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2010 Fiscal Year Annual Research Report

紫外線光波帯・ワイドギャップ半導体APD素子の開発

Research Project

Project/Area Number 20560009
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

安東 孝止  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (60263480)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿部 友紀  鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (20294340)
Keywords紫外光波帯APD素子 / ワイドギャップ化合物半導体APD素子 / 有機-無機複合型APD素子 / ワイドギャップ化合物半導体AME成長
Research Abstract

H22年度は、H20-H21年で蓄積してきたワイドギャップ半導体(ZnSS/GaAs基板)のMBE成長技術をベースにして、新に紫外透明な有機半導体薄膜(PEDOT:PSS)を素子窓層として導入し、「有機-無機半導体ハイブリッド接合」による青-紫外光波領域のハイブリッド光センサーの試作、動作確認、および特性の精密評価を実施した。これらの素子試作に先立ち、以下のデバイス・プロセス技術を確立した:
(i)有機半導体(PEDOT:PSS)薄膜形成手法(スピンコート法)の最適化
(ii)有機半導体薄膜の形成後の最適な熱アニール条件の決定。
(iii)有機-無機ハイブリッド構造紫外PIN,APD素子の素子間分離プロセス(フォトリソグラフィ+ウエットエッチングプロセス)の開発。
試作した紫外光センサーは、PIN型紫外センサー、APD型(雪崩増倍型)紫外センサー、それぞれの特性、問題点を以下にまとめる:
(1)P*(有機)-I-N接合型光センサ(10Vバイアス動作:室温)
紫外光波帯(波長400-270nm)で外部量子効率>85%を実験検証(紫外効率はSi素子以上)
暗電流(10Vバイアス条件)<10pA/mm^2応答速度>500MHz
(2)P*(有機)-I-N接合型APD光センサ(APD動作:26Vバイアス動作:室温)
APD動作電圧:26V,信号利得G=100-250(波長-325nm).暗電流<10nA/mm^2以下
(3)APD素子動作の不安定性:APD動作時の高電界により、APD動作電圧、利得、暗電流に大きな変動が発生する(要因は有機-無機半導体界面で発生するマイクロプラズマであり、素子加工プロセスの最適化で制御可能と思われる)。

  • Research Products

    (3 results)

All 2010

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Strucural Insataibility of N-acceptors in homo- and heteroepitaxially grown ZnO by MBE2010

    • Author(s)
      K.Ando, T.Abe, et al.
    • Journal Title

      Phys.Status Solidi

      Volume: B247 Pages: 1453-1456

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High sensitive ultraviolet organic-inorganic hybrid photodetectors on ZnSSe grown on p-GaAs with traqnsparent conducting plymer window-layer2010

    • Author(s)
      T, Abe, K.Anso, et al.
    • Journal Title

      Phys.Status Solidi

      Volume: B247 Pages: 1706-1708

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 有機-無機半導体ハイブリッド型紫外光検出素子の暗電流制御2010

    • Author(s)
      稲垣雄介、安東孝止, 他
    • Organizer
      応用物理学会(2010年中国四国支部学術講演会)
    • Place of Presentation
      高知大学
    • Year and Date
      2010-07-31

URL: 

Published: 2012-07-19  

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