JPS6269571A - Light emitting element - Google Patents
Light emitting elementInfo
- Publication number
- JPS6269571A JPS6269571A JP60209339A JP20933985A JPS6269571A JP S6269571 A JPS6269571 A JP S6269571A JP 60209339 A JP60209339 A JP 60209339A JP 20933985 A JP20933985 A JP 20933985A JP S6269571 A JPS6269571 A JP S6269571A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- light
- emitting layer
- atoms
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、O,A機器等に使用される光源或いは表示に
使用される発光素子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a light source used in O, A equipment, etc. or a light emitting element used for display.
従来、発光素子の発光層を構成する材料としては、種々
のものが報告されているが、その中でも例えばAppl
、Phys、Lett。Conventionally, various materials have been reported as materials constituting the light emitting layer of light emitting devices, among which, for example, Appl.
, Phys., Lett.
土ヱ(1983)、PP432−434.H。Tsuchie (1983), PP432-434. H.
Munekata、H,Kukimoto、やJpn、
J 、Appl、Phys、21 (1982)P
P473−475.に、Takahashi他、に記載
されている水素化アモルファスシリコンカーバイドは、
単結晶シリコンと同様の半導体工学の適用が可能である
こと、及び潜在的には優れた特性を有している可能性が
あること等の為に注目されている材料の1つである。Munekata, H, Kukimoto, and Jpn,
J, Appl, Phys, 21 (1982) P
P473-475. The hydrogenated amorphous silicon carbide described in Takahashi et al.
It is one of the materials that is attracting attention because it can be applied to semiconductor engineering similar to single-crystal silicon, and because it potentially has excellent properties.
」二記引用文献に記載された水素化アモルファスシリコ
ンカーバイドを発光材料に用いた発光素子は発光層を絶
縁層で挟持した二重絶縁構造を有する。The light-emitting element using hydrogenated amorphous silicon carbide as a light-emitting material described in the cited document 2 has a double insulation structure in which a light-emitting layer is sandwiched between insulating layers.
しかしながら、この様な構成の従来報告されている発光
素子では、十分な発光量の可視光領域の発光が得られて
おらず、加えて発光強度が弱く、寿命も短い、発光特性
の安定性に欠けると実用的には改良すべき点の多くを残
しており、O,A機器等に使用される光源素子や表示素
子としては、未だ工業化されるには至っていない。However, conventionally reported light-emitting devices with such configurations do not emit a sufficient amount of light in the visible light range, and in addition, have low emission intensity, short lifespan, and poor stability of light-emitting characteristics. However, there are still many points that need to be improved in practical terms, and they have not yet been industrialized as light source elements or display elements used in O, A equipment, etc.
本発明は、上記従来の欠点を改良した発光素子を提供す
ることを主たる目的とする。The main object of the present invention is to provide a light emitting device that improves the above-mentioned conventional drawbacks.
本発明の別の目的は、可視波長領域に発光ピークと充分
な発光量を有し、発光効率と再現性の向上を計った発光
素子を提供することである。Another object of the present invention is to provide a light emitting element that has an emission peak in the visible wavelength region and a sufficient amount of light emission, and is designed to improve luminous efficiency and reproducibility.
本発明のもう1つの目的は、発光特性の安定性と寿命を
飛躍的に向」ニさせた発光素子を提供することである。Another object of the present invention is to provide a light emitting element with dramatically improved stability of light emitting characteristics and lifetime.
本発明の発光素子はシリコン原子(S i)と炭素原子
(C)と弗素原子(F)を含む非単結晶材料で構成され
た発光層と、該発光層と重ね合わせられた電気的絶縁層
と、これ等の発光層と絶縁層とを挟持し電気的に接続さ
れた少なくとも一対の電極とを有し、前記発光層の局在
準位密度がミツドギャップで5 X 1016cm−3
・eV−1以下である事を特徴とする。The light emitting device of the present invention includes a light emitting layer made of a non-single crystal material containing silicon atoms (Si), carbon atoms (C), and fluorine atoms (F), and an electrically insulating layer overlaid with the light emitting layer. and at least one pair of electrodes sandwiching and electrically connecting these light-emitting layer and insulating layer, and the localized level density of the light-emitting layer is 5 x 1016 cm-3 in midgap.
-Characterized by being less than eV-1.
本発明の発光素子は、」二記の構成とすることによって
、可視波長領域に発光ピークを有すると共に充分な発光
量を得、発光効率と再現性を高めることが出来、発光特
性の安定性と寿命を飛躍的に向上させることが出来る。The light-emitting element of the present invention has a luminescence peak in the visible wavelength region and a sufficient amount of luminescence by having the configuration described in "2", and can improve luminous efficiency and reproducibility, and improve the stability of luminescent characteristics. Lifespan can be dramatically improved.
以下、本発明を図面に従って具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to the drawings.
第1図は、本発明の発光素子の好適な実施態様例の層構
成を示す模式的層構成図である。FIG. 1 is a schematic layer structure diagram showing the layer structure of a preferred embodiment of the light emitting device of the present invention.
第1図に示される発光素子は、基体1011に設けられ
た下部電極102 J:に、電気的絶縁層103.発光
層104及び該発光層104上に設けられた上部電極1
05とで構成されている。The light emitting device shown in FIG. A light emitting layer 104 and an upper electrode 1 provided on the light emitting layer 104
05.
絶縁層103は、図示とは別の態様として発光層104
と電極105との間に設けることも出来る。The insulating layer 103 is a light emitting layer 104 in a different form from that shown in the drawing.
It can also be provided between the electrode 105 and the electrode 105.
第1図に示す発光素子を面状発光素子として使用する場
合には、電極102又は/及び電極105は発光色の色
までも利用するのであれば、透明であることが必要であ
り1発光量を利用するのであれば、発光する光に対して
透光性であるのが望ましい。電極102側より発光々を
取り出す場合には、基体101は電極102と同様透明
であるか若しくは発光する光に対して透光性であること
が望ましい。When the light emitting device shown in FIG. 1 is used as a planar light emitting device, the electrode 102 and/or the electrode 105 must be transparent if even the color of the emitted light is to be used, and the amount of light emitted per unit If the material is to be used, it is desirable that the material be transparent to the emitted light. When emitting light is extracted from the electrode 102 side, it is desirable that the base 101 be transparent like the electrode 102 or translucent to the emitted light.
本発明において、発光層は、シリコン原子(Si)と炭
素原子(C)と弗素原子(F)を含み、必要に応じて水
素原子(H)を含む非単結晶シリコン(以後、rnon
−SiC:F(H)」と略記する)で構成される。In the present invention, the light-emitting layer includes non-single crystal silicon (hereinafter referred to as rnon) containing silicon atoms (Si), carbon atoms (C), fluorine atoms (F), and optionally hydrogen atoms (H).
-SiC:F(H)").
発光層中に含有される弗素原子(F)は、シリコン原子
及び炭素原子の自由ダングリングボンドを補償し、その
含有量は形成される層の半導体特性、光学的特性、構造
的安定性、耐熱性、及び素子の発光特性を左右する重要
因子であって、本発明においては、弗素原子(F)の含
有量は、シリコン原子と炭素原子との和に対して、好適
には5原子PPM〜25原子%、より好適にはlO原子
PPM〜20原子%、最適には50原子PPM−15原
子%とされるのが望ましい。必要に応じて含有される水
素原子(H)の含有量は、弗素原子(F)の含有量との
関係、及び素子に要求される素子特性に応じて適宜所望
に従って決定されるが、シリコン原子及び炭素原子の和
に対して好適には0.01〜35原子%、より好適には
0.1〜30原子%、最適には1〜30原子%とされる
のが望ましい。又、弗素原子(F)と水素原子(H)の
総和量は最大40原子%を越えない様に夫々の原子が層
中に含有されるのが望ましい。Fluorine atoms (F) contained in the light-emitting layer compensate for free dangling bonds of silicon atoms and carbon atoms, and its content depends on the semiconductor properties, optical properties, structural stability, and heat resistance of the formed layer. In the present invention, the content of fluorine atoms (F) is preferably from 5 atoms PPM to the sum of silicon atoms and carbon atoms. Desirably, the range is 25 at.%, more preferably 10 at.PPM to 20 at.%, optimally 50 at.PPM to 15 at.%. The content of hydrogen atoms (H) contained as necessary is determined as desired depending on the relationship with the content of fluorine atoms (F) and the device characteristics required for the device, but silicon atoms and carbon atoms, preferably from 0.01 to 35 atom %, more preferably from 0.1 to 30 atom %, and most preferably from 1 to 30 atom %. Further, it is desirable that the total amount of fluorine atoms (F) and hydrogen atoms (H) is contained in the layer so that the total amount does not exceed 40 at %.
シリコン原子(S i)と炭素原子(C)の割合は、適
宜所望に従って選択することによって、発光ピーク波長
9発光強度を調整することが出来、本発明においてはS
ixC1−xのXの値で示せば、好適には0.05≦X
≦0.99、より好適には0.1≦X≦0.9、最適に
は0.15≦X≦0.85とされるのが望ましい。By appropriately selecting the ratio of silicon atoms (Si) and carbon atoms (C) as desired, the emission peak wavelength 9 emission intensity can be adjusted.
If expressed as the value of X of ixC1-x, preferably 0.05≦X
It is desirable that ≦0.99, more preferably 0.1≦X≦0.9, optimally 0.15≦X≦0.85.
本発明においては、光CVD法(光エネルギーを反応に
利用した化学的気相法による堆積膜形成法)の採用によ
り前述の構成をケえることが出来るものであり、発光層
を形成する為の原料物質も光CVD法に適合するものを
選択して使用するのが望ましい。In the present invention, the above-mentioned structure can be overcome by adopting the photo-CVD method (deposited film formation method by chemical vapor phase method using light energy for reaction). It is also desirable to select and use raw materials that are compatible with the photo-CVD method.
発光層104は、non−3iC: F (H)で構成
されるものであるが、好ましくは所謂真性(1型)の半
導体特性を示す層として作成されるのが望ましい。no
n−SiC: F (H)で構成される層は、その一般
的傾向より所謂P型又はN型の不純物を含有しない場合
には僅かにN型傾向を示すので、発光層104を■型伝
導層とするには、僅かにP型不純物を含有させる。The light emitting layer 104 is composed of non-3iC: F (H), and is preferably formed as a layer exhibiting so-called intrinsic (type 1) semiconductor characteristics. no
Since a layer composed of n-SiC: F (H) exhibits a slight N-type tendency when it does not contain so-called P-type or N-type impurities, the light-emitting layer 104 has a ■-type conductivity. To form a layer, a small amount of P-type impurity is added.
発光層104は、発光特性は僅かに低下はするが、P型
又はN型の不純物を含有しない所謂ノンドープ層とする
ことも出来る。The light-emitting layer 104 can also be a so-called non-doped layer that does not contain P-type or N-type impurities, although the light-emitting characteristics are slightly degraded.
発光層104をI型伝導層とするには、層形成する際に
P型伝導特性を与えるP型不純物を含有させるか或いは
既にnon−3iC:F(H)で構成された層中に、P
型の不純物をイオンインプランテーション法等の手段で
注入してやれば良い。In order to make the light-emitting layer 104 an I-type conductive layer, a P-type impurity that imparts P-type conductivity characteristics is contained during layer formation, or a P-type impurity is added to a layer already composed of non-3iC:F(H).
Type impurities may be implanted by means such as ion implantation.
P型不純物としては、所謂周期律表第り族に属する原子
(第り族原子)、即ちB(硼素)。The P-type impurity is an atom belonging to the so-called group 1 of the periodic table (group 3 atom), ie, B (boron).
AJI(アルミニウム)、Ga(ガリウム)。AJI (aluminum), Ga (gallium).
In(インジウム)、Te(タリウム)等があり、殊に
好適に用いられるのは、B、Gaである。Examples include In (indium) and Te (thallium), among which B and Ga are particularly preferably used.
電気的絶縁層103を構成する材料としては、電気的に
良好な絶縁特性を有し、発光層104での発光々を効率
良く外部に取り出すのに悪影響をケえないもので、成膜
が容易なものであれば大概のものを採用することが出来
る。The material constituting the electrically insulating layer 103 is one that has good electrical insulation properties, does not adversely affect the efficient extraction of light emitted from the light emitting layer 104 to the outside, and is easy to form. Almost anything can be used.
絶縁層103は、基体101側より発光々を外部に取り
出す為には、発光々に対して透明性である必要がある。The insulating layer 103 needs to be transparent to the emitted light in order to extract the emitted light to the outside from the base 101 side.
絶縁層103を構成する材料として、本発明において、
好適に使用されるのは具体的にはY2O3,5i02.
非晶質の酸化シリコン(a−3ixO1−x但し、Oく
x<1)、HfO2,5f3N4 、非晶質の窒化シリ
コン(a−3iyNl−y但し、o<y<1)、A見2
03 、PbTiO2、非晶質のBaTiO3、Ta2
05等を挙げることが出来る。In the present invention, as a material constituting the insulating layer 103,
Specifically, Y2O3,5i02.
Amorphous silicon oxide (a-3ixO1-x, where Oxx<1), HfO2, 5f3N4, amorphous silicon nitride (a-3iyNl-y, where o<y<1), A2
03, PbTiO2, amorphous BaTiO3, Ta2
05 etc. can be mentioned.
第2図には、本発明の発光素子の別の好適な実施態様例
が示される。FIG. 2 shows another preferred embodiment of the light emitting device of the present invention.
第2図に示す発光素子は、その構造は基本的には第1図
に示す発光素子と同様である。The structure of the light emitting device shown in FIG. 2 is basically the same as that of the light emitting device shown in FIG.
第2図に示す発光素子は、ガラス等の透明な基体201
上に、順に透明電極202.絶縁層203、発光層20
4.金属電極205が積層された層構造を有し、電極2
02及び金属電極205には夫々パルス状の又は鋸歯状
の高周波高電界を印加する為の電源206の接続端子が
電気的に接続されている。The light emitting element shown in FIG. 2 has a transparent base 201 made of glass or the like.
Transparent electrodes 202 . Insulating layer 203, light emitting layer 20
4. The metal electrode 205 has a laminated layer structure, and the electrode 2
02 and the metal electrode 205 are electrically connected to connection terminals of a power source 206 for applying a pulsed or sawtooth high frequency high electric field, respectively.
第2図に示す発光素子の場合、高周波電源207によっ
て高周波電界が印加されると、発光層204より発光が
起こり、発光した光は絶縁層203.透明電極202.
基体201を透過して外部へ放出される。In the case of the light emitting device shown in FIG. 2, when a high frequency electric field is applied by a high frequency power source 207, light is emitted from the light emitting layer 204, and the emitted light is transmitted to the insulating layer 203. Transparent electrode 202.
It passes through the base 201 and is emitted to the outside.
このときの発光の過程は、以下の様に考えられる。すな
わち、絶縁層203と発光層204との界面に形成され
る界面準位に捕えられていた電子−正孔対が、電界によ
って加速され、衝突して発光再結合する過程と、金属電
極205と発光層204との界面に生じるショットキー
障壁を通して高いエネルギーの電子が注入される過程と
が励起高周波高電界の半サイクルごとに繰り返される。The process of light emission at this time can be considered as follows. That is, a process in which electron-hole pairs trapped in an interface state formed at the interface between the insulating layer 203 and the light-emitting layer 204 are accelerated by an electric field, collide, and recombine in a luminescent manner, and The process of injecting high energy electrons through the Schottky barrier generated at the interface with the light emitting layer 204 is repeated every half cycle of the excitation high frequency high electric field.
この2つの過程によってエレクトロルミネッセンス発光
が生じる。These two processes result in electroluminescent light emission.
本発明の発光素子は、可視域の発光波長を得る為に、発
光層の光学的バンドギャップEgoptは、2.OeV
以上とされるのが望ましい。In the light emitting device of the present invention, in order to obtain an emission wavelength in the visible range, the optical band gap Egopt of the light emitting layer is set to 2. OeV
It is desirable that the number is above.
又、発光層の光学的バンドギャップの中心(ミツドギャ
ップ)での局在準位密度は、好適には5 X I 01
6cm0 * e V−1以下、より好適にぼl X
1016cm0 e e V−1以下とされるのが望ま
しい。Further, the local level density at the center of the optical band gap (mid gap) of the light emitting layer is preferably 5 X I 01
6cm0*e V-1 or less, more preferably approximately
It is desirable that it be 1016 cm0 e e V-1 or less.
この様に、発光層の物性値を制御することによって、発
光ピーク波長を可視域の所望の波長とすること、及び再
結合の効率を飛躍的に向上させることが出来、従って発
光効率の向上を計ることが出来る。In this way, by controlling the physical properties of the light-emitting layer, it is possible to set the emission peak wavelength to a desired wavelength in the visible range and to dramatically improve the recombination efficiency. It can be measured.
又、好ましくは発光層の外部量子効率を10−4%以上
になる様に再結合の準位の分布を制御することによって
、高い強度の発光を示す発光素子を得ることが出来る。Further, by controlling the distribution of recombination levels so that the external quantum efficiency of the light emitting layer is preferably 10 -4% or more, a light emitting element that emits light with high intensity can be obtained.
上述した様な特性を有する発光素子は、前記した様に光
CVD法によって後述の条件で作成されるのが望ましい
。本発明の発光素子の作成法は、本発明の目的が達成さ
れるのであれば、光CVD法に限定されるものではなく
、適宜所望の条件に設定して、例えばHOMOCV D
法、プラズマCVD法等によって成されても良い。It is desirable that the light emitting element having the above-mentioned characteristics be produced by the photo-CVD method under the conditions described below. The method for producing the light emitting device of the present invention is not limited to the photo-CVD method, as long as the object of the present invention is achieved, and the method can be set to desired conditions as appropriate, such as HOMOCVD.
It may be performed by a method such as a method, a plasma CVD method, or the like.
本発明の発光素子を構成する基体を構成する材料として
は、通常発光素子分野において使用されている材料の殆
んどを挙げることが出来る。As the material constituting the substrate constituting the light emitting device of the present invention, most of the materials commonly used in the field of light emitting devices can be mentioned.
基体としては、導電性でも電気絶縁性であっても良いが
、比較的耐熱性に優れているのが望ましい。The substrate may be electrically conductive or electrically insulating, but preferably has relatively good heat resistance.
導電性基体の場合には、基体と発光層との間に設けられ
る電極は、必ずしも設ける必要はない。In the case of a conductive substrate, it is not necessary to provide an electrode between the substrate and the light emitting layer.
導電性基体としては、NiCr、ステンレス。The conductive substrate is NiCr or stainless steel.
All、Cr、Mo 、Au、Nb、Ta、V。All, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V.
Tj等を挙げることが出来る。Tj etc. can be mentioned.
電気絶縁性基体としては、ポリエステル、ポリエチレン
、ポリカーボネイト、ポリアミド。Electrically insulating substrates include polyester, polyethylene, polycarbonate, and polyamide.
等々の合成樹脂のフィルム、又はシート、或いはガラス
、セラミックス、等々を挙げることが出来る。Examples include films or sheets of synthetic resins, glass, ceramics, and the like.
基体として電気絶縁性のものを採用する場合には、発光
層との間の電極として、その表面が導電処理される。When an electrically insulating substrate is used as the substrate, its surface is subjected to conductive treatment to serve as an electrode between the substrate and the light emitting layer.
例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr、AM
、Cr、Mo、Au、Ir、Nb。For example, if it is glass, NiCr, AM
, Cr, Mo, Au, Ir, Nb.
Ta、V、Ti、Pt、Pd、In203Sn02 、
ITO(I n203+5n02)等から成る薄膜を設
けることによって導電性が付グーされ、或いはポリエス
テルフィルム等の合成樹脂フィルムであれば、N iC
r 、 A l 、 A g +Pb、Zn、Ni、A
u、Cr、Mo、Ir。Ta, V, Ti, Pt, Pd, In203Sn02,
If conductivity is added by providing a thin film made of ITO (In203+5n02) or a synthetic resin film such as polyester film, NiC
r, A l, A g +Pb, Zn, Ni, A
u, Cr, Mo, Ir.
N b 、 T a 、 V 、 T i 、 P を
等の金属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ
リング等でその表面に設け、又は前記金属でその表面を
ラミネート処理して、その表面に導電性が付与される。A thin film of metal such as N b , Ta , V , T i , P or the like is provided on the surface by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or the surface is laminated with the above metal to make the surface conductive. gender is given.
次に本発明の発光素子を作成する場合の例を第3図の光
CvD装置を以って説明する。Next, an example of manufacturing the light emitting device of the present invention will be explained using the optical CvD apparatus shown in FIG.
光CVD法の場合に使用される発光層を形成するための
原料ガスとしては、シリコン原子及び弗素原子導入用と
しては、Si2F6.SiH2F2.SiF4等の弗素
化シランガスを挙げることが出来、シリコン原子及び水
素原子導入用としては、一般式Si nH2n (n=
3 。As the raw material gas for forming the light emitting layer used in the case of the photo-CVD method, for introducing silicon atoms and fluorine atoms, Si2F6. SiH2F2. Examples include fluorinated silane gas such as SiF4, and for introducing silicon atoms and hydrogen atoms, the general formula Si nH2n (n=
3.
4 、5、−−−−)で表わされる環状水素化ケイ素化
合物、S i nH2n+2 (n=2、−−−一)で
表わされる直鎖状又は分岐を有する鎖状水素化ケイ素化
合物などが挙げられる。Examples include cyclic silicon hydride compounds represented by S i nH2n+2 (n=2, ----) and linear or branched chain silicon hydride compounds represented by S i nH2n+2 (n=2, ----1). It will be done.
炭素原子導入用の原料ガスとなるのは、CH4,C2H
6,C3H8,C4H10,C2H4,C3H6,C4
H8,C2H2,CH3C2H、C4H6等のガス状の
又は容易にガス化する炭化水素化合物を挙げることが出
来る。The raw material gas for introducing carbon atoms is CH4, C2H.
6, C3H8, C4H10, C2H4, C3H6, C4
Mention may be made of gaseous or easily gasified hydrocarbon compounds such as H8, C2H2, CH3C2H, C4H6.
この他(CH3)25 iH2(CH3)3SiHも使
用することが出来る。In addition, (CH3)25iH2(CH3)3SiH can also be used.
前記の弗素化ケイ素化合物、ケイ素化合物及び炭素化合
物の夫々は、2種類以上を併用してもよいが、この場合
、各化合物によって期待される膜特性を平均化した程度
の特性、ないしは相乗的に改良された特性が得られる。Each of the above-mentioned fluorinated silicon compounds, silicon compounds, and carbon compounds may be used in combination of two or more types, but in this case, the film properties expected by each compound are averaged or synergistically obtained. Improved properties are obtained.
また、L記の原料ガスに水素ガスを混合して使用しても
差支えない。Further, hydrogen gas may be mixed with the raw material gases listed in L and used.
前記一般式のケイ素化合物は、光エネルギー又は比較的
低い熱エネルギーの付与により容易に化学反応を起こす
ので良質の堆積膜を形成することができ、またこれに際
し、基体温度も比較的低い温度とすることができる。ま
た、励起エネルギーは基体近傍に到達した原料ガスに一
様に或いは選択的制御的に付与ごれるが、適宜の光学系
を用いて基体の全体に照射して堆積膜を形成することも
できるし、或いは所望部分のみに選択的制御的に照射し
て部分的に堆積膜を形成することもでき、またレジスト
等を使用して所定の図形部分のみに照射し堆積膜を形成
できるなどの便利さを有している。The silicon compound of the above general formula easily undergoes a chemical reaction when applied with light energy or relatively low thermal energy, so it is possible to form a deposited film of good quality, and in this case, the substrate temperature is also relatively low. be able to. Furthermore, although the excitation energy can be applied uniformly or selectively to the source gas that has reached the vicinity of the substrate, it is also possible to form a deposited film by irradiating the entire substrate using an appropriate optical system. Alternatively, it is also possible to selectively control and selectively irradiate only a desired area to form a deposited film, and it is also convenient that a resist or the like can be used to irradiate only a predetermined graphic area to form a deposited film. have.
第3図中、lは堆積室であり、内部の基体支持台2」−
に所望の基体3が載置される。In FIG. 3, l is the deposition chamber, and the internal substrate support 2''-
A desired substrate 3 is placed on.
4は基体加熱用のヒータであり、導線5を介して給電さ
れ、発熱する。基体温度は特に制限されないが、一般に
発光層の光学的バンド−ギャップを大きくして可視の発
光を得るためには、好ましくは350℃以下、より好ま
しくは300℃以下であることが望ましい。Reference numeral 4 denotes a heater for heating the substrate, which is supplied with electricity via a conductive wire 5 and generates heat. The substrate temperature is not particularly limited, but in general, in order to increase the optical band gap of the light emitting layer and obtain visible light emission, it is preferably 350° C. or lower, more preferably 300° C. or lower.
6〜9は、ガス供給源であり、前記一般式で示される鎖
状水素化ケイ素化合物のうち液状のものを使用する場合
には、適宜の気化装置を具備させる。気化装置には、加
熱沸騰を利用するタイプ、液体原料中にキャリアガスを
通過させるタイプ等があり、いずれでもよい。ガス供給
源の個数は4個に限定されず、使用する前記の弗素化ケ
イ素化合物、前記一般式の水素化ケイ素化合物及び前記
炭素化合物の種類の数、希釈ガス等を使用する場合にお
いては、該希釈ガスと原料ガスとの予備混合の有無等に
応じて適宜選択される。図中、ガス供給源6〜9の符合
に、aを付したのは分岐管、bを付したのは流に計、C
を伺したのは各流量計の高圧側の圧力を計測する圧力計
、d又はeを付したのは各気体流の開閉及び流量の調整
をするためのバルブである。6 to 9 are gas supply sources, and if a liquid one of the chain silicon hydride compounds represented by the above general formula is used, an appropriate vaporizer is provided. The vaporizer may be of any type, such as a type that uses heating and boiling, or a type that allows a carrier gas to pass through the liquid raw material. The number of gas supply sources is not limited to four, and the number of types of the fluorinated silicon compound, the silicon hydride compound of the general formula, and the carbon compound used, the diluent gas, etc. It is selected as appropriate depending on whether or not the dilution gas and raw material gas are premixed. In the figure, the gas supply sources 6 to 9 are marked with a for branch pipes, b for the flow, and C for the gas supply sources 6 to 9.
The pressure gauges that measure the pressure on the high-pressure side of each flowmeter are the ones marked with d or e, and the valves marked with d or e are for opening and closing each gas flow and adjusting the flow rate.
各ガス供給源から供給される原料ガス等は、ガス導入管
10の途中で混合され、図示しない換気装置に付勢され
て、室1内に導入される。Raw material gases and the like supplied from each gas supply source are mixed in the middle of the gas introduction pipe 10, and are introduced into the chamber 1 by being energized by a ventilation device (not shown).
又は、各ガス供給源から交互に室1内に導入される。1
1は、室l内に導入されるガスの圧力を計測するための
圧力計である。また、12はガス排気管であり、堆積室
1内を減圧したり、導入ガスを強制排気するための図示
しない損気装置と接続されている。Alternatively, the gases are introduced into the chamber 1 alternately from each gas supply source. 1
1 is a pressure gauge for measuring the pressure of gas introduced into the chamber l. Further, 12 is a gas exhaust pipe, which is connected to an air loss device (not shown) for reducing the pressure inside the deposition chamber 1 and forcibly exhausting introduced gas.
13はレギュレータ・バルブである。原料ガス等を導入
する前に、室1内を損気し、減圧状態とする場合、室内
の気圧は、好ましくは5xto−5Torr以下、より
好マシくは1×1O−GTorr以下である。また、原
料ガス等を導入した状態において、室l内の圧力は、好
ましくはtxto−2〜100Torr、より好ましく
は5×10−2〜10TOrrである。13 is a regulator valve. When the inside of the chamber 1 is deaerated and brought into a reduced pressure state before introducing the raw material gas etc., the atmospheric pressure in the chamber is preferably 5xto-5Torr or less, more preferably 1x1O-GTorr or less. Further, in a state where the raw material gas and the like are introduced, the pressure inside the chamber 1 is preferably txto-2 to 100 Torr, more preferably 5 x 10-2 to 10 Torr.
本発明で使用する励起エネルギー供給源の一例として、
14は光エネルギー発生装置であって、例えば水銀ラン
プ、キセノンランプ、炭酸ガスレーザ、アルゴンイオン
レーザ、エキシマレーザ等が用いられる。なお、本発明
で用いる光エネルギーは紫外線エネルギーに限定されず
、原料ガスに化学反応を起こさせ堆積膜を形成すること
ができるものであれば、波長域を問うものではない。As an example of the excitation energy supply source used in the present invention,
Reference numeral 14 denotes a light energy generating device, such as a mercury lamp, a xenon lamp, a carbon dioxide laser, an argon ion laser, an excimer laser, or the like. Note that the light energy used in the present invention is not limited to ultraviolet energy, and any wavelength range may be used as long as it can cause a chemical reaction in the raw material gas and form a deposited film.
光エネルギー発生装置14から適宜の光学系を用いて基
体全体或いは基体の所望部分に向けられた光15は、矢
印16の向きに流れている原料ガス等に照射され、励起
・分解を起こして基体3上の全体或いは所望部分にno
n−StC: F (H)の堆積膜を形成する。このと
き、発光層の厚さは200人〜10000人程度とする
ことが望ましい。Light 15 is directed from the optical energy generator 14 to the entire substrate or a desired part of the substrate using an appropriate optical system, and is irradiated onto the raw material gas flowing in the direction of the arrow 16, causing excitation and decomposition, and causing the substrate to be heated. No on the whole or desired part on 3.
A deposited film of n-StC: F (H) is formed. At this time, it is desirable that the thickness of the light emitting layer be about 200 to 10,000.
そして最後にアルミニウム、金などを蒸着して金属電極
を形成する。Finally, metal electrodes are formed by vapor depositing aluminum, gold, etc.
その他の作成方法としては、反応管中に流す反応ガスを
外部の電気炉で加熱分解し、ガス温度よりも低い温度に
保たれた基体」二に堆積させるHOMOCVDという方
法がある(B、A。Another manufacturing method is HOMOCVD, in which a reaction gas flowing into a reaction tube is thermally decomposed in an external electric furnace and deposited on a substrate kept at a temperature lower than the gas temperature (B, A).
5cott 、R,M、Plecenick。5cott, R,M, Plecenick.
and E、E、Simonyi、Appl。and E. E. Simonyi, Appl.
Phys、Lett、、vol、39 (1981)p
、73)。Phys, Lett, vol. 39 (1981) p.
, 73).
本発明の発光層として用いるをnon−3iC: F
(H)堆積させる際にこの方法を用いても、光学的バン
ド・ギャップが大きく、局在準位置度の低い膜を作るこ
とができる。Non-3iC used as the light emitting layer of the present invention: F
(H) Even if this method is used during deposition, a film with a large optical band gap and a low degree of localization can be produced.
上記した第3図に示す光CVD装置を用い、上記の手順
と条件によって、以下の様にして第2図に示す構造の発
光素子を作成し、電源206によりパルス状の高周波高
電界を印加して、特性試験を行った。A light-emitting device having the structure shown in FIG. 2 was created as follows using the photo-CVD apparatus shown in FIG. A characteristic test was conducted.
絶縁層203としては3000人厚の7?o3薄膜を用
い、発光層は、原料ガスとしてC2)T4ガスとS i
2H6ガスとSi2F6ガスとを使用して、基体温度
300℃で低圧水銀ランプを用いて成膜を行った。電極
202としては、ITO透明電極、電極206としては
AfL電極を用いた。この様にして作成した発光素子(
サンプルN o、 1 )に100V、IKHzのパル
ス状高周波高電界を印加したところ、20ft−Lの可
視光域に発光ピークがある発光が得られた。これは、こ
れまでに実現された非単結晶シリコンカーバイドを用い
た発光素子の発光に比べて1桁以上大きい値であり、発
光効率の改善がなされていることが確認された。The insulating layer 203 is 7?3000 people thick. O3 thin film is used, and the light emitting layer is made of C2) T4 gas and Si
Film formation was performed using 2H6 gas and Si2F6 gas at a substrate temperature of 300° C. using a low-pressure mercury lamp. As the electrode 202, an ITO transparent electrode was used, and as the electrode 206, an AfL electrode was used. The light emitting device created in this way (
When a pulsed high frequency high electric field of 100 V and IKHz was applied to sample No. 1), light emission having an emission peak in the visible light region of 20 ft-L was obtained. This value is more than an order of magnitude larger than the light emitted by light emitting elements using non-single crystal silicon carbide that have been realized to date, and it was confirmed that the light emitting efficiency has been improved.
更に、上記の高周波電界を連続して長時間印加し、発光
特性の安定性と耐久性を試験したところ、上記の従来例
に較べて安定性において約3倍、耐久性において1.5
桁優れていることが結果として得られた。Furthermore, when we tested the stability and durability of the light emitting characteristics by continuously applying the above-mentioned high-frequency electric field for a long time, we found that the stability was about 3 times that of the conventional example, and the durability was 1.5 times that of the conventional example.
The result was an order of magnitude better.
又、基体温度を表−1に示す様に変化させた以外は、上
記と同様にしてサンプルNo、2 、3の発光素子を作
成し、夫々の特性を測定した結果を表−1に示す。Further, light emitting devices of samples No. 2 and 3 were prepared in the same manner as above except that the substrate temperature was changed as shown in Table 1, and the results of measuring the characteristics of each are shown in Table 1.
又、各サンプルの発光素子に就で、寿命を測定したとこ
ろ、従来の発光素子に較べて一桁高い寿命を示し、再現
性の点でも良好で且つ発光特性は寿命測定において常に
安定していた。Furthermore, when we measured the lifetime of the light-emitting elements of each sample, they showed an order of magnitude longer lifespan than conventional light-emitting elements, good reproducibility, and the light-emitting characteristics were always stable during lifetime measurements. .
又、80%RH,40℃の環境下で連続使用による環境
試験を行ったところ、72時間経過後も初期の素子特性
が維持され、優れた環境特性を有することが確認された
。In addition, when an environmental test was conducted by continuous use in an environment of 80% RH and 40° C., it was confirmed that the initial device characteristics were maintained even after 72 hours had passed, and that the device had excellent environmental characteristics.
表−1
〔効果〕
上述した様に、本発明の発光素子は、可視波長領域に発
光ピークを有すると共に、充分な発光量を得、発光効率
と再現性を高めることが出来、発光特性の安定性と寿命
を飛躍的に高めることが出来る。Table 1 [Effects] As described above, the light-emitting element of the present invention has a luminescence peak in the visible wavelength region, can obtain a sufficient amount of luminescence, improves luminous efficiency and reproducibility, and has stable luminescent characteristics. It can dramatically improve your health and longevity.
第1図及び第2図は、本発明の発光素子の好適な実施態
様例の層構成を示す模式図、第3図は本発明の発光素子
を作成する為の装置の一例を示す模式図である。
101−−m−基体
102.106−−−−電極
103.203−−−一絶縁層
104.204−−−一発光層
201−−−−ガラス基板
202−−−一透明電極
205−−−一金属電極1 and 2 are schematic diagrams showing the layer structure of a preferred embodiment of the light emitting device of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an apparatus for producing the light emitting device of the present invention. be. 101--M-Substrate 102.106--Electrode 103.203--One insulating layer 104.204--One light emitting layer 201---Glass substrate 202---One transparent electrode 205--- monometallic electrode
Claims (1)
で構成された発光層と、該発光層と重ね合わせられた電
気的絶縁層と、これ等の発光層と絶縁層とを挟持し電気
的に接続された少なくとも一対の電極とを有し、前記発
光層の局在準位密度がミツドギヤツプで5×10^1^
6cm^−^3・eV^−^1以下である事を特徴とす
る発光素子。A light-emitting layer made of a non-single-crystal material containing silicon atoms, carbon atoms, and fluorine atoms, an electrically insulating layer overlaid on the light-emitting layer, and an electrically at least one pair of electrodes connected to the light emitting layer, and the localized level density of the light emitting layer is 5×10^1^ with a midgap.
A light-emitting element characterized in that it is 6 cm^-^3·eV^-^1 or less.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60209339A JPS6269571A (en) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | Light emitting element |
US07/406,815 US4987460A (en) | 1985-08-29 | 1989-09-13 | Light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60209339A JPS6269571A (en) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | Light emitting element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6269571A true JPS6269571A (en) | 1987-03-30 |
Family
ID=16571308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60209339A Pending JPS6269571A (en) | 1985-08-29 | 1985-09-21 | Light emitting element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6269571A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7845116B2 (en) | 2005-03-23 | 2010-12-07 | Sugatsune Kogyo Co., Ltd. | Guide apparatus for sliding door |
-
1985
- 1985-09-21 JP JP60209339A patent/JPS6269571A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7845116B2 (en) | 2005-03-23 | 2010-12-07 | Sugatsune Kogyo Co., Ltd. | Guide apparatus for sliding door |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101484152B1 (en) | Method for forming a film with a graded bandgap by deposition of an amorphous material from a plasma | |
TW200915393A (en) | Compound thin film and method of forming the same, and electronic device using the thin film | |
JP3592055B2 (en) | Organic light emitting device | |
JPS6269571A (en) | Light emitting element | |
JPH03183173A (en) | Optical element | |
JPS6267884A (en) | Light emitting device | |
JPS6254977A (en) | Light emitting element | |
JPS6249681A (en) | Light emitting element | |
JPS6248082A (en) | Light emitting element | |
JPS6267885A (en) | Light emitting device | |
JPS6248081A (en) | Light emitting element | |
JPS6247172A (en) | Light emitting element | |
US4987460A (en) | Light emitting device | |
JPS6269572A (en) | Light emitting element | |
JPS6269569A (en) | Light emitting element | |
JPS6254482A (en) | Light emitting element | |
US7947243B2 (en) | Boron nitride thin-film emitter and production method thereof, and electron emitting method using boron nitride thin-film emitter | |
JPS6254976A (en) | Light emitting element | |
JPS6267883A (en) | Light emitting device | |
JPS6254978A (en) | Light emitting element | |
JPS6269570A (en) | Light emitting element | |
JPS6266688A (en) | Light emitting device | |
US4914490A (en) | Non-single crystal electroluminescent device | |
JPS6254483A (en) | Light emitting element | |
JPS6255972A (en) | Light emitting element |