JP2014038919A - ダイオード、電力伝送システムおよび電源線用無線接続コネクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ダイオードは、半導体層12、13の片側に設けられたアノード電極およびカソード電極を有する。アノード電極は複数に分割され、分割された各アノード電極14は、金属配線16により相互に接続され、カソード電極15により囲まれ、縦横比が5以下の形状を有する。典型的には、分割された各アノード電極14を囲むカソード電極15は一体に形成され、分割された各アノード電極14はドット状の形状を有する。
【選択図】図7
Description
すなわち、上記課題を解決するために、この発明は、
半導体層の片側に設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は前記カソード電極により囲まれ、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有することを特徴とするダイオードである。
マイクロ波を送信する送電回路とマイクロ波を受信する受電回路とを有し、
前記受電回路はマイクロ波を直流に変換する整流用ダイオードを有し、
前記整流用ダイオードが、
半導体層の片側に設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は前記カソード電極により囲まれ、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有するショットキーバリアダイオードであることを特徴とする電力伝送システムである。
マイクロ波を送信する送電回路とマイクロ波を受信する受電回路とを有し、
前記受電回路はマイクロ波を直流に変換する整流用ダイオードを有し、
前記整流用ダイオードが、
半導体層の片側に設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は前記カソード電極により囲まれ、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有するショットキーバリアダイオードであることを特徴とする電源線用無線接続コネクタである。
半導体層の両面にそれぞれ設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有することを特徴とするダイオードである。
マイクロ波を送信する送電回路とマイクロ波を受信する受電回路とを有し、
前記受電回路はマイクロ波を直流に変換する整流用ダイオードを有し、
前記整流用ダイオードが、
半導体層の両面にそれぞれ設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有するショットキーバリアダイオードであることを特徴とする電力伝送システムである。
マイクロ波を送信する送電回路とマイクロ波を受信する受電回路とを有し、
前記受電回路はマイクロ波を直流に変換する整流用ダイオードを有し、
前記整流用ダイオードが、
半導体層の両面にそれぞれ設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有するショットキーバリアダイオードであることを特徴とする電源線用無線接続コネクタである。
[マルチドット型ショットキーバリアダイオード]
第1の実施の形態によるマルチドット型ショットキーバリアダイオードを図6および図7に示す。ここで、図6は平面図、図7は図6のX−X’線に沿っての断面図である。
このマルチドット型ショットキーバリアダイオードの製造方法について説明する。
まず、所定の成長基板上にアクセス層12および活性層13を順次エピタキシャル成長させる。成長基板はアクセス層12および活性層13を構成する半導体に応じて選ばれ、絶縁基板11そのものを用いてもよい。エピタキシャル成長方法としては、例えば、有機金属化学気相成長(MOCVD)法や分子線エピタキシー(MBE)法などを用いることができる。成長温度は、アクセス層12および活性層13を構成する半導体に応じて適宜選ばれる。
[マルチドット型ショットキーバリアダイオード]
第2の実施の形態によるマルチドット型ショットキーバリアダイオードを図9AおよびBに示す。ここで、図9Aは平面図、図9Bは図9AのX−X’線に沿っての断面図である。
[マルチドット型ショットキーバリアダイオード]
マルチドット型ショットキーバリアダイオードの真性部分での耐圧、オン抵抗、オフ容量は、使用する周波数や最大電圧を決めれば半導体の持つ物性値、すなわち破壊電界強度とキャリア移動度とで決まってしまう。しかしながら、実際の破壊は、各アノード電極14の端部の電極金属と半導体表面とが接するところでの電界で決まることが多い。なぜなら、この部分は加工ダメージや汚染の影響を受け、その周囲が正に帯電すれば逆バイアス時に電子を引きつけて電子濃度を高め、空乏層の拡大を制約するために、電界が上昇するからである。一般に半導体表面は不純物汚染などにより状態が制御できず、正に帯電したり負に帯電した状態になる。さらに表面にできる表面準位はデバイスの動作によって正に帯電したり負に帯電したりする。そのため、耐圧はアノード電極14のエッジで決まり、単純な1次元ポテンシャル分布理論で求められるドナー濃度で決まる耐圧が得られるとは限らない。
[マルチドット型ショットキーバリアダイオード]
第4の実施の形態によるマルチドット型ショットキーバリアダイオードの一つのダイオード部の構造を図11に示す。
[マイクロ波電力伝送システム]
第5の実施の形態においては、マイクロ波電力伝送システムについて説明する。
マイクロ波の伝送媒体の誘電率εr が1(空気を想定)および10の場合を考える。
オープンリング共振器が受信する周波数fに対する直径Dは次の通りである。
εr =1 εr =10
1 300 47.7 15.1
2.45 122 19.5 6.2
10 30 4.8 1.51
60 5 0.80 0.25
100 3 0.48 0.15
[電源線用無線接続コネクタ]
第6の実施の形態による電源線用無線接続コネクタを図18に示す。図18に示すように、この電源線用無線接続コネクタは、直流電源71に接続される送電回路72と、直流電源を必要とする機器73に接続される受電回路74とにより構成される。送電回路72においては、直流電源71から発振回路75に直流電源が供給され、発振回路75の出力が増幅回路76で増幅され、増幅回路76に接続されたオープンリング共振器77から電力がマイクロ波として伝送される。受電回路74においては、送電回路72のオープンリング共振器77から伝送されたマイクロ波がオープンリング共振器78で受信され、マイクロ波整流回路79で整流されて直流電源が出力され、機器73に供給される。
[発光ダイオード]
第7の実施の形態においては、発光ダイオードについて説明する。
[マルチドット型ショットキーバリアダイオード]
第8の実施の形態によるマルチドット型ショットキーバリアダイオードを図21AおよびBに示す。ここで、図21Aはアノード電極14の配列方向に平行な断面図、図21Bは図21AのX−X’線に沿っての断面図である。
このマルチドット型ショットキーバリアダイオードの製造方法について説明する。
まず、所定の成長基板上にアクセス層12および活性層13を順次エピタキシャル成長させる。成長基板はアクセス層12および活性層13を構成する半導体に応じて適宜選ばれる。エピタキシャル成長方法としては、例えば、有機金属化学気相成長(MOCVD)法や分子線エピタキシー(MBE)法などを用いることができる。成長温度は、アクセス層12および活性層13を構成する半導体に応じて適宜選ばれる。
Claims (17)
- 半導体層の片側に設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は前記カソード電極により囲まれ、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有することを特徴とするダイオード。 - 分割された各アノード電極を囲む前記カソード電極は一体に形成されていることを特徴とする請求項1記載のダイオード。
- 分割された各アノード電極はドット状の形状を有することを特徴とする請求項1または2記載のダイオード。
- 前記半導体層は、
第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に積層された第2の半導体層とを有し、
前記第1の半導体層のシート抵抗は前記第2の半導体層のシート抵抗より低く、
前記第2の半導体層上に分割された各アノード電極が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載のダイオード。 - 前記第1の半導体層および前記第2の半導体層はGaN系半導体からなることを特徴とする請求項4記載のダイオード。
- 前記第2の半導体層がn型半導体層からなり、このn型半導体層上に分割された各アノード電極に対して自己整合的に負電荷層が設けられていることを特徴とする請求項4または5記載のダイオード。
- 前記負電荷層はp型不純物のドーピング層であることを特徴とする請求項6記載のダイオード。
- 前記第2の半導体層がGa極性を有するc面n型六方晶GaN層からなり、このc面n型六方晶GaN層上に分割された各アノード電極に対して自己整合的にInGaN層が設けられていることを特徴とする請求項6記載のダイオード。
- 前記第2の半導体層が窒素極性を有するc面n型六方晶GaN層からなり、このc面n型六方晶GaN層上に分割された各アノード電極に対して自己整合的にAlGaN層が設けられていることを特徴とする請求項6記載のダイオード。
- 前記半導体層は、
第3の半導体層と、
前記第3の半導体層上に積層された第4の半導体層とを有し、
前記第3の半導体層と前記第4の半導体層とのヘテロ界面の近傍の前記第3の半導体層に2次元電子ガスが形成され、
分割された各アノード電極は前記第3の半導体層および前記第4の半導体層に設けられた穴に埋め込まれていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載のダイオード。 - 前記第3の半導体層はi型GaN層またはn型GaN層、前記第4の半導体層はAlGaN層であることを特徴とする請求項10記載のダイオード。
- 前記ダイオードはショットキーバリアダイオードまたは発光ダイオードであることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項記載のダイオード。
- マイクロ波を送信する送電回路とマイクロ波を受信する受電回路とを有し、
前記受電回路はマイクロ波を直流に変換する整流用ダイオードを有し、
前記整流用ダイオードが、
半導体層の片側に設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は前記カソード電極により囲まれ、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有するショットキーバリアダイオードであることを特徴とする電力伝送システム。 - マイクロ波を送信する送電回路とマイクロ波を受信する受電回路とを有し、
前記受電回路はマイクロ波を直流に変換する整流用ダイオードを有し、
前記整流用ダイオードが、
半導体層の片側に設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は前記カソード電極により囲まれ、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有するショットキーバリアダイオードであることを特徴とする電源線用無線接続コネクタ。 - 半導体層の両面にそれぞれ設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有することを特徴とするダイオード。 - マイクロ波を送信する送電回路とマイクロ波を受信する受電回路とを有し、
前記受電回路はマイクロ波を直流に変換する整流用ダイオードを有し、
前記整流用ダイオードが、
半導体層の両面にそれぞれ設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有するショットキーバリアダイオードであることを特徴とする電力伝送システム。 - マイクロ波を送信する送電回路とマイクロ波を受信する受電回路とを有し、
前記受電回路はマイクロ波を直流に変換する整流用ダイオードを有し、
前記整流用ダイオードが、
半導体層の両面にそれぞれ設けられたアノード電極およびカソード電極を有し、
前記アノード電極は複数に分割され、
分割された各アノード電極は金属配線により相互に接続され、
分割された各アノード電極は縦横比が5以下の形状を有するショットキーバリアダイオードであることを特徴とする電源線用無線接続コネクタ。
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