JPH036872A - Light emitting device using diamond and its manufacture - Google Patents

Light emitting device using diamond and its manufacture

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JPH036872A
JPH036872A JP1143552A JP14355289A JPH036872A JP H036872 A JPH036872 A JP H036872A JP 1143552 A JP1143552 A JP 1143552A JP 14355289 A JP14355289 A JP 14355289A JP H036872 A JPH036872 A JP H036872A
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diamond
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silicon
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diamond layer
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Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Abstract

PURPOSE:To avoid degradation of a light emission luminance by a method wherein a diamond layer is formed on a P-type silicon substrate and an N-type silicon carbide or silicon film is provided on the diamond layer. CONSTITUTION:A diamond layer 2 composed of a B-doped diamond layer 2-1 and a non-doped or S-, Se- or Te-doped diamond layer 2-2 is formed on a P-type silicon substrate 1. Further, an N-type silicon film 3 is formed on the diamond layer 2. Further, an N-type conductive film is formed and subjected to a thermal treatment to make the lower junction of silicon react with the upper part of diamond to produce silicon carbide. VIb dopant and N-type dopant are mixed in the silicon carbide film and, further, the silicon film part on it is doped with N-type dopant only. Then electrode members 4 and 5 are applied to the surface by a vacuum evaporation method and a sputtering method.

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 本発明は、ダイヤモンドを用いた可視光発光装置および
その作製方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Application of the Invention" The present invention relates to a visible light emitting device using diamond and a method for manufacturing the same.

「従来の技術」 発光素子に関しては、赤色発光はGaAs等の■−■化
合物半導体を用いることにより、既に10年以上も以前
に成就している。しかしこの発光素子は、赤色であり、
青色、緑色を出すことはきわめて困難であり、いわんや
白色光等の連続可視光を結晶材料で出すことは全く不可
能であった。
"Prior Art" Regarding light emitting elements, red light emission has already been achieved more than 10 years ago by using a 1-2 compound semiconductor such as GaAs. However, this light emitting element is red,
It is extremely difficult to produce blue and green colors, and it has been completely impossible to produce continuous visible light such as white light using crystalline materials.

ダイヤモンドを用いて発光素子を作るという試みは本発
明人により既に示され、例えば昭和56年特許願146
930号(昭和56年9月17日出願)に示されている
Attempts to make light-emitting devices using diamond have already been demonstrated by the present inventor, for example, in Patent Application No. 146 filed in 1982.
No. 930 (filed on September 17, 1982).

ダイヤモンドは耐熱性を有し、きわめて化学的に安定で
あるという長所があり、かつ原材料も炭素という安価な
材料であるため、発光素子の市場の大きさを考えると、
その工業的多量生産の可能性はきわめて大なるものがあ
る。
Considering the size of the market for light-emitting devices, diamond has the advantages of being heat resistant and extremely chemically stable, and is also made from carbon, an inexpensive material.
The potential for its industrial mass production is extremely large.

しかし、このダイヤモンドを用いた発光素子を安定に、
かつ高い歩留まりで作る方法またはそれに必要な構造は
これまでまったく示されていない。
However, it is difficult to make light-emitting devices using this diamond stable.
Moreover, no method for producing it with high yield or the structure necessary for it has been shown so far.

「従来の欠点」 本発明は、ダイヤモンドを用いた可視光発光素子を構成
せしめ、かつその歩留まりを大とし、また、発光効率を
高めるためなされたものである。
"Conventional Disadvantages" The present invention was made in order to construct a visible light emitting device using diamond, increase its yield, and increase luminous efficiency.

本発明人は、従来のダイヤモンドにおける発光中心がい
かなるものであるかを調べた。そしてこれまで大きな電
流を素子を構成する一対の電極に加えた時、多量の熱が
発生してしまい、十分な可視光の発光はないという欠点
を調査した。その結果、以下の事実が判明した。
The present inventor investigated what kind of luminescent center is in a conventional diamond. They also investigated the drawbacks that until now, when a large current was applied to the pair of electrodes that make up the device, a large amount of heat was generated and the device did not emit sufficient visible light. As a result, the following facts were found.

ショットキ接合が十分安定な機能を有さないため、必要
異常に高い電圧を印加しなければならない。またその電
圧もショットキ接合の程度が素子毎にバラつき、高い製
造歩留まりを期待できない。
Since the Schottky junction does not have a sufficiently stable function, an abnormally high voltage must be applied. Furthermore, the degree of Schottky junction in the voltage varies from element to element, and a high manufacturing yield cannot be expected.

またダイヤモンドは■型(真性)およびP型の導電型は
作りやすいが、N型の伝導型を作ることはきわめて困難
であり、結果としてダイヤモンドのみを用いてPIN接
合またはPN接合を構成させることが困難であった。
In addition, although it is easy to create the ■ type (intrinsic) and P type conductivity types of diamond, it is extremely difficult to create the N type conductivity type, and as a result, it is difficult to construct a PIN junction or PN junction using only diamond. It was difficult.

「発明の目的」 本発明は、かかる欠点を除去するために成されたもので
ある。即ち、上側に配設された電極と■型またはP型の
導電型を有するダイヤモンドとの間にN型の導電型を有
する珪素または炭化珪素を単層または多層に設けたもの
である。
``Object of the Invention'' The present invention has been made to eliminate such drawbacks. That is, silicon or silicon carbide having an N-type conductivity is provided in a single layer or in multiple layers between an electrode disposed on the upper side and a diamond having a ■-type or P-type conductivity.

特にこのバッファ層材料は、電極材料とダイヤモンド材
料との局部的な異常化学反応を進行させない効果をも合
わせて有せしめた。そしてダイヤモンド中の発光源に効
率よく電荷を注入して、再結合を発光中心間、バンドf
Bl (価電子帯−価電子帯間)または発光中心−バン
ド(伝導帯または価電子帯)間でなさしめんとしたもの
である。
In particular, this buffer layer material also had the effect of preventing local abnormal chemical reactions between the electrode material and the diamond material from proceeding. Then, by efficiently injecting charge into the luminescent source in the diamond, recombination occurs between the luminescent centers and in the band f.
Bl (between valence bands) or between a luminescent center and a band (conduction band or valence band).

「発明の構成」 本発明は、P型の半導体または導体等の基板上または絶
縁物表面を有する基板上に、P型のダイヤモンドと、こ
のダイヤモンドの上表面にN型の炭化珪素または珪素の
単層または多層のJi(以下バッファ層ともいう)を介
して1つまたは複数の電極を設ける。1つの電極の場合
は基板を導体とし、この基板と電極との間にパルスまた
は直流、交流電流を流すことにより可視光を発生させる
。また複数の電極を形成する場合は、絶縁表面を存する
基板上にダイヤモンドを設け、その上の複数の電極間に
同様の電流を流して発光装置、例えば可視光発光装置を
設けたものである。この上側の電極とダイヤモンドとの
間にN型の珪素、炭化珪素またはこれらの多層膜を設け
、結果的にP型またはI型のダイヤモンド上にN型導電
体層として電極材料とダイヤモンドとが直接密接しない
ようにして長期間の実使用条件下での信頬性を向上せし
めた。
``Structure of the Invention'' The present invention comprises a P-type diamond on a substrate such as a P-type semiconductor or conductor, or a substrate having an insulating surface, and an N-type silicon carbide or silicon monomer on the upper surface of the diamond. One or more electrodes are provided via a layer or multiple layers of Ji (hereinafter also referred to as buffer layer). In the case of one electrode, the substrate is used as a conductor, and visible light is generated by passing a pulse, direct current, or alternating current between the substrate and the electrode. When a plurality of electrodes are formed, diamond is provided on a substrate having an insulating surface, and a similar current is passed between the plurality of electrodes on the diamond to provide a light emitting device, for example, a visible light emitting device. N-type silicon, silicon carbide, or a multilayer film of these is provided between this upper electrode and the diamond, and as a result, the electrode material and diamond are directly connected as an N-type conductor layer on the P-type or I-type diamond. By avoiding close contact, reliability was improved under long-term actual usage conditions.

即ち構造としてはP型(珪素基板)−PまたはI (ダ
イヤモンド)−N(炭化珪素、珪素または炭化珪素上に
珪素)接合を安定に生ぜしめたものである。
That is, the structure is one in which a P-type (silicon substrate)-P or I (diamond)-N (silicon carbide, silicon, or silicon on silicon carbide) bond is stably produced.

さらに本発明は、青色発光をより有効に発生させるため
、このダイヤモンド中にvtb族の不純物を添加物とし
て加えた。即ちS(イオウ)、Se(セレン)、Te(
テルル)より選ばれた元素を添加した。またダイヤモン
ド合成にはメタノール(CI、OH)等の炭素と酸素と
の化合物を用いた。
Furthermore, in the present invention, Vtb group impurities are added to this diamond as an additive in order to more effectively generate blue light emission. That is, S (sulfur), Se (selenium), Te (
Elements selected from tellurium (tellurium) were added. Further, a compound of carbon and oxygen such as methanol (CI, OH) was used for diamond synthesis.

具体的にはBtS+ 1Izse、 1IzTe+ (
C113) zS+ (CHi) zse。
Specifically, BtS+ 1Izse, 1IzTe+ (
C113) zS+ (CHi) zse.

(CL) zTeをダイヤモンド成膜中に添加して加え
た。
(CL) zTe was added during diamond film formation.

また他の方法としては、0 + S + Se l T
eをイオン注入法によりダイヤモンド成膜後添加しても
よい。かくするとダイヤモンド中に損傷を作り、かつ不
純物も同時に添加できるため、再結合中心または発光中
心をより多く作ることができる。
Another method is 0 + S + Se l T
e may be added after forming the diamond film by ion implantation. In this way, damage can be created in the diamond and impurities can be added at the same time, making it possible to create more recombination centers or luminescent centers.

このイオン注入法を用いる場合、この後大気中でアニー
ル、例えば300〜600°Cにしても損傷がそのまま
残り、原子的な意味での歪エネルギが緩和されるのみで
あるため、発光効率を高めることができる。
When this ion implantation method is used, the damage remains even after annealing in the atmosphere, for example at 300 to 600°C, and the strain energy in an atomic sense is only alleviated, which increases luminous efficiency. be able to.

そしてこれらの結果、電極とダイヤモンドとの界面を化
学的に安定にし、かつダイヤモンド中を電流が流れ、バ
ンド間遷移、バンド−再結合中心または発光中心間の遷
移、または再結合中心同士または発光中心同土間での遷
移によるキャリアの再結合が起きて、結果としてその再
結合のエネルギバンド間隔(ギャップ)に従って可視光
発光をなさしめんとしたものである。
As a result, the interface between the electrode and the diamond is chemically stabilized, and current flows through the diamond, resulting in interband transitions, transitions between bands and recombination centers or luminescent centers, or transitions between recombination centers or luminescent centers. The idea is that recombination of carriers occurs due to the transition between the two layers, and as a result, visible light is emitted according to the energy band interval (gap) of the recombination.

特にその可視光は、この遷移バンド間に従って青色、緑
を出すことができる。さらに複数のバンド間の再結合中
心のエネルギレベルを作ることにより、白色光等の連続
光をも作ることが可能である。
In particular, visible light can produce blue and green colors depending on the transition band. Furthermore, by creating an energy level at the recombination center between multiple bands, it is also possible to create continuous light such as white light.

以下に本発明を実施例に従って記す。The present invention will be described below according to examples.

「実施例1」 本発明において、ダイヤモンドはシリコン半導体または
金属導体上に第2図に示す有磁場マイクロ波CVD装置
を用いて作製した。この有磁場マイクロ波CvD装置に
より、ダイヤモンド膜を形成する方法等に関しては、本
発明人の出願になる特願昭61−292859 (薄膜
形成方法(昭和61年12月8日出願)に示されている
。その概要を以下に示す。
"Example 1" In the present invention, diamond was produced on a silicon semiconductor or a metal conductor using a magnetic field microwave CVD apparatus shown in FIG. The method of forming a diamond film using this magnetic field microwave CvD apparatus is disclosed in Japanese Patent Application No. 61-292859 (thin film forming method (filed on December 8, 1986) filed by the present inventor). The outline is shown below.

P型°に高濃度に添加された半導体基板を、ダイヤモン
ド粒を混合したアルコールを用いた混合液中に浸し、超
音波を1分〜1時間加えた。
A semiconductor substrate doped with P-type at a high concentration was immersed in an alcohol mixture containing diamond particles, and ultrasonic waves were applied for 1 minute to 1 hour.

するとこの半導体基板上に微小な損傷を多数形成させる
ことができる。この損傷は、その後のダイヤモンド形成
用の核のもととすることができる。この基板(1)を有
磁場マイクロ波プラズマCv口装置(以下単にプラズマ
CVD装置ともいう)内に配設した。このプラズマCV
D装置は、2、45GHzの周波数のマイクロ波エネル
ギを最大10KWまでマイクロ波発振器(18) 、ア
テニュエイタ(16)、石英窓(15)より反応室(1
9)に加えることができる。また磁場(17) 、 (
17°)でヘルムホルツコイルを用い、875ガウスの
共鳴面を構成せしめるため最大2.2KG  (キロガ
ウス)にまで加えた。このコイルの内部の基板(1)を
ホルダ(13)に基板おさえ(14)で配設させた。ま
た基板位置移動機構(12)で反応炉内での位置を調節
した。
Then, many minute damages can be formed on this semiconductor substrate. This damage can serve as a source of seeds for subsequent diamond formation. This substrate (1) was placed in a magnetic field microwave plasma CVD apparatus (hereinafter also simply referred to as a plasma CVD apparatus). This plasma CV
Device D supplies microwave energy at a frequency of 2.45 GHz up to 10 KW to a reaction chamber (1) through a microwave oscillator (18), attenuator (16), and quartz window (15).
9) can be added. Also, the magnetic field (17), (
Using a Helmholtz coil at 17°), a maximum of 2.2 KG (kilo Gauss) was applied to create a resonance surface of 875 Gauss. The board (1) inside this coil was placed in a holder (13) with a board press (14). Further, the position within the reactor was adjusted using the substrate position moving mechanism (12).

さらに101〜10− ’ torrまでに真空引きを
した。
Further, the vacuum was drawn down to 101 to 10-' torr.

この後これらに対して、メチルアルコール(CH301
1)またはエチルアルコール(CJsOH)等のアルコ
ール(22)を水素(21)で40〜200体積χ(1
00体積%の時は CHzOH:Hz=1:1に対応)
に希釈して導入した。さらに必要に応じてP型不純物と
してトリメチ ルボロン(B(CII+)z)を系(2
3)よりB(CH:l) s/CHz011 = 0.
5〜3χ導入して、ダイヤモンドをP型化した。さらに
ドーパントとしてS。
After this, methyl alcohol (CH301
1) or alcohol (22) such as ethyl alcohol (CJsOH) with hydrogen (21) to a volume of 40 to 200 χ (1
00 volume% corresponds to CHzOH:Hz=1:1)
It was diluted and introduced. Furthermore, if necessary, trimethylboron (B(CII+)z) is added as a P-type impurity to the system (2
From 3), B(CH:l) s/CHz011 = 0.
By introducing 5 to 3χ, the diamond was made into a P type. Furthermore, S as a dopant.

Se、Teを添加する場合、系24より例えば(H2S
または(C113)2S)/ C1130H=0.1〜
3χ添加した。これはダイヤモンドの上部(基板から離
れた側)に主として添加した。圧力は0.01〜3 t
orr例えば0.26torrとした。2.2KG(キ
ロガウス)の磁場を加え、基板の位置またはその近傍が
875ガウスとなるようにした。マイクロ波は5に−を
加え、このマイクロ波の熱エネルギで基板の温度を20
0〜1000°C1例えば800°Cとした。
When adding Se and Te, for example (H2S
or (C113)2S)/C1130H=0.1~
3χ was added. This was mainly added to the upper part of the diamond (the side away from the substrate). Pressure is 0.01~3t
orr was set to, for example, 0.26 torr. A magnetic field of 2.2 KG (kilo Gauss) was applied so that the magnetic field at or near the substrate was 875 Gauss. The microwave adds - to 5, and the thermal energy of this microwave increases the temperature of the substrate by 20.
0 to 1000°C1, for example, 800°C.

するとこのマイクロ波エネルギで分解されプラズマ化し
たアルコール中の炭素は、基板上に成長し、単結晶のダ
イヤモンドを多数柱状に成長させることができる。同時
にこのダイヤモンド以外にグラファイト成分も形成され
やすいが、これは酸素および水素と反応し、炭酸ガスま
たはメタンガスとして再気化し、結果として結晶化した
炭素即ちダイヤモンド(2)を第1図(A)に示した如
<、0.5〜3μm例えば平均厚さ1.3μm(成膜時
間2時間)の成長をさせることができた。
Then, the carbon in the alcohol, which is decomposed and turned into plasma by this microwave energy, grows on the substrate, making it possible to grow many columnar single crystal diamonds. At the same time, graphite components are also likely to be formed in addition to this diamond, which reacts with oxygen and hydrogen and re-vaporizes as carbon dioxide or methane gas, resulting in crystallized carbon or diamond (2) as shown in Figure 1 (A). As shown, the film could be grown to an average thickness of 0.5 to 3 μm, for example, an average thickness of 1.3 μm (film formation time: 2 hours).

即ち、第1図において、P型理素基板(1)上にBが添
加されたダイヤモンドの層(2−1)、ノンドープ、S
、SeまたはTeが添加されたダイヤモンドl (2−
2)よりなるダイヤモンド(2)をそれぞれ0.7μm
、0.6 μmの厚さに形成した。
That is, in FIG. 1, a B-doped diamond layer (2-1), a non-doped, S
, Se or Te-doped diamond l (2-
2) Each diamond (2) is 0.7 μm thick.
, 0.6 μm thick.

さらに第1図(B)に示すようにこれらの上側にN型の
導電型の珪素膜(3)をプラズマCVDにて300人〜
0.3 μmの厚さに形成した。この形成をダイヤモン
ドと同様の単なるプラズマCvD装置を用い、マイクロ
波エネルギをIK−以下とすると基板の温度が100〜
400 ’Cであるため、珪素膜を形成することができ
る。またこれを2〜l0KW例えば4KWとすると、下
地のダイヤモンドとアロイ反応をし、成膜中に炭化珪素
とすることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 1(B), an N-type conductivity type silicon film (3) is formed on the upper side of these by plasma CVD using 300 or more people.
It was formed to a thickness of 0.3 μm. If this formation is performed using a simple plasma CvD device similar to that used for diamond, and the microwave energy is set to below IK-, the temperature of the substrate will be 100 -
Since the temperature is 400'C, a silicon film can be formed. Further, when this is set to 2 to 10 KW, for example, 4 KW, an alloy reaction occurs with the underlying diamond, and silicon carbide can be formed during film formation.

これらの成膜はP型、N型と異なる不純物を添加するた
め、マルチチャンバ方式としてP型用不純物が添加され
たダイヤモンド成膜用反応室、発光センサ生成用不純物
が添加されたダイヤモンド成膜用反応室、N型半導体層
成膜用反応室として、それらを互いに連結して多量生産
を図ることは有効である。
In forming these films, different impurities for P-type and N-type are added, so a multi-chamber system is used to form a diamond film with P-type impurities added, and a diamond film-forming reaction chamber with impurities added to generate a luminescent sensor. It is effective to connect the reaction chamber and the reaction chamber for forming an N-type semiconductor layer to each other for mass production.

第1図(C)はN型の導電膜を作り、これを加熱処理し
、珪素の下部接合をダイヤモンド上部と互いに反応させ
、炭化珪素化した。この炭化珪素膜には■b族の不純物
と、N型不純物とが混在し、その上に珪素にはN型不純
物のみが添加された構造となっている。
In FIG. 1(C), an N-type conductive film was formed, and this was heat-treated to cause the lower junction of silicon to react with the upper part of diamond to form silicon carbide. This silicon carbide film has a structure in which impurities of group 1b and N-type impurities are mixed, and only N-type impurities are added to the silicon.

次にこの上側に電極部材(4) 、 (5)を真空蒸着
法、スパッタ法で形成した。この電極としては透光性の
ITO(酸化インジューム・スズ)とその上にアルミニ
ウム、銀、クロム、モリブデン等の金属を多層に形成し
た。
Next, electrode members (4) and (5) were formed on this upper side by vacuum evaporation or sputtering. This electrode was formed by forming multilayers of transparent ITO (indium tin oxide) and metals such as aluminum, silver, chromium, and molybdenum thereon.

この1電極を形成する他の方法は、クロムを形成し、そ
れを珪素と反応させてCrSi化合物(透光性かつ導電
性)を10〜50人形成し、その後残った金属クロムを
除去し、このクロム珪素合金上にアルミニウムをワイヤ
ボンディング用に形成した。
Another method to form this one electrode is to form chromium, react it with silicon to form a CrSi compound (transparent and conductive), and then remove the remaining metallic chromium, Aluminum was formed on this chromium silicon alloy for wire bonding.

するとP型珪素基板−P型ダイヤモンド−N型の珪素ま
たは炭化珪素−透光性のクロム珪素合金−アルミニウム
構成とし、光をクロム珪素の透光性を利用して外部に発
生させる構造にすることができる。
Then, a P-type silicon substrate - P-type diamond - N-type silicon or silicon carbide - translucent chromium silicon alloy - aluminum composition is used, and light is emitted to the outside by utilizing the translucency of chromium silicon. I can do it.

この第1図(C)の構造において、一対をなす電極即ち
基板(1)と透光性電極(4)、外部連続用電極(5)
との間に10〜200V(直流〜100Hzデュプイ 一=+比1)例えば60Vの電圧で印加した。するとこ
のダイヤモンドの部分に電流を流した後、ここから可視
光発光特に青色の発光をさせることが可能となった。強
度は16カンデラ/ m tを有していた。接合部にお
いて酸素のみの非意図的な添加とし、イオウ、セレンま
たはテルルを添加しない場合、発光強度は8力ンデラ/
m” L、か有さなかった。
In the structure shown in FIG. 1(C), a pair of electrodes, namely a substrate (1), a transparent electrode (4), and an external continuity electrode (5)
A voltage of 10 to 200 V (DC to 100 Hz Dupuis = + ratio 1), for example, 60 V, was applied between the two. After passing an electric current through this diamond, it became possible to emit visible light, especially blue light. The intensity had 16 candela/mt. When only oxygen is added unintentionally at the junction and no sulfur, selenium or tellurium is added, the luminescence intensity is
m”L, or not.

「実施例2」 この実施例においては、第1図に示す実施例1において
、P型シリコン単結晶基板上に実施例1に従い0.5〜
3μm、例えば1.2μmの平均厚さでダイヤモンドを
形成した。この後、このダイヤモンド表面に対し、ダイ
ヤモンド粒の混合したアルコール液体中で超音波を加え
で、形成されたダイヤモンド表面および上部に損傷層を
形成した。
"Example 2" In this example, in Example 1 shown in FIG.
Diamonds were formed with an average thickness of 3 μm, for example 1.2 μm. Thereafter, ultrasonic waves were applied to the diamond surface in an alcoholic liquid mixed with diamond grains to form a damaged layer on the diamond surface and above.

するとこのダイヤモンドの上表面には再結合中心例えば
発光中心を多数作ることができた。
As a result, many recombination centers, such as luminescence centers, were created on the upper surface of this diamond.

さらにこの上にN型の炭化珪素を0.1〜0.5μmの
厚さに形成した。
Furthermore, N-type silicon carbide was formed thereon to a thickness of 0.1 to 0.5 μm.

その他は実施例1と同一工程とした。Other steps were the same as in Example 1.

第2図(C)のかわりに上側に複数の電極を設け、例え
ば一対の電極間に40Vの電圧を印加した。するとここ
からは480nmの波長の青色発光を認めることができ
た。その強度は25カンデラ/l112と実施例1より
さらに明るくすることができた。
Instead of FIG. 2(C), a plurality of electrodes were provided on the upper side, and a voltage of 40 V, for example, was applied between a pair of electrodes. Then, blue light emission with a wavelength of 480 nm could be observed from this point. The intensity was 25 candela/l112, which was even brighter than in Example 1.

「実施例3」 実施例1において、ダイヤモンドを単にP型のホウ素添
加層のみとした。この後、このダイヤモンドに■b族の
元素をイオン注入法により50〜200KeVの加速電
圧を用いて1×IO+9〜3×10”cl”の濃度に添
加した。
"Example 3" In Example 1, only a P-type boron-added layer was used for diamond. Thereafter, group (1) b elements were added to this diamond by ion implantation using an accelerating voltage of 50 to 200 KeV to a concentration of 1×IO+9 to 3×10 “cl”.

すると、この不純物は上部のダイヤモンドを損傷し、か
つ発光中心としての不純物添加をすることができた。
Then, this impurity damaged the upper diamond, and it was possible to add the impurity as a luminescent center.

この後、これを大気中でアニールし、さらにこれらの上
にN型の炭化珪素を形成した。さらに上側の電極を実施
例1と同様に形成した。
Thereafter, this was annealed in the air, and further N-type silicon carbide was formed thereon. Further, an upper electrode was formed in the same manner as in Example 1.

その結果、長期安定性を有するに加えて、青色発光を波
長4BOr+Il!、2Qカンデラ/ m 2以上の強
さに作ることができた。
As a result, in addition to having long-term stability, it emits blue light with a wavelength of 4BOr+Il! , we were able to make it to a strength of over 2Q candela/m2.

「効果」 これまでは基板に40Vの電圧を10分加えるとダイヤ
モンドが60°C近い温度となり、上側電極とダイヤモ
ンドとが反応し劣化してしまった。
``Effect'' Previously, when a voltage of 40V was applied to the substrate for 10 minutes, the temperature of the diamond reached nearly 60°C, causing a reaction between the upper electrode and the diamond, resulting in deterioration.

しかし以上に示した本発明の構造とすることにより、6
0Vのパルス電圧を印加しても、可視光発光を成就する
に加えて、約1ケ月間連続で印加してもその発光輝度に
何らの低下もみられなかった。
However, with the structure of the present invention shown above, 6
Even when a pulse voltage of 0 V was applied, visible light emission was achieved, and no decrease in luminance was observed even after continuous application for about one month.

本発明は1つの発光素子を作る場合を主として示した。The present invention mainly shows the case where one light emitting element is manufactured.

しかし同一基板上に複数のダイヤモンドを用いた発光装
置を作り、電極を形成した後適当な大きさにスクライブ
、ブレイクをして1つづつ単体または集積化した発光装
置とすることは有効である。さらにかかる発光装置を含
め、同じダイヤモンドを用いてまたこの上または下側の
シリコン半導体を用いてダイオード、トランジスタ、抵
抗、コンデンサを一体化して作り、複合した集積化電子
装置を構成せしめることは有効である。
However, it is effective to fabricate light-emitting devices using a plurality of diamonds on the same substrate, form electrodes, and then scribe and break the diamonds to an appropriate size to form a single or integrated light-emitting device one by one. Furthermore, it is effective to construct a composite integrated electronic device, including such a light emitting device, by integrating a diode, a transistor, a resistor, and a capacitor using the same diamond and using a silicon semiconductor above or below it. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のダイヤモンド発光素子の作製工程およ
びその縦断面図を示す。 第2図は本発明のダイヤモンドを形成するための有磁場
マイクロ波装置の1例を示す。 P型理素基板 ダイヤモンド 珪素膜 透光性電極 外部連続用電極
FIG. 1 shows a manufacturing process and a longitudinal cross-sectional view of the diamond light emitting device of the present invention. FIG. 2 shows an example of a magnetic field microwave apparatus for forming diamond according to the present invention. P-type theoretical substrate diamond silicon film translucent electrode electrode for external continuity

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、P型珪素基板上にダイヤモンドと、該ダイヤモンド
上にN型の炭化珪素または珪素が 設けられたことを特徴とするダイヤモンド を用いた発光装置。 2、P型基板上にプラズマ気相法によりダイヤモンドを
形成する工程と、該ダイヤモンド 上にN型の炭化珪素または珪素を形成する 工程と、電極を形成する工程とを有するこ とを特徴とするダイヤモンドを用いた発光 装置作製方法。 3、特許請求の範囲第1項において、ダイヤモンド内部
に発光中心または再結合中心とな る不純物を有することを特徴とするダイヤ モンドを用いた発光装置。
[Claims] 1. A light-emitting device using diamond, characterized in that diamond is provided on a P-type silicon substrate, and N-type silicon carbide or silicon is provided on the diamond. 2. A diamond characterized by comprising the steps of forming diamond on a P-type substrate by plasma vapor deposition, forming N-type silicon carbide or silicon on the diamond, and forming an electrode. A method for manufacturing a light emitting device using 3. A light-emitting device using diamond according to claim 1, characterized in that the diamond has an impurity that becomes a luminescence center or a recombination center inside the diamond.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003092455A (en) * 2001-09-17 2003-03-28 Japan Science & Technology Corp Semiconductor laser
US7391061B2 (en) 2005-06-22 2008-06-24 Epistar Corporation Light emitting diode with thermal spreading layer

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