JPS6254482A

JPS6254482A - 発光素子

Info

Publication number: JPS6254482A
Application number: JP60195081A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Takasu; 高須　克二; Masafumi Sano; 政史佐野; Hisanori Tsuda; 津田　尚徳; Yutaka Hirai; 裕平井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-09-03
Filing date: 1985-09-03
Publication date: 1987-03-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、Ｏ，Ａ機器等に使用される光源或いは表示に
使用される発光素子に関する。

〔従来の技術〕

従来、発光素子の発光層を構成する材料としては１種々
のものが報告されているが、その中でも例えばＡｐｐｌ
、Ｐｈｙｓ、’Ｌｅｔｔ　。

２９　（１９７６）、ＰＰ６２０−６２２．Ｊ　。

１、Ｐａｎｋｏｕ、Ｄ、、Ｅ、Ｃａｒｌｓｏｎ。

やＪｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、２１（１９８２）
ＰＰ４７３−４７５．に、Ｔａｋａｈａｓｈｉ他、に記
載されている水素原子を含む非単結晶シリコン（以後、
ｒｎｏｎ−５ｉ：ＨＪ　と記す）は、単結晶シリコンと
同様の半導体工学の適用が可能であること、および潜在
的特性に優れたものがある可能性があること等のために
注口されている材料の１つである。

１−記引用文献に記載されたｎｏｎ−５ｉ：Ｈを発光材
料に用いた発光素子の構成は　ｐ　５不純物を含有する
Ｐ型伝導層（Ｐ層）と、Ｐ型およびＮ型のいずれの不純
物も含有しない層（ノンドープ層）と、Ｎ型不純物を含
有するＮ型伝導層（Ｎ層）とを積層したホモ接合を有す
る。

〔解決しようとする問題点〕

しかしながら、この様な構成の従来報告されている発光
素子では、十分な発光量の可視光領域の発光が得られて
おらず、加えて発光強度が弱く、寿命も短い１発光特性
の安定性に欠けると実用的には改良すべき点の多くを残
している。

１−記数良案（７）１つとして、ｎｏｎ−３ｔ：Ｈに炭
素原子を加えて、光学的バンドギャップを拡大し、ｉｉ
ｆ視波長波長領域光を得る試みもなされているが、実用
的には未だ問題を残しており、０、Ａ機器等に使用され
る光源素子や表示素子としては、未だ工業化されるには
至っていない。

ＣＩＩ　　的〕本発明は、」二足従来の欠点を改良した発光素子を提供
することを主たる［］的とする。

本発明の別の］１的は、可視波長領域に充分な発光ら１
−を有し５発光効率と再現性の向上を３１つだ発光素子
を提供することである。

本発明のもう１つの［Ｉ的は、発光特性の安定性と）ｊ
命を飛躍的に向上させた発光素子を提供することである
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の発光素子は発光層と該発光層を挾持する一対の
電気的絶縁層と、これ等の発光層と絶縁層とを挾持し電
気的に接続された少なくとも一対の電極とを有し、前記
発光層を構成する３つの層の少なくとも１つの層が、水
素原子を含む非単結晶シリコンから成る第１の層領域と
、該層領域と光学的バンドギャップが異なる第２の層領
域とが、これ等を一単位として周期的に積層された多層
構造を有する事を特徴とする。

〔作　用〕

本発明の発光素子は、上記の構成とすることによって、
可視波長領域に発光ピークを有すると共に充分な発光量
を得、発光効率と再現性を高めることが出来、発光特性
の安定性と寿命を飛躍的に向上させることが出来る。

以下、本発明を図面に従って具体的に説明する。

第１図は、本発明の発光素子の好適な実施態様例の層構
成を示す模式的層構成図である。

第１図に示される発光素子は、基体１ｏｉｎに設けられ
た下部電極１０２上に、下部電気的絶縁層１０３９発光
層１０４及び上部電気的絶縁層１０５、該絶縁層１０５
上に設けられた−に１部電極１０６とで構成されている
。

第１図に示す発光素子を面状発光素子として使用する場
合には、電極１０２又は／及び１［極１０６は発光色の
色までも利用するのであれば、透明であることが必要で
あり、発光層を利用するのであれば、発光する光に対し
て透光性であるのが望ましい。電極１０２側より発光々
を取り出す場合には、基板１０１は電極１０２と同様透
明であるか若しくは発光する光に対して透光性であるこ
とが望ましい。

本発明の発光素子は、１１１ｊ記の様に発光層がｎｏｎ
−Ｓｉ：Ｈで構成される第１の層領域（Ｉ）と、該層領
域（Ｉ）とは光学的バンドギャップＥｇｏｐｔが異なる
第２の層領域（ＩＩ　）とが、これ等を一中位として周
期的に積層された多層構造を有する。そして、本発明の
効果をより一層効果的に達成する為には１周期構造的に
積層される第１の層領域（Ｉ）を第２の層領域（ＩＩ　
）とは、ｈｌ、予力学的サイズ効果が生ずる層厚に、夫
々の層厚が選択されて交互に積層され、所１）ＩＴ超格
子構造が構築される。

第２の層領域（ＩＩ　）の光学的バンドギャップＥｇｏ
ｐｔ（ＩＩ）は、好ましくは第１の層領域（Ｉ）の光学
的／ヘンドギャップＥｇｏｐｔ（Ｉ）よりも大きくなる
様に即ち、第２の層ｑ１域（ＩＩ　）がポテンシャル４
９７層の役目を１すう様に材料の選択が成されて層形成
される。

本発明の発光素子に於いては、半導体性中間層１０４は
、真性半導体特性を示すＩ型体導層若しくは、僅かにＮ
型又はＰ型伝導層として形成される。そして、ｎｏｎ−
Ｓｉ：Ｈで構成される層は、その一般的傾向より所謂Ｐ
型及びＮ型のいずれの不純物も含有しない場合には、僅
かにＮ型傾向を示すので、Ｉ型体導層とするには、僅か
にＰ型不純物を含有させる。

第２図には、前記第１の層領域（Ｉ）２０１と前記第２
の層領域（ＩＩ）２０２とが夫々適宜所望される層厚で
ｎ周期交互に積層された層構造の例が示される。

第２の層領域（ＩＩ）２０２は、第１の層領域（Ｉ）２
０１よりも、より大きな光学的バンドギャップＥｇｏｐ
ｔを有し、第１の層領域（Ｉ）２０１と第２の層領域（
ＩＩ）２０２との接合部には、ペテロ接合が形成される
。、第２の層領域（ＩＩ）２０２を構成する材ネ４とし
ては。

ｎｏｎ−Ｓｔ：Ｈよりも光学的バンドギャップＥｇｏｐ
ｔがより大きい非単結晶性の半導体材ネ′１又は非単結
晶性の電気的絶縁材料が挙げられる。これ等の第２の層
領域（ＩＩ）２０２を構成する材料は、第１の層領域（
Ｉ）２０１を構成する材ネ１と化学組成要素が異なるか
或いは化学的組成比が異なるものであるが、その母体と
なる構成要素は、共通である方が発光特性の改善をより
効果的に計ることが出来る。

本発明に於いて、超格子構造を導入する為の第１の層領
域（Ｉ）２０１及び第２の層領域（ＩＩ）２０２の夫々
の層厚は、夫々の層領域を構成する材料及び要求される
素子特性に応じて、適、宜所望に従って決定されるが、
量子サイズ効果が顕著になる様に決められるのが望まし
い。

第１及び第２の層領域の層厚としては、好ましくは、５
人〜１００人、より好適には８人〜８０人、最適には１
０人〜７０人とされるのが望ましい。殊に、キャリアの
ドブロイ波長程度、あるいはキャリアの平均自由行程の
程度とされるのが望ましい。半導体性中間層１０４に上
記の超格子構造を導入する場合には、具体的には、例え
ば第１の層領域（Ｉ）２０１として、Ｐ型及びＮ型のい
ずれの不純物も含有してない所謂ノンドープのｎｏｎ−
Ｓｔ：Ｈ層、またはＰ型不純物を僅か含有されて真性半
導体とされたエヤのｎｏｎ−Ｓｉ：Ｈ層、第２の層領域
ＣＩり２０２としては、必要に応じて水素原子−（Ｈ）
を含み、シリコン原子（Ｓｉ）と窒素原子（Ｎ）とを含
む半導体性または電気的絶縁性の非単結晶材料（以後、
ｒｎｏｎ−ＳｉＮ（Ｈ）」と略記する）、または、必要
に応じて水素原子（Ｈ）を含み、シリコン原子（Ｓｉ）
とＭＪ原子（０）とを含む半導体性のまたは電気的絶縁
性の非単結晶材料（以後、ｒｎＯｎ−５ｉＯ（Ｈ）」と
略記する）で夫々構成される。

これ等の材料から成る第１の層領域（Ｉ）２０１及び第
２の層領域（ＩＩ）２０２は、夫々の層厚を以って、好
ましくは、十数周期乃至数十周期交互に積層される。

第１の層領域（Ｉ）中に含有される水素原子（Ｈ）は、
シリコン原子の自由ダングリングボンドを補償し、その
含有ｔは形成される層の半導体特性、光学的特性、及び
素子の発光特性を左有する改要因子であって、本発明に
おいては、水素原子（Ｈ）の含有量は好適にはシリコン
原子に対して０．１〜４ｏ原子％、より好適には０．５
〜３５原子％、最適には１〜３ｏ原子％である。

本発明においては、光ＣＶＤ法（光エネルギーを反応に
利用した化学的気相法による堆積膜形成法）の採用によ
り前述の構成をケえることが出来るものであり、発光層
を形成する為の原ネ′１物質も光ＣＶＤ法に適合するも
のを選択して使用するのが望ましい。

第１（７）層領域（Ｉ）２０１は、ｎｏｎ−５ｉ：Ｈで
構成されるものであるが、好ましくは所８１′ｉ真性（
エヤ）の半導体特性を示す層として作成されるのが望ま
しい、ｎｏｎ−５ｉ：Ｈで構成される層は、その一般的
傾向より所ＭＰ型又はＮ型の不純物を含有しない場合に
は僅かにＮ型傾向を示すので、第１の層領域（Ｉ）２０
１をＩ型体導層とするには、僅かにＰ型不純物を含有さ
せる。

第１の層領域（Ｉ）２０１は、発光特性は僅かに低下は
するが、Ｐ型又はＮ型の不純物を含有しない所謂ノンド
ープ層とすることも出来る。

第１の層領域（Ｉ）２０１を工型伝導層とするには、層
形成する際にＰ型伝導特性を与えるＰ型不純物を含有さ
せるか或いは既にｎｏｎ−５ｉ：Ｈで構成された層中に
、Ｐ型の不純物をイオンインプランテーション法等の手
段で注入してやれば良い。

Ｐ型不純物としては、所謂周期律表第■族に属する原子
（第■族原子）、即ちＢ（硼素）。

Ａｌ（アルミニウム）、Ｇａ（ガリウム）。

Ｉｎ（インジウム）、Ｔ４（タリウム）等があり、殊に
好適に用いられるのは、Ｂ、Ｇａである。

電気的絶縁層１０３，１０５を構成する材料としては、
電気的に良好な絶縁特性を有し、発光層１０４での発光
々を効率良く外部に取り出すのに悪影響を与えないもの
で、成膜が容易なものであれば大概のものを採用するこ
とが出来る。

絶縁層１０３，１０５のいずれか一方は、発光々を外部
に取り出す為に１発光層に対して透明性である必要があ
る。絶縁層１０３゜１０５を構成する材料として１本発
明において、好適に使用されるのは具体的にはＹ２Ｏ３
，５ｉ０２．非晶質の酸化シリコン（ａ−ＳｉＸ０１−
Ｘ但し、０＜ｘ＜１）、ＨｆＯ２。

Ｓｉ３Ｎ４．非晶質の窒化シリコン（ａ−３ｉｙＮ１−
ｙ但し、ｏ＜ｙ＜ｔ）、Ａ文２０３、ＰｂＴｉＯ３，非
晶質（７）ＢａＴｉ０３゜Ｔａ２０５等を挙げることが
出来る。

第３図には１本発明の発光素子あ別の好適な実施ｊＥ様
例が示される。

第３図に示す発光素子は、その構造はノＳ木的には第１
図に示す発光素子と同様である。

第３図に示す発光素子は、ガラス等の透明なノ、（体３
０１上に、順に透り１電極３０２．下部絶縁層３０３１
発光層３０４．七部絶縁層３０５゜金属電極３０６が積
層された層構造を有し、電Ｔｈ３０２及び金属電極３０
６には夫々パルス状の又は鋸歯状の高周波高電界を印加
する為の電源３０７の接続端子が電気的に接続されてい
る。

第３図に示す発光素子の場合、高周波電源３０７によっ
て高周波電界が印加されると、発光層３０４より発光が
起こり、発光した光は絶縁層３０３、透明電極３０２、
）、（休３０１を透過して外部へ放出される。

本発明の発光素子は、可視域の発光波長を得る為に、第
１の層領域（Ｉ）の光学的バンドキャップＥｇｏｐｔは
、２．０ｅＶ以」二とされるのが望ましい。

又、第１の層領域（Ｉ）の光学的バンドギャップの中心
（ミツドギャップ）での局在亭位密度は、好適にはＩ　
Ｘ　１０１６ｃｍ−３拳ｅ　Ｖ−１以下、より好適には
Ｉ　Ｘ　１０１５ｃｍ−３・ｅ　Ｖ−１とされるのが望
ましい。

この様に、第１の層領域（Ｉ）の物性値を制御すること
によって、再結合の効率を飛躍的に向−１−させること
が出来、従って発光効率の向１−を計ることが出来る。

また、第１の層領域（Ｉ）の外部に子効率を１０−４％
以上になる様に再結合のべ可使の分１ＨＴを制御するこ
とによって、高い強度の発光を示す発光素子を得ること
が出来る。

上述した様な特性を有する発光素子は、ｊ）η記した様
に光ＣＶＤ法によって後述の条件で作成されるのが望ま
しい。本発明の発光素子の作成法は、本発明の目的が達
成されるのであれば。

光ＣＶＤ法に限定されるものではなく、適宜所望の条件
に設定して、例えばＨＯＭＯＣＶＤツノ１．プラズマＣ
ＶＤ法等によって成されても良い。

本発明の発光素子を構成する基体を構成する材料として
は、通常発光素子分野において使用されている材料の殆
んどを挙げることが出来る。

ノ、（体としては、導電性でも電気絶縁性であっても良
いが、比較的耐熱性に優れているのが望ましい。

導電性）、（体の場合には、）、（体と発光層との間に
設けられる電極は、必ずしも設ける必要はない。

導電性基体としては、ＮｉＣｒ、ステンレス、　Ａ　ｆ
Ｌ　、　Ｃｒ　、　Ｍ　ｏ　、　Ａ　ｕ　、　Ｎ　ｂ　
、　Ｔ　ａ　。

Ｖ、Ｔｉ等を挙げることが出来る。

電気絶縁性基体としては、ポリエステル、ポリエチレン
、ポリカーボネイト、ポリアミド。

等々の合成樹脂のフィルム、又はシート、或いはガラス
、セラミックス、等々を挙げることが出来る。

Ｊ、（体として電気絶縁性のものを採用する場合には、
発光層との間の電極として、その表面が導電処理される
。

例えば、ガラスであれば、その表面に、ＮｉＣｒ、ＡＭ
、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｎｂ。

Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ２Ｏ３゜５ｎ０２　
、ＩＴＯ（Ｉｎ２０３＋５ｎ０２）等から成る薄ｎ々を
設ける事によって導電性が付与され、或いはポリエステ
ルフィルム等の合成樹脂フィルムであれば、ＮｉＣｒ、
Ａｌｌ、Ａｇ。

Ｐｂ、Ｚｎ、Ｎｉ　、Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｉｒ。

Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属の薄膜を真空ノ入
着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等でその表面に設
け、又は前記金属でその表面をラミネート処理して、そ
の表面に導電性が付与される。

本発明の発光素子の作成方法の具体例を第４図に示す光
ＣＶＤ装置を用いて以下に説明する。以下に説明される
作成手段及び作成条件は、好適な例を示すもので、本発
明を限定するものでないことは云うまでもない。

第３図中、ｌは堆積室であり、内部の基体支持台２上に
所望の基体３が載置される。

４は基体加熱用のヒータであり、導Ｖｊ５を介して給電
され、発熱する。基体温度は特に制限されないが、一般
に発光層の光学的バンド・ギャップを犬きくシーご可視
の発光を得るためには、２００　’ｃ以下であることが
望ましい。

６〜９は、ガス供給源であり、通常状態で液状の原料物
質を使用する場合には、適宜の気化装置をＡ備させる。

気化装置には、加熱沸騰を利用するタイプ、液体原料中
にキャリアガスを通過させるタイプ等があり、いずれで
もよい。

ガス供給源の個数は４個に限定されず、使用する原本＝
Ｉ物質の種類の数、希釈ガス等を使用する場合において
は、該希釈ガスと原料ガスとの予備混合の有無等に応じ
て適宜選択される。図中、ガス供給源６〜９の符号に、
ａを付したのは分岐管、ｂを付したのは流量計、Ｃを付
したのは各流量計の高圧側の圧力を計１１１１する圧力
計、ｄ又はｅを付したのは各気体流の開閉及び流沿の調
整をするためのバルブである。

各ガス供給源から供給されるガス状の原料物質笠は、ガ
ス導入管１０の途中で混合され１図示しない換気装置に
付勢されて、室ｌ内に導入される。又は、各ガス供給源
から交互に室ｌ内に導入される。１１は、室１内に導入
されるガスのＩＩＥ力を計Δ１１！するための圧力計で
ある。また、１２はガス排気管であり、堆積室１内を減
圧したり、導入ガスを強制排気するための図示しない排
気装置と接続されている。

１３はレギュレータ・バルブである。原料ガス等を導入
する前に、室１内を排気し、減圧状１ムとする場合、室
内の圧力は、好ましくは５Ｘ１０−５Ｔｏｒｒ以下、よ
り好ましくはｌＸｌ０−［１Ｔｏｒｒ以下とされるのが
ψましい。

また、原料物質のガス等を導入した状態において、室１
内の圧力は、好ましくはｌＸｌ０−２〜１００Ｔｏｒｒ
、より好ましくは５Ｘ１０−２〜１０Ｔｏ　ｒ　ｒとさ
れるのが望ましい。

本発明で使用する励起エネルギー供給源の一例として、
１４は光エネルギー発生装置であって１例えば水銀ラン
プ、キセノンランプ、炭酸ガスレーザ、アルゴンイオン
レーザ、エキシマレーザ等が用いられる。なお、本発明
で用いる光エネルギーは紫外線エネルギーに限定されず
、原ネ４ガスに化学反応を起こさせ堆積膜を形成するこ
とができるものであれば、波長域を問うものではない。

光エネルギー発生装ご１４から適宜の光学系を用いて基
体全体或いは基体の所望部分に向けられた光１５は、矢
印１６の向きに流れている原料物質のガス等に照射され
る。

発光素子の作成例として具体的には、まず、基体として
、ガラス基板（Ｃ＃７０５９）を用いて、その上に導電
性層として６００人厚のＩＴＯ層をスパッタリングによ
り形成する。膜の抵抗値としては約５０Ω／口とする。

次に上記導電性基体３を、第４図に示す様な光ＣＶＤ装
置のノ＾体ホルダー２に設置し、まずポンプ１２で真空
に排気する。真空度が約Ｉ　Ｘ　Ｌ　Ｏ−Ｇ以下になっ
たところで、基体ホルダー２の温度を上げ、基体温度を
所望に従って設定する。本発明においては、基体温度と
しては、好適には一２０℃〜２００℃、より好適にはＯ
℃〜１５０℃とされるのが望ましい。

次に、ＳｉＨ４，Ｓｉ２Ｈ６，５ｉ３ＨＢ等のシラン系
ガス、Ｎ２　、ＮＨ３、Ｈ２ＮＮＨ２。

ＨＮ３　、ＮＨ４Ｎ３等の窒素系のガス、及び必要に応
じて不純物導入用のガス（Ｂ２Ｈ６゜ＰＨ３ｆ−）を６
．７，８．９のボンベ、６ｂ〜９ｂのフローメーターを
用いて堆積室１に流入する。この際Ｈ２，Ａｒ、Ｈｅな
どのガスを同時に流入してもよい。

次に、反応槽上部より低圧水銀灯を用いて１８５ｎｍｃ
７）光を基体上で約５〜５０ｍＷ／Ｃｍ２の強度で照射
し、層を堆積する。

Ｐ型、Ｎ型の伝導性の第１の層領域を形成するためには
、前記シラン系のガスと同時にＰ型の場合にはＢ２Ｈ６
等のガスをＨ２，Ａｒなどのガスと混合して濃度を調整
して反応槽に流入する。又、Ｎ型の場合にはＰＨ３，Ａ
ｓＨ３等のガスをＨ２，Ａｒのガスと混合して堆積室１
に流入する。ガスの流入の後、圧力を調整し、ガスに光
を照射して分解し層を堆積する。

超格子構造を形成する為に、実際に極薄層を交ＩＬに端
居するには、各薄層を形成する為の原ネ４ガスを、その
都度変える必要がある。即ち、異なる薄層の形成の度毎
に原料ガスの堆積室ｌへの導入を【［・、め、快気装置
により適当な真空度まで排気して、オートドーピングを
防ぐ様にする。又、各層の層厚を所望部りに制御する為
にシャッター１７を開閉動作させることにより励起光の
照射を断続的に行う。

前記の発光素子の発光層を構成する各層の光学的バンド
ギャップは吸収係数αを測定し、Ｊαｈνとｈνの関係
より、局在準位密度はＦＥ法より、また量子効率はダイ
オードの発光特性（温度依存性力）より求めることが出
来る。

発光層の厚さは５００人〜３０００人程度とすることが
望ましい。

この後に、発光層の上から前記材料と同様な絶縁層を重
ねる。そして最後にアルミニウム。

金などの金属電極を基若する。

その他の作成方法としては、反応管中に流す反応ガスを
外部の電気炉で加熱分解し、ガス温度よりも低い温度に
保たれた基体上に堆積させ６ＨＯＭＯＣＶＤとＬｚ’う
方法カアル（Ｂ　、　Ａ　。

５ｃｏｔｔ　、Ｒ，Ｍ、Ｐｌｅｃｅｎｉｃｋ。

ａｎｄ　　Ｅ、Ｅ、Ｓｉｍｏｎｙｉ、Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、、ｖｏｌ、３９（１９８１）ｐ、
７３）。

本発明の第１の層領域（Ｉ）として用いるｎｏｎ−５ｉ
：Ｈを堆積させる際にこの方法を用いても、光学的バン
ド・ギャップが大きく、局在準位密度の低い膜を作るこ
とができる。

〔実施例〕

上記した第４図に示す光ＣＶＤ装置を用い。

上記の手順と条件によって、以下の様にして第３図に示
す構造の発光素子を作成し、電源３０７によりパルス状
の高周波梅電界を印加して、特性試験を行った。

絶縁層３０３，３０５としては３０００人厚のｙ　２０
３薄膜を用い、発光層は、第１の層領域（Ｉ）を原ネ４
ガスとしてＳｉ２Ｈ６ガスを使用して、基体温度５０℃
で成膜を行い、第２の層領域（ＩＩ　）を、ＮＨ３／５
ｉ２Ｈｓ＝１／１の流量比で、総論星９０ＳＣＣＭで基
体温度５０°Ｃで成膜を行った。この動作を２５回連続
的に行って２５周期のｎｏｎ−Ｓｔ：Ｈ／ｎｏｎ−５ｉ
Ｎ：Ｈから成る超格子構造を有する発光層を作成した。

この際、第１の層領域（Ｉ）と第２の層領域（ＩＩ　）
の夫々の層厚は４０人とした。電極３０２としては、Ｉ
ＴＯ透明電極、電極３０６としてはＡ文電極を用いた。

この様にして作成した発光素子に１００ＶＩＫＨｚのパ
ルス状高周波課電界を印加したところ、５０ｆｔ−Ｌの
可視光域に発光ピークがある発光が得られた。これは、
これまでに実現された非屯結晶シリコンを用いた発光素
子の発光に比べて１６桁以上大きい値であり、発光効率
の改善がなされていることが判った。更に、」−記の高
周波電界を連続して長時間印加し、発光特性の安定性と
耐久性を試験したところ、上記の従来例に較べて安定性
において約５倍、耐久性において１．５桁優れているこ
とが結果として７１＃られた。

〔効　果〕

」、述した様に１本発明の発光素子は、可視波長領域に
発光ピークを有すると共に、充分な発光Ｈ，Ｈを得１発
光効率と再現性を高めることが出　　　′来１発光特性
の安定性と寿命を飛翔的に高めることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至ｆｆ１３図は夫々、本発明の発光素子の好適
な実施態様例の層構成を示す模式図、第４図は本発明の
発光素子を作成する為の装置の一例を示す模式図である
。１０１−−−一基体、　　　１０２，１０６−−−−電
極、１０３．１０５−−−一電気絶縁層。１０４−−−一発光層、　　　３０１−−−−ガラス基
板、３０２−−−一透明電極、３０３．３０５−−−一絶縁層。３０４−−−一発光層、　　３０６−−−−金属電極。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発光層を挾持する一対の電気的絶縁層と、これ等
の発光層と絶縁層とを挾持し電気的に接続された少なく
とも一対の電極とを有し、前記発光層が、水素原子を含
む非単結晶シリコンから成る第１の層領域と、該積層領
域と光学的バンドギャップが異なる第２の層領域とが、
これ等を一単位として周期的に積層された多層構造を有
する事を特徴とする発光素子。
（２）前記第１の層領域の光学的バンドギャップが２．
０ｅＶ以上である特許請求の範囲第１項に記載の発光素
子。
（３）前記第１の層領域の局在準位密度がミッドギャッ
プで１０＾１＾６ｃｍ＾−＾３、ｅＶ＾−＾１以下であ
る特許請求の範囲第１項に記載の発光素子。