JP5344474B2 - Er添加Si複合粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
この製造方法によって、粒径サイズやErとSiの含有率といった物理的特性が調整され高い光学的性能を有するEr添加Si複合粒子を製造することができる。さらに、Erの熱膨張しやすいという特性を利用して加熱により結晶構造を調整し、PL強度を高め、光学的特性が付与されたEr添加Si複合粒子を製造することができる。
また、サイズやErとSi含有率といった物理的特性を一定に保ったEr添加Si複合粒子を確実、容易に製造しつつ、安価で小ロットから製造可能となる。
Siチップの個数がこの範囲内であると、Siの量がSiO2薄膜に対して適量であり、この後の操作におけるEr添加Si複合粒子の薄膜内での結晶化、特定の粒径・分散量での形成、膜からの分離が効果的に行われるという利点がある。
Erチップの個数がこの範囲内であると、Erの量がSiO2薄膜とSiに対して適量であり、Er添加Si複合粒子を形成した際にErが効果的に含有され、Erの配置による光学的な活性化が効果的に行われる。
フッ化水素酸水溶液を用いてエッチングを行う手法としては、フッ化水素酸水溶液に耐性のテフロン(登録商標)加工の容器などを用い浸漬することもできる。また、湯せんによって上記フッ化水素酸水溶液を上記温度とし、蒸気を発生させて行う方法などが、好適に用いられる。この場合1〜120分間行うことでエッチングされる。
本発明は、上記の実施形態のみに限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々、設計変更した形態を技術的範囲に含まれるものである。
以下に示す実施例1では、ターゲット上にチップを置くことで組成を容易に変えることができ、成膜速度が速い、高周波(RF)マグネトロンスパッタリング装置(SPF-210H、日電アネルバ社製)を用いて試料を作製した。
実施例1の分散溶液Sに対して、溶液の温度を変化させてのPL測定を行い、スペクトルの分析を行った。
また、前記のErとSiを添加したSiO2薄膜Lに対しても、測定温度を22℃とし、他は上記と同じ条件でPL測定を行った。
薄膜Lの発光スペクトルは図2に示す。ピークは726nm付近に観測された。
また、各ピークは温度の上昇にしたがって強度が強くなっていることが認められた。特に、735nmのピークは強く、温度上昇にしたがって強くなる度合いも大きい。この735nmのピークは薄膜Lの726nm付近のピークと重なる位置にあるため、このピークがEr添加Siの結晶の存在に大きく影響を受けているものと推測される。
温度上昇にしたがってピークが強くなることは、Erの熱膨張率がSiのおよそ3倍と大きいため、加熱によってSiの結晶構造に大きく影響を与えていることが推測される。
Claims (2)
- SiO2基板上の中央にErチップを配置し、その周囲のエロージョン領域にSiチップを複数個配置してSiO2ターゲットを構成するとともに、該SiO2ターゲットに対してSi基板を対置し、
真空雰囲気下で前記SiO2ターゲットと前記Si基板との間に高周波電力を印加して前記SiO2ターゲットから前記Si基板に対して3〜12時間スパッタリングさせErとSiを添加したSiO2薄膜を備えたSi基板を形成し、
ArまたはN2雰囲気下で前記SiO2薄膜を備えたSi基板を900〜1200℃の温度条件で30〜120分間熱処理して前記SiO2薄膜中のErとSiを結晶化させEr添加Si複合粒子を含有するSiO2薄膜とし、
前記Er添加Si複合粒子を含有するSiO2薄膜をエッチングしてSiO2を除去しEr添加Si複合粒子を得ることを特徴とするEr添加Si複合粒子の製造方法。 - 上記エッチングは濃度20〜40重量%のフッ化水素酸水溶液によって40〜60℃で処理することを特徴とする請求項1に記載のEr添加Si複合粒子の製造方法。
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