JPH079998B2 - 立方晶窒化ほう素のP−n接合型発光素子 - Google Patents
立方晶窒化ほう素のP−n接合型発光素子Info
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- JPH079998B2 JPH079998B2 JP160588A JP160588A JPH079998B2 JP H079998 B2 JPH079998 B2 JP H079998B2 JP 160588 A JP160588 A JP 160588A JP 160588 A JP160588 A JP 160588A JP H079998 B2 JPH079998 B2 JP H079998B2
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- Japan
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- junction
- type
- boron nitride
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- cubic boron
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は発光素子に関する。更に詳しくは立方晶窒化ほ
う素を母結晶とした赤外から紫外域の広領域の範囲で発
光し得られる発光素子に関する。
う素を母結晶とした赤外から紫外域の広領域の範囲で発
光し得られる発光素子に関する。
従来技術 従来、p−n接合型発光素子を形成する素子の素材とし
ては、ひ化ガリウム,燐化ガリウムが知られ実用化され
ている。しかしこれらの発光素子の発光領域は赤外から
緑色の範囲のものである。青色に発光する素子の素材と
してシリコンカーバイド,セレン化亜鉛が開発された
が、シリコンカーバイドでは良質な結晶が得難く、また
セレン化亜鉛ではp型結晶が得難いので、p−n接合型
が得難い。そのため未だ実用化されていない。また紫外
域にエネルギーギャップを有する窒化ガリウム,硫化亜
鉛はp型を得ることができず、紫外域発光のp−n接合
型発光素子は存在していない。
ては、ひ化ガリウム,燐化ガリウムが知られ実用化され
ている。しかしこれらの発光素子の発光領域は赤外から
緑色の範囲のものである。青色に発光する素子の素材と
してシリコンカーバイド,セレン化亜鉛が開発された
が、シリコンカーバイドでは良質な結晶が得難く、また
セレン化亜鉛ではp型結晶が得難いので、p−n接合型
が得難い。そのため未だ実用化されていない。また紫外
域にエネルギーギャップを有する窒化ガリウム,硫化亜
鉛はp型を得ることができず、紫外域発光のp−n接合
型発光素子は存在していない。
発明の目的 本発明は従来のp−n接合型発光素子では困難あるいは
不可能であった赤外から紫外域の発光が可能な発光素子
を提供せんとするものである。
不可能であった赤外から紫外域の発光が可能な発光素子
を提供せんとするものである。
発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、立
方晶窒化ほう素を母結晶としたp−n接合型素子のp−
n接合部に電流を通すと、赤外から紫外域で発光し、発
光素子として優れたものであることを確認し得た。ま
た、p−n接合部またはn側表面に蛍光体を附設すると
任意の発光色に変化させ得られることを知見し得た。こ
れらの知見に基づいて本発明を完成した。
方晶窒化ほう素を母結晶としたp−n接合型素子のp−
n接合部に電流を通すと、赤外から紫外域で発光し、発
光素子として優れたものであることを確認し得た。ま
た、p−n接合部またはn側表面に蛍光体を附設すると
任意の発光色に変化させ得られることを知見し得た。こ
れらの知見に基づいて本発明を完成した。
本発明の要旨は、 1)立方晶窒化ほう素を母結晶とし、1mA以上の電流の
通電に耐える少なくとも0.3mm2以上の接合面を有するp
−n接合を持った素子からなることを特徴とする1mA以
上の電流の通電により赤外から紫外域で発光し得る発光
素子。
通電に耐える少なくとも0.3mm2以上の接合面を有するp
−n接合を持った素子からなることを特徴とする1mA以
上の電流の通電により赤外から紫外域で発光し得る発光
素子。
2)立方晶窒化ほう素を母結晶とし、1mA以上の電流の
通電に耐える少なくとも0.3mm2以上の接合面を有するp
−n接合を持った素子において、p−n接合部またはn
側表面に蛍光体を附設したことを特徴とする1mA以上の
電流の通電により赤外から紫外域で発光し得る発光素
子。
通電に耐える少なくとも0.3mm2以上の接合面を有するp
−n接合を持った素子において、p−n接合部またはn
側表面に蛍光体を附設したことを特徴とする1mA以上の
電流の通電により赤外から紫外域で発光し得る発光素
子。
にある。
立方晶窒化ほう素を母結晶にしたp−n接合を持つ素子
は次の方法によって製造し得られる。
は次の方法によって製造し得られる。
高圧高温下で密封された例えばモリブデン製容器中に高
温部と低温部を作り、高温部に立方晶BN原料粒とp型ま
たはn型ドープ材をこれらの溶媒例えば窒化リチウム・
カルシウム(LiCaBN2)溶媒に溶かしたものを入れ、低
温部に前記ドープ材と異なる型の立方晶窒化ほう素結晶
基板を置き温度による溶解差を利用して低温部に置いた
結晶基板上にこれとは異なる伝導型の立方晶窒化ほう素
を析出成長させることによりp−n接合のものが得られ
る。容器の圧力、温度は4〜7GPa,1300〜2400℃範囲で
行うことができる。好ましくは5.5GPa,約1700℃であ
る。
温部と低温部を作り、高温部に立方晶BN原料粒とp型ま
たはn型ドープ材をこれらの溶媒例えば窒化リチウム・
カルシウム(LiCaBN2)溶媒に溶かしたものを入れ、低
温部に前記ドープ材と異なる型の立方晶窒化ほう素結晶
基板を置き温度による溶解差を利用して低温部に置いた
結晶基板上にこれとは異なる伝導型の立方晶窒化ほう素
を析出成長させることによりp−n接合のものが得られ
る。容器の圧力、温度は4〜7GPa,1300〜2400℃範囲で
行うことができる。好ましくは5.5GPa,約1700℃であ
る。
n型ドープ材としては例えばシリコン、p型ドープ材と
してはベリリウムが挙げられる。p−n接合面があまり
小さいと発光強度も弱くなるので、0.3平方ミリメータ
はあることが望ましい。母結晶の大きさや形状は制限さ
れず、その形状は塊状結晶でも薄膜結晶のものでもよ
い。このp−n接合に電流を流すとp−n接合の近傍の
電子と正孔の再結晶によって発光する。電流量がゼロで
あると発光しないが、電流量を増していけば発光強度は
増加し、充分な発光強度を得るには、1mm程度の大きさ
でp−n接合を持つ素子においては1mA以上の電流を流
す必要がある。p−n接合に電流を流すにはp型部側と
n型部側に電極をつけ、そこから電流を流せばよい。電
流の向きはp型からn型に流すのが通常であるが、その
逆方向でも発光する。
してはベリリウムが挙げられる。p−n接合面があまり
小さいと発光強度も弱くなるので、0.3平方ミリメータ
はあることが望ましい。母結晶の大きさや形状は制限さ
れず、その形状は塊状結晶でも薄膜結晶のものでもよ
い。このp−n接合に電流を流すとp−n接合の近傍の
電子と正孔の再結晶によって発光する。電流量がゼロで
あると発光しないが、電流量を増していけば発光強度は
増加し、充分な発光強度を得るには、1mm程度の大きさ
でp−n接合を持つ素子においては1mA以上の電流を流
す必要がある。p−n接合に電流を流すにはp型部側と
n型部側に電極をつけ、そこから電流を流せばよい。電
流の向きはp型からn型に流すのが通常であるが、その
逆方向でも発光する。
その発光は赤色より長い波長のものだけでなく、赤色か
ら紫外域をも含む領域に亘って発光し得られる。
ら紫外域をも含む領域に亘って発光し得られる。
このp−n接合部またはn側表面に蛍光体を附設する
と、発光色を変化させることができる。
と、発光色を変化させることができる。
実施例1. p型立方晶窒化ほう素結晶基板の作成 325〜400メッシュの立方晶窒化ほう素の粒子とLiCaBN溶
媒の粉末を、モリブデン製育成容器に(内径4mm、内高3
mm、厚さ1mm)内に詰める。このとき溶媒の中に1重量
%の金属ベリリウム粉末を入れておく。前記モリブデン
製育成容器は高温部と低温部の温度差をつけるように構
成され、高温部を加熱加圧して5.5GPa,1700℃とし20時
間保持する。これにより低温部にp型立方晶窒化ほう素
結晶基板が得られた。
媒の粉末を、モリブデン製育成容器に(内径4mm、内高3
mm、厚さ1mm)内に詰める。このとき溶媒の中に1重量
%の金属ベリリウム粉末を入れておく。前記モリブデン
製育成容器は高温部と低温部の温度差をつけるように構
成され、高温部を加熱加圧して5.5GPa,1700℃とし20時
間保持する。これにより低温部にp型立方晶窒化ほう素
結晶基板が得られた。
p−n接合 前記のp型立方晶窒化ほう素結晶板を種結晶として育成
容器低温部に置き、前記と同じ立方晶窒化ほう素粒子と
5重量%のシリコン粒を入れたLiCaBN2溶媒粉末とを詰
め、前記と同じ条件下で育成することにより、p型結晶
の上にn型単結晶が育成される。このp−n接合結晶は
全体が約1mm大の単結晶で、中心部に濃青色のp型、周
囲が透明山吹色のn型結晶からなるものであった。p−
n接合面の大きさは0.4mm2とした。
容器低温部に置き、前記と同じ立方晶窒化ほう素粒子と
5重量%のシリコン粒を入れたLiCaBN2溶媒粉末とを詰
め、前記と同じ条件下で育成することにより、p型結晶
の上にn型単結晶が育成される。このp−n接合結晶は
全体が約1mm大の単結晶で、中心部に濃青色のp型、周
囲が透明山吹色のn型結晶からなるものであった。p−
n接合面の大きさは0.4mm2とした。
第1図に示すように、p−n接合を挟むp型部とn型部
に銀ペーストの電極4をつけ、p型側を正n型側を負に
して70ボルトの順バイアス電圧をかけると、p型からn
型に2ミリアンペアの電流が流れた。銀ペースト電極と
立方晶窒化ほう素半導体との間の電圧降下を除いたp−
n接合を挟むp型部とn型部との間の電圧は間隔約0.2m
mにおいて約5ボルトであった。2ミリアンペアの電流
を通電中に実体顕微鏡でp−n接合素子を観察したとこ
ろ、p−n接合部に沿ってその近くのn型側に青白い発
光が観察された。
に銀ペーストの電極4をつけ、p型側を正n型側を負に
して70ボルトの順バイアス電圧をかけると、p型からn
型に2ミリアンペアの電流が流れた。銀ペースト電極と
立方晶窒化ほう素半導体との間の電圧降下を除いたp−
n接合を挟むp型部とn型部との間の電圧は間隔約0.2m
mにおいて約5ボルトであった。2ミリアンペアの電流
を通電中に実体顕微鏡でp−n接合素子を観察したとこ
ろ、p−n接合部に沿ってその近くのn型側に青白い発
光が観察された。
実施例2. 実施例1における電圧を70ボルトの逆バイアス電圧とし
たところ、p−n接合を挟むp型部とn型部間の電圧は
−40ボルトで、n型からp型に0.5ミリアンペアの電流
が流れ、n型部が橙色に輝いた。
たところ、p−n接合を挟むp型部とn型部間の電圧は
−40ボルトで、n型からp型に0.5ミリアンペアの電流
が流れ、n型部が橙色に輝いた。
実施例3. 実施例1において流す電流を変化させて発光強度を光度
計で測定したところ、電流量の増加と共に発光強度も増
加した。数ミリアンペア流せば肉眼でも発光を検知し得
られる。
計で測定したところ、電流量の増加と共に発光強度も増
加した。数ミリアンペア流せば肉眼でも発光を検知し得
られる。
実施例4. 実施例1および2の条件下で、発光スペクトルを分光光
度計で測定した。その結果は第2図に示す通りであっ
た。この図は測定系の感度補正を行っていない生のデー
タである。この結果が示すように、2000オングストロー
ムの紫外域から青色にかけても発光することが確認され
た。また電流量の増加と共に短波長へ発光域が拡大され
た。
度計で測定した。その結果は第2図に示す通りであっ
た。この図は測定系の感度補正を行っていない生のデー
タである。この結果が示すように、2000オングストロー
ムの紫外域から青色にかけても発光することが確認され
た。また電流量の増加と共に短波長へ発光域が拡大され
た。
なお、p−n接合を持たないp型もしくはn型だけの素
子では電流を通じても発光は検知できなかった。
子では電流を通じても発光は検知できなかった。
実施例5. 実施例1のp−n接合部、またはn側表面に、銀ドープ
硫化亜鉛,銅ドープ硫化亜鉛,ユーロピウムドープイッ
トリウムオキシサルファイドの蛍光体をそれぞれ塗布
し、p−n接合に順方向の電流を流したところ、それぞ
れ、青色,緑色,赤色の発光が得られた。
硫化亜鉛,銅ドープ硫化亜鉛,ユーロピウムドープイッ
トリウムオキシサルファイドの蛍光体をそれぞれ塗布
し、p−n接合に順方向の電流を流したところ、それぞ
れ、青色,緑色,赤色の発光が得られた。
発明の効果 本発明は従来の素材を用いたp−n接合型発光素子では
得られなかった青色から紫外域の発光を生ずるp−n接
合型発光素子を提供し得たものである。更に母結晶が立
方晶窒化ほう素であるため、その熱伝導率,硬度,化学
的安定性においても従来のものに比し優れており、その
ため高温等、あるいは苛酷な条件下でも使用可能である
効果も有する。
得られなかった青色から紫外域の発光を生ずるp−n接
合型発光素子を提供し得たものである。更に母結晶が立
方晶窒化ほう素であるため、その熱伝導率,硬度,化学
的安定性においても従来のものに比し優れており、その
ため高温等、あるいは苛酷な条件下でも使用可能である
効果も有する。
第1図は本発明の発光素子の実施態様図で、第2図は実
施例4で得られた分光スペクトルを示す。 1:n型、2:p型、3:p−n接合面、4:電極。
施例4で得られた分光スペクトルを示す。 1:n型、2:p型、3:p−n接合面、4:電極。
Claims (2)
- 【請求項1】立方晶窒化ほう素を母結晶とし、1mA以上
の電流の通電に耐える少なくとも0.3mm2以上の接合面を
有するp−n接合を持った素子からなることを特徴とす
る1mA以上の電流の通電により赤外から紫外域で発光し
得る発光素子。 - 【請求項2】立方晶窒化ほう素を母結晶とし、1mA以上
の電流の通電に耐える少なくとも0.3mm2以上の接合面を
有するp−n接合を持った素子において、p−n接合部
またはn側表面に蛍光体を附設したことを特徴とする1m
A以上の電流の通電により赤外から紫外域で発光し得る
発光素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP160588A JPH079998B2 (ja) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 立方晶窒化ほう素のP−n接合型発光素子 |
US07/388,809 US4980730A (en) | 1987-05-01 | 1989-08-03 | Light emitting element of cubic boron nitride |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP160588A JPH079998B2 (ja) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 立方晶窒化ほう素のP−n接合型発光素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01179471A JPH01179471A (ja) | 1989-07-17 |
JPH079998B2 true JPH079998B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=11506133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP160588A Expired - Lifetime JPH079998B2 (ja) | 1987-05-01 | 1988-01-07 | 立方晶窒化ほう素のP−n接合型発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH079998B2 (ja) |
Families Citing this family (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5240877A (en) * | 1989-11-28 | 1993-08-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Process for manufacturing an ohmic electrode for n-type cubic boron nitride |
JP3104979B2 (ja) * | 1990-07-27 | 2000-10-30 | 株式会社東芝 | 紫外域半導体レーザ,半導体素子およびこれらの製造方法 |
US6600175B1 (en) | 1996-03-26 | 2003-07-29 | Advanced Technology Materials, Inc. | Solid state white light emitter and display using same |
CN1534803B (zh) | 1996-06-26 | 2010-05-26 | 奥斯兰姆奥普托半导体股份有限两合公司 | 具有发光变换元件的发光半导体器件 |
TW383508B (en) | 1996-07-29 | 2000-03-01 | Nichia Kagaku Kogyo Kk | Light emitting device and display |
US6608332B2 (en) | 1996-07-29 | 2003-08-19 | Nichia Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Light emitting device and display |
JP4109297B2 (ja) * | 2006-05-22 | 2008-07-02 | 日亜化学工業株式会社 | 発光ダイオード |
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US20080192458A1 (en) | 2007-02-12 | 2008-08-14 | Intematix Corporation | Light emitting diode lighting system |
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US8604678B2 (en) | 2010-10-05 | 2013-12-10 | Intematix Corporation | Wavelength conversion component with a diffusing layer |
JP6069205B2 (ja) | 2010-10-05 | 2017-02-01 | インテマティックス・コーポレーションIntematix Corporation | フォトルミネッセンス波長変換を備える発光装置及び波長変換コンポーネント |
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-
1988
- 1988-01-07 JP JP160588A patent/JPH079998B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SCIENCE,VOL.238,(4824)(1987−10−9)P.181−183 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01179471A (ja) | 1989-07-17 |
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