JP4194129B2

JP4194129B2 - Manufacturing method of semiconductor for light emitting device

Info

Publication number: JP4194129B2
Application number: JP9408498A
Authority: JP
Inventors: 新一郎植草; 輝司猪俣
Original assignee: 新一郎植草
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2018-03-23
Also published as: JPH11274615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード、半導体レーザ等の発光素子の材料となる発光素子用半導体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ等の材料となる半導体としては、次の理由によりシリコンが最も普及している。１．化合物ではないので組成が安定している。２．良質の酸化膜を容易に形成できる。３．地球上に豊富に存在する。４．融点が高いため製造上の高熱処理に十分に耐え得る。５．廃棄物として無害である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シリコンは、このような利点を持つにもかかわらず、典型的な間接遷移形半導体であるため、発光素子には用いられていない。そのため、発光素子用半導体としては、ガリウム砒素，ガリウムリン等のIII-Ｖ族化合物半導体が専ら用いられている。
【０００４】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、さまざまな利点を有するシリコンを主体として発光素子を実現可能とする、発光素子用半導体の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発光素子用半導体の製造方法は、エルビウム及び窒素を発光中心として含む多孔質シリコンと、この多孔質シリコンの表面に形成されたシリコン窒化膜と、を備えた発光素子用半導体を製造する方法であって、単結晶シリコンからなるシリコンウェーハに陽極化成法により前記多孔質シリコンを形成する第一工程と、この多孔質シリコンに前記エルビウムを導入する第二工程と、このエルビウムが導入された多孔質シリコンの表面に前記シリコン窒化膜を形成するとともに前記窒素を前記多孔質シリコン中に入り込ませる第三工程と、前記シリコン窒化膜が形成された多孔質シリコンにアニール処理を施す第四工程とを備えたものである。
【０００６】
この場合、第二工程は、多孔質シリコンにエルビウムを電気化学的に付着させるものとしてもよく、より具体的には、三塩化エルビウム溶液を電気分解することにより、多孔質シリコンにエルビウムを電気化学的に付着させるものとしてもよい。
【０００７】
また、第二工程は、スパッタリング又は蒸着等により多孔質シリコンにエルビウムを付着させるものとしてもよいし、イオン注入や熱拡散により多孔質シリコンにエルビウムを導入するものとしてもよい。第三工程におけるシリコン窒化膜形成方法は、光ＣＶＤ(chemical vapor deposition)が低温プロセスであるため最も好ましいが、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、スパッタリング等でもよい。
【０００８】
更に、アニール温度は1000〜1300℃が好ましく、アニール時間は40〜80秒が好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る発光素子用半導体の製造方法の一実施形態を、以下に説明する。図１は本実施形態の発光素子用半導体を示す概略断面図、図２は本実施形態の製造方法を示す工程図である。
【００１０】
本実施形態の発光素子用半導体１０は、図１に示すように、エルビウム（図示せず）を発光中心として含む多孔質シリコン１２と、多孔質シリコン１２の表面に形成されたシリコン窒化膜１４とを備えたものである。なお、図１では、本実施形態の製造方法において用いられるシリコン基板１６及びアルミニウム電極１８が、多孔質シリコン１２の下に示されている。
【００１１】
発光素子用半導体１０は、図２に示すように、次の工程(1)〜(5)により製造する。まず、単結晶シリコンとして、ＣＺウェーハ、面方位(111)、Ｐ型（ボロン含有）、抵抗率3.0〜5.0Ωcm、厚さ525μｍのシリコン基板１６を用意する。(1)．真空蒸着によりシリコン基板１６の裏面にアルミニウムを被着させた後、窒素雰囲気中で400℃及び５分間の熱処理によりアルミニウムとシリコンとのオーミック接触を得る。このようにして、アルミニウム電極１８を形成する。(2)．シリコン基板１６の表面を陽極化成法を用いて多孔質化することにより、多孔質シリコン１２を形成する。(3)．多孔質シリコン１２に、エルビウムを電気化学的に付着させる。(4)．エルビウムを付着させた多孔質シリコン１２に、光ＣＶＤ法でシリコン窒化膜１４を形成する。(5)．シリコン窒化膜１４が形成された多孔質シリコン１２に対して、ラピッド・サーマル・アニール（rapid
thermal annealing）等のアニール処理を施す。アニール温度は1100℃一定、アニール時間はアルゴン（Ａｒ）雰囲気中で60秒である。
【００１２】
図３は図２における工程(2)を示す説明図、図４は図２における工程(3)を示す説明図である。なお、図３及び図４では、便宜上、シリコン基板１６のみ示し、多孔質シリコン１２、アルミニウム電極１８等は省略する。
【００１３】
工程(2)について、図３に基づき詳しく説明する。ビーカ２０は、ポリテトラフルオロエチレン製であり、底面２０ａに透孔２０ｂが穿設されている。ビーカ２０内のエッチング液２２は、20〜50wt％のフッ酸（ＨＦ）をエチルアルコール（Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ）によって50％に希釈したものである。ビーカ２０の底面２０ａは、Ｏリング２４を介して、シリコン基板１６の表面１６ａに対向している。したがって、エッチング液２２は、透孔２０ｂを通ってシリコン基板１６の表面１６ａに接触している。シリコン基板１６の裏面１６ｂは銀ペースト等によって銅板２８に貼り付けられている。陽極化成は、銅板２８が陽極でプラチナ板３０が陰極となるように電流源３２を接続し、電流密度10mA/cm²、時間30分、かつ水銀ランプ照射下の条件により行った。これにより、シリコン基板１６の表面１６ａが多孔質化された。なお、水銀ランプの代わりに、室内照明、無照明、キセノンランプ、ハロゲンランプ等を用いてもよい。また、シリコン基板１６の裏面１６ｂは、四本のねじ等によって銅板２８に押さえ付けるようにしてもよい。
【００１４】
工程(3)について、図４に基づき詳しく説明する。ビーカ２０内の三塩化エルビウム溶液４０は、三塩化エルビウム（ＥｒＣｌ₃）をエチルアルコール（Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ）に溶解したものである。多孔質化したシリコン基板１６の表面１６ａに、三塩化エルビウム溶液４０を接触させ、工程(2)とは逆に銅板２８が陰極でプラチナ板３０が陽極となるように電流源３２を接続して、三塩化エルビウム溶液４０を電気分解した。これにより、シリコン基板１６の表面１６ａにエルビウムが析出した。
【００１５】
また、工程(2)(3)では、Ｏリング２４を用いることにより、シリコン基板１６の表面１６ａにのみ、エッチング液２２又は三塩化エルビウム溶液４０を接触させるようにしている。したがって、シリコン基板１６全体をエッチング液２２又は三塩化エルビウム溶液４０に浸漬する方法に比べて、洗浄が容易であるとともに、シリコン基板１６の裏面１６ｂ側の保護膜が不要である。
【００１６】
このようにして、本実施形態に係る試料Ａを作製した。また、比較のために、工程(4)(5)を除いたものを試料Ｂ、工程(4)を除いたものを試料Ｃとして作製した。すなわち、試料Ｂは、多孔質シリコン１２にエルビウムを付着させた直後のものである。試料Ｃは、アニール処理を施してはあるが、シリコン窒化膜１４がないものである。
【００１７】
これらの試料Ａ〜Ｃについてフォトルミネッセンス（以下「ＰＬ」という。）法により評価した結果を、図５乃至図７に示す。ＰＬ法よる評価は、試料をクライオスタットに取付け、Ｈｅ−Ｃｄレーザ（波長325nm）又はアルゴンイオンレーザ（波長488nm）の光により試料を励起し、試料から発するＰＬ光をダブルモノクロメータにより分光し、液体窒素で冷却したゲルマニウム検出器（p-i-nダイオード）でＰＬスペクトルを受光することにより行った。
【００１８】
図５及び図６は試料ＢにおけるＰＬ強度を示し、図５は励起波長依存性を示すグラフ、図６は発光の傾向をまとめた図表である。試料Ｂの発光は、エルビウムが活性化していないので、母体である多孔質シリコンそのものの発光である。Ｈｅ−Ｃｄレーザ（波長325nm）で励起した場合、547nmにピークを持つ緑色発光のスペクトルが得られた。一方、アルゴンイオンレーザ（波長488nm）で励起した場合、ＰＬ光は、極めて微弱であり、ピークの位置が571nmであった。この結果から、多孔質シリコンの吸収端は、アルゴンイオンレーザの波長488nm以下であるが、その存在は一つではなく複数あると考えられる。母体である多孔質シリコンの発光は、作製条件によりバラツキがあるが、図６のような傾向を示す。
【００１９】
図７は、試料ＡにおけるＰＬ強度の温度依存性を示すグラフである。図７では、Ｈｅ−Ｃｄレーザ（波長325nm）で試料Ａを励起している。試料Ａの発光は、測定温度に関係なくピーク位置が一定であり、1540nm近傍に大きいＰＬ強度が認められた。そして、測定温度300KにおけるＰＬ強度は、測定温度18KにおけるＰＬ強度の約40％を維持した。このように、試料Ａは極めて強い室温発光を示した。
【００２０】
試料Ｃについては、Ｈｅ−Ｃｄレーザ（波長325nm）で励起したところ、多孔質シリコン（母体）及びエルビウムのどちらからも発光しなかった。ただし、アルゴンイオンレーザ（波長488nm）で励起したところ、低温にて1.5μｍ帯の発光が見られた。この発光は、エルビウムが直接励起されたものと考えられる。なぜなら、図５に示すように、アルゴンイオンレーザでは多孔質シリコン（母体）からはほとんど発光しないからである。
【００２１】
試料Ａが室温で極めて強く発光した理由は、次の１〜４の相乗作用によると考えられる。１.単結晶シリコンを多孔質化したことにより、バンドギャップが広がったので、温度上昇に起因する消光現象が改善された。２.多孔質シリコンの表面に析出したエルビウムが、アニール処理によって多孔質シリコン中に拡散していき、発光中心を形成した。３.シリコン窒化膜が、エルビウムをドーピングした多孔質シリコンに対する、良好な保護膜として作用した。４.シリコン窒化膜形成時に多孔質シリコン中に窒素が入り込み、この窒素がエルビウムとともに発光中心を形成した。
【００２２】
なお、本発明は、いうまでもないが、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図３及び図４に示す工程(2)(3)において、プラチナ板３０の代わりに、シリコン基板１６の表面１６ａに平行なプラチナ板４２（図８）としてもよい。この場合は、プラチナ板４２とシリコン基板１６との間に生じる電気力線が平行となるので、より均一な処理が可能となる。同じく工程(2)(3)において、スターラ等を用いてビーカ２０内のエッチング液２２又は三塩化エルビウム溶液４０を撹拌することにより、エッチング液２２又は三塩化エルビウム溶液４０の濃度を均一化するようにしてもよい。この場合は、エッチング液２２又は三塩化エルビウム溶液４０の濃度が均一化するので、より均一な処理が可能となる。また、プラチナ板３０，４２は、上記実施形態と異なり、平板状ではなく網状としてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る発光素子用半導体の製造方法によれば、シリコン窒化膜形成時に多孔質シリコン中に入り込んだ窒素をエルビウムとともに発光中心とすることにより、エルビウムを発光中心として含むだけの単結晶シリコン又は多孔質シリコンに比べて、室温でのＰＬ強度を飛躍的に向上できる。したがって、さまざまな利点を有するシリコンを主体として、発光素子を実現できる。また、シリコンは高集積度のＬＳＩの材料として普及しているので、高集積度の光電子集積回路（ＯＥＩＣ）を実現できる。
【００２４】
また、エルビウムを発光中心として多孔質シリコンに含ませたことにより、Ｅｒ³⁺の4f殻の⁴I_13/2→⁴I_15/2による発光波長が石英系ファイバの最低損失波長1.54μｍに一致するため、光通信用発光素子の材料として好適に用いることができる。
【００２５】
更に、多孔質シリコンにエルビウムを電気化学的に導入する場合は、イオン注入、ＭＢＥ、ＭＯＣＶＤ等よりも安価な設備で、しかも簡単に多孔質シリコン中にエルビウムを導入できる。したがって、この場合の発光素子用半導体の製造方法は、大量生産に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発光素子用半導体の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る発光素子用半導体の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図３】図１の工程図における工程の一例を示す説明図である。
【図４】図１の工程図における工程の一例を示す説明図である。
【図５】比較用の試料ＢにおけるＰＬ強度の励起波長依存性を示すグラフである。
【図６】比較用の試料Ｂにおける発光の傾向をまとめた図表である。
【図７】本発明に係る試料ＡにおけるＰＬ強度の温度依存性を示すグラフである。
【図８】図１の工程図における工程の他例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０発光素子用半導体
１２多孔質シリコン
１４シリコン窒化膜
１６シリコン基板
１８アルミニウム電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a light emitting diode, a semiconductor process for manufacturing a light emitting element made of a material of the light-emitting element such as a semiconductor laser.
[0002]
[Prior art]
As a semiconductor used as a material for transistors, ICs, LSIs, etc., silicon is most popular for the following reasons. 1. The composition is stable because it is not a compound. 2. A good quality oxide film can be easily formed. 3. Abundant on the earth. 4). Since the melting point is high, it can sufficiently withstand high heat treatment in production. 5. Harmless as waste.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, silicon has not been used for a light-emitting element because it is a typical indirect transition semiconductor in spite of such advantages. Therefore, group III-V compound semiconductors such as gallium arsenide and gallium phosphide are exclusively used as semiconductors for light emitting devices.
[0004]
OBJECT OF THE INVENTION
An object of the present invention allows realizing a light-emitting element as a main component silicon having various advantages, there is provided a semiconductor manufacturing method for a light emitting element.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A method for manufacturing a semiconductor for a light-emitting device according to the present invention manufactures a semiconductor for a light-emitting device including a porous silicon containing erbium and nitrogen as emission centers and a silicon nitride film formed on the surface of the porous silicon. a method for a first step of forming the porous silicon by anodization in a silicon wafer made of single crystal silicon, a second step of introducing said erbium to the porous silicon, the erbium is introduced and a third step of entering the nitrogen in the porous silicon so as to form the silicon nitride film on the surface of the porous silicon, a fourth step of applying an annealing treatment to the porous silicon said silicon nitride film is formed It is equipped with.
[0006]
In this case, in the second step, erbium may be electrochemically attached to the porous silicon. More specifically, erbium is electrochemically attached to the porous silicon by electrolyzing an erbium trichloride solution. It is good also as what makes it adhere.
[0007]
In the second step, erbium may be adhered to the porous silicon by sputtering or vapor deposition, or erbium may be introduced into the porous silicon by ion implantation or thermal diffusion. The silicon nitride film forming method in the third step is most preferable because optical CVD (chemical vapor deposition) is a low temperature process, but may be thermal CVD, plasma CVD, sputtering, or the like.
[0008]
Furthermore, the annealing temperature is preferably 1000 to 1300 ° C., and the annealing time is preferably 40 to 80 seconds.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
One embodiment of a method of manufacturing a light emitting device for semiconductor according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor for a light-emitting element according to the present embodiment, and FIG.
[0010]
As shown in FIG. 1, a semiconductor 10 for a light emitting device of this embodiment includes a porous silicon 12 containing erbium (not shown) as a light emission center, and a silicon nitride film 14 formed on the surface of the porous silicon 12. It is equipped with. In FIG. 1, the silicon substrate 16 and the aluminum electrode 18 used in the manufacturing method of the present embodiment are shown under the porous silicon 12.
[0011]
As shown in FIG. 2, the light emitting element semiconductor 10 is manufactured by the following steps (1) to (5). First, a CZ wafer, a plane orientation (111), a P-type (containing boron), a resistivity of 3.0 to 5.0 Ωcm, and a thickness of 525 μm are prepared as single crystal silicon. (1). After aluminum is deposited on the back surface of the silicon substrate 16 by vacuum deposition, ohmic contact between aluminum and silicon is obtained by heat treatment at 400 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. In this way, the aluminum electrode 18 is formed. (2). The porous silicon 12 is formed by making the surface of the silicon substrate 16 porous using an anodizing method. (3). Erbium is electrochemically attached to the porous silicon 12. (Four). A silicon nitride film 14 is formed on the porous silicon 12 to which erbium is adhered by a photo-CVD method. (Five). Rapid thermal annealing (rapid) is performed on the porous silicon 12 on which the silicon nitride film 14 is formed.
Annealing treatment such as thermal annealing is performed. The annealing temperature is constant at 1100 ° C., and the annealing time is 60 seconds in an argon (Ar) atmosphere.
[0012]
FIG. 3 is an explanatory view showing step (2) in FIG. 2, and FIG. 4 is an explanatory view showing step (3) in FIG. 3 and 4, only the silicon substrate 16 is shown for convenience, and the porous silicon 12, the aluminum electrode 18 and the like are omitted.
[0013]
Step (2) will be described in detail with reference to FIG. The beaker 20 is made of polytetrafluoroethylene, and has a through hole 20b in the bottom surface 20a. The etching solution 22 in the beaker 20 is obtained by diluting 20 to 50 wt% hydrofluoric acid (HF) with ethyl alcohol (C ₂ H ₅ OH) to 50%. The bottom surface 20 a of the beaker 20 faces the surface 16 a of the silicon substrate 16 through the O-ring 24. Therefore, the etching solution 22 is in contact with the surface 16a of the silicon substrate 16 through the through hole 20b. The back surface 16b of the silicon substrate 16 is bonded to the copper plate 28 with silver paste or the like. The anodization was performed under the conditions of connecting a current source 32 so that the copper plate 28 is an anode and the platinum plate 30 is a cathode, current density 10 mA / cm ² , time 30 minutes, and mercury lamp irradiation. Thereby, the surface 16a of the silicon substrate 16 was made porous. Instead of the mercury lamp, indoor lighting, no lighting, xenon lamp, halogen lamp, or the like may be used. Further, the back surface 16b of the silicon substrate 16 may be pressed against the copper plate 28 by four screws or the like.
[0014]
Step (3) will be described in detail with reference to FIG. The erbium trichloride solution 40 in the beaker 20 is obtained by dissolving erbium trichloride (ErCl ₃ ) in ethyl alcohol (C ₂ H ₅ OH). An erbium trichloride solution 40 is brought into contact with the surface 16a of the porous silicon substrate 16, and a current source 32 is connected so that the copper plate 28 is a cathode and the platinum plate 30 is an anode, contrary to the step (2). The erbium trichloride solution 40 was electrolyzed. As a result, erbium was deposited on the surface 16 a of the silicon substrate 16.
[0015]
In steps (2) and (3), the etching solution 22 or the erbium trichloride solution 40 is brought into contact with only the surface 16a of the silicon substrate 16 by using the O-ring 24. Therefore, compared with the method of immersing the entire silicon substrate 16 in the etching solution 22 or the erbium trichloride solution 40, cleaning is easy and a protective film on the back surface 16b side of the silicon substrate 16 is unnecessary.
[0016]
In this way, Sample A according to this embodiment was produced. For comparison, Sample B was prepared by removing steps (4) and (5), and Sample C was prepared by removing Step (4). That is, the sample B is immediately after erbium is attached to the porous silicon 12. Sample C is annealed but has no silicon nitride film 14.
[0017]
The results of evaluating these samples A to C by the photoluminescence (hereinafter referred to as “PL”) method are shown in FIGS. In the evaluation by the PL method, a sample is attached to a cryostat, the sample is excited by light of a He-Cd laser (wavelength 325 nm) or an argon ion laser (wavelength 488 nm), and PL light emitted from the sample is spectrally separated by a double monochromator. This was performed by receiving the PL spectrum with a germanium detector (pin diode) cooled with nitrogen.
[0018]
5 and 6 show the PL intensity in the sample B, FIG. 5 is a graph showing the excitation wavelength dependence, and FIG. 6 is a chart summarizing the tendency of light emission. The luminescence of sample B is the luminescence of porous silicon itself, which is the base material, because erbium is not activated. When excited with a He-Cd laser (wavelength 325 nm), a green emission spectrum having a peak at 547 nm was obtained. On the other hand, when excited with an argon ion laser (wavelength 488 nm), the PL light was very weak and the peak position was 571 nm. From this result, it is considered that the absorption edge of the porous silicon has an argon ion laser wavelength of 488 nm or less, but the existence thereof is not one but plural. The light emission of the porous silicon, which is the base material, shows a tendency as shown in FIG.
[0019]
FIG. 7 is a graph showing the temperature dependence of the PL intensity in Sample A. In FIG. 7, the sample A is excited by a He—Cd laser (wavelength 325 nm). The emission of Sample A had a constant peak position regardless of the measurement temperature, and a large PL intensity was observed near 1540 nm. The PL intensity at the measurement temperature of 300K was maintained at about 40% of the PL intensity at the measurement temperature of 18K. Thus, Sample A showed extremely strong room temperature emission.
[0020]
Sample C, when excited with a He—Cd laser (wavelength 325 nm), did not emit light from either porous silicon (matrix) or erbium. However, when excited with an argon ion laser (wavelength 488 nm), light emission in the 1.5 μm band was observed at a low temperature. This luminescence is considered to be that erbium was directly excited. This is because, as shown in FIG. 5, the argon ion laser emits little light from the porous silicon (matrix).
[0021]
The reason why Sample A emitted light very strongly at room temperature is considered to be due to the following synergistic effects 1 to 4. 1. Since the band gap was widened by making the single crystal silicon porous, the quenching phenomenon due to the temperature rise was improved. 2. Erbium deposited on the surface of the porous silicon was diffused into the porous silicon by the annealing process to form an emission center. 3. The silicon nitride film acted as a good protective film against erbium-doped porous silicon. 4. Nitrogen entered the porous silicon during the formation of the silicon nitride film, and this nitrogen formed an emission center together with erbium.
[0022]
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, instead of the platinum plate 30 in steps (2) and (3) shown in FIGS. 3 and 4, a platinum plate 42 (FIG. 8) parallel to the surface 16a of the silicon substrate 16 may be used. In this case, since the electric lines of force generated between the platinum plate 42 and the silicon substrate 16 are parallel, more uniform processing is possible. Similarly, in steps (2) and (3), the concentration of the etching solution 22 or the erbium trichloride solution 40 is made uniform by stirring the etching solution 22 or the erbium trichloride solution 40 in the beaker 20 using a stirrer or the like. It may be. In this case, since the concentration of the etching solution 22 or the erbium trichloride solution 40 is made uniform, more uniform processing is possible. Moreover, unlike the said embodiment, the platinum plates 30 and 42 are good also as a net shape instead of flat form.
[0023]
【The invention's effect】
According to the manufacturing method of the light emitting element for a semiconductor according to the present invention, by the nitrogen entering the porous silicon when the silicon nitride film formed to an emission center with erbium, only the single-crystal silicon or contains as a luminescent center erbium Compared to porous silicon, the PL strength at room temperature can be dramatically improved. Therefore, a light-emitting element can be realized mainly using silicon having various advantages. Further, since silicon is widely used as a material for highly integrated LSI, a highly integrated optoelectronic integrated circuit (OEIC) can be realized.
[0024]
Also, by including erbium as the emission center in porous silicon, the emission wavelength of Er ³⁺ 4f shell ⁴ I _13/2 → ⁴ I _15/2 matches the lowest loss wavelength of silica fiber 1.54 μm Therefore, it can be suitably used as a material for a light emitting element for optical communication.
[0025]
In addition, when erbium is electrochemically introduced into porous silicon, erbium can be easily introduced into the porous silicon with less expensive equipment than ion implantation, MBE, MOCVD, or the like. Therefore, the manufacturing method of the semiconductor for light emitting elements in this case is suitable for mass production.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor for a light emitting device according to the present invention.
FIG. 2 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor for a light emitting device according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a process in the process diagram of FIG. 1;
4 is an explanatory diagram showing an example of a process in the process diagram of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a graph showing excitation wavelength dependence of PL intensity in Sample B for comparison.
FIG. 6 is a chart summarizing the tendency of light emission in sample B for comparison.
FIG. 7 is a graph showing temperature dependence of PL intensity in Sample A according to the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing another example of the process in the process diagram of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor for light emitting elements 12 Porous silicon 14 Silicon nitride film 16 Silicon substrate 18 Aluminum electrode

Claims

A method for producing a semiconductor for a light emitting device comprising: porous silicon containing erbium and nitrogen as a light emission center; and a silicon nitride film formed on the surface of the porous silicon,
A first step of forming the porous silicon in a silicon wafer made of single crystal silicon by anodization, the second step and the surface of the porous silicon this erbium is introduced for introducing the erbium to the porous silicon a fourth step of applying an annealing treatment in the third step and the porous silicon said silicon nitride film is formed to penetrate the nitrogen in the porous silicon so as to form the silicon nitride film,
A method for producing a semiconductor for a light-emitting element, comprising:

The method of manufacturing a semiconductor for a light emitting element according to claim 1 , wherein the second step is to electrochemically attach the erbium to the porous silicon.

3. The method for manufacturing a semiconductor for a light emitting element according to claim 2 , wherein in the second step, the erbium is electrochemically attached to the porous silicon by electrolyzing an erbium trichloride solution.

4. The method for manufacturing a semiconductor for a light-emitting element according to claim 1 , wherein in the third step, the silicon nitride film is formed on the surface of the porous silicon by a photo-CVD method. 5.

5. The method for manufacturing a semiconductor for a light-emitting element according to claim 1 , wherein the fourth step has an annealing temperature of 1000 to 1300 ° C. and an annealing time of 40 to 80 seconds.