[发明专利]整流元件

说明书

技术领域

本发明涉及整流元件。

背景技术

整流天线(rectenna；rectifying antenna)元件是接收微波等高频电力将其转换为直流电力的元件。整流天线元件被期待应用于电力再生技术、无线供电技术。作为无线供电技术，例如被期待应用于太空太阳能发电站(空间太阳能发电卫星：SPS)等构想：使用微波波段(3GHz～30GHz)的无线电波，将电力从设置在宇宙空间中的巨大的太阳能发电站传送到地球。

在整流天线元件中使用整流元件。在专利文献1中，公开了一种使用PN结二极管作为整流元件的整流天线元件。

专利文献1：日本特表2008-516455号公报

非专利文献1：B.Berland,“Photovoltaic Technologies Beyond the Horizon:Optical Rectenna Solar Cell Final Report 1 August 2001-30September 2002”,National Renewable Energy Laboratory,February2003.

非专利文献2：I.Hotovy et al,“Characterization of NiO thin films deposited by reactive sputtering”,Vacuum,volume 50,number 1-2 pp.41-44(1998).

非专利文献3：R.Srnanek et al.,“A Raman study of NiOx films for gas sensors applications”,ASDAM 2000.The Third International EuroConference on Advanced Semiconductor Devices and Microsystems,pp.303-306.

发明内容

然而，近年来，作为下一代的高效率太阳能电池的实现方法，接收光并将其转换为直流电流的光整流天线(light rectenna)受到关注(非专利文献1)。由于光的频率比微波的频率高(例如150THz～)，所以需要具有更高速的开关特性的整流元件。因此，在非专利文献1中，使用被期待有高速开关特性的MIM(Metal-Insulator-Metal，金属-绝缘层-金属)型隧道二极管。

然而，以往的MIM型隧道二极管不能得到充分的非对称性的I-V特性，因而无法获得充分的整流特性。

另一方面，肖特基二极管是通过肖特基势垒来实现整流特性的元件。肖特基二极管与PN结二极管不同，由于是多数载流子器件，所以其开关速度快，能够进行高频的开关切换。然而，通常的肖特基二极管为了从反向切换到正向，耗尽层之外的多数载流子必须向肖特基结移动。该移动需要花费时间，所以例如即使是由GaAs构成的高频用的肖特基二极管，其频率响应也为5THz。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种可实现高速的开关特性和充分的整流特性的整流元件。

为了解决上述问题而实现发明目的，本发明涉及的整流元件，其特征在于，包括：第1电极，其具有第1功函数；第2电极，其具有比上述第1功函数大的第2功函数；以及半导体层，其具有值在上述第1功函数与上述第2功函数之间的第3功函数，并且与上述第1电极和上述第2电极接触。

此外，本发明涉及的整流元件，在上述发明中，上述半导体层设定为在上述第1电极与上述第2电极之间不施加偏置电压的状态下会完全耗尽的厚度。

此外，本发明涉及的整流元件，在上述发明中，上述半导体层的载流子是空穴。

此外，本发明涉及的整流元件，在上述发明中，上述半导体层由金属氧化物形成。

此外，本发明涉及的整流元件，在上述发明中，上述金属氧化物为NiOx，其中，x＝1～1.5。

此外，本发明涉及的整流元件，在上述发明中，上述金属氧化物为NiOx，其中，x＝1～1.5，上述第1电极由Al形成，上述第2电极由Ni形成。

此外，本发明涉及的整流元件，在上述发明中，上述NiOx中的空穴浓度为10^-2cm^-3级别～10¹⁷cm^-3级别。

此外，本发明涉及的整流元件，在上述发明中，上述金属氧化物为NiOx，其中，x＝1～1.5，上述第1电极由Ni形成，上述第2电极由Pt形成。