(57)【要約】【課題】バンドギャップの大きい物質の薄膜を安価な手段で作製し、小型・簡便な固体素子型の火炎センサとして利用可能な紫外線センサを提供する。【解決手段】酸化ガリウム単結晶を基板して当該基板上にゾル‐ゲル法で酸化ガリウム薄膜を形成し、この酸化ガリウム薄膜上に少なくとも１対の表面電極を備えるか、或いは酸化ガリウム単結晶基板とこの基板上に形成された酸化ガリウム薄膜とにそれぞれ第１の電極と第２の電極とを形成する。  酸化ガリウム薄膜は、１５０〜５００ｎｍの厚さを有するものが好ましい。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ガリウム単結晶基板と、当該基板上に形成された酸化ガリウム薄膜と、当該酸化ガリウム薄膜上に形成された少なくとも１対の表面電極を備えていることを特徴とする紫外線センサ。
【請求項２】
酸化ガリウム単結晶基板と、当該基板上に形成された酸化ガリウム薄膜と、当該酸化ガリウム薄膜上に形成された第１の電極と、前記酸化ガリウム単結晶基板に接して形成された第２の電極とを備えていることを特徴とする紫外線センサ。
【請求項３】
酸化ガリウム薄膜が、ゾル‐ゲル法で形成され、１５０〜５００ｎｍの厚さを有するものである請求項１又は請求項２に記載の紫外線センサ。
【請求項４】
前期の表面電極が、Ａｕ又はＰｔ或いはＴｉ−Ａｌ合金からなるものである請求項１又は３に記載の紫外線センサ。
【請求項５】
前期の第１の電極が、Ａｕ又はＰｔからなり、前期の第２の電極が、Ｔｉ−Ａｌ合金からなるものである請求項２又は請求項３に記載の紫外線センサ。
【請求項６】
酸化ガリウム単結晶ウエハ表面に、２−メトキシエタノールとモノエタノールアミンの混合溶液にガリウムイソプロポキシドを溶解させたゾルを塗布し、全体を２８０〜３５０℃で仮焼成した後、大気中、６００〜１２００℃で３０〜９０分焼成して酸化ガリウム単結晶ウエハ表面に酸化ガリウム薄膜を形成し、その酸化ガリウム薄膜表面に少なくとも１個以上の電極を形成することを特徴とする紫外線センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光が存在する真昼や戸外においても太陽光線に影響されることなく、炎や有害物質などが発する波長２８０ｎｍ以下の紫外線のみを高感度に検知できる紫外線センサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、太陽光線に影響されずに波長２８０ｎｍ以下の紫外線のみを検出する太陽光ブラインド紫外線センサは、固体素子型の小型・簡便な火炎センサとしての応用が期待されている。具体的には、火炎探知機や煙草探知機のセンサ部分、家庭用燃焼機器及び工業炉の燃焼炎の自動制御用センシングに使用されることが挙げられる。さらに、次世代超大規模集積回路（ＬＳＩ）の作製に用いられる紫外線露光装置における紫外線センサとしての応用の可能性も秘めている。
【０００３】
従来、波長２８０ｎｍ以下の深紫外線のみを検出するセンサとして光電管が存在し、火炎の点滅を検知するセンサとして既に実用化されて、主に工業炉など大型燃焼装置の自動制御用の火炎センサに用いられている。
また、小型・簡便な火炎センサとして、基板上にダイヤモンド半導体薄膜を形成した紫外線センサも提案されている。
例えば、特許文献１には、導電性又は絶縁性基板上にダイヤモンド膜を接合するとともに、少なくとも該ダイヤモンド膜上に電極を設けてなり、該ダイヤモンド膜が、一酸化炭素と水素との混合物又は一酸化炭素と水素と二酸化炭素、酸素、および水よりなる群から選択される少なくとも一種との混合物を原料として気相法により合成されてなる紫外線受光デバイスが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、基板と、この基板上に気相合成法により一軸性に配向成長した膜厚が１乃至４０μｍのダイヤモンド膜からなる紫外線検出層と、この紫外線検出層に接触した少なくとも１対の第１電極及び第２電極とを有し、前記ダイヤモンド膜表面の５０％以上がダイヤモンドの（１００）結晶面から構成されているダイヤモンド膜紫外線センサが紹介されている。
そして、上記特許文献１，２に記載のようなダイヤモンド膜系紫外線センサをベースとして各種改良発明が提案されている。
【特許文献１】特開平５−３３５６１３号公報
【特許文献２】特許第３５６０４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような紫外線センサは、ダイヤモンド自体の広いバンドギャップを利用しようとするものであるが、ダイヤモンドの成膜には気相合成法が用いられる。気相合成法では高真空を必要とするばかりでなく、成膜に高度の制御技術を必要とするためにコスト的に高くなってしまい、結果的にダイヤモンド膜系紫外線センサの火炎センサ等の汎用用途への適用が遅れている。
また、一方でバンドギャップが大きい半導体であるＧａＮ系III族元素窒化物薄膜の利用も期待・検討されているが、この薄膜の製造にも高真空或いは有害性原料ガスを必要とし、ダイヤモンド系と同様コスト高となってしまう。
【０００６】
さらに、ダイヤモンド膜成長にはダイヤモンド基板が用いられる。ダイヤモンド基板は人工合成された基板でも高価であるため実用性に問題があり、また基板サイズも小さく、量産性に欠ける問題点がある。ダイヤモンド基板以外にＳｉ基板上にダイヤモンド膜成長させることも可能であるが、この場合異種基板への成長になることから、ダイヤモンド基板上へのダイヤモンド膜成長に比べ膜質が劣り、その結果、感度などセンサ特性が悪くなる問題点がある。さらにまた、ダイヤモンドのバンドギャップは５．５ｅＶであるので、２２５ｎｍ以下の波長領域でのみ受光感度を有することになり、火炎センサとして利用する場合には火炎スペクトルを有効に利用できない問題点がある。
【０００７】
一方、III族元素窒化物の場合、ＡｌＧａＮ系の混晶は、ＧａＮへのＡｌＮの添加量を調整することで、受光波長のチューニングが可能な長所はあるが、ＧａＮ系にＡｌＮを添加した場合、添加量とともに結晶性が劣化することが知られており、これがセンサ特性に悪影響する問題点がある。
本発明は、バンドギャップの大きい物質の薄膜を安価な手段で作製し、小型・簡便な固体素子型の火炎センサとして利用可能な紫外線センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の紫外線センサは、その目的を達成するため、酸化ガリウム単結晶基板と、当該基板上に形成された酸化ガリウム薄膜と、当該酸化ガリウム薄膜上に形成された少なくとも１対の表面電極を備えていること、或いは酸化ガリウム単結晶基板と、当該基板上に形成された酸化ガリウム薄膜と、当該酸化ガリウム薄膜上に形成された第１の電極と、前記酸化ガリウム単結晶基板に接して形成された第２の電極とを備えていることを特徴とする。
酸化ガリウム薄膜は、ゾル‐ゲル法で形成され、１５０〜５００ｎｍの厚さを有するものであることが好ましい。
また、酸化ガリウム薄膜上に形成する電極は、Ａｕ又はＰｔ或いはＴｉ−Ａｌ合金からなるものが好ましい。さらに酸化ガリウム単結晶基板に接して形成される電極はＴｉ−Ａｌ合金からなるものが好ましい。
【０００９】
このような紫外線センサは、酸化ガリウム単結晶基板表面に、２−メトキシエタノールとモノエタノールアミンの混合溶液にガリウムイソプロポキシドを溶解させたゾルを塗布し、全体を２８０〜３５０℃で仮焼成した後、大気中、６００〜１２００℃で３０〜９０分焼成して酸化ガリウム単結晶基板表面に酸化ガリウム薄膜を形成し、その酸化ガリウム薄膜表面に少なくとも１個以上の表面電極を形成することにより製造される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法により得られる紫外線センサは、酸化ガリウム単結晶基板上に酸化ガリウム薄膜をゾル‐ゲル法で形成することにより製造されている。高真空や有害性原料ガスを必要とすることなく製造されるため、簡便な固体素子型の紫外線センサを低コストで提供することができる。また、酸化ガリウム単結晶基板上に同じ材料の酸化ガリウム薄膜を形成するので、薄膜と基板の間で格子不整合はなく、欠陥が少ない薄膜が形成されるため感度の優れた紫外線センサが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者等は、低コストで簡便な固体素子型の紫外線センサを得る手段について鋭意検討を重ねてきた。
従来のダイヤモンド製膜やＧａＮ系III族元素窒化物薄膜を利用した紫外線センサは、その薄膜を形成する方法として高真空や有害性原料ガスを使用した気相合成法が採用されている。そのため薄膜製造装置はきわめて高価なものとなり製造コストの上昇は避けられなかった。
ところで、紫外線センサにダイヤモンド薄膜等を用いる最大の理由は、バンドギャップが広い点である。ダイヤモンドのバンドギャップは５．５ｅＶであり、ＧａＮのバンドギャップは３．４ｅＶである。このように広いバンドギャップを有するため、それぞれ２２５ｎｍ以下及び３７０ｎｍ以下の波長の紫外線を検知することができる。
【００１２】
一方、本発明者等が注目した酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）はバンドギャップが４．９ｅＶとワイドであり、波長が２６０ｎｍ以上の光は透過するため、波長２８０ｎｍ以上の紫外線には応答しないことが期待される。
また、Ｇａ2Ｏ3膜は、スパッタ法，ＰＬＤ法，ＣＶＤ法の他にスプレー法やゾル‐ゲル法等で成膜することができる。スパッタ法，ＰＬＤ法，ＣＶＤ法のような高真空など大掛かりな装置を用いなくても、例えばゾル‐ゲル法で成膜できるため、低コストで紫外線センサを製造できると期待される。
【００１３】
ゾル‐ゲル法は、セラミックス薄膜を簡便に作製する方法として一般に広く用いられている。Ｇａ2Ｏ3膜をゾル‐ゲル法で成膜することも公知である。例えばT. Minami et al. Jpn. Appl. Phys. 39 (2000) L524 では、BaTiO3セラミックスシートを基板としてその上にＧａ2Ｏ3膜を成膜している。また、Y.X.Li et al.
Sens. Actuators B 93(2003) 431では、サファイアを基板としてその上にゾル‐ゲル膜を成膜している。その目的とする用途は、前者がエレクトロルミネッセンス発光素子であり、後者が酸素ガスセンサである。いずれも、本発明が目的とするような紫外線センサではない。
【００１４】
本発明はまた、ゾル‐ゲル法でＧａ2Ｏ3膜を成長させる基板としてＧａ2Ｏ3単結晶を用いた点をも特徴としている。
酸化ガリウム薄膜の作製に通常使用されているサファイア基板は、酸化ガリウムと結晶系が異なり格子定数も違うので、薄膜と基板とで格子不整合が生じ、多結晶が形成しやすく、かつ欠陥も多く含まれることになる。
【００１５】
これに対して、本発明のように基板としてＧａ2Ｏ3単結晶を用いると、基板と同じ材料の薄膜を形成することになるから、薄膜と基板との間で格子不整合はなく単結晶或いはそれに近い薄膜の形成が可能であり、欠陥が少なくキャリア寿命の長い高品質の酸化ガリウム薄膜が期待できる。
そこで、ゾル‐ゲル法でＧａ2Ｏ3膜を成長させる基板としてＧａ2Ｏ3単結晶を用いた場合とサファイアを用いた場合とで、基板とＧａ2Ｏ3膜との界面の違いを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した。なお、Ｇａ2Ｏ3膜は後記の実施例で紹介した焼成温度１０００℃で作製したものである。
【００１６】
その結果を図１に示す。
サファイア基板上の酸化ガリウム薄膜は、図１（ａ）に見られるように、粒径が５０ｎｍ程度の微小な結晶粒から構成されている多結晶となっている。これに対して、酸化ガリウム単結晶基板上の酸化ガリウム薄膜では、図１（ｂ）に見られるように、粒界がなく単結晶的な薄膜が成長している。
したがって、基板としてサファイアを用いた際には、キャリアの再結合中心として働く粒界が多数含まれているために光励起で生成されたキャリアの寿命が短く、光感度は極めて小さいと考えられる。これに対して、基板として酸化ガリウム単結晶を用いた際には粒界が極めて少ないので、キャリア寿命が長くなり光感度の向上が期待できる。
【００１７】
以下に、本発明の好ましい製造態様について説明する。
基板として用いるＧａ2Ｏ3単結晶としては、既に提案されている方法で得られたものでよい。好ましくは、浮遊帯域溶融法（フローティングゾーン法；ＦＺ法）により得られたものを使用する。ＦＺ法では溶融帯を形成する際に容器を使わないため、育成して得られるＧａ2Ｏ3単結晶は容器に由来する汚染の心配がなく、高品質な単結晶を得ることができる。ＦＺ法で用いる装置については特に制限されず、例えば、加熱手段としては、必要によりサセプターを併用した高周波による電磁誘導加熱や電気抵抗加熱、赤外線、電子ビーム、アーク、又はランプを用いた集光加熱、或いはレーザーや火炎による加熱等を用いることができるが、安定した加熱条件が確保できると共に加熱に際しての不純物導入のおそれがないランプを用いた集光加熱であるのが好ましい。
【００１８】
ＦＺ法を適用する源素材としては、高純度のＧａ2Ｏ3焼結体を使用することが好ましい。例えば純度が４Ｎ以上のＧａ2Ｏ3粉末をラバーチューブ等に封じ、静水圧５０〜６００ＭＰａ、好ましくは１００〜５００ＭＰａで５分間程度ラバープレスし、円柱状に成型した後、１４００〜１７００℃、好ましくは１５００〜１６００℃の焼結温度で１０〜２０時間、好ましくは１２〜１５時間焼結させて得た焼結体がよい。この焼結温度が１４００℃より低いと焼結が不足して十分なかさ密度のＧａ2Ｏ3焼結体を得ることが困難になり、反対に１７００℃より高温になるとＧａ2Ｏ3の融点（〜１７４０℃）に近づいてしまい好ましくない。また、焼結時間が１０時間より短いと焼結が十分に行えないおそれがあり、反対に２０時間を越えると効果が飽和する。一方、焼結雰囲気については特に制限はされず、大気中で行ってもよい。このようにして得られたＧａ2Ｏ3焼結体は円柱状の形状となり、好ましくは得られたＧａ2Ｏ3焼結体のかさ密度が５．８〜５．９ｇ／ｃｍ3となるようにするがのよい。
【００１９】
上記で得たＧａ2Ｏ3焼結体を原料棒としてＦＺ法で用いる加熱炉の上軸に設置し、下軸には種結晶としてＧａ2Ｏ3単結晶を取り付けて、本発明におけるＧａ2Ｏ3単結晶を育成する。この際、種結晶については、好ましくは予めＧａ2Ｏ3粉末を焼成して得たＧａ2Ｏ3焼結体を原料としてＦＺ法により製造したＧａ2Ｏ3単結晶であることが好ましい。また、原料棒及び種結晶の回転速度については、それぞれ１０〜３０ｒｐｍ、好ましくは１５〜２０ｒｐｍであるのがよく、互いに逆向きに回転させるのが好ましい。
【００２０】
Ｇａ2Ｏ3単結晶を育成して得る育成雰囲気については、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスの１種以上と酸素との混合ガスを用いて、不活性ガスの総量に対する酸素の流量比（Ｏ2／不活性ガス総量）が１〜２０ｖｏｌ％、好ましくは２〜５ｖｏｌ％となるように加熱炉に供給するのがよい。不活性ガスの総量に対する酸素の流量比が１ｖｏｌ％より小さいと酸素の比率が少な過ぎて原料棒からの蒸発が顕著となり、Ｇａ2Ｏ3単結晶が十分に成長しなくなる。反対にこの流量比が２０ｖｏｌ％より大きくなると融液内にバブリングが発生して得られる単結晶に閉じ込められクラック発生の誘因となるおそれがある。また、上記の好適な育成雰囲気となるように、酸素と不活性ガスとの混合ガスを加熱炉の石英管内に２００〜６００ｍｌ／ｍｉｎで供給するのがよい。
【００２１】
Ｇａ2Ｏ3単結晶の結晶成長速度については、２．５〜２０ｍｍ／ｈ、好ましくは５〜１０ｍｍ／ｈであるのがよい。ＦＺ法では、一般には、成長速度が比較的遅いほうが得られる結晶の品質が良いとされている。しかしながら、本発明に用いられるＧａ2Ｏ3単結晶としては、従来の方法で採用されるように結晶成長速度よりも速い速度を採用しても、Ｇａ2Ｏ3薄膜を育成するに十分な品質のＧａ2Ｏ3単結晶を得ることができる。また、結晶成長の際の圧力については、大気圧であってもよく、加圧した状態で行ってもよい。加圧する効果としては、単結晶育成中の原料棒からの蒸発を抑制することができて、雰囲気ガスを流す透明石英管の内壁のくもりを抑えて石英管外部からの加熱の効率を低下させることなく操作できる等が考えられる。
得られたＧａ2Ｏ3単結晶を、へき開性が最も強い（１００）面に平行な面をワイヤソーでスライスし、（１００）面を鏡面研磨して用いる。
【００２２】
上記の方法で得られたＧａ2Ｏ3単結晶を基板とし、基板を有機溶剤で超音波洗浄した後、その表面にゾル‐ゲル法でＧａ2Ｏ3膜を作製する。ゾルには、２−メトキシエタノールとモノエタノールアミンの混合溶液にガリウムイソプロポキシドを溶解させたものが用いられる。モノエタノールアミンとガリウムイソプロポキシドのモル比は１．０とし、ガリウムイソプロポキシドは０．４ｍｏｌ／ｌとした。
【００２３】
上記溶液を前記Ｇａ2Ｏ3単結晶基板上に塗布する。均一膜厚で塗布する限り、塗布方法に制限はなく、ゾル溶液に基板を浸漬し引き上げるディップコーティング法やゾル溶液を基板上に滴下し基板を高速回転して塗布するスピンコーティング法などを用いる。大面積で均一な膜厚を確保する上ではスピンコーティング法を用いて塗布することが好ましい。
【００２４】
ゾルを塗布し、まず塗膜中の溶媒を蒸発させるために全体を大気中で９０℃前後の温度で約１０分程度乾燥させる。その後塗膜中の有機物を除去するために２８０〜３５０℃で仮焼成した後、さらに大気中、６００〜１２００℃で３０〜９０分焼成してＧａ2Ｏ3膜を生成させる。
仮焼成は１０〜３０分程度とすることが好ましい。その温度が２８０℃に満たなかったり、逆に３５０℃を超えると、緻密性に欠けた薄膜になりやすくなる。焼成温度が６００℃に満たないと非晶質であったり、β相ではなくα相の酸化ガリウムが形成されやすくなり、基板結晶と異なる結晶構造となるので高品質の薄膜が得られにくくなる。６００℃以上では焼成温度が高くなるにつれて結晶性が高くなる傾向があるが、１２００℃を超えるような高温での処理による更なる効果はあまり見られず、製造コストも勘案すると得策ではない。
また、結晶性の観点からみると、焼成時間が３０分に満たない場合は、結晶性があまり高くなく不十分であるが、９０分を超えて焼成してもそれ以上の改善はあまり見られない。
【００２５】
上記ゾルの塗布から仮焼成までの工程を繰り返す回数により、酸化ガリウム薄膜の膜厚を変化さることができるが、焼成して生成されたＧａ2Ｏ3膜の厚さを１５０〜５００ｎｍとすることが好ましい。膜厚が１５０ｎｍに満たないと薄膜で紫外線が十分吸収されなかったり、基板と薄膜の界面の結晶性のあまり高くない領域で吸収が起こったりして光感度の低下につながることがあり、逆に５００ｎｍを超えるほどに厚くすると紫外線は界面に到達する前にほとんど吸収されるため、それ以上膜厚を厚くしても効果は小さい。
したがって、経済的観点をも考慮すると、１５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることが更に好ましい。
【００２６】
受光素子を形成するために、作製したＧａ2Ｏ3膜の表面に電極を形成する。電極材としては、ショットキー接触となるＡｕ又はＰｔ或いはオーミック接触となるＴｉ−Ａｌ合金を用いることが好ましい。これらの電極は、通常の真空蒸着、電子ビーム真空蒸着やスパッタ法などで形成される。
電極を形成する態様としては、図２（ａ）のように酸化ガリウム単結晶基板上に形成された酸化ガリウム薄膜の上に少なくとも１対設けてもよいし、図２（ｂ）のように酸化ガリウム薄膜上に形成された第１の電極と、酸化ガリウム単結晶基板に接して形成された第２の電極とを設けても良い。
【００２７】
電極の形状は問わない。スリット状でも櫛型状でもよい。
また、Ａｕ電極の厚さによって光感度が変化し、薄いほど電極中を透過する光量が多くなるので光感度は増大する。しかしながら、薄すぎると電極膜は連続膜でなくなるので、５０ｎｍ以上にすることが好ましい。厚すぎると光透過量が少なくなりすぎて光感度がなくなることがあるので膜厚２００ｎｍ程度に抑えることが好ましい。
【実施例】
【００２８】
純度４ＮのＧａ2Ｏ3粉末をラバーチューブに封入し、静水圧４５０ＭＰａにてプレス成形し、これを電気炉に入れ大気中、１５００℃にて１０時間焼成してＧａ2Ｏ3焼結体を得た。得られたＧａ2Ｏ3焼結体を原料棒として、光ＦＺ（フローティングゾーン：浮遊帯域溶融）法によってＧａ2Ｏ3単結晶の育成を行った。単結晶の育成には、双楕円の赤外線集光加熱炉（キャノンマシナリ製ｉAce ）を使用した。雰囲気ガスとして、酸素８０％、窒素２０％（流量比）の混合ガスを用い、原料棒及び種結晶を２０ｒｐｍで回転させつつ、成長速度が５ｍｍ／ｈで結晶成長させた。
得られた単結晶の（１００）面を切り出し、ＣＭＰ研磨を施して鏡面仕上げのウエハ状基板を得た。
基板の前処理としてアセトン及びエタノールで超音波洗浄を行った。
【００２９】
この基板上にゾル−ゲル法でＧａ2Ｏ3膜を作製した。その際、ゾルには2‐メトキシエタノールとモノエタノールアミンの混合溶液にガリウムイソプロポキシドを溶解させたものを用い、モノエタノールアミンとガリウムイソプロポキシドのモル比は１．０とし、ガリウムイソプロポキシドの濃度は０．４ｍｏｌ／ｌとした。このゾル溶液をスピンコーティングでＧａ2Ｏ3基板の（１００）面上に塗布し、３００℃で仮焼成した。この工程を６回繰り返した後、空気中１０００℃で１時間焼成した。形成されたＧａ2Ｏ3膜はおおよそ２００ｎｍの厚みを有していた。
Ｘ線回折で観察したときのＧａ2Ｏ3膜の結晶構造の一例を図３，４に示す。図４は図３の裾野の部分を拡大したものである。異なる方向の成長もわずかに観察されるが、単結晶基板の回折ピークとほぼ重なるようにＧａ2Ｏ3膜が成長していることがわかる。
【００３０】
上記で得られたＧａ2Ｏ3単結晶‐Ｇａ2Ｏ3膜構造体を用いて紫外線センサを試作した。
上記１０００℃で焼成した薄膜表面に、Ａｕ電極を間隔が１ｍｍであるスリット状に形成して光導電型の素子を作製した（図２（ａ）参照）。
この電極間に１０Ｖの電圧を印加し、キセノンランプを用い分光器を通して単色化した光を照射して光電流を測定することにより光検出特性を調べた。
図５に見られるように、波長依存性を呈する光感度を示している。
【００３１】
比較例として、同一方法でサファイア基板上に作製したＧａ2Ｏ3膜の特性も併せて示した。２７０ｎｍよりも短波長の光にのみ感度を有し、これよりも長波長領域では応答しないこともわかる。
さらに、本発明によるＧａ2Ｏ3基板上に作製したＧａ2Ｏ3膜の光感度は、比較例として示したサファイア基板上に作製したものよりも１桁ほど高い感度を呈していることもわかる。
【００３２】
同様に、上記１０００℃で焼成した薄膜表面にＡｕ電極を、その反対側の酸化ガリウム単結晶基板面にＴｉ−Ａｌ合金電極を形成したショットキーダイオード型の素子を作製した。（図２（ｂ）参照）。
この素子に逆方向電圧（Ａｕ電極が負、Ｔｉ−Ａｌ電極が正）１０Ｖを印加し、キセノンランプを用い分光器を通して単色化した光を照射して光電流を測定することにより光検出特性を調べた。
図６に見られるように、波長依存性を呈する光感度を示している。この場合も２７０ｎｍよりも短波長の光にのみ感度を有し、これよりも長波長領域では応答しないこともわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】基板上に作製したβ‐Ｇａ2Ｏ3膜のTEM断面観察結果、（ａ）；サファイア基板、（ｂ）；β‐Ｇａ2Ｏ3単結晶
【図２】紫外線センサの構造を説明する断面図、（ａ）；ヨコ型構造、（ｂ）タテ型構造
【図３】β‐Ｇａ2Ｏ3単結晶上に作製したβ‐Ｇａ2Ｏ3膜のＸ線回折結果
【図４】図３の部分拡大図
【図５】サファイア基板とβ‐Ｇａ2Ｏ3単結晶を用いたときのヨコ型電極紫外線センサの光応答特性の違いを示す図
【図６】β‐Ｇａ2Ｏ3単結晶を用いたときのタテ型電極紫外線センサの光応答特性を示す図
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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