JP3477855B2 - 固体エレクトロルミネッセント装置及びその製造方法 - Google Patents
固体エレクトロルミネッセント装置及びその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/34—Materials of the light emitting region containing only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L33/343—Materials of the light emitting region containing only elements of Group IV of the Periodic Table characterised by the doping materials
-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエレクトロルミネッセン
ト材料、固体エレクトロルミネッセント装置及びそれら
の製造方法に関する。
ト材料、固体エレクトロルミネッセント装置及びそれら
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、シリコンの間接禁止帯が
有効な光電子放出を実現できないのでエレクトロルミネ
ッセント装置の製造のためにシリコンを使用することが
制限されている。エルビウムイオンを持つシリコンの不
純物は液体窒素沸点（７７°Ｋ）近くの低い温度でのみ
強烈な発光をもたらす結果となる。更に、エルビウムを
もつ酸化シリコンの不純物は室温で光電子放出を実現で
きることが知られている。
有効な光電子放出を実現できないのでエレクトロルミネ
ッセント装置の製造のためにシリコンを使用することが
制限されている。エルビウムイオンを持つシリコンの不
純物は液体窒素沸点（７７°Ｋ）近くの低い温度でのみ
強烈な発光をもたらす結果となる。更に、エルビウムを
もつ酸化シリコンの不純物は室温で光電子放出を実現で
きることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エルビ
ウムがドーピングされた酸化シリコンでは、酸化シリコ
ンの絶縁特性により、キャリア伝送（電子発光）によっ
てなされる発光を観測できない。
ウムがドーピングされた酸化シリコンでは、酸化シリコ
ンの絶縁特性により、キャリア伝送（電子発光）によっ
てなされる発光を観測できない。
【０００４】次に、エルビウムがドーピングされた単一
のクリスタルシリコンにおける発光効果の詳細な解析
は、この材料の光電子の応用がチョクラルスキー法又は
フラットゾーン技術によって増大されるシリコンでのエ
ルビウムの小さなソリッド溶解によって厳しく制限され
ることを示す。
のクリスタルシリコンにおける発光効果の詳細な解析
は、この材料の光電子の応用がチョクラルスキー法又は
フラットゾーン技術によって増大されるシリコンでのエ
ルビウムの小さなソリッド溶解によって厳しく制限され
ることを示す。
【０００５】現在、エレクトロルミネッセント装置は通
常例えばＧａＡｓやそれに類似したものである化合物半
導体の使用で製造される。しかし、これらの材料の技術
的な工程は中間温度で熱工程における化学量論の低下を
設定する構成の１つの外散乱によってそれぞれ限定され
る。
常例えばＧａＡｓやそれに類似したものである化合物半
導体の使用で製造される。しかし、これらの材料の技術
的な工程は中間温度で熱工程における化学量論の低下を
設定する構成の１つの外散乱によってそれぞれ限定され
る。
【０００６】更に、化合物半導体構造の価格はシリコン
ウェハの価格よりかなり高く、実際の構成物はサイズが
シリコンウェハの直径、一般に２００ｍｍに達するウェ
ハを供給することができない。そのような制限は単一の
工程で製造される少ない数の装置を意味するし、各装置
はまだ高価である。
ウェハの価格よりかなり高く、実際の構成物はサイズが
シリコンウェハの直径、一般に２００ｍｍに達するウェ
ハを供給することができない。そのような制限は単一の
工程で製造される少ない数の装置を意味するし、各装置
はまだ高価である。
【０００７】本発明の目的はエレクトロルミネッセント
材料をベースにするシリコン、従来技術で生じていた問
題点を解決する装置を提供することである。
材料をベースにするシリコン、従来技術で生じていた問
題点を解決する装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、特許請求の範囲第１項に定義されたエレクトロルミ
ネッセント装置と特許請求の範囲第１０項に定義された
エレクトロルミネッセント装置の製造方法を提供する。
ば、特許請求の範囲第１項に定義されたエレクトロルミ
ネッセント装置と特許請求の範囲第１０項に定義された
エレクトロルミネッセント装置の製造方法を提供する。
【０００９】本発明の物質はキャリア伝送に十分大きい
導電性を有するシリコンと酸化シリコンの混合であり、
希土類元素をドーピングされ得、発光を実現する熱処理
を行う。この物質は半導体としてのシリコンと希土類元
素イオンのホストとしての酸化シリコンの長所を組合わ
せて室温ルミネッセンスを提供する。
導電性を有するシリコンと酸化シリコンの混合であり、
希土類元素をドーピングされ得、発光を実現する熱処理
を行う。この物質は半導体としてのシリコンと希土類元
素イオンのホストとしての酸化シリコンの長所を組合わ
せて室温ルミネッセンスを提供する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はチップに集積された半導体エレクトロルミ
ネッセント装置１の断面図である。装置１はＮ型シリコ
ン基板２、Ｎ型層３（エルビウムがドーピングされてい
る）及びＰ型層４（ホウ素がドーピングされている）に
よって形成されたスタックから構成される。接点５，６
は各々基板２及びＰ型層４によって形成された表面７，
８上に付着される。
する。図１はチップに集積された半導体エレクトロルミ
ネッセント装置１の断面図である。装置１はＮ型シリコ
ン基板２、Ｎ型層３（エルビウムがドーピングされてい
る）及びＰ型層４（ホウ素がドーピングされている）に
よって形成されたスタックから構成される。接点５，６
は各々基板２及びＰ型層４によって形成された表面７，
８上に付着される。
【００１１】層３，４はシリコンと酸化シリコンの混合
から形成される単一の混合材料層から得られ、酸素の容
量は１〜６５原子％の間で変化する。ＳＩＰＯＳ（セミ
集積多結晶シリコン）と呼ばれる混合材料が既に化学表
面工程、例えば電源装置の電解板を製造するために使用
されるが、希土類元素イオンでドーピングされた光電子
応用は提案されていない。従って層３，４はＳＩＰＯＳ
のような所望のドーピングによって得られる。特に層３
はエルビウムでドープされた混合材料によって得られ、
層４はホウ素での不純物によって得られる。
から形成される単一の混合材料層から得られ、酸素の容
量は１〜６５原子％の間で変化する。ＳＩＰＯＳ（セミ
集積多結晶シリコン）と呼ばれる混合材料が既に化学表
面工程、例えば電源装置の電解板を製造するために使用
されるが、希土類元素イオンでドーピングされた光電子
応用は提案されていない。従って層３，４はＳＩＰＯＳ
のような所望のドーピングによって得られる。特に層３
はエルビウムでドープされた混合材料によって得られ、
層４はホウ素での不純物によって得られる。
【００１２】図１の構成を製造するための工程の可能な
シーケンスを以下に説明する。 はじめに、Ｎ型及び任意の方位のシリコンが化学蒸着沈
殿システム（図示せず）でもたらされる。ウェハの温度
は５５０−７００℃で蒸着を得るために適切な値に上昇
させ、そしてウェハはシリコンの沈殿と酸化シリコン
（例えばＳｉＨ４とＮ２Ｏ）を実現できるガスの流れに
さらされる。ガスの流れの率は量流れ制御器によって制
御され、好ましくは酸素の容量が１〜６５原子％に変化
する層を得るために任意の方法で調整される。
シーケンスを以下に説明する。 はじめに、Ｎ型及び任意の方位のシリコンが化学蒸着沈
殿システム（図示せず）でもたらされる。ウェハの温度
は５５０−７００℃で蒸着を得るために適切な値に上昇
させ、そしてウェハはシリコンの沈殿と酸化シリコン
（例えばＳｉＨ４とＮ２Ｏ）を実現できるガスの流れに
さらされる。ガスの流れの率は量流れ制御器によって制
御され、好ましくは酸素の容量が１〜６５原子％に変化
する層を得るために任意の方法で調整される。
【００１３】蒸着後、層の構成を安定化するためにウェ
ハは中間温度で熱的に処理される。 そして、ウェハはイオンアイソレータにもたらされ、１
×１０１４〜１×１０１６イオン／ｃｍ２のドーズでエ
ルビウムイオンでインプラントされる。試験で使用され
たインプラントエネルギーは５００ＫｅＶであるが、所
定の集中プロフィールを得るために変えられる。また他
のエルビウムドーズの使用も可能である。
ハは中間温度で熱的に処理される。 そして、ウェハはイオンアイソレータにもたらされ、１
×１０１４〜１×１０１６イオン／ｃｍ２のドーズでエ
ルビウムイオンでインプラントされる。試験で使用され
たインプラントエネルギーは５００ＫｅＶであるが、所
定の集中プロフィールを得るために変えられる。また他
のエルビウムドーズの使用も可能である。
【００１４】ウェハはＰＮ接合を得るために低エネルギ
ーホウ素イオン（約３０ＫｅＶ）でインプラントされ
る。次に、ウェハは放射ダメージを減少するためにかつ
もたらされる不純物を活性化するために所定の温度（４
００〜１１００℃）の炉に導入される。層３，４は図１
で２点鎖線で示す不純物集中プロフィール構成を有し形
成される。そしてウェハは接点５，６などを得るために
接点蒸着の他の製造工程を条件とする。
ーホウ素イオン（約３０ＫｅＶ）でインプラントされ
る。次に、ウェハは放射ダメージを減少するためにかつ
もたらされる不純物を活性化するために所定の温度（４
００〜１１００℃）の炉に導入される。層３，４は図１
で２点鎖線で示す不純物集中プロフィール構成を有し形
成される。そしてウェハは接点５，６などを得るために
接点蒸着の他の製造工程を条件とする。
【００１５】図２は本発明の他の実施例の装置を示し、
装置１１はＰ型シリコン基板１２、Ｐ型層１３、Ｎ型層
１４及び表面１７，１８上の接点１５，１６を含む。装
置１１の製造工程は前述した工程と類似している。基板
１２はＰ型であり、ホウ素インプラントは、基板の近く
にホウ素を配置するために高いエネルギーで作られ、エ
ルビウムインプラントは表面１８の近くにＮ型層１４を
形成するために低いエネルギーで作られる。
装置１１はＰ型シリコン基板１２、Ｐ型層１３、Ｎ型層
１４及び表面１７，１８上の接点１５，１６を含む。装
置１１の製造工程は前述した工程と類似している。基板
１２はＰ型であり、ホウ素インプラントは、基板の近く
にホウ素を配置するために高いエネルギーで作られ、エ
ルビウムインプラントは表面１８の近くにＮ型層１４を
形成するために低いエネルギーで作られる。
【００１６】図３において、装置２１はシリコン基板２
２、基板２２上の酸化シリコン層２３、酸化シリコン層
２３上のＮ型層２４、層２４の上部の面と共に装置の表
面２６を形成する上部面を除いて層２４に埋められたＰ
型層２５、及び各々層２３，２４への接点２７，２８を
含む。装置２１の製造工程は装置１を製造するための工
程と異なり、ＳＩＰＯＳ材料は絶縁基板（層２３又は絶
縁材料の他の層を含む）に蒸着され、ホウ素インプラン
トが層２５の領域を制限するマスクを介して実施され、
両接点が各々層２４，２５を接触するために同じ装置の
表面（表面２６）上に形成される。
２、基板２２上の酸化シリコン層２３、酸化シリコン層
２３上のＮ型層２４、層２４の上部の面と共に装置の表
面２６を形成する上部面を除いて層２４に埋められたＰ
型層２５、及び各々層２３，２４への接点２７，２８を
含む。装置２１の製造工程は装置１を製造するための工
程と異なり、ＳＩＰＯＳ材料は絶縁基板（層２３又は絶
縁材料の他の層を含む）に蒸着され、ホウ素インプラン
トが層２５の領域を制限するマスクを介して実施され、
両接点が各々層２４，２５を接触するために同じ装置の
表面（表面２６）上に形成される。
【００１７】図４において、混合物質層は図１〜３の層
と異なり、特に装置３１はシリコン基板３２と大変薄い
層のスタックによって形成された多層３３を含み、交互
に配置される酸化又はＳＩＰＯＳ層３４及びシリコン層
３５を含む。例えば層３４，３５は約１００Åの厚さで
ある。多層３３は装置１，１１又は２１の混合物質層に
等価で、そのような装置に対して前述のようにドーピン
グされ、装置の上部表面３８又は上部と底部の表面３
８，３９上の接点３６，３７を有する。
と異なり、特に装置３１はシリコン基板３２と大変薄い
層のスタックによって形成された多層３３を含み、交互
に配置される酸化又はＳＩＰＯＳ層３４及びシリコン層
３５を含む。例えば層３４，３５は約１００Åの厚さで
ある。多層３３は装置１，１１又は２１の混合物質層に
等価で、そのような装置に対して前述のようにドーピン
グされ、装置の上部表面３８又は上部と底部の表面３
８，３９上の接点３６，３７を有する。
【００１８】もちろん、前述された製造工程は変更可能
で、インプラント工程は物質を安定するために要求され
た熱処理後になされる代わりにその工程の前に行うこと
が可能であり、インプラント工程は前もって処理された
ウェハ上に行うことが可能であり、付着された混合され
た物質層は１〜６５原子％のレンジの酸素容量を有する
ことが可能である。
で、インプラント工程は物質を安定するために要求され
た熱処理後になされる代わりにその工程の前に行うこと
が可能であり、インプラント工程は前もって処理された
ウェハ上に行うことが可能であり、付着された混合され
た物質層は１〜６５原子％のレンジの酸素容量を有する
ことが可能である。
【００１９】エルビウムでドーピングされたＳＩＰＯＳ
物質の発光は図５に示される構成（４１で示される）で
あるサンプルで３００°Ｋ以上の温度で見られる。２点
鎖線で示されるエルビウム集中プロフィールを有する層
を得るために、その構成は単一のクリスタルシリコン基
板４２とエルビウムでドーピングされたＳＩＰＯＳ層４
３を含む。
物質の発光は図５に示される構成（４１で示される）で
あるサンプルで３００°Ｋ以上の温度で見られる。２点
鎖線で示されるエルビウム集中プロフィールを有する層
を得るために、その構成は単一のクリスタルシリコン基
板４２とエルビウムでドーピングされたＳＩＰＯＳ層４
３を含む。
【００２０】試験で、サンプル４１は２Ｗアルゴンレー
ザによって放射される緑色の光りで照射され、その発光
はモノクロメータ及びＩＲ検出器を介して明らかとなっ
た。放射された発光スペクトラムが異なる平均酸素容量
に対して図６に示されている。特に、曲線Ａは単一クリ
スタルシリコンサンプル（層４３がない）にエルビウム
でドーピングすることによって得られる基準サンプルに
関し、曲線Ｂは図５の構成を有するサンプルによって得
られ、層４３の酸素容量が４原子％であり、曲線Ｃは１
１原子％の酸素容量を有するサンプルに関し、曲線Ｄは
２７原子％の酸素容量を有するサンプルに関し、曲線Ｅ
は酸化シリコンによってのみ形成される層４３であるサ
ンプルに関する特性である。単一クリスタルシリコン層
（曲線Ａ）のエルビウムのドーピングではあきらかに室
温で発光しないが、１．５３５μｍでのピークはＳＩＰ
ＯＳフィルムの酸素容量に対し直線的以上に上昇する。
ザによって放射される緑色の光りで照射され、その発光
はモノクロメータ及びＩＲ検出器を介して明らかとなっ
た。放射された発光スペクトラムが異なる平均酸素容量
に対して図６に示されている。特に、曲線Ａは単一クリ
スタルシリコンサンプル（層４３がない）にエルビウム
でドーピングすることによって得られる基準サンプルに
関し、曲線Ｂは図５の構成を有するサンプルによって得
られ、層４３の酸素容量が４原子％であり、曲線Ｃは１
１原子％の酸素容量を有するサンプルに関し、曲線Ｄは
２７原子％の酸素容量を有するサンプルに関し、曲線Ｅ
は酸化シリコンによってのみ形成される層４３であるサ
ンプルに関する特性である。単一クリスタルシリコン層
（曲線Ａ）のエルビウムのドーピングではあきらかに室
温で発光しないが、１．５３５μｍでのピークはＳＩＰ
ＯＳフィルムの酸素容量に対し直線的以上に上昇する。
【００２１】また、ルミネッセンスＬはレーザポンプ波
長の関数として測定され、その結果は２つの異なるアニ
ール温度に対し図７に示される。ポンプレーザ波長に対
する発光の弱い依存から、発光はポンプレーザによって
注入される電子キャリアによってなされることは明らか
である。
長の関数として測定され、その結果は２つの異なるアニ
ール温度に対し図７に示される。ポンプレーザ波長に対
する発光の弱い依存から、発光はポンプレーザによって
注入される電子キャリアによってなされることは明らか
である。
【００２２】エレクトロルミネッセント測定は図１に示
された装置１を使用してなされた。ＳＩＰＯＳ層の厚み
（層３，４の厚みの合計に等しい）は約０．２５μｍで
あった。試験からの結果である電流／電圧特性は２つの
異なる温度別に図８に示される。明らかなように、測定
された特性はバイポーラ導電メカニズムを示すダイオー
ド作用を示す。同様に、ダイオード特性はＡｓ／Ｂ及び
Ｐ／Ｂを持つドーピングされたＳＩＰＯＳ物質によって
得られる。
された装置１を使用してなされた。ＳＩＰＯＳ層の厚み
（層３，４の厚みの合計に等しい）は約０．２５μｍで
あった。試験からの結果である電流／電圧特性は２つの
異なる温度別に図８に示される。明らかなように、測定
された特性はバイポーラ導電メカニズムを示すダイオー
ド作用を示す。同様に、ダイオード特性はＡｓ／Ｂ及び
Ｐ／Ｂを持つドーピングされたＳＩＰＯＳ物質によって
得られる。
【００２３】エレクトロルミネッセント試験において、
装置は、ジュール熱によるエネルギーを移動するために
熱シンク、及びダイオードをバイアスするための電源を
付加した、発光試験として説明したことに類似するエレ
クトロルミネッセント測定装置に導入される。
装置は、ジュール熱によるエネルギーを移動するために
熱シンク、及びダイオードをバイアスするための電源を
付加した、発光試験として説明したことに類似するエレ
クトロルミネッセント測定装置に導入される。
【００２４】図９は８．６ｍＡ（曲線Ｆ）の測定電流に
おける室温で得られる発光される赤外線のスペクトラム
を示す。
おける室温で得られる発光される赤外線のスペクトラム
を示す。
【００２５】示された光／エレクトロルミネッセントは
次のように説明される。電子／ホールの組が入射光（発
光）又はバイアスされたダイオード（エレクトロルミネ
ッセント）での注入のいずれかによってシリコンに注入
される。電子／ホール組は再結合してＥｒ３＋のイント
ラ４ｆ変位をなし、従って約１．５４μｍ波長で発光す
る。
次のように説明される。電子／ホールの組が入射光（発
光）又はバイアスされたダイオード（エレクトロルミネ
ッセント）での注入のいずれかによってシリコンに注入
される。電子／ホール組は再結合してＥｒ３＋のイント
ラ４ｆ変位をなし、従って約１．５４μｍ波長で発光す
る。
【００２６】エルビウム及び／又は物質の導電率を変調
する他の不純物（希土類イオン）をドープしたシリコン
／シリコン酸化物の混合材料を使用することにより、赤
外領域で強い光及びエレクトロルミネッセンスを得るこ
とができる。前述した物質又は接合装置はハイブリッド
で又は集積回路で光電子素子として使用され得る。当業
者であれば物質、装置及び製造方法の変更をなすことが
できるであろう。特に、エルビウムを用いての混合物質
をドーピングすることの代わりに、他の希土類元素でド
ーピングすることや異なる波長での発光を得ることがで
きる。ＰＮ接合を得るために求められるドーピング工程
のシーケンスは前述の説明と逆にすることもできる。す
でに示したように、混合物質はシリコン及び酸化シリコ
ンの混合として形成されるか又はシリコン及び酸化シリ
コンの薄膜フィルムの規則的なスタック又はシリコン及
びＳＩＰＯＳとして形成される。酸素の容量は混合物質
（例えば物理又は化学蒸着によって、又はイオンインプ
ラント又は他の同類の技術）を付着するための技術同様
に変化することができる。
する他の不純物（希土類イオン）をドープしたシリコン
／シリコン酸化物の混合材料を使用することにより、赤
外領域で強い光及びエレクトロルミネッセンスを得るこ
とができる。前述した物質又は接合装置はハイブリッド
で又は集積回路で光電子素子として使用され得る。当業
者であれば物質、装置及び製造方法の変更をなすことが
できるであろう。特に、エルビウムを用いての混合物質
をドーピングすることの代わりに、他の希土類元素でド
ーピングすることや異なる波長での発光を得ることがで
きる。ＰＮ接合を得るために求められるドーピング工程
のシーケンスは前述の説明と逆にすることもできる。す
でに示したように、混合物質はシリコン及び酸化シリコ
ンの混合として形成されるか又はシリコン及び酸化シリ
コンの薄膜フィルムの規則的なスタック又はシリコン及
びＳＩＰＯＳとして形成される。酸素の容量は混合物質
（例えば物理又は化学蒸着によって、又はイオンインプ
ラント又は他の同類の技術）を付着するための技術同様
に変化することができる。
【図１】本発明に係るエレクトロルミネッセント材料の
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明に係る別のエレクトロルミネッセント材
料の断面図である。
料の断面図である。
【図３】本発明に係る別のエレクトロルミネッセント材
料の断面図である。
料の断面図である。
【図４】本発明に係る別のエレクトロルミネッセント材
料の断面図である。
料の断面図である。
【図５】本発明におけるエレクトロルミネッセント材料
によって形成されるサンプルの断面図である。
によって形成されるサンプルの断面図である。
【図６】光とエレクトロルミネッセントの試験から得ら
れる特性を示す特性図である。
れる特性を示す特性図である。
【図７】光とエレクトロルミネッセントの試験から得ら
れる特性を示す特性図である。
れる特性を示す特性図である。
【図８】光とエレクトロルミネッセントの試験から得ら
れる特性を示す特性図である。
れる特性を示す特性図である。
【図９】光とエレクトロルミネッセントの試験から得ら
れる特性を示す特性図である。
れる特性を示す特性図である。
１ 固体エレクトロルミネッセント装置
２ Ｎ型シリコン基板
３ Ｎ型層
４ Ｐ型層
６ 接点
７，８ 表面
４３ 混合物
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 サルバトーレ ロンバルド
イタリー国，95128 カターニャ，ビア
ブイ．ジュッフリダ 203ビー番地
(72)発明者 ジュセッペ フェルラ
イタリー国，95100 カターニャ ビア
アシ キャステロ 12番地
(72)発明者 アルベルト ポルマン
オランダ国，1092 エーピー アムステ
ルダムオステルパルク 50−ラ番地
(72)発明者 ジェラルド ニコラース ファン デン
ホーベン
オランダ国，6717 ビーエイ エデ ニ
ューベ マンデルブールトベック 240
番地
(56)参考文献 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．63，Ｎｏ．14,
４ Ｏｃｔｏｂｅｒ 1993，ｐｐ．1942
−1944
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
Claims (20)
- 【請求項１】 シリコンと希土類元素イオンでドーピン
グされた酸化シリコンの混合材料（４３）の第１の層
（３，１４，２４）と、元素の周期表のＶ族又はＩＩＩ
族の不純物でドーピングされた前記混合材料の少なくと
もひとつの第２の層（４，１３，２５）とにより構成さ
れるＰＮ接合を有することを特徴とする固体エレクトロ
ルミネッセント装置（１，１１，２１）。 - 【請求項２】 前記希土類元素イオンはエルビウムイオ
ンである請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記不純物はホウ素イオンである請求項
１又は２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記混合材料の酸素容量は１〜６５原子
％の範囲である請求項１−３のひとつに記載の装置。 - 【請求項５】 シリコンと酸化シリコンの前記混合物は
シリコンと酸化シリコンの互いにスタックされた薄い層
（３４，３５）を有する請求項１−４のいずれか１項に
記載の装置。 - 【請求項６】 前記混合材料はシリコンとシリコンと酸
化シリコンの混合物の互いにスタックされた薄い層（３
４，３５）を有する請求項１−４のいずれか１項に記載
の装置。 - 【請求項７】 前記第１の層（３）は第１の導電型を有
し、前記第１の導電型を有するシリコン基板（２）の上
に配列され、前記第２の層（４）は第２の導電型を有
し、前記第１の層の上に配列され、前記装置は前記基板
及び前記第２の層を持つ導電構成（５，６）を含む請求
項１−６のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項８】 前記第２の層（１３）は第１の導電型を
有し、前記第１の導電型を有するシリコン基板（１２）
の上に配列され、前記第１の層（１４）は第２の導電型
を有し、前記第２の層の上に配列され、前記装置は前記
基板及び前記第１の層を持つ導電構成（１５，１６）を
含む請求項１−６のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項９】 前記第１及び第２の層（２４，２５）は
シリコン基板（２２）上に配列された絶縁層（２３）の
上に配列され、前記第１及び第２の層の１つ（２５）は
前記第１及び第２の層の他（２４）によって側面的に及
び下方面的に囲まれ、第１及び第２の層は装置の主な表
面（２６）を形成し、接点構成（２７，２８）が前記第
１及び第２の層を有する電子接点に前記装置の主な表面
上に形成される請求項１−６のいずれか１項に記載の装
置。 - 【請求項１０】 請求項１−９のいずれか１項に記載の
固体エレクトロルミネッセント装置を製造する方法であ
って、 基板（３２，４２）上でシリコンと酸化シリコンの混合
物を含む薄い混合物層（３３，３４）を形成する工程
と、 希土類元素イオン及び元素周期表のＶ又はＩＩＩ族の不
純物で前記混合物層をドーピングすることによって前記
混合物層（３３，３４）にＰＮ接合を形成する工程とを
含むことを特徴とする製造方法。 - 【請求項１１】 前記希土類元素イオンがエルビウムイ
オンである請求項１０に記載の製造方法。 - 【請求項１２】 前記混合物層を安定化するために熱処
理を行う工程をさらに含む請求項１０又は１１に記載の
製造方法。 - 【請求項１３】 前記混合物層を形成する工程は化学又
は物理蒸着による付着、又はシリコン及び酸化シリコン
のイオンインプラントをさらに含む請求項１０−１２の
いずれか１項に記載の製造方法。 - 【請求項１４】 前記混合物層を形成する工程は薄いシ
リコン層（３５）と薄い酸化シリコン層（３４）のスタ
ックを順に付着する工程を含む請求項１０−１２のいず
れか１項に記載の製造方法。 - 【請求項１５】 前記混合物層を形成する工程は、基板
（３２，４２）の上に薄いシリコン層（３５）とシリコ
ンと酸化シリコンの前記混合物の薄い層（３４）のスタ
ックを付着する工程を有する請求項１０−１２のひとつ
に記載の製造方法。 - 【請求項１６】 ＰＮ接合を形成する前記工程は第１及
び第２のイオン注入ドーピング工程を有し、第１のイオ
ン注入ドーピング工程は第２のイオン注入ドーピング工
程よりも高いエネルギーで実施される請求項１０−１５
のひとつに記載の製造方法。 - 【請求項１７】 前記第１のドーピング工程が前記混合
物層を希土類元素イオンでドーピングすることを有し、
前記第２のドーピング工程が元素周期表のＶ又はＩＩＩ
族の不純物で前記混合物層をドーピングすることを有す
る請求項１６に記載の製造方法。 - 【請求項１８】 前記第１のドーピング工程が元素周期
表のＶ又はＩＩＩ族の不純物で前記混合物層をドーピン
グすることを有し、前記第２のドーピング工程が前記混
合物層を希土類元素イオンでドーピングすることを有す
る請求項１６に記載の製造方法。 - 【請求項１９】 前記基板（２，１２）は第１の導電型
を有し、ＰＮ接合を形成する工程は前記基板上に前記第
１の導電型の第１の層（３，１３）と前記第１の層上に
第２の導電型の第２の層（４，１４）とを形成する工程
を含み、更に前記基板及び前記第２の層と直接電気的接
続して前記装置（１，１１）の反対の表面（７，８；１
７，１８）上に接点（５，６；１５，１６）を形成する
工程を含む請求項１０−１８のいずれか１項に記載の製
造方法。 - 【請求項２０】 前記基板（２２）と前記混合物層（２
４，２５）の間の絶縁層（２３）を形成する工程を含
み、前記ＰＮ接合を形成する工程は前記絶縁層上に第１
の層（２４）を形成する工程と、前記第１の層の中に第
２の層（２５）を形成して、前記第２の層の表面を前記
第１の表面と整列させて装置の主表面（２６）を定義す
る工程を含み、更に前記第１及び第２の層と電気的接続
する前記装置の主表面（２６）に接点（２７，２８）を
形成する工程を含む請求項１０−１８のいずれか１項に
記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT93830421.9 | 1993-10-20 | ||
| EP93830421A EP0650200B1 (en) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | Solid state electro-luminescent device and process for fabrication thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07221346A JPH07221346A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3477855B2 true JP3477855B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=8215234
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP27969094A Expired - Fee Related JP3477855B2 (ja) | 1993-10-20 | 1994-10-20 | 固体エレクトロルミネッセント装置及びその製造方法 |
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|---|---|
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| US6340826B1 (en) * | 1998-03-30 | 2002-01-22 | Agisilaos Iliadis | Infra-red light emitting Si-MOSFET |
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| KR100384892B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2003-05-22 | 한국전자통신연구원 | 에르븀이 도핑된 실리콘나노점의 형성 방법 |
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1994
- 1994-09-30 US US08/316,045 patent/US5580663A/en not_active Expired - Lifetime
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1995
- 1995-10-17 US US08/544,328 patent/US5667905A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．６３，Ｎｏ．１４，４ Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９３，ｐｐ．１９４２−１９４４ |
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