JPH077180A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
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- JPH077180A JPH077180A JP14458093A JP14458093A JPH077180A JP H077180 A JPH077180 A JP H077180A JP 14458093 A JP14458093 A JP 14458093A JP 14458093 A JP14458093 A JP 14458093A JP H077180 A JPH077180 A JP H077180A
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- porous silicon
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔質シリコンを用いた発光素子であって、
発光スペクトルの選択の自由度を高めることができ、従
来得られなかった発光特性を実現し得る発光素子を提供
する。 【構成】 面内方向においてドーパントの種類及び濃度
の少なくとも一方が異ならされた複数の領域を有する単
結晶シリコン基板を陽極酸化により表面を多孔質化して
なる多孔質シリコン基板21と、多孔質シリコン基板2
1の両面に直接または間接に形成されており、多孔質シ
リコン基板に電圧を印加するための電極22,24とを
備える発光素子。
発光スペクトルの選択の自由度を高めることができ、従
来得られなかった発光特性を実現し得る発光素子を提供
する。 【構成】 面内方向においてドーパントの種類及び濃度
の少なくとも一方が異ならされた複数の領域を有する単
結晶シリコン基板を陽極酸化により表面を多孔質化して
なる多孔質シリコン基板21と、多孔質シリコン基板2
1の両面に直接または間接に形成されており、多孔質シ
リコン基板に電圧を印加するための電極22,24とを
備える発光素子。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子に関し、特
に、陽極酸化により表面を多孔質化してなる多孔質シリ
コン基板を用いて構成された発光素子の改良に関する。
に、陽極酸化により表面を多孔質化してなる多孔質シリ
コン基板を用いて構成された発光素子の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、EL(エレクトロルミネセンス)
素子、発光ダイオード、レーザーダイオード等の発光素
子としては、直接遷移型の化合物半導体が主として用い
られてきているが、近年、間接遷移型の単結晶シリコン
を出発材料として得られた多孔質シリコンが発光素子用
材料として研究されている(Appl. Phys.L
ett.第57巻、第1046頁〜第1048頁(19
90)等)。
素子、発光ダイオード、レーザーダイオード等の発光素
子としては、直接遷移型の化合物半導体が主として用い
られてきているが、近年、間接遷移型の単結晶シリコン
を出発材料として得られた多孔質シリコンが発光素子用
材料として研究されている(Appl. Phys.L
ett.第57巻、第1046頁〜第1048頁(19
90)等)。
【0003】結晶シリコンは、間接遷移型の狭いバンド
ギャップを有するため、通常は可視発光しない。しかし
ながら、単結晶シリコンをフッ化水素(HF)水溶液中
において、電解研磨の領域よりも小さい電流密度で陽極
酸化することにより表面に形成される多孔質シリコン層
は、室温において可視発光することが明らかにされてい
る。この場合、出発材料としては、均質なp型またはn
型の単結晶シリコン基板が用いられている。
ギャップを有するため、通常は可視発光しない。しかし
ながら、単結晶シリコンをフッ化水素(HF)水溶液中
において、電解研磨の領域よりも小さい電流密度で陽極
酸化することにより表面に形成される多孔質シリコン層
は、室温において可視発光することが明らかにされてい
る。この場合、出発材料としては、均質なp型またはn
型の単結晶シリコン基板が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の多孔質シリコン
を用いた発光素子では、上記のように均質なp型または
n型の単結晶シリコン基板が出発材料として用いられて
いる。従って、得られた多孔質シリコンの発光スペクト
ルは、面内においてほぼ一様であり、大きな面積の発光
装置を構成しようとした場合、得られる発光スペクトル
の選択の自由度が小さいという問題があった。
を用いた発光素子では、上記のように均質なp型または
n型の単結晶シリコン基板が出発材料として用いられて
いる。従って、得られた多孔質シリコンの発光スペクト
ルは、面内においてほぼ一様であり、大きな面積の発光
装置を構成しようとした場合、得られる発光スペクトル
の選択の自由度が小さいという問題があった。
【0005】本発明の目的は、発光スペクトルの選択の
自由度を増大させることができ、従来得ることができな
かった発光特性を実現し得る、多孔質シリコンを用いた
発光素子を提供することにある。
自由度を増大させることができ、従来得ることができな
かった発光特性を実現し得る、多孔質シリコンを用いた
発光素子を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
多孔質シリコンを用いた発光素子であり、下記の構成を
備えることを特徴とし、それによって上記課題を達成す
るものである。
多孔質シリコンを用いた発光素子であり、下記の構成を
備えることを特徴とし、それによって上記課題を達成す
るものである。
【0007】すなわち、本発明は、面内方向においてド
ーパントの種類及び濃度の少なくとも一方が異ならされ
た複数の領域を有する結晶系シリコン基板を陽極酸化に
より表面を多孔質化してなる多孔質シリコン基板と、該
多孔質シリコン基板の両面に直接または間接に形成され
ており、かつ多孔質シリコンに電圧を印加するための電
極とを備える。
ーパントの種類及び濃度の少なくとも一方が異ならされ
た複数の領域を有する結晶系シリコン基板を陽極酸化に
より表面を多孔質化してなる多孔質シリコン基板と、該
多孔質シリコン基板の両面に直接または間接に形成され
ており、かつ多孔質シリコンに電圧を印加するための電
極とを備える。
【0008】
【作用】多孔質シリコンの発光スペクトルはガウス型の
形状を有するが、そのピーク位置及び半値幅は、陽極酸
化により形成される多孔質シリコンの状態に依存する。
本発明は、上記のように多孔質シリコンの発光特性が、
多孔質シリコンの状態に依存することに鑑み、同じ基板
内において面内方向にドーパント濃度やドーパントの種
類が異なる複数の領域を有する結晶系シリコン基板を陽
極酸化することにより、多孔質シリコンの状態の異なる
複数の領域を面内方向に有する多孔質シリコン基板を構
成し、それによって面内方向において発光特性の異なる
複数の領域を構成したことに特徴を有する。
形状を有するが、そのピーク位置及び半値幅は、陽極酸
化により形成される多孔質シリコンの状態に依存する。
本発明は、上記のように多孔質シリコンの発光特性が、
多孔質シリコンの状態に依存することに鑑み、同じ基板
内において面内方向にドーパント濃度やドーパントの種
類が異なる複数の領域を有する結晶系シリコン基板を陽
極酸化することにより、多孔質シリコンの状態の異なる
複数の領域を面内方向に有する多孔質シリコン基板を構
成し、それによって面内方向において発光特性の異なる
複数の領域を構成したことに特徴を有する。
【0009】すなわち、本発明の発光素子では、面内方
向においてドーパントの種類及び濃度の少なくとも一方
が異ならされた複数の領域を有する結晶系シリコン基板
を出発材料として用いて構成されているため、陽極酸化
により形成された多孔質シリコンが、面内方向において
異なる発光特性を発揮する。
向においてドーパントの種類及び濃度の少なくとも一方
が異ならされた複数の領域を有する結晶系シリコン基板
を出発材料として用いて構成されているため、陽極酸化
により形成された多孔質シリコンが、面内方向において
異なる発光特性を発揮する。
【0010】よって、結晶系シリコン基板の上記複数の
領域におけるドーパントの種類及び濃度を工夫すること
により、多孔質シリコン基板における上記複数の領域に
おける発光特性が異ならされるので、全体としてはこれ
らの異なる発光特性の和として得られる発光特性が実現
される。従って、従来の均質な結晶系シリコン基板を出
発材料として用いた多孔質シリコン発光素子では得られ
なかった発光特性を実現することができる。
領域におけるドーパントの種類及び濃度を工夫すること
により、多孔質シリコン基板における上記複数の領域に
おける発光特性が異ならされるので、全体としてはこれ
らの異なる発光特性の和として得られる発光特性が実現
される。従って、従来の均質な結晶系シリコン基板を出
発材料として用いた多孔質シリコン発光素子では得られ
なかった発光特性を実現することができる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明するこ
とにより、本発明を明らかにする。
とにより、本発明を明らかにする。
【0012】図1(a)〜(d)は、多孔質シリコンの
出発材料として用意した4種類の単結晶シリコン基板を
説明するための模式的平面図である。図1(a)〜
(d)に示す単結晶シリコン基板は、(111)単結晶
シリコン基板を用いて構成されている。また、各単結晶
シリコン基板1〜4は、それぞれ、その一方表面側から
不純物がドーピングされているが、一様にドーピングさ
れているのではなく、16分割された各領域が、それぞ
れ、図示の記号a〜dで示す条件でドーピングされてい
る。このドーピングa〜dの詳細は、下記の表1に示す
通りである。
出発材料として用意した4種類の単結晶シリコン基板を
説明するための模式的平面図である。図1(a)〜
(d)に示す単結晶シリコン基板は、(111)単結晶
シリコン基板を用いて構成されている。また、各単結晶
シリコン基板1〜4は、それぞれ、その一方表面側から
不純物がドーピングされているが、一様にドーピングさ
れているのではなく、16分割された各領域が、それぞ
れ、図示の記号a〜dで示す条件でドーピングされてい
る。このドーピングa〜dの詳細は、下記の表1に示す
通りである。
【0013】
【表1】
【0014】上記表1及び図1から明らかなように、例
えば単結晶シリコン基板1を例にとると、aの条件でド
ーピングされた領域と、bの条件でドーピングされた領
域とが図示のように混在されている。すなわち、面内方
向において、p型のドーパントであるBの濃度が異なる
複数の領域が構成されている。同様に、他の単結晶シリ
コン基板2〜4についても、面内方向においてドーパン
ト濃度やドーパントの種類が異なる複数の領域が混在さ
れている。
えば単結晶シリコン基板1を例にとると、aの条件でド
ーピングされた領域と、bの条件でドーピングされた領
域とが図示のように混在されている。すなわち、面内方
向において、p型のドーパントであるBの濃度が異なる
複数の領域が構成されている。同様に、他の単結晶シリ
コン基板2〜4についても、面内方向においてドーパン
ト濃度やドーパントの種類が異なる複数の領域が混在さ
れている。
【0015】上記のようなドーピングa〜dは、公知の
ドーピング技術に従って行うことができ、代表的には下
記の4種類の方法が挙げられる。 集束イオンビーム(FIB)法…この方法は、例え
ば、200KeVの加速エネルギーで、5×1013〜1
×1015/cm2 の濃度でBもしくはPをドーピングし
た後に、600℃の温度で1時間アニールすることによ
り行い得る。
ドーピング技術に従って行うことができ、代表的には下
記の4種類の方法が挙げられる。 集束イオンビーム(FIB)法…この方法は、例え
ば、200KeVの加速エネルギーで、5×1013〜1
×1015/cm2 の濃度でBもしくはPをドーピングし
た後に、600℃の温度で1時間アニールすることによ
り行い得る。
【0016】レーザードーピング法…この方法は、例
えば、B2 H6 またはPH3 ガスを真空チャンバー内に
満たし、基板温度を200℃程度の温度で一定とし、ド
ーピングすべき領域にエキシマレーザー(波長325n
m)を照射することによりドーピングを行い、900℃
〜1000℃の温度で熱拡散を行うことにより達成し得
る。なお、BあるいはPの濃度は、抵抗率にして1〜3
0Ωcmとなる領域で制御することにより、表1に示す
抵抗率を実現することができる。
えば、B2 H6 またはPH3 ガスを真空チャンバー内に
満たし、基板温度を200℃程度の温度で一定とし、ド
ーピングすべき領域にエキシマレーザー(波長325n
m)を照射することによりドーピングを行い、900℃
〜1000℃の温度で熱拡散を行うことにより達成し得
る。なお、BあるいはPの濃度は、抵抗率にして1〜3
0Ωcmとなる領域で制御することにより、表1に示す
抵抗率を実現することができる。
【0017】イオン注入法…レジストにより非注入領
域を覆い、イオン注入装置により、例えば200KeV
の加速エネルギーにより、5×1013〜1×1015/c
m2程度の濃度でBまたはPをドーピングした後、60
0℃の温度で1時間熱アニールすることにより行い得
る。
域を覆い、イオン注入装置により、例えば200KeV
の加速エネルギーにより、5×1013〜1×1015/c
m2程度の濃度でBまたはPをドーピングした後、60
0℃の温度で1時間熱アニールすることにより行い得
る。
【0018】スクリーン印刷+熱拡散法…スクリーン
印刷法により、液状のSiO2 にBまたはPを含有する
レジストで注入領域を覆い、900℃〜1000℃程度
の温度で熱拡散を行う。BまたはPの濃度は、抵抗率に
して1〜30Ωcmとなる領域で制御することにより、
表1に示した抵抗率を実現することができる。
印刷法により、液状のSiO2 にBまたはPを含有する
レジストで注入領域を覆い、900℃〜1000℃程度
の温度で熱拡散を行う。BまたはPの濃度は、抵抗率に
して1〜30Ωcmとなる領域で制御することにより、
表1に示した抵抗率を実現することができる。
【0019】本実施例では、上記〜で示した各ドー
ピング方法のうち、FIB法により図1に示した各単
結晶シリコン基板1〜4を用意した。他方、上記ドーピ
ングa〜dで一様にドーピングされた4種の単結晶シリ
コン基板を用意し、多孔質化を行った。この多孔質化の
工程を図2を参照して説明する。
ピング方法のうち、FIB法により図1に示した各単
結晶シリコン基板1〜4を用意した。他方、上記ドーピ
ングa〜dで一様にドーピングされた4種の単結晶シリ
コン基板を用意し、多孔質化を行った。この多孔質化の
工程を図2を参照して説明する。
【0020】図2において、45重量%HF水溶液5内
に、表1の条件aでドーピングされた単結晶シリコン基
板6が浸漬されている。単結晶シリコン基板6の背面に
は、p+ 型単結晶シリコン基板7及びアルミニウムより
なる電極8がこの順序で積層されている。また、9は合
成樹脂もしくはワックス等よりなる支持部材を示す。
に、表1の条件aでドーピングされた単結晶シリコン基
板6が浸漬されている。単結晶シリコン基板6の背面に
は、p+ 型単結晶シリコン基板7及びアルミニウムより
なる電極8がこの順序で積層されている。また、9は合
成樹脂もしくはワックス等よりなる支持部材を示す。
【0021】多孔質化にあたっては、同じくHF水溶液
5中に浸漬された白金よりなる電極10と電極8との間
に電流を流し、電流密度25mA/cm2 の電流密度で
単結晶シリコン基板6を陽極化成した。また、多孔質S
i化を促進するために、500Wのタングステンランプ
により光を照射した。
5中に浸漬された白金よりなる電極10と電極8との間
に電流を流し、電流密度25mA/cm2 の電流密度で
単結晶シリコン基板6を陽極化成した。また、多孔質S
i化を促進するために、500Wのタングステンランプ
により光を照射した。
【0022】上記のようにして、ドーピングされた単結
晶シリコン基板6の表面を多孔質シリコン化し、多孔質
シリコン基板を得た。得られた多孔質シリコン基板を用
い、図4に示す発光素子を構成した。
晶シリコン基板6の表面を多孔質シリコン化し、多孔質
シリコン基板を得た。得られた多孔質シリコン基板を用
い、図4に示す発光素子を構成した。
【0023】図4において、11は上記のようにして得
られた多孔質シリコン基板を示し、その露出している表
面側が上記陽極化成により多孔質シリコン化されてい
る。また、多孔質シリコン基板11の背面側には、単結
晶シリコン基板に不純物をドーピングして得られたp+
層を構成するための単結晶シリコン基板7及びアルミニ
ウムよりなる電極8がこの順序で積層されている。ま
た、12はAuを主成分とする透明電極である。
られた多孔質シリコン基板を示し、その露出している表
面側が上記陽極化成により多孔質シリコン化されてい
る。また、多孔質シリコン基板11の背面側には、単結
晶シリコン基板に不純物をドーピングして得られたp+
層を構成するための単結晶シリコン基板7及びアルミニ
ウムよりなる電極8がこの順序で積層されている。ま
た、12はAuを主成分とする透明電極である。
【0024】表1のドーピング条件b〜dに従って一様
にドーピングされた各単結晶シリコン基板を用い、表面
を上記と同様にして陽極化成することにより多孔質シリ
コン化し、得られた多孔質シリコン基板を用いて、それ
ぞれ、図4に示した構造の発光素子を構成した。
にドーピングされた各単結晶シリコン基板を用い、表面
を上記と同様にして陽極化成することにより多孔質シリ
コン化し、得られた多孔質シリコン基板を用いて、それ
ぞれ、図4に示した構造の発光素子を構成した。
【0025】上記のようにしてドーピング条件a〜dで
ドーピングされた単結晶シリコン基板を出発材料とした
4種類の多孔質シリコン発光素子を作製した後、それぞ
れの発光スペクトルを測定した。結果を図3に示す。
ドーピングされた単結晶シリコン基板を出発材料とした
4種類の多孔質シリコン発光素子を作製した後、それぞ
れの発光スペクトルを測定した。結果を図3に示す。
【0026】図3(a)〜(d)は、それぞれ、上記ド
ーピング条件a〜dで多孔質シリコン化された単結晶シ
リコン基板を出発材料として構成された発光素子の発光
スペクトルを示す。図3(a)及び(b)を比較すれば
明らかなように、p型のドーパントであるBの濃度を異
ならせて抵抗率を高めることにより発光スペクトルのピ
ーク位置が短波長側にシフトすることがわかる。同様
に、図3(c)及び(d)の比較から、n型のドーパン
トであるPの濃度を変化させて抵抗率を高めた場合にお
いても、発光スペクトルのピーク位置が短波長側にシフ
トすることがわかる。よって、p型及びn型の導電型の
如何に関わらず、高抵抗の単結晶シリコン基板を用いる
ことにより、発光スペクトルのピーク位置を短波長側に
シフトさせ得ることがわかる。
ーピング条件a〜dで多孔質シリコン化された単結晶シ
リコン基板を出発材料として構成された発光素子の発光
スペクトルを示す。図3(a)及び(b)を比較すれば
明らかなように、p型のドーパントであるBの濃度を異
ならせて抵抗率を高めることにより発光スペクトルのピ
ーク位置が短波長側にシフトすることがわかる。同様
に、図3(c)及び(d)の比較から、n型のドーパン
トであるPの濃度を変化させて抵抗率を高めた場合にお
いても、発光スペクトルのピーク位置が短波長側にシフ
トすることがわかる。よって、p型及びn型の導電型の
如何に関わらず、高抵抗の単結晶シリコン基板を用いる
ことにより、発光スペクトルのピーク位置を短波長側に
シフトさせ得ることがわかる。
【0027】また、図3(a)及び(b)の発光スペク
トルと、図3(c)及び(d)の発光スペクトルの比較
から明らかなように、n型の多孔質シリコンの方がp型
の多孔質シリコンよりも発光スペクトルのピーク位置が
短波長側に存在することがわかる。
トルと、図3(c)及び(d)の発光スペクトルの比較
から明らかなように、n型の多孔質シリコンの方がp型
の多孔質シリコンよりも発光スペクトルのピーク位置が
短波長側に存在することがわかる。
【0028】従って、図3(a)〜(d)の結果から明
らかなように、ドーパントの種類及び濃度が異なるよう
に構成された単結晶シリコン基板を用いることにより、
発光スペクトルのピーク位置を制御し得ることがわか
る。
らかなように、ドーパントの種類及び濃度が異なるよう
に構成された単結晶シリコン基板を用いることにより、
発光スペクトルのピーク位置を制御し得ることがわか
る。
【0029】本実施例の発光素子は、上記のような知見
に基づきなされたものであり、前述した図1(a)〜
(d)に示したように、各単結晶シリコン基板1〜4の
一方表面を16分割し、各領域を上記ドーピング条件a
〜dのいずれかでドーピングし、面内方向においてドー
パントの種類及び濃度が異なる複数の領域を構成したも
のを用いている。
に基づきなされたものであり、前述した図1(a)〜
(d)に示したように、各単結晶シリコン基板1〜4の
一方表面を16分割し、各領域を上記ドーピング条件a
〜dのいずれかでドーピングし、面内方向においてドー
パントの種類及び濃度が異なる複数の領域を構成したも
のを用いている。
【0030】図5は、本発明の一実施例にかかる発光素
子の断面図である。21は多孔質シリコン基板を示し、
図1(a)に示すように各領域がドーピング条件aまた
はbでドーピングされた単結晶シリコン基板1を出発材
料として、上記と同様にして陽極化成することにより、
表面が多孔質シリコン化されている。該多孔質シリコン
基板21の背面には、p+ 層としての単結晶シリコン基
板23及びアルミニウムよりなる電極24がこの順序で
積層されており、多孔質シリコン基板21の表面側には
Auよりなる透明電極22が形成されている。
子の断面図である。21は多孔質シリコン基板を示し、
図1(a)に示すように各領域がドーピング条件aまた
はbでドーピングされた単結晶シリコン基板1を出発材
料として、上記と同様にして陽極化成することにより、
表面が多孔質シリコン化されている。該多孔質シリコン
基板21の背面には、p+ 層としての単結晶シリコン基
板23及びアルミニウムよりなる電極24がこの順序で
積層されており、多孔質シリコン基板21の表面側には
Auよりなる透明電極22が形成されている。
【0031】上記のようにして構成された発光素子25
の発光スペクトルを図6(a)に示す。図6(a)から
明らかなように、図1(a)に示した単結晶シリコン基
板1を用いて多孔質化して得られた多孔質シリコン基板
を用いることにより、図3(a)及び(b)に示した発
光スペクトルの和に相当する発光スペクトルが実現され
ることがわかる。すなわち、ドーピング条件a及びbで
示されている複数の領域が混在されている単結晶シリコ
ン基板1を出発材料として多孔質シリコン基板を得た場
合、該多孔質シリコン基板を用いて構成された発光素子
の発光スペクトルは、ドーピング条件aの多孔質シリコ
ンの発光スペクトルと、ドーピング条件bの多孔質シリ
コンの発光スペクトルとの和になることがわかる。
の発光スペクトルを図6(a)に示す。図6(a)から
明らかなように、図1(a)に示した単結晶シリコン基
板1を用いて多孔質化して得られた多孔質シリコン基板
を用いることにより、図3(a)及び(b)に示した発
光スペクトルの和に相当する発光スペクトルが実現され
ることがわかる。すなわち、ドーピング条件a及びbで
示されている複数の領域が混在されている単結晶シリコ
ン基板1を出発材料として多孔質シリコン基板を得た場
合、該多孔質シリコン基板を用いて構成された発光素子
の発光スペクトルは、ドーピング条件aの多孔質シリコ
ンの発光スペクトルと、ドーピング条件bの多孔質シリ
コンの発光スペクトルとの和になることがわかる。
【0032】同様に、図1(b)〜(d)に示すよう
に、各領域がドーピングされている単結晶シリコン基板
2〜4をそれぞれ出発材料として用い、同様にして図5
に示した構造の発光素子を構成し、発光スペクトルを測
定した。結果を図6(b)〜(d)に示す。
に、各領域がドーピングされている単結晶シリコン基板
2〜4をそれぞれ出発材料として用い、同様にして図5
に示した構造の発光素子を構成し、発光スペクトルを測
定した。結果を図6(b)〜(d)に示す。
【0033】図6(b)〜(d)から明らかなように、
これらの発光素子の発光スペクトルは、それぞれ、出発
材料として用いた単結晶シリコン基板2〜4における各
領域のドーピング条件、すなわち陽極化成により得られ
た多孔質シリコンの状態に応じて、それらが総合して、
図6(b)〜(d)に示す発光スペクトルを示してい
る。
これらの発光素子の発光スペクトルは、それぞれ、出発
材料として用いた単結晶シリコン基板2〜4における各
領域のドーピング条件、すなわち陽極化成により得られ
た多孔質シリコンの状態に応じて、それらが総合して、
図6(b)〜(d)に示す発光スペクトルを示してい
る。
【0034】このように、本実施例の発光素子では、出
発材料として用いる単結晶シリコン基板として、面内方
向においてドーパントの種類及び濃度が異なる複数の領
域が設けられているものを用いている。従って、上記陽
極化成により表面を多孔質シリコン化した場合、得られ
た多孔質シリコン層の状態が上記ドーピング条件によっ
て変化されているため、得られた多孔質シリコン基板で
は発光特性の異なる複数の領域が構成されている。
発材料として用いる単結晶シリコン基板として、面内方
向においてドーパントの種類及び濃度が異なる複数の領
域が設けられているものを用いている。従って、上記陽
極化成により表面を多孔質シリコン化した場合、得られ
た多孔質シリコン層の状態が上記ドーピング条件によっ
て変化されているため、得られた多孔質シリコン基板で
は発光特性の異なる複数の領域が構成されている。
【0035】よって、図6(a)〜(d)に示されてい
るように、上記複数の領域のドーピング条件を選択する
ことにより、また複数の領域の組み合わせ方を工夫する
ことにより、さまざまな発光特性を実現することができ
る。
るように、上記複数の領域のドーピング条件を選択する
ことにより、また複数の領域の組み合わせ方を工夫する
ことにより、さまざまな発光特性を実現することができ
る。
【0036】なお、本願発明者らの実験によれば、上記
FIB法に代えて、前述した〜で示したドーピング
法を用いた場合においても、上記実施例の場合と同様
に、n型のドーパントを用いることにより、p型のドー
パントを用いた場合よりも発光スペクトルのピーク位置
を短波長側にシフトさせることができ、また抵抗率を高
めることより発光スペクトルのピーク位置を短波長側に
シフトさせることができ、さらに上記実施例と同様にさ
まざまな発光特性を有する発光素子を構成し得ることが
確かめられた。
FIB法に代えて、前述した〜で示したドーピング
法を用いた場合においても、上記実施例の場合と同様
に、n型のドーパントを用いることにより、p型のドー
パントを用いた場合よりも発光スペクトルのピーク位置
を短波長側にシフトさせることができ、また抵抗率を高
めることより発光スペクトルのピーク位置を短波長側に
シフトさせることができ、さらに上記実施例と同様にさ
まざまな発光特性を有する発光素子を構成し得ることが
確かめられた。
【0037】図7は、本発明の一応用例を示し、薄膜ト
ランジスタ(以下、TFTと略す。)と組み合わせるこ
とによりマトリクス状の表示装置を構成した例を示す分
解斜視図である。図7において、透光性のガラス基板3
1上に、発光素子を駆動するための、例えばITOより
なる透明電極32がマトリクス状に複数形成されてい
る。また、各透明電極32には、それぞれ一個のTFT
33が接続されている。
ランジスタ(以下、TFTと略す。)と組み合わせるこ
とによりマトリクス状の表示装置を構成した例を示す分
解斜視図である。図7において、透光性のガラス基板3
1上に、発光素子を駆動するための、例えばITOより
なる透明電極32がマトリクス状に複数形成されてい
る。また、各透明電極32には、それぞれ一個のTFT
33が接続されている。
【0038】他方、上方のアルミニウムよりなる電極3
4上には、本発明の実施例にかかる複数の発光素子35
がマトリクス状に固定されている。図7に示した表示装
置は、多孔質シリコンを用いた各発光素子35の下方
に、それぞれ、一個の多結晶シリコンよりなるTFTが
配置されており、ビーズフィーダーにより両者の間の空
間を満たし、側面を液状のSiO2 で塗り固めて固定す
ることにより作製される。配線は、発光部及びTFT3
3からそれぞれ外部に引出せばよい。
4上には、本発明の実施例にかかる複数の発光素子35
がマトリクス状に固定されている。図7に示した表示装
置は、多孔質シリコンを用いた各発光素子35の下方
に、それぞれ、一個の多結晶シリコンよりなるTFTが
配置されており、ビーズフィーダーにより両者の間の空
間を満たし、側面を液状のSiO2 で塗り固めて固定す
ることにより作製される。配線は、発光部及びTFT3
3からそれぞれ外部に引出せばよい。
【0039】このように、本発明にかかる発光素子は、
TFTを用いたマトリクス型の表示装置を構成する場合
に各単位発光素子を構成するのに好適に用いることがで
きる。
TFTを用いたマトリクス型の表示装置を構成する場合
に各単位発光素子を構成するのに好適に用いることがで
きる。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、面内方向においてドー
パントの種類及び濃度の少なくとも一方が異ならされた
複数の領域を有する結晶系シリコン基板を出発材料と
し、該結晶系シリコン基板を陽極酸化することにより表
面が多孔質化されてなる多孔質シリコン基板を用いて発
光素子が構成されているため、該多孔質シリコン基板の
上記ドーパントの種類及び濃度の少なくとも一方が異な
らされている複数の領域において多孔質シリコンの表面
状態が異ならされる。
パントの種類及び濃度の少なくとも一方が異ならされた
複数の領域を有する結晶系シリコン基板を出発材料と
し、該結晶系シリコン基板を陽極酸化することにより表
面が多孔質化されてなる多孔質シリコン基板を用いて発
光素子が構成されているため、該多孔質シリコン基板の
上記ドーパントの種類及び濃度の少なくとも一方が異な
らされている複数の領域において多孔質シリコンの表面
状態が異ならされる。
【0041】従って、表面状態の異なる複数の多孔質シ
リコン領域が、それぞれ異なる発光特性を発揮するた
め、全体としては、上記異なる発光特性の和となる発光
スペクトルが実現されるため、上記複数の領域における
ドーパントの種類及び濃度並びに複数の領域の配置等を
工夫することにより、従来得られなかった発光特性を有
する発光素子を提供することができ、発光スペクトルの
選択の自由度を拡大することができる。
リコン領域が、それぞれ異なる発光特性を発揮するた
め、全体としては、上記異なる発光特性の和となる発光
スペクトルが実現されるため、上記複数の領域における
ドーパントの種類及び濃度並びに複数の領域の配置等を
工夫することにより、従来得られなかった発光特性を有
する発光素子を提供することができ、発光スペクトルの
選択の自由度を拡大することができる。
【図1】(a)〜(d)は、それぞれ、本発明の実施例
において出発材料として用いられる単結晶シリコン基板
表面の各領域のドーピング条件を説明するための模式的
平面図。
において出発材料として用いられる単結晶シリコン基板
表面の各領域のドーピング条件を説明するための模式的
平面図。
【図2】陽極化成の工程を説明するための断面図。
【図3】(a)〜(d)は、それぞれ、表1に示したド
ーピング条件a〜dでドーピングされた単結晶シリコン
基板を用いて構成された多孔質シリコンの発光スペクト
ルを示す図。
ーピング条件a〜dでドーピングされた単結晶シリコン
基板を用いて構成された多孔質シリコンの発光スペクト
ルを示す図。
【図4】図3に示した発光スペクトルを測定するために
構成した発光素子を示す断面図。
構成した発光素子を示す断面図。
【図5】本発明の一実施例の発光素子を説明するための
断面図。
断面図。
【図6】(a)〜(d)は、それぞれ、図1(a)〜
(d)に示したように各領域がドーピングされた単結晶
シリコン基板を出発材料として作製された多孔質シリコ
ン基板を用いた実施例の発光素子の発光スペクトルを示
す図。
(d)に示したように各領域がドーピングされた単結晶
シリコン基板を出発材料として作製された多孔質シリコ
ン基板を用いた実施例の発光素子の発光スペクトルを示
す図。
【図7】本発明の一応用例としての表示装置を説明する
ための分解斜視図。
ための分解斜視図。
1〜4…単結晶シリコン基板 11…多孔質シリコン基板 7…電極 12…電極 21…多孔質シリコン基板 22…電極 24…電極 25…発光素子 35…発光素子 34…電極
Claims (1)
- 【請求項1】 面内方向においてドーパントの種類及び
濃度の少なくとも一方が異ならされた結晶系シリコン基
板を、陽極酸化により表面を多孔質化してなる多孔質シ
リコン基板と、 前記多孔質シリコン基板の両面に直接または間接に形成
されており、かつ前記多孔質シリコン基板に電圧を印加
するための電極とを備える、発光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14458093A JPH077180A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14458093A JPH077180A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 発光素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH077180A true JPH077180A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15365452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14458093A Pending JPH077180A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH077180A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007507895A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-03-29 | クリー インコーポレイテッド | 多孔質SiC基板を有する発光ダイオードおよび製造方法 |
US8362512B2 (en) | 2006-04-24 | 2013-01-29 | Cree, Inc. | Side-view surface mount white LED |
WO2015064932A1 (ko) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 정선호 | 원자가 스펙트럼을 방사하게 하는 기구를 설계하고 제조하는 방법 |
US9666772B2 (en) | 2003-04-30 | 2017-05-30 | Cree, Inc. | High powered light emitter packages with compact optics |
US10615324B2 (en) | 2013-06-14 | 2020-04-07 | Cree Huizhou Solid State Lighting Company Limited | Tiny 6 pin side view surface mount LED |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP14458093A patent/JPH077180A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9666772B2 (en) | 2003-04-30 | 2017-05-30 | Cree, Inc. | High powered light emitter packages with compact optics |
JP2007507895A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-03-29 | クリー インコーポレイテッド | 多孔質SiC基板を有する発光ダイオードおよび製造方法 |
US8362512B2 (en) | 2006-04-24 | 2013-01-29 | Cree, Inc. | Side-view surface mount white LED |
US8390022B2 (en) | 2006-04-24 | 2013-03-05 | Cree, Inc. | Side view surface mount LED |
US8487337B2 (en) | 2006-04-24 | 2013-07-16 | Cree, Inc. | Side view surface mount LED |
US10615324B2 (en) | 2013-06-14 | 2020-04-07 | Cree Huizhou Solid State Lighting Company Limited | Tiny 6 pin side view surface mount LED |
WO2015064932A1 (ko) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 정선호 | 원자가 스펙트럼을 방사하게 하는 기구를 설계하고 제조하는 방법 |
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