[發(fā)明專利]光電轉(zhuǎn)換元件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080060793.6
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN102714233A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 重田博昭;八代有史;津田裕介;野田進(jìn);富士田誠之;田中良典
• 申請（專利權(quán)）人: 夏普株式會(huì)社;國立大學(xué)法人京都大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/04
• 分類號(hào): H01L31/04
• 代理公司: 北京尚誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

1.一種光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于，包括：

光電轉(zhuǎn)換層；和

光子晶體，是以具有光子帶隙的方式在所述光電轉(zhuǎn)換層的內(nèi)部形成的光子晶體，該光子晶體在所述光電轉(zhuǎn)換層的介質(zhì)內(nèi)周期性地配置有與所述光電轉(zhuǎn)換層的介質(zhì)相比折射率小的柱狀的介質(zhì)，并且以在所述光子帶隙生成缺陷能級(jí)的方式形成有未配置所述柱狀的介質(zhì)的缺陷，

當(dāng)令與所述缺陷能級(jí)對應(yīng)的共振峰的波長為λ時(shí)，所述柱狀的介質(zhì)以相對于波長λ為λ/7以上λ/2以下的間距、二維地配置，

作為表示由所述光子晶體與外界的耦合引起的共振效果的大小的Q值的Q_v與作為表示所述光電轉(zhuǎn)換層的介質(zhì)的共振效果的大小的Q值的Q_α處于滿足0.2Q_v≤Q_α≤5.4Q_v的范圍，其中，該Q_v與表示所述光子晶體與外界的耦合的強(qiáng)度的系數(shù)к_v的倒數(shù)成比例，該Q_α與所述光電轉(zhuǎn)換層的介質(zhì)的光的吸收系數(shù)的倒數(shù)成比例。

2.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：

在所述光子晶體，與所述光電轉(zhuǎn)換層相比折射率小的柱狀的介質(zhì)，具有與所述光電轉(zhuǎn)換層的厚度相等的高度，且周期性地配置于所述光電轉(zhuǎn)換層的介質(zhì)內(nèi)。

3.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：

在所述光子晶體，與所述光電轉(zhuǎn)換層的介質(zhì)相比折射率小的柱狀的介質(zhì)，具有不足所述光電轉(zhuǎn)換層的厚度的高度，且周期性地配置于所述光電轉(zhuǎn)換層的介質(zhì)內(nèi)。

4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：

令所述柱狀的介質(zhì)在俯視時(shí)包括六邊形的各頂點(diǎn)和中心的配置為第一單元，該六邊形包括三角晶格，令所述柱狀的介質(zhì)的所述間距為a時(shí)，

二維地配置的第一單元以在x方向?yàn)?a、在y方向?yàn)榈拈g距配置，

所述缺陷以在x方向?yàn)?a至8a、在y方向?yàn)橹恋拈g距呈正方晶格狀配置。

5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：

在所述柱狀的介質(zhì)在俯視時(shí)包括六邊形的各頂點(diǎn)和中心的配置中，令形成有兩個(gè)以上所述缺陷的結(jié)構(gòu)為第二單元，其中，該六邊形包括三角晶格，令所述柱狀的介質(zhì)的所述間距為a時(shí)，

二維地配置的第二單元以在x方向?yàn)?a以上、在y方向?yàn)榈拈g距配置，

所述缺陷以在x方向?yàn)?a至8a、在y方向?yàn)橹恋拈g距呈正方晶格狀配置。

6.如權(quán)利要求4所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：

包圍所述缺陷的所述柱狀的介質(zhì)中的、配置于沿著特定方向的線上的兩個(gè)柱狀的介質(zhì)的位置，從所述六邊形的各頂點(diǎn)的位置沿所述特定方向在彼此相反的方向上向距離變短的方向移位。

7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：

所述光電轉(zhuǎn)換層由包括與光電轉(zhuǎn)換層的介質(zhì)相比折射率小的介質(zhì)的兩個(gè)層夾著，所述兩個(gè)層中的至少一個(gè)層是透明的。

8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：

所述光電轉(zhuǎn)換層，具有p型半導(dǎo)體層、本征半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層各層的相鄰結(jié)構(gòu)，或者n型半導(dǎo)體層、本征半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層各層的相鄰結(jié)構(gòu)，所述相鄰結(jié)構(gòu)為各層縱向疊層的縱型結(jié)構(gòu)或橫向排列的橫型結(jié)構(gòu)。

9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：

在光入射所述光電轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)的相反側(cè)的最外層，設(shè)置有覆蓋整個(gè)所述相反側(cè)的金屬層。