JPH03129883A - 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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- JPH03129883A JPH03129883A JP2186951A JP18695190A JPH03129883A JP H03129883 A JPH03129883 A JP H03129883A JP 2186951 A JP2186951 A JP 2186951A JP 18695190 A JP18695190 A JP 18695190A JP H03129883 A JPH03129883 A JP H03129883A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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。
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、Ｌ
ＥＤ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、Ｌ
ＥＤ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
本発明によれば、半導体ダイオードの製造法は以下の手
順からなる。ｐ型ダイヤモンド製基体を用意し、該基体
に所定の量のイオン、中性子または電子を打込み、空孔
及び該基体とのｐ−ｎ接合を明確にする侵入粒子に富ん
だ打込み領域を形成させ、該基体及び打込み領域にそれ
ぞれ電気接点を付ける。
順からなる。ｐ型ダイヤモンド製基体を用意し、該基体
に所定の量のイオン、中性子または電子を打込み、空孔
及び該基体とのｐ−ｎ接合を明確にする侵入粒子に富ん
だ打込み領域を形成させ、該基体及び打込み領域にそれ
ぞれ電気接点を付ける。
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
空孔に宮んだ領域となる。
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
空孔に宮んだ領域となる。
打ち込みか実施される温度は、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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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〕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。
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〕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、電子供与体とし
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、亙
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。
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、電子供与体とし
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、亙
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
により生した損傷のカスケード（ｃａｓｃａｄａｓ）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、ＩＩｂ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０〜５０
０℃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。
により生した損傷のカスケード（ｃａｓｃａｄａｓ）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、ＩＩｂ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０〜５０
０℃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に富む領域を？１．するため
のイオン量は臨界的である。イオン量が多過ぎると、空
孔に富む領域は破功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
のクラスターの波動関数か、有効な系を形成するに十分
な様に重なり合わない。
のイオン量は臨界的である。イオン量が多過ぎると、空
孔に富む領域は破功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
のクラスターの波動関数か、有効な系を形成するに十分
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。
及び衝撃を受けているダイヤモンド基体の温度による。
−船釣に、イオンの重量が大きい程、イオンの線Ｑ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。
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キ１１
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かできる。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。
即ち、空孔の形成及びその空孔の集合体としてのキ１１
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かできる。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
ろ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７去が用いられる。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０８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、常に残香空孔があり
、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。
ろ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７去が用いられる。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０８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、常に残香空孔があり
、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。
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。
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ＦＡ１２との間に形成される。結晶の三つの側面１
８．２０と２２は、発光強度を最大化するように研磨さ
れ鏡面化（Ｓｉｌνｅｒｅｄ）される。
ンド基体に設けられ、ｐ−ｎ接合が基体１０と空孔に富
む領ＦＡ１２との間に形成される。結晶の三つの側面１
８．２０と２２は、発光強度を最大化するように研磨さ
れ鏡面化（Ｓｉｌνｅｒｅｄ）される。
実施例１
３１ｍ×１．５關Ｘ１關の寸法を有する小型ｎｂｐ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、−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
示す回で温度２００℃で、炭素イオンを打込んだ。
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、−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
示す回で温度２００℃で、炭素イオンを打込んだ。
表１
エネルギー（）（Ｑ〜′）
２０
０
０
０
Ｃ−当りイオン量
１．５Ｘ１０１６
１．３Ｘ１０１６
７．０ＸＩＯ１５
４、ＯＸ］Ｏ１５
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
ｐｌｉｅｒｓ）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。
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
ｐｌｉｅｒｓ）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、平均スペクトラムを得た。発光は青色が
優勢であり、約４３５ｎｍでスペクトラムのピークを示
した。
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、平均スペクトラムを得た。発光は青色が
優勢であり、約４３５ｎｍでスペクトラムのピークを示
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、次いて比較的
高い温度（典型的には６０′０℃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
だ層全体にわたって結晶学的秩序構造（ｃｒｙｓｔａｌ
ｌｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｙｏｒｃｌｃｒｅｄ ５ｔｒ
ｕｃｔｕｒｅ）を形成させることを示している。
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、次いて比較的
高い温度（典型的には６０′０℃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
だ層全体にわたって結晶学的秩序構造（ｃｒｙｓｔａｌ
ｌｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｙｏｒｃｌｃｒｅｄ ５ｔｒ
ｕｃｔｕｒｅ）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型結品の薄い層２６を有するか、ある
いは化学的蒸６ （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。
るが、該構造はｐ型結品の薄い層２６を有するか、ある
いは化学的蒸６ （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。
ｕ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！４２基体を与える
。
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！４２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１ｏ
の表面に適用され、そして第二導電体３４に結合してい
る。
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１ｏ
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（ｂａｃｋ［ｒ＋ｇ）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、１ｃＪ当たり６Ｘ１０１５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。
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、１ｃＪ当たり６Ｘ１０１５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。
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７５＋＋■であるが
、この大きさは、は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７５＋＋■であるが
、この大きさは、は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。
本発明の様々な想様において、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。
、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。
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（ｇｒａｚｉｎｇａｎｇｌｅ）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ｔニ
。
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ｔニ
。
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工性させることにより、よ
りいっそうの接触を該空孔に言むイオン打ち込みした領
域になした。
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工性させることにより、よ
りいっそうの接触を該空孔に言むイオン打ち込みした領
域になした。
このダイオードは、約２ボルトの前進（ｒｏｒｖａ−ｒ
ｄ）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て述べた方
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／１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、他の装置に与えられる駆動
電圧（ｄｒｉｖｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ）の約２５％に
対して約マグニチニードの次数大きい出力を有すること
を示している。
ｄ）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て述べた方
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／１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、他の装置に与えられる駆動
電圧（ｄｒｉｖｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ）の約２５％に
対して約マグニチニードの次数大きい出力を有すること
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／１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゛１−
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／１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゛１−
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
。
Claims (17)
- （１）ｐ型ダイヤモンド製基体（１０；２６）を用意し
、予定した量のイオン、中性子又は電子を基体に打込ん
で空孔及び侵入粒子に富む打込み領域を形成し、この領
域は基体とｐ−ｎ接合を画成し、この基体及び打込み領
域にそれぞれ電気接点（１４、１６；２８、３２）を設
けることを特徴とする、半導体ダイオードを製造する方
法。 - （２）基体（１０；２６）を打込み中約５０℃より低い
温度に維持する、請求項１に記載の方法。 - （３）基体（１０；２６）をほぼ液体窒素の温度に維持
する、請求項２に記載の方法。 - （４）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、請求項２又は３に記載の方法。 - （５）基体（１０；２６）を約６００℃以上でアニール
する、請求項５に記載の方法。 - （６）基体（１０；２６）を約１２００℃でアニールす
る、請求項６に記載の方法。 - （７）ダイヤモンド製基体（１０）がｐ−型ダイヤモン
ド結晶からなる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の
方法。 - （８）ダイヤモンド製基体が、適当な支持体（２４）の
上に化学的蒸着法により形成されたｐ−型結晶性又は多
結晶性ダイヤモンドの層（２６）からなる、請求項１〜
６のいずれか１項に記載の方法。 - （９）ダイヤモンド層（２６）にホウ素をドープする、
請求項８に記載の方法。 - （１０）ダイヤモンド層（２６）が金属基体（２４）上
に蒸着されている、請求項８又は９に記載の方法。 - （１１）ダイヤモンド層（２６）がケイ素基体（２４）
上に蒸着されている、請求項８又は９に記載の方法。 - （１２）ダイヤモンド層（２６）が炭化ケイ素基体（２
４）上に蒸着されている、請求項１１に記載の方法。 - （１３）基体（１０；２６）に炭素イオンを打込む、請
求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。 - （１４）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を分布するこ
とを促進する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の
方法。 - （１５）請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法に
より得られた半導体ダイオード。 - （１６）イオン打込みを受けた領域（１２）を有するｐ
−型ダイヤモンド基体（１０）、基体に設けた第１の電
気接点（１４）及び打込み領域に設けた第２の電気接点
（１６）を含むことを特徴とする半導体発光ダイオード
。 - （１７）導電性、半導電性基体（２４）、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
）、基体に設けられた第１の電気接点（３２）、及び打
込み領域に設けた少なくとも１個の第２の電気接点（２
８）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 |
|---|---|---|---|
| ZA895334 | 1989-07-13 | ||
| ZA89/5334 | 1989-07-13 | ||
| ZA903054 | 1990-04-23 | ||
| ZA90/3054 | 1990-04-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03129883A true JPH03129883A (ja) | 1991-06-03 |
| JP2963735B2 JP2963735B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
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 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0413435B1 (ja) |
| JP (1) | JP2963735B2 (ja) |
| AT (1) | ATE133007T1 (ja) |
| AU (1) | AU635047B2 (ja) |
| CA (1) | CA2021020A1 (ja) |
| DE (1) | DE69024720T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101064982B1 (ko) * | 2009-06-15 | 2011-09-15 | 반도산업 주식회사 | 낙하방지용 행거 및 행거용 홀더 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU630663B2 (en) * | 1989-02-01 | 1992-11-05 | Gersan Establishment | P-n-p diamond transistor |
| 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 |
| US6140148A (en) * | 1996-06-10 | 2000-10-31 | Prins; Johan Frans | Method of making a contact to a diamond |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1599668A (en) * | 1977-06-02 | 1981-10-07 | Nat Res Dev | Semiconductors |
| US4571447A (en) * | 1983-06-24 | 1986-02-18 | Prins Johan F | Photovoltaic cell of semi-conducting diamond |
| 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 AU AU59013/90A patent/AU635047B2/en not_active Ceased
- 1990-07-13 AT AT90307676T patent/ATE133007T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-07-13 EP EP90307676A patent/EP0413435B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-13 DE DE69024720T patent/DE69024720T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-13 JP JP18695190A patent/JP2963735B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101064982B1 (ko) * | 2009-06-15 | 2011-09-15 | 반도산업 주식회사 | 낙하방지용 행거 및 행거용 홀더 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0413435B1 (en) | 1996-01-10 |
| AU5901390A (en) | 1991-01-17 |
| EP0413435A3 (en) | 1991-07-24 |
| ATE133007T1 (de) | 1996-01-15 |
| DE69024720D1 (de) | 1996-02-22 |
| JP2963735B2 (ja) | 1999-10-18 |
| AU635047B2 (en) | 1993-03-11 |
| EP0413435A2 (en) | 1991-02-20 |
| CA2021020A1 (en) | 1991-01-14 |
| DE69024720T2 (de) | 1996-07-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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