JP2001336977A

JP2001336977A - 紫外線センサー及びその取りつけ方法

Info

Publication number: JP2001336977A
Application number: JP2000156455A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yagi; 茂八木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2001-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】紫外線受光部からの導線接続を簡単にした小
型で薄型の紫外線センサーとその取りつけ方法の提供。【解決手段】少なくとも導電性基板１０と半導体層１
２と電極１４からなる受光部１６が透明基体２４に設け
られ、受光部１６からの端子線２０、２２が透明基板２
４上が設けられて紫外線センサーを構成する。この紫外
線センサーは、家屋の窓ガラス、自動車窓ガラス面、人
体の皮膚等に取りつけらて紫外線量が測定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生活環境に存在す
る紫外線を容易に検出することができる小型、かつ薄型
の紫外線センサーとその取りつけ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球の環境問題の最大の問題の一
つとして、オゾン層の破壊による地上での紫外線量が増
加していることが挙げられる。このような紫外線は皮膚
ガンの発生やＤＮＡの損傷による光過敏症の増大、光老
化などの健康に重大な影響を及ぼす他、しみやそばかす
などの美容上の問題となる肌への影響が大きい。このた
め生活環境における紫外線の測定は美容や医療などで必
要性が増してきた。

【０００３】従来、紫外線量の測定には専用の紫外線検
量器を必要とし、またこのような専用のＵＶ測定器を身
につけることは面倒であり、このような点からも紫外線
を簡単に測定することはできなかった。また、従来の紫
外線センサーは可視光に感度のあるものを可視光カット
フィルターを付け、かつ遮光して使用することが必要で
あつたため機器の構造が複雑化し、かつ高価であり、紫
外線センサーの色もフィルタによって黒色となり、また
センサー自身に比較してフィルタが大きく、厚さも厚く
なるための特別な設置場所を必要となるなどの問題があ
り、手軽で簡単な測定器とするためにはデザイン的にも
問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、紫外
線受光部からの導線接続を簡単にし、小型で薄型の紫外
線センサーを提供することにある。また、本発明の目的
は、特別の紫外線センサーを任意の場所に取りつけ可能
であって、デザイン的にも優れた紫外線センサーを提供
することにある。さらに本発明の目的は、透明な表示面
内にも取りつけ可能であって、紫外線センサーを特別に
意識することなく、紫外線量を測定することができる紫
外線センサーの取りつけ方法を提供することにあり、ま
た、人体の各部に照射される紫外線を容易に測定するこ
とができる凝紫外線センサーの取りつけ方法を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、下記の
紫外線センサーによって達成される。（１）少なくとも導電性基体と半導体層と電極とから
なる受光部を基体に直接固定したことを特徴とする紫外
線センサーである。（２）前記基体が、表示素子の表示面であることを特
徴とする前記（１）に記載の紫外線センサーである。（３）前記基体が、透明であることを特徴とする前記
（１）に記載の紫外線センサーである。（４）前記半導体層が、実質的に紫外線光のみに感度
を有することを特徴とする前記（１）に記載の紫外線セ
ンサーである。（５）前記半導体層が、化合物半導体の層であること
を特徴とする前記（１）に記載の紫外線センサーであ
る。（６）前記化合物半導体が、水素を有する非単結晶型
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であることを特徴とする前記
（５）に記載の紫外線センサーである。上記した目的
は、下記の紫外線センサーの取りつけ方法によって達成
される。（７）前記（１）乃至前記（６）のいずれかに記載の
紫外線センサーを紫外線量を測定すべき領域の部位に接
触固定させることを特徴とする紫外線センサーの取りつ
け方法である。（８）前記紫外線量を測定すべき領域の部位が、光入
射窓材であることを特徴とする前記（7）に記載の紫外
線センサーの取りつけ方法である。（９）前記紫外線量を測定すべき領域の部位が、人体
であることを特徴とする前記（７）に記載の紫外線セン
サーの取りつけ方法である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について説明する。本発明の紫外線センサーは、受光
部を透明基体に固定した構造からなり、受光部は、導電
性基体と半導体層と電極とからなる。図１〜図３は、そ
れぞれ本発明の紫外線センサーの好ましい実施の形態を
示している。図１（Ａ）は、本発明の紫外線センサーの
一実施の形態を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１
（Ａ）の側面図である。図１において、導電性基体とし
ての透明性の基体１０の裏面に半導体層１２が形成され
ており、半導体層１２面に電極１４が形成されて受光部
１６が構成されている。受光部１６には、基板電極取出
部１８が形成されており、この基板電極取出部１８と電
極１４にそれぞれ端子線あるいは透明電極配線２０、２
２が透明基体２４上に接続されている。光の入射は透明
性の基体10側から行なっても良いし、電極１４が半透明
の場合、透明基体24側から行なっても良い。透明基体２
４が石英等の紫外線を透過する基体であると、２００nm
までの紫外線を検知することができる。基体１０は、Ａ
ｌのような金属基板であってもよい。また、透明基体２
４はの代わりにシリコンウエハのような不透明材料であ
ってもよい。

【０００７】図２（Ａ）は、本発明の紫外線センサーの
他の実施の形態を示す平面図であり、図２（Ｂ）は、図
２（Ａ）の側面図である。図２においては、前記と同様
な透明性の基体１０と半導体層１２と電極１４によって
構成される２個の受光部２６、２８が形成されており、
それぞれ電極１４及び基板電極取出部１８に接続された
端子線３０、３２、３４が基体３６上に設けられてい
る。基体３６は透明であっても良い。

【０００８】図３（Ａ）は、本発明の紫外線センサーの
更に他の実施の形態を示す平面図であり、図３（Ｂ）
は、図３（Ａ）の側面図である。図３においては、前記
と同様な透明性の基体１０と半導体層１２とによって構
成される２個の受光部３８、４０に電極１４が取りつけ
られ、これらの受光部３８にはそれぞれ基板電極取出部
４２、４４を介して端子線４６、４８が接続されてい
る。また、基板電極取出部４２、４４には絶縁部材５
０、５２が設けられて電極１４、１４に接続された端子
線５４と基板電極取出部４２、４４との電気的接触が防
止できるようになっている。

【０００９】図４及び図５は、図１に示す紫外線センサ
ーを家屋のガラス窓や自動車の窓面、あるいは人体の皮
膚上に取り付ける態様を示す。図４において、窓材(光
入射窓材）５６の屋内側あるいは車内側に紫外線センサ
ーが取り付けられており、この態様は紫外線センサーの
耐久性等の点から望ましい。この場合、紫外線センサー
の導電性基体としての透明性の基体１０を窓材５６に対
し、粘着材あるいは接着材によって固定化することがで
きる。また、溶剤に溶解したポリエステル樹脂、ポリア
ミド樹脂等の高分子樹脂をキヤスト法によって窓材５６
に塗布することによって紫外線センサーを窓材５６に固
定化することができる。図４において、窓材５６に到達
した紫外線は、窓材５６を透過した後、導電性基体とし
ての透明性の基体１０を透過して半導体層１２に至り、
ここで生じる起電流によって紫外線量を測定することが
できる。

【００１０】図５においては、５６は透明基体であって
もよく、一例として窓材５６の屋外側あるいは車外側に
紫外線センサーが取付けられている。紫外線センサーの
取付け手段は図４の場合と同様である。図５では、紫外
線は透明性基体２４を透過して電極１４の周囲の半導体
層１２に至り、ここで生じる起電流によって紫外線量を
測定することができる。図５において、５６は人体の皮
膚であってもよく、この場合、手や顔等の部位の紫外線
量を測定することができる。また、５６は、シリコンウ
エハや金属であっても良い。

【００１１】図６（Ａ）は、本発明の紫外線センサーの
更に他の実施の形態を示す平面図であり、図６（Ｂ）
は、図６（Ａ）の側面図である。図６においては、図１
に示す紫外線センサーと異なる点は、透明基体２４上に
導電性基体１０、半導体層１２、電極１４の順に設けら
れ、この電極１４に端子線２０、２２が設けられてお
り、これらの積層順が図１の場合と逆となっていること
である。したがって、図１及び図６において、実質的に
同じ構成部材は同一の符号で示している。また、図７
（Ａ）は、本発明の紫外線センサーの更に他の実施の形
態を示す平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の側
面図である。図７においても、透明基体３６上に導電性
基体１０、半導体層１２、電極１４の順に設けられ、こ
の電極１４に端子線３０、３２、３４が設けられてお
り、これらの積層順が図２の場合と逆となっていること
である。したがって、図２と図７において、実質的に同
じ構成部材は同一の符号で示している。

【００１２】図８及び図９は、図６に示す紫外線センサ
ーを家屋のガラス窓や自動車の窓面等の透明基体に取り
付ける態様を示す。図８において、窓材５６の屋内側あ
るいは車内側に紫外線センサーが取り付けられている。
この場合、紫外線センサーの電極１４側を窓材５６に対
し、粘着材あるいは接着材によって固定化することがで
きる。また、溶剤に溶解したポリエステル樹脂、ポリア
ミド樹脂等の高分子樹脂をキヤスト法によって窓材５６
に塗布することによって紫外線センサーを窓材５６に固
定化することができる。図８において、窓材５６に到達
した紫外線は、窓材５６を透過した後、電極１４周囲の
半導体層１２に至り、ここで生じる起電流によって紫外
線量を測定することができる。

【００１３】図９においては、窓材５６の屋外側あるい
は車外側に紫外線センサーが取付けられている。紫外線
センサーの取付け手段は図８の場合と同様に粘着材、接
着材を用いる方法や高分子樹脂のキャスト法を用いるこ
とができる。

【００１４】図１０（Ａ）は、本発明の紫外線センサー
における透明基体の平面図、図１０（Ｂ）は、図６
（Ａ）に示す透明基体に受光部を取り付けた態様を示す
平面図、図１０（Ｃ）は、図６（Ｂ）の側面図である。
図１０において、透明基体６０の一部に開口部６２が設
けられ、この開口部６２付近に導電性基体６４の片面が
固着され、この導電性基体６４の他方の面に半導体層６
６が設けられ、半導体層６６上に電極６８が形成されて
いる。この電極６８と半導体層６６の隅部に設けられた
基板電極取出部７０とにそれぞれ端子線７２、７４が接
続されている。

【００１５】図１１は、図１０に示す紫外線センサーを
窓材５６に取付けた態様を示している。図１１におい
て、窓材５６の片面に紫外線センサーの電極６８側を固
定しているが、窓材５６の片面に紫外線センサーの透明
基体６０面を固定してもよい。

【００１６】図１２（Ａ）は、本発明の紫外線センサー
の更に他の実施の形態を示す平面図であり、図１２
（Ｂ）は、図１２（Ａ）の側面図である。図１２におい
ては、透明基体８０に２つの開口部８２、８４が設けら
れ、これらの開口部８２、８４にそれぞれ図１０の場合
と同様に導電性基体６４の片面が固着され、この導電性
基体６４の他方の面に半導体層６６が設けられ、半導体
層６６上に電極６８が形成されている。この電極６８と
半導体層６６の隅部に設けられた基板電極取出部７０と
にそれぞれ端子線７２、７４が接続されている。

【００１７】上記した紫外線センサー及びその取付け方
法に示すように、本発明の紫外線センサーは、紫外光の
入射を透明基体側からあるいは電極側からのいずれでも
行なうようにしてもよい。透明導電性基板側から光入射
を行う場合には透明基体としては、ガラス、石英、サフ
ァイア、MgO, LiF,CaF₂等の透明な無機材料、また、弗
素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ等の透明な
有機樹脂のフィルムまたは板状体等が使用できる。

【００１８】上記透明基体上に設ける透光性電極として
は、ITO、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウ
ム、ヨウ化銅等の透明導電性材料を用い、蒸着、イオン
プレーティング、スパッタリング等の方法により形成し
たもの、あるいはAl,Ni,Au等の金属を蒸着やスパッタリ
ングにより半透明になる程度に薄く形成したものが用い
られる。３３０ｎｍ以下の短波長を測定する場合には蒸
着した半透明の金属電極が望ましく、この電極を通して
光入射が行えば良い。

【００１９】また、半導体層の上に透光性電極を直接設
けても良いし、また電極が一定の隙間を挟んで設置した
一対の電極であっても良い。また、窓材としては、ガラ
ス、石英、透明な高分子フィルタ等が使用でき、透明高
分子フィルタとしては、フッ素樹脂、ポリエステル、ポ
リカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂等の透明な有機樹脂のフィルム
や板状体を挙げられる。

【００２０】受光部と端子線は、接着剤や粘着剤で接触
固定することができる。端子線は、細い金属線でも良い
し、透明基体上に導電性の細線を形成したものでもよ
く、また、透明導電線により細線を形成したものでもよ
い。さらに端子線は、透明フィルタや透明高分子樹脂な
どによって絶縁被覆してもよい。金属線としては、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒなどの導電性のあるものを
使用することができる。また、透明基体上に導電性の細
線を形成する場合、導電性塗料などで印刷してもよい。
また、透明導電性膜を形成する場合、酸化スズ、酸化イ
ンジウム、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛などの膜を蒸
着、スパッターなどの方法で形成することができる。さ
らに電極と端子線との接触には導電性性ペーストを使用
することができる。

【００２１】紫外線センサーは、基体(透明基体）の厚
みがセンサーの厚さを支配するため、基体は薄い方がよ
く、０．０５〜２ｍｍが好ましく、より好ましくは０．
１〜０．５ｍｍである。このようなセンサーでは厚さを
意識させることなく、窓材に取り付けることができ、ま
た、電子機器の表示面に設置することができる。

【００２２】このような紫外線センサーとして使用でき
るのは、可視域に感度のない酸化チタンや酸化亜鉛など
の酸化物半導体を使用することもできる。特に光応答が
速く、吸収域を組成によって調整でき、受光部に余分な
スペースを必要としない小型で薄型などの点や色などの
デザイン性に優れた窒化物系化合物半導体を用いた紫外
線センサーが望ましい。

【００２３】この場合、紫外線センサーの受光部は、任
意の形態を採用することができる。例えば、紫外線セン
サー受光部が透明な場合、情報表示に支障を生じないの
で、情報表示面の全面または任意の領域に紫外線センサ
ー受光部を取り付けることが可能である。また、紫外線
センサー受光部の形態あるいは色相は、情報表示面にお
けるデザイン面を考慮して任意に設定することができ
る。例えば、紫外線センサーの受光部を貴金属金の色相
とすると、デザイン的に高級なイメージを付与すること
ができ、また、紫外線センサーの受光部を情報表示色と
同一または近似した色相とすると、デザイン的に紫外線
センサー受光部が取りつけられた領域を意識することが
なく、既存の情報表示面を意識させることができる。

【００２４】図１３は、本発明における紫外線センサー
を有する紫外線検知機構の一実施の形態を示す構成図で
ある。図１３において、８０は紫外線センサー、８２は
電流増幅器、８４はＡ／Ｄ変換器、８６はコンピュー
タ、８８はＬＣＤドライブ、９０はＬＣＤ(情報表示
面）である。本発明の紫外線センサー８０では電極間に
流れる光起電流として取り出しても良いし、電圧を印加
することによって、光電流を取り出すことができる。携
帯機器の電力を消費しない点から、光起電流型が好まし
い。

【００２５】光起電流は、電流増幅器８２を介して増幅
された後、Ａ／Ｄ変換８４を通して、デジタル信号に変
換され、コンピュータ８６に至る。コンピュータ８６で
は、例えば、測定された紫外線量に基づいて人体に有害
な紫外線量の閾値が予め設定されており、これらの閾値
を超えたときにＬＣＤドライブ８８を介しＬＣＤ(情報
表示面）９０に有害な紫外線量であることを表示した
り、警報を発するようにすることができる。紫外線セン
サー８０を窓材に取り付ける場合、窓材の付近にＬＣＤ
９０を設置してもよく、紫外線センサー８０を情報表示
面に設置する場合、この前記情報表示面に紫外線量を表
示するようにしてもよい。

【００２６】なお、この時表示はエネルギー表示（紫外
線量）でもＵＶ指標でも良い。出力変換は出力電流を適
当な抵抗を加えることによるアナログ変換でも良いし、
係数を設定したデジタルによる変換でも良い。本発明の
紫外線センサーは単層型であっても、異なるバンドギャ
ップの半導体層を形成し異なる波長帯の紫外線を分離測
定できるようにした積層型であってもよい。

【００２７】本発明の紫外線センサーに用いることがで
きる半導体は、基板の上にAl, Ga,Inの少なくとも一つ
以上の元素とチッ素からなる化合物半導体を形成したも
のが用いることが望ましい。この半導体は単結晶でも非
単結晶でも良い。また、光感度は主に４００ｎｍより短
波長にあるものを用いることができるが、感度の長波長
のすそは４００ｎｍより長波長側に延びていても良い。
本発明において、紫外線センサーとして窒化物系化合物
半導体を用いた紫外線センサーは、可視光に感度が無い
ため明るいままで使用できる利点がある。この半導体受
光素子は一つでも良いし、複数並べて設けても良い。

【００２８】窒化物系化合物半導体としての非晶質ある
いは微結晶からなる非単結晶光半導体は、非晶質相であ
っても微結晶相からなっていてもまた微結晶相と非晶質
相の混合状態であっても良い。また単結晶状の膜であっ
ても良い。結晶系は立方晶あるいは6方晶系のいずれか
一つであっても複数の結晶系が混合された状態でもよ
い。微結晶の大きさは5nmから5μmであり、X線回折や電
子線回折および断面の電子顕微鏡写真を用いた形状測定
などによって測定できることができる。また柱状成長し
たものでも良いし、Ｘ線回折スペクトルで単一ピークで
あり、結晶面方位が高度に配向した膜でも良いし、また
単結晶でも良い。

【００２９】半導体は、非単結晶の場合には水素濃度が
0.5原子%以上から50原子%以下の水素を含む半導体であ
っても良い。また、一配位のハロゲン元素が含まれてい
ても良い。この半導体に含まれる水素が0.5原子%未満で
は、結晶粒界での結合欠陥とあるいは非晶質相内部での
結合欠陥や未結合手を水素との結合によって無くし、バ
ンド内に形成する欠陥準位を不活性化するのに不十分で
あり、結合欠陥や構造欠陥が増大し、暗抵抗が低下し光
感度がなくなるため実用的な光導電体として機能するこ
とができない。

【００３０】これに対し、膜中に水素が50原子%をこえ
ると、水素がＩＩＩ族元素及びＶ族元素に2つ以上結合
する確率が増え、これらの元素が3次元構造を保たず、2
次元および鎖状のネットワークを形成するようになり、
とくに結晶粒界でボイドを多量に発生するため結果とし
てバンド内に新たな準位を形成し、電気的な特性が劣化
すると共に硬度などの機械的性質が低下する。さらに膜
が酸化されやすくなり、結果として膜中に不純物欠陥が
多量に発生することとになり、良好な光電気特性が得ら
れなくなる。

【００３１】また、膜中の水素が50原子%をこえると、
電気的特性を制御するためにドープするドーパントを水
素が不活性化するようになるため結果として電気的に活
性な非晶質あるいは微結晶からなる非単結晶光半導体が
得られない。水素量についてはハイドジェンフォワード
スキャタリング(HFS)により絶対値を測定することがで
きる。また加熱による水素放出量の測定あるいはIRスペ
クトルの測定によっても推定することができる。また、
これらの水素結合状態は赤外吸収スペクトルによって容
易に測定することできる。

【００３２】ＩＩＩ族とチッ素の原子数比は0.5:1.0以
下の場合, あるいは1:0.5以上ではＩＩＩ族とＶ族の結
合において閃亜鉛鉱(Zincblende)型を取る部分が少なく
なり欠陥が多くなり良好な半導体として機能しなくな
る。

【００３３】膜の光学ギャップはＩＩＩ族元素の混合比
によって任意にかえることができる。GaN:Hを基準にす
ると3.2-3.5eVより大きくする場合にはAlを加えること
によって３００ｎｍから３３０ｎｍの吸収が可能なバン
ドギャップ程度まで変化させることができ、主にＵＶ−
Ｂの紫外線を測定することができる。またＡｌとＩｎを
同時に加えることによってもバンドギヤップを調整する
ことができる。

【００３４】膜中の各元素組成はX線光電子分光(XPS)、
エレクトロンマイクロプローブ、ラザフォードバックス
キャタリング(RBS)、二次イオン質量分析計等の方法で
測定することが出来る。

【００３５】次に本発明の紫外線測定器のAl, Ga, Inの
少なくとも一つ以上の元素とチッ素からなる半導体層
は、次のように製造することができる。以下、図に従っ
て説明する。図１４の方法はプラズマを活性化手段とす
る方法である。１０１は真空に排気しうる容器、１０２
は排気口、１０３は基板ホルダー、１０４は基板加熱用
のヒーター、１０５，１０６は容器１０１に接続された
石英管であり、それぞれガス導入管１１０、１１９に連
通している。また、石英管１０５にはガス導入管１１１
に接続され、石英管１０６にはガス導入管１１２が接続
されている。

【００３６】この装置においては、チッ素元素源とし
て、例えば、N₂をガス導入管１１９から石英管１０５
に導入する。マグネトロンを用いたマイクロ波発振器
(図示せず)に接続されたマイクロ導波管１１８に2.45GH
zのマイクロ波が供給され石英管１０５内に放電を発生
させる。別のガス導入口１１０から、例えばH₂を石英
管１０６に導入する。高周波発振器(図示せず)から高周
波コイル１０７に13.56MHzの高周波を供給し、石英管１
０６内に放電を発生させる。放電空間の下流側よりトリ
メチルガリウムをガス導入管１１２より導入することに
よって基板上に非晶質あるいは微結晶の非単結晶チッ化
ガリウム光半導体を成膜することができる。

【００３７】非晶質あるいは微結晶、あるいは高度に配
向した柱状成長した多結晶、単結晶になるかは基板の種
類、基板温度,ガスの流量圧力、放電条件に依存する。
基板温度は100℃〜600℃である。基板温度が高い場合又
は／及びＩＩＩ族原料ガスの流量が少ない場合には微結
晶や単結晶状になりやすい。基板温度が300℃より低い
場合にはＩＩＩ族原料ガスの流量が少ない場合に結晶性
となり、また基板温度が300℃より高い場合には低温条
件よりもＩＩＩ族原料ガスの流量が多い場合でも結晶性
となりやすい。また例えばH₂放電を行った場合には行な
わないよりも結晶化を進めることができる。トリメチル
ガリウムの代わりにインジウム、アルミニウムを含む有
機金属化合物を用いることもできるし、また混合するこ
ともできる。また、これらの有機金属化合物は、ガス導
入管１１１から別々に導入しても良い。

【００３８】また、C,Si,Ge,Snから選ばれた少なくとも
一つ以上の元素を含むガス、あるいはBe,Mg,Ca,Zn,Srか
ら選ばれた少なくとも1つ以上の元素を含むガスを放電
空間の下流側(ガス導入管１１１又はガス導入管１１２
から導入することによってn型、p型等任意の伝導型の非
晶質あるいは微結晶のチッ化物半導体を得ることができ
る。Cの場合には条件によっては有機金属化合物の炭素
を使用してもよい。

【００３９】上述のような装置において放電エネルギー
により形成される活性チッ素あるいは活性水素を独立に
制御してもよいし、NH₃のようなチッ素と水素原子を同
時に含むガスを用いてもよい。さらにH₂を加えてもよ
い。また、有機金属化合物から活性水素が遊離生成する
条件を用いることもできる。このようにすることによっ
て、基板上には活性化されたＩＩＩ族原子、チッ素原子
が制御された状態で存在し、かつ水素原子がメチル基や
エチル基をメタンやエタン等の不活性分子にするために
低温にも拘わらず、炭素が入らず、膜欠陥が抑えられた
非晶質あるいは結晶性が生成できる。またプラズマCVD
装置を用いてもよい。

【００４０】上述の装置において活性化手段として、高
周波発振器、マイクロ波発振器、エレクトロサイクロト
ロン共鳴方式やヘリコンプラズマ方式であっても良い
し、これらの一つを用いても良いし、二つ以上を用いて
もよい。また、二つ共マイクロ波発振器であっても良い
し、2つ共高周波発振器で有っても良い。また高周波放
電の場合、誘導型でも容量型でも良い。また2つ共エレ
クトロンサイクロトロン共鳴方式を用いても良い。異な
る活性化手段(励起手段)を用いる場合には、同じ圧力で
同時に放電が生起できるようにする必要があり、放電内
と成膜部(容器１０１内)に圧力差を設けても良い。また
同一圧力で行う場合、異なる活性化手段(励起手段)、例
えば、マイクロ波と高周波放電を用いると励起種の励起
エネルギーを大きく変えることができ、膜質制御に有効
である。

【００４１】本発明に用いることができる半導体層は反
応性蒸着法やイオンプレーイング、リアクティブスパッ
ターなど少なくとも水素が活性化された雰囲気で成膜を
行うことも可能である。

【００４２】本発明で使用する基板としては導電性でも
絶縁性でも良く、結晶あるいは非晶質でも良い。導電性
基板としては、アルミニウム、ステンレススチール、ニ
ッケル、クロム等の金属及びその合金結晶、Si,GaAs,Ga
P,GaN,SiC,ZnOなどの半導体を挙げることができる。

【００４３】また、基板表面に導電化処理を施した絶縁
性基板を使用することもできる。絶縁性基板としては、
高分子フィルム、ガラス、石英、セラミック等を挙げる
ことができる。導電化処理は、上記の金属又は金、銀、
銅等を蒸着法、スパッター法、イオンプレーティング法
などにより成膜して行う。

【００４４】半導体の原料としては、Al,Ga,Inのなかか
ら選ばれる一つ以上の元素を含む有機金属化合物を用い
ることができる。これらの有機金属化合物としてはトリ
メチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、ターシ
ャリーブチルアルミニウム、トリメチルガリウム、トリ
エチルガリウム、ターシャリーブチルガリウム、トリメ
チルインジウム、トリエチルインジウム、ターシャリー
ブチルインジウムなどの液体や固体を気化して単独にあ
るいはキャリアガスでバブリングすることによって混合
状態で使用することができる。キャリアガスとしては水
素,N₂,メタン,エタンなどの炭化水素、CF₄,C₂F₆ など
のハロゲン化炭素などを用いることができる。

【００４５】チッ素原料としてはN₂,NH₃,NF₃,N
₂H₄、メチルヒドラジンなどの気体、液体を気化あるい
はキャリアガスでバブリングすることによって使用する
ことができる。

【００４６】また、半導体では、p,n制御のために元素
を膜中にドープすることができる。n型用の元素として
はＩa族のLi, Ｉb族のCu,Ag,Au, ＩＩa族のMg,ＩＩb
族のZn,ＩＶa族のSi,Ge,Sn,Pb,ＶＩa族のS,Se,Teを用い
ることができる。p型用の元素としてはＩa族のLi,Na,
K, Ｉb族のCu,Ag,Au, ＩＩa族のBe,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra,Ｉ
Ｉb族のZn,Cd,Hg,ＩＶa族のC,Si,Ge,Sn,Pb, ＶＩa族の
S,Se,Te、ＶＩb族のCr,Mo,W, ＶＩＩＩa族のFe,Co,Niな
どを用いることができる。

【００４７】半導体膜はアンドープ膜は弱いｎ型であ
り、光感度を得るためにショットキーバリアを形成した
り、ｐｎ接合を形成したりして、内部に電界を形成する
ことができる。また内部の空乏層を広げるためにｉ型と
することもできる。この点から、特に、Be,Mg,Ca,Zn,Sr
が好ましい。

【００４８】ドーピングの方法としてはn型用としてはS
iH₄,Si₂H₆,GeH₄,GeF₄,SnH₄を、ｉ型化およびp型
用としてはBeH₂,BeCl₂,BeCl₄,シクロペンタジエニル
マグネシウム、ジメチルカルシウム、ジメチルストロン
チウム、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、などのガス状態
で使用できる。また元素を膜中にドーピングするには、
熱拡散法、イオン注入法等の公知の方法を採用すること
ができる。

【００４９】前記のように構成することによって、建物
の窓ガラス、自動車の窓ガラス等の窓材への紫外線セン
サーの取り付けが容易になると共に、特別な紫外線測定
器を用意しなくとも日常常備している携帯電話や携帯電
子メール機器さらに屋外での携帯用のナビゲータなど
で、大きさや重さ、機能を損なわずに、デザイン上も優
れた紫外線測定機能を有する携帯型情報機器を構成する
ことができる。

【００５０】

【実施例】以下に実施例をあげて説明をする。（実施例１）厚さ０．２ｍｍの硼珪酸ガラス基板に酸化
インジウムスズ（ＩＴＯ）を１００ｎｍスパッタし透明
電極とした基板にリモートプラズマ有機金属気相成長法
を用いて、厚さ１００ｎｍのＭｇドープ水素化GaN膜を
作製した。この膜は透明であった。この上に直径２ｍｍ
のＡｕの電極を真空蒸着で作製した。それぞれの電極に
銀線を導電性接着剤にて端子として接続した。この素子
はうすい金色で厚さが０．２ｍｍと薄く、センサーの大
きさは４×４ｍｍであった。この紫外線センサーの分光
感度特性グラフを図１５に示す。図１５から前記紫外線
センサーは、４００ｎｍ付近から感度があり、３５０ｎ
ｍ付近で感度がＭａｘであることを示している。これと
は別に、幅０．５ｍｍ、長さ１０ｍｍのストライプ状の
ＩＴＯ透明電極を１．５ｍｍの間隔で２本を、厚さ０．
２ｍｍの透明なポリエステルフィルタの上にスパッター
で作製した。この２つのＩＴＯ端子に導電性ペーストを
付け、紫外線センサーのＩＴＯ端子とＡｕ電極に一致す
るようにして固定した。乾燥後、ポリメチルメタクリレ
ートの窓材にエポキシ接着剤を用いて固定した。このよ
うにして透明窓材にＡｕ電極のみが見える紫外線センサ
ーを取り付けた。このセンサーは、ガラスや窓や人体に
つけて使用することができる。

【００５１】（実施例２）実施例１の紫外線センサーを
２個用意し、図２に示すように配置した。これとは別に
幅０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのストライプ状のＩＴＯ透
明電極３本を１．５ｍｍの間隔で、厚さ０．２ｍｍの透
明なポリエステルフィルタの上にスパッターで作製し
た。この３つのＩＴＯ線と２つの紫外線センサーのＩＴ
Ｏ端子とＡｕ電極に一致するように導電性ペーストを付
け、固定した。乾燥後、ポリメチルメタクリレートの窓
材にエポキシ接着剤を用いて固定した。このようにして
透明窓材にＡｕ電極のみが見える２つの紫外線センサー
を取り付けた。

【００５２】(実施例３）実施例１のセンサーを用い
た。但し図１０に示すように、透明基体の取りつけ方法
を変更した。透明基体として片方に３×３ｍｍの穴のあ
いた幅５ｍｍで長さが２０ｍｍの透明粘着フイルムを用
意し、直径０．１ｍｍ、長さ３０ｍｍのＡｇ線をこの上
に０．１５ｍｍ間隔で固定した。図１０のようにこのＡ
ｇ線をＩＴＯ端子とＡｕ電極にＡｇペーストで固定し
た。このセンサーを図１１に示すように表示素子上に乗
せ、粘着フイルムを固定し、表示面にＡｕ電極のみ目視
できる紫外線センサーとすることができた。

【００５３】(実施例４）実施例１のセンサーを２つ用
い図２のように配置した。但し図１２に示すように、図
１０に示す透明基体の取りつけ方法を用いた。透明基体
として２ヶ所に３×３ｍｍの穴のあいた幅４ｍｍで長さ
が３０ｍｍの透明粘着フイルムを用意し、直径０．１ｍ
ｍ長さが異なるＡｇ線をこの上に０．１５ｍｍ間隔で４
本固定した。さらに図１２のようにこのＡｇ線をＩＴＯ
端子とＡｕ電極にＡｇペーストで固定した。このセンサ
ーを図１１に示すように表示素子上に乗せ、粘着フイル
ムを固定し、表示面にＡｕ電極のみ目視できる２つの紫
外線センサーを取りつけることができた。

【００５４】（実施例５）実施例１の紫外線センサーを
表示素子の上に直接固定した。端子線としては、導電性
ペーストで銀線を用いた。

【００５５】（実施例６）実施例１の紫外線センサーを
シリコンウエハに複数直接固定した。端子線はシリコン
ウエハ上に０．２mmの金線を蒸着で作製し、銀ペースト
で接触させた。

【００５６】

【発明の効果】本発明は従来、専用の紫外線測定器によ
って測定されていた紫外線量を、本発明の小型薄型のセ
ンサーとその取りつけ方法を用いることで、手軽にかつ
簡便に常時、高精度でどのような場所でも測定すること
を可能とし、機能的にもデザイン的にも本来の電子機器
の性能を損なうことなく低価格で紫外線測定器を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の紫外線センサーの一実施の形
態を示す概略的平面図、（Ｂ）は（Ａ）の概略的側面図
である。

【図２】（Ａ）は本発明の紫外線センサーの他の実施の
形態を示す概略的平面図、（Ｂ）は（Ａ）の概略的側面
図である。

【図３】（Ａ）は本発明の紫外線センサーのさらに他の
実施の形態を示す概略的平面図、（Ｂ）は（Ａ）の概略
的側面図である。

【図４】図１に示す紫外線センサーの取付け方法の一
実施の形態を示す概略的断面図である。

【図５】図１に示す紫外線センサーの取付け方法の他
の実施の形態を示す概略的断面図である。

【図６】（Ａ）は本発明の紫外線センサーのさらに他の
実施の形態を示す概略的平面図、（Ｂ）は（Ａ）の概略
的側面図である。

【図７】（Ａ）は本発明の紫外線センサーのさらに他
の実施の形態を示す概略的平面図、（Ｂ）は（Ａ）の概
略的側面図である。

【図８】図６に示す紫外線センサーの取付け方法の一
実施の形態を示す概略的断面図である。

【図９】図６に示す紫外線センサーの取付け方法の他
の実施の形態を示す概略的断面図である。

【図１０】本発明の紫外線センサーのさらに他の実施
の形態を示し、（Ａ）は紫外線センサーにおける透明性
基体の平面図、（Ｂ）は紫外線センサーの概略的平面
図、（Ｃ）は（Ｂ）の概略的断面図である。

【図１１】図１０に示す紫外線センサーの取りつけ方
法の一実施の形態を示す断面図である。

【図１２】（Ａ）は紫外線センサーにおける透明性基体
の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の透明性基体を用いた紫外線
センサーの平面図である。

【図１３】本発明の紫外線センサーを備えた紫外線量
測定機構の構成図である。

【図１４】本発明における紫外線センサーを構成する
半導体層を形成するための装置の概略的構成図である。

【図１５】実施例１で得られたセンサーの分光感度特
性グラフである。

【符号の説明】

１０導電性基体〈透明性の基体）１２半導体層１４電極１６受光面１８基板電極取出部２０、２２端子線２４基体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G065 AA04 AB05 BA02 BC03 BC14 BC28 BC35 BD02 BD04 BD05 BD06 DA10 5F049 MA02 MA04 MA05 MB07 MB12 NA09 NA10 NA19 NB10 PA06 PA07 PA20 QA06 SE02 SE03 SE04 SS01 SS02 SS03 SS04 WA05 5F088 AA02 AA03 AB04 AB05 AB07 BB06 CA02 FA04 GA02 JA03 JA18 LA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも導電性基体と半導体層と電
極とからなる受光部を基体に直接固定したことを特徴と
する紫外線センサー。
【請求項２】前記基体が、表示素子の表示面であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の紫外線センサー。
【請求項３】前記基体が、透明であることを特徴とす
る請求項1に記載の紫外線センサー。
【請求項４】前記半導体層が、実質的に紫外線光のみ
に感度を有することを特徴とする請求項１に記載の紫外
線センサー。
【請求項５】前記半導体層が、化合物半導体の層であ
ることを特徴とする請求項１に記載の紫外線センサー。
【請求項６】前記化合物半導体が、水素を有する非単
結晶型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であることを特徴とす
る請求項５に記載の紫外線センサー。
【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
の紫外線センサーを紫外線量を測定すべき領域の部位に
接触固定させることを特徴とする紫外線センサーの取り
つけ方法。
【請求項８】前記紫外線量を測定すべき領域の部位
が、光入射窓材であることを特徴とする請求項7に記載
の紫外線センサーの取りつけ方法。
【請求項９】前記紫外線量を測定すべき領域の部位
が、人体であることを特徴とする請求項７に記載の紫外
線センサーの取りつけ方法。