JPH0697500A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
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- JPH0697500A JPH0697500A JP27083292A JP27083292A JPH0697500A JP H0697500 A JPH0697500 A JP H0697500A JP 27083292 A JP27083292 A JP 27083292A JP 27083292 A JP27083292 A JP 27083292A JP H0697500 A JPH0697500 A JP H0697500A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコンを用いた発光素子、特にｐｎ接合を
用いて電荷を注入して発光させる発光素子を提供する。 【構成】 発光素子１は、ｐ型の単結晶シリコン基板１
１と、単結晶シリコン基板１１上に単結晶シリコンをエ
ピタキシャル成長させたエピタキシャル層１２と、エピ
タキシャル層１２に形成した多孔質シリコン層１２ａ
と、更にその多孔質シリコン層１２ａ上に形成したｎ型
の微結晶を含有する非晶質シリコンカーボン層１３と、
微結晶を含有する非晶質シリコンカーボン層１３上に形
成した透明電極であるインジウムティンオキサイド（Ｉ
ＴＯ）１４と、単結晶シリコン基板１１の下面に形成し
たＡｕ又はＡｌ電極１５とを含むものである。 【効果】 従来の発光素子のバイアス電圧よりも低いバ
イアス電圧で発光し、しかも輝度が向上する。
用いて電荷を注入して発光させる発光素子を提供する。 【構成】 発光素子１は、ｐ型の単結晶シリコン基板１
１と、単結晶シリコン基板１１上に単結晶シリコンをエ
ピタキシャル成長させたエピタキシャル層１２と、エピ
タキシャル層１２に形成した多孔質シリコン層１２ａ
と、更にその多孔質シリコン層１２ａ上に形成したｎ型
の微結晶を含有する非晶質シリコンカーボン層１３と、
微結晶を含有する非晶質シリコンカーボン層１３上に形
成した透明電極であるインジウムティンオキサイド（Ｉ
ＴＯ）１４と、単結晶シリコン基板１１の下面に形成し
たＡｕ又はＡｌ電極１５とを含むものである。 【効果】 従来の発光素子のバイアス電圧よりも低いバ
イアス電圧で発光し、しかも輝度が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信、自発光型ディ
スプレイ、光源、光集積回路等に用いることのできる発
光素子、特にｐｎ接合を用いた電荷注入型の発光素子
（ＬＥＤ）に関するものである。
スプレイ、光源、光集積回路等に用いることのできる発
光素子、特にｐｎ接合を用いた電荷注入型の発光素子
（ＬＥＤ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコン半導体は間接遷移半導体である
ため発光素子の作製は実現不可能であると考えられてお
り、このため従来のｐｎ接合を用いた発光素子はIII −
V 属化合物半導体、II−VI属化合物半導体、又はIV−VI
属化合物半導体で作製されていた。しかし、シリコン半
導体は化合物半導体に比べ、資源が豊富であり、単結晶
作製技術が高く大面積のものを安価に供給できる。ま
た、シリコン半導体はデバイス設計・作製技術が高く現
状の化合物半導体では実現することが難しい高集積度で
かつ高信頼性のある論理、演算、駆動、受光素子等を同
一基板上に作り込める等の利点を有する。このため、シ
リコンを用いた発光素子、特に最終的にはレーザへの応
用が可能なｐｎ接合を用いた電荷注入型の発光素子の実
現が切望されていた。
ため発光素子の作製は実現不可能であると考えられてお
り、このため従来のｐｎ接合を用いた発光素子はIII −
V 属化合物半導体、II−VI属化合物半導体、又はIV−VI
属化合物半導体で作製されていた。しかし、シリコン半
導体は化合物半導体に比べ、資源が豊富であり、単結晶
作製技術が高く大面積のものを安価に供給できる。ま
た、シリコン半導体はデバイス設計・作製技術が高く現
状の化合物半導体では実現することが難しい高集積度で
かつ高信頼性のある論理、演算、駆動、受光素子等を同
一基板上に作り込める等の利点を有する。このため、シ
リコンを用いた発光素子、特に最終的にはレーザへの応
用が可能なｐｎ接合を用いた電荷注入型の発光素子の実
現が切望されていた。
【０００３】１９９０年、Ｌ．Ｔ．Ｃａｎｈａｍにより
単結晶シリコンを弗酸溶液中で陽極化成した多孔質シリ
コンが室温で強いホトルミネッセンスを示すことが示さ
れた（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ ５７，１９９０，ｐ．１０４６）。このことは、シ
リコンでも発光素子が実現できる可能性があることを示
しており、この後このホトルミネッセンスの発生メカニ
ズムについて盛んに研究が行われていた。
単結晶シリコンを弗酸溶液中で陽極化成した多孔質シリ
コンが室温で強いホトルミネッセンスを示すことが示さ
れた（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ ５７，１９９０，ｐ．１０４６）。このことは、シ
リコンでも発光素子が実現できる可能性があることを示
しており、この後このホトルミネッセンスの発生メカニ
ズムについて盛んに研究が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多孔質
シリコンと良好なｐｎ接合を形成し、発光素子が作製可
能な材料が見いだせなかったため、この多孔質シリコン
を用いたｐｎ接合型の電荷注入型の発光素子は実現され
ていなかった。本発明は上記の事情に基づいてなされた
ものであり、シリコンを用いた発光素子、特にｐｎ接合
を用いて電荷を注入して発光させる発光素子を提供する
ことを目的とする。
シリコンと良好なｐｎ接合を形成し、発光素子が作製可
能な材料が見いだせなかったため、この多孔質シリコン
を用いたｐｎ接合型の電荷注入型の発光素子は実現され
ていなかった。本発明は上記の事情に基づいてなされた
ものであり、シリコンを用いた発光素子、特にｐｎ接合
を用いて電荷を注入して発光させる発光素子を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の発光素子は、ｐ型又はｎ型で抵抗率が０．
００１〜４０Ωｃｍの単結晶シリコンと、前記単結晶シ
リコン上に同じ導電型で抵抗率が前記単結晶シリコンよ
りも高い単結晶シリコンをエピタキシャル成長させたエ
ピタキシャル層と、前記エピタキシャル層に形成された
多孔質シリコン層と、前記多孔質シリコン層上に形成さ
れた、前記単結晶シリコンと異なる導電型をもつ微結晶
を含有する非晶質シリコンカーボン膜とを具備すること
を特徴とするものである。
めに本発明の発光素子は、ｐ型又はｎ型で抵抗率が０．
００１〜４０Ωｃｍの単結晶シリコンと、前記単結晶シ
リコン上に同じ導電型で抵抗率が前記単結晶シリコンよ
りも高い単結晶シリコンをエピタキシャル成長させたエ
ピタキシャル層と、前記エピタキシャル層に形成された
多孔質シリコン層と、前記多孔質シリコン層上に形成さ
れた、前記単結晶シリコンと異なる導電型をもつ微結晶
を含有する非晶質シリコンカーボン膜とを具備すること
を特徴とするものである。
【０００６】
【作用】ｐｎ接合を用いた電荷注入型の発光素子を実現
するためには、発光層である多孔質シリコン層にｐ型半
導体から正孔を注入し、かつｎ型半導体から電子を注入
し、発光層で再結合させることが必要である。
するためには、発光層である多孔質シリコン層にｐ型半
導体から正孔を注入し、かつｎ型半導体から電子を注入
し、発光層で再結合させることが必要である。
【０００７】ところで、多孔質シリコン層の光ルミネッ
センスはより高い抵抗率の基板から作れば作る程、強く
なる。しかし、従来の構造では、高抵抗基板を用いる
と、基板の抵抗により印加電圧が低下するので、基板か
らキャリアが多孔質シリコン層に入り難くなる。このた
め、多孔質シリコン層による光ルミネッセンスは向上す
るが、一方キャリアの注入が悪くなるため、結局注入エ
レクトロルミネッセンス発光は輝度があがらなかった。
センスはより高い抵抗率の基板から作れば作る程、強く
なる。しかし、従来の構造では、高抵抗基板を用いる
と、基板の抵抗により印加電圧が低下するので、基板か
らキャリアが多孔質シリコン層に入り難くなる。このた
め、多孔質シリコン層による光ルミネッセンスは向上す
るが、一方キャリアの注入が悪くなるため、結局注入エ
レクトロルミネッセンス発光は輝度があがらなかった。
【０００８】本発明の発光素子は、基板となる単結晶シ
リコンの抵抗率を低く維持したままで、基板となる単結
晶シリコンよりも高い抵抗率の単結晶シリコンをエピタ
キシャル成長させたエピタキシャル層に多孔質シリコン
層を形成することにより、印加電圧の低下を極力抑える
ことができ、したがって多孔質シリコン層にキャリアが
入りやすくなる。しかも、多孔質シリコン層は高い抵抗
率のものから作ることができるので、多孔質シリコン層
による光ルミネッセンスが強くなる。
リコンの抵抗率を低く維持したままで、基板となる単結
晶シリコンよりも高い抵抗率の単結晶シリコンをエピタ
キシャル成長させたエピタキシャル層に多孔質シリコン
層を形成することにより、印加電圧の低下を極力抑える
ことができ、したがって多孔質シリコン層にキャリアが
入りやすくなる。しかも、多孔質シリコン層は高い抵抗
率のものから作ることができるので、多孔質シリコン層
による光ルミネッセンスが強くなる。
【０００９】また、微結晶を含有する非晶質シリコンカ
ーボン膜の代わりに非晶質シリコンカーボンを用いても
原理的に発光素子は実現できる。しかし、非晶質シリコ
ンカーボンの抵抗率は微結晶を含有する非晶質シリコン
カーボンに比べて高くなるので、発光輝度は低下すると
思われる。
ーボン膜の代わりに非晶質シリコンカーボンを用いても
原理的に発光素子は実現できる。しかし、非晶質シリコ
ンカーボンの抵抗率は微結晶を含有する非晶質シリコン
カーボンに比べて高くなるので、発光輝度は低下すると
思われる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の実施例である発光素子につい
て、図１乃至図７を参照して説明する。
て、図１乃至図７を参照して説明する。
【００１１】実施例１ 本実施例の発光素子は、ｐ型の単結晶シリコン（Ｃ−Ｓ
ｉ）基板を用いている。図１は実施例１の発光素子の概
略構造図である。図１に示す発光素子１は、ｐ型の単結
晶シリコン基板１１と、単結晶シリコン基板１１上に単
結晶シリコンをエピタキシャル成長させたエピタキシャ
ル層１２と、エピタキシャル層１２に形成した多孔質シ
リコン層１２ａと、更にその多孔質シリコン層１２ａ上
に形成したｎ型の微結晶を含有する非晶質シリコンカー
ボン層１３と、微結晶を含有する非晶質シリコンカーボ
ン層１３上に形成した透明電極であるインジウムティン
オキサイド（ＩＴＯ）１４と、単結晶シリコン基板１１
の下面に形成したＡｕ又はＡｌ電極１５とを含むもので
ある。
ｉ）基板を用いている。図１は実施例１の発光素子の概
略構造図である。図１に示す発光素子１は、ｐ型の単結
晶シリコン基板１１と、単結晶シリコン基板１１上に単
結晶シリコンをエピタキシャル成長させたエピタキシャ
ル層１２と、エピタキシャル層１２に形成した多孔質シ
リコン層１２ａと、更にその多孔質シリコン層１２ａ上
に形成したｎ型の微結晶を含有する非晶質シリコンカー
ボン層１３と、微結晶を含有する非晶質シリコンカーボ
ン層１３上に形成した透明電極であるインジウムティン
オキサイド（ＩＴＯ）１４と、単結晶シリコン基板１１
の下面に形成したＡｕ又はＡｌ電極１５とを含むもので
ある。
【００１２】次に、図１に示す発光素子１の製法につい
て説明する。抵抗率が０．０５Ωｃｍのｐ型単結晶シリ
コン１１上に抵抗率が１０〜１００Ωｃｍｐ型単結晶シ
リコンを５〜１０μｍエピタキシャル成長させたエピタ
キシャル層１２を有するウェハーを用いる。まず、図２
に示すように上記のウェハーの抵抗率が０．０５Ωｃｍ
の単結晶シリコン１１側にＡｕ又はＡｌ電極１５を堆積
してオーミック接続をとる。次に、図３に示すように多
孔質化したい部分を除いて耐弗酸のワックス２５でマス
クをしたｐ型単結晶シリコン基板１１を図４に示すよう
に、弗酸（ＨＦ）：エタノール（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ）：水
（Ｈ2 Ｏ）＝１：２：１の溶液２６中に浸す。定電流電
源Ｅを用い、その陰極側に白金電極を、その陽極側にワ
ックスでマスクをしたｐ型単結晶シリコン基板１１を接
続する。１０〜３０ｍＡ／ｃｍ2 の定電流を流しなが
ら、エピタキシャル層１２がすべて多孔質シリコン層に
なるまで陽極化成を行う。この場合、ｐ型単結晶シリコ
ンを用いてｐ型単結晶シリコンをエピタキシャル成長さ
せているので、暗中、明中のどちらで陽極化成を行って
もよい。陽極化成の時間はエピタキシャル層１２の厚さ
が約５μｍの場合であれば、約５分程度である。
て説明する。抵抗率が０．０５Ωｃｍのｐ型単結晶シリ
コン１１上に抵抗率が１０〜１００Ωｃｍｐ型単結晶シ
リコンを５〜１０μｍエピタキシャル成長させたエピタ
キシャル層１２を有するウェハーを用いる。まず、図２
に示すように上記のウェハーの抵抗率が０．０５Ωｃｍ
の単結晶シリコン１１側にＡｕ又はＡｌ電極１５を堆積
してオーミック接続をとる。次に、図３に示すように多
孔質化したい部分を除いて耐弗酸のワックス２５でマス
クをしたｐ型単結晶シリコン基板１１を図４に示すよう
に、弗酸（ＨＦ）：エタノール（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ）：水
（Ｈ2 Ｏ）＝１：２：１の溶液２６中に浸す。定電流電
源Ｅを用い、その陰極側に白金電極を、その陽極側にワ
ックスでマスクをしたｐ型単結晶シリコン基板１１を接
続する。１０〜３０ｍＡ／ｃｍ2 の定電流を流しなが
ら、エピタキシャル層１２がすべて多孔質シリコン層に
なるまで陽極化成を行う。この場合、ｐ型単結晶シリコ
ンを用いてｐ型単結晶シリコンをエピタキシャル成長さ
せているので、暗中、明中のどちらで陽極化成を行って
もよい。陽極化成の時間はエピタキシャル層１２の厚さ
が約５μｍの場合であれば、約５分程度である。
【００１３】次に、図５に示すように定電流電源Ｅを取
り外し、白金電極とＣ−Ｓｉ基板１１とを溶液に浸した
ままで短絡し、光照射をし、多孔質シリコン層１２ａの
表面を薄くエッチングする。このエッチングは、Ｈ
2 ０：ＫＯＨ＝１００：１〜３の溶液に数秒から数分浸
けることにより、代用することができる。その後、ワッ
クスを落として、水洗い・乾燥を行う。
り外し、白金電極とＣ−Ｓｉ基板１１とを溶液に浸した
ままで短絡し、光照射をし、多孔質シリコン層１２ａの
表面を薄くエッチングする。このエッチングは、Ｈ
2 ０：ＫＯＨ＝１００：１〜３の溶液に数秒から数分浸
けることにより、代用することができる。その後、ワッ
クスを落として、水洗い・乾燥を行う。
【００１４】更に、電子サイクロトロン共鳴化学堆積法
（ＥＣＲ ＣＶＤ法）で、ｎ型の微結晶を含有する非晶
質シリコンカーボン層１３を、膜厚１００〜３００オン
グストローム堆積する。尚、この場合の堆積条件は、マ
イクロ波パワー２００Ｗ〜３００Ｗ、基板温度１５０〜
３００°Ｃ、圧力２．５〜８ｍＴｏｒｒで、ガス比Ｓ
ｉ：ＣＨ4 ：ＰＨ3 ：Ｈ2 ＝１：１〜３：０．００５〜
０．０３：１００〜２００である。膜厚は１００〜３０
０オングストロームである。最後に、微結晶を含有する
非晶質シリコンカーボン層１３上に電子ビーム蒸着装置
を用いて、膜厚４００〜７００オングストロームのＩＴ
Ｏ１４を形成して上部電極とすることにより、図１に示
す発光素子１を得ることができる。
（ＥＣＲ ＣＶＤ法）で、ｎ型の微結晶を含有する非晶
質シリコンカーボン層１３を、膜厚１００〜３００オン
グストローム堆積する。尚、この場合の堆積条件は、マ
イクロ波パワー２００Ｗ〜３００Ｗ、基板温度１５０〜
３００°Ｃ、圧力２．５〜８ｍＴｏｒｒで、ガス比Ｓ
ｉ：ＣＨ4 ：ＰＨ3 ：Ｈ2 ＝１：１〜３：０．００５〜
０．０３：１００〜２００である。膜厚は１００〜３０
０オングストロームである。最後に、微結晶を含有する
非晶質シリコンカーボン層１３上に電子ビーム蒸着装置
を用いて、膜厚４００〜７００オングストロームのＩＴ
Ｏ１４を形成して上部電極とすることにより、図１に示
す発光素子１を得ることができる。
【００１５】実施例２ 本実施例の発光素子は、ｎ型の単結晶シリコン（Ｃ−Ｓ
ｉ）基板を用いている。図７は実施例２の発光素子の概
略構造図である。図７に示す発光素子２は、ｎ型の単結
晶シリコン基板１６と、単結晶シリコン基板１６上に単
結晶シリコンをエピタキシャル成長させたエピタキシャ
ル層１７と、エピタキシャル層１７に形成した多孔質シ
リコン層１７ａと、更にその多孔質シリコン層１７ａ上
に形成したｐ型の微結晶を含有する非晶質シリコンカー
ボン層１８と、微結晶を含有する非晶質シリコンカーボ
ン層１８上に形成した透明電極であるインジウムティン
オキサイド（ＩＴＯ）１４と、単結晶シリコン基板１６
の下面に形成したＡｕ又はＡｌ電極１５とを含むもので
ある。
ｉ）基板を用いている。図７は実施例２の発光素子の概
略構造図である。図７に示す発光素子２は、ｎ型の単結
晶シリコン基板１６と、単結晶シリコン基板１６上に単
結晶シリコンをエピタキシャル成長させたエピタキシャ
ル層１７と、エピタキシャル層１７に形成した多孔質シ
リコン層１７ａと、更にその多孔質シリコン層１７ａ上
に形成したｐ型の微結晶を含有する非晶質シリコンカー
ボン層１８と、微結晶を含有する非晶質シリコンカーボ
ン層１８上に形成した透明電極であるインジウムティン
オキサイド（ＩＴＯ）１４と、単結晶シリコン基板１６
の下面に形成したＡｕ又はＡｌ電極１５とを含むもので
ある。
【００１６】次に、図７に示す発光素子２の製法につい
て説明する。尚、本実施例の製法は図２乃至図６に示す
実施例１の製法と概略同じであるので、本実施例の製法
の説明においても図２乃至図６を用いることとし、但
し、実施例１と異なる構成部分については括弧書きで符
号を付すこととする。
て説明する。尚、本実施例の製法は図２乃至図６に示す
実施例１の製法と概略同じであるので、本実施例の製法
の説明においても図２乃至図６を用いることとし、但
し、実施例１と異なる構成部分については括弧書きで符
号を付すこととする。
【００１７】抵抗率が０．０５Ωｃｍのｎ型単結晶シリ
コン１６上に１０〜１００Ωｃｍのｎ型単結晶シリコン
を５〜１０μｍエピタキシャル成長させたエピタキシャ
ル層１７を有するウェハーを用いる。まず、図２に示す
ように上記のウェハーの抵抗率が０．０５Ωｃｍの単結
晶シリコン１６側にＡｕ又はＡｌ電極１５を堆積してオ
ーミック接続をとる。次に、図３に示すように多孔質化
したい部分を除いて耐弗酸のワックス２５でマスクをし
たｎ型単結晶シリコン基板１６を図４に示すように、弗
酸（ＨＦ）：エタノール（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ）：水（Ｈ2
Ｏ）＝１：２：１の溶液２６中に浸す。定電流電源Ｅを
用い、その陰極側に白金電極を、その陽極側にワックス
でマスクをしたｎ型単結晶シリコン基板１６を接続す
る。１０〜３０ｍＡ／ｃｍ2 の定電流を流しながら、エ
ピタキシャル層１７がすべて多孔質シリコンになるまで
陽極化成を行う。この場合、ｎ型単結晶シリコンを用い
てｎ型単結晶シリコンをエピタキシャル成長させている
ので、多孔質シリコン層を形成したい表面に光をあてな
がら陽極化成を行なう。陽極化成の時間はエピタキシャ
ル層１２の厚さが約５μｍの場合であれば、約５分程度
である。
コン１６上に１０〜１００Ωｃｍのｎ型単結晶シリコン
を５〜１０μｍエピタキシャル成長させたエピタキシャ
ル層１７を有するウェハーを用いる。まず、図２に示す
ように上記のウェハーの抵抗率が０．０５Ωｃｍの単結
晶シリコン１６側にＡｕ又はＡｌ電極１５を堆積してオ
ーミック接続をとる。次に、図３に示すように多孔質化
したい部分を除いて耐弗酸のワックス２５でマスクをし
たｎ型単結晶シリコン基板１６を図４に示すように、弗
酸（ＨＦ）：エタノール（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ）：水（Ｈ2
Ｏ）＝１：２：１の溶液２６中に浸す。定電流電源Ｅを
用い、その陰極側に白金電極を、その陽極側にワックス
でマスクをしたｎ型単結晶シリコン基板１６を接続す
る。１０〜３０ｍＡ／ｃｍ2 の定電流を流しながら、エ
ピタキシャル層１７がすべて多孔質シリコンになるまで
陽極化成を行う。この場合、ｎ型単結晶シリコンを用い
てｎ型単結晶シリコンをエピタキシャル成長させている
ので、多孔質シリコン層を形成したい表面に光をあてな
がら陽極化成を行なう。陽極化成の時間はエピタキシャ
ル層１２の厚さが約５μｍの場合であれば、約５分程度
である。
【００１８】次に、実施例１の場合と同様にして、多孔
質シリコン層の表面を薄くエッチングし、ワックスを落
として、水洗い・乾燥を行い、更に、ＥＣＲ ＣＶＤ法
で、ｐ型の微結晶を含有する非晶質シリコンカーボン層
１８を、膜厚１００〜３００オングストローム堆積す
る。尚、この場合の堆積条件は、原料ガスとしてＰＨ3
の代わりにＢ2 Ｈ6 を用いれば、前述の場合と同様であ
る。最後に、微結晶を含有する非晶質シリコンカーボン
層１８上に膜厚４００〜７００オングストロームのＩＴ
Ｏ１４を形成して上部電極とすることにより、図７に示
す発光素子２を得ることができる。
質シリコン層の表面を薄くエッチングし、ワックスを落
として、水洗い・乾燥を行い、更に、ＥＣＲ ＣＶＤ法
で、ｐ型の微結晶を含有する非晶質シリコンカーボン層
１８を、膜厚１００〜３００オングストローム堆積す
る。尚、この場合の堆積条件は、原料ガスとしてＰＨ3
の代わりにＢ2 Ｈ6 を用いれば、前述の場合と同様であ
る。最後に、微結晶を含有する非晶質シリコンカーボン
層１８上に膜厚４００〜７００オングストロームのＩＴ
Ｏ１４を形成して上部電極とすることにより、図７に示
す発光素子２を得ることができる。
【００１９】上記の実施例によれば、抵抗率が０．０５
Ωｃｍの単結晶シリコン基板を用いているので、基板に
よる印加電圧の低下は極僅かであり、印加電圧が損失な
く単結晶シリコン基板と多孔質シリコン層の界面にかか
るので、キャリアが良好に多孔質シリコン層に注入され
る。また、エピタキシャル層の抵抗率は１０〜１００Ω
ｃｍと高いので、このエピタキシャル層を用いて多孔質
シリコン層を形成することにより、本実施例の多孔質シ
リコン層は従来の多孔質シリコン層に比べて抵抗率が高
くなり、多孔質シリコン層による光ルミネッセンスが強
くなる。したがって、本実施例の発光素子によれば、発
光輝度がおおきくなり、しかも発光するしきい値電圧が
低くなる。この結果、通常の集積回路の駆動電圧と同じ
電圧で十分な輝度を得ることも可能となる。
Ωｃｍの単結晶シリコン基板を用いているので、基板に
よる印加電圧の低下は極僅かであり、印加電圧が損失な
く単結晶シリコン基板と多孔質シリコン層の界面にかか
るので、キャリアが良好に多孔質シリコン層に注入され
る。また、エピタキシャル層の抵抗率は１０〜１００Ω
ｃｍと高いので、このエピタキシャル層を用いて多孔質
シリコン層を形成することにより、本実施例の多孔質シ
リコン層は従来の多孔質シリコン層に比べて抵抗率が高
くなり、多孔質シリコン層による光ルミネッセンスが強
くなる。したがって、本実施例の発光素子によれば、発
光輝度がおおきくなり、しかも発光するしきい値電圧が
低くなる。この結果、通常の集積回路の駆動電圧と同じ
電圧で十分な輝度を得ることも可能となる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ｐ
型又はｎ型で抵抗率が０．００１〜４０Ωｃｍの単結晶
シリコンと、その単結晶シリコン上に同じ導電型で抵抗
率が前記単結晶シリコンよりも高い単結晶シリコンをエ
ピタキシャル成長させたエピタキシャル層と、前記エピ
タキシャル層に形成された多孔質シリコン層と、前記多
孔質シリコン層上に形成された、前記単結晶シリコンと
異なる導電型をもつ微結晶を含有する非晶質シリコンカ
ーボン膜とを具備した構成としたことにより、従来の発
光素子のバイアス電圧よりも低いバイアス電圧で発光
し、しかも輝度を向上させることができる発光素子を提
供することができる。
型又はｎ型で抵抗率が０．００１〜４０Ωｃｍの単結晶
シリコンと、その単結晶シリコン上に同じ導電型で抵抗
率が前記単結晶シリコンよりも高い単結晶シリコンをエ
ピタキシャル成長させたエピタキシャル層と、前記エピ
タキシャル層に形成された多孔質シリコン層と、前記多
孔質シリコン層上に形成された、前記単結晶シリコンと
異なる導電型をもつ微結晶を含有する非晶質シリコンカ
ーボン膜とを具備した構成としたことにより、従来の発
光素子のバイアス電圧よりも低いバイアス電圧で発光
し、しかも輝度を向上させることができる発光素子を提
供することができる。
【００２１】また、本発明の発光素子は３００°Ｃ以下
の低温プロセスで作製可能なことにより、論理、演算、
駆動、受光素子等を作製した後、素子部分をワックス等
で覆い、本発明の発光素子を作製すれば、論理、演算、
駆動、受光素子等を破壊することなくモノシリックに発
光素子と論理、演算、駆動、受光素子等を作り込みこと
ができるので、特に光通信、自発光型ディスプレイ、光
集積回路等の光源として好適である。
の低温プロセスで作製可能なことにより、論理、演算、
駆動、受光素子等を作製した後、素子部分をワックス等
で覆い、本発明の発光素子を作製すれば、論理、演算、
駆動、受光素子等を破壊することなくモノシリックに発
光素子と論理、演算、駆動、受光素子等を作り込みこと
ができるので、特に光通信、自発光型ディスプレイ、光
集積回路等の光源として好適である。
【図１】本発明の実施例１の発光素子の概略構造図であ
る。
る。
【図２】本発明の一実施例である発光素子の製法を説明
するための図である。
するための図である。
【図３】本発明の一実施例である発光素子の製法を説明
するための図である。
するための図である。
【図４】本発明の一実施例である発光素子の製法を説明
するための図である。
するための図である。
【図５】本発明の一実施例である発光素子の製法を説明
するための図である。
するための図である。
【図６】本発明の実施例２の発光素子の概略構造図であ
る。
る。
１，２ 発光素子 １１ ｐ型の単結晶シリコン基板 １２ エピタキシャル層 １３ ｎ型の微結晶を含む非晶質シリコンカーボン １４ ＩＴＯ １５ Ａｕ又はＡｌ電極 １６ ｎ型の単結晶シリコン基板 １７ エピタキシャル層 １８ ｐ型の微結晶を含む非晶質シリコンカーボン ２５ ワックス
Claims (2)
- 【請求項１】 ｐ型又はｎ型で抵抗率が０．００１〜４
０Ωｃｍの単結晶シリコンと、前記単結晶シリコン上に
同じ導電型で抵抗率が前記単結晶シリコンよりも高い単
結晶シリコンをエピタキシャル成長させたエピタキシャ
ル層と、前記エピタキシャル層に形成された多孔質シリ
コン層と、前記多孔質シリコン層上に形成された、前記
単結晶シリコンと異なる導電型をもつ微結晶を含有する
非晶質シリコンカーボン膜とを具備することを特徴とす
る発光素子。 - 【請求項２】 前記微結晶を含有する非晶質シリコンカ
ーボン層の代わりに、非晶質シリコンカーボン層を形成
したことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27083292A JPH0697500A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 発光素子 |
| US08/008,566 US5285078A (en) | 1992-01-24 | 1993-01-22 | Light emitting element with employment of porous silicon and optical device utilizing light emitting element |
| DE4301940A DE4301940A1 (ja) | 1992-01-24 | 1993-01-25 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27083292A JPH0697500A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697500A true JPH0697500A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17491638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27083292A Withdrawn JPH0697500A (ja) | 1992-01-24 | 1992-09-14 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697500A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11163400A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-06-18 | Kdd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP27083292A patent/JPH0697500A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11163400A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-06-18 | Kdd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |