JP2000277798A

JP2000277798A - ダイヤモンド電子素子

Info

Publication number: JP2000277798A
Application number: JP8473599A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Hayashi; 和志林; Yoshihiro Yokota; 嘉宏横田; Koichi Miyata; 浩一宮田; Kenichi Inoue; 憲一井上
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】電子の注入効率を高めることにより、発光強
度を著しく増加させることができるダイヤモンド電子素
子を提供する。【解決手段】第１のダイヤモンド層１と発光する第２
のダイヤモンド層２とが接合されている。また、第２の
ダイヤモンド層２と第１のダイヤモンド層１を挟むよう
に第１の電極３が設けられている。同様に、第１のダイ
ヤモンド層１と第２のダイヤモンド層２を挟むように第
２の電極４が設けられている。そして、第１のダイヤモ
ンド層１の第１の電極３と接する表面近傍は水素化さ
れ、水素化領域１ａが形成されている。なお、第１のダ
イヤモンド層１は、例えばアンドープ・ダイヤモンドか
ら構成されており、第２のダイヤモンド層２には、例え
ばボロン（Ｂ）がドーピングされ、第２のダイヤモンド
層２はｐ型半導体となっている。このため、第１のダイ
ヤモンド層１の抵抗は発光する第２のダイヤモンド層２
のそれよりも高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単数又は複数の固
定波長で発光し家庭用電気器具、情報・通信機器、電子
化された輸送機、産業用機械の制御盤、及び信号機等の
表示設備等に利用される固体発光素子に好適なダイヤモ
ンド電子素子に関し、特に、紫外領域での発光強度が高
いダイヤモンド電子素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイヤモンドは耐熱性に優れ、現存する
物質の中で最も硬いため、工具の耐摩耗部等に使用され
ている。その上、ダイヤモンドのバンドギャップは約
５.５ｅＶと大きく、通常は良好な絶縁性を示すが不純
物をドーピングすることにより半導体化でき、絶縁破壊
電圧及び飽和ドリフト速度が大きく、誘電率が小さいと
いう優れた電気的特性を有している。このような特徴か
ら、ダイヤモンドは高温・高周波・高電界用の電子デバ
イス・センサ材料として期待されている。更に、バンド
ギャップが大きいことを利用した紫外線等の短波長領域
に対応する光センサ及び発光素子への応用も進められて
いる。

【０００３】電流直接励起の固体発光素子としては、直
接励起型半導体のｐｎ接合による発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）素子が一般に利用されているが、その発光最短波長
はその材料のエネルギーギャップ（価電子帯−伝導帯）
に相当する。例えば、Ｓｉでは赤外光、ＧａＡｓでは赤
色光、ＩｎＰでは黄色光、ＧａＮでは青色光まで開発さ
れている。そして、それ以上の短波長の光線、例えば紫
外線に相当する半導体としてはダイヤモンドの利用が可
能である。これは、ダイヤモンドのエネルギーギャップ
が５．４７ｅＶで波長２２５ｎｍに相当するからであ
る。

【０００４】しかしながら、ダイヤモンドから高品質な
ｐ型半導体を作製することは容易であるが、高品質なｎ
型半導体は、現在のところ作製されていない。このた
め、通常のＬＥＤ構造として用いられるｐｎ接合では、
発光させることが困難である。擬似的なｎ型半導体を使
用した場合には、輝度が低く実用的な強度は得られな
い。

【０００５】ところで、ダイヤモンドの絶縁破壊電界は
１０ＭｅＶ／ｃｍもあり、「固体真空」ともいえる材料
である。近時、薄膜ダイヤモンドの合成技術が発展し、
欠陥の少ない材料が利用できるようになってきている。
例えば、ダイヤモンド薄膜を気相から合成する技術が開
示されている（特公昭５９−２７７５４号公報及び特公
昭６１−３３２０号公報）。

【０００６】また、ボロン（Ｂ）原子をドーピングする
ことによりｐ型半導体ダイヤモンドを合成する技術が開
示されている（特開昭５９−１３７３９６号公報）。

【０００７】更に、単結晶ダイヤモンド基板上に気相合
成により単結晶薄膜を合成できることも公知である
（「ダイヤモンドに関する研究」、無機材質研究所研究
報告書第39号、科学技術庁、１９８４，ｐｐ．３９−４
３及び特開平２−２３３５９０号公報等）。

【０００８】更にまた、シリコン基板上にダイヤモンド
の（１００）や（１１１）の結晶面が配向して成長した
ダイヤモンド薄膜の合成法も開示されている（2nd Inte
rnational Conference on the Applications of Diamon
d Films and Related Materials, Ed. M. Yoshikawa, e
t al., MYU, Tokyo, 1993, pp. 691-696.等）。

【０００９】このような状況で、ｎ型半導体に頼らない
発光素子（以下、第１の従来例という）の開発が進めら
れており、例えば特開平１−１０２８９３号公報に開示
されている。この公報に記載された発光素子において
は、発光層として半導体ダイヤモンドが使用されてお
り、ＭＳ（電極／半導体ダイヤモンド）構造、ＭｉＳ
（電極／アンドープ絶縁性ダイヤモンド／半導体ダイヤ
モンド）構造の所謂発光ダイオード型となっている。

【００１０】また、特開平３−１２２０９３号公報に
は、ダイヤモンド膜を使用し赤、緑又は青の光を発光す
る発光デバイス（以下、第２の従来例という）が開示さ
れている。

【００１１】更に、特開平３−２２２３７６には、導電
性基板上にｐ型又はｎ型の半導体ダイヤモンドからなる
発光層、アンドープダイヤモンド層及び電極を順次積層
した構造を有する発光素子（以下、第３の従来例とい
う）が開示されている。

【００１２】これらの第１乃至第３の従来例の特徴は、
ｐｎ接合を構成するｎ型半導体の替わりに金属を陰極と
してＭＳ構造又はＭｉＳ構造を形成し、陰極から電子を
ｐ型半導体層又はアンドープダイヤモンド層に注入し、
そのｐ型半導体層又はアンドープダイヤモンド層中の不
純物又は欠陥準位を介して再結合発光させることを目的
としていることである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように、ダイヤモンドのバンドギャップは５．５ｅＶも
あるため、その伝導帯に電子を注入することは困難であ
り、前述の従来技術における発光効率は極めて低いとい
わざるを得ない。

【００１４】図５はダイヤモンドのバンド図であって、
（ａ）は順方向に電圧が印加された場合のバンド図、
（ｂ）は逆方向に電圧が印加された場合のバンド図であ
る。図５（ａ）及び（ｂ）において、○は正孔を示し、
●は電子を示している。図５（ａ）に示すように、順方
向では、電子を発光層に注入させるためにはショットキ
ー障壁をトンネルさせる必要があるため、高い電界が必
要となる。また、熱い正孔の注入によるインパクトアイ
オイナゼーテョンによる電子−正孔対が発光に寄与する
ものの、その発生確率は低い。一方、図５（ｂ）に示す
ように、逆方向では、ショットキー障壁をトンネルした
熱い正孔や僅かな電子によるインパクトアイオナイゼー
テョンによって電子−正孔対が発生して発光に寄与する
ものの、この場合にも、その発生確率は極めて低い。

【００１５】ダイヤモンドのエネルギーギャップは５．
５ｅＶ（２２５ｎｍの波長に相当）であり、他の材料の
それと比して極めて大きいが、そのバンド構造は間接遷
移型である。また、ｎ型不純物のドーピングが困難な格
子構造材もあり、通常のＬＥＤのようにｐｎ接合でのバ
ンド間電子−正孔再結合での発光は不可能である。

【００１６】また、これまでに開発されたＭＳ型又はＭ
ｉＳ型発光素子では、電子の注入が困難であるため、そ
の発光強度は低いものに留まっている。

【００１７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、電子の注入効率を高めることにより、発光
強度を著しく増加させることができるダイヤモンド電子
素子を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１のダイ
ヤモンド電子素子は、第１のダイヤモンド層と、この第
１のダイヤモンド層に接合され発光する第２のダイヤモ
ンド層と、前記第１及び第２のダイヤモンド層に夫々接
する第１及び第２の電極と、を有し、前記第１のダイヤ
モンド層の抵抗は前記第２のダイヤモンド層の抵抗より
も高く、前記第１のダイヤモンド層の前記第１の電極と
接する表面の少なくとも一部の領域は水素化されている
ことを特徴とする。

【００１９】本発明に係る第２のダイヤモンド電子素子
は、第１のダイヤモンド層と、この第１のダイヤモンド
層に接合され発光する第２のダイヤモンド層と、この第
２のダイヤモンド層に接合された導電性基板と、前記第
１のダイヤモンド層及び前記導電性基板に夫々接する第
１及び第２の電極と、を有し、前記第１のダイヤモンド
層の抵抗は前記第２のダイヤモンド層の抵抗よりも高
く、前記第１のダイヤモンド層の前記第１の電極と接す
る表面の少なくとも一部の領域は水素化されていること
を特徴とする。

【００２０】本発明においては、第２の電極に対して第
１の電極に負の電圧が印加されると、電子が第１の電極
から第１のダイヤモンド層中の水素化された領域に供給
される。そして、この電子は第１のダイヤモンド層の内
部へと放出され、更に発光する第２のダイヤモンド層へ
と注入される。そして、第１のダイヤモンド層から注入
された電子と第２のダイヤモンド層内に存在する正孔と
の再結合により所望の発光が得られる。

【００２１】なお、本発明においては、前記第１のダイ
ヤモンド層は、アンドープダイヤモンドからなり、前記
第２のダイヤモンド層はボロンがドーピングされたｐ型
半導体ダイヤモンドからなることが望ましい。更に、前
記第２のダイヤモンド層におけるボロン原子濃度は、１
×１０²⁰ｃｍ^-3以上であることが望ましい。このような
濃度とすることにより、紫外線等の種々の波長の発光が
可能となる。

【００２２】本発明に係る第３のダイヤモンド電子素子
は、第１のダイヤモンド層と、この第１のダイヤモンド
層に接合され発光する第２のダイヤモンド層と、この第
２のダイヤモンド層に接合された第３のダイヤモンド層
と、前記第１及び第３のダイヤモンド層に夫々接する第
１及び第２の電極と、を有し、前記第１のダイヤモンド
層の抵抗は前記第３のダイヤモンド層の抵抗よりも高
く、前記第１のダイヤモンド層の前記第１の電極と接す
る表面の少なくとも一部の領域は水素化されていること
を特徴とする。

【００２３】本発明に係る第４のダイヤモンド電子素子
は、第１のダイヤモンド層と、この第１のダイヤモンド
層に接合され発光する第２のダイヤモンド層と、この第
２のダイヤモンド層に接合された第３のダイヤモンド層
と、この第３のダイヤモンド層に接合された導電性基板
と、前記第１のダイヤモンド層及び前記導電性基板に夫
々接する第１及び第２の電極と、を有し、前記第１のダ
イヤモンド層の抵抗は前記第３のダイヤモンド層の抵抗
よりも高く、前記第１のダイヤモンド層の前記第１の電
極と接する表面の少なくとも一部の領域は水素化されて
いることを特徴とする。

【００２４】本発明においては、第１のダイヤモンド層
の水素化された領域が電子供給源となり、第３のダイヤ
モンド層が正孔供給源となり、発光する第２のダイヤモ
ンド層において所望の発光が得られる。

【００２５】なお、本発明においては、前記第１のダイ
ヤモンド層は、アンドープダイヤモンドからなり、前記
第３のダイヤモンド層はボロンがドーピングされたｐ型
半導体ダイヤモンドからなることが望ましい。

【００２６】また、前記第２のダイヤモンド層には発光
中心を形成する不純物元素が導入されていることが望ま
しい。

【００２７】更にまた、前記水素化は、水素プラズマ処
理により行われたものであることが望ましい。水素プラ
ズマ処理によれば、確実な水素化が可能である。

【００２８】

【発明の実施の形態】本願発明者等が前記課題を解決す
べく、鋭意実験研究を重ねた結果、水素化されたダイヤ
モンド薄膜から電界放出により電子が真空中に容易に放
出されることは公知であるが、この電子の放出が４ＭＶ
／ｃｍの絶縁性能をもつ「固体真空」ともいえる品質の
良いアンドープダイヤモンド材内部へも生じることを見
い出した。なお、水素化されたダイヤモンド材とは、文
献「水素化されたダイヤモンド薄膜の電気的・光学的特
性」（NEW DIAMOND 第１３巻第３号、ｐ．７（１９９
７））に示されるような水素が導入されたダイヤモンド
材をいい、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）により成長し
たままのダイヤモンド薄膜及び水素プラズマにさらされ
たダイヤモンド材等に形成される。このような水素化さ
れたダイヤモンド材を使用することにより、電子の注入
効率を飛躍的に改善してダイヤモンド発光素子の強度を
大幅に増加させ、例えば紫外線領域においても強度が高
い発光が得られる。

【００２９】以下、本発明の実施例に係るダイヤモンド
電子素子について、添付の図面を参照して具体的に説明
する。図１は本発明の第１の実施例に係るダイヤモンド
電子素子を示す模式図である。

【００３０】第１の実施例においては、第１のダイヤモ
ンド層１と発光する第２のダイヤモンド層２とが接合さ
れている。また、第２のダイヤモンド層２と第１のダイ
ヤモンド層１を挟むように第１の電極３が設けられてい
る。同様に、第１のダイヤモンド層１と第２のダイヤモ
ンド層２を挟むように第２の電極４が設けられている。
そして、第１のダイヤモンド層１の第１の電極３と接す
る表面近傍は水素化され、水素化領域１ａが形成されて
いる。なお、第１のダイヤモンド層１は、例えばアンド
ープダイヤモンドから構成されており、第２のダイヤモ
ンド層２には、例えばボロン（Ｂ）がドーピングされ、
第２のダイヤモンド層２はｐ型半導体となっている。こ
のため、第１のダイヤモンド層１の抵抗は発光する第２
のダイヤモンド層２のそれよりも高い。

【００３１】このように構成された第１の実施例のダイ
ヤモンド電子素子においては、第１の電極３にマイナス
の電圧を印加し、第２の電極４にプラスの電圧を印加す
ると、電子が第１の電極３から第１のダイヤモンド層１
中の水素化領域１ａに供給される。そして、この電子は
アンドープダイヤモンドからなる第１のダイヤモンド層
１にかかる高電界によりその内部に放出される。そし
て、内部に放出された電子は加速され、ｐ型半導体であ
る第２のダイヤモンド層２へと注入される。

【００３２】第２のダイヤモンド層２においては、ダイ
ヤモンド固有の励起子発光、導入された不純物（Ｂ）に
よって形成された発光中心からの発光及び高濃度にドー
ピングされたボロンに起因する紫外線発光がカソードル
ミネッセンス等により確認されるが、本実施例において
は、第１のダイヤモンド層１から注入された電子とｐ型
ダイヤモンド層２内に存在する正孔との再結合により所
望の光が発光する。

【００３３】なお、水素化されたダイヤモンドから電子
が放出されやすい理由は明らかではないが、水素により
導入される結晶欠陥が重要な役割を担っていると考えら
れる。

【００３４】なお、発光する第２のダイヤモンド層２と
第２の電極４との間に導電性基板を設けることも可能で
ある。

【００３５】次に、上述のような導電性基板が設けられ
たダイヤモンド電子素子を製造する方法について説明す
る。図２は本発明の実施例に係るダイヤモンド電子素子
を製造する方法を示す断面図である。

【００３６】先ず、長辺の長さが２０ｍｍで、短辺の長
さが１０ｍｍの長方形板状のｐ型Ｓｉ低抵抗基板（導電
性基板）５の（１００）面に、合成時のダイヤモンドの
核発生密度を上昇させるためにダイヤモンドパウダーに
より超音波傷付け処理を行う。

【００３７】次いで、例えばＣＨ₄ガス：０．６体積
％、水素ガス：９９．４体積％の雰囲気中で１時間Ｂド
ープダイヤモンド薄膜を成長させた後、例えばＣＨ₄ガ
ス：０．３体積％、水素ガス：９９．７体積％の雰囲気
中で５時間Ｂドープダイヤモンド薄膜を成長させる。な
お、Ｂドープダイヤモンド薄膜の成長時におけるガス中
のＢ／Ｃ比は６６６７原子ｐｐｍである。また、この時
の基板温度は、例えば８００℃、ガス圧力は、例えば５
０Ｔｏｒｒである。これにより、発光する第２のダイヤ
モンド層２が基板５上に形成される。

【００３８】その後、例えばＣＨ₄ガス：０．３体積
％、酸素ガス：０．１５体積％、水素ガス希釈の雰囲気
中で１時間第１のダイヤモンド層１を第２のダイヤモン
ド層２上に積層する。次に、ＣＨ₄ガス及び酸素ガスの
導入を停止し水素ガスのみを流し続けてプラズマ処理を
行うことにより、第１のダイヤモンド層１の表面近傍に
水素化領域１ａを形成する。なお、第１のダイヤモンド
層１の成長時の基板温度は、例えば８００℃、ガス圧力
は、例えば５０Ｔｏｒｒである。

【００３９】次いで、フォトリソグラフィにより、水素
化されたアンドープの第１のダイヤモンド層１上に厚さ
が、例えば約２００Åの金製の第１の電極３を形成す
る。

【００４０】次に、低抵抗Ｓｉ基板５の裏面に銀ペース
トを使用して銅板を電極として張り付けた。この場合
に、銅板からなる電極を接地電極とし、金製の第１の電
極に電圧を印加して、薄い金電極（第１の電極）を透過
してくる発光を観測したところ、順方向に４２Ｖの電圧
を印加し５ｍＡの電流を流した時に、２４５ｎｍの波長
付近の紫外域にピークを有する明瞭な発光スペクトルが
得られた。図３はこの時に得られた発光スペクトルを示
すグラフ図である。なお、ここでの順方向とは、水素化
領域１ａ直上の金電極に負の電圧を印加する方向をい
う。

【００４１】ここで、これに対してアンドープのダイヤ
モンド層表面が水素化されていない発光素子における発
光スペクトルの測定結果について説明する。

【００４２】先ず、一辺の長さが４ｍｍの正方形板状の
ＩＩａ型単結晶ダイヤモンド基板の（１００）面上に、
マイクロ波プラズマ気相合成法により、ＣＨ₄ガス：
０．３体積％、水素ガス：９９．７体積％の雰囲気中で
１１時間３０分Ｂドープダイヤモンド薄膜をエピタキシ
ャル成長させた。この時のガス中のＢ／Ｃ比は６６６７
原子ｐｐｍであり、基板温度は８７５℃、ガス圧力は５
０Ｔｏｒｒとした。

【００４３】その後、選択成長技術によりアンドープダ
イヤモンド薄膜をＢドープダイヤモンド薄膜上にエピタ
キシャル成長させた。この際の雰囲気は、ＣＨ₄ガス：
０．３体積％、酸素ガス：０．１５体積％、水素ガス希
釈とした。また、成膜時の基板温度は８００℃、ガス圧
力は５０Ｔｏｒｒ、成膜時間は１時間とした。

【００４４】次いで、クロム酸及び王水洗浄によってア
ンドープダイヤモンド層表面の酸化処理を実施すること
により、アンドープダイヤモンド層の表面に存在する水
素化領域を除去した。

【００４５】次に、フォトリソグラフィにより、アンド
ープダイヤモンド層及びＢドープダイヤモンド層上に金
電極を形成し、ダイヤモンド発光ダイオードを完成させ
た。そして、このダイオードに順方向に３６Ｖの電圧を
印加し１０ｍＡの電流を流したが、紫外領域での発光は
観測されなかった。また、順方向に１００Ｖのパルス電
圧を印加した場合には、紫外領域での僅かな発光を観測
することができた。

【００４６】このように、アンドープダイヤモンド層表
面近傍に水素化領域を設けない場合には、単結晶ダイヤ
モンドを使用しても良好な紫外線領域での発光を観測す
ることはできなかった。

【００４７】一方、前述の第１の実施例のように、アン
ドープダイヤモンド層の表面近傍に水素化領域を設けた
場合には、結晶として欠陥の多い多結晶ダイヤモンド薄
膜を使用しても、良好な紫外線発光を観測することがで
きた。

【００４８】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。第２の実施例においては、発光する第２のダイヤ
モンド層と第２の電極との間に第３のダイヤモンド層が
設けられている。図４は本発明の第２の実施例に係るダ
イヤモンド電子素子を示す断面図である。なお、図４に
示す第２の実施例において、図１に示す第１の実施例と
同一の構成要素には、同一符号を付してその詳細な説明
は省略する。

【００４９】第２の実施例には、発光する第２のダイヤ
モンド層２と第２の電極４との間に第３のダイヤモンド
層６が接合されている。第３のダイヤモンド層６には、
例えばＢがドーピングされており、第１のダイヤモンド
層１よりも抵抗が低いｐ型半導体となっている。

【００５０】このように構成された第２の実施例におい
ては、高抵抗の第１のダイヤモンド層１に形成された水
素化領域１ａが電子供給源となり、低抵抗の第３のダイ
ヤモンド層６が正孔供給源となる。

【００５１】なお、発光層となる第２のダイヤモンド層
２に発光中心を形成する不純物元素が導入されていても
よい。また、第３のダイヤモンド層が導電性基板上に形
成され、その基板の裏面に電極が形成された構造をとっ
てもよい。

【００５２】また、第１の実施例における発光する第２
のダイヤモンド層２及び第２の実施例における第３のダ
イヤモンド層には、高濃度でＢがドーピングされている
ことが好ましい。この場合、特に前記第２及び第３のダ
イヤモンド層中のＢ原子濃度が１×１０²⁰ｃｍ^-3以上で
あれば、紫外線等の種々の波長を有する光線の発光が可
能でありより一層好ましい。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
第１のダイヤモンド層の水素化された領域からの電子放
出を発光する第２のダイヤモンド層内部へ引き起こすこ
とが可能であるので、従来実用化が困難とされていた発
光強度の大きな紫外線領域の発光を発光ダイオード等で
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るダイヤモンド電子
素子を示す模式図である。

【図２】本発明の実施例に係るダイヤモンド電子素子を
製造する方法を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例から得られる発光スペクトルを
示すグラフ図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係るダイヤモンド電子
素子を示す断面図である。

【図５】ダイヤモンドのバンド図であって、（ａ）は順
方向に電圧が印加された場合のバンド図、（ｂ）は逆方
向に電圧が印加された場合のバンド図である。

【符号の説明】

１、６；ダイヤモンド層２；発光するダイヤモンド層１ａ；水素化領域３、４；電極５；Ｓｉ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮田浩一兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者井上憲一兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内Ｆターム(参考） 5F041 AA03 AA04 AA12 CA06 CA23 CA33 CA49 CA50 CA57 CA65 CA77 CA82 CA83 FF01 FF14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のダイヤモンド層と、この第１のダ
イヤモンド層に接合され発光する第２のダイヤモンド層
と、前記第１及び第２のダイヤモンド層に夫々接する第
１及び第２の電極と、を有し、前記第１のダイヤモンド
層の抵抗は前記第２のダイヤモンド層の抵抗よりも高
く、前記第１のダイヤモンド層の前記第１の電極と接す
る表面の少なくとも一部の領域は水素化されていること
を特徴とするダイヤモンド電子素子。
【請求項２】第１のダイヤモンド層と、この第１のダ
イヤモンド層に接合され発光する第２のダイヤモンド層
と、この第２のダイヤモンド層に接合された導電性基板
と、前記第１のダイヤモンド層及び前記導電性基板に夫
々接する第１及び第２の電極と、を有し、前記第１のダ
イヤモンド層の抵抗は前記第２のダイヤモンド層の抵抗
よりも高く、前記第１のダイヤモンド層の前記第１の電
極と接する表面の少なくとも一部の領域は水素化されて
いることを特徴とするダイヤモンド電子素子。
【請求項３】前記第１のダイヤモンド層は、アンドー
プダイヤモンドからなり、前記第２のダイヤモンド層は
ボロンがドーピングされたｐ型半導体ダイヤモンドから
なることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイヤモ
ンド電子素子。
【請求項４】前記第２のダイヤモンド層におけるボロ
ン原子濃度は、１×１０²⁰ｃｍ^-3以上であることを特徴
とする請求項３に記載のダイヤモンド電子素子。
【請求項５】第１のダイヤモンド層と、この第１のダ
イヤモンド層に接合され発光する第２のダイヤモンド層
と、この第２のダイヤモンド層に接合された第３のダイ
ヤモンド層と、前記第１及び第３のダイヤモンド層に夫
々接する第１及び第２の電極と、を有し、前記第１のダ
イヤモンド層の抵抗は前記第３のダイヤモンド層の抵抗
よりも高く、前記第１のダイヤモンド層の前記第１の電
極と接する表面の少なくとも一部の領域は水素化されて
いることを特徴とするダイヤモンド電子素子。
【請求項６】第１のダイヤモンド層と、この第１のダ
イヤモンド層に接合され発光する第２のダイヤモンド層
と、この第２のダイヤモンド層に接合された第３のダイ
ヤモンド層と、この第３のダイヤモンド層に接合された
導電性基板と、前記第１のダイヤモンド層及び前記導電
性基板に夫々接する第１及び第２の電極と、を有し、前
記第１のダイヤモンド層の抵抗は前記第３のダイヤモン
ド層の抵抗よりも高く、前記第１のダイヤモンド層の前
記第１の電極と接する表面の少なくとも一部の領域は水
素化されていることを特徴とするダイヤモンド電子素
子。
【請求項７】前記第１のダイヤモンド層は、アンドー
プダイヤモンドからなり、前記第３のダイヤモンド層は
ボロンがドーピングされたｐ型半導体ダイヤモンドから
なることを特徴とする請求項５又は６に記載のダイヤモ
ンド電子素子。
【請求項８】前記第２のダイヤモンド層には発光中心
を形成する不純物元素が導入されていることを特徴とす
る請求項１乃至７のいずれか１項に記載のダイヤモンド
電子素子。
【請求項９】前記水素化は、水素プラズマ処理により
行われたものであることを特徴とする請求項１乃至８の
いずれか１項に記載のダイヤモンド電子素子。