熱分解反応させ、もって所望の結晶を基板
の上に成長させる。ｐ層１４を形成した後、ｐ層１４、
受光層１３及びｎ層１２の一部をエッチングして、ｎ電
極１５を取り付けるための部分をｎ層１２に形成する。
ｎ電極１５及びｐ電極１７の構成は上記の通りであり、
蒸着により形成される。その後、裏面反射層９を周知の
蒸着法又はスパッタ法にて形成する。最後にアロイ処理
を経て個々のチップに分離される。FIG. 1 shows a light receiving element 1 according to one embodiment of the present invention.
FIG. The light receiving element 1 is a substrate 10, a buffer layer 1
1, an n-layer 12, a light-receiving layer 13, a p-layer 14, an n-electrode 15, a translucent electrode 16 and a p-electrode 17, the specific specifications of which are as follows. Layer: Composition: Dopant (thickness) P electrode 17: Au / Ni (5,000 / 1,000) Translucent electrode 16: Au / Co (60/15) P layer 14: p-type GaN: Mg (500) Light receiving Layer 13: non-doped In 0.15 Ga 0.85 N (0.1 to 3 μm) n electrode 15: Al / V (18,000Å / 175Å) n layer 12: n-type GaN: Si (2.5 μm) buffer layer 11: AlN ( 500 mm) Substrate 10: sapphire (300 μm) Back reflection layer 9: Ti (1000 mm) Each semiconductor layer is formed by a well-known MOVPE method. In this growth method, ammonia gas and an alkyl compound gas of a group III element, for example, trimethylgallium (TM
G), trimethylaluminum (TMA) or trimethylindium (TMI) is supplied to a substrate heated to an appropriate temperature to cause a thermal decomposition reaction, thereby growing a desired crystal on the substrate. After forming the p-layer 14, the p-layer 14,
The light-receiving layer 13 and a part of the n-layer 12 are etched to form a part for attaching the n-electrode 15 on the n-layer 12.
The configurations of the n-electrode 15 and the p-electrode 17 are as described above,
It is formed by vapor deposition. After that, the back reflection layer 9 is formed by a well-known vapor deposition method or sputtering method. Finally, it is separated into individual chips through alloy processing.
【００１５】図１の素子は光を電極側から入射する場合
であって、サファイアが透光性であることを利用してサ
ファイア側から入射することも可能である。この場合に
は、裏面反射層９は不要であり、さらに、変換効率を高
めるために透光性電極１６の代わりとして高反射率の電
極材料を使用することもできる。かかる電極材料として
は可視光に対して高い反射率を有し且つオーミック特性
を有する、例えばＡｇ、Ｒｈを含んだ材料を用いられ
る。このときは、チップ裏面で反射した光を有効に利用
し変換効率を高めるために、チップ形成プロセスで支障
をきたさない範囲で高反射率の電極と受光層１３のサイ
ズ及び形状とを同じとすることが好ましい。In the device shown in FIG. 1, light is incident from the electrode side, and light can be incident from the sapphire side by utilizing the fact that sapphire is translucent. In this case, the back reflection layer 9 is unnecessary, and an electrode material having a high reflectance can be used instead of the translucent electrode 16 in order to increase the conversion efficiency. As such an electrode material, a material having high reflectivity to visible light and having ohmic characteristics, for example, containing Ag or Rh is used. In this case, in order to effectively use the light reflected on the back surface of the chip and increase the conversion efficiency, the size and shape of the high-reflectivity electrode and the light-receiving layer 13 are made the same within a range that does not hinder the chip formation process. Is preferred.
【００１６】[0016]
【試験例】次に上記実施例の受光素子１を用いた試験例
を示す。図２は、０．３５ｍｍ□の受光素子１のｎ電極
１５及びｐ電極１７間を直流電流計に接続し、ｐ電極側
からＨｇランプの光源から光を照射した場合の受光素子
の太陽電池特性（電流電圧特性）を示すグラフである。
参考図は光を照射しない場合である。図２より、実施例
の受光素子１は典型的な受光素子特性を示すことがわか
る。Test Example Next, a test example using the light receiving element 1 of the above embodiment will be described. FIG. 2 shows a solar cell characteristic of the light receiving element 1 when the n-electrode 15 and the p-electrode 17 of the light-receiving element 1 of 0.35 mm square are connected to a DC ammeter and light is irradiated from the light source of the Hg lamp from the p-electrode side. 6 is a graph showing (current-voltage characteristics).
The reference diagram is a case where no light is irradiated. FIG. 2 shows that the light receiving element 1 of the example shows typical light receiving element characteristics.
【００１７】図３は、受光素子１のエネルギー変換効率
を測定した結果を示すグラフである。試験には０．３５
ｍｍ□の受光素子１のチップを用い、光をｐ電極側から
照射した場合の変換効率を測定した。光の照射に必要な
電力に対する起電力を変換効率とした。尚、試験に用い
た受光素子１の透光性電極１６の透過率は６０％であ
る。印加する電圧に応じて変換効率が変化し、電圧２．
２Ｖ付近で最大の変換効率約１．９％が得られた。透過
率１００％の透光性電極が得られた場合は、３．２％に
相当する。これは太陽電池として実用に資するものであ
る。FIG. 3 is a graph showing the result of measuring the energy conversion efficiency of the light receiving element 1. 0.35 for the test
The conversion efficiency when light was irradiated from the p-electrode side was measured using a chip of the light receiving element 1 of mm □. The electromotive force for the power required for light irradiation was defined as the conversion efficiency. The transmissivity of the translucent electrode 16 of the light receiving element 1 used in the test is 60%. The conversion efficiency changes according to the applied voltage.
A maximum conversion efficiency of about 1.9% was obtained at around 2V. When a light-transmitting electrode having a transmittance of 100% is obtained, this corresponds to 3.2%. This contributes to practical use as a solar cell.
【００１８】この発明は、上記発明の実施の形態及び実
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。The present invention is not at all limited to the description of the above-described embodiments and examples. Various modifications are included in the present invention without departing from the scope of the claims and within the scope of those skilled in the art.
【００１９】以下次の事項を開示する。 （１０） ｎ型III族窒化物系半導体層と、ノンドープ
のＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）からなる受光層
と、ｐ型III族窒化物系半導体層と、が積層されてなる
積層体。 （１１） 前記ｎ型III族窒化物系半導体層が、Ｓｉを
ドナーとしてドープしたｎ型III族窒化物系半導体であ
る、ことを特徴とする（１０）に記載の積層体。 （２０） ｎ型III族窒化物系半導体層と、実質的にキ
ャリアの存在しないＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）
からなる受光層と、ｐ型III族窒化物系半導体層と、が
積層された構造を備えてなる太陽電池。 （２１） ｎ型III族窒化物系半導体層とｐ型III族窒化
物系半導体層との間に、ＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜
１）からなる受光層であって、光が照射されたときに該
受光層に生ずる電子及びホールの実質的に全部を前記ｎ
型III族窒化物系半導体層及び前記ｐ型半導体層にそれ
ぞれ供給することができる受光層、を挟んだ構造を備え
てなるIII族窒化物系半導体受光素子。The following items are disclosed below. (10) and the n-type Group III nitride semiconductor layer, a light-receiving layer of non-doped In X Ga 1-X N ( 0 <X <1), and p-type Group III nitride semiconductor layer, it is laminated Laminate. (11) The laminate according to (10), wherein the n-type group III nitride-based semiconductor layer is an n-type group III nitride-based semiconductor doped with Si as a donor. (20) and the n-type Group III nitride semiconductor layer, the absence of substantially carrier In X Ga 1-X N ( 0 <X <1)
A solar cell having a structure in which a light-receiving layer made of GaN and a p-type group III nitride-based semiconductor layer are stacked. (21) between the n-type Group III nitride semiconductor layer and the p-type Group III nitride semiconductor layer, In X Ga 1-X N (0 <X <
1) wherein substantially all of the electrons and holes generated in the light-receiving layer when irradiated with light are converted into n.
A group III nitride-based semiconductor light-receiving element having a structure sandwiching a type III group nitride-based semiconductor layer and a light-receiving layer that can be respectively supplied to the p-type semiconductor layer.
【図１】本発明の実施例である受光素子１の断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view of a light receiving element 1 according to an embodiment of the present invention.
【図２】実施例の受光素子１を用いた太陽電池特性を示
すグラフである。FIG. 2 is a graph showing solar cell characteristics using the light receiving element 1 of the example.
【図３】同じくエネルギー変換効率を示すグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing energy conversion efficiency.
１ 受光素子 ９ 裏面反射層 １０ サファイア基板 １１ バッファ層 １２ ｎ型III族窒化物系半導体層 １３ 受光層 １４ ｐ型III族窒化物系半導体層 １５ ｎ電極 １６ 透光性電極 １７ ｐ電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 light receiving element 9 back reflection layer 10 sapphire substrate 11 buffer layer 12 n-type group III nitride-based semiconductor layer 13 light receiving layer 14 p-type group III nitride-based semiconductor layer 15 n electrode 16 translucent electrode 17 p electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 光一 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 5F049 MA02 MA03 MA04 MB07 MB12 NA01 PA04 PA07 PA11 PA14 QA02 QA06 QA16 QA18 SE05 SE12 SE16 SS01 SZ16 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Ota 1 Ochiai, Nagahata, Kasuga-cho, Nishi-Kasugai-gun, Aichi F-term (reference) 5F049 MA02 MA03 MA04 MB07 MB12 NA01 PA04 PA07 PA11 PA14 QA02 QA06 QA16 QA18 SE05 SE12 SE16 SS01 SZ16
Claims (3)
ープのＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）からなる受光
層と、ｐ型III族窒化物系半導体層と、が積層された構
造を備えてなるIII族窒化物系半導体受光素子。1. An n-type group III nitride-based semiconductor layer, a light-receiving layer made of non-doped In X Ga 1-X N (0 <X <1), and a p-type group III nitride-based semiconductor layer A group III nitride semiconductor light receiving device having a laminated structure.
ｉをドナーとしてドープしたｎ型III族窒化物系半導体
である、ことを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化
物系半導体受光素子。2. The method according to claim 1, wherein the n-type group III nitride semiconductor layer is
2. The group III nitride semiconductor light receiving device according to claim 1, wherein the group III nitride semiconductor semiconductor is an n-type group III nitride semiconductor doped with i as a donor.
ープのＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）からなる受光
層と、ｐ型III族窒化物系半導体層と、が積層された前
記構造がサファイアからなる基板上に形成され、基板の
III族窒化物系半導体層と反対の面に光反射層を有す
る、ことを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物系
半導体受光素子。3. An n-type group III nitride-based semiconductor layer, a light-receiving layer made of non-doped In X Ga 1-X N (0 <X <1), and a p-type group III nitride-based semiconductor layer The laminated structure is formed on a substrate made of sapphire, and
The group III nitride semiconductor light receiving device according to claim 1, further comprising a light reflection layer on a surface opposite to the group III nitride semiconductor layer.
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| JP11065881A JP2000261025A (en) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | Light receiving device |
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