JPH03222376A - ダイヤモンド半導体発光素子 - Google Patents
ダイヤモンド半導体発光素子Info
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- JPH03222376A JPH03222376A JP2017591A JP1759190A JPH03222376A JP H03222376 A JPH03222376 A JP H03222376A JP 2017591 A JP2017591 A JP 2017591A JP 1759190 A JP1759190 A JP 1759190A JP H03222376 A JPH03222376 A JP H03222376A
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- 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
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- H01L33/34—Materials of the light emitting region containing only elements of Group IV of the Periodic Table
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- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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〕
この発明は、ダイヤモンド半導体を用いて短波長の青白
色などを発光させる新規な素子構造を有する、ダイヤモ
ンド半導体発光素子に関するものである。
色などを発光させる新規な素子構造を有する、ダイヤモ
ンド半導体発光素子に関するものである。
［従来の技術］
周知のように、ダイヤモンドは、５，５ｅＶの広いバン
ドギャップをもっており、短波長領域の固体発光材料と
して期待されている。
ドギャップをもっており、短波長領域の固体発光材料と
して期待されている。
気相合成法などの合成技術によりＢ（ホウ素）をドープ
したｐ型ダイヤモンド半導体が得られるが、これを利用
して、短波長の光を発光させるダイヤモンド半導体発光
素子の研究開発が進められており、第５図に示すような
構造の素子が提案されている（応用物理学会、１９８９
年春期学会講演予稿集、第２分冊、ｐ、４８１）。
したｐ型ダイヤモンド半導体が得られるが、これを利用
して、短波長の光を発光させるダイヤモンド半導体発光
素子の研究開発が進められており、第５図に示すような
構造の素子が提案されている（応用物理学会、１９８９
年春期学会講演予稿集、第２分冊、ｐ、４８１）。
同図において、５１はダイヤモンド単結晶基板、５２は
このダイヤモンド単結晶基板５１上に気相合成によりＢ
をドープして形成されたｐ型ダイヤモンド半導体層、５
３はｐ型ダイヤモンド半導体Ｎ５２に対しショットキー
型接触を示すＷ（タングステン）からなるショットキー
電極、５４はｐ型ダイヤモンド半導体層５２に対しオー
ごツタ接触を示すＴｉ（チタン）からなるオーミ７り電
極である。
このダイヤモンド単結晶基板５１上に気相合成によりＢ
をドープして形成されたｐ型ダイヤモンド半導体層、５
３はｐ型ダイヤモンド半導体Ｎ５２に対しショットキー
型接触を示すＷ（タングステン）からなるショットキー
電極、５４はｐ型ダイヤモンド半導体層５２に対しオー
ごツタ接触を示すＴｉ（チタン）からなるオーミ７り電
極である。
上記構成になるダイヤモンド半導体発光素子の発光機構
を第６図に基づいて説明する。第６図は上記第５図に示
すダイヤモンド半導体発光素子においてショットキー電
極５３に正の電圧を印加した場合のエネルギーバンド図
であって、同図において、■は印加電圧、Ｅ、はフェル
ミ単位、Ｅ、はρ型ダ・ｆヤモンド半導体層５２の伝４
帯下端のエネルギー、Ｅｖはその価電子帯上端のエネル
ギー白丸は正札、黒丸は電子を示す６両電極間にショッ
トキー電極５３が正となるような電圧■を印加すると、
正孔がトンネル効果によりショットキー電極５３からｐ
型ダイヤモンド半導体層５２へ移動し、この移動した正
孔が欠陥準位で電子と再結合して青白色の発光を生しる
。
を第６図に基づいて説明する。第６図は上記第５図に示
すダイヤモンド半導体発光素子においてショットキー電
極５３に正の電圧を印加した場合のエネルギーバンド図
であって、同図において、■は印加電圧、Ｅ、はフェル
ミ単位、Ｅ、はρ型ダ・ｆヤモンド半導体層５２の伝４
帯下端のエネルギー、Ｅｖはその価電子帯上端のエネル
ギー白丸は正札、黒丸は電子を示す６両電極間にショッ
トキー電極５３が正となるような電圧■を印加すると、
正孔がトンネル効果によりショットキー電極５３からｐ
型ダイヤモンド半導体層５２へ移動し、この移動した正
孔が欠陥準位で電子と再結合して青白色の発光を生しる
。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記構成になる従来のダイヤモンド半導
体発光素子では、ｐ型ダイヤモンド半導体層に対しショ
ットキー型接触を示すショットキー電極を設け、いわゆ
る−金属電極・半導体の整流性接触特性（ショットキー
特性）を用いたものであるから、このショットキー特性
はｐ型ダイヤモンド半導体層中にドープされたＢ濃度や
半導体層の表面状態に強く依存するため、金属電極・半
導体接合において所定のショットキー特性を示すショッ
トキー電極を形成するのは容易でない、また、発光波長
は発光層であるｐ型ダイヤモンド半導体層への不純物の
ドーピング量に強く依存するので、所定のショットキー
特性を確保した上でドーピング量を変化させることがむ
ずかしく、このため、短波長域において異なる発光色が
容易に得られ難いという欠点がある。さらに、ショット
キー電極側に正の電圧を印加する逆方向バイアス状態で
発光させる構成であるため、発光する電圧範囲は絶縁破
壊が起こる直前の狭い範囲に限られており、発光強度を
変えるための電圧制御が容易でないという欠点もある。
体発光素子では、ｐ型ダイヤモンド半導体層に対しショ
ットキー型接触を示すショットキー電極を設け、いわゆ
る−金属電極・半導体の整流性接触特性（ショットキー
特性）を用いたものであるから、このショットキー特性
はｐ型ダイヤモンド半導体層中にドープされたＢ濃度や
半導体層の表面状態に強く依存するため、金属電極・半
導体接合において所定のショットキー特性を示すショッ
トキー電極を形成するのは容易でない、また、発光波長
は発光層であるｐ型ダイヤモンド半導体層への不純物の
ドーピング量に強く依存するので、所定のショットキー
特性を確保した上でドーピング量を変化させることがむ
ずかしく、このため、短波長域において異なる発光色が
容易に得られ難いという欠点がある。さらに、ショット
キー電極側に正の電圧を印加する逆方向バイアス状態で
発光させる構成であるため、発光する電圧範囲は絶縁破
壊が起こる直前の狭い範囲に限られており、発光強度を
変えるための電圧制御が容易でないという欠点もある。
この発明は、上記従来の欠点を解決した新規な素子構造
を有するダイヤモンド半導体発光素子の提供を目的とす
る。
を有するダイヤモンド半導体発光素子の提供を目的とす
る。
上記従来の欠点を解決するため、この発明によるダイヤ
モンド半導体発光素子は、導電性基板上に順次ダイヤモ
ンド半導体層とダイヤモンド絶縁体層とを備え、前記ダ
イヤモンド絶縁体層上に表電極を設け、更に前記導電性
基板に対しオーム性接触を有する裏電極を設けたことを
特徴としてい〔作 用］ 上記のようにｔｌｌｉ１２されるこの発明によるダイヤ
モンド半導体発光素子の発光ａ溝を以下に説明する。第
３図はダイヤモンド半導体層がｐ型の場合の発光１！ｉ
構の説明図である。この場゛合、この発明によるダイヤ
モンド半導体発光素子は、その模式構造図の第３図（ａ
）に示すように、導電性基板１１上に、順次、ｐ型ダイ
ヤモンド半導体Ｗ１２ａとダイヤモンド絶縁体［１３と
を積層し、ダイヤモンド絶縁体層１３上に例えば金属か
らなる表電極１４を設け、さらに、導電性基板１１に対
しオーミック接触を示す例えば金属からなる１ｉｆｔ極
１５を設けてなる構造としている。第３図〜）は順方向
バイアス状態におけるエネルギーバンド図である。第３
図中）では、ダイヤモンド絶縁体層１３、ｐ型ダイヤモ
ンド半導体Ｊｉ１２ａそれぞれにおいて、伝導帯下端の
エネルギーをＥｃ＋、ＥＣ！、価電子帯上端のエネルギ
ーをＥ ｖ＋、Ｅｖｚとして示す、また、フェルミ準位
をＥＦ、正孔を白丸、電子を黒丸として示す。
モンド半導体発光素子は、導電性基板上に順次ダイヤモ
ンド半導体層とダイヤモンド絶縁体層とを備え、前記ダ
イヤモンド絶縁体層上に表電極を設け、更に前記導電性
基板に対しオーム性接触を有する裏電極を設けたことを
特徴としてい〔作 用］ 上記のようにｔｌｌｉ１２されるこの発明によるダイヤ
モンド半導体発光素子の発光ａ溝を以下に説明する。第
３図はダイヤモンド半導体層がｐ型の場合の発光１！ｉ
構の説明図である。この場゛合、この発明によるダイヤ
モンド半導体発光素子は、その模式構造図の第３図（ａ
）に示すように、導電性基板１１上に、順次、ｐ型ダイ
ヤモンド半導体Ｗ１２ａとダイヤモンド絶縁体［１３と
を積層し、ダイヤモンド絶縁体層１３上に例えば金属か
らなる表電極１４を設け、さらに、導電性基板１１に対
しオーミック接触を示す例えば金属からなる１ｉｆｔ極
１５を設けてなる構造としている。第３図〜）は順方向
バイアス状態におけるエネルギーバンド図である。第３
図中）では、ダイヤモンド絶縁体層１３、ｐ型ダイヤモ
ンド半導体Ｊｉ１２ａそれぞれにおいて、伝導帯下端の
エネルギーをＥｃ＋、ＥＣ！、価電子帯上端のエネルギ
ーをＥ ｖ＋、Ｅｖｚとして示す、また、フェルミ準位
をＥＦ、正孔を白丸、電子を黒丸として示す。
第３図（ｂｌにおいて、両電極間１４．１５に表電極１
４が負となるような電圧Ｖを印加すると、つまり表電極
１４側からみてρ型ダイヤモンド半導体層１２ａに正の
電圧を印加する順方向バイアス状態にすると、ダイヤモ
ンド絶縁体層１３のエネルギーバンドはｐ型ダイヤモン
ド半導体層１２ａとの界面方向へそのＥＣＩ、Ｅ□が下
降するように曲がる。その結果、ｐ型ダイヤモンド半導
体ＩＪ１２ａ表面のエネルギーバンドは因に示すように
下向きに曲がり、界面付近の伝導帯側にエネルギーバン
ドのくびれが形成される。このことにより、電子がトン
ネル効果により表電極１４からこのくびれへ移動して蓄
積され、この電子がｐ型ダイヤモンド半導体Ｎ１２ａ中
の格子欠陥による欠陥準位などで正孔と再結合して発光
を生じる。
４が負となるような電圧Ｖを印加すると、つまり表電極
１４側からみてρ型ダイヤモンド半導体層１２ａに正の
電圧を印加する順方向バイアス状態にすると、ダイヤモ
ンド絶縁体層１３のエネルギーバンドはｐ型ダイヤモン
ド半導体層１２ａとの界面方向へそのＥＣＩ、Ｅ□が下
降するように曲がる。その結果、ｐ型ダイヤモンド半導
体ＩＪ１２ａ表面のエネルギーバンドは因に示すように
下向きに曲がり、界面付近の伝導帯側にエネルギーバン
ドのくびれが形成される。このことにより、電子がトン
ネル効果により表電極１４からこのくびれへ移動して蓄
積され、この電子がｐ型ダイヤモンド半導体Ｎ１２ａ中
の格子欠陥による欠陥準位などで正孔と再結合して発光
を生じる。
次に、ダイヤモンド半導体層がｎ型の場合の発光機構を
その説明図の第４図に基づいて以下に説明する。この場
合、この発明によるダイヤモンド半導体発光素子は、そ
の模式構造図の第４図（ａ）に示すように、ダイヤモン
ド半導体層としてはｎ型ダイヤモンド半導体層１２ｂを
有し、他の構成としては上記の第３図（ａ）に示すもの
と同様の構成である。第４図（ｂ）は順方向バイアス状
態におけるエネルギーバンド図であって、同図では、上
記第３同じ）と同様に、ダイヤモンド絶縁体層１３、ｎ
型ダイヤモンド半導体Ｆｉ１２ｂそれぞれにおいて、伝
導帯下端のエネルギーをＥ Ｃ１％ Ｅｃｚ、価電子帯
上端のエネルギーをＥ□、ＥＶ２として示す。また、フ
ェルミ準位をＥＦ、正孔を白丸、電子を黒丸として示す
。
その説明図の第４図に基づいて以下に説明する。この場
合、この発明によるダイヤモンド半導体発光素子は、そ
の模式構造図の第４図（ａ）に示すように、ダイヤモン
ド半導体層としてはｎ型ダイヤモンド半導体層１２ｂを
有し、他の構成としては上記の第３図（ａ）に示すもの
と同様の構成である。第４図（ｂ）は順方向バイアス状
態におけるエネルギーバンド図であって、同図では、上
記第３同じ）と同様に、ダイヤモンド絶縁体層１３、ｎ
型ダイヤモンド半導体Ｆｉ１２ｂそれぞれにおいて、伝
導帯下端のエネルギーをＥ Ｃ１％ Ｅｃｚ、価電子帯
上端のエネルギーをＥ□、ＥＶ２として示す。また、フ
ェルミ準位をＥＦ、正孔を白丸、電子を黒丸として示す
。
第４図（ｂ）において、両電極間１４．１５に表電極１
４が正となるような電圧Ｖを印加すると、つまり順方向
バイアス状態にすると、ダイヤモンド絶縁体ＩＷ１３の
エネルギーバンドはｎ型ダイヤモンド半導体層１２ｂと
の界面方向へそのＥｃ＋、Ｅ□が上昇するように曲がり
、その結果、ｎ型ダイヤモンド半導体層１２ｂ表面のエ
ネルギーバンドは図に示すように上向きに曲がり、界面
付近の価電子帯側にエネルギーバンドのくびれが形成さ
れる。このことにより、正孔がトンネル効果により表ｉ
［１４からこのくびれへ移動して蓄積され、この正孔が
ｎ型ダイヤモンド半導体Ｎ１２ｂ中の格子欠陥による欠
陥準位などで電子と再結合して発光を生しる。
４が正となるような電圧Ｖを印加すると、つまり順方向
バイアス状態にすると、ダイヤモンド絶縁体ＩＷ１３の
エネルギーバンドはｎ型ダイヤモンド半導体層１２ｂと
の界面方向へそのＥｃ＋、Ｅ□が上昇するように曲がり
、その結果、ｎ型ダイヤモンド半導体層１２ｂ表面のエ
ネルギーバンドは図に示すように上向きに曲がり、界面
付近の価電子帯側にエネルギーバンドのくびれが形成さ
れる。このことにより、正孔がトンネル効果により表ｉ
［１４からこのくびれへ移動して蓄積され、この正孔が
ｎ型ダイヤモンド半導体Ｎ１２ｂ中の格子欠陥による欠
陥準位などで電子と再結合して発光を生しる。
〔実施例］
以下、実施例に基づいてこの発明を説明する。
第１に２Ｉはこの発明の一実施例によるダイヤモンド半
導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。同図
に示すように、低抵抗のＳｉ基板（シリコンウェハ）１
上に、選択成長技術を用いて、所定の大きさの厚み１１
０７ｚのｐ型ダイヤモンド半導体層２ａを気相合成した
。ｐ型ダイヤモンド半導体層２ａの気相合或は、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法でメタン０．３ｖｏ１％、ジポラ
ン（ＢＪ＊）０．００００５ｖｏ１％、残り水素（ｖｏ
１％）とする反応ガスを使用して行った。
導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。同図
に示すように、低抵抗のＳｉ基板（シリコンウェハ）１
上に、選択成長技術を用いて、所定の大きさの厚み１１
０７ｚのｐ型ダイヤモンド半導体層２ａを気相合成した
。ｐ型ダイヤモンド半導体層２ａの気相合或は、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法でメタン０．３ｖｏ１％、ジポラ
ン（ＢＪ＊）０．００００５ｖｏ１％、残り水素（ｖｏ
１％）とする反応ガスを使用して行った。
次いで、このＢをドープしたｐ型ダイヤモンド半導体層
２ａ上に、メタン０．３ｖｏ１％、水素９９．７ｖｏ１
％とする反応ガスを用いて厚み０．５μｍのノンドープ
のダイヤモンド絶縁体Ｎ３をマイクロ波プラズマＣＶＤ
法により形成した。さらに、ダイヤモンド絶縁体層３上
には、微細加工技術を用いて、Ｔｉ、次いでＡｕを草着
して積層してなる表電極４を形成するとともに、□□□
に示すように、Ｓｉ基板ｌのｐ型ダイヤモンド半導体層
２ａ側の面上には、このＳｉ基板１に対しオーミック接
触を示すＡｕを基若してなる裏電極５を形成した。
２ａ上に、メタン０．３ｖｏ１％、水素９９．７ｖｏ１
％とする反応ガスを用いて厚み０．５μｍのノンドープ
のダイヤモンド絶縁体Ｎ３をマイクロ波プラズマＣＶＤ
法により形成した。さらに、ダイヤモンド絶縁体層３上
には、微細加工技術を用いて、Ｔｉ、次いでＡｕを草着
して積層してなる表電極４を形成するとともに、□□□
に示すように、Ｓｉ基板ｌのｐ型ダイヤモンド半導体層
２ａ側の面上には、このＳｉ基板１に対しオーミック接
触を示すＡｕを基若してなる裏電極５を形成した。
このようにして作製したダイヤモンド半導体発光素子の
両電極間４．５に表電極４側が負となるように３５０ｖ
程度の電圧を印加すると、緑白色の発光が得られた。ま
た、印加電圧を上げることにより絶縁破壊を生しること
なく発光強度を容易に高め調整することができた。なお
、ダイヤモンド絶縁体Ｎ３の厚みを変えることによって
も印加電圧と発光強度との関係を変化させることができ
る。
両電極間４．５に表電極４側が負となるように３５０ｖ
程度の電圧を印加すると、緑白色の発光が得られた。ま
た、印加電圧を上げることにより絶縁破壊を生しること
なく発光強度を容易に高め調整することができた。なお
、ダイヤモンド絶縁体Ｎ３の厚みを変えることによって
も印加電圧と発光強度との関係を変化させることができ
る。
第２図はこの発明のさらに他の実施例によるダイヤモン
ド半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。
ド半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。
なお、第１図のものと同様の構成をなすものは同一符号
で説明する。第２図に示すように、低抵抗のＳｉ基Ｆｉ
ｔ上に、選択成長技術を用いて、厚み１０μｍのｎ型ダ
イヤモンド半導体７ｉ２ｂを気相合成した。ｎ型ダイヤ
モン、ド半導体層２ｂの気相合成は、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法でメタン０． ３ｖｏ１％、シラン（ＳｉＨ
４） ０ 、 ００５ＶＯ１％、残り水素（ｖｏ１％）
とする反応ガスを使用して行った。次いで、このＳｉが
ドープされたｎ型ダイヤモンド半導体層２ｂ上に、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によりメタン０．３ｖｏ１％、
水素９９．７ＶＯＩ％とする反応ガスを使用して厚みが
０．５μｍのノンドープのダイヤモンド絶縁体層３を形
成した。さらに、ダイヤモンド絶縁体Ｎ３上には、＠糊
加工技術を用いて、Ｔｉ１次いでＡｕを蒸着して積層し
てなる表電極４を形成し、また、Ｓｉ基板１のｎ型ダイ
ヤモンド半導体層２ｂの反対側の面上には、Ｓｉ基板１
に対しオーミック接触を示すＡｕを蒸着してなる裏電極
５を形成した。
で説明する。第２図に示すように、低抵抗のＳｉ基Ｆｉ
ｔ上に、選択成長技術を用いて、厚み１０μｍのｎ型ダ
イヤモンド半導体７ｉ２ｂを気相合成した。ｎ型ダイヤ
モン、ド半導体層２ｂの気相合成は、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法でメタン０． ３ｖｏ１％、シラン（ＳｉＨ
４） ０ 、 ００５ＶＯ１％、残り水素（ｖｏ１％）
とする反応ガスを使用して行った。次いで、このＳｉが
ドープされたｎ型ダイヤモンド半導体層２ｂ上に、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によりメタン０．３ｖｏ１％、
水素９９．７ＶＯＩ％とする反応ガスを使用して厚みが
０．５μｍのノンドープのダイヤモンド絶縁体層３を形
成した。さらに、ダイヤモンド絶縁体Ｎ３上には、＠糊
加工技術を用いて、Ｔｉ１次いでＡｕを蒸着して積層し
てなる表電極４を形成し、また、Ｓｉ基板１のｎ型ダイ
ヤモンド半導体層２ｂの反対側の面上には、Ｓｉ基板１
に対しオーミック接触を示すＡｕを蒸着してなる裏電極
５を形成した。
このようにして作製したダイヤモンド半導体発光素子の
両電極間４．５に表電極４側が正となるように４００ｖ
程度の電圧を印加すると、青白色の発光が得られた。ま
た、印加電圧を上げることにより絶縁破壊を生しること
なく発光強度を容易に高め調整することができた。
両電極間４．５に表電極４側が正となるように４００ｖ
程度の電圧を印加すると、青白色の発光が得られた。ま
た、印加電圧を上げることにより絶縁破壊を生しること
なく発光強度を容易に高め調整することができた。
なお、ダイヤモンド絶縁体ＷＪＳ上に形成される表電極
４を構成する金属材料としては、上記両実施例ではダイ
ヤモンド絶縁体層に対する密着に優れたＴｉと、Ｔｉの
酸化防止するためのこの上に積層するようにしたＡｕと
を使用したが、これに限定されるものではなく、例えば
、仕事関数の小さいＡＩを用いるようにしてもよい、さ
らに、表電極４、裏電極５の材料としては、上記両実施
例では金属材料を用いたがこれに限らず、例えばボ’Ｊ
Ｓ ｉのような導電性非金属材料を用いるようにして
もよい。
４を構成する金属材料としては、上記両実施例ではダイ
ヤモンド絶縁体層に対する密着に優れたＴｉと、Ｔｉの
酸化防止するためのこの上に積層するようにしたＡｕと
を使用したが、これに限定されるものではなく、例えば
、仕事関数の小さいＡＩを用いるようにしてもよい、さ
らに、表電極４、裏電極５の材料としては、上記両実施
例では金属材料を用いたがこれに限らず、例えばボ’Ｊ
Ｓ ｉのような導電性非金属材料を用いるようにして
もよい。
〔発明の効果］
以上説明したように、この発明によるダイヤモンド半導
体発光素子は、表電極とｐ型あるいはｎ型ダイヤモンド
半導体層との間にダイヤモンド絶縁体層を挟み発光を得
る素子構造としたので、ダイヤモンド半導体層への不純
物のドーピング量を、従来のように金属を極・ダイヤモ
ンド半導体層の接触特性（ショントキー特性）に制約さ
れるということなく設定でき、これにより、短波長領域
において異なる発光色が容易に得られる。また、発光を
得るにあたり、ダイヤモンド半導体層に対し順方向バイ
アス状態で電圧を印加すればよいので、発光強度の調整
はこの順方向に印加する電圧を調整することにより行う
ことができ、絶縁破壊を起こす心配がなく、短波長領域
の発光素子として実用的に極めて有用である。
体発光素子は、表電極とｐ型あるいはｎ型ダイヤモンド
半導体層との間にダイヤモンド絶縁体層を挟み発光を得
る素子構造としたので、ダイヤモンド半導体層への不純
物のドーピング量を、従来のように金属を極・ダイヤモ
ンド半導体層の接触特性（ショントキー特性）に制約さ
れるということなく設定でき、これにより、短波長領域
において異なる発光色が容易に得られる。また、発光を
得るにあたり、ダイヤモンド半導体層に対し順方向バイ
アス状態で電圧を印加すればよいので、発光強度の調整
はこの順方向に印加する電圧を調整することにより行う
ことができ、絶縁破壊を起こす心配がなく、短波長領域
の発光素子として実用的に極めて有用である。
第１図はこの発明の一実施例によるダイヤモンド半導体
発光素子の構造を模式的に示す断面図、第２図はこの発
明の他の実施例によるダイヤモンド半導体発光素子の構
造を模式的に示す断面図、第３図はこの発明によるダイ
ヤモンド半導体発光素子のダイヤモンド半導体層がｐ型
の場合の発光機構の説明図、第４図はこの発明によるダ
イヤモンド半導体発光素子のダイヤモンド半導体層がｎ
型の場合の発光機構の説明図、第５Ｉｌ；２１は従来の
ダイヤモンド半導体発光素子の構成を説明するための図
、第６［４は第５同に示す従来のダイヤモンド半導体発
光素子の発光ｉｔｓを説明するためのエネルギーバンド
図である。 ■、１１−低抵抗のＳｉ基板（導電性基Ｆｉ）、２ａ、
１２ ａ−ｐ型ダイヤモンド半導体層、２ｂ、１２ ｂ
−ｎ型ダイヤモンド半導体層、３．１３−ダイヤモン
ド絶縁体層、 ４．１４・−・表電極、５、Ｉ５−・−裏電極。
発光素子の構造を模式的に示す断面図、第２図はこの発
明の他の実施例によるダイヤモンド半導体発光素子の構
造を模式的に示す断面図、第３図はこの発明によるダイ
ヤモンド半導体発光素子のダイヤモンド半導体層がｐ型
の場合の発光機構の説明図、第４図はこの発明によるダ
イヤモンド半導体発光素子のダイヤモンド半導体層がｎ
型の場合の発光機構の説明図、第５Ｉｌ；２１は従来の
ダイヤモンド半導体発光素子の構成を説明するための図
、第６［４は第５同に示す従来のダイヤモンド半導体発
光素子の発光ｉｔｓを説明するためのエネルギーバンド
図である。 ■、１１−低抵抗のＳｉ基板（導電性基Ｆｉ）、２ａ、
１２ ａ−ｐ型ダイヤモンド半導体層、２ｂ、１２ ｂ
−ｎ型ダイヤモンド半導体層、３．１３−ダイヤモン
ド絶縁体層、 ４．１４・−・表電極、５、Ｉ５−・−裏電極。
Claims (1)
- （１）導電性基板上に順次ダイヤモンド半導体層とダイ
ヤモンド絶縁体層とを備え、前記ダイヤモンド絶縁体層
上に表電極を設け、更に前記導電性基板に対しオーム性
接触を有する裏電極を設けたことを特徴とするダイヤモ
ンド半導体発光素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1759190A JP2798462B2 (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | ダイヤモンド半導体発光素子 |
| GB9101633A GB2240428B (en) | 1990-01-26 | 1991-01-25 | Semiconducting diamond light-emitting element |
| US08/000,544 US5373172A (en) | 1990-01-26 | 1993-01-04 | Semiconducting diamond light-emitting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1759190A JP2798462B2 (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | ダイヤモンド半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03222376A true JPH03222376A (ja) | 1991-10-01 |
| JP2798462B2 JP2798462B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=11948142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1759190A Expired - Fee Related JP2798462B2 (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | ダイヤモンド半導体発光素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5373172A (ja) |
| JP (1) | JP2798462B2 (ja) |
| GB (1) | GB2240428B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004207272A (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-22 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンド電子素子 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3255960B2 (ja) * | 1991-09-30 | 2002-02-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 冷陰極エミッタ素子 |
| EP0543392A3 (en) * | 1991-11-21 | 1993-10-20 | Canon Kk | Diamond semiconductor device and method of producing the same |
| JP2004114162A (ja) * | 2002-09-20 | 2004-04-15 | Japan Fine Ceramics Center | 微細加工ダイヤモンド素子及び微細加工ダイヤモンド素子作製方法 |
| DE102021123907A1 (de) | 2021-09-15 | 2023-03-16 | Universität Siegen, Körperschaft des öffentlichen Rechts | LED und Herstellungsverfahren dafür |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0217632A (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-22 | Osaka Diamond Ind Co Ltd | 発光素子用ダイヤモンド結晶チップの製造方法 |
| JPH0217631A (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-22 | Osaka Diamond Ind Co Ltd | 発光素子用ダイヤモンド結晶チップ |
| JPH03145773A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光素子 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58141572A (ja) * | 1982-02-18 | 1983-08-22 | Seiko Epson Corp | 半導体装置 |
| US5006914A (en) * | 1988-12-02 | 1991-04-09 | Advanced Technology Materials, Inc. | Single crystal semiconductor substrate articles and semiconductor devices comprising same |
| DE3840717A1 (de) * | 1988-12-02 | 1990-06-07 | Max Planck Gesellschaft | Lichtemittierendes bauelement aus verbindungs-halbleiter |
-
1990
- 1990-01-26 JP JP1759190A patent/JP2798462B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-25 GB GB9101633A patent/GB2240428B/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-01-04 US US08/000,544 patent/US5373172A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0217632A (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-22 | Osaka Diamond Ind Co Ltd | 発光素子用ダイヤモンド結晶チップの製造方法 |
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| JPH03145773A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光素子 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004207272A (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-22 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンド電子素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2240428A (en) | 1991-07-31 |
| US5373172A (en) | 1994-12-13 |
| GB9101633D0 (en) | 1991-03-06 |
| GB2240428B (en) | 1993-06-09 |
| JP2798462B2 (ja) | 1998-09-17 |
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