(57)【要約】  ヘテロ接合を形成する積層構造を有するダイオード型の紫外線センサにおいて、より高い感度を得る。  導電性を有するセラミック焼結体からなる、導電層（２）と、導電層（２）の一方主面上に設けられ、導電層（２）との間でヘテロ接合を形成するものであり、かつＺｎＯを含む酸化物半導体からなる、半導体層（３）とを有する、積層構造物（４）を備える、紫外線センサ（１）。この紫外線センサ（１）は、半導体層（３）が紫外線（７）の受光側に位置されるように用いられる。半導体層（３）も焼結体からなり、導電層（２）となる焼結体と半導体層（３）となる焼結体とが同時焼成により得られたものであることが好ましい。積層構造物（４）の一方主面および他方主面上にそれぞれ端子電極（５および６）が設けられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有するセラミック焼結体からなる、導電層と、
前記導電層の一方主面上に設けられ、前記導電層との間でヘテロ接合を形成するものであり、かつＺｎＯを含む酸化物半導体からなる、半導体層と
を有する、積層構造物を備え、
前記半導体層が、紫外線の受光側に位置されるように用いられる、紫外線センサ。
【請求項２】
前記半導体層は焼結体からなる、請求項１に記載の紫外線センサ。
【請求項３】
前記導電層となる焼結体と前記半導体層となる焼結体とは、同時焼成により得られたものである、請求項２に記載の紫外線センサ。
【請求項４】
前記半導体層は、Ｃｏを０．１〜３モル％含有する、請求項１に記載の紫外線センサ。
【請求項５】
前記導電層は、遷移金属酸化物を含む、請求項１に記載の紫外線センサ。
【請求項６】
前記遷移金属酸化物は、ＡＢＯ3（Ａは、希土類元素、ＳｒおよびＢａから選ばれる１種、または希土類元素、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種を含む固溶体であり、Ｂは、Ｍｎ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる１種、またはＭｎ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる少なくとも１種を含む固溶体である。）からなるペロブスカイト型酸化物である、請求項５に記載の紫外線センサ。
【請求項７】
前記半導体層の、紫外線の受光側の主面上に設けられる、透光性導電膜をさらに備える、請求項１に記載の紫外線センサ。
【請求項８】
前記積層構造物の一方主面および他方主面上にそれぞれ設けられる、端子電極をさらに備える、請求項１に記載の紫外線センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紫外線センサに関するもので、特に、ヘテロ接合を形成する積層構造を有するダイオード型の紫外線センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紫外線センサは、たとえば、火災報知器やバーナーの燃焼監視装置などのための炎センサとして、また、アウトドアでの紫外線照射量を測定するための簡易な装置における紫外線検出デバイスなどとして用いられており、さらには、次世代の紫外線を用いた光通信デバイスとしても期待されている。【０００３】
紫外線センサとしては、代表的には、ダイヤモンド半導体やＳｉＣ半導体を用いたものが開発され、かつ商品化されている。しかしながら、このようなダイヤモンド半導体やＳｉＣ半導体を用いた紫外線センサの場合、材料の加工が容易ではなく、高価であるという問題を有している。【０００４】
そこで、最近では、酸化物半導体材料を用いた紫外線センサの研究が進められており、たとえば、チタン酸化物を主成分とするｎ型半導体層と遷移金属酸化物からなる薄膜とをヘテロ接合させた構造を備える、紫外領域に感度を有するダイオード型センサが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の紫外線センサにおいては、チタン酸化物を主成分とするｎ型半導体層は単結晶基板で構成され、遷移金属酸化物薄膜はエピタキシャル成長による薄膜で構成されている。ここで、これら単結晶基板および薄膜は、アニールのような熱処理は施されるが、焼結体ではない。また、特許文献１に記載の紫外線センサでは、遷移金属酸化物薄膜が紫外線の受光側に位置される。【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の紫外線センサには、次のような課題がある。【０００６】
紫外線センサにおいてベース側となるチタン酸化物を主成分とするｎ型半導体層は、その固有抵抗が大きいため、導電率が低く、それゆえ、紫外線センサの感度が比較的低くなる。このことは、特許文献１の図５に示されたデータなどによって裏付けられている。また、受光側に、遷移金属酸化物薄膜を位置させているので、透光率が低い。このことも、感度の低下につながる。
【特許文献１】特開２００４−１７２１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の目的は、上述のような課題を解決し得る紫外線センサを提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る紫外線センサは、上述した技術的課題を解決するため、導電性を有するセラミック焼結体からなる、導電層と、この導電層の一方主面上に設けられ、導電層との間でヘテロ接合を形成するものであり、かつＺｎＯを含む酸化物半導体からなる、半導体層とを有する積層構造物を備え、半導体層が、紫外線の受光側に位置されるように用いられることを特徴としている。【０００９】
好ましくは、導電層だけでなく、半導体層についても、焼結体から構成される。この場合、導電層となる焼結体と半導体層となる焼結体とが、同時焼成によって得られたものであることが好ましい。【００１０】
また、半導体層は、Ｃｏを０．１〜３モル％含有することが好ましい。【００１１】
導電層は、好ましくは、遷移金属酸化物を含む。この場合、遷移金属酸化物は、ＡＢＯ３（Ａは、希土類元素、ＳｒおよびＢａから選ばれる１種、または希土類元素、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種を含む固溶体であり、Ｂは、Ｍｎ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる１種、またはＭｎ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる少なくとも１種を含む固溶体である。）からなるペロブスカイト型酸化物であることが好ましい。【００１２】
この発明に係る紫外線センサは、半導体層の、紫外線の受光側の主面上に設けられる、透光性導電膜をさらに備えていることが好ましい。【００１３】
この発明に係る紫外線センサでは、導電層および半導体層を備える積層構造物の一方主面および他方主面上にそれぞれ端子電極が設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、導電性を有する導電層をベース側としているので、ベース側において高い導電率を与えることができる。また、導電層がセラミック焼結体からなるものであるので、導電層と半導体層との界面のヘテロ接合において、大きな電流増幅特性（ダイオード特性）が得られる。さらに、受光側にＺｎＯを含む酸化物半導体からなる半導体層を位置させているので、高い透光率を得ることができる。そして、セラミック焼結体からなる導電層の透光率は比較的低いので、ここでの紫外線の吸収効率を高くすることができる。【００１５】
以上のようなことから、この発明に係る紫外線センサによれば、高い感度を得ることができる。【００１６】
この発明において、導電層だけでなく、半導体層についても、これが焼結体から構成されると、導電層となる焼結体と半導体層となる焼結体とを、同時焼成によって得ることができる。そして、半導体層に含まれるＺｎＯは、たとえば、ＴｉＯ２などと比較したとき、焼成の際に導電層側に拡散しにくいため、導電層と半導体層との界面（バリア）の形成が容易である。【００１７】
半導体層がＣｏを０．１〜３モル％含有していると、暗電流の低減による感度向上を図ることができる。ここで、Ｃｏの含有量が３モル％を超えると、透光率の悪化により、かえって感度が低下する。他方、Ｃｏの含有量の下限については、実際、たとえばｐｐｍオーダーでもＣｏ含有の効果があるため、限定されるものではない。しかしながら、Ｃｏの下限を、上述したように、０．１モル％としたのは、その含有範囲を明確にするためである。【００１８】
導電層が、遷移金属酸化物、より好ましくは、ＡＢＯ３からなるペロブスカイト型酸化物を含んでいると、導電層と半導体層との界面に形成される空乏層領域に紫外線が当たり、キャリアが励起され、光電流が生じるとき、導電層に含まれる遷移金属酸化物および半導体層に含まれるＺｎＯの各々のバンドギャップがともに広く、励起エネルギーが３．２ｅＶと大きいため、紫外線にのみキャリア励起が生じる。また、遷移金属酸化物とＺｎＯとの間での順位形成により、電流が増幅され、より高い感度を実現することができる。【００１９】
この発明に係る紫外線センサにおいて、半導体層の、紫外線の受光側の主面上に、透光性導電膜が設けられると、この透光性導電膜は半導体層の主面方向での抵抗値を下げるように作用するので、電流の損失が低減され、光電流が大きくなり、電流感度が上昇する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態による紫外線センサ１を示す断面図である。
【図２】図２は、この発明の第２の実施形態による紫外線センサ１ａを示す断面図である。
【図３】図３は、実験例において用いた光電流の測定装置を示す回路図である。
【図４】図４は、実験例２において得られた「透光性導電膜なし」の試料と「透光性導電膜あり」の試料との各々について、光照射強度を変えて光電流を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１，１ａ  紫外線センサ
２  導電層
３  半導体層
４  積層構造物
５，６  端子電極
７  紫外線の照射方向を示す矢印
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、この発明の第１の実施形態による紫外線センサ１を示す断面図である。【００２３】
紫外線センサ１は、導電層２と、導電層の一方主面上に設けられる半導体層３とを有する積層構造物４を備えている。積層構造物４の一方主面および他方主面上には、それぞれ、端子電極５および６が設けられる。【００２４】
導電層２は、導電性を有するセラミック焼結体から構成される。他方、半導体層３は、導電層２との間でヘテロ接合を形成するものであり、かつＺｎＯを含む酸化物半導体から構成される。この酸化物半導体は、ｎ型であるが、特許文献１に記載されたチタン酸化物を主成分とする単結晶基板からなるｎ型半導体層の場合とは異なり、多結晶である。【００２５】
半導体層３は、上述のように、ＺｎＯを含む酸化物半導体からなるものであるが、ＺｎＯを主成分としながら、たとえば、ドープ材として、Ａｌ、Ｃｏ、Ｉｎ、Ｇａなどを含有したり、拡散物として、Ｆｅ族であるＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎなどを含有したり、不純物として、Ｚｒ、Ｓｉなどを含有したりしていてもよい。特に、Ｚｒは、粉砕時のメディアから生じるコンタミネーションとして含まれることがある。【００２６】
半導体層３は、薄膜から構成されてもよいが、好ましくは、焼結体から構成される。このように、半導体層３が焼結体から構成されると、導電層２となる焼結体と半導体層３となる焼結体とを、同時焼成によって得ることができる。そして、このように、同時焼成を実施すれば、各焼結体の粒成長により、界面には必然的に凹凸が形成される。このことは、実効のある受光面積を増大させ、受光感度を上昇させることができる。また、半導体層３が焼結体から構成されるとき、半導体層３に含まれるＺｎＯは、たとえば、ＴｉＯ２などと比較したとき、焼成の際に導電層２側に拡散しにくいため、導電層２と半導体層３との界面（バリア）の形成が容易である。【００２７】
半導体層３は、特にＣｏを含有することが好ましい。なぜなら、Ｃｏの含有によって、暗電流が低減され、その結果、感度が向上されるからである。なお、Ｃｏの含有量が３モル％を超えると、透光率が低下し、それによる感度の低下がもたらされるので好ましくない。【００２８】
導電層２は、遷移金属酸化物を含むことが好ましく、この遷移金属酸化物は、電気伝導を示すＡＢＯ３（Ａは、希土類元素、ＳｒおよびＢａから選ばれる１種、または希土類元素、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種を含む固溶体であり、Ｂは、Ｍｎ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる１種、またはＭｎ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる少なくとも１種を含む固溶体である。）からなるペロブスカイト型酸化物であることが好ましい。Ａが希土類元素、ＳｒおよびＢａから選ばれる１種であり、ＢがＭｎ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる１種である場合、ＡＢＯ３は、たとえば、ＬａＭｎＯ３、ＬａＮｉＯ３、ＳｒＭｎＯ３などである。Ａが希土類元素、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種を含む固溶体であり、ＢがＭｎ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる少なくとも１種を含む固溶体である場合、ＡＢＯ３は、たとえば、（Ｌａ０．７Ｓｒ０．３）ＭｎＯ３、（Ｌａ０．７Ｓｒ０．３）（Ｍｎ０．７Ｃｏ０．３）Ｏ３などである。【００２９】
なお、導電層２は、遷移金属酸化物を含むものに限らず、導電率が比較的高く、かつ焼結可能な材料であれば、どのような材料から構成されてもよい。ただし、導電層２は、ＺｎＯとオーミック接触する材料を含まず、また、金属単体を含むものではない。また、導電層２を構成する材料は、透光率が低いものが好ましく、機械的強度の比較的高いものが好ましい。【００３０】
このような紫外線センサ１は、図１において紫外線の照射方向を矢印７で示すように、半導体層３が紫外線の受光側に位置されるように用いられ、半導体層３の外方に向く主面が紫外線の受光面とされることを特徴としている。この点において、特許文献１に記載のものと大きく異なっている。特許文献１に記載のものでは、前述したように、導電層２に相当する遷移金属酸化物薄膜が紫外線の受光側に位置される。【００３１】
上述の受光部から端子電極５に至るまでの距離を均一にするため、端子電極５はリング状に形成されることが好ましい。端子電極５は、図１の実施形態では、半導体層３の外周縁より内側に位置されているが、半導体層３の外周縁に接するように位置されてもよい。後者の方が、半導体層３の中央において受光部の面積を大きくとることができるとともに、ワイヤ端子（図示せず。）などの影が映らないようにすることが容易であるので、受光効率を向上させることが容易である。【００３２】
紫外線センサ１は、たとえば、次のようにして製造される。【００３３】
導電層２となるべきグリーンシートおよび半導体層３となるべきグリーンシートがそれぞれ用意される。導電層２となるべきグリーンシートは、たとえば遷移金属酸化物を含む原料無機粉末に、有機溶剤、分散剤、バインダおよび可塑剤を加えて混合して得られたスラリーをシート状に成形したものである。半導体層３となるべきグリーンシートは、ＺｎＯを含む原料無機粉末に、有機溶剤、分散剤、バインダおよび可塑剤を加えて混合して得られたスラリーをシート状に成形したものである。【００３４】
導電層２となるべきグリーンシートは、一例として、厚み５０μｍのものが用意され、これら１０枚を積層して全体の厚みが０．５ｍｍとなるようにして用いられる。しかしながら、これは一例にすぎず、全体の厚みは、紫外線センサ１に備える積層構造物４におけるベース側として十分な強度を与え得るものであればよく、たとえば、０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．２〜０．６ｍｍの範囲で任意に設定し得る。なお、材料強度と薄型化を考慮すると、０．２〜０．６ｍｍの範囲の厚みが適切である。また、導電層２となるべきグリーンシートが積層される場合、積層される各グリーンシートの厚みや積層枚数は任意に変更することができる。また、積層せずに、１枚のグリーンシートによって、導電層２となるべきグリーンシートを構成するようにしてもよい。【００３５】
半導体層３となるべきグリーンシートの厚みは、一例として２０μｍとされるが、この厚みは、１〜５０μｍの範囲、好ましくは５〜３０μｍの範囲、より好ましくは５〜２０μｍの範囲で任意に選ばれる。グリーンシートは、ドクターブレード法のような周知のシート成形法によって形成されることができるので、グリーンシートの厚みを所望に応じて任意に設定することができる。また、グリーンシートの層数についても任意に設定することができる。なお、半導体層３の厚みは、これが薄すぎると半導体層３の主面方向（厚み方向に直交する方向）での抵抗値が高くなるため、受光面の中央部の感度が低くなる。他方、半導体層３の厚みが厚すぎると、抵抗値は下がるが、透光率も下がってしまう。よって、前述したような範囲内で適切な厚みに設定することが求められる。【００３６】
次に、上述のようにして用意された導電層２となるべきグリーンシート上に、半導体層３となるべきグリーンシートが積層され、圧着された後、必要に応じて、たとえば１０ｍｍ角の寸法にカットされる。なお、このカット寸法は、感度の向上に伴い、より小型化されることも可能であり、たとえば２〜８ｍｍ角の寸法とされることもある。また、上述のカット形状、言い換えると、紫外線センサ１の外形は、平面視で概ね矩形状であるが、その他、たとえば円形状であってもよい。【００３７】
次に、カットされた生の積層構造物は、たとえば、６００℃の温度までゆっくりとかつ十分に脱脂され、次いで、１２００〜１３５０℃の温度で５時間焼成される。このようにして、焼結した積層構造物４が得られる。【００３８】
次に、積層構造物４における半導体層３側の主面上に、端子電極５が形成され、同じく導電層２側の主面上に、端子電極６が形成される。端子電極５および６の形成には、たとえば、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、塗布法、めっき法などが適用される。印刷法が適用される場合、ガラスフリットを含む導電性ペーストを焼き付けるようにしても、あるいは、硬化性樹脂を含む導電性接着剤を硬化させるようにしてもよい。端子電極５および６の面積（幅）および厚みは任意に変更することができる。【００３９】
好ましい実施態様では、端子電極５の導電成分として、Ａｌが用いられ、端子電極６の導電成分として、Ａｕが用いられる。しかしながら、端子電極５および６の各々の導電成分については、これらに限定されるものではなく、たとえば、端子電極５においてＡｕが用いられても、端子電極６においてＡｌが用いられても、さらに、その他、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎなどの金属、あるいはそれら金属のいずれかを含む合金が用いられてもよい。【００４０】
なお、半導体層３上に形成される端子電極５については、オーミック特性の面からＡｌまたはＺｎを導電成分とすることが好ましい。しかしながら、半導体層３上での光起電力の影響から、オーミック特性は必ずしも必要ではない。なぜなら、端子電極５は、抵抗で見れば直列の抵抗となり、感受時の絶対値には影響するが、相対値には影響がないためである。【００４１】
以上のようにして、紫外線センサ１が得られる。【００４２】
このような紫外線センサ１において、図示しないが、光電流が導電層２および半導体層３の端部を伝わらないようにし、それによって、リーク電流を減らすようにするため、積層構造物４の外表面上に絶縁手段が設けられてもよい。【００４３】
また、受光部での受光を阻害しない程度に積層構造物４を保護するプラスチックなどからなる保護手段が設けられてもよい。【００４４】
また、紫外線センサ１は、これ単独でチップ電子部品として供給されても、回路基板等の上に搭載されたモジュール部品として供給されてもよい。【００４５】
また、紫外線センサ１は、たとえば、次のような用途、すなわち、紫外線硬化樹脂や紫外線レーザなどの工業的に紫外線を用いるプロセスや紫外線カットガラスなどの紫外線をカットする目的で製造される物における紫外線検出、炎センサ、燃焼監視、放電現象の検出、紫外線の漏れ検出、紫外線スイッチ、紫外線テスタ（電流テスタとのハイブリッドも可能）、紫外線カットガラス、日焼けマシーンもしくは日常生活において日焼けをチェックする紫外線キット、紫外線を用いた光通信デバイス、紫外線を用いた玩具、その他の電子デバイスなどに用いることができる。【００４６】
図２は、この発明の第２の実施形態による紫外線センサ１ａを示す断面図である。図２において、図１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。【００４７】
図２に示した紫外線センサ１ａは、その積層構造物４において、半導体層３の、紫外線の受光側の主面上に設けられる、透光性導電膜１０をさらに備えていることを特徴としている。そのため、端子電極５は、透光性導電膜１０上に設けられ、また、透光性導電膜１０の外方に向く主面が紫外線の受光面とされる。【００４８】
透光性導電膜１０は、たとえば、Ａｌをドープすることによって低抵抗化されたＺｎＯから構成される。また、透光性導電膜１０は、たとえば、スパッタリング法によって形成され、その厚みは、０．５〜１μｍ程度とされる。【００４９】
透光性導電膜１０は、半導体層３の主面方向（厚み方向に直交する方向）での抵抗値を下げるように作用する。そのため、半導体層３での電流の損失が低減され、光電流が大きくなり、電流感度を上昇させることができる。【００５０】
次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。  【００５１】
１．実験例１
まず、半導体層となるべきグリーンシートを作製するため、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３およびＣｏ３Ｏ４の各原料無機粉末を、それぞれ、ＺｎＯ、ＡｌＯ３／２およびＣｏＯ４／３に換算して、表１の「半導体層」の欄に示すモル％となるように秤量し、これに純水を加え、ＰＳＺ（部分安定化ジルコニア）ビーズをメディアとしてボールミルにて混合粉砕処理した。次いで、混合粉砕処理後のスラリーを脱水乾燥し、５０μｍの程度の粒径となるように造粒した後、１２００℃の温度で２時間仮焼した。次に、このようにして得られた仮焼粉末に、再び、純水を加え、ＰＳＺビーズをメディアとしてボールミルにて平均粒径０．５μｍになるまで混合粉砕処理した。次に、この混合粉砕処理後のスラリーを脱水乾燥した後、有機溶剤および分散剤を加えて混合し、さらにバインダおよび可塑剤を加えて成形用のスラリーとし、このスラリーにドクターブレード法を適用して、半導体層となるべき厚み２０μｍのグリーンシートを得た。【００５２】
他方、導電層となるべきグリーンシートを作製するため、Ｌａ２Ｏ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｃｏ３Ｏ４およびＮｉＯの各原料無機粉末を、それぞれ、ＬａＯ３／２、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｎＯ４／３、ＣｏＯ４／３およびＮｉＯに換算して、表１の「導電層」の欄に示すモル％となるように秤量し、これに純水を加え、ＰＳＺビーズをメディアとしてボールミルにて混合粉砕処理した。次いで、混合粉砕処理後のスラリーを脱水乾燥し、５０μｍ程度の粒径となるように造粒した後、１２００℃の温度で２時間仮焼した。次に、このようにして得られた仮焼粉末に、再び、純水を加え、ＰＳＺビーズをメディアとしてボールミルにて平均粒径０．５μｍになるまで混合粉砕処理した。次に、この混合粉砕処理後のスラリーを脱水乾燥した後、有機溶剤および分散剤を加えて混合し、さらにバインダおよび可塑剤を加えて成形用のスラリーとし、このスラリーにドクターブレード法を適用して、導電層となるべき厚み５０μｍのグリーンシートを得た。【００５３】
【表１】
2007060758.tif 000003
【００５４】
次に、図１に示したような構造の紫外線センサ１が得られるように、上述した導電層となるべきグリーンシートを１０枚積層するとともに、その上に半導体層となるべきグリーンシートを１枚積層し、これらを２０ＭＰａの圧力で圧着した後、１０ｍｍ×１０ｍｍの寸法にカットした。【００５５】
次に、上述のようにしてカットされた生の積層構造物を６００℃の温度までゆっくりとかつ十分に脱脂した後、１２５０℃の温度で５時間焼成した。【００５６】
次に、焼結後の積層構造物における半導体層側の主面の一部にＡｌ膜を蒸着法により形成し、一方の端子電極とするとともに、同じく導電層側の主面の一部上にＡｕ膜をスパッタリング法により形成し、他方の端子電極とした。【００５７】
以上のようにして得られた試料に係る紫外線センサ１について、図３に示すように、半導体層３側の端子電極５がプラスとなり、導電層２側の端子電極６がマイナスとなるように、１Ｖのバイアス電圧をかけ、暗室において、表２に示すようないくつかの特定波長の光を、矢印７で示すように、半導体層３側の外表面に照射し、試料としての紫外線センサ１に流れる光電流を計測した。ここで、上記光の照射強度は、各々１０ｍＷ／ｃｍ２とし、測定温度は、２５℃±１℃となるようにコントロールした。表２に、上記光電流の測定結果が示されている。【００５８】
【表２】
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【００５９】
表２からわかるように、いずれの試料も、波長４０５ｎｍおよび蛍光灯に対し応答は小さく、波長６３０ｎｍでは無反応であった。このことから、波長４０５ｎｍおよび蛍光灯には、わずかではあるが紫外線が含まれており、いずれの試料についても、紫外線にのみ応答していることがわかる。最大の応答は、波長３１３ｎｍの入射に対してであり、最大３、４５ｍＡの出力が得られた。このことから、端子電極の形状等を最適にすれば、さらに感度が上昇することが見込まれる。【００６０】
このように、この実験例１において作製された試料について、紫外線に対する応答感度が高められたのは、ＺｎＯとＡＢＯ３ペロブスカイト型酸化物とのバンドギャップが大きく、接合部の空乏層にてキャリアが励起され、光電流として感知された結果である。そして、感知された電流が大きくなった原因は、セラミック焼結体からなる導電層と半導体層との接合界面の実効面積が大きく、かつ導電層が光を透過しないため、紫外線の吸収効率が高くなったためであると考えられる。また、導電層の比抵抗は１０−３Ω・ｃｍというように、ＴｉＯ２等と比較して低く、電流がより流れやすいことも寄与していると考えられる。【００６１】
また、試料１４〜１９については、半導体層が、Ｃｏを０．１〜３モル％の範囲で含有している。そのため、このようなＣｏを含有しない試料１〜１３に比べて、感度の向上を確認できるものがあった。【００６２】
２．実験例２
上記実験例１における試料１４と同様の試料を用いて、透光性導電膜の有無について評価した。すなわち、実験例１における試料１４と同じものを「透光性導電膜なし」の試料とし、他方、焼結後の積層構造物における半導体層の外表面上に、透光性導電膜として、ＺｎＯにＡｌをドープして低抵抗化した厚み１μｍの薄膜をスパッタリング法によって形成したことを除いて、試料１４と同様の試料を作製し、これを「透光性導電膜あり」の試料とした。【００６３】
次いで、これら試料について、波長３１３ｎｍの光源を用い、照射強度を変えて、実験例１の場合と同様の方法により光電流を測定した。その結果が図４に示されている。【００６４】
図４を参照して、「透光性導電膜あり」の試料によれば、「透光性導電膜なし」の試料に比べて、光電流が大きくなり、電流感度が上昇していることがわかる。
【図１】
2007060758.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007060758.tif 000008
【国際調査報告】
2007060758.tif 000009
2007060758.tif 000010