JP4947572B2 - 光スイッチ - Google Patents
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Description
本発明は、光スイッチに関し、特に、工程が簡素化され、広帯域受信の機能を有する光スイッチに関する。
一般の従来の光スイッチは、例えば、Physical Review B、 Vol. 4、 No. 8、 pp.2621-2633 (1971)のように、エピタキシャル方式や酸素（O）や亜鉛（Zn）を添加して反応させることにより製造され、これにより、光を受光してトリガーされる光スイッチの効果が実現される。
上記従来の光スイッチは、高温条件下で製造されるため、製造が容易ではなく、また、従来の光スイッチは、所定の広帯域を有するが、その帯域が広くないため、従来の光スイッチは、使用する時、特定の波長の光を受光することによりトリガーの機能が実現されるが、本当の広帯域ではない。そのため、上記の従来の光スイッチは実用的ではない。
本発明の主な目的は、工程が簡素化され、製造が簡単で、帯域が広い光スイッチを提供することにある。
本願発明は、基板と、上記基板の一面に、イオン注入エネルギーが1KeV〜1MeVの範囲にあり、イオン注入ドーズ量が1×1012〜1×1016（1/cm2）の範囲にあり、アニール雰囲気が少なくとも1ppm以上の酸素分子を有する不活性ガス雰囲気であり、アニール温度が350℃〜600℃の範囲で形成された陽子イオン注入領域と、上記の陽子イオン注入領域の一面の両側に堆積され、それぞれ正極と負極とする接触電極と両電極間に形成された受光窓とを有することを特徴とする光スイッチである。
また、本願発明は、第１の接触電極の一面に堆積した基板と、上記基板の面に、イオン注入エネルギーが1KeV〜1MeVの範囲にあり、イオン注入ドーズ量が1×10
12
〜1×10
16
（1/cm
2
）の範囲にあり、アニール雰囲気が少なくとも1ppm以上の酸素分子を有する不活性ガス雰囲気であり、アニール温度が350℃〜600℃の範囲で形成された陽子イオン注入領域と、上記の陽子イオン注入領域の一面に堆積される第２の接触電極とを有することを特徴とする光スイッチである。
本願発明は、当該基板がGaP：Zn基板、GaP：Znエピタキシャル基板、AlxGal-xP：Znエピタキシャル基板のうちの何れかであることを特徴とする上記の光スイッチである。
本願発明は、当該接触電極がオーム接触電極であることを特徴とする上記の光スイッチである。
本願発明は、当該接触電極がショットキー接触電極（Schottky metal contact）であることを特徴とする上記の光スイッチである。
図１は、本発明の第１の実施例の断面状態の概念図である。本発明は、図を参照しながら、光スイッチであり、当該光スイッチ１は、少なくとも、基板１０と、陽子イオン注入領域１１と、接触電極１２、１３とから構成され、また、広帯域で受信できる機能を持ち、そして、工程を簡素化できる効果が得られる。
上記基板１０は、GaP：Zn基板やGaP：Znエピタキシャル基板或いはAlxGal-xP：Znエピタキシャル基板であり、当該xが0〜1の範囲にある。
当該陽子イオン注入領域１１は、上記の基板１０の一面に形成され、イオン注入エネルギーが1KeV〜1MeVの範囲にあり、イオン注入ドーズ量が1×1012〜1×1016（1/cm2）の範囲にあり、アニール雰囲気が少なくとも1ppm以上の酸素分子を有する不活性ガス雰囲気であり、アニール温度が350℃〜600℃の範囲にある。
各接触電極１２、１３は、上記の陽子イオン注入領域１１の一面の両側に堆積され、それぞれ正極と負極とされ、二つの接触電極１２、１３の間に、受光窓１４が形成され、また、当該接触電極１２、１３はオーム接触電極（AuBe/Ni/Au）やショットキー接触電極（Schottky metal contact）である。上記構造により、新規の光スイッチが構成される。
図２と３及び４は、それぞれ、本発明の第１の実施例の使用状態の概念図と本発明の第１の実施例の異なる波長状態の概念図及び本発明の第１の実施例の異なるバイアス状態の概念図である。本発明は、図のように、使用する時、当該光スイッチ１を電子製品（図に表示せず）に設置し、そして、電子製品を二つの接触電極１２、１３に電気的に接続し、当該光スイッチ１が電子製品のスイッチとして使用され、使用する時、基板１０の陽子イオン注入領域１１の特性を利用して任意の光源２からの入射光を、二つの接触電極１２、１３の間にある受光窓１４へ入射することにより、光スイッチ１が陽子イオン注入領域１１の誘導によりトリガーされ、図３のように、入射した光が第１の波長aや第２の波長b、第３の波長c及び第４の波長dである時、図から分かるように、異なる波長であれば、それぞれ電圧と電流が異なり、また、図４のように、バイアス値が、それぞれ、第１のバイアスV1や第２のバイアスV2及び第３のバイアスV3である場合、異なる波長において、異なる応答があり、これにより、当該光スイッチに広帯域で受信できる機能を有する。
図５は、本発明の第２の実施例の断面状態の概念図である。図のように、本発明の光スイッチ３は、少なくとも、第１の接触電極３０と、基板３１と、陽子イオン注入領域３２と、第２の接触電極３３とから構成される。
当該第１の接触電極３０はオーム接触電極（AuBe/Ni/Au）である。
当該基板３１は上記の第１の接触電極３０の一面に堆積され、GaP：Zn基板やGaP：Znエピタキシャル基板或いはAlxGal-xP：Znエピタキシャル基板であり、また、xは0〜1の範囲にある。
当該陽子イオン注入領域３２は上記の基板３１の一面に形成され、イオン注入エネルギーが1KeV〜1MeVの範囲にあり、イオン注入ドーズ量が1×1012〜1×1016（1/cm2）の範囲にあり、アニール雰囲気が少なくとも1ppm以上の酸素分子を有する不活性ガス雰囲気であり、アニール温度が350℃〜600℃の範囲にある。
当該第２の接触電極３３は、上記の陽子イオン注入領域３２の一面において、やや中央の位置に堆積され、オーム接触電極（AuBe/Ni/Au）やショットキー接触電極（Schottky metal contact）である。
使用する時、基板３１の陽子イオン注入領域３２の特性を利用して、任意の光源２からの入射光を第２の接触電極３３の両側に入射することにより、光スイッチ３が陽子イオン注入領域３２の誘導によりトリガーされ、同じように、上記の第２の実施例の構造により、当該光スイッチ３が広帯域で受信できる機能を有し、また、工程の簡素化が実現される。
図６は、本発明の第３の実施例の断面状態の概念図である。図のように、本発明の光スイッチ４は、少なくとも、接触電極４０と、基板４１と、陽子イオン注入領域４２と、金属電極４３と、絶縁層４４とから構成される。
当該接触電極４０はオーム接触電極（AuBe/Ni/Au）である。
当該基板４１は上記の接触電極４０の一面に堆積され、GaP：Zn基板やGaP：Znエピタキシャル基板或いはAlxGal-xP：Znエピタキシャル基板であり、当該xが0〜1の範囲にある。
当該陽子イオン注入領域４２は上記基板４１の一面に形成され、エネルギーが1KeV〜1MeVの範囲にあり、イオン注入ドーズ量が1×1012〜1×1016（1/cm2）の範囲にあり而アニール雰囲気が、少なくとも1ppm以上の酸素分子を有する不活性ガス雰囲気であり、アニール温度が350℃〜600℃の範囲にある。
当該金属電極４３は、上記の陽子イオン注入領域４２の一側面に堆積され、光透過可能の材質である。
当該絶縁層４４は、上記の陽子イオン注入領域４２のもう一側面に堆積され、酸化物（Oxide）であり、また、上記の金属電極４３に対応し、当該絶縁層４４と金属電極４３との間に受光窓４５が形成される。
使用する時、基板４１の陽子イオン注入領域４２の特性に利用して任意の光源２からの入射光を、絶縁層４４と金属電極４３との間にある受光窓４５へ入射することにより、光スイッチ４が、陽子イオン注入領域４２の誘導によりトリガーされ、同じように、上記の第２の実施例の構造により、当該光スイッチ４が、広帯域で受信できる機能を有し、また、工程の簡素化が実現される。
本発明に係わる光スイッチによれば、従来の各欠点が有効に改善され、広帯域で受信できる機能と工程の簡素化が実現されるため、より実用的なものであるから、法に従って特許請求を出願する。
以上は、本発明のより良い実施例であり、本発明は、それによって制限されず、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に従う等価の変更や修正は、全てが、本発明の特許請求の範囲に含まれる。
１ 光スイッチ
１０ 基板
１１ 陽子イオン注入領域
１２、１３ 接触電極
１４ 受光窓
２ 光源
３ 光スイッチ
３０ 第１の接触電極
３１ 基板
３２ 陽子イオン注入領域
３３ 第２の接触電極
４ 光スイッチ
４０ 接触電極
４１ 基板
４２ 陽子イオン注入領域
４３ 金属電極
４４ 絶縁層
４５ 受光窓
a 第１の波長
b 第２の波長
c 第３の波長
d 第４の波長
V1 第１のバイアス
V2 第２のバイアス
V3 第３のバイアス
１０ 基板
１１ 陽子イオン注入領域
１２、１３ 接触電極
１４ 受光窓
２ 光源
３ 光スイッチ
３０ 第１の接触電極
３１ 基板
３２ 陽子イオン注入領域
３３ 第２の接触電極
４ 光スイッチ
４０ 接触電極
４１ 基板
４２ 陽子イオン注入領域
４３ 金属電極
４４ 絶縁層
４５ 受光窓
a 第１の波長
b 第２の波長
c 第３の波長
d 第４の波長
V1 第１のバイアス
V2 第２のバイアス
V3 第３のバイアス
Claims (4)
- GaP：Zn基板、GaP：Znエピタキシャル基板、AlxGal-xP：Znエピタキシャル基板のうちの何れかの基板と、
上記基板の一面に、イオン注入エネルギーが1KeV〜1MeVの範囲にあり、イオン注入ドーズ量が1×1012〜1×1016（1/cm2）の範囲にあり、アニール雰囲気が、少なくとも1ppm以上の酸素分子を有する不活性ガス雰囲気であり、アニール温度が350℃〜600℃の範囲で形成された陽子イオン注入領域と、
上記陽子イオン注入領域の面の両側に堆積され、それぞれ正極と負極とする接触電極と、両電極間に形成された受光窓とを有する
ことを特徴とする光スイッチ。 - 第１の接触電極の一面に堆積したGaP：Zn基板、GaP：Znエピタキシャル基板、AlxGal-xP：Znエピタキシャル基板のうちの何れかの基板と、
上記基板の面に、イオン注入エネルギーが1KeV〜1MeVの範囲にあり、イオン注入ドーズ量が1×1012〜1×1016（1/cm2）の範囲にあり、アニール雰囲気が少なくとも1ppm以上の酸素分子を有する不活性ガス雰囲気であり、アニール温度が350℃〜600℃の範囲で形成された陽子イオン注入領域と、上記の陽子イオン注入領域の一面に堆積される第２の接触電極とを有する
ことを特徴とする光スイッチ。 - 当該接触電極はオーム接触電極であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光スイッチ。
- 当該接触電極はショットキー接触電極（Schottky metal contact）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光スイッチ。
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