JP5190570B2 - 紫外線センサ素子及びその製造方法 - Google Patents
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この構成により、受光面(紫外線入射結晶面)が−c面(酸素面)となる。すなわち、表面再結合速度が小さく、内部量子効率の高い部位である−c面を受光面とすることにより、簡素な構造で紫外線受光感度を向上させることが可能となる。
圧電効果によって紫外線を検知する場合には電極の付設面が制限されるが、紫外線受光に対する出力を光電導効果による抵抗値変化として出力するようにすれば、電極の付設面の自由度が増してa面に電極を付設することができ、簡素な構造で紫外線受光感度を向上させることが可能となる。
この構成により、オーミック接触が得られ、且つ、酸化亜鉛結晶との密着性が良いため、高感度、高信頼性の紫外線センサ素子を実現することが可能となる。
この構成により、電極を確実に付設することが可能となる。
この構成により、表面再結合速度を小さくして、キャリア寿命が長く、且つ、拡散長が長い紫外線センサ素子を実現することが可能となる。
また、本発明の紫外線センサ素子は、前記アクセプタが、N、Li、Na、K、Cu、P、As、Sbの少なくともいずれかである。
この構成により、受光面(紫外線入射結晶面)が−c面(酸素面)となる。すなわち、表面再結合速度が小さく、内部量子効率の高い部位である−c面を受光面とすることにより、簡素な構造で紫外線受光感度を向上させることが可能となる。
また、本発明の紫外線センサ素子の製造方法は、前記ウェーハ生成工程の後に、前記ウェーハの極性判定を行う極性判定工程を有する。
この構成により、−c面及びc面の判別を適切に行うことが可能となる。
また、本発明の紫外線センサ素子の製造方法において、前記極性判定工程は、紫外線発光素子により前記ウェーハに紫外線を照射し、金属プローブにより前記紫外線照射時の抵抗値を測定する。
圧電効果によって紫外線を検知する場合には電極の付設面が制限されるが、紫外線受光に対する出力を光電導効果による抵抗値変化として出力するようにすれば、電極の付設面の自由度が増してa面に電極を付設することができる。
この構成により、表面再結合速度を小さくして、キャリア寿命が長く、且つ、拡散長が長い紫外線センサ素子を実現することが可能となる。
また、本発明の紫外線センサ素子の製造方法は、前記アクセプタが、N、Li、Na、K、Cu、P、As、Sbの少なくともいずれかである。
ウェーハ20は、この極性判定装置の下部に、2本の金属プローブ102の先端と接触するように配置される。紫外線LED104が紫外線を照射すると、ウェーハ20の表面の一部が紫外線照射領域22となる。テスタ100は、紫外線LED104による紫外線照射時のウェーハ20表面の抵抗値を検出する。ウェーハ20の極性は、この抵抗値の変化によって判定される。
次に、第6の製造工程において、ウェーハ20が区画毎に切断されてチップが生成される。図6は、切断線を表したウェーハ20の斜視図である。図6における点線は、区画に応じた切断線であり、この切断線に沿ってウェーハ20が切り出されることによってチップが生成される。
チップ状酸化亜鉛単結晶30の受光面となる面(−c面又はa面)には、窒素(N)やリチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、銅(Cu)、燐(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)等の不純物拡散により、アクセプタ層32が形成される。アクセプタ層32が形成されることにより、表面再結合速度を小さくして、キャリア寿命が長く、且つ、拡散長が長い紫外線センサ素子を実現することが可能となる。
20 ウェーハ
30 チップ状酸化亜鉛単結晶
40 電極
50 チップ
60 ステム
61 搭載台
62 端子
64 ボンディングワイヤ
70 キャップ
72 紫外線透過フィルタ
100 テスタ
102 金属プローブ
104 紫外線発光ダイオード
Claims (11)
- 酸化亜鉛単結晶により構成され、−c面及びc面を表裏面とするチップと、
前記チップに付設される一対の電極とを有し、
前記チップの−c面を受光面とし、前記一対の電極は、前記チップの−c面のみに付設されることを特徴とする紫外線センサ素子。 - 前記電極は、Al、Cr、Zn、Ti、Ru、Pd、Pt、Ni、In及びAuのいずれか1つ又は複数の層により構成されることを特徴とする請求項1記載の紫外線センサ素子。
- 前記電極は、蒸着により付設されることを特徴とする請求項2記載の紫外線センサ素子。
- 前記酸化亜鉛単結晶は、アクセプタが添加されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の紫外線センサ素子。
- 前記アクセプタは、N、Li、Na、K、Cu、P、As、Sbの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項4記載の紫外線センサ素子。
- 酸化亜鉛単結晶のインゴットを、−c面及びc面が表裏面となるように切断してウェーハを生成するウェーハ生成工程と、
前記ウェーハに複数の区画を構成し、各区画毎に一対の電極を付設する電極付設工程と、
前記ウェーハを前記区画毎に切断してチップ化するチップ化工程とを有し、
前記電極付設工程は、前記ウェーハの各区画の−c面を受光面として、該各区画の−c面のみに夫々前記一対の電極を付設することを特徴とする紫外線センサ素子の製造方法。 - 前記ウェーハ生成工程の後に、前記ウェーハの熱処理を行う熱処理工程を有することを特徴とする請求項6記載の紫外線センサ素子の製造方法。
- 前記ウェーハ生成工程の後に、前記ウェーハの極性判定を行う極性判定工程を有することを特徴とする請求項6または7記載の紫外線センサ素子の製造方法。
- 前記極性判定工程は、紫外線発光素子により前記ウェーハに紫外線を照射し、金属プローブにより前記紫外線照射時の抵抗値を測定することを特徴とする請求項8記載の紫外線センサ素子の製造方法。
- 前記酸化亜鉛単結晶は、アクセプタが添加されていることを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の紫外線センサ素子の製造方法。
- 前記アクセプタは、N、Li、Na、K、Cu、P、As、Sbの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項10記載の紫外線センサ素子の製造方法。
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