JP2004251754A

JP2004251754A - 紫外線センサー

Info

Publication number: JP2004251754A
Application number: JP2003042436A
Authority: JP
Inventors: Seiji Suzuki; 星児鈴木; Shigeru Yagi; 茂八木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】多機能および／または広帯域であり、構成が簡易で、低コストの紫外線センサーを提供すること。
【解決手段】少なくとも、１枚の紫外線検出素子固定用基板と、三族元素と窒素原子とを含む半導体を用いた２個以上の紫外線検出素子と、を含む紫外線センサーにおいて、前記紫外線検出素子のうち、少なくともいずれか２個以上の特性が相互に異なり、前記紫外線検出素子が、前記紫外線検出素子固定用基板の平面に近接して配置されたとこを特徴とする紫外線センサー。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に２個以上の紫外線検出素子を設けた紫外線検出センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の化合物半導体を用いて作製された紫外線センサーは、例えば、紫外線領域における分光感度を調整して分光器として利用しようとする場合には光学フィルタなどを設ける必要があったため、構成が複雑になり、コストも高くなるという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば、異なる波長領域に感度を有する紫外線検出素子を紫外線光受光方向に積層した紫外線受光器が提案されている（特許文献１参照）。このような波長に対して複数のチャンネルを有する紫外線受光器は、異なる波長領域の紫外線を個々の紫外線検出素子により精度よく測定することが可能で、構成をより単純化することができるため、コストもより低く抑えることができる。
【０００４】
しかしながら、このような積層構造型の紫外線受光器では、波長に対して複数のチャンネルを設けることが出来ても、特定の波長に対する絶対感度や時間応答性に対して複数のチャンネルを設け、広帯域の紫外線センサーとして利用することは困難であった。また、波長に対して多くのチャンネルを設けようとした場合には、受光面から離れた部分に積層された紫外線検出素子に到達する光量が弱くなるため、受光面から離れて積層された紫外線検出素子の受光効率が低下する場合もあった。
【０００５】
【特許文献１】
特願２００１−１４９０３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、多機能および／または広帯域であり、構成が簡易で、低コストの紫外線センサーを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は、
＜１＞少なくとも、１枚の紫外線検出素子固定用基板と、三族元素と窒素原子とを含む半導体を用いた２個以上の紫外線検出素子と、を含む紫外線センサーにおいて、
前記紫外線検出素子のうち、少なくともいずれか２個以上の特性が相互に異なり、前記紫外線検出素子が、前記紫外線検出素子固定用基板の平面に近接して配置されたとこを特徴とする紫外線センサーである。
【０００８】
＜２＞前記紫外線検出素子を、前記紫外線検出素子固定用基板に実装することにより作製されたことを特徴とする＜１＞に記載の紫外線センサーである。
【０００９】
＜３＞前記特性が、分光感度であることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の紫外線センサーである。
【００１０】
＜４＞前記特性が、絶対感度であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の紫外線センサーである。
【００１１】
＜５＞前記特性が、時間応答速度であることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の紫外線センサーである。
【００１２】
＜６＞前記紫外線検出素子が平板状であり、前記紫外線検出素子の平面と前記紫外線検出素子固定用基板の平面とが近接するように、前記紫外線検出素子が前記紫外線検出素子固定用基板に配置された＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の紫外線センサーであって、
前記紫外線検出素子固定用基板上に、前記紫外線検出素子が相互に離れて配置されたことを特徴とする紫外線センサーである。
【００１３】
＜７＞前記紫外線検出素子が平板状であり、前記紫外線検出素子の平面と前記紫外線検出素子固定用基板の平面とが近接するように、前記紫外線検出素子が前記紫外線検出素子固定用基板に配置された＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の紫外線センサーであって、
前記紫外線検出素子固定用基板上に、前記紫外線検出素子が相互に隣接して配置され、且つ、前記紫外線検出素子同士が隣接する部分の端面が受光可能なように露出していることを特徴とする紫外線センサーである。
【００１４】
＜８＞前記紫外線検出素子の平面が、前記紫外線検出素子固定用基板の平面に対して斜めになるように、前記紫外線検出素子が前記紫外線検出素子固定用基板に配置された＜６＞または＜７＞に記載の紫外線センサーである。
【００１５】
＜９＞前記端面が、粗面処理および／または曲面加工されたことを特徴とする＜６＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の紫外線センサーである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
＜本発明の概要＞
本発明の紫外線センサーは、少なくとも、１枚の紫外線検出素子固定用基板（以下、「素子固定用基板」と略す場合がある）と、三族元素と窒素原子とを含む半導体を用いた２個以上の紫外線検出素子と、を含む紫外線センサーにおいて、前記紫外線検出素子のうち、少なくともいずれか２個以上の特性が相互に異なり、前記紫外線検出素子が、前記紫外線検出素子固定用基板の平面に近接して配置されたとこを特徴とする。
【００１７】
従って、本発明によれば、波長分光特性、絶対感度、時間応答性等の特性の少なくともいずれか１つの特性が相互に異なる複数のチャンネルを有し、構成が簡易で、低コストの紫外線センサーを提供することができる。
【００１８】
なお、「紫外線検出素子が、素子固定用基板の平面に近接して配置される」とは、基板の平面方向に対して、紫外線検出素子の少なくとも受光部同士が重ならないように、紫外線検出素子が、素子固定用基板基板の片面あるいは両面に配置されていることを意味する。なお、紫外線検出素子同士が重ならないように、紫外線検出素子が、素子固定用基板基板の片面に配置されていることが好ましい。また、当該近接とは、素子固定用基板基板の平面に対して、直接に接するか、あるいは、僅かな隙間や接着剤等を介して、実質的に接するように配置されていることを意味する。
【００１９】
また、本発明の紫外線センサーに用いられる紫外線検出素子のうち、少なくともいずれか２個以上の特性が相互に異なるものである。当該特性とは、具体的には分光感度、絶対感度、時間応答速度等が挙げられ、これ以外の特性を相互に異なるものとしてもよい。
紫外線センサーに用いられる紫外線検出素子の特性は、いずれか１種類のみが異なるものであってもよいが、２種類、あるいは、３種類全てが異なるものであってもよい。
【００２０】
このような紫外線センサーに用いられる紫外線検出素子の特性の違いによる本発明の紫外線センサーの機能や効果について、紫外線検出素子が、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの素子からなる場合を前提として説明する。
【００２１】
まず、４つの紫外線検出素子のいずれか１種類のみの特性を異なるものとした場合には、本発明の紫外線センサーは、以下に説明するような用途に利用することができる。
例えば、４つの素子の分光感度のみをそれぞれ異なるものとした場合には、本発明の紫外線センサーを分光器として利用することができる。
また、４つの素子の絶対感度のみをそれぞれ異なるものとした場合には、本発明の紫外線センサーを、ある波長域の紫外線に対する光量測定器として利用することができる。
【００２２】
あるいは、４つの素子の時間応答速度のみをそれぞれ異なるものとした場合には、本発明の紫外線センサーを、ある波長域の紫外線に対するパルス測定器として利用することができる。
以上に説明したように、紫外線検出素子の１種の特性のみを異なるものとすることにより、その特性に関する広帯域な紫外線センサーとして利用することができる。
【００２３】
また、紫外線検出素子の、いずれか２種類または３種類の特性を異なるものとした場合には、本発明の紫外線センサーは、上記に説明したような３つの機能のうち、２つないし３つの機能を兼有した紫外線センサーとして利用することができる。
例えば、素子Ａに対して素子Ｂの分光感度が異なり、素子Ａに対して素子Ｃの絶対感度が異なり、素子Ａに対して素子Ｄの時間応答性が異なる構成とした場合には、素子Ａおよび素子Ｂの組み合わせににより分光器として、素子Ａおよび素子Ｃの組み合わせにより光量測定器として、素子Ａおよび素子Ｄの組み合わせによりパルス測定器として利用できる。このような場合、多機能な特性を備えた紫外線センサーを得ることができ、さらに、個々の特性に関するチャンネル数を増やせば、多機能且つ広帯域の紫外線センサーを得ることができる。
【００２４】
以上に説明したように本発明の紫外線センサーは、個々の紫外線検出素子の特性を異なるものとすることにより、分光器や光量測定器等の１ないし２以上の機能を有する多機能および／または広帯域な紫外線センサーとして利用することができる。
【００２５】
なお、従来においても、１枚の基板（素子固定用基板）上に、複数の紫外線検出素子を配置した紫外線センサー（特開２００２−２２５３３号公報、特開２００１−２４４４９５号公報）が提案されていたが、これらの紫外線センサーや紫外線検出器に用いられている紫外線検出素子の特性は同一のものである。
【００２６】
例えば、特開２００２−２２５３３号公報に開示されている紫外線センサーは、紫外線検出素子を基板上に配置して、面内の紫外線強度分布の測定を行うものである。
また、特開２００１−２４４４９５号公報に開示されている紫外線検出器は、紫外線センサー（但し、当該紫外線センサーとは、本発明においては、実質的に紫外線検出素子に相当する部分である）の受光面上に試料を載せた状態と、何も載せない状態（リファレンス）との紫外線量をそれぞれ検出することにより、紫外線センサーの受光部に入射する正味の紫外線量と、試料により吸収された紫外線量とを同時且つリアルタイムで比較するものである。
【００２７】
このような機能の本質は、個々の紫外線検出素子に入射する紫外線量の比較にあるため、個々の紫外線検出素子の特性は実質的に同一でなくてはならない。従って、これらの紫外線センサーをそのまま用いても、本発明の紫外線センサーのように、多機能および／または広帯域な紫外線センサーとして利用することは実質的に不可能である。
【００２８】
勿論、光学フィルター等を利用して、個々の紫外線検出素子の特性を見かけ上、異なるものとすることにより、本発明の紫外線センサーと同様の機能を達成することもある程度は可能である。しかしながら、このような場合、構成が複雑になり、コストも高くなるため、本発明の紫外線センサーのように、多機能および／または広帯域でありながら、構成が簡易で低コストであるという、条件を両立させることができなくなる。
【００２９】
以上に説明したように、本発明に用いられる紫外線検出素子は、個々の特性自体が異なるものであるため、従来のように光学フィルター等を用いて、紫外線検出素子の特性を２次的に制御し、見かけ上異なる特性とするような部材を設けなくてもよい。従って、本発明によれば、多機能および／または広帯域である上に、構成が簡易で低コストの紫外線センサーを提供することができる。
また、本発明の紫外線センサーは、個々の紫外線検出素子が重ならないように素子固定用基板上に配置されるため、特許文献１に記載された紫外線センサーのように紫外線検出素子の積層により、受光面から離れて積層された紫外線検出素子の受光効率が低下するという問題を回避することもできる。
【００３０】
＜紫外線センサーを構成する部材＞
次に、本発明の紫外線センサーを構成する個々の構成部材について説明する。本発明の紫外線センサーは、少なくとも、１枚の素子固定用基板と、三族元素と窒素原子とを含む半導体（以下、「窒化物半導体」と略す場合がある）を用いた２個以上の紫外線検出素子と、を含むものであれば特に限定されず、必要に応じて他の部材を組み合わせて作製することができる。
以下に、本発明の紫外線センサーを構成する主な部材について、紫外線検出素子と、この紫外線検出素子に用いられる窒化物半導体と、素子固定用基板とに分けて順に説明する。
【００３１】
−紫外線検出素子−
本発明に用いられる紫外線検出素子は、窒化物半導体を含むものであるが、その機能を発揮するために独立して容易に取り扱うことができる構成を有しているものを意味し、具体的には、窒化物半導体および電極を含む構成、あるいは、窒化物半導体と電極と基板と（但し、当該基板とは、窒化物半導体および／または電極と接して設けられるものであり、且つ、素子固定用基板を除く）を含む構成を意味する。
このような紫外線検出素子としては、その形状は特に限定されないが平板状のものが好適に用いられ、構成例としては、大きく分けて、電極と半導体とが積層しないように配置された非積層型の構成や、電極と半導体とを積層した積層型の構成が挙げられる。
【００３２】
非積層型の紫外線検出素子の構成例としては、例えば、基板上に窒化物半導体からなる半導体層と、この半導体層が設けられた側の面に半導体層と重ならず、且つ、半導体層と導通可能なように２つの電極が設けられた構成等が一例として挙げられる。
積層型の紫外線検出素子の構成例としては、例えば、基板上に電極と、窒化物半導体からなる半導体層と、電極とを順に積層した構成や、電極機能を兼ねた導電性の基板上に窒化物半導体からなる半導体層と、電極とを順に積層した構成等が一例として挙げられる。
【００３３】
なお、紫外線検出素子を構成する基板は、素子固定用基板と同一であってもよく、異なるものであってもよい。この場合、前者は、素子固定用基板上に、直接、個々の紫外線検出素子を作製する場合に好適であり、後者は、予め個々の紫外線検出素子を作製した上で、これらの紫外線検出素子を素子固定用基板に実装する場合に好適である。
【００３４】
また、積層型、非積層型等、紫外線検出素子の構成に関わらず半導体層に入射する光が、基板や電極等、半導体層以外の部材を介して行われる場合には、これらの部材は、この半導体層の検出対象となる波長域の紫外線を透過するものであることが好ましい。この場合の検出対象となる波長域の紫外線の透過率は特に限定されるものではないが、好ましくは１０％以上である。
【００３５】
紫外線検出素子を構成する基板（但し、以下の説明においては、素子固定用を兼ねる場合を除く）や電極としては公知の材料を用いることができる。
例えば、基板としては紫外線検出素子の構成に応じて、導電性のものや絶縁性のもの、また、結晶あるいは非晶質なものを用いることができる。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，ＧａＰ，ＧａＮ，ＳｉＣ，ＺｎＯなどの半導体を挙げることができる。
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。
【００３６】
また、上記したように、紫外線に対して透過性が要求される場合に用いられる基板としては、ガラス、石英、サファイア、ＭｇＯ，ＬｉＦ，ＣａＦ_２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、さらにまた、オプチカルファイバー、セルフォック光学プレート等を、使用する紫外線検出素子の検出対象となる波長域に応じて選択することができる。特に、３３０ｎｍ以下の紫外線を測定する場合には石英、サファイア、ＭｇＯ，ＬｉＦ，ＣａＦ_２等が好ましい。
【００３７】
電極としては、公知の導電性材料を用いることができるが、上記したように、紫外線に対して透過性が要求される場合に用いられる電極としては、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使用する紫外線検出素子の検出対象となる波長域に応じて選択することができる。れらの材料からなる電極は、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が利用できる。また、Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ等の金属を蒸着やスパッタリングにより所望の波長域の紫外線が十分に透過できる程度に薄く形成した電極を用いることもでき、本発明の紫外線検出素子が積層型である場合には蒸着により作製した紫外線透過性の金属電極が好適に用いられる。
【００３８】
−窒化物半導体−
本発明に用いられる窒化物半導体は、三族元素と窒素原子とを含むものであれば特に限定されない。なお、三族元素としては、Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎが挙げられ、窒化物半導体中には、これらの元素の少なくとも一つ以上の元素が含まれていればよい。
【００３９】
本発明に用いられる窒化物半導体の結晶性は特に限定されず、非晶質であってもよく、微結晶相からなっていてもよく、微結晶相および非晶質相の混合状態であっても良く、多結晶でもよく、単結晶であっても良い。
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。
【００４０】
窒化物半導体が非単結晶の場合（特に多結晶体の場合）には、この窒化物半導体は水素原子を含むことが好ましい。この場合、バンドギャップ内に存在する欠陥準位を不活性化することができるため、欠陥準位により、検出対象となる波長域よりも長波長側の領域に発生する感度を抑えたり、無くすことができる。
なお、窒化物半導体中に含まれる水素原子は０．５ａｔ％〜５０ａｔ％の範囲内で含まれていることが好ましい。また一配位のハロゲン元素が含まれていても良い。
【００４１】
この窒化物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、この窒化物半導体を用いて紫外線センサーを作製しても実用的な紫外線センサーとして機能することができない場合がある。
【００４２】
これに対し、窒化物半導体に含まれる水素原子が５０原子％をこえると、水素が三族元素及び窒素原子に２つ以上結合する確率が増え、これらの元素が３次元構造を保てず、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ギャップ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場合がある。さらに窒化物半導体が酸化されやすくなり、結果として窒化物半導体中に不純物欠陥が多量に発生することとになり、良好な光電変換特性が得られなくなる。
【００４３】
また、窒化物半導体中に含まれる水素原子が５０原子％をこえると、電気的特性を制御するためにドーパントを添加したような場合において、このドーパントが水素原子により不活性化されるため、結果として電気的に活性な非単結晶の窒化物半導体が得られない。
なお、窒化物半導体中に含まれる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。
【００４４】
窒化物半導体中に含まれる三族元素とチッ素原子との原子数比は、０．５：１．０〜１：０．５の範囲内が好ましい。原子数比が０．５：１．０以下の場合，あるいは、１：０．５以上の場合では三族元素とチッ素原子との結合において四面体型を取る部分が少なくなり欠陥が多くなり良好な窒化物半導体として機能しなくなる場合がある。
【００４５】
窒化物半導体のバンドギャップは、窒化物半導体に含まれる三族元素が２種以上である場合、この混合比を変えることによって所望の値に調整することができる。
例えば、３．２〜３．５ｅＶのバンドギャップ（約４２０ｎｍ〜３００ｎｍの長波長吸収端に相当）を有するＧａＮ：Ｈをベース組成として、この組成にＡｌを加えることによって３．５〜６．５ｅＶのバンドギャップ（３００ｎｍ〜１８０ｎｍの長波長吸収端に相当）にまで変化させることができる。また、前記ベース組成にＡｌとＩｎとを加えることによってもバンドギャップを調整することができる。
【００４６】
窒化物半導体中に含まれる各元素組成は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。
【００４７】
また、本発明に用いられる窒化物半導体は、ｐ，ｎ制御のために元素（ドーパント）を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，ＩＩｂ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。
【００４８】
本発明に用いられる窒化物半導体はアンドープの場合は弱い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。このような観点から用いられるドーパントとしては、特に、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｓｒが好ましい。
【００４９】
ドーパントを窒化物半導体にドーピングする方法としては熱拡散法、イオン注入法等の公知の方法を採用することができる。
また、ドーピングの際に用いられる原料としては、ｎ型用としてはＳｉＨ_４，Ｓｉ_２Ｈ_６，ＧｅＨ_４，ＧｅＦ_４，ＳｎＨ_４等を、また、ｉ型用およびｐ型用としてはＢｅＨ_２，ＢｅＣｌ_２，ＢｅＣｌ_４，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、ジエチル亜鉛等をガス状態で使用することができる。
【００５０】
次に本発明に用いられれる窒化物半導体の作製方法の具体例を図面を用いて説明する。図１は、本発明の紫外線センサーに用いらる窒化物半導体の作製に使用する成膜装置の構成例を示す概略模式図である。
図１において、１は真空に排気しうる容器、２は排気口、３は基板ホルダー、４は基板加熱用のヒーター、５，６は容器１に接続された石英管であり、それぞれガス導入管９，１０に連通している。また、石英管５にはガス導入管１１に接続され、石英管６にはガス導入管１２が接続されている。
【００５１】
この成膜装置においては、チッ素元素源として、例えば、Ｎ_２を用いガス導入管９から石英管５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８に２．４５ＧＨｚのマイクロ波が供給され石英管５内に放電を発生させる。別のガス導入口１０から、例えばＨ_２を石英管６に導入する。高周波発振器（図示せず）から高周波コイル７に１３．５６ＭＨｚの高周波を供給し、石英管６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１２より導入することによって基板上に窒化物半導体を成膜することができる。
【００５２】
窒化物半導体の結晶性（例えば、非晶質、微結晶、多結晶、単結晶の状態や、多結晶の場合の結晶の配向性等）は基板の種類、基板温度，ガスの流量圧力、放電条件を制御することにより調整することができる。この場合の基板温度は１００℃〜６００℃の範囲内とすることが好ましい。
基板温度が高い場合および／または三族元素を含む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℃より低い場合には三族元素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三族元素原料ガス（例えばトリメチルガリウム等）の流量が多い場合でも結晶性となりやすい。また、例えばＨ_２放電を行った場合には、これを行なわないよりも結晶化を進めることができる。三族元素原料ガスとしては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、２種以上の原料ガスを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１１から別々に導入しても良い。
【００５３】
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１１又はガス導入管１２）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窒化物半導体を得ることができる。Ｃを含むガスとしては、条件によっては有機金属化合物に含まれる炭素を使用してもよい。
【００５４】
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、ＮＨ_３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Ｈ_２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三族元素原子、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。
【００５５】
上述の装置においてプラズマを活性化する手段として、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１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。
【００５６】
なお、窒化物半導体の作製に際して用いる原料としては、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，Ｎ_２，メタン，エタンなどの炭化水素、ＣＦ_４，Ｃ_２Ｆ_６などのハロゲン化炭素などを用いることができる。
【００５７】
チッ素原料としてはＮ_２，ＮＨ_３，ＮＦ_３，Ｎ_２Ｈ_４、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。
【００５８】
本発明の紫外線センサーに用いられる窒化物半導体は、上記に説明した以外の方法を利用しても作製することができ、図１に示す例のみに限定されるものではない。例えば、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窒化物半導体を作製することも可能である。
【００５９】
−紫外線検出素子固定用基板−
次に、素子固定用基板について説明する。素子固定用基板は、少なくとも紫外線検出素子をこの基板上に安定して固定することができ、紫外線センサーとして必要な強度を持つものであれば特に限定されないが、基本的に絶縁性の材料からなる基板であることが好ましい。また、紫外線受光素子に入射する光が、素子固定用基板を介して入射する場合には、既述した場合と同様に紫外線受光素子の検出対象となる波長域の紫外線に対して透過性を有していることが好ましい。
【００６０】
また、本発明の紫外線センサーが、紫外線受光素子を素子固定用基板に実装することにより作製される場合には、素子固定用基板はその表面に紫外線検出素子の電極からの信号が取り出せるような電極部を予め設けた電極付きの絶縁性基板であることが好ましい。
【００６１】
このような電極付きの絶縁性基板としては、公知の材料を組み合わせて作製したものを用いてもよいが、市販のものを用いてもよく、例えば、セラミックス製の基板に予め電極が設けられたＣＮ２Ａ８（ＫＯＡｓｐｅｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製）等を利用することができる。
【００６２】
＜分光感度、絶対感度、および、時間応答速度＞
次に、本発明の紫外線センサーに用いられる紫外線検出素子の特性の設定範囲や、個々の特性の調整方法について、分光感度、絶対感度、時間応答速度の順に詳細に説明する。
なお、説明の都合上、紫外線検出素子が平板状で、窒化物半導体が層状に形成されている場合を前提として説明するが、以下の説明で示す考え方は、紫外線検出素子が平板状以外の形態である場合や、窒化物半導体が層状以外の形態である場合にも勿論適用することができる。
【００６３】
−分光感度の設定範囲およびその調整方法−
本発明の紫外線センサーに用いられる個々の紫外線検出素子の分光感度は、波長４００ｎｍよりも短波長側の紫外域に、実質的な感度（吸収強度）を有するものであれば特に限定されない。個々の紫外線検出素子の波長に対する吸収強度のプロファイルは、ある特定の波長（長波長吸収端）よりも短波長域にブロードな吸収強度を有するものを用いることができるが、ある特定の波長（ピーク波長）を中心に凸型の吸収強度を有するものを用いてもよい。
【００６４】
測定対象となる波長域（以下、「波長レンジ」と略す）は２００ｎｍ〜４００ｎｍの程度の範囲内で任意に設定できる。
波長レンジ内に設けられるチャンネル数（分光感度の異なる紫外線検出素子の数）は、２以上であれば特に限定されないが、２〜１００の範囲内が好ましく、２〜１０の範囲内がより好ましい。
【００６５】
また、隣接する２つのチャンネル間の波長間隔（分解能）は、特に限定されないが、実用上は０．１ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであることがより好ましく、１０ｎｍ〜２０ｎｍであることが更に好ましい。この場合、所望の波長レンジに対するチャンネル数は、分解能に応じて設定することができる。
なお、隣接するチャンネル間の波長間隔は、実質的に等間隔となるように設定することが好ましいが、等間隔でなくてもよい。後者の場合は、例えば、波長レンジ内の特定の波長域の分解能を高くし、これ以外の波長域の分解能を低くするように設定することもできる。
【００６６】
個々のチャンネルの波長を所望の値に調整する方法としては、例えば、既述したように窒化物半導体の組成を変えることにより所望の値に調整したり、窒化物半導体の膜厚を変えることにより所望の値に調整したりすることができる。
【００６７】
−絶対感度の設定範囲およびその調整方法−
本発明の紫外線センサーに用いられる個々の紫外線検出素子の絶対感度、すなわち、検出対象となる特定の波長域の絶対感度（以下、「感度レンジ」と略す場合がある）は、紫外線検出素子が、紫外線を検出した際に発生する電気信号（電流値）の検出に用いられる電流計等の測定回路の検出感度の範囲内で任意に設定することができる。
【００６８】
この場合のチャンネル数（絶対感度の異なる紫外線検出素子の数）は、２以上であれば特に限定されないが、２〜１００の範囲内が好ましく、２〜１０の範囲内がより好ましい。
【００６９】
また、隣接する２つのチャンネル間の電流値として測定された絶対感度の比（分解能）は特に限定されないが、少なくとも１桁以上であることが好ましい。
なお、隣接するチャンネル間の絶対感度の差は、実質的に対数スケールで等間隔となるように設定することが好ましいが、等間隔でなくてもよい。後者の場合は、例えば、感度レンジ内の特定の感度域の分解能を高くし、これ以外の感度域の分解能を低くするように設定することもできる。
【００７０】
個々のチャンネルの絶対感度を所望の値に調整する方法としては、例えば、受光部の面積（すなわち、実質的に半導体層の平面部分の面積）を変えることにより調整することができる。また、紫外線検出素子が積層型で、紫外線透過性の電極を介して半導体層に光が入射するような場合には、この電極の膜厚を調整したり、あるいは、電極に添加するマグネシウムのドープ量を調整したりすることができる。加えて、紫外線検出素子を構成する基板や素子固定用基板を通して半導体層に光が入射する場合には、これらの基板のチャンネルに対応した紫外線域における紫外線透過率を調整することもできる。この場合、例えば、基板の厚みや素材等を選択することにより紫外線透過率を容易に調整することができる。
このようにして電極の紫外線透過特性を調整することにより半導体層に入射する紫外線量を制御でき、絶対感度を所望の値に調整することができる。
【００７１】
−時間応答速度の設定範囲およびその調整方法−
本発明の紫外線センサーに用いられる個々の紫外線検出素子の時間応答速度、すなわち、検出対象となる特定の波長域の時間応答速度は、紫外線検出素子が、紫外線を検出した際に発生する電気信号（電流値）の検出に用いられる電流計等の測定回路の時間応答能力の範囲内で任意に設定することができる。
【００７２】
この場合のチャンネル数（時間応答速度の異なる紫外線検出素子の数）は、２以上であれば特に限定されないが、２〜１００の範囲内が好ましく、２〜１０の範囲内がより好ましい。
【００７３】
また、隣接する２つのチャンネル間の時間応答速度の差（時間分解能）は特に限定されないが、少なくとも１桁以上であることが好ましく、３桁以上であることがより好ましい。
なお、隣接するチャンネル間の時間応答速度の差は、実質的に対数スケールで等間隔となるように設定することが好ましいが、等間隔でなくてもよい。後者の場合は、例えば、特定の時間応答速度域の時間分解能を高くし、これ以外の領域の時間分解能を低くするように設定することもできる。
【００７４】
個々のチャンネルの時間応答速度を所望の値に調整する方法としては、例えば、受光部の面積（すなわち、実質的に半導体層の平面部分の面積）や膜厚（半導体層の膜厚）を変えることにより調整することができる。また既知のフォトダイオードと同様に、紫外線検出素子にバイアス電圧を印加することにより調整することもできる
【００７５】
＜紫外線センサーの構成＞
次に、本発明の紫外線センサーの構成について詳細に説明する。本発明の紫外線センサーの構成は、既述したように１枚の素子基板の平面に近接するように相互に特性の異なる２個以上の紫外線検出素子が配置されたものであれば特に限定されない。この場合、紫外線検出素子は平板状であることが好ましく、紫外線検出素子の平面と基板の平面とが近接するように、紫外線検出素子が基板に配置されていることが好ましい。なお、当該近接とは、既述した場合と同様に、素子固定用基板基板の平面に対して、直接に接するか、あるいは、僅かな隙間や接着剤等を介して、実質的に接するように配置されていることを意味する。
このような構成を有する紫外線センサーの一例（第１の実施形態）を図２に示す。
【００７６】
−第１の実施形態−
図２は、本発明の紫外線センサーの構成例（第１の実施形態）を示す模式図であり、図２（ａ）は、紫外線センサーの斜視図について示したものであり、図２（ｂ）は、紫外線センサーの側面を長手側から見た場合の側面図について示したものであり、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示される記号ＡおよびＢ間の破線で示される部分の断面図について示したものである。
図２において、１００は紫外線センサー、１１０は素子固定用基板、１１１は、電極（出力端子）、１１２は絶縁性基板、１１３は導電性接着剤、１１４は受光面保護材、１２０、１３０、１４０、１５０は紫外線検出素子、１３１は透明絶縁性基板、１３２は窒化物半導体層（受光部）、１３３は電極を表す。
【００７７】
図２（ａ）および（ｃ）に示される矢印Ｌ１は、紫外線センサー１００の平面（紫外線検出素子１２０、１３０、１４０、１５０が設けられた側の面）に対してほぼ垂直に入射する光を意味する。なお、以下の説明においては、説明の都合上、矢印Ｌ１が指す方向を「下」、矢印Ｌ１が指す方向と反対の方向を「上」とする。
また、矢印Ｌ２は紫外線センサー１００の平面（紫外線検出素子１２０、１３０、１４０、１５０が設けられた側の面）に対して斜めから入射する光を意味する。なお、図２以降に示す矢印Ｌ２は、説明の都合上、紫外線センサー１００，２００，３００，４００の長手方向に対して０°を超え９０°未満の角度を成すように、これら４つの紫外線センサーの紫外線検出素子１２０（あるいは１２０’）が設けられた側より斜めに入射する光として扱うが、勿論、これ以外の方向から斜めに入射する光であってもよい。
【００７８】
図２（ａ）に示されるように、紫外線センサー１００は、大きく分けて素子固定用基板１１０と、この素子固定用基板１１０の上側の平面に近接して配置された４つの紫外線検出素子１２０、１３０、１４０、１５０と、から構成されている。
素子固定用基板１１０の長手側の端面には、ほぼ等間隔にＵ字型に凹んだ部分が両方の辺にぞれぞれ対を成すように４つずつ、合計８ヶ所設けられている。また、この端面に設けられた８つのＵ字型凹み、および、このＵ字型凹みに隣接する平面部分には電極（出力端子）１１１が設けられている。
【００７９】
４つの紫外線検出素子１２０、１３０、１４０、１５０は、各々、素子固定用基板１１０の対を成す２つの電極１１１間に接触し、その長手方向が、素子固定用基板１１０の短手方向と平行になるように、素子固定用基板１１０の平面に配置されている。このように配置されている紫外線検出素子１２０、１３０、１４０、１５０は、１対の電極１１１と導電性接着剤１１３を介して接着されることにより素子固定用基板１１０上に固定されている。また、紫外線検出素子１２０および１３０、紫外線検出素子１３０および１４０、紫外線検出素子１４０および１５０、はそれぞれの長手方向の辺が隣接している。
【００８０】
なお、図２（ｂ）の側面図に示されるように、紫外線検出素子１２０、１３０、１４０、１５０の平面と、素子固定用基板１１０の平面と、は平行になるように、素子固定用基板１１０上に紫外線検出素子１２０、１３０、１４０、１５０が配置されている。
【００８１】
次に、紫外線センサー１００の受光部分や、受光部分で発生した信号を紫外線センサー１００から取り出す経路等について図２（ｃ）を用いて説明する。
図２（ｃ）は、紫外線センサー１００の紫外線検出素子１３０が設けられた部分について、記号Ａと記号Ｂとの間の点線部分（紫外線素子１３０の中央部を長手方向に分断するライン）の断面を示したものである。
【００８２】
素子固定用基板１１０は、セラミックス等の絶縁性材料からなる絶縁性基板１１２と、この絶縁性基板１１２の両端面には、端面および端面に隣接する平面部分の一部を覆うように電極１１１が設けられている。また、素子固定用基板１１０の２つの電極１１１に覆われていない上面側の部分には受光面保護材１１４が設けられている。
【００８３】
一方、紫外線検出素子１３０は、透明基板１３１と、窒化物半導体層（受光部）１３２と、２つの電極１３３と、から構成され、透明基板１３１の片側の面の中央部に窒化物半導体層（受光部）１３２が設けられ、受光部１３２が設けられた側と同じ面の両端に、受光部１３２を挟むようにして電極１３３が２つ設けられているものである。
なお、受光部１３２は、不図示の配線により２つの電極１３３と接続されている。また、透明基板１３１は、少なくとも、受光部１３２の検出対象となる波長域の紫外線を透過する材料から構成されている。
【００８４】
紫外線検出素子１３０は、受光部１３２が設けられた側の面を下側にして、両端に設けられた電極１３３が、導電性接着剤１１３を介して電極１１１と接着されることにより、素子固定用基板１１０の上側の面に近接して固定されている。これにより、受光部１３２に透明基板１３１を介して紫外線が入射した際に、受光部１３２で発生した信号が、電極１３３および導電性接着剤１１３を介して電極１１１に伝達される。
なお、固定に際し、受光部１３２は、その表面が擦れたり傷ついたりしないように受光部保護材１１４に接する形で保護される。
【００８５】
なお、図２に示す各部を構成する材料の具体例については、導電性接着剤１１３を除き既に説明したため省略するが、導電性接着剤１１３としては、例えば、熱硬化型の銀ペースト等を利用できる。また、紫外線の測定に際しては、紫外線センサー１００は、１対の電極１１１を単位として、これを不図示の測定回路と接続して用いられる。
【００８６】
次に、図２に示す紫外線センサー１００の機能を、分光器を例として具体的に説明する。
紫外線センサー１００を分光器として利用する場合には、例えば、４つの紫外線検出素子の受光部を構成する窒化物半導体の基本組成をＧａＮ：Ｈとし、これにＡｌを加えることによって分光感度を調整し、長波長吸収端をそれぞれ４００ｎｍ近傍、３５０ｎｍ近傍、３００ｎｍ近傍、２５０ｎｍ近傍に設定することができる。この場合、紫外線センサー１００は、波長４００ｎｍよりも短波長域の紫外線に対して、分解能が約５０ｎｍで４チャンネルの分光器として利用することができる。
【００８７】
紫外線センサー１００を用いて紫外線を測定する場合、紫外線検出素子１２０、１３０、１４０および１５０の受光部に光が入射するように紫外線センサー１００の平面に対して矢印Ｌ１に示されるように光がほぼ垂直に入射してもよく、また、矢印Ｌ２に示されるように光が斜めに入射してもよい。
但し、光が垂直に入射する場合には、斜めに入射する場合と比べて各々の紫外線検出素子に入射する光の強度にバラツキが発生し易い傾向にある。このため、例えば、個々の紫外線検出素子の絶対感度を異なるものとすることにより紫外線センサー１００を紫外線の光量測定器として使用する場合等において、測定精度の低下を招く等の問題が発生する場合がある。
【００８８】
このような場合、光を矢印Ｌ２方向より斜めに入射させることが好ましいが、光が垂直に入射する場合と比較すると、光路の面積が小さくなるため受光部に到達する光の強度が弱くなり、発光強度の弱い光源から照射される紫外線の測定が困難になる場合がある。
【００８９】
このような問題を解決するためには、個々の紫外線検出素子の端面の露出面積を大きくすることが好ましい。例えば、図２に示す紫外線センサー１００においては、個々の紫外線検出素子の光が入射してくる側に面した端面を露出させることが好ましい。例えば、端面部分を覆う導電性接着剤１１３や、その他の接着剤を除去することにより端面を露出させることができる。しかしながら、紫外線センサー１００においては、個々の紫外線検出素子が相互に隣接し、且つ、相互に隣接する部分の端面が完全に塞がれており、露出可能な端面の面積が小さい。
【００９０】
従って、紫外線検出素子の端面部の露出可能な面積を大きくすることが好ましい。この場合、大きくわけて以下の２つの方法を用いることができる。
第１の方法としては、紫外線検出素子固定用基板上に、紫外線検出素子を相互に離して配置することができる。また、第２の方法としては、紫外線検出素子固定用基板上に、紫外線検出素子が相互に隣接して配置され、且つ、紫外線検出素子同士が隣接する部分の端面が受光可能なように露出させることができる。
【００９１】
また、これら２つの方法に組み合わせて露出している端面を粗面化したり、曲面とすることにより、露出した端面部分の実質表面積を大きくすることも好ましい。以下に、このような構成を有する紫外線センサーについて、図２に示す紫外線センサー１００の構成を一部変更した構成例を、第２〜第４の実施形態として詳細に説明する。
【００９２】
−第２の実施形態−
図３は、本発明の紫外線センサーの他の構成例（第３の実施形態）を示す模式図であり、図３（ａ）は、紫外線センサーの斜視図について示したものであり、図３（ｂ）は、紫外線センサーの側面を長手側から見た場合の側面図について示したものである。図３において、２００は紫外線センサーを表し、図２と共通する符号で示される部材は、図２で説明した場合と同様の構成・機能を有するものである。
【００９３】
図３に示す紫外線センサー２００は、図２に示す紫外線センサー１００から紫外線検出素子１２０および１４０を除いた構成としたものである。図２（ｂ）に示すように紫外線センサー１００では、紫外線検出素子の長手方向の端面部分は、隣接する紫外線検出素子により覆われていたため、矢印Ｌ２方向から入射する光を、長手方向の端面部分を介して受光することができなかった。
【００９４】
一方、図３に示す紫外線センサー２００は、紫外線センサー１００から紫外線検出素子１２０および１４０を取り除き、紫外線検出素子を素子固定基板１１０に１個毎に配置した構成とし、更に、長手方向端面部分に、紫外線検出素子１３０および１５０を固定および遮光するためのエポキシ樹脂等の接着剤を設けないようにすることで、長手方向の端面部分からも光が入射できるようにしたものである。
このため、紫外線センサー２００は、図２に示す紫外線センサー１００に対して同様に光を入射させた場合よりも受光効率を向上させることができる。なお、紫外線センサー１００を迷光が多い環境下で使用する場合には、紫外線検出素子１３０、１５０の上側を遮光材で覆うことが好ましい。
【００９５】
なお、紫外線センサー３００は、素子固定用基板１００に予め設けられた電極１１１の位置が決まっており、紫外線検出素子の端面が密着しないように配置するために、紫外線検出素子を電極１１１の位置に合わせて１個毎に配置する必要がある。しかしながら、紫外線検出素子の短手方向の長さを小さくしたり、長手方向に配置された隣接する２つの電極の間隔がより大きい素子固定用基板を用いて紫外線センサーを作製してもよい。このような場合、素子固定用基板に配置される紫外線検出素子の数を減らすことなく、紫外線検出素子の長手方向端面を露出することが可能である。
【００９６】
−第３の実施形態−
図４は、本発明の紫外線センサーの他の構成例（第３の実施形態）を示す模式図であり、図４（ａ）は、紫外線センサーの斜視図について示したものであり、図４（ｂ）は、紫外線センサーの側面を長手側から見た場合の側面図について示したものである。図４において、３００は紫外線センサーを表し、図２と共通する符号で示される部材は、図２で説明した場合と同様の構成・機能を有するものである。
【００９７】
図２に示す紫外線センサー１００の構成に対して、図４に示す紫外線センサー３００の異なるところは、４つの紫外線検出素子１２０，１３０，１３０，１４０を片側の長手方向の端面部分が完全に露出するように、素子固定用基板１１０の平面に対して若干斜めに傾けて配置されているところにある。
【００９８】
具体的には、図４（ｂ）に示されるように、紫外線検出素子１３０，１４０，１５０は、それぞれ隣接する符号番号が若い紫外線検出素子側の端面が露出するように、短手方向を傾けて配置し、紫外線検出素子１２０もこれら３つの紫外線検出素子と同様に短手方向を傾けて配置する。なお、紫外線検出素子を素子固定用基板に固定する場合に、長手方向に沿ってエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接着する場合には、接着剤が、露出した端面部分を覆わないように設けられることが必要である。
【００９９】
このような構成からなる紫外線センサー３００の紫外線検出素子１２０が配置された側の光源から、光が矢印Ｌ２方向より入射した場合に、長手方向に露出した端面部分からも光が入射し、受光部に到達することができる。このため、紫外線センサー３００は、図２に示す紫外線センサー１００に対して同様に光を入射させた場合よりも受光効率を向上させることができる。
【０１００】
−第４の実施形態−
図５は、本発明の紫外線センサーの他の構成例（第４の実施形態）を示す模式図であり、図５（ａ）は、紫外線センサーの斜視図について示したものであり、図５（ｂ）は、紫外線センサーの側面を長手側から見た場合の側面図について示したものであり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）において、紫外線検出素子１２０’と１３０’とが隣接する部分を拡大した拡大図である。
【０１０１】
図５において、１２０’、１３０’、１４０’および１５０’は紫外線検出素子を表し、４００は紫外線センサーを表し、図２と共通する符号で示される部材は、図２で説明した場合と同様の構成・機能を有するものである。なお、紫外線検出素子１２０’、１３０’、１４０’および１５０’は、長手方向の端面部分の形状が異なることを除き、図２に示した紫外線検出素子１２０、１３０、１４０および１５０と同等の構成・機能を有するものである。
【０１０２】
図２に示す紫外線センサー１００の構成に対して、図５に示す紫外線センサー４００の異なるところは、４つの紫外線検出素子１２０’、１３０’、１４０’、１５０’の長手方向の端面部分の形状が素子固定用基板１１０の平面に対して鋭角を成すように斜めにカットされているところにある。
【０１０３】
具体的には、図５（ｂ）および（ｃ）に示されるように、紫外線検出素子１３０，１４０，１５０は、それぞれ隣接する符号番号が若い紫外線検出素子側の端面が露出するように、素子固定用基板１１０の平面に対して鋭角を成すように斜めにカットされており、紫外線検出素子１２０もこれら３つの紫外線検出素子と同様に、同じ側の長手方向の端面が素子固定用基板１１０の平面に対して鋭角を成すように斜めにカットされている。なお、紫外線検出素子を素子固定用基板に固定する場合に、長手方向に沿ってエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接着する場合には、接着剤が、露出した端面部分を覆わないように設けられることが必要である。
【０１０４】
このような構成からなる紫外線センサー４００の紫外線検出素子１２０’が配置された側の光源から、光が矢印Ｌ２方向より入射した場合に、長手方向の斜めにカットされた端面部分からも光が屈折して入射し、受光部に到達することができる。このため、紫外線センサー３００は、図２に示す紫外線センサー１００に対して同様に光を入射させた場合よりも受光効率を向上させることができる。
【０１０５】
なお、端面部の形状は図５に示したような形状に限定されるものではなく、受光効率を向上させることが可能な形状であれば曲面や粗面等、如何なる形状としてもよい。例えば、紫外線検出素子の作製に際して、端面部分を目の粗いダイシングブレードにより切断する等によって、端面を粗面化して拡散板として利用できる。
【０１０６】
以上に、本発明の紫外線センサーの構成例について、第１〜第４の実施形態を説明したが、これらの実施形態を組み合わせた構成としてもよい。また、受光部への受光効率を向上させる方法としては、上記に列挙した以外にも、紫外線検出素子の表面を研磨する等、公知の方法を利用することができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、多機能および／または広帯域であり、構成が簡易で、低コストの紫外線センサーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紫外線センサーに用いらる窒化物半導体の作製に使用する成膜装置の構成例を示す概略模式図である。
【図２】本発明の紫外線センサーの構成例（第１の実施形態）を示す模式図である。
【図３】本発明の紫外線センサーの他の構成例（第３の実施形態）を示す模式図である。
【図４】本発明の紫外線センサーの他の構成例（第３の実施形態）を示す模式図である。
【図５】本発明の紫外線センサーの他の構成例（第４の実施形態）を示す模式図である。
【符号の説明】
１真空に排気しうる容器
２排気口
３基板ホルダー
４基板加熱用のヒーター
５，６石英管
７高周波コイル
８マイクロ導波管
９、１０、１１、１２ガス導入管
１００紫外線センサー
１１０素子固定用基板
１１１電極（出力端子）
１１２絶縁性基板
１１３導電性接着剤
１１４受光面保護材
１２０、１３０、１４０、１５０紫外線検出素子
１２０’、１３０’、１４０’、１５０’ 紫外線検出素子
１３１透明絶縁性基板
１３２窒化物半導体層（受光部）
１３３電極
２００紫外線センサー
３００紫外線センサー
４００紫外線センサー

Claims

少なくとも、１枚の紫外線検出素子固定用基板と、三族元素と窒素原子とを含む半導体を用いた２個以上の紫外線検出素子と、を含む紫外線センサーにおいて、
前記紫外線検出素子のうち、少なくともいずれか２個以上の特性が相互に異なり、前記紫外線検出素子が、前記紫外線検出素子固定用基板の平面に近接して配置されたとこを特徴とする紫外線センサー。
前記紫外線検出素子を、前記紫外線検出素子固定用基板に実装することにより作製されたことを特徴とする請求項１に記載の紫外線センサー。
前記特性が、分光感度であることを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線センサー。
前記特性が、絶対感度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の紫外線センサー。
前記特性が、時間応答速度であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の紫外線センサー。
前記紫外線検出素子が平板状であり、前記紫外線検出素子の平面と前記紫外線検出素子固定用基板の平面とが近接するように、前記紫外線検出素子が前記紫外線検出素子固定用基板に配置された請求項１〜５のいずれか１つに記載の紫外線センサーであって、
前記紫外線検出素子固定用基板上に、前記紫外線検出素子が相互に離れて配置されたことを特徴とする紫外線センサー。
前記紫外線検出素子が平板状であり、前記紫外線検出素子の平面と前記紫外線検出素子固定用基板の平面とが近接するように、前記紫外線検出素子が前記紫外線検出素子固定用基板に配置された請求項１〜５のいずれか１つに記載の紫外線センサーであって、
前記紫外線検出素子固定用基板上に、前記紫外線検出素子が相互に隣接して配置され、且つ、前記紫外線検出素子同士が隣接する部分の端面が受光可能なように露出していることを特徴とする紫外線センサー。
前記紫外線検出素子の平面が、前記紫外線検出素子固定用基板の平面に対して斜めになるように、前記紫外線検出素子が前記紫外線検出素子固定用基板に配置された請求項６または７に記載の紫外線センサー
前記端面が、粗面処理および／または曲面加工されたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の紫外線センサー。