JP2002231996A - Ultraviolet light emitting diamond device - Google Patents

Ultraviolet light emitting diamond device

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JP2002231996A
JP2002231996A JP2001368095A JP2001368095A JP2002231996A JP 2002231996 A JP2002231996 A JP 2002231996A JP 2001368095 A JP2001368095 A JP 2001368095A JP 2001368095 A JP2001368095 A JP 2001368095A JP 2002231996 A JP2002231996 A JP 2002231996A
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聡 小泉
Kenji Watanabe
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Hisao Kanda
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diamond pn junction diode and a pin junction diode capable of emitting ultraviolet light. SOLUTION: An ohmic electrode is formed on a boron-doped p-type semiconductor diamond thin film (p-type layer) or an electroconductive substrate brought into contact with the thin film. A phosphorus-doped n-type semiconductor diamond thin film (n-type film) is formed directly or via an undoped diamond thin film on the surface of the p-type layer without being brought into contact with the ohmic electrode. An ohmic electrode is formed on the surface of the n-type layer without contacting the p-layer or the ohmic electrode formed on the p-layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンドによ
り形成されたpn接合またはpin接合による紫外光発
光素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultraviolet light emitting device having a pn junction or a pin junction formed of diamond.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイヤモンドの合成は高温高圧法や、気
相法により可能であり、高温高圧法では粒子や基板材料
として用いるバルク状の単結晶ダイヤモンドが、気相法
では薄膜状のダイヤモンドが形成可能である(小泉
聡、犬塚直夫:新機能性薄膜(日本材料科学会編)、p1
80(1999)裳華房、S. Matumoto, et. al., Jpn. J. App
l.Phys., 21 L183(1982).)。
2. Description of the Related Art Diamond can be synthesized by a high-temperature and high-pressure method or a vapor-phase method. In the high-temperature and high-pressure method, bulk single-crystal diamond used as particles or substrate material is formed, and in a gas-phase method, thin-film diamond is formed. It is possible (Koizumi
Satoshi, Nao Inuzuka: New functional thin film (Japan Society for Materials Science), p1
80 (1999) Shokabo, S. Matumoto, et.al., Jpn. J. App
l.Phys., 21 L183 (1982).).

【0003】また、半導体ダイヤモンドの合成に関して
は、高温高圧法ではホウ素ドープのp型層半導体ダイヤ
モンドが作製可能であり、気相法ではホウ素ドープのp
型半導体ダイヤモンド薄膜(特開昭59−13739
6)およびリンドープのn型半導体ダイヤモンド薄膜
(S.Koizumi, et.al., Appl. Phys. Lett, 71, 1065(199
7). 特開平8−9690301)の作製が可能である。
With respect to the synthesis of semiconductor diamond, a boron-doped p-type layer semiconductor diamond can be produced by a high-temperature high-pressure method, and a boron-doped p-type semiconductor diamond can be produced by a vapor-phase method.
Type semiconductor diamond thin film (Japanese Patent Laid-Open No. 59-13739)
6) and phosphorus-doped n-type semiconductor diamond thin film
(S. Koizumi, et.al., Appl.Phys. Lett, 71, 1065 (199
7). Production of JP-A-8-9690301) is possible.

【0004】気相法においては、アンドープの絶縁性ダ
イヤモンド薄膜、ホウ素ドープのp型半導体ダイヤモン
ド薄膜およびリンドープのn型半導体ダイヤモンド薄膜
の作製において、高い結晶完全性を得ることが可能で、
低温および高温においてカソードルミネッセンスおよび
フォトルミネッセンスにより励起子再結合発光が観測さ
れる薄膜の作製が可能となっている(H. Sternschulte,
et. al., Proc. Mat.Res. Soc., 423, 693(1996).) 。
In the vapor phase method, it is possible to obtain high crystal perfection in the production of an undoped insulating diamond thin film, a boron-doped p-type semiconductor diamond thin film and a phosphorus-doped n-type semiconductor diamond thin film.
At low and high temperatures, cathodoluminescence and photoluminescence have made it possible to fabricate thin films in which exciton recombination emission is observed (H. Sternschulte,
et. al., Proc. Mat. Res. Soc., 423, 693 (1996).).

【0005】リンドープのn型半導体ダイヤモンド薄膜
の成長は{111}結晶面のみで可能であり、気相成長
ダイヤモンドの一方の安定自形面である{100}結晶
面では成長しないかまたはリンのドーピングがきわめて
低効率であり、電気伝導を示す薄膜はきわめて得られに
くい(S.Koizumi, et.al., presented at Diamond 2000
international conference, 2-7 September 2000, Port
o.)。
[0005] A phosphorus-doped n-type semiconductor diamond thin film can be grown only on the {111} crystal plane, and does not grow on the {100} crystal plane, which is one of the stable free-form planes of vapor-grown diamond, or is doped with phosphorus. Is extremely inefficient, and it is extremely difficult to obtain a thin film showing electrical conductivity (S. Koizumi, et.al., presented at Diamond 2000
international conference, 2-7 September 2000, Port
o.).

【0006】ホウ素ドープのp型半導体ダイヤモンド薄
膜に対するオーミック電極形成はチタン(Ti)薄膜の
真空蒸着により可能である。400℃程度の熱処理によ
り良好なオーミック特性が見られる。通常、チタン薄膜
形成後に保護膜として金蒸着膜を形成する(S. Yamanak
a: Doctoral thesis, Faculty of Material Science,Un
ivercity of Tsukuba, Tsukuba, 1999.) 。
An ohmic electrode can be formed on a boron-doped p-type semiconductor diamond thin film by vacuum deposition of a titanium (Ti) thin film. Good ohmic characteristics can be obtained by heat treatment at about 400 ° C. Usually, a gold evaporated film is formed as a protective film after forming a titanium thin film (S. Yamanak
a: Doctoral thesis, Faculty of Material Science, Un
ivercity of Tsukuba, Tsukuba, 1999.).

【0007】リンドープのn型半導体ダイヤモンド薄膜
に対するオーミック電極形成は、イオン照射により可能
である。例えば、ガリウム(Ga)イオンビーム30k
eVを用い、ダイヤモンド表面が黒鉛状炭素的電子構造
となる程度に欠陥を導入することで比較的良好なオーム
性伝導が得られる。イオン種はGaに限られず、アルゴ
ン(Ar)、炭素(C)、リン(P)などでも可能であ
る(T. Teraji, et. al., Appl. Phys. Lett, 76, 1303
(2000). 特開平11−249910) 。
An ohmic electrode can be formed on a phosphorus-doped n-type semiconductor diamond thin film by ion irradiation. For example, gallium (Ga) ion beam 30k
By using eV and introducing defects to such an extent that the diamond surface has a graphitic carbon-like electronic structure, relatively good ohmic conduction can be obtained. The ion species is not limited to Ga, but may be argon (Ar), carbon (C), phosphorus (P), or the like (T. Teraji, et. Al., Appl. Phys. Lett, 76, 1303).
(2000). JP-A-11-249910).

【0008】ダイヤモンドのヘテロエピタキシャル成長
は立方晶窒化ホウ素(cBN)(S.Koizumi, et. al., A
ppl. Phys. Lett, 57, 563(1990).) 、イリジウム(I
r)(K. Ohtsuka, et. al., Jpn. J. Appl. Phys. 35,
L1072(1996).) 、ニッケル(Ni)(Y. Sato, et. al.,
Proc 2nd Int. Conf. New Diamond Sci. Technol, p37
1, Materials Research Society, Pittsburgh(199
1).)、白金(Pt)(T. Tachibana, et. al., Diamond
Relat. Mater., 5, 197(1996).) 、炭化シリコン(Si
C)(B. R. Stoner, et. al., Appl. Phys. Lett., 60,
698(1992).)、シリコン(Si)(X.Jiang, et. al., A
ppl. Phys. Lett., 62, 3438(1993).) の基板表面で確
認されている。
Heteroepitaxial growth of diamond has been achieved by cubic boron nitride (cBN) (S. Koizumi, et. Al., A
ppl. Phys. Lett, 57, 563 (1990).), iridium (I
r) (K. Ohtsuka, et. al., Jpn. J. Appl. Phys. 35,
L1072 (1996).), Nickel (Ni) (Y. Sato, et. Al.,
Proc 2nd Int. Conf.New Diamond Sci. Technol, p37
1, Materials Research Society, Pittsburgh (199
1).), Platinum (Pt) (T. Tachibana, et. Al., Diamond
Relat. Mater., 5, 197 (1996).), Silicon carbide (Si
C) (BR Stoner, et. Al., Appl. Phys. Lett., 60,
698 (1992).), Silicon (Si) (X. Jiang, et. Al., A
ppl. Phys. Lett., 62, 3438 (1993)).

【0009】なお、上記以外の非ダイヤモンド基板表面
では一般に多結晶ダイヤモンド薄膜が成長する。多結晶
ダイヤモンド薄膜の成長においては、成長条件の制御に
より最終的に表面に現れる結晶自形面を制御可能であ
る。例えば、マイクロ波プラズマを利用した化学気相成
長法(CVD法)において、{111}結晶面を優勢に
するためには原料気体中の炭素源気体濃度を小さくし、
800〜850℃程度の比較的低温においてダイヤモン
ド成長を行えばよい(M. Rosler et. al., 2ndInt. Con
f. Appl. Diamondo Films Relat. Mater., p.691, MYU,
Tokyo(1993).)。
Incidentally, a polycrystalline diamond thin film generally grows on the surface of the non-diamond substrate other than the above. In the growth of a polycrystalline diamond thin film, the crystal self-form plane finally appearing on the surface can be controlled by controlling the growth conditions. For example, in a chemical vapor deposition method (CVD method) using microwave plasma, in order to make the {111} crystal plane dominant, the carbon source gas concentration in the source gas is reduced,
Diamond growth may be performed at a relatively low temperature of about 800 to 850 ° C. (M. Rosler et. Al., 2nd Int. Con.
f. Appl. Diamondo Films Relat. Mater., p.691, MYU,
Tokyo (1993).).

【0010】一方、ダイヤモンドのpn接合について
は、多結晶リンドープダイヤモンド薄膜と多結晶ホウ素
ドープダイヤモンド薄膜の積層膜(従来例1)、およ
び、単結晶窒素ドープダイヤモンドとその表面にエピタ
キシャルに形成されたホウ素ドープp型半導体ダイヤモ
ンド薄膜(従来例2)(A. Aleksov et. al., Proc. ADC
/PCT'99, Edited by M. Yoshikawa, et. al., p.138, T
sukuba,(1999).) が知られている。
On the other hand, a pn junction of diamond was formed by epitaxially forming a laminated film of a polycrystalline phosphorus-doped diamond thin film and a polycrystalline boron-doped diamond thin film (conventional example 1), and a single crystal nitrogen-doped diamond and the surface thereof. Boron-doped p-type semiconductor diamond thin film (conventional example 2) (A. Aleksov et. Al., Proc. ADC
/ PCT'99, Edited by M. Yoshikawa, et.al., p.138, T
sukuba, (1999).) is known.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でにも上記のとおりの数多くの報告がなされ様々な観点
からの検討が進められてきているものの、従来の技術で
は、ダイヤモンド膜pn接合構造においても紫外発光が
得られないという問題があった。本発明は、このような
問題を解決することを課題としている。
However, although a number of reports have been made as described above and studies have been made from various viewpoints, the conventional technique has not been applied to a diamond film pn junction structure. There is a problem that ultraviolet light cannot be obtained. An object of the present invention is to solve such a problem.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するものとして、リンドープn型半導体ダイヤモン
ド薄膜とホウ素ドープp型半導体薄膜の積層薄膜におい
てpn接合を形成した紫外光発光素子を提供する。
According to the present invention, there is provided an ultraviolet light emitting device in which a pn junction is formed in a laminated thin film of a phosphorus-doped n-type semiconductor diamond thin film and a boron-doped p-type semiconductor thin film. I do.

【0013】また、アンドープダイヤモンド薄膜をn型
半導体ダイヤモンド薄膜とp型半導体薄膜の間に形成し
た積層薄膜のpin接合構造を形成した紫外発光素子を
提供する。
Another object of the present invention is to provide an ultraviolet light emitting device having a pin junction structure of a laminated thin film in which an undoped diamond thin film is formed between an n-type semiconductor diamond thin film and a p-type semiconductor thin film.

【0014】そして、本発明では、p型半導体ダイヤモ
ンド薄膜およびn型半導体ダイヤモンド薄膜にはそれぞ
れオーム性電極が形成され、それら電極間にダイオード
順方向、すなわち、p型層に正電圧を、n型層に負電圧
を印加し通電することでダイヤモンドの自由励起子再結
合に基因する235nm(5.27eV)の発光ピーク
とホウ素及びリンドープダイヤモンドに固有の260n
mから280nm(およそ4.5eVから4.6eV)
にピークを持つブロードな発光バンドのいずれかあるい
は両方を得ることを特徴とするダイヤモンド紫外光発光
素子を提供する。
In the present invention, ohmic electrodes are formed on the p-type semiconductor diamond thin film and the n-type semiconductor diamond thin film, respectively. A diode is forwardly applied between the electrodes, that is, a positive voltage is applied to the p-type layer, and an n-type electrode is applied. By applying a negative voltage to the layer and applying a current, an emission peak of 235 nm (5.27 eV) due to free exciton recombination of diamond and 260 n specific to boron and phosphorus-doped diamond are obtained.
m to 280 nm (approximately 4.5 eV to 4.6 eV)
To provide one or both of the broad emission bands having a peak at the peak.

【0015】このような特徴のある本発明の紫外光発光
素子について、以下の実施の形態に基づいて詳細に説明
する。
The ultraviolet light emitting device of the present invention having such features will be described in detail based on the following embodiments.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】ダイヤモンドは室温で5.47e
Vの広いバンドギャップを持ち、気相成長法(CVD
法)においてホウ素を添加して合成されたダイヤモンド
薄膜はp型半導体に、リンを添加して合成されたダイヤ
モンド薄膜はn型半導体に電気伝導型の制御が可能であ
る。合成条件を厳密に制御することで、これらの半導体
ダイヤモンドおよびアンドープのダイヤモンド薄膜は欠
陥順位等によるキャリアの再結合を抑制され、カソード
ルミネッセンスやフォトルミネッセンスのスペクトル測
定においてバンド端発光が観察されるレベルまで完全性
の高い結晶成長が可能となっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Diamond is 5.47 e at room temperature.
V with a wide bandgap, and vapor phase epitaxy (CVD
In the method, the diamond thin film synthesized by adding boron can be electrically controlled to a p-type semiconductor, and the diamond thin film synthesized by adding phosphorus can be electrically controlled to an n-type semiconductor. By strictly controlling the synthesis conditions, these semiconductor diamonds and undoped diamond thin films can suppress carrier recombination due to defect order, etc., and reach the level where band edge emission is observed in cathodoluminescence and photoluminescence spectrum measurement. Highly perfect crystal growth is possible.

【0017】ダイヤモンドは間接遷移型の結晶であるた
め、バンド端発光は励起子の再結合発光として観測され
る。アンドープダイヤモンドでは自由励起子再結合発光
が235nm(5.27eV)に、ホウ素ドープダイヤ
モンドでは238nm(5.21eV)に、リンドープ
ダイヤモンドでは239nm(5.18eV)にそれぞ
れの不純物に局在した励起子である束縛励起子の再結合
による発光が見られる。局在エネルギーはホウ素の場合
0.06eV、リンの場合で0.09eVであり、ホウ
素およびリンドープのダイヤモンドでも室温では十分に
束縛が解放され自由励起子再結合発光として観測され
る。
Since diamond is an indirect transition type crystal, band edge emission is observed as exciton recombination emission. The free exciton recombination emission is 235 nm (5.27 eV) for undoped diamond, 238 nm (5.21 eV) for boron-doped diamond, and 239 nm (5.18 eV) for phosphorus-doped diamond. The light emission due to the recombination of the bound exciton is seen. The localization energy is 0.06 eV in the case of boron and 0.09 eV in the case of phosphorus. Even at boron and phosphorus-doped diamond, the binding is sufficiently released at room temperature and observed as free exciton recombination light emission.

【0018】ホウ素はダイヤモンド中において価電子帯
頂上より0.37eVの禁止帯中にアクセプター準位を
形成する。一方、リンはダイヤモンド中において伝導帯
底より0.6eVの禁止帯中にドナー準位を形成する。
ホウ素ドープp型半導体ダイヤモンド薄膜とリンドープ
n型半導体薄膜でpn接合を形成した場合、拡散電位は
高々数ボルトである。p型層に正電圧、n型層に負電圧
を印加する順方向動作状態においてn型層で主キャリア
である電子はp型層に少数キャリアとして注入され、p
型層で主キャリアである正孔はn型層に少数キャリアと
して注入される。従って、原理的には数ボルト程度の動
作電圧において発光を得ることが可能である。また、ア
ンドープ層をp型、n型半導体層の間に挾んだpin構
造においてはi層の作用で動作電圧は高くなる。
Boron forms an acceptor level in the forbidden band of 0.37 eV from the top of the valence band in diamond. On the other hand, phosphorus forms a donor level in the forbidden band of 0.6 eV from the bottom of the conduction band in diamond.
When a pn junction is formed by a boron-doped p-type semiconductor diamond thin film and a phosphorus-doped n-type semiconductor thin film, the diffusion potential is at most several volts. In a forward operation state in which a positive voltage is applied to the p-type layer and a negative voltage is applied to the n-type layer, electrons that are main carriers in the n-type layer are injected as minority carriers into the p-type layer,
Holes, which are main carriers in the mold layer, are injected as minority carriers into the n-type layer. Accordingly, light emission can be obtained at an operating voltage of about several volts in principle. In a pin structure in which an undoped layer is sandwiched between p-type and n-type semiconductor layers, the operating voltage is increased by the action of the i-layer.

【0019】上記のpn接合およびpin接合ダイオー
ドの室温動作時において、束縛励起子は室温程度の格子
振動により束縛が解放されるため、得られる発光は自由
励起子の再結合発光となる。これは、室温における結晶
完全性の高いアンドープ、ホウ素ドープおよびリンドー
プ層からのカソードルミネッセンスおよびフォトルミネ
ッセンス分光測定結果に一致する。また、結晶性が若干
劣る場合、ホウ素ドープダイヤモンド薄膜およびリンド
ープダイヤモンド薄膜の特徴的な260nmから280
nm(および4.5eVから4.6eV)にピークを持
つブロードな紫外発光バンドも観測される。
When the pn-junction and pin-junction diodes are operated at room temperature, the bound excitons are released from binding due to lattice vibration at about room temperature, and the resulting light emission is recombination light emission of free excitons. This is consistent with cathodoluminescence and photoluminescence spectroscopy from undoped, boron-doped and phosphorus-doped layers with high crystal integrity at room temperature. When the crystallinity is slightly inferior, the characteristic range of the boron-doped diamond thin film and the phosphorus-doped diamond thin film from 260 nm to 280
A broad ultraviolet emission band with a peak at nm (and 4.5 eV to 4.6 eV) is also observed.

【0020】以上のことからも、この出願においては、
p型層のホウ素濃度が1×1016cm-3以上1×1020
cm-3以下の濃度で室温移動度が50cm2/V・se
c以上で、n型層のリン濃度が1×1016cm-3以上1
×1020cm-3以下の濃度で室温移動度が10cm2
V・sec以上で、カソードルミネッセンスあるいはフ
ォトルミネセンスにおいて、いずれかの層より自由励起
子あるいはホウ素に束縛された束縛励起子あるいはリン
に束縛された束縛励起子の再結合に基因する発光が10
0Kレベルの低温あるいは室温において観測されるダイ
ヤモンド薄膜により構成されていることを特徴とするダ
イヤモンド紫外光発光素子が提供される。
From the above, in this application,
The boron concentration of the p-type layer is 1 × 10 16 cm −3 or more and 1 × 10 20
Room temperature mobility of 50 cm 2 / V · se at a concentration of less than cm -3
c or more and the phosphorus concentration of the n-type layer is 1 × 10 16 cm −3 or more1
Room temperature mobility of 10 cm 2 / at a concentration of × 10 20 cm -3 or less
At V · sec or more, in cathodoluminescence or photoluminescence, light emission due to recombination of a free exciton, a bound exciton bound to boron, or a bound exciton bound to phosphorus from any layer is 10 or more.
There is provided a diamond ultraviolet light emitting device comprising a diamond thin film observed at a low temperature of 0K level or at room temperature.

【0021】そして、p型層が電気伝導性を持つダイヤ
モンド単結晶{111}表面に形成されていることを特
徴とするダイヤモンド紫外光発光素子が提供されるが、
電気伝導性を持つダイヤモンド単結晶を基板に用いるこ
とで比較的結晶完全性に優れたダイヤモンド薄膜が得ら
れ、かつ、積層方向に電流を流し動作可能であるため低
電圧で安定な動作が可能となる。
Further, there is provided a diamond ultraviolet light emitting device characterized in that the p-type layer is formed on the surface of a single crystal diamond {111} having electrical conductivity.
By using a diamond single crystal with electrical conductivity for the substrate, a diamond thin film with relatively excellent crystal perfection can be obtained, and it can be operated by applying current in the lamination direction, so that stable operation at low voltage is possible. Become.

【0022】この場合、例えば、p型層に対するオーム
性電極が電気伝導性を持つダイヤモンド基板の裏面(p
型層が形成されていない面)に形成され、p型層に対し
て電気伝導性を持つダイヤモンド基板を通して電流供給
がなされ、n型層表面にp型層及びダイヤモンド基板に
接することなく形成されたオーム性電極を通して通電す
ることで動作することを特徴とする請求項1に記載の紫
外光発光pn接合またはpin接合ダイオードが実現さ
れる。
In this case, for example, the ohmic electrode for the p-type layer is formed on the back surface (p
Current is supplied through a diamond substrate having electrical conductivity to the p-type layer, and is formed on the surface of the n-type layer without contacting the p-type layer and the diamond substrate. 2. The ultraviolet light emitting pn junction or pin junction diode according to claim 1, wherein the diode operates by being energized through an ohmic electrode.

【0023】p型層が絶縁性のダイヤモンド単結晶{1
11}表面に形成されていることを特徴とする紫外光発
光素子とすることもできる。
The p-type layer is an insulating diamond single crystal # 1
An ultraviolet light emitting device characterized by being formed on the 11 ° surface can also be provided.

【0024】絶縁性ダイヤモンド基板を用いることで、
より完全性の高いホウ素ドープ、リンドープおよびアン
ドープのダイヤモンド薄膜が形成可能となり、ダイオー
ドとして整流比に優れたものとなる。また、結晶欠陥に
伴う発光は低減され、バンド端発光である励起子再結合
発光がより高強度で観測されるようになる。
By using an insulating diamond substrate,
A more complete boron-doped, phosphorus-doped, and undoped diamond thin film can be formed, and the diode has an excellent rectification ratio. In addition, light emission due to crystal defects is reduced, and exciton recombination light emission, which is band-edge light emission, is observed with higher intensity.

【0025】この場合、例えば、p型層に対するオーム
性電極がn型層に接することなく形成され、n型層表面
にp型層に接することなく形成されたオーム性電極を通
して通電することで動作することを特徴とする紫外光発
光pn接合またはpin接合ダイヤモンドが実現でき
る。
In this case, for example, an operation is performed by forming an ohmic electrode for the p-type layer without contacting the n-type layer, and applying a current through the ohmic electrode formed on the surface of the n-type layer without contacting the p-type layer. In this way, a pn junction or pin junction diamond that emits ultraviolet light can be realized.

【0026】例えば、立方晶窒化ホウ素(cBN)、イ
リジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、
炭化シリコン(SiC)、またはシリコン(Si)の
{111}結晶基板を用い、それらの表面でダイヤモン
ド薄膜をヘテロエピタキシャルに成長することで、前記
のダイヤモンドを基板とした場合にはおよばないものの
比較的完全性の高いダイヤモンド薄膜が形成され、ダイ
ヤモンド基板に比べて安価な素子の作製が可能となる。
For example, cubic boron nitride (cBN), iridium (Ir), nickel (Ni), platinum (Pt),
A {111} crystal substrate of silicon carbide (SiC) or silicon (Si) is used, and a diamond thin film is heteroepitaxially grown on the surface thereof. Since a diamond film with high integrity is formed, it is possible to manufacture an element which is less expensive than a diamond substrate.

【0027】この場合、p型層に対するオーム性電極が
基板の裏面(p型層が形成されていない面)に形成さ
れ、p型層に対して基板を通して電流供給がなされ、n
型層表面にp型層及びダイヤモンド基板に接することな
く形成されたオーム性電極を通して通電することで動作
することを特徴とする紫外光発光pn接合およびpin
接合ダイオードが、例えば実現される。
In this case, an ohmic electrode for the p-type layer is formed on the back surface of the substrate (the surface on which the p-type layer is not formed), current is supplied to the p-type layer through the substrate, and n
An ultraviolet light-emitting pn junction and a pin, which are operated by passing an electric current through an ohmic electrode formed on the surface of the mold layer without contacting the p-type layer and the diamond substrate.
A junction diode is realized, for example.

【0028】さらに、本発明では、p型層がダイヤモン
ド以外の基板表面に{111}結晶面が支配的に析出し
た多結晶薄膜として成長し、{111}表面にのみ成長
するリンドープダイヤモンド薄膜の性質を生かしてn型
層が直接にあるいはi層をはさんでp型層の{111}
結晶面でのみpnまたはpin接合が形成される構造を
自動的、排他的に形成することを特徴とする紫外光発光
素子も可能とする。より安価な素子の作製が可能とな
る。
Furthermore, in the present invention, the p-type layer is grown as a polycrystalline thin film having a {111} crystal plane predominantly precipitated on the substrate surface other than diamond, and a phosphorus-doped diamond thin film grown only on the {111} surface. Taking advantage of the properties, the n-type layer is directly or the p-type layer {111}
An ultraviolet light emitting element characterized in that a structure in which a pn or pin junction is formed only on a crystal plane is automatically and exclusively formed. A cheaper element can be manufactured.

【0029】例えば、p型層に対するオーム性電極が基
板の裏面(p型層が形成されていない面)に形成され、
p型層に対して基板を通して電流供給がなされ、n型層
表面にp型層及びダイヤモンド基板に接することなく形
成されたオーム性電極を通して通電することで動作する
ことを特徴とする紫外光発光pn接合およびpin接合
ダイオードが実現される。
For example, an ohmic electrode for the p-type layer is formed on the back surface of the substrate (the surface on which the p-type layer is not formed),
A current is supplied to the p-type layer through the substrate, and operation is performed by applying current through an ohmic electrode formed on the surface of the n-type layer without contacting the p-type layer and the diamond substrate. Junction and pin junction diodes are realized.

【0030】そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく
説明する。もちろん以下の例によって本発明が限定され
ることはない。
An embodiment will be described below and will be described in more detail. Of course, the present invention is not limited by the following examples.

【0031】[0031]

【実施例】<実施例1>図1は、本発明の第1の実施例
である紫外発光ダイオードを示す断面図である。ホウ素
を添加した電気伝導性を持つ高圧合成単結晶基板ダイヤ
モンド(1)の{111}表面にマイクロ波プラズマC
VDによりホウ素ドープダイヤモンド薄膜(p型層)
(2)を2ミクロン形成し、更にその表面にマイクロ波
プラズマCVD法によりリンドープダイヤモンド薄膜
(n型層)(3)を1ミクロン形成して積層膜試料とし
た。基板の外形は2mm×2mmで厚みは0.5mmで
ある。各層の合成条件を表1にまとめて示す。積層膜試
料は酸化処理され表面に吸着する水素を除去した。
FIG. 1 is a sectional view showing an ultraviolet light emitting diode according to a first embodiment of the present invention. Microwave plasma C on the {111} surface of high-pressure synthetic single-crystal substrate diamond (1) with boron conductivity
VD boron-doped diamond thin film (p-type layer)
(2) was formed to a thickness of 2 μm, and a phosphorus-doped diamond thin film (n-type layer) (3) was formed to a thickness of 1 μm on the surface thereof by microwave plasma CVD to obtain a laminated film sample. The outer shape of the substrate is 2 mm × 2 mm and the thickness is 0.5 mm. Table 1 summarizes the synthesis conditions for each layer. The laminated film sample was oxidized to remove hydrogen adsorbed on the surface.

【0032】p型層のアクセプター密度は1〜2×10
17cm-3、正孔移動度は室温で約100cm2/V・s
ecである。n型層のドナー密度は5〜8×1018cm
-3、電子移動度は室温で約50cm2/V・secであ
る。基板である電気伝導性ダイヤモンドの裏面には電子
ビーム蒸着によりチタンを400℃にて100nm成膜
後、保護膜として金を100nm成膜しオーミック電極
(4)とした。n型層にはイオン注入による電極形成技
術に従いアルゴンイオン(Ar+)を40keVにてド
ーズ量1×1016cm-2注入し、その表面に上記と同様
にしてAu/Ti電極を形成し、オーミック電極(5)
とした。
The acceptor density of the p-type layer is 1-2 × 10
17 cm -3 , hole mobility about 100 cm 2 / V · s at room temperature
ec. The donor density of the n-type layer is 5 to 8 × 10 18 cm.
-3 , the electron mobility is about 50 cm 2 / V · sec at room temperature. On the back surface of the electrically conductive diamond, which is a substrate, titanium was deposited at 400 ° C. by electron beam evaporation to form a 100 nm film, and then a 100 nm gold film was formed as a protective film to form an ohmic electrode (4). Argon ions (Ar +) are implanted into the n-type layer at a dose of 1 × 10 16 cm −2 at 40 keV according to an electrode forming technique by ion implantation, and an Au / Ti electrode is formed on the surface in the same manner as described above. Ohmic electrode (5)
And

【0033】図2は、第1の実施例である紫外発光ダイ
オードの電圧電流特性である。ダイオード順方向である
正電圧において明確な電流増加を示し、整流比は±10
Vにおいて約3桁、逆方向電流は2nA程度であった。
順方向電流0.5mA程度、動作電圧25V程度から発
光が観測された。発光は275nm程度にピークを持つ
ブロードなバンド発光が観測された。
FIG. 2 shows the voltage-current characteristics of the ultraviolet light emitting diode according to the first embodiment. The diode shows a clear current increase at positive voltage, which is the forward direction, and the rectification ratio is ± 10
In V, the reverse current was about 3 digits, and the reverse current was about 2 nA.
Light emission was observed from a forward current of about 0.5 mA and an operating voltage of about 25 V. As for the emission, broad band emission having a peak at about 275 nm was observed.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】<実施例2>第1の実施例に示したn型層
の膜厚を500nmとして同様の素子を形成した。ダイ
ヤモンドの整流比は±20Vにおいて4桁以上であっ
た。発光は同様に0.5mA程度から明確に観測され、
その時の動作電圧はおよそ20Vであった。
Example 2 A similar element was formed with the n-type layer shown in the first example having a thickness of 500 nm. The rectification ratio of diamond was 4 digits or more at ± 20V. Emission is also clearly observed from about 0.5 mA,
The operating voltage at that time was about 20V.

【0036】<実施例3>図3は、本発明の第3の実施
例である紫外発光ダイオードを示す断面図である。第1
の実施例と異なる点は、p型層とn型層の間にアンドー
プダイヤモンド薄膜(i層)(6)が形成されている点
である。i層の膜厚は50nm程度である。そのほかの
条件は第1の実施例と同じである。図4に、紫外発光ダ
イオードの発光特性を示す。動作電圧は1mAの時27
V程度、5mAの時29V程度、10mAの時35V程
度である。電流増加に伴い、235nmの自由励起子再
結合の発光が強度を増し、10mAでは紫外バンド発光
強度を上回り、他の結晶欠陥に伴う可視域のバンド発光
に対して1/7程度の強度で観測される。
<Embodiment 3> FIG. 3 is a sectional view showing an ultraviolet light emitting diode according to a third embodiment of the present invention. First
This embodiment differs from the embodiment in that an undoped diamond thin film (i-layer) (6) is formed between the p-type layer and the n-type layer. The thickness of the i-layer is about 50 nm. Other conditions are the same as in the first embodiment. FIG. 4 shows the emission characteristics of the ultraviolet light emitting diode. Operating voltage 27 at 1 mA
About V, about 29 V at 5 mA, about 35 V at 10 mA. As the current increases, the emission of free exciton recombination at 235 nm increases in intensity. At 10 mA, it exceeds the ultraviolet band emission intensity and is observed at about 1/7 the intensity of the visible band emission associated with other crystal defects. Is done.

【0037】<実施例4>図5は、本発明の第4の実施
例である紫外発光ダイオードを示す断面図である。第1
の実施例と異なる点は、下地に絶縁性ダイヤモンド基板
7を用いている点である。また、絶縁性基板を用いるこ
とにより、p型層2への電極4は反応性イオンエッチン
グによりn型層を部分的に除去して形成されている点が
異なる。そのほかの条件は第1の実施例と同じである。
この構造においては動作電圧30V程度以上で発光が観
測され、可視光領域の発光を含まない紫外発光が観測さ
れている。図6は、第4の実施例である紫外発光ダイオ
ードの電圧電流特性を片対数プロットしたものである。
ダイオードの整流比は±10Vにおいて9桁程度で、−
10Vにおける逆方向電流は1pA以下 であった。
Embodiment 4 FIG. 5 is a sectional view showing an ultraviolet light emitting diode according to a fourth embodiment of the present invention. First
The difference from the third embodiment is that an insulating diamond substrate 7 is used as a base. Further, the use of an insulating substrate is different in that the electrode 4 to the p-type layer 2 is formed by partially removing the n-type layer by reactive ion etching. Other conditions are the same as in the first embodiment.
In this structure, light emission is observed at an operating voltage of about 30 V or more, and ultraviolet light emission not including light emission in the visible light region is observed. FIG. 6 is a graph showing a semi-logarithmic plot of the voltage-current characteristics of the ultraviolet light emitting diode according to the fourth embodiment.
The rectification ratio of the diode is about 9 digits at ± 10V.
The reverse current at 10 V was 1 pA or less.

【0038】<実施例5>図7は、本発明の第5の実施
例である紫外発光ダイオードを示す断面図である。第1
の実施例と異なる点は、下地にイリジウムエピタキシャ
ル薄膜8を用いている点である。イリジウム薄膜は炭化
シリコン、チタン酸ストロンチウム、サファイア、酸化
マグネシウムあるいはダイヤモンドなどの高融点単結晶
基板9表面にエピタキシャル成長したものを用いる。ま
た、p型層2への電極4は反応性イオンエッチングによ
りp型層およびn型層を部分的に除去してイリジウム表
面に形成されている点が異なる。そのほかの条件は第1
の実施例と同じである。この構造においては動作電圧1
5V程度以上で発光が観測され、強い可視光領域の発光
と275nmの紫外バンド発光が観測されている。
<Embodiment 5> FIG. 7 is a sectional view showing an ultraviolet light emitting diode according to a fifth embodiment of the present invention. First
This embodiment differs from the embodiment in that an iridium epitaxial thin film 8 is used as a base. As the iridium thin film, a thin film of silicon carbide, strontium titanate, sapphire, magnesium oxide, diamond, or the like, which is epitaxially grown on the surface of a single crystal substrate 9 having a high melting point is used. Another difference is that the electrode 4 for the p-type layer 2 is formed on the iridium surface by partially removing the p-type layer and the n-type layer by reactive ion etching. Other conditions are the first
This is the same as the embodiment. In this structure, the operating voltage 1
Light emission is observed at about 5 V or more, and emission in the strong visible light region and ultraviolet band emission at 275 nm are observed.

【0039】<実施例6>図8は、本発明の第6の実施
例である紫外発光ダイオードを示す断面図である。第1
の実施例と異なる点は、下地にシリコン10を用いてい
る点である。また、p型層はシリコン表面で多結晶質薄
膜として形成され、n型層は多結晶状態のp型層表面に
エピタキシャル成長する点が異なる。p型層は[111]自
形面を多く有する多結晶薄膜である。n型層は多結晶質
p型層の[111]結晶表面にのみ成長するため、成長初期は
p型層表面に不連続に形成されるが成長が進むに連れて
連続的なn型層として形成されるに至る。そのほかの条
件は第1の実施例と同じである。この構造においては動
作電圧10V程度以上で発光が観測され、450nm中
心波長を持つ青紫の発光(バンドA発光)が観測されてい
る。
<Embodiment 6> FIG. 8 is a sectional view showing an ultraviolet light emitting diode according to a sixth embodiment of the present invention. First
The difference from the first embodiment is that silicon 10 is used as a base. The difference is that the p-type layer is formed as a polycrystalline thin film on the silicon surface, and the n-type layer is epitaxially grown on the polycrystalline p-type layer surface. The p-type layer is a polycrystalline thin film having many [111] automorphic planes. n-type layer is polycrystalline
Since it grows only on the [111] crystal surface of the p-type layer, it is formed discontinuously on the surface of the p-type layer in the initial stage of growth, but is formed as a continuous n-type layer as the growth proceeds. Other conditions are the same as in the first embodiment. In this structure, light emission is observed at an operating voltage of about 10 V or more, and blue-violet light emission (band A light emission) having a center wavelength of 450 nm is observed.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、本発明によ
って、広いバンドギャップを持つダイヤモンドの特性を
生かした紫外発光ダイオードを実現し、低電力で動作し
効率よく紫外光を得ることが可能となる。また、結晶完
全性に優れたn型およびp型半導体ダイヤモンド薄膜の
接合構造を理想的な形で実現できる。
As described above in detail, according to the present invention, an ultraviolet light emitting diode utilizing the characteristics of diamond having a wide band gap is realized, and it is possible to operate with low power and efficiently obtain ultraviolet light. Further, a junction structure of n-type and p-type semiconductor diamond thin films having excellent crystal integrity can be realized in an ideal form.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施例の素子構成を例示した断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a device configuration of a first embodiment.

【図2】第1の実施例の電圧電流特性を例示した図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a voltage-current characteristic of the first embodiment.

【図3】第3の実施例の素子構成を例示した断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the element configuration of a third embodiment.

【図4】第3の実施例の発光スペクトルを示した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing an emission spectrum of the third embodiment.

【図5】第4の実施例のダイヤモンド紫外発光pnダイオ
ードを示す断面図(絶縁性ダイヤモンド基板を用いた場
合)である。
FIG. 5 is a cross-sectional view (when an insulating diamond substrate is used) showing a diamond ultraviolet light emitting pn diode of a fourth embodiment.

【図6】第4の実施例の絶縁性ダイヤモンド基板に形成
したダイヤモンド紫外発光pnダイオードの電圧電流特
性の片対数プロット図である。
FIG. 6 is a semilogarithmic plot of the voltage-current characteristics of a diamond ultraviolet light emitting pn diode formed on an insulating diamond substrate according to a fourth embodiment.

【図7】第5の実施例のダイヤモンド紫外発光pnダイオ
ードを示す断面図(イリジウム表面にヘテロエピタキシ
ャル成長したpn接合の場合)である。
FIG. 7 is a sectional view showing a diamond ultraviolet light emitting pn diode according to a fifth embodiment (in the case of a pn junction heteroepitaxially grown on the surface of iridium).

【図8】第6の実施例のダイヤモンド紫外発光pnダイオ
ードを示す断面図(シリコン基板に形成した多結晶質ダ
イヤモンドpn層を用いた場合)である。
FIG. 8 is a sectional view showing a diamond ultraviolet light emitting pn diode according to a sixth embodiment (when a polycrystalline diamond pn layer formed on a silicon substrate is used).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 単結晶基板ダイヤモンド 2 ホウ素ドープダイヤモンド薄膜(p型層) 3 リンドープダイヤモンド薄膜(n型層) 4、5 オーミック電極 6 アンドープダイヤモンド薄膜(i層) 7 絶縁性ダイヤモンド基板 8 イリジウムエピタキシャル薄膜 9 高融点単結晶基板 10シリコン基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single crystal substrate diamond 2 Boron-doped diamond thin film (p-type layer) 3 Phosphorus-doped diamond thin film (n-type layer) 4, 5 Ohmic electrode 6 Undoped diamond thin film (i-layer) 7 Insulating diamond substrate 8 Iridium epitaxial thin film 9 High melting point Single crystal substrate 10 silicon substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F041 AA04 AA11 CA02 CA33 CA49 CA57 CA64 CA71 CA82 5F045 AA09 AB07 AC07 AD13 AE25 AF02 AF10 CA10 DA60  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F041 AA04 AA11 CA02 CA33 CA49 CA57 CA64 CA71 CA82 5F045 AA09 AB07 AC07 AD13 AE25 AF02 AF10 CA10 DA60

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ホウ素ドープp型半導体ダイヤモンド薄
膜(p型層)表面に直接あるいはアンドープダイヤモン
ド薄膜(i層)をはさんでn型層としてリンドープn型
半導体ダイヤモンド薄膜が積層されたpnあるいはpi
n接合構造を有し、p型層およびn型層の表面に形成さ
れたオーム性電極を通して通電することで紫外光の発光
が得られることを特徴とするダイヤモンド紫外光発光素
子。
1. A pn or pi layer in which a phosphorus-doped n-type semiconductor diamond thin film is laminated directly on the surface of a boron-doped p-type semiconductor diamond thin film (p-type layer) or an undoped diamond thin film (i-layer) as an n-type layer.
A diamond ultraviolet light-emitting device having an n-junction structure and emitting ultraviolet light when energized through ohmic electrodes formed on the surfaces of a p-type layer and an n-type layer.
【請求項2】 紫外光の発光は、ダイヤモンドの自由励
起子再結合に基因する235nm(5.27eV)の発
光ピークとホウ素及びリンドープダイヤモンドに固有の
260nmから280nmにピークを持つブロードな発
光バンドのいずれかあるいは両方として得られることを
特徴とする請求項1のダイヤモンド紫外光発光素子。
2. The ultraviolet light emission has a broad emission band having an emission peak at 235 nm (5.27 eV) due to free exciton recombination of diamond and a peak from 260 nm to 280 nm unique to boron and phosphorus-doped diamond. The diamond ultraviolet light emitting device according to claim 1, wherein the device is obtained as one or both of the following.
【請求項3】 p型層のホウ素濃度が1×1016cm-3
以上1×1020cm -3以下の濃度で室温移動度が50c
2/V・sec以上で、n型層のリン濃度が1×10
16cm-3以上1×1020cm-3以下の濃度で室温移動度
が10cm2/V・sec以上で、カソードルミネセン
スあるいはフォトルミネセンスにおいて、いずれかの層
より自由励起子あるいはホウ素に束縛された束縛励起子
あるいはリンに束縛された束縛励起子の再結合に基因す
る発光が100Kレベルの低温あるいは室温において観
測されるダイヤモンド薄膜により構成されていることを
特徴とする請求項1のダイヤモンド紫外光発光素子。
3. The p-type layer has a boron concentration of 1 × 1016cm-3
More than 1 × 1020cm -3Room temperature mobility of 50c at the following concentrations
mTwo/ V · sec or more, the phosphorus concentration of the n-type layer is 1 × 10
16cm-3More than 1 × 1020cm-3Room temperature mobility at the following concentrations
Is 10cmTwo/ V · sec or more, cathodoluminescence
Any layer in photoluminescence or photoluminescence
More free excitons or bound excitons bound to boron
Or due to recombination of bound excitons bound to phosphorus
Light emission at low or room temperature of 100K level
That it is composed of a diamond thin film
The diamond ultraviolet light-emitting device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 p型層が電気伝導性を持つダイヤモンド
単結晶{111}表面に形成されていることを特徴とす
る請求項1のダイヤモンド紫外光発光素子。
4. The diamond ultraviolet light emitting device according to claim 1, wherein the p-type layer is formed on a {111} diamond single crystal surface having electrical conductivity.
【請求項5】 p型層に対するオーム性電極が電気伝導
性を持つダイヤモンド基板の裏面(p型層が形成されて
いない面)に形成され、p型層に対して電気伝導性を持
つダイヤモンド基板を通して電流供給がなされ、n型層
表面にp型層及びダイヤモンド基板に接することなく形
成されたオーム性電極を通して通電することで動作する
ことを特徴とする請求項4に記載のダイヤモンド紫外光
発光素子。
5. A diamond substrate having an electrical conductivity with respect to a p-type layer, wherein an ohmic electrode for the p-type layer is formed on a back surface of the diamond substrate having no electrical conductivity (a surface on which the p-type layer is not formed). 5. The diamond ultraviolet light emitting device according to claim 4, wherein a current is supplied through the p-type layer and an ohmic electrode formed on the surface of the n-type layer without being in contact with the diamond substrate. .
【請求項6】 p型層が絶縁性のダイヤモンド単結晶
{111}表面に形成されていることを特徴とする請求
項1のダイヤモンド紫外光発光素子。
6. The diamond ultraviolet light-emitting device according to claim 1, wherein the p-type layer is formed on an insulating diamond single crystal {111} surface.
【請求項7】 p型層に対するオーム性電極がn型層に
接することなく形成され、n型層表面にp型層に接する
ことなく形成されたオーム性電極を通して通電すること
で動作することを特徴とする請求項6のダイヤモンド紫
外光発光素子。
7. An operation in which an ohmic electrode for a p-type layer is formed without contacting an n-type layer, and operation is performed by passing a current through the ohmic electrode formed on the surface of the n-type layer without contacting the p-type layer. The diamond ultraviolet light emitting device according to claim 6, wherein:
【請求項8】 p型層が立方晶窒化ホウ素(cBN)、
イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、白金(P
t)、炭化シリコン(SiC)、またはシリコン(S
i)の{111}結晶基板表面にヘテロエピタキシャル
成長されていることを特徴とする請求項1のダイヤモン
ド紫外光発光素子。
8. The p-type layer is cubic boron nitride (cBN),
Iridium (Ir), Nickel (Ni), Platinum (P
t), silicon carbide (SiC), or silicon (S
2. The diamond ultraviolet light emitting device according to claim 1, wherein the diamond ultraviolet light emitting device is heteroepitaxially grown on the surface of the {111} crystal substrate of i).
【請求項9】 p型層に対するオーム性電極が基板の裏
面(p型層が形成されていない面)に形成され、p型層
に対して基板を通して電流供給がなされ、n型層表面に
p型層及びダイヤモンド基板に接することなく形成され
たオーム性電極を通して通電することで動作することを
特徴とする請求項8のダイヤモンド紫外光発光素子。
9. An ohmic electrode for the p-type layer is formed on the back surface of the substrate (the surface on which the p-type layer is not formed), current is supplied to the p-type layer through the substrate, and p-type 9. The diamond ultraviolet light emitting device according to claim 8, wherein the device is operated by applying a current through an ohmic electrode formed without contacting the mold layer and the diamond substrate.
【請求項10】 p型層がダイヤモンド以外の基板表面
に{111}結晶面が支配的に析出した多結晶薄膜とし
て成長し、n型層が直接にあるいはi層をはさんでp型
層の{111}結晶面にのみ選択的に成長して接合を形
成していることを特徴とする請求項1のダイヤモンド紫
外光発光素子。
10. The p-type layer grows as a polycrystalline thin film in which {111} crystal planes are predominantly deposited on the surface of the substrate other than diamond, and the n-type layer is formed directly or with the i-layer interposed therebetween. 2. The diamond ultraviolet light emitting device according to claim 1, wherein a junction is formed by selectively growing only on the {111} crystal plane.
【請求項11】 p型層に対するオーム性電極が基板の
裏面(p型層が形成されていない面)に形成され、p型
層に対して基板を通して電流供給がなされ、n型層表面
にp型層及びダイヤモンド基板に接することなく形成さ
れたオーム性電極を通して通電することで動作すること
を特徴とする請求項10のダイヤモンド紫外光発光素
子。
11. An ohmic electrode for the p-type layer is formed on the back surface of the substrate (the surface on which the p-type layer is not formed), current is supplied to the p-type layer through the substrate, and p-type 11. The diamond ultraviolet light emitting device according to claim 10, wherein the device is operated by energizing through an ohmic electrode formed without contacting the mold layer and the diamond substrate.
【請求項12】 請求項5、7、9または11のpn接
合またはpin接合の順方向電流、逆方向電流の整流比
が順逆20Vにおいて3桁以上であることを特徴とする
ダイヤモンド紫外光発光素子。
12. The diamond ultraviolet light emitting device according to claim 5, wherein the rectification ratio of the forward current and the reverse current of the pn junction or the pin junction of the pn junction or the pin junction is three digits or more at forward and reverse 20 V. .
【請求項13】 請求項1ないし12のいずれから紫外
光発光素子として紫外光発光を可能とすることを特徴と
するダイヤモンドのpn接合またはpin接合ダイオー
ド。
13. A pn-junction or pin-junction diode made of diamond, which is capable of emitting ultraviolet light as an ultraviolet light-emitting element according to any one of claims 1 to 12.
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