JP2963735B2 - 半導体ダイオードの製造方法並びに半導体発光ダイオード並びに光電池 - Google Patents
半導体ダイオードの製造方法並びに半導体発光ダイオード並びに光電池Info
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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、ダイヤモンドの基体に半導体ダイオードを
製造する方法に関する。
製造する方法に関する。
従来の技術 ダイオード構造を有している発光ダイオード（LED）
及び接合レーザーは、オプトエレクトロニクスの応用
に、特に、電気通信装置に有用である。しかしながら、
LED及び接合レーザーの大部分は、長波で効率が最適で
ある光ファイバー及び伝達システムを補足するために、
その波長で操作を行うように、従来設計されていた。光
情報伝達において効率を高めるためには、スペクトルの
青い端に向かう波長の短い光を使用することが望まし
い。しかし、青いLEDを経済的に製造することは、比較
的困難である。
及び接合レーザーは、オプトエレクトロニクスの応用
に、特に、電気通信装置に有用である。しかしながら、
LED及び接合レーザーの大部分は、長波で効率が最適で
ある光ファイバー及び伝達システムを補足するために、
その波長で操作を行うように、従来設計されていた。光
情報伝達において効率を高めるためには、スペクトルの
青い端に向かう波長の短い光を使用することが望まし
い。しかし、青いLEDを経済的に製造することは、比較
的困難である。
発明の要約 本発明の半導体ダイオードの製造方法は、ｐ型ダイヤ
モンド基体を用意し；所定量のイオン、中性子又は電子
を前記基体に打込んで空孔及び侵入原子に富む打込み領
域を形成し、この領域は前記基体によりｐ−ｎ接合を画
成し；前記基体及び打込み領域にそれぞれ電気接点を設
ける；諸工程を含む。
モンド基体を用意し；所定量のイオン、中性子又は電子
を前記基体に打込んで空孔及び侵入原子に富む打込み領
域を形成し、この領域は前記基体によりｐ−ｎ接合を画
成し；前記基体及び打込み領域にそれぞれ電気接点を設
ける；諸工程を含む。
該方法の一つのやり方では空孔は実質的には不動であ
るが、打ち込みによって放出された侵入原子が空孔の多
い領域から移動することのできる温度で、打ち込みは実
施される。その結果、空孔の集合体あるいはクラスター
は空孔に富んだ領域となる。
るが、打ち込みによって放出された侵入原子が空孔の多
い領域から移動することのできる温度で、打ち込みは実
施される。その結果、空孔の集合体あるいはクラスター
は空孔に富んだ領域となる。
打ち込みが実施される温度は、０℃から500℃の間で
あればよい。
あればよい。
該方法のもう１つのやり方では、基体は打ち込みの間
中、約50℃より低い温度に維持される。典型的には、該
基体は液体窒素の温度で維持される。
中、約50℃より低い温度に維持される。典型的には、該
基体は液体窒素の温度で維持される。
該方法の上記のもう１つのやり方では打ち込みを施し
た基体をアニールすることが好ましい。それによって、
少なくとも空孔の幾つかを秩序構造に形成させることと
なる。
た基体をアニールすることが好ましい。それによって、
少なくとも空孔の幾つかを秩序構造に形成させることと
なる。
該基体を、好ましくは600℃より高い温度で、典型的
には約1,200℃でアニールする。
には約1,200℃でアニールする。
ダイヤモンドの基体は、ｐ型ダイヤモンド結晶、すな
わち、化学蒸着法により適切な支持体上に形成された結
晶性または多結晶性のｐ型ダイヤモンドの層からなる。
わち、化学蒸着法により適切な支持体上に形成された結
晶性または多結晶性のｐ型ダイヤモンドの層からなる。
該ダイヤモンド基体の打ち込みに使用するイオンは、
典型的には炭素イオンである。
典型的には炭素イオンである。
該基体に、打込み領域の空孔及び侵入粒子の均一な分
布を促進するため異なるエネルギーのイオンを連続的に
打込んでもよい。
布を促進するため異なるエネルギーのイオンを連続的に
打込んでもよい。
更に、本発明によれば、半導体発光ダイオードは、イ
オンを打込んだ領域を有するｐ型ダイヤモンド基体及び
該基体に設けた第１の電気接点また該打込み領域に設け
た第２の電気接点からなる。
オンを打込んだ領域を有するｐ型ダイヤモンド基体及び
該基体に設けた第１の電気接点また該打込み領域に設け
た第２の電気接点からなる。
導電性もしくは半導性の基体及び該基体上に被覆した
ｐ型ダイヤモンドの層からなり、約50℃より低い温度で
のイオンの打込み、それに続く、適切なアニール・サイ
クル及び該基体に設けた第１の電気接点また該打ち込み
領域に設けた少なくとも１つの第２の電気接点を施した
領域を有する光電池をも本発明は提供するものである。
ｐ型ダイヤモンドの層からなり、約50℃より低い温度で
のイオンの打込み、それに続く、適切なアニール・サイ
クル及び該基体に設けた第１の電気接点また該打ち込み
領域に設けた少なくとも１つの第２の電気接点を施した
領域を有する光電池をも本発明は提供するものである。
本発明は、イオンの打ち込みによりダイヤモンド結晶
中に形成する空孔のクラスターや集合体を確認したこと
にもとづく。この様なイオンの打ち込みは、半導体装置
を得るために合成ダイヤモンド基体中にドープされた層
を形成するために行われてきた。空孔の集合体は、個々
の空孔のクラスタリングにより形成され、電気供与体と
して挙動すると考えられている。この様な空孔の集合体
のエネルギーのレベルは、ダイヤモンド結晶のバンドギ
ャップ内にある。もし、ｐ型のダイヤモンド結晶内に、
互いに相接する空孔の集合体から主にまたは全てが成る
層、より好ましくは空孔の集合体の整った層が形成され
得るならば、結晶のこの領域はダイヤモンドのバンドギ
ャップ内に更なる電子エネルギーバンドを含むことにな
る。空孔の集合体は電子供与体なので、この領域はｎ型
領域となり、従ってそれを包囲するｐ型ダイヤモンド基
体と接合してｐ−ｎダイオードを形成する。
中に形成する空孔のクラスターや集合体を確認したこと
にもとづく。この様なイオンの打ち込みは、半導体装置
を得るために合成ダイヤモンド基体中にドープされた層
を形成するために行われてきた。空孔の集合体は、個々
の空孔のクラスタリングにより形成され、電気供与体と
して挙動すると考えられている。この様な空孔の集合体
のエネルギーのレベルは、ダイヤモンド結晶のバンドギ
ャップ内にある。もし、ｐ型のダイヤモンド結晶内に、
互いに相接する空孔の集合体から主にまたは全てが成る
層、より好ましくは空孔の集合体の整った層が形成され
得るならば、結晶のこの領域はダイヤモンドのバンドギ
ャップ内に更なる電子エネルギーバンドを含むことにな
る。空孔の集合体は電子供与体なので、この領域はｎ型
領域となり、従ってそれを包囲するｐ型ダイヤモンド基
体と接合してｐ−ｎダイオードを形成する。
本発明に係る方法の第１の側面においては、イオン衝
撃により生じた損傷のカスケード（cascades）内に放出
された侵入原子は拡散できるが、個個の空孔は拡散でき
ない温度下で、II b型合成ダイヤモンド基体にイオンが
打ち込まれる。その温度範囲はおよそ０〜500℃であ
る。侵入原子は、空孔に富む損傷を受けた（イオン衝撃
を受けた）領域から出て行くいことができ、高度に空孔
に富む領域が残される。この様な空孔は動くことができ
ず、この領域には空孔の集合体が多数生ずることにな
る。
撃により生じた損傷のカスケード（cascades）内に放出
された侵入原子は拡散できるが、個個の空孔は拡散でき
ない温度下で、II b型合成ダイヤモンド基体にイオンが
打ち込まれる。その温度範囲はおよそ０〜500℃であ
る。侵入原子は、空孔に富む損傷を受けた（イオン衝撃
を受けた）領域から出て行くいことができ、高度に空孔
に富む領域が残される。この様な空孔は動くことができ
ず、この領域には空孔の集合体が多数生ずることにな
る。
好ましい性質を有する空孔を富む領域を得るためのイ
オン量は臨界的である。イオン量が多過ぎると、空孔に
富む領域は破壊され無定形の炭素状の状態となろう。ま
たイオン量が少な過ぎると、個々の空孔または空孔のク
ラスターの波数関数が、有効な形を形成するに十分な様
に重なり合わない。理想的なイオン量は、打ち込みに使
われるイオンの種類及び衝撃を受けているダイヤモンド
基体の温度による。一般的に、イオンの重量が大きい
程、イオンの線量率を低くする必要があろう。基体の温
度が高い程、イオン量を多くする必要があろう。上述の
効果は、ダイヤモンド結晶に生じた固有の損傷（即ち、
空孔の形成及びその空孔の集合体としての相互作用）に
依存し、その損傷は望ましい結果を得るのに必要であ
る。もしもイオンが、空孔の集合体に必要な電気的性質
との相互作用や干渉作用を起さなければ、任意のイオン
を用いることができる。また、イオンの代りに、電子ま
たは中性子が基体を衝撃するために用いることができ
る。
オン量は臨界的である。イオン量が多過ぎると、空孔に
富む領域は破壊され無定形の炭素状の状態となろう。ま
たイオン量が少な過ぎると、個々の空孔または空孔のク
ラスターの波数関数が、有効な形を形成するに十分な様
に重なり合わない。理想的なイオン量は、打ち込みに使
われるイオンの種類及び衝撃を受けているダイヤモンド
基体の温度による。一般的に、イオンの重量が大きい
程、イオンの線量率を低くする必要があろう。基体の温
度が高い程、イオン量を多くする必要があろう。上述の
効果は、ダイヤモンド結晶に生じた固有の損傷（即ち、
空孔の形成及びその空孔の集合体としての相互作用）に
依存し、その損傷は望ましい結果を得るのに必要であ
る。もしもイオンが、空孔の集合体に必要な電気的性質
との相互作用や干渉作用を起さなければ、任意のイオン
を用いることができる。また、イオンの代りに、電子ま
たは中性子が基体を衝撃するために用いることができ
る。
本発明の方法の第二の態様においては、イオンの打ち
込みによってダイヤモンドにドープするために使用され
るのと同様の方法が用いられる。しかし、効率的なドー
ピングに要するよりも高いイオン量が適用される。イオ
ン衝撃の結果生ずる空孔と侵入原子の両方の拡散を防止
すべく、十分低い温度で（例えば、50℃以下、典型的に
は液体窒素温度付近で）ダイヤモンドに打ち込むのが望
ましい。イオン衝撃の後、ダイヤモンドを急速にアニー
リング温度にまで加熱して、侵入空孔が再結合できるよ
うにする。アニーリングの後は、常に残査空孔があり、
これらはその後、集まって空孔集合体を形成する。イオ
ン量は、ダイヤモンドがアモルファスグラファイト様状
態に逆戻りする程多くしてはならないことを再度述べて
おく。イオン量とアニーリング温度は、アニールされた
結晶中の空孔集合体の出現が最大限となるように最適化
することができる。高いイオン量を用いると、空孔集合
体の形成が、事実上ただ一層だけの空孔集合体が得られ
る程度に刺激されることがわかる。その結果、ｎ型領域
が形成され、これはｐ型ダイヤモンド基体中にｐ−ｎ接
合を形成する。
込みによってダイヤモンドにドープするために使用され
るのと同様の方法が用いられる。しかし、効率的なドー
ピングに要するよりも高いイオン量が適用される。イオ
ン衝撃の結果生ずる空孔と侵入原子の両方の拡散を防止
すべく、十分低い温度で（例えば、50℃以下、典型的に
は液体窒素温度付近で）ダイヤモンドに打ち込むのが望
ましい。イオン衝撃の後、ダイヤモンドを急速にアニー
リング温度にまで加熱して、侵入空孔が再結合できるよ
うにする。アニーリングの後は、常に残査空孔があり、
これらはその後、集まって空孔集合体を形成する。イオ
ン量は、ダイヤモンドがアモルファスグラファイト様状
態に逆戻りする程多くしてはならないことを再度述べて
おく。イオン量とアニーリング温度は、アニールされた
結晶中の空孔集合体の出現が最大限となるように最適化
することができる。高いイオン量を用いると、空孔集合
体の形成が、事実上ただ一層だけの空孔集合体が得られ
る程度に刺激されることがわかる。その結果、ｎ型領域
が形成され、これはｐ型ダイヤモンド基体中にｐ−ｎ接
合を形成する。
本発明の方法は発光ダイオードを生産するために使用
することができる。第１図に示したように、ダイオード
結晶基体10は、上述のごとく、その中に形成された空孔
に富む領域12を有している。接触14と16とが空孔に富む
領域12とｐ型ダイヤモンド基体に設けられ、ｐ−ｎ接合
が基体10と空孔に富む領域12との間に形成される。結晶
の三つの側面18、20と22は、発光強度を最大化するよう
に研磨され鏡面化（Silvered）される。
することができる。第１図に示したように、ダイオード
結晶基体10は、上述のごとく、その中に形成された空孔
に富む領域12を有している。接触14と16とが空孔に富む
領域12とｐ型ダイヤモンド基体に設けられ、ｐ−ｎ接合
が基体10と空孔に富む領域12との間に形成される。結晶
の三つの側面18、20と22は、発光強度を最大化するよう
に研磨され鏡面化（Silvered）される。
実施例１ 3mm×1.5mm×1mmの寸法を有する小型II b ｐ型半導
ダイヤモンド結晶を、オーミックコンタクトを与えるた
めに、まず、イオン打込み手段により、一面上にホウ素
を添加した。次にダイヤモンドの他の面を、表１に示す
量で温度200℃で、炭素イオンを打込んだ。 表１ エネルギー（KeV） cm2当りイオン量 120 1.5×1016 80 1.3×1016 30 7.0×1015 50 4.0×1015 打込み後、ダイヤモンドを酸中で沸騰させて洗浄し
た。ホウ素添加された表面を銀ペイントで覆い、ダイヤ
モンドを300℃でアニールして安定なオーミックコンタ
クトを得た。炭素イオン損傷面上に、金箔の一片を配置
し、それからダイヤモンドを真鍮製のペンチ（brass pl
iers）の先端部（lips）の間で挟んで、その２つの対立
するイオン打込み面に接触を与えた。炭素イオン損傷域
とダイヤモンド基質との間の接触域は、修正され、そし
て負のポテンシャルをオーミックコンタクトと関係して
いる炭素イオン損傷面に与えることによって、前進スイ
ッチを導入した。
ダイヤモンド結晶を、オーミックコンタクトを与えるた
めに、まず、イオン打込み手段により、一面上にホウ素
を添加した。次にダイヤモンドの他の面を、表１に示す
量で温度200℃で、炭素イオンを打込んだ。 表１ エネルギー（KeV） cm2当りイオン量 120 1.5×1016 80 1.3×1016 30 7.0×1015 50 4.0×1015 打込み後、ダイヤモンドを酸中で沸騰させて洗浄し
た。ホウ素添加された表面を銀ペイントで覆い、ダイヤ
モンドを300℃でアニールして安定なオーミックコンタ
クトを得た。炭素イオン損傷面上に、金箔の一片を配置
し、それからダイヤモンドを真鍮製のペンチ（brass pl
iers）の先端部（lips）の間で挟んで、その２つの対立
するイオン打込み面に接触を与えた。炭素イオン損傷域
とダイヤモンド基質との間の接触域は、修正され、そし
て負のポテンシャルをオーミックコンタクトと関係して
いる炭素イオン損傷面に与えることによって、前進スイ
ッチを導入した。
ダイオードに与えられる前進バイアスが増加した時、
青色光がダイオード接合部から、それに添って発光する
のが観察された。明瞭な発光が、10から20ボルトのよう
な低いバイアス電圧で得られた。発光のスペクトラムを
測定するために、このダイオードを、高圧でパルスモー
ド下操作し、平均スペストラムを得た。発光は青色が優
勢であり、約435nmでスペクトラムのピーク示した。
青色光がダイオード接合部から、それに添って発光する
のが観察された。明瞭な発光が、10から20ボルトのよう
な低いバイアス電圧で得られた。発光のスペクトラムを
測定するために、このダイオードを、高圧でパルスモー
ド下操作し、平均スペストラムを得た。発光は青色が優
勢であり、約435nmでスペクトラムのピーク示した。
実験結果は、十分高い量までであるが非晶質化を起こ
すより低い量のダイヤモンドの基体のイオン打ち込みを
低温（典型的には液体窒素の温度）で行い、次いで比較
的高い温度（典型的には600℃より十分高い）でアニー
ルすると、空孔を一緒に拡散させ、イオン打ち込みした
層全体にわたって結晶学的秩序構造（crystallographic
ally ordered structure）を形成させることを示してい
る。
すより低い量のダイヤモンドの基体のイオン打ち込みを
低温（典型的には液体窒素の温度）で行い、次いで比較
的高い温度（典型的には600℃より十分高い）でアニー
ルすると、空孔を一緒に拡散させ、イオン打ち込みした
層全体にわたって結晶学的秩序構造（crystallographic
ally ordered structure）を形成させることを示してい
る。
今、第５図は、本発明に従うダイオード構造を示して
いるが、該構造はｐ型結晶の薄い層26を有するか、ある
いは化学的蒸着（CVD）法により多結晶質のダイヤモン
ドをその上に析出させた導電性基体24からなる。基体24
は銅またはニッケルなどの金属層からなっていても良
く、あるいはドープしたケイ素または炭化ケイ素の層か
らなっていても良い。ダイヤモンド層26は典型的にはホ
ウ素ドープされており、ｐ型基体を与える。以上に述べ
るように、該ダイヤモンドの基体は炭素イオンで打ち込
みされている。金属接続28はダイヤモンド層26の表面に
結合し、そしてこれらは全て第一導電体30に結合してい
る。一つの接続32は導電性基体10の表面に適用され、そ
して第二導電体34に結合している。
いるが、該構造はｐ型結晶の薄い層26を有するか、ある
いは化学的蒸着（CVD）法により多結晶質のダイヤモン
ドをその上に析出させた導電性基体24からなる。基体24
は銅またはニッケルなどの金属層からなっていても良
く、あるいはドープしたケイ素または炭化ケイ素の層か
らなっていても良い。ダイヤモンド層26は典型的にはホ
ウ素ドープされており、ｐ型基体を与える。以上に述べ
るように、該ダイヤモンドの基体は炭素イオンで打ち込
みされている。金属接続28はダイヤモンド層26の表面に
結合し、そしてこれらは全て第一導電体30に結合してい
る。一つの接続32は導電性基体10の表面に適用され、そ
して第二導電体34に結合している。
本発明に従って、導電性裏打ち（backing）を有する
ダイヤモンドの基体26をイオン打ち込み装置の中で液体
窒素の温度まで冷却する。この温度で、ダイヤモンド
は、1cm2当たり６×1015イオンの全イオン量に対しイオ
ンエネルギー150,110,80,および50keVで炭素イオンをイ
オン打ち込みされる。各エネルギー水準での量はイオン
打ち込みされる層の空孔および侵入粒子の平均分配の形
成を促進するように選択した。
ダイヤモンドの基体26をイオン打ち込み装置の中で液体
窒素の温度まで冷却する。この温度で、ダイヤモンド
は、1cm2当たり６×1015イオンの全イオン量に対しイオ
ンエネルギー150,110,80,および50keVで炭素イオンをイ
オン打ち込みされる。各エネルギー水準での量はイオン
打ち込みされる層の空孔および侵入粒子の平均分配の形
成を促進するように選択した。
イオン打ち込みの後、該ダイヤモンドを、超純粋アル
ゴンガスでフラッシュされている石英管に入れて、予め
熱した黒鉛坩堝の中に滑り込ませることにより、該ダイ
ヤモンドを液体窒素の温度から約1000℃まで急速に加熱
した。この温度で一時間アニールした後、イオン打ち込
みした層は灰色から黒色を呈し、高度に導電性であっ
た。該ダイヤモンドの頂部表面を酸で洗浄した後、接続
したものが第５図であり、結果的に得た装置は強い光起
電作用を示すことが認められた。
ゴンガスでフラッシュされている石英管に入れて、予め
熱した黒鉛坩堝の中に滑り込ませることにより、該ダイ
ヤモンドを液体窒素の温度から約1000℃まで急速に加熱
した。この温度で一時間アニールした後、イオン打ち込
みした層は灰色から黒色を呈し、高度に導電性であっ
た。該ダイヤモンドの頂部表面を酸で洗浄した後、接続
したものが第５図であり、結果的に得た装置は強い光起
電作用を示すことが認められた。
CVD法で得られる薄さは、結果物たる光電池の効率を
上げるのに貢献する。現在、CVD法により得られるダイ
ヤモンド層は直径約50mmから75mmであるが、この大きさ
は、ほぼ従来の光電池の大きさである。そのため、この
ような装置の製造に本発明の方法が適用できることは明
らかである。
上げるのに貢献する。現在、CVD法により得られるダイ
ヤモンド層は直径約50mmから75mmであるが、この大きさ
は、ほぼ従来の光電池の大きさである。そのため、この
ような装置の製造に本発明の方法が適用できることは明
らかである。
本発明の様々な態様において、ｐ型ダイヤモンド結晶
は、CVD法により析出される層の代わりのイオン打ち込
み用基体として使用される。上述したとおり、イオン打
ち込みにより、基体中に、空孔に富む領域が生成され
る。しかし、この場合ダイヤモンドは1200℃まで急速に
加熱される。塩酸、過塩素酸、および硝酸の水溶液中で
イオン打ち込みしたダイヤモンドを煮沸すると、ダイヤ
モンドの表面から通常、黒鉛層が除去されるが、イオン
打ち込みされた層には影響を及ぼさない。更に、接触角
（grazing angle）技法を用いるＸ線回折分析結果は、
上述した方法により形成したイオン打ち込み層は非晶質
黒鉛でないことを示していた。
は、CVD法により析出される層の代わりのイオン打ち込
み用基体として使用される。上述したとおり、イオン打
ち込みにより、基体中に、空孔に富む領域が生成され
る。しかし、この場合ダイヤモンドは1200℃まで急速に
加熱される。塩酸、過塩素酸、および硝酸の水溶液中で
イオン打ち込みしたダイヤモンドを煮沸すると、ダイヤ
モンドの表面から通常、黒鉛層が除去されるが、イオン
打ち込みされた層には影響を及ぼさない。更に、接触角
（grazing angle）技法を用いるＸ線回折分析結果は、
上述した方法により形成したイオン打ち込み層は非晶質
黒鉛でないことを示していた。
ホウ素イオンを該基体中にイオン打ち込みし、そして
該イオン打ち込みした領域に対して金属接触を与えるこ
とにより、該ｐ型ダイヤモンドの基体の後側面にオーム
接触（ohmiccontact）を生じさせた。該イオン打ち込み
した領域に金箔を圧着させることにより、よりいっそう
の接触を該空孔に富む打ち込みした領域になした。
該イオン打ち込みした領域に対して金属接触を与えるこ
とにより、該ｐ型ダイヤモンドの基体の後側面にオーム
接触（ohmiccontact）を生じさせた。該イオン打ち込み
した領域に金箔を圧着させることにより、よりいっそう
の接触を該空孔に富む打ち込みした領域になした。
このダイオードは、約２ボルトの前進（forward）ス
イッチ電圧とともに、優れたダイオード特性を示した
（第２図参照）。第３図は上記実施例１で述べた方法に
より形成した装置と比較しつつ、上述の装置の特性を示
す。低温でのイオン打ち込みにより形成された装置は、
急勾配のV/I曲線で示されるが、約200℃でイオン打ち込
みされて製造されたダイオード構造よりも実質的に低い
スイッチ電圧を有していた。第４図は、上述した２つの
ダイオードの光出力の比較を示しており、また、低温イ
オン打ち込みにより形成されたダイオードははるかに高
い光出力、即ち、他の装置に適用される駆動電圧（driv
ing voltage）の約25％に対して１桁程度大きい、はる
かに大きい光出力を有することを示している。
イッチ電圧とともに、優れたダイオード特性を示した
（第２図参照）。第３図は上記実施例１で述べた方法に
より形成した装置と比較しつつ、上述の装置の特性を示
す。低温でのイオン打ち込みにより形成された装置は、
急勾配のV/I曲線で示されるが、約200℃でイオン打ち込
みされて製造されたダイオード構造よりも実質的に低い
スイッチ電圧を有していた。第４図は、上述した２つの
ダイオードの光出力の比較を示しており、また、低温イ
オン打ち込みにより形成されたダイオードははるかに高
い光出力、即ち、他の装置に適用される駆動電圧（driv
ing voltage）の約25％に対して１桁程度大きい、はる
かに大きい光出力を有することを示している。
第１図は、本発明により、提案されている半導体発光ダ
イオードを示す図である。 第２図は、本発明によるダイオードのV/I反応を示すグ
ラフである。 第３図は、本発明の方法の２つの型に従って形成された
２つのダイオードのV/I反応を比較しているグラフであ
る。 第４図は、第３図のダイオードのスペクトル反応を比較
しているグラフである。 第５図は、本発明により、光電池として使用した半導体
ダイオードを示す図である。 10、26……ダイヤモンド基体、 14、16……電気接点、28、32……電気接点、 24……金属基体、12……イオン打込み領域。
イオードを示す図である。 第２図は、本発明によるダイオードのV/I反応を示すグ
ラフである。 第３図は、本発明の方法の２つの型に従って形成された
２つのダイオードのV/I反応を比較しているグラフであ
る。 第４図は、第３図のダイオードのスペクトル反応を比較
しているグラフである。 第５図は、本発明により、光電池として使用した半導体
ダイオードを示す図である。 10、26……ダイヤモンド基体、 14、16……電気接点、28、32……電気接点、 24……金属基体、12……イオン打込み領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−6872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−68664（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−8378（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏ ｌ．41，Ｎｏ．10，ｐｐ．950−952 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 33/00 H01L 31/04 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (13)
- 【請求項１】ｐ型ダイヤモンド基体（10;26）を用意
し； 所定量のイオン、中性子又は電子を前記基体に打込んで
打込み領域を形成し、この領域は前記基体によりｐ−ｎ
接合を画成し； 前記基体及び打込み領域にそれぞれ電気接点（14、16;2
8、32）を設ける； 諸工程からなる半導体ダイオードを製造する方法であっ
て、 前記基体（10;26）を、打込み中約50℃より低い温度に
維持して、前記打込み領域が空孔及び侵入原子に富むよ
うにし； 打込みされた基体（10;26）をアニールして、それによ
り空孔の少なくともいくつかを秩序構造にする； ことを特徴とする半導体ダイオードを製造する方法。 - 【請求項２】基体（10;26）をほぼ液体窒素の温度に維
持する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】基体（10;26）を約600℃以上でアニールす
る、請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】基体（10;26）を約1200℃でアニールす
る、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】ダイヤモンド基体（10）がｐ−型ダイヤモ
ンド結晶からなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載
の方法。 - 【請求項６】基体を用意する工程が、適当な支持体（2
4）の上に化学的蒸着法によりｐ−型結晶性又は多結晶
性ダイヤモンドの層（26）を形成する工程からなる、請
求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】ダイヤモンド層（26）にホウ素をドープす
る、請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】ダイヤモンド層（26）が金属基体（24）上
に蒸着される、請求項６又は７に記載の方法。 - 【請求項９】ダイヤモンド層（26）がケイ素基体（24）
上に蒸着される、請求項６又は７に記載の方法。 - 【請求項１０】ダイヤモンド層（26）が炭化ケイ素基体
（24）上に蒸着される、請求項６又は７に記載の方法。 - 【請求項１１】基体（10;26）に炭素イオンを打込む、
請求項１〜10のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１２】基体（10;26）に種々のエネルギーのイ
オンを順次打込み、打込み領域に均一に空孔と侵入原子
を分布することを促進する、請求項１〜11のいずれか１
項に記載の方法。 - 【請求項１３】導電性又は半導電性の基体（24）； 前記基体に蒸着され、しかも約50℃より低い温度でイオ
ン打込みがなされた領域をその上に有するｐ−型ダイヤ
モンドの層（26）； 前記基体に設けられた第１の電気接点（32）；及び 前記の打込みがなされた領域に設けられた少なくとも１
個の第２の電気接点（28）； を含むことを特徴とする、光電池。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA89/5334 | 1989-07-13 | ||
| ZA895334 | 1989-07-13 | ||
| ZA90/3054 | 1990-04-23 | ||
| ZA903054 | 1990-04-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03129883A JPH03129883A (ja) | 1991-06-03 |
| JP2963735B2 true JP2963735B2 (ja) | 1999-10-18 |
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ID=27140304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18695190A Expired - Fee Related JP2963735B2 (ja) | 1989-07-13 | 1990-07-13 | 半導体ダイオードの製造方法並びに半導体発光ダイオード並びに光電池 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP2963735B2 (ja) |
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| AU (1) | AU635047B2 (ja) |
| CA (1) | CA2021020A1 (ja) |
| DE (1) | DE69024720T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69014861T2 (de) * | 1989-02-01 | 1995-07-13 | Gersan Ets | P-n-p-diamanttransistor. |
| JP2836790B2 (ja) * | 1991-01-08 | 1998-12-14 | 株式会社神戸製鋼所 | ダイヤモンド薄膜へのオーミック電極形成方法 |
| DE4322830A1 (de) * | 1993-07-08 | 1995-01-19 | Bernd Burchard | Diodenstruktur aus Diamant |
| WO1997048128A1 (en) * | 1996-06-10 | 1997-12-18 | De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited | Method of making a contact to a diamond |
| KR101064982B1 (ko) * | 2009-06-15 | 2011-09-15 | 반도산업 주식회사 | 낙하방지용 행거 및 행거용 홀더 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1599668A (en) * | 1977-06-02 | 1981-10-07 | Nat Res Dev | Semiconductors |
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| ZA874362B (en) * | 1986-06-20 | 1988-02-24 | De Beers Ind Diamond | Forming contacts on diamonds |
| DE3818719C2 (de) * | 1987-06-02 | 2000-03-23 | Sumitomo Electric Industries | Halbleitender Diamant vom n-Typ und Verfahren zu dessen Herstellung |
-
1990
- 1990-07-12 CA CA002021020A patent/CA2021020A1/en not_active Abandoned
- 1990-07-13 EP EP90307676A patent/EP0413435B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-13 AT AT90307676T patent/ATE133007T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-07-13 DE DE69024720T patent/DE69024720T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-13 AU AU59013/90A patent/AU635047B2/en not_active Ceased
- 1990-07-13 JP JP18695190A patent/JP2963735B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１０，ｐｐ．９５０−９５２ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2021020A1 (en) | 1991-01-14 |
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| JPH03129883A (ja) | 1991-06-03 |
| AU5901390A (en) | 1991-01-17 |
| DE69024720D1 (de) | 1996-02-22 |
| ATE133007T1 (de) | 1996-01-15 |
| EP0413435A3 (en) | 1991-07-24 |
| EP0413435B1 (en) | 1996-01-10 |
| DE69024720T2 (de) | 1996-07-25 |
| EP0413435A2 (en) | 1991-02-20 |
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|---|---|---|---|
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