JPH0453173A - Light emitting device using diamond film - Google Patents
Light emitting device using diamond filmInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ダイヤモンド皮膜体を用いた発光装置に関し
、特に、半導体特性を有する（１００）面に配向したダ
イヤモンド皮膜体に電圧を印加し、小形、低価格で強い
青色光の発光を得るようにした新規な発光装置に関する
ものである。Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a light emitting device using a diamond film, and in particular, applies a voltage to a diamond film oriented in the (100) plane having semiconductor properties, The present invention relates to a novel light emitting device that is small and inexpensive and emits strong blue light.
［従来の技術］
従来、用いられていたこの種のダイヤモンドを用いた発
光装置としては、特開平１−２７８４１０号公報に開示
された構成を挙げることができ、電子線照射器の照射方
向に位置させてダイヤモンドチップを設け、このダイヤ
モンドチップの電子線の照射面に導電層を形成し、この
導電層を接地した構成である。[Prior Art] As a light-emitting device using this type of diamond that has been used in the past, there is a structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-278410. In this configuration, a diamond chip is provided, a conductive layer is formed on the electron beam irradiation surface of the diamond chip, and this conductive layer is grounded.
また、一般に用いられている発光素子としては、発光ダ
イオード（ＬＥＤ）が多用されている。Further, as a commonly used light emitting element, a light emitting diode (LED) is often used.
［発明が解決しようとする課題］
従来の発光装置は、以上のように構成されていたため、
次のような課題が存在していた。[Problem to be solved by the invention] Since the conventional light emitting device was configured as described above,
The following issues existed.
すなわち、前述のダイヤモンドを用いた発光装置におい
ては、電子線照射器を必要とするため、低価格で小形の
普及形の要望には応じることができず、極めて限られた
用途にしか利用することができなかった。In other words, the above-mentioned light-emitting device using diamond requires an electron beam irradiator, so it cannot meet the demand for a low-cost, small-sized, popular type, and can only be used for extremely limited purposes. I couldn't do it.
また、発光ダイオードの場合には、赤色や緑色の発光に
は好適であるが、青色光は、ＳｉＣやＧａＮ等に限定さ
れており、しかも、このＳｉＣ’ＰＧａＮチップからの
青色発光はあまり強い発光強度が得られていないのが実
状である。In addition, in the case of light emitting diodes, they are suitable for emitting red and green light, but blue light is limited to SiC, GaN, etc., and the blue light emitted from this SiC'PGaN chip is not very strong. The reality is that strength has not been achieved.
従って、低価格で強い光の青色光を発光する発光装置を
得ることは極めて困難であった。Therefore, it has been extremely difficult to obtain a light emitting device that emits strong blue light at a low cost.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、半導体特性を有するダイヤモンド皮膜体
に電圧を印加し、小形、低価格で強い青色光の発光を得
るようにしたダイヤモンド皮膜体を用いた発光装置を提
供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in particular, it is possible to apply a voltage to a diamond coated body having semiconductor properties to obtain a compact, low-cost diamond that emits strong blue light. An object of the present invention is to provide a light emitting device using a film body.
［課題を解決するための手段］
本発明によるダイヤモンド皮膜体を用いた発光装置は、
母材上にプラズマＣＶＤ法によす形成され半導体特性を
有する（１００）面に配向したダイヤモンド皮膜体と、
前記ダイヤモンド皮膜体に電圧を印加する電圧源とから
なり、前記電圧の印加によりダイヤモンド皮膜体が発光
するようにした構成である。[Means for Solving the Problems] A light emitting device using a diamond coated body according to the present invention has the following features:
A diamond coating body oriented in the (100) plane and having semiconductor properties formed on a base material by a plasma CVD method;
The diamond coated body is configured to include a voltage source that applies a voltage to the diamond coated body, and the diamond coated body emits light when the voltage is applied.
［作 用コ
本発明によるダイヤモンド皮膜体を用いた発光装置にお
いては、ダイヤモンド皮膜体を形成する際に、Ｈ，ＢＯ
，、Ｂ２１１．等の何れかが雰囲気ガスとして添加され
ているため、ダイヤモンドはＰ型に形成されており、６
００ｖ以上の電圧を印加すると、青色光として発光する
。[Function] In the light emitting device using the diamond coated body according to the present invention, when forming the diamond coated body, H, BO
,,B211. etc. is added as an atmospheric gas, so the diamond is formed into a P type, and 6
When a voltage of 00V or higher is applied, blue light is emitted.
従って、全体構成を小形、低価格とすることができ、普
及形の青色発光装置を得ることができる。Therefore, the overall configuration can be made small and inexpensive, and a popular blue light emitting device can be obtained.
［実施例］
以下、図面と共に本発明によるダイヤモンド皮膜体を用
いた発光装置の好適な実施例について詳細に説明する。[Example] Hereinafter, a preferred example of a light emitting device using a diamond coated body according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図から第３図迄は、本発明によるダイヤモンド皮膜
体を用いた発光装置を示すためのもので、第１図はダイ
ヤモンド皮膜体を合成する合成装置を示す構成図、第２
図はダイヤモンド皮膜体の結晶の構造を示す電子顕微鏡
写真、第３図は発光装置を示す構成図である６ 図にお
いて符号１で示されるものは、マイクロ波発振機であり
、このマイクロ波発振機１は、導波管２を介して反応室
３に接続されている。1 to 3 are for illustrating a light emitting device using a diamond coated body according to the present invention.
The figure is an electron micrograph showing the crystal structure of the diamond film, and Figure 3 is a configuration diagram showing the light emitting device.6 In the figure, the reference numeral 1 indicates a microwave oscillator. 1 is connected to a reaction chamber 3 via a waveguide 2.
前記反応室３は縦長形に構成されていると共に、この反
応室３の下部には、この反応室３内を減圧状態に保持す
るための排気装置４が、排気系バルブ５を介して接続さ
れている。The reaction chamber 3 has a vertically elongated configuration, and an exhaust device 4 for maintaining the inside of the reaction chamber 3 in a reduced pressure state is connected to the lower part of the reaction chamber 3 via an exhaust system valve 5. ing.
前記反応室３内には、母材支持台６上に支持された例え
ばシリコン等の母材７が配設されており、この反応室３
の前記母材支持台６に対応する内Ｍ３ａには、前記マイ
クロ波発振機ｌがらのマイクロ波を吸収するための黒鉛
等からなるマイクロ波吸収剤８が設けられている。A base material 7, such as silicon, supported on a base material support stand 6 is disposed in the reaction chamber 3.
A microwave absorber 8 made of graphite or the like for absorbing microwaves from the microwave oscillator 1 is provided in the inner M3a corresponding to the base material support 6.
前記反応室３の上部には、酸素ガスを内蔵した酸素ガス
ボンベ９が、第１バルブ１ｏを介して接続されると共に
、含炭素化合物であるメタンガスを内蔵したメタンガス
中１１が第２バルブ１２を介して接続されている。An oxygen gas cylinder 9 containing oxygen gas is connected to the upper part of the reaction chamber 3 via a first valve 1o, and a methane gas tank 11 containing methane gas, which is a carbon-containing compound, is connected via a second valve 12. connected.
従って、マイクロ波発振機１を所定の出力で起動させ、
導波管２を通じて反応室３内にマイクロ波を導入するこ
とによりマイクロ波プラズマを発生させ、各バルブ１０
．１２を開弁して酸素ガス及びメタンガスを反応室３内
に供給し、過熱された母材７上において、メタンガス中
の炭素化合物の分解および酸素ガスの作用によって、第
２図に示す四角状を示す（１００）面に配向したダイヤ
モンド皮膜体２０の析出が行われると共に、励起された
酸素ガスによってダイヤモンド皮膜体２０の方向性が揃
うことになり、（１００）の方向性を有している。また
、前述のダイヤモンドの合成時に、Ｈ，ＢＯ，、Ｂ２Ｈ
，等の何かをガス中に添加すると、ダイヤモンド皮膜体
２０はＰ型の特性の半導体となる。Therefore, start the microwave oscillator 1 with a predetermined output,
Microwave plasma is generated by introducing microwaves into the reaction chamber 3 through the waveguide 2, and each valve 10
．． 12 is opened to supply oxygen gas and methane gas into the reaction chamber 3, and on the superheated base material 7, the square shape shown in FIG. 2 is formed by the decomposition of carbon compounds in the methane gas and the action of the oxygen gas. The diamond coated body 20 oriented in the (100) plane as shown is deposited, and the excited oxygen gas aligns the directionality of the diamond coated body 20, so that the diamond coated body 20 has the (100) direction. In addition, when synthesizing the diamond mentioned above, H, BO,, B2H
, etc., into the gas, the diamond coating body 20 becomes a semiconductor with P-type characteristics.
次に、本出願人が前述の合成装置を用いて実際にダイヤ
モンド皮膜体を合成した場合の実験例について説明する
。Next, an experimental example will be described in which the present applicant actually synthesized a diamond coated body using the above-mentioned synthesis apparatus.
ＩＪ
母材７としてシリコンウェハを用い、含炭素化合物とし
てメタンガス（ＣＬ）、雰囲気ガスとして酸素（０２）
ガスを用い、以下の条件で、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法によりダイヤモンドを合成した。IJ A silicon wafer is used as the base material 7, methane gas (CL) is used as the carbon-containing compound, and oxygen (02) is used as the atmospheric gas.
Microwave plasma CVD using gas under the following conditions
Diamond was synthesized by this method.
ＣＨ，−−・・５０ ＳｃｃＮ
０２ ・ ・ −−１，５ＳｃｃＭ
マイクロ波出力 ・・・４００Ｗ
真空度 ・・・・４０ Ｔｏｒｒ
約３時間経過後に、シリコンウェハを取り出した結果、
シリコンウェハの表面に約３０μ前のダイヤモンド皮膜
体が観察され、このダイヤモンド皮膜体の形態は、第２
図の電子顕微鏡写真に見られるように、四角状を示すと
共に、その面の方向が一定方向り１００の方向）にほぼ
揃えられている。CH, --...50 SccN 02 ・ ・ --1,5SccM Microwave output...400W Degree of vacuum...40 Torr After about 3 hours, the silicon wafer was taken out.
A diamond coating of approximately 30 μm thickness was observed on the surface of the silicon wafer, and the morphology of this diamond coating was similar to that of the second diamond coating.
As seen in the electron micrograph in the figure, it has a rectangular shape, and its surfaces are almost aligned in a certain direction (100).
尚、前述のガス中にＨ，８０３、Ｂ２Ｏ，の何れかを全
ガス量に対して１〜１０ ｐｐ−添加することにより、
ダイヤモンド皮膜体２０はＰ型半導体として構成される
。In addition, by adding 1 to 10 pp- of either H, 803, or B2O to the total gas amount to the above-mentioned gas,
The diamond film body 20 is configured as a P-type semiconductor.
以上のようにして形成された半導体特性を有するダイヤ
モンド皮膜体２０に、第３図に示すように、６００ｖ以
上の電圧源２１からの電圧を印加すると、ダイヤモンド
皮膜体２０は青色光の強い発光を発生する。As shown in FIG. 3, when a voltage of 600 V or more from a voltage source 21 is applied to the diamond coated body 20 having semiconductor characteristics formed as described above, the diamond coated body 20 emits strong blue light. Occur.
尚、前記電圧源２１は、簡単に構成された昇圧回路を用
いることにより容易に得ることができ、発光装置を小形
、低価格化することができる。Note that the voltage source 21 can be easily obtained by using a simply configured booster circuit, and the light emitting device can be made smaller and lower in price.
［発明の効果コ
本発明によるダイヤモンド皮膜体を用いた発光装置は以
上のように構成されているため、次のような効果を得る
ことができる。[Effects of the Invention] Since the light emitting device using the diamond coated body according to the present invention is constructed as described above, the following effects can be obtained.
すなわち、半導体特性を有するダイヤモンド皮膜体に低
電圧を印加するため、ダイヤモンド皮膜体は青色光を発
生し、小形、低債格の発光装置を得ることができ。That is, since a low voltage is applied to the diamond coated body having semiconductor properties, the diamond coated body generates blue light, making it possible to obtain a small and low-cost light emitting device.
また、ダイヤモンド皮膜体は、酸素によるエツチング効
果によって四角形の（ｉｏｏ）面に方向性をもって形成
されているため、発光面が揃うと共に、母材に対しては
がれにくい皮膜体を構成することができる。Furthermore, since the diamond coating is formed with directionality on the square (ioo) plane due to the etching effect of oxygen, the light emitting surfaces are aligned and the coating is difficult to peel off from the base material.
第１図から第３国道は、本発明によるダイヤモンド皮膜
体を用いた発光装置を示すためのもので、第１図にダイ
ヤモンド皮膜体を合成する合成装置を示す構成図、第２
図はダイヤモンド皮膜体の結晶構造を示す電子顕微鏡写
真、第３図は発光装置を示す構成図である。
７は母材、２０はダイヤモンド皮膜体、２１は電圧源で
ある。
第１図Figures 1 to 3 are for showing a light emitting device using a diamond coated body according to the present invention.
The figure is an electron micrograph showing the crystal structure of the diamond coating, and FIG. 3 is a configuration diagram showing the light emitting device. 7 is a base material, 20 is a diamond coating, and 21 is a voltage source. Figure 1
Claims (1)
体特性を有する（１００）面に配向したダイヤモンド皮
膜体（２０）と、前記ダイヤモンド皮膜体（２０）に電
圧を印加する電圧源（２１）とからなり、前記電圧の印
加により前記ダイヤモンド皮膜体（２０）が発光するよ
うにしたことを特徴とするダイヤモンド皮膜体を用いた
発光装置。A diamond film body (20) oriented in the (100) plane having semiconductor properties and formed by a plasma CVD method on a base material (7), and a voltage source (21) for applying a voltage to the diamond film body (20). A light emitting device using a diamond coated body, characterized in that the diamond coated body (20) emits light upon application of the voltage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2157477A JPH0453173A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Light emitting device using diamond film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2157477A JPH0453173A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Light emitting device using diamond film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0453173A true JPH0453173A (en) | 1992-02-20 |
Family
ID=15650539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2157477A Pending JPH0453173A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Light emitting device using diamond film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0453173A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2266536A (en) * | 1992-04-16 | 1993-11-03 | Kobe Steel Ltd | Method for forming boron-doped semiconducting diamond films |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP2157477A patent/JPH0453173A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2266536A (en) * | 1992-04-16 | 1993-11-03 | Kobe Steel Ltd | Method for forming boron-doped semiconducting diamond films |
| GB2266536B (en) * | 1992-04-16 | 1995-04-12 | Kobe Steel Ltd | Method for forming boron-doped semiconducting diamond films |
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