JPS5956478A - 薄膜発光素子及びその製造方法 - Google Patents
薄膜発光素子及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS5956478A JPS5956478A JP57166568A JP16656882A JPS5956478A JP S5956478 A JPS5956478 A JP S5956478A JP 57166568 A JP57166568 A JP 57166568A JP 16656882 A JP16656882 A JP 16656882A JP S5956478 A JPS5956478 A JP S5956478A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- light emitting
- thin
- thin film
- group
- Prior art date
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- Luminescent Compositions (AREA)
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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は薄膜半導体を用いた発光素子及びその製造方
法に関する。特に電界を印加することにより、エレクト
ロルミネセンス（ＥＬ）を呈する薄膜発光素子とその製
造に関する。
法に関する。特に電界を印加することにより、エレクト
ロルミネセンス（ＥＬ）を呈する薄膜発光素子とその製
造に関する。
薄膜半導体を用いた発光素子は、薄型化できること、大
面積化が可能であること、などのだめ表示デバイスへの
応用が期待されている。
面積化が可能であること、などのだめ表示デバイスへの
応用が期待されている。
現在までの所、硫化亜鉛（ＺｎＳ）薄膜を用いて、各種
の発光色を呈する発光素子が得られている。
の発光色を呈する発光素子が得られている。
しかしながら、白色の発光を呈する素子はまだ得られて
いない。
いない。
一方、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）を用いて用いて形
成した非品質の水素化炭化ケイ素（ａ−ＳｉｘＣ１−）
（：Ｈ）膜を用いて、白色の発光素子が作られ始めてい
る。しかし、発光輝度が弱く、末だ実用化されるいたっ
ていない。
成した非品質の水素化炭化ケイ素（ａ−ＳｉｘＣ１−）
（：Ｈ）膜を用いて、白色の発光素子が作られ始めてい
る。しかし、発光輝度が弱く、末だ実用化されるいたっ
ていない。
本発明は上記した円１．に鑑みてなされたもので、高い
発光効率を有する薄膜発光素子を得ることを目的とする
。又、本発明の他の目的は安定で長寿命な薄膜発光素子
を提供するものである。
発光効率を有する薄膜発光素子を得ることを目的とする
。又、本発明の他の目的は安定で長寿命な薄膜発光素子
を提供するものである。
ｅ
本発明は、例えばＨ２ガスあるいは−セ動ス等をキャリ
ヤガスとした、ケイ素Ｓ１と゛炭素Ｃを主たる成分とす
るガス、ある杓はその混合ガスたとえばテトラメチルシ
ランＴＭＳ（Ｓｔ（ＣＨ３）、ｉ）あるいはＴＭＳ ＋
シラン（ＳｉＨ４）とドーピングガスを原料ガスとし瓜
低圧グロー放電分解により■族及びＶ族元素から選ばれ
る少なくとも一種の不純物を有するアモルファス質の水
素化炭化ケイ素膜を得、発光層に用いる様にしたもので
ある。
ヤガスとした、ケイ素Ｓ１と゛炭素Ｃを主たる成分とす
るガス、ある杓はその混合ガスたとえばテトラメチルシ
ランＴＭＳ（Ｓｔ（ＣＨ３）、ｉ）あるいはＴＭＳ ＋
シラン（ＳｉＨ４）とドーピングガスを原料ガスとし瓜
低圧グロー放電分解により■族及びＶ族元素から選ばれ
る少なくとも一種の不純物を有するアモルファス質の水
素化炭化ケイ素膜を得、発光層に用いる様にしたもので
ある。
本発明による不純物の添加により、ａ−８ｉｘＣ＋−エ
：Ｈに、ドナー又はアクセプタ準位が生じ、斯る準位か
らのキャリアの遷移によって発光に寄与するキャリアが
増加し、発光層の抵抗率が大巾に低下する。
：Ｈに、ドナー又はアクセプタ準位が生じ、斯る準位か
らのキャリアの遷移によって発光に寄与するキャリアが
増加し、発光層の抵抗率が大巾に低下する。
従って高輝度の薄膜発光素子を得ることができる。又、
発光閾値重圧Ｖｔｈが小さくなるので安定で長寿命の薄
膜発光素子を得ることができる。更に、白色状態で高輝
度の薄膜発光を得ることができる。
発光閾値重圧Ｖｔｈが小さくなるので安定で長寿命の薄
膜発光素子を得ることができる。更に、白色状態で高輝
度の薄膜発光を得ることができる。
以下に発明の具体的な内容を実施例に基き詳細に説明す
る。
る。
本発明により作製した薄膜発光素子の断面構造図を第２
図に示す。１ず、基板２１として、（１）可視光に対し
て透明であること、 （１１）電気的に絶縁体であるこ
と、（ｉｌ＋）湿気等が素子本体へ入りこまないように
保護できること等をみたす材料を選択する。
図に示す。１ず、基板２１として、（１）可視光に対し
て透明であること、 （１１）電気的に絶縁体であるこ
と、（ｉｌ＋）湿気等が素子本体へ入りこまないように
保護できること等をみたす材料を選択する。
本実施例ではガラスを選んだ。
例えば石英ガラスが使用可能である。上記ガラスの一主
面上に（＋）ＥＢ蒸着で透明導電膜２２を形成する。本
実施例ではＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−８ｎ０２ ）を選び膜
厚約２０００λ被着した。次いで（Ｈ）ドーピングされ
たａ −５ｔｘｃｌ −ｚ ： Ｈ膜２３ （Ｉｌ＋）
強誘電体膜（Ｙ２Ｏ２等）２４ 、 （ＩＶ） ｌ蒸着
でＡｌ電極２５を形成した。
面上に（＋）ＥＢ蒸着で透明導電膜２２を形成する。本
実施例ではＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−８ｎ０２ ）を選び膜
厚約２０００λ被着した。次いで（Ｈ）ドーピングされ
たａ −５ｔｘｃｌ −ｚ ： Ｈ膜２３ （Ｉｌ＋）
強誘電体膜（Ｙ２Ｏ２等）２４ 、 （ＩＶ） ｌ蒸着
でＡｌ電極２５を形成した。
（１１）の段階で上記した透明電膜つきの基板が第１図
に示した装置内の基板１１１として発光層薄膜形成装置
内に設置される。このとき、ボンベ１０１ 内のキャリ
ヤガスＨｅを流量計１０２により毎分５０ｓｅｃ （ａ
ｉｌ ａｔ ＳＴＰ ）に設定して、テトラメチルシラ
ン藺を収めたシリンダ１０３内に導かれる。該シリンダ
１０３は恒温槽１０５内に設置され、−２０’０に設定
されている。
に示した装置内の基板１１１として発光層薄膜形成装置
内に設置される。このとき、ボンベ１０１ 内のキャリ
ヤガスＨｅを流量計１０２により毎分５０ｓｅｃ （ａ
ｉｌ ａｔ ＳＴＰ ）に設定して、テトラメチルシラ
ン藺を収めたシリンダ１０３内に導かれる。該シリンダ
１０３は恒温槽１０５内に設置され、−２０’０に設定
されている。
従ってこの温度での蒸気正分のＴＭＳ 、即ち毎分７．
５ｓｅｃのＴＭＳをガスとして流出させることができる
。
５ｓｅｃのＴＭＳをガスとして流出させることができる
。
またボンベ１０７内に収めたシランＳｉＨ４を流量計１
０６により毎分２．５ ｓｅｃ流出させる。実験工では
これらのガスを原料ガスとして用い、実験１１ａ−ｅで
はボンベ１７１内に収めたホンフィンＰＨ３を流量計１
６１を用いて流量設定し、原料ガス中のＰ／Ｓｔ原子数
比が（ａ） ０．００１、（ｂ） ０．００５、（ｃ）
０．０１、（ｄ）０．１となるように設定し、流量計１
０８を通して、チャンバ１０９内に流入させた。排気系
１１３を用いてチャンバ内圧力とＩ Ｔｏｒｒにした。
０６により毎分２．５ ｓｅｃ流出させる。実験工では
これらのガスを原料ガスとして用い、実験１１ａ−ｅで
はボンベ１７１内に収めたホンフィンＰＨ３を流量計１
６１を用いて流量設定し、原料ガス中のＰ／Ｓｔ原子数
比が（ａ） ０．００１、（ｂ） ０．００５、（ｃ）
０．０１、（ｄ）０．１となるように設定し、流量計１
０８を通して、チャンバ１０９内に流入させた。排気系
１１３を用いてチャンバ内圧力とＩ Ｔｏｒｒにした。
基板ホルダ１１２を加熱し、２００°Ｃとして上、下磁
極１１０及び１１２の間にｒｆ ％力（周波ｐｉ １３
．５６ ＭＨｇ ）を印加し、ＩＷ、イボ電極面積に対
して）に設定し、ガスとＧＤ分解した実験１ｓＩｌａ−
ｄで得た膜の特性は、室温での抵抗率が１０ ．１０
．３Ｘ１０ ．１０ ．３Ｘ１０”Ωｃｒｎでｔりす、
バンドギャップは〜２．３ｅＶとほぼ同一であった。
極１１０及び１１２の間にｒｆ ％力（周波ｐｉ １３
．５６ ＭＨｇ ）を印加し、ＩＷ、イボ電極面積に対
して）に設定し、ガスとＧＤ分解した実験１ｓＩｌａ−
ｄで得た膜の特性は、室温での抵抗率が１０ ．１０
．３Ｘ１０ ．１０ ．３Ｘ１０”Ωｃｒｎでｔりす、
バンドギャップは〜２．３ｅＶとほぼ同一であった。
以上の膜を上述のＥＬ素子の発光層薄膜（厚さ０．３μ
）２３として用い、ＩＴＯ框極２２とＡｔ ’醒極２５
の１０１に交流電界２６を印加したところ、 それぞれ
１００，８０，７０，５０，４０Ｖで発光を開始しノー
また発光スペクトルは赤色であ抄、輝度は１ 、１．５
２．５．７ （相対値）と増加することが示された。
）２３として用い、ＩＴＯ框極２２とＡｔ ’醒極２５
の１０１に交流電界２６を印加したところ、 それぞれ
１００，８０，７０，５０，４０Ｖで発光を開始しノー
また発光スペクトルは赤色であ抄、輝度は１ 、１．５
２．５．７ （相対値）と増加することが示された。
本実施例においては、ａ−８ｉｘＣ＋−２： Ｈ膜の組
成８１／Ｃが３の場合について述べたが、８１／Ｃが０
．１〜４．０の範囲にわたって、上の傾向が存在するこ
とを確めた。
成８１／Ｃが３の場合について述べたが、８１／Ｃが０
．１〜４．０の範囲にわたって、上の傾向が存在するこ
とを確めた。
斯るＸの変化に応じ、ＩＣｇ＝３．５〜２．ＯｅＶの闇
で変化し、波長４５０〜ｆｉ ００ ｎｍにビーク全持
つ発光をする。
で変化し、波長４５０〜ｆｉ ００ ｎｍにビーク全持
つ発光をする。
殊にＳｉ／Ｃ＝０．２５では白色ＥＬ発光し、上記ＩＩ
ａ〜ｄについて同等の効果が得られた。例えば、原料
ガスをテトラメチルシランのみとして、上記の場合と同
流址流した。また、ホスフィンヲＰ／Ｓｔ（原子数比）
でＯ、（ａ）０．００１’、 （ｂ）０．００５ 、
（ｃ）０．０１ 。
ａ〜ｄについて同等の効果が得られた。例えば、原料
ガスをテトラメチルシランのみとして、上記の場合と同
流址流した。また、ホスフィンヲＰ／Ｓｔ（原子数比）
でＯ、（ａ）０．００１’、 （ｂ）０．００５ 、
（ｃ）０．０１ 。
（ｄ）０．１と変化させた□、このとき得られたｎｆ−
の組成Ｓｉ／Ｃは０．２５であり、ＥＬ発光スペクトル
は、白色を呈したくバンドギャップ〜３ｅＶ）室温での
抵抗率は１０”、（ａ）３ｘｌ Ｏ” 、（ｂ）１０１
３．（ｃ）３Ｘ１０′２゜（ｄ）１０” Ｉｎ）であっ
た。白色発光と生じさせるのに必要な交流電界の題圧は
１８０（ａ）１２０ 、（ｂ）１００を示したがＩｆｆ
族のＢ 、 ＡＩ Ｖ族のＳｂ、Ａｓについても同時の
結果が得られた。
の組成Ｓｉ／Ｃは０．２５であり、ＥＬ発光スペクトル
は、白色を呈したくバンドギャップ〜３ｅＶ）室温での
抵抗率は１０”、（ａ）３ｘｌ Ｏ” 、（ｂ）１０１
３．（ｃ）３Ｘ１０′２゜（ｄ）１０” Ｉｎ）であっ
た。白色発光と生じさせるのに必要な交流電界の題圧は
１８０（ａ）１２０ 、（ｂ）１００を示したがＩｆｆ
族のＢ 、 ＡＩ Ｖ族のＳｂ、Ａｓについても同時の
結果が得られた。
ドーピング量は、Ｉ、ｌ１ａ−ｅの結果からも判るよう
にＳｉ母体に対し、原子数比で０．１〜１０％の範囲で
用いることが好ましいものである。０．１チ未満では効
果が小さく、ｔｏ％を越えると不純物が過多になり欠陥
等が導入されるので好ましくない。
にＳｉ母体に対し、原子数比で０．１〜１０％の範囲で
用いることが好ましいものである。０．１チ未満では効
果が小さく、ｔｏ％を越えると不純物が過多になり欠陥
等が導入されるので好ましくない。
以上説明した事から明らかな様に本発明によれば、高効
率で安定かつ長寿命の薄膜発光素子を得ることができる
。
率で安定かつ長寿命の薄膜発光素子を得ることができる
。
第１図は、本発明の薄膜ＥＬ素子の薄膜発光層を形成す
る装置の概略断面図、第２図は薄膜ｇＬ素子の断面図で
ある。 図において、 １０１；キャリヤガスボンベ、１０７；シランガスボン
へ、 １７１〜１７４；添加元素を含むガスのボンベ
、１０３；テトラメチルシラン収納シリンダ、１０５；
恒温槽、１０２，１０６，１０８，１６１〜１６４：流
量計、１０９：反応チャンバ、１１１；基板、２１；透
明基板２２；透明導電膜、２３；薄膜発光層、２４；絶
縁保睦膜、２５；裏面６極、２６；交流電源。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ｅをか１名）
る装置の概略断面図、第２図は薄膜ｇＬ素子の断面図で
ある。 図において、 １０１；キャリヤガスボンベ、１０７；シランガスボン
へ、 １７１〜１７４；添加元素を含むガスのボンベ
、１０３；テトラメチルシラン収納シリンダ、１０５；
恒温槽、１０２，１０６，１０８，１６１〜１６４：流
量計、１０９：反応チャンバ、１１１；基板、２１；透
明基板２２；透明導電膜、２３；薄膜発光層、２４；絶
縁保睦膜、２５；裏面６極、２６；交流電源。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ｅをか１名）
Claims (4)
- （１）薄膜発光素子において、その発光層として、■族
元素及びＶ族元素から選ばれる少なくとも一種の不純物
を含むアモルファス質の水素化炭化ケイ素膜を用いるこ
とを特徴とする薄膜発光素子。 - （２）添加する元素が、■族元素でおるＢ 、 １１！
、 Ｖ族元素であるＰ 、 Ｓｂ 、 Ａｓの少なく
とも一種類よりなり、母体のＳｔに対して０．１〜１０
％の割合で含有されることを特徴とする特許 項記載の薄膜発光素子。 - （３）アモルファス質の水素化炭化ケイ素の組成Ｓｉ／
Ｃが０．２以上であり、かつ４以下であることを特徴と
する前記特許請求の範囲第１項記載の薄膜発光素子。 - （４）発光層に用いるアモルファス質の水素化炭化ケイ
素膜を、テトラメチルシラン及びシランと、■族元素及
び■族元素から選ばれる少なくとも一種の不純物を含む
ドーピングガスとの混合ガスの低圧グロー放電分解によ
り形成することを特徴とする薄膜発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57166568A JPS5956478A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 薄膜発光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57166568A JPS5956478A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 薄膜発光素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956478A true JPS5956478A (ja) | 1984-03-31 |
| JPS6141114B2 JPS6141114B2 (ja) | 1986-09-12 |
Family
ID=15833672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57166568A Granted JPS5956478A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 薄膜発光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956478A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62176044A (ja) * | 1984-11-24 | 1987-08-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 光変換体及びランプ |
| JPH01112693A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-05-01 | Minolta Camera Co Ltd | 発光素子およびその製造方法 |
| JP2006233064A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Material Design Factory:Kk | 光波長変換膜とそれを含む照明装置 |
-
1982
- 1982-09-27 JP JP57166568A patent/JPS5956478A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62176044A (ja) * | 1984-11-24 | 1987-08-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 光変換体及びランプ |
| JPH01112693A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-05-01 | Minolta Camera Co Ltd | 発光素子およびその製造方法 |
| JP2006233064A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Material Design Factory:Kk | 光波長変換膜とそれを含む照明装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6141114B2 (ja) | 1986-09-12 |
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