極微紫外光検出用ＺｎＯアバランシェフォトダイオードの開発

• 研究課題/領域番号: 24560433
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 地方独立行政法人岩手県工業技術センター
• 研究代表者: 遠藤 治之 地方独立行政法人岩手県工業技術センター, その他部局等, 研究員 (30504229)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ショットキーフォトダイオード / 酸化亜鉛 / アバランシェ増倍 / 分子線エピタキシー法 / MBE / MgxZn1-xO薄膜 / Pt/ZnOショットキーフォトダイオード / フィールドプレート構造 / MgZnO薄膜 / 紫外線センサ / ZnO / MgZnO / ショットキーダイオード / エピタキシャル成長 / 炎検出 / MEMS

研究成果の概要

本研究では微弱な紫外線（UV）検出が可能なUV検出器の実用化を目指し、ZnO系酸化物半導体を受光部としたアバランシェフォトダイオード開発を行った。
ラジカルソース分子線エピタキシー装置でMgxZn1-xO薄膜をZnO基板のZn面上に成膜し、MgとZnの組成比制御を行うことでバンドギャップを3.8 eV～4.5 eVの範囲で制御した。また、これらのMgxZn1-xO薄膜を使用してショットキーフォトダイオードを作製した結果、逆バイアス電圧を印加することでアバランシェ増倍動作により波長280nm以下での感度向上を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Investigation of ZnO thin films deposited on ferromagnetic buffer layer by molecular beam epitaxy toward realization of ZnO-based magnetic tunneling junctions (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Belmoubarik, T. Nozaki, H Endo, and M. Sahashi
  • 雑誌名: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 巻: 113 号: 17
  • DOI: 10.1063/1.4794875
  • 査読あり
• [学会発表] Pt/MgxZn1-xO/n+-ZnOショットキーフォトダイオードの分光感度特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠藤治之、佐藤秀幸、 Belmoubarik Mohamed、高橋強、野崎友大、佐橋政司、柏葉安兵衛
  • 学会等名: 2015年第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-03-12
• [学会発表] RS-MBE法によるMgxZn1-xO薄膜の成膜とPt/MgxZn1-xOショットキーダイオードの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤治之、大橋律男、佐藤秀幸、 Belmoubarik Mohamed、高橋強、野崎友大、佐橋政司、柏葉安兵衛
  • 学会等名: 第75回 応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-20
• [学会発表] Study on I-V Characteristics of Co0.3Pt0.7 Ferromagnet/MgxZn1-xO Hetero-Junctions toward Electrical Controlled Multi-State MTJ (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, M. Belmoubarik, H. Endo, T. Nozaki, and M. Sahashi
  • 学会等名: 2014 International Magnetics Conference
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2014-05-07
• [学会発表] Resistive switching behaviour in ferromagnetic Co0.3Pt0.7/MgxZn1-xO interfaces by electric field toward a multi-state MTJ (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, M. Belmoubarik, H. Endo, T. Nozaki1, M. Sahashi1
  • 学会等名: 8th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics 5th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
  • 発表場所: Tohoku University
• [学会発表] Study on Tunneling Magneto-Resistance in Hexagonal MgxZn1-xO based MTJs Prepared by Molecular Beam Epitaxy (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Belmoubarik, H. Sato1, H. Endo, T. Nozaki, M. Sahashi
  • 学会等名: 8th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics 5th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
  • 発表場所: Tohoku University
• [学会発表] Pt/ZnOショットキーフォトダイオードにおける逆バイアス特性の改善 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤治之，大橋律男， 阿部貴志，高橋強，柏葉安兵衛
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
• [学会発表] Breakdown Characteristics in a Pt/ZnO Schottky Photodiode (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Endo, R. Ohashi, T. Abe, K. Takahashi, Y. Kashiwaba
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Doshisha University
• [学会発表] 強磁性Co3Pt7上のMgドープZnO薄膜の抵抗率と結晶配向性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀幸、Belmoubarik Mohamed、遠藤治之、野崎友大、佐橋政司
  • 学会等名: 8th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics 5th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
  • 発表場所: 岩手大学
• [学会発表] Pt/ZnOショットキーフォトダイオードのI-V特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤治之，大橋律男，阿部貴志，高橋強，柏葉安兵衛
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] RS-MBE法によるZnO薄膜の成膜とPt/ZnOショットキーフォトダイオードの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠藤治之，大橋律男，Belmoubarik Mohamed， 阿部貴志，高橋強，野崎友大，佐橋政司，柏葉安兵衛
  • 学会等名: 秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学