JPH0799342A - 多孔質シリコンの作製方法 - Google Patents
多孔質シリコンの作製方法Info
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- JPH0799342A JPH0799342A JP26486193A JP26486193A JPH0799342A JP H0799342 A JPH0799342 A JP H0799342A JP 26486193 A JP26486193 A JP 26486193A JP 26486193 A JP26486193 A JP 26486193A JP H0799342 A JPH0799342 A JP H0799342A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 シリコン基板の表面に陽極化成を施して多孔
質シリコンを作製する方法において、断続的な化成電流
を流す多孔質シリコンの作製方法。 【効果】 同一の化成電量で従来よりも発光強度、発光
色等の発光特性を向上させることができ、また従来の化
成電量（連続電流）よりも少ない化成電量で従来と同質
の多孔質シリコンを作製することができる。
質シリコンを作製する方法において、断続的な化成電流
を流す多孔質シリコンの作製方法。 【効果】 同一の化成電量で従来よりも発光強度、発光
色等の発光特性を向上させることができ、また従来の化
成電量（連続電流）よりも少ない化成電量で従来と同質
の多孔質シリコンを作製することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多孔質シリコンの作製方
法に関し、より詳細には、シリコン表面を陽極化成によ
って多孔質化し、発光性を有する薄膜をシリコン上に形
成することによって半導体基板上に光素子を形成する多
孔質シリコンの作製方法に関する。
法に関し、より詳細には、シリコン表面を陽極化成によ
って多孔質化し、発光性を有する薄膜をシリコン上に形
成することによって半導体基板上に光素子を形成する多
孔質シリコンの作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、多孔質シリコンに発光特性が見出
され［L.T.Kanham;Appl.Phys.Lett.57,1046(1990)、 越
田、 小山; 第９回結晶工学シンポジウム〈多孔質シリコ
ンの可視発光と研究の現状〉,p21(1992)] 、多孔質シリ
コンの光素子材料としての応用及びその作製技術が注目
されている。
され［L.T.Kanham;Appl.Phys.Lett.57,1046(1990)、 越
田、 小山; 第９回結晶工学シンポジウム〈多孔質シリコ
ンの可視発光と研究の現状〉,p21(1992)] 、多孔質シリ
コンの光素子材料としての応用及びその作製技術が注目
されている。
【０００３】シリコンは間接遷移型半導体であり、ルミ
ネッセンス効率が低く、シリコンを光素子材料として使
用することは非常に困難であった。このため発光素子の
形成は、通常、シリコン基板上にGaAs等の化合物半導体
を（ヘテロエピタキシャル）成長させて形成さることに
より行なわれていた。しかし、この方法には、ヘテロエ
ピタキシャル成長により成長させた化合物半導体の結晶
性が低い、製造コストが高くつく等の問題点があった。
陽極化成による多孔質シリコンの形成は、こういった問
題点のない発光層形成技術として注目されている。
ネッセンス効率が低く、シリコンを光素子材料として使
用することは非常に困難であった。このため発光素子の
形成は、通常、シリコン基板上にGaAs等の化合物半導体
を（ヘテロエピタキシャル）成長させて形成さることに
より行なわれていた。しかし、この方法には、ヘテロエ
ピタキシャル成長により成長させた化合物半導体の結晶
性が低い、製造コストが高くつく等の問題点があった。
陽極化成による多孔質シリコンの形成は、こういった問
題点のない発光層形成技術として注目されている。
【０００４】図８および図９を用いて従来の陽極化成に
よる多孔質シリコンの作製方法を説明する。図８は陽極
化成装置３０を示した模式図である。図中、１はシリコ
ンウエハ（基板）を示しており、シリコンウエハ１は裏
面３側から図示しない押え部材によって化成容器７の底
に押さえ付けられている。シリコンウエハ１の裏面３は
電源４の陽極に接続され、電源４の陰極には、溶液６に
浸漬されシリコンウエハ１の上方に対向配置された白金
メッシュ５が接続されている。化成容器７の上方にはラ
ンプ８が配設されている。なお、溶液６はＯリング１０
により化成容器７から流出しないようになっている。
よる多孔質シリコンの作製方法を説明する。図８は陽極
化成装置３０を示した模式図である。図中、１はシリコ
ンウエハ（基板）を示しており、シリコンウエハ１は裏
面３側から図示しない押え部材によって化成容器７の底
に押さえ付けられている。シリコンウエハ１の裏面３は
電源４の陽極に接続され、電源４の陰極には、溶液６に
浸漬されシリコンウエハ１の上方に対向配置された白金
メッシュ５が接続されている。化成容器７の上方にはラ
ンプ８が配設されている。なお、溶液６はＯリング１０
により化成容器７から流出しないようになっている。
【０００５】陽極化成を行なう際には、シリコンウエハ
１の表面２を弗酸溶液６に浸漬し、シリコンウエハ１を
陽極、溶液６に浸漬されている白金メッシュ５を陰極と
し、シリコンウエハ１から溶液６の方向に電流を流す。
（以下、この化成時に流す電流を化成電流と記し、化成
面単位面積当たりの化成電流の大きさを化成電流密度と
記す）。化成中、シリコンウエハ１の化成面（表面）２
は、メッシュ状の白金５を介してランプ８からの光照射
を受ける。
１の表面２を弗酸溶液６に浸漬し、シリコンウエハ１を
陽極、溶液６に浸漬されている白金メッシュ５を陰極と
し、シリコンウエハ１から溶液６の方向に電流を流す。
（以下、この化成時に流す電流を化成電流と記し、化成
面単位面積当たりの化成電流の大きさを化成電流密度と
記す）。化成中、シリコンウエハ１の化成面（表面）２
は、メッシュ状の白金５を介してランプ８からの光照射
を受ける。
【０００６】上記した陽極化成装置３０を用い、以下の
化成条件で７μｍの多孔質シリコン層を形成している例
がある[N.Koshida and H.Koyama;Appl.Phys.Lett.60,34
7(1922)]。 ・基板１は低抵抗Ｐ型のシリコンウェハ−、 ・化成溶液６は２０％の弗酸溶液、 ・化成電流密度は図９に示した如く時間に関係なく一定
で、その大きさは１０ｍＡ／ｃｍ2 、 ・化成時間は５分〜１０分。
化成条件で７μｍの多孔質シリコン層を形成している例
がある[N.Koshida and H.Koyama;Appl.Phys.Lett.60,34
7(1922)]。 ・基板１は低抵抗Ｐ型のシリコンウェハ−、 ・化成溶液６は２０％の弗酸溶液、 ・化成電流密度は図９に示した如く時間に関係なく一定
で、その大きさは１０ｍＡ／ｃｍ2 、 ・化成時間は５分〜１０分。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】多孔質シリコンにおけ
る発光効率および発光色（発光スペクトルピ−ク波長）
等の発光特性は陽極化成条件により変化する。前記発光
特性を左右する要因としては、化成に使用された電気量
（以下、該電気量を化成電量と記し、化成面単位面積当
たりの電気量を化成電量密度と記す。）、化成中・化成
後の光照射、化成後における多孔質シリコンの酸化、化
成後における酸・アルカリ中でのエッチング等の要因が
知られている[ 越田、 小山; 第９回結晶工学シンポジウ
ム「 多孔質シリコンの可視発光と研究の現状」,p21(199
2)]。例えば、化成電量を増大させると発光波長が短く
なる。また、所定の化成電量までであれば、化成電量の
増大とともに発光強度も増大する。このように、多孔質
シリコンの発光特性は上記諸要因により変化する。従来
の方法では、多孔質シリコンの発光効率と発光色とを制
御して作製することは困難であった。
る発光効率および発光色（発光スペクトルピ−ク波長）
等の発光特性は陽極化成条件により変化する。前記発光
特性を左右する要因としては、化成に使用された電気量
（以下、該電気量を化成電量と記し、化成面単位面積当
たりの電気量を化成電量密度と記す。）、化成中・化成
後の光照射、化成後における多孔質シリコンの酸化、化
成後における酸・アルカリ中でのエッチング等の要因が
知られている[ 越田、 小山; 第９回結晶工学シンポジウ
ム「 多孔質シリコンの可視発光と研究の現状」,p21(199
2)]。例えば、化成電量を増大させると発光波長が短く
なる。また、所定の化成電量までであれば、化成電量の
増大とともに発光強度も増大する。このように、多孔質
シリコンの発光特性は上記諸要因により変化する。従来
の方法では、多孔質シリコンの発光効率と発光色とを制
御して作製することは困難であった。
【０００８】本発明は上記状況に鑑みなされたものであ
り、発光効率および発光色等の発光特性を制御すること
ができる多孔質シリコンの作製方法を提供することを目
的としている。
り、発光効率および発光色等の発光特性を制御すること
ができる多孔質シリコンの作製方法を提供することを目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の多孔質シリコンの作製方法（１）は、シリコ
ン基板の表面に陽極化成を施して多孔質シリコンを作製
する方法において、断続的な化成電流を流すことを特徴
としている。
の本発明の多孔質シリコンの作製方法（１）は、シリコ
ン基板の表面に陽極化成を施して多孔質シリコンを作製
する方法において、断続的な化成電流を流すことを特徴
としている。
【００１０】本発明の多孔質シリコンの作製方法（２）
は、シリコン基板の表面に陽極化成を施して多孔質シリ
コンを作製する方法において、周期的に変化する化成電
流を流すことを特徴としている。
は、シリコン基板の表面に陽極化成を施して多孔質シリ
コンを作製する方法において、周期的に変化する化成電
流を流すことを特徴としている。
【００１１】
【作用】多孔質シリコン層の形成には、陽極化成中にシ
リコン基板内に生成される正孔と化成溶液中の弗素イオ
ン〈Ｆ- 〉とが関与している。したがって、これらの反
応系内における前記正孔および前記弗素イオンの移動を
前記反応系に印加する電界により変調すれば、形成され
る多孔質シリコンの構造を変化させることが可能にな
り、ひいては該多孔質シリコンの発光特性に変化を与え
ることが可能になる。
リコン基板内に生成される正孔と化成溶液中の弗素イオ
ン〈Ｆ- 〉とが関与している。したがって、これらの反
応系内における前記正孔および前記弗素イオンの移動を
前記反応系に印加する電界により変調すれば、形成され
る多孔質シリコンの構造を変化させることが可能にな
り、ひいては該多孔質シリコンの発光特性に変化を与え
ることが可能になる。
【００１２】上記多孔質シリコンの作製方法（１）にお
いては、化成電流として図１に示したような通電時間ｔ
H と電流停止時間ｔL とが等しいパルス状の電流を通電
する。化成電流として前記パルス状の電流を通電すれ
ば、従来の技術のように連続一定電流（図９参照）を通
電して陽極化成を行なう場合に比べて、下記（Ａ）およ
び（Ｂ）に示したことが可能になる。
いては、化成電流として図１に示したような通電時間ｔ
H と電流停止時間ｔL とが等しいパルス状の電流を通電
する。化成電流として前記パルス状の電流を通電すれ
ば、従来の技術のように連続一定電流（図９参照）を通
電して陽極化成を行なう場合に比べて、下記（Ａ）およ
び（Ｂ）に示したことが可能になる。
【００１３】また、上記多孔質シリコンの作製方法
（２）の場合、周期的に変化する化成電流として例え
ば、図３に示したような周期Ｔの三角波電流を通電す
る。化成電流として前記三角波電流を通電すれば、従来
の技術のように連続一定電流（図９参照）を通電して陽
極化成を行なう場合に比べて、下記（Ａ）および（Ｂ）
に示したことが可能になる。
（２）の場合、周期的に変化する化成電流として例え
ば、図３に示したような周期Ｔの三角波電流を通電す
る。化成電流として前記三角波電流を通電すれば、従来
の技術のように連続一定電流（図９参照）を通電して陽
極化成を行なう場合に比べて、下記（Ａ）および（Ｂ）
に示したことが可能になる。
【００１４】（Ａ）同じ化成電量で発光強度を増大させ
たり、あるいは発光色を変化させたりすることが可能に
なり、連続一定電流で化成作製されたものとは異質の発
光特性を有する多孔質シリコンを作製することが可能に
なる。 （Ｂ）従来の連続一定電流により化成作製されたものと
同質の発光特性を有する多孔質シリコンを従来の場合よ
りも少ない化成電量で作製することが可能になり、その
分、作製に要するエネルギ−コストを削減することが可
能になる。
たり、あるいは発光色を変化させたりすることが可能に
なり、連続一定電流で化成作製されたものとは異質の発
光特性を有する多孔質シリコンを作製することが可能に
なる。 （Ｂ）従来の連続一定電流により化成作製されたものと
同質の発光特性を有する多孔質シリコンを従来の場合よ
りも少ない化成電量で作製することが可能になり、その
分、作製に要するエネルギ−コストを削減することが可
能になる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明に係る多孔質シリコンの作製方
法の実施例１〜実施例３を図面に基づいて説明する。図
８に示した陽極化成装置３０において、化成時に使用す
る電源４として関数機能付きガルバノスタット、基板１
として抵抗率１０Ωcmのｐ型シリコン（100）ウエハを
用い、図１または図３に示した波形の化成電流を流し、
かつランプ８としてタングステンランプから照射光９を
照射しながら陽極化成を行なった。
法の実施例１〜実施例３を図面に基づいて説明する。図
８に示した陽極化成装置３０において、化成時に使用す
る電源４として関数機能付きガルバノスタット、基板１
として抵抗率１０Ωcmのｐ型シリコン（100）ウエハを
用い、図１または図３に示した波形の化成電流を流し、
かつランプ８としてタングステンランプから照射光９を
照射しながら陽極化成を行なった。
【００１６】実施例１および実施例２で通電する化成電
流は、図１に示したように化成電流通電時間ｔH と化成
電流停止時間ｔL とが等しい（ｔH ＝ｔL ）パルス状の
電流である。該化成電流に関し、〈実施例１〉通電時
の電流密度が１ｍＡ／ｃｍ2で、化成電量密度が０．６
Ｃ／ｃｍ2 である場合と、〈実施例２〉通電時の電流
密度が１０．０ｍＡ／ｃｍ2 で、化成電量密度が７．０
Ｃ／ｃｍ2 である場合とについて各々多孔質シリコンを
作製した。そして、上記条件で作製した多孔質シリコン
に紫外光を照射して発生するルミネッセンス光の発光強
度、発光スペクトルピ−ク波長を測定した。該測定結果
を表１および図２に示す。表１には上記の条件で作製
された実施例１に係る多孔質シリコンの測定結果を、同
じく上記の条件のもとで従来の方法である連続一定電
流によって作製された多孔質シリコンの測定結果と共に
示している。図２のグラフには上記の条件で作製され
た実施例２に係る多孔質シリコンの測定結果を、同じく
上記の条件のもとで従来の方法である連続一定電流に
よって作製された多孔質シリコンの測定結果と共に示し
ている。
流は、図１に示したように化成電流通電時間ｔH と化成
電流停止時間ｔL とが等しい（ｔH ＝ｔL ）パルス状の
電流である。該化成電流に関し、〈実施例１〉通電時
の電流密度が１ｍＡ／ｃｍ2で、化成電量密度が０．６
Ｃ／ｃｍ2 である場合と、〈実施例２〉通電時の電流
密度が１０．０ｍＡ／ｃｍ2 で、化成電量密度が７．０
Ｃ／ｃｍ2 である場合とについて各々多孔質シリコンを
作製した。そして、上記条件で作製した多孔質シリコン
に紫外光を照射して発生するルミネッセンス光の発光強
度、発光スペクトルピ−ク波長を測定した。該測定結果
を表１および図２に示す。表１には上記の条件で作製
された実施例１に係る多孔質シリコンの測定結果を、同
じく上記の条件のもとで従来の方法である連続一定電
流によって作製された多孔質シリコンの測定結果と共に
示している。図２のグラフには上記の条件で作製され
た実施例２に係る多孔質シリコンの測定結果を、同じく
上記の条件のもとで従来の方法である連続一定電流に
よって作製された多孔質シリコンの測定結果と共に示し
ている。
【００１７】さらに、〈実施例３〉では、通電時の電流
密度が１４．１ｍＡ／ｃｍ2 、化成電量密度が７．０Ｃ
／ｃｍ2 で周期がＴの三角波電流を化成電流として多孔
質シリコンを作製した。
密度が１４．１ｍＡ／ｃｍ2 、化成電量密度が７．０Ｃ
／ｃｍ2 で周期がＴの三角波電流を化成電流として多孔
質シリコンを作製した。
【００１８】〈実施例１〉
【００１９】
【表１】
【００２０】表１は化成電流におけるパルス形状と発光
強度および発光スペクトルピ−クとの関係を示してい
る。表中のパルス幅は図１に示した化成電流波形におけ
る化成電流通電時間ｔH （＝化成電流停止時間ｔL ）に
等しく、また発光強度は、連続一定電流における発光強
度を１とした時の相対強度を示している。
強度および発光スペクトルピ−クとの関係を示してい
る。表中のパルス幅は図１に示した化成電流波形におけ
る化成電流通電時間ｔH （＝化成電流停止時間ｔL ）に
等しく、また発光強度は、連続一定電流における発光強
度を１とした時の相対強度を示している。
【００２１】表１から分かるように、パルス幅が１００
ミリ秒、および１０ミリ秒の場合、同じ化成電量であっ
ても連続一定電流の化成によって作製された多孔質シリ
コンに比べて、実施例１に係る多孔質シリコンの発光強
度が２０％増加している。また、発光スペクトルピ−ク
波長の短波長化が生じており、連続一定電流の化成によ
って作製された多孔質シリコンに比べて、パルス幅が１
００ミリ秒、１０ミリ秒、１ミリ秒の場合において、６
０〜８０ｎｍ発光スペクトルピ−ク波長が短くなってい
る。これは実施例１の方法で多孔質シリコンを作製すれ
ば、発光色を変化させる（ブル−シフトを起こさせる）
ことができることを示している。なお、作製した多孔質
シリコン層の厚さは、化成電流が連続一定電流の場合で
も、パルス状の断続電流の場合でも変化せず同じであっ
た。また、パルス状の断続電流の場合にパルス幅を変え
ても変化しなかった。
ミリ秒、および１０ミリ秒の場合、同じ化成電量であっ
ても連続一定電流の化成によって作製された多孔質シリ
コンに比べて、実施例１に係る多孔質シリコンの発光強
度が２０％増加している。また、発光スペクトルピ−ク
波長の短波長化が生じており、連続一定電流の化成によ
って作製された多孔質シリコンに比べて、パルス幅が１
００ミリ秒、１０ミリ秒、１ミリ秒の場合において、６
０〜８０ｎｍ発光スペクトルピ−ク波長が短くなってい
る。これは実施例１の方法で多孔質シリコンを作製すれ
ば、発光色を変化させる（ブル−シフトを起こさせる）
ことができることを示している。なお、作製した多孔質
シリコン層の厚さは、化成電流が連続一定電流の場合で
も、パルス状の断続電流の場合でも変化せず同じであっ
た。また、パルス状の断続電流の場合にパルス幅を変え
ても変化しなかった。
【００２２】〈実施例２〉表１に示した実施例１の場合
には通電する化成電流の波形変化をパルス幅ｔH、ｔL
で示したが、図２に示した実施例２の場合にはパルス周
波数ｆ(Hz)で前記化成電流の波形変化を示した。パルス
周波数ｆとパルス幅ｔH 、ｔL との間には、ｆ＝１／
（ｔH ＋ｔL ）の関係が成立する。
には通電する化成電流の波形変化をパルス幅ｔH、ｔL
で示したが、図２に示した実施例２の場合にはパルス周
波数ｆ(Hz)で前記化成電流の波形変化を示した。パルス
周波数ｆとパルス幅ｔH 、ｔL との間には、ｆ＝１／
（ｔH ＋ｔL ）の関係が成立する。
【００２３】図２は横軸にパルス周波数ｆ（Ｈｚ) をと
り、縦軸に発光強度および発光スペクトルピ−ク波長
（ｎｍ）をとっている。図中における黒丸●は発光強度
を示しており、白丸○は発光スぺクトルピ−ク波長を示
している。なお、図中に矢印で示した黒丸および白丸は
各々、連続一定電流の場合における発光強度と発光スペ
クトルピ−ク波長を示している。図２から分かるよう
に、実施例２の場合においても、パルス周波数が増大す
ると発光強度が増大し、発光スペクトルピ−ク波長が短
波長化している。なお、作製した多孔質シリコン層の厚
さは、化成電流が連続一定電流の場合でも、パルス状の
断続電流の場合でも変化せず同じであった。また、パル
ス状の断続電流の場合にパルス幅を変えても変化しなか
った。
り、縦軸に発光強度および発光スペクトルピ−ク波長
（ｎｍ）をとっている。図中における黒丸●は発光強度
を示しており、白丸○は発光スぺクトルピ−ク波長を示
している。なお、図中に矢印で示した黒丸および白丸は
各々、連続一定電流の場合における発光強度と発光スペ
クトルピ−ク波長を示している。図２から分かるよう
に、実施例２の場合においても、パルス周波数が増大す
ると発光強度が増大し、発光スペクトルピ−ク波長が短
波長化している。なお、作製した多孔質シリコン層の厚
さは、化成電流が連続一定電流の場合でも、パルス状の
断続電流の場合でも変化せず同じであった。また、パル
ス状の断続電流の場合にパルス幅を変えても変化しなか
った。
【００２４】〈実施例３〉実施例３で通電する化成電流
は、図３に示したように周期がＴ（周波数がｆ＝１／
Ｔ）の三角波電流である。電流密度が１４．１ｍＡ／ｃ
ｍ2 、化成電量密度が７．０Ｃ／ｃｍ2 の下で、前記三
角波電流の周波数ｆを０．２５Ｈｚ〜１５０Ｈｚまで変
化させて多孔質シリコンを作製した。そして、上記条件
で作製した多孔質シリコンに紫外光を照射して発生する
ルミネッセンス光の発光強度、発光スペクトルピ−ク波
長を測定した。該測定結果を図４、図５および図６に示
す。図４、図５には、従来の方法である連続一定電流に
よって作製された多孔質シリコンの測定結果も矢印Ａ、
矢印Ｂで併せて示してある。なお、作製した多孔質シリ
コンの膜厚は、上記電流密度および化成電量密度の下
で、前記三角波電流を通電して作製した場合でも、従来
の方法である連続一定電流を通電して作製した場合でも
変化することなく同じであった。また、前記三角波電流
の周波数ｆを変化させても作製される膜厚は変化しなか
った。
は、図３に示したように周期がＴ（周波数がｆ＝１／
Ｔ）の三角波電流である。電流密度が１４．１ｍＡ／ｃ
ｍ2 、化成電量密度が７．０Ｃ／ｃｍ2 の下で、前記三
角波電流の周波数ｆを０．２５Ｈｚ〜１５０Ｈｚまで変
化させて多孔質シリコンを作製した。そして、上記条件
で作製した多孔質シリコンに紫外光を照射して発生する
ルミネッセンス光の発光強度、発光スペクトルピ−ク波
長を測定した。該測定結果を図４、図５および図６に示
す。図４、図５には、従来の方法である連続一定電流に
よって作製された多孔質シリコンの測定結果も矢印Ａ、
矢印Ｂで併せて示してある。なお、作製した多孔質シリ
コンの膜厚は、上記電流密度および化成電量密度の下
で、前記三角波電流を通電して作製した場合でも、従来
の方法である連続一定電流を通電して作製した場合でも
変化することなく同じであった。また、前記三角波電流
の周波数ｆを変化させても作製される膜厚は変化しなか
った。
【００２５】図４は前記三角波電流の周波数ｆと発光強
度との関係を示したグラフである。図４から分かるよう
に、前記三角波電流を通電した場合は、従来の連続一定
電流を通電した場合に比べて、いずれの周波数（０．２
５Ｈｚ＜ｆ＜１５０Ｈｚ）においても発光強度が増大し
ている。発光強度の増大は、周波数ｆ＝１０Ｈｚおよび
ｆ＝２５Ｈｚで約２．８倍に達した。
度との関係を示したグラフである。図４から分かるよう
に、前記三角波電流を通電した場合は、従来の連続一定
電流を通電した場合に比べて、いずれの周波数（０．２
５Ｈｚ＜ｆ＜１５０Ｈｚ）においても発光強度が増大し
ている。発光強度の増大は、周波数ｆ＝１０Ｈｚおよび
ｆ＝２５Ｈｚで約２．８倍に達した。
【００２６】図５は前記三角波電流の周波数ｆと発光ス
ペクトルピ−ク波長との関係を示したグラフである。図
５から分かるように、前記三角波電流を通電した場合
は、従来の連続一定電流を通電した場合に比べて、いず
れの周波数ｆ（０．２５Ｈｚ＜ｆ＜１５０Ｈｚ）におい
ても発光スペクトルピ−ク波長が短波長側に移動してい
る。図６は発光スペクトルピ−ク波長が短波長側に移動
した移動量（ブル−シフト量）と前記三角波電流の周波
数ｆとの関係を示したグラフである。前記ブル−シフト
量は、周波数ｆ＝１０Ｈｚおよび２５Ｈｚで約５０ｎｍ
に達した。
ペクトルピ−ク波長との関係を示したグラフである。図
５から分かるように、前記三角波電流を通電した場合
は、従来の連続一定電流を通電した場合に比べて、いず
れの周波数ｆ（０．２５Ｈｚ＜ｆ＜１５０Ｈｚ）におい
ても発光スペクトルピ−ク波長が短波長側に移動してい
る。図６は発光スペクトルピ−ク波長が短波長側に移動
した移動量（ブル−シフト量）と前記三角波電流の周波
数ｆとの関係を示したグラフである。前記ブル−シフト
量は、周波数ｆ＝１０Ｈｚおよび２５Ｈｚで約５０ｎｍ
に達した。
【００２７】以上実施例１および実施例２で説明したよ
うに、化成電流として図１に示したパルス状の断続電流
を通電して多孔質シリコンを作製すれば、連続電流を通
電することによって多孔質シリコンを作製する場合に比
べ、同じ化成電量で発光強度を増大させ、発光スペクト
ルピ−ク波長を短くして発光色のブル−シフトを起こさ
せることができる。また、化成電量を増大させなくとも
パルス幅ｔH 、ｔL を変化させる〈実施例１〉またはパ
ルス周波数ｆを変化させる〈実施例２〉ことによって発
光強度を増大させ、かつ発光スペクトルの短波長化を図
ることができるので、その分、消費電力を節減して生産
コストを削減することができる。
うに、化成電流として図１に示したパルス状の断続電流
を通電して多孔質シリコンを作製すれば、連続電流を通
電することによって多孔質シリコンを作製する場合に比
べ、同じ化成電量で発光強度を増大させ、発光スペクト
ルピ−ク波長を短くして発光色のブル−シフトを起こさ
せることができる。また、化成電量を増大させなくとも
パルス幅ｔH 、ｔL を変化させる〈実施例１〉またはパ
ルス周波数ｆを変化させる〈実施例２〉ことによって発
光強度を増大させ、かつ発光スペクトルの短波長化を図
ることができるので、その分、消費電力を節減して生産
コストを削減することができる。
【００２８】また、実施例３で説明したように三角波電
流を通電して多孔質シリコンを作製する場合も、連続一
定電流を通電することによって多孔質シリコンを作製す
る場合に比べて、同じ化成電量で発光強度を増大させる
ことができると共に、発光スペクトルピ−ク波長を短く
して発光色のブル−シフトを起こさせることができる。
また、化成電量を増大させなくとも三角波電流の周波数
ｆを変化させることによって発光強度を増大させ、かつ
発光スペクトルの短波長化を図ることができるので、そ
の分、消費電力を節減して生産コストを削減することが
できる。
流を通電して多孔質シリコンを作製する場合も、連続一
定電流を通電することによって多孔質シリコンを作製す
る場合に比べて、同じ化成電量で発光強度を増大させる
ことができると共に、発光スペクトルピ−ク波長を短く
して発光色のブル−シフトを起こさせることができる。
また、化成電量を増大させなくとも三角波電流の周波数
ｆを変化させることによって発光強度を増大させ、かつ
発光スペクトルの短波長化を図ることができるので、そ
の分、消費電力を節減して生産コストを削減することが
できる。
【００２９】なお、上記実施例３においては、周期的な
量の化成電流として図３に示した三角波電流を通電して
多孔質シリコンを作製する場合を示したが、通電する化
成電流としては何も前記三角波電流に限られるわけでは
ない。別の実施例では、図７（ａ）に示したように所定
の直流レベルを基準として波形が周期的に変化する三角
波電流を通電してもよく、さらに別の実施例では図７
（ｂ）、図７（ｃ）に示した正弦（ｓｉｎ）波電流を通
電してもよい。要するに通電する化成電流としては電流
値が時間と共に周期的に変化するものであればよい。
量の化成電流として図３に示した三角波電流を通電して
多孔質シリコンを作製する場合を示したが、通電する化
成電流としては何も前記三角波電流に限られるわけでは
ない。別の実施例では、図７（ａ）に示したように所定
の直流レベルを基準として波形が周期的に変化する三角
波電流を通電してもよく、さらに別の実施例では図７
（ｂ）、図７（ｃ）に示した正弦（ｓｉｎ）波電流を通
電してもよい。要するに通電する化成電流としては電流
値が時間と共に周期的に変化するものであればよい。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る多孔質
シリコンの作製方法（１）または多孔質シリコンの作製
方法（２）のいずれの作製方法を用いても、連続一定電
流を用いて陽極化成を行なう従来の多孔質シリコンの作
製方法に比べて、同一の化成電量で発光強度を増大さ
せ、かつ発光色が変化した（発光スペクトルピ−ク波長
を変化させた）多孔質シリコンを作製することができ
る。すなわち、同一の化成電量で従来とは異質の発光特
性を有する多孔質シリコンを制御して作製することがで
きる。
シリコンの作製方法（１）または多孔質シリコンの作製
方法（２）のいずれの作製方法を用いても、連続一定電
流を用いて陽極化成を行なう従来の多孔質シリコンの作
製方法に比べて、同一の化成電量で発光強度を増大さ
せ、かつ発光色が変化した（発光スペクトルピ−ク波長
を変化させた）多孔質シリコンを作製することができ
る。すなわち、同一の化成電量で従来とは異質の発光特
性を有する多孔質シリコンを制御して作製することがで
きる。
【００３１】また、本発明に係る多孔質シリコンの作製
方法（１）においては、通電される化成電流のパルス幅
（またはパルス周波数）を変化させれば、化成電量を増
加させなくとも発光強度を増大させたり、発光色を変化
させることができるので、消費電力を節減することがで
き、生産コストを削減することができる。同様に、本発
明に係る多孔質シリコンの作製方法（２）においても、
通電する化成電流の周波数を変化させれば、化成電量を
増加させなくとも発光強度を増大させたり、発光色を変
化させることができるので、消費電力を節減することが
でき、生産コストを削減することができる。すなわち、
本発明に係る多孔質シリコンの作製方法（１）または多
孔質シリコンの作製方法（２）のいずれの作製方法を用
いても、従来の連続一定電流により化成作製されたもの
と同質の発光特性を持った多孔質シリコンを従来より少
ない化成電量で作製することができる。
方法（１）においては、通電される化成電流のパルス幅
（またはパルス周波数）を変化させれば、化成電量を増
加させなくとも発光強度を増大させたり、発光色を変化
させることができるので、消費電力を節減することがで
き、生産コストを削減することができる。同様に、本発
明に係る多孔質シリコンの作製方法（２）においても、
通電する化成電流の周波数を変化させれば、化成電量を
増加させなくとも発光強度を増大させたり、発光色を変
化させることができるので、消費電力を節減することが
でき、生産コストを削減することができる。すなわち、
本発明に係る多孔質シリコンの作製方法（１）または多
孔質シリコンの作製方法（２）のいずれの作製方法を用
いても、従来の連続一定電流により化成作製されたもの
と同質の発光特性を持った多孔質シリコンを従来より少
ない化成電量で作製することができる。
【図１】本発明に係る多孔質シリコンの作製方法の実施
例１および実施例２で通電される化成電流を概略的に示
した波形図である。
例１および実施例２で通電される化成電流を概略的に示
した波形図である。
【図２】実施例２に係る多孔質シリコンの作製方法で通
電される化成電流のパルス周波数と発光強度および発光
スペクトルピ−ク波長との関係を概略的に示したグラフ
である。
電される化成電流のパルス周波数と発光強度および発光
スペクトルピ−ク波長との関係を概略的に示したグラフ
である。
【図３】実施例３に係る多孔質シリコンの作製方法にお
いて化成電流として通電される三角波電流を概略的に示
した波形図である。
いて化成電流として通電される三角波電流を概略的に示
した波形図である。
【図４】実施例３で通電した三角波電流の周波数と発光
強度との関係を概略的に示したグラフである。
強度との関係を概略的に示したグラフである。
【図５】実施例３で通電した三角波電流の周波数と発光
スペクトルピ−ク波長との関係を示したグラフである。
スペクトルピ−ク波長との関係を示したグラフである。
【図６】実施例３で通電した三角波電流の周波数とブル
−シフト量との関係を示したグラフである。
−シフト量との関係を示したグラフである。
【図７】周期的に変化する化成電流に関し、（ａ）〜
（ｃ）はそれぞれ別の実施例で通電する化成電流を概略
的に示したグラフである。
（ｃ）はそれぞれ別の実施例で通電する化成電流を概略
的に示したグラフである。
【図８】陽極化成装置を示した模式図である。
【図９】従来の多孔質シリコンの作製方法における化成
電流を示した波形図である。
電流を示した波形図である。
１ シリコンウエハ（基板） ２ シリコンウエハ表面（化成面） ５ 白金メッシュ（陰極） ６ 溶液 ８ ランプ ９ 照射光 ｔH 化成電流通電時間 ｔL 化成電流停止時間 Ｔ 周期
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン基板の表面に陽極化成を施して
多孔質シリコンを作製する方法において、断続的な化成
電流を流すことを特徴とする多孔質シリコンの作製方
法。 - 【請求項２】 シリコン基板の表面に陽極化成を施して
多孔質シリコンを作成する方法において、周期的に変化
する化成電流を流すことを特徴とする多孔質シリコンの
作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26486193A JPH0799342A (ja) | 1993-08-02 | 1993-10-22 | 多孔質シリコンの作製方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19120393 | 1993-08-02 | ||
| JP5-191203 | 1993-08-02 | ||
| JP26486193A JPH0799342A (ja) | 1993-08-02 | 1993-10-22 | 多孔質シリコンの作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0799342A true JPH0799342A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=26506560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26486193A Pending JPH0799342A (ja) | 1993-08-02 | 1993-10-22 | 多孔質シリコンの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0799342A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003041147A1 (en) * | 2001-11-08 | 2003-05-15 | Tokyo Electron Limited | Anodic oxidizer, anodic oxidation method |
| JP2011211209A (ja) * | 2011-05-02 | 2011-10-20 | Sony Corp | 薄膜半導体の製造方法 |
| JP2011233903A (ja) * | 2011-05-02 | 2011-11-17 | Sony Corp | 薄膜半導体の製造方法 |
| JP2014072298A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Shibaura Mechatronics Corp | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2018538699A (ja) * | 2015-12-11 | 2018-12-27 | ネックスヴァーフェ・ゲー・エム・ベー・ハーＮｅｘｗａｆｅ Ｇｍｂｈ | 半導体基板の片面エッチングを行うための装置及び方法 |
-
1993
- 1993-10-22 JP JP26486193A patent/JPH0799342A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003041147A1 (en) * | 2001-11-08 | 2003-05-15 | Tokyo Electron Limited | Anodic oxidizer, anodic oxidation method |
| US7118663B2 (en) | 2001-11-08 | 2006-10-10 | Tokyo Electron Limited | Anodic oxidizer, anodic oxidation method |
| JP2011211209A (ja) * | 2011-05-02 | 2011-10-20 | Sony Corp | 薄膜半導体の製造方法 |
| JP2011233903A (ja) * | 2011-05-02 | 2011-11-17 | Sony Corp | 薄膜半導体の製造方法 |
| JP2014072298A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Shibaura Mechatronics Corp | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2018538699A (ja) * | 2015-12-11 | 2018-12-27 | ネックスヴァーフェ・ゲー・エム・ベー・ハーＮｅｘｗａｆｅ Ｇｍｂｈ | 半導体基板の片面エッチングを行うための装置及び方法 |
| US10975490B2 (en) | 2015-12-11 | 2021-04-13 | Nexwafe Gmbh | Apparatus and method for etching one side of a semiconductor substrate |
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