JPH08167736A - 青色発光素子およびその製造方法 - Google Patents
青色発光素子およびその製造方法Info
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- JPH08167736A JPH08167736A JP30752594A JP30752594A JPH08167736A JP H08167736 A JPH08167736 A JP H08167736A JP 30752594 A JP30752594 A JP 30752594A JP 30752594 A JP30752594 A JP 30752594A JP H08167736 A JPH08167736 A JP H08167736A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 経時特性劣化が抑制された青色発光素子、お
よびその効率的な製造方法を提供する。 【構成】 ＰＩＮダイオード構成を有する青色発光ダイ
オード素子において、活性層であるｉ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ
薄膜（水素化アモルファスＳｉＣ薄膜）４に１〜５０原
子％のＮを含有させる。Ｎの含有により、膜中における
Ｓｉ原子とＣ原子の均一分散が促進され、アモルファス
膜であっても青色発光が実現される。さらに、ダングリ
ング・ボンドの少なくとも一部がＮ原子で終端されるた
め、再結合中心が消滅し発光効率が改善される。Ｎ原子
は膜中で安定であるため、上記ＰＩＮダイオードの耐湿
性が向上し、寿命が延長する。
よびその効率的な製造方法を提供する。 【構成】 ＰＩＮダイオード構成を有する青色発光ダイ
オード素子において、活性層であるｉ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ
薄膜（水素化アモルファスＳｉＣ薄膜）４に１〜５０原
子％のＮを含有させる。Ｎの含有により、膜中における
Ｓｉ原子とＣ原子の均一分散が促進され、アモルファス
膜であっても青色発光が実現される。さらに、ダングリ
ング・ボンドの少なくとも一部がＮ原子で終端されるた
め、再結合中心が消滅し発光効率が改善される。Ｎ原子
は膜中で安定であるため、上記ＰＩＮダイオードの耐湿
性が向上し、寿命が延長する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体を利用した青色発
光素子およびその製造方法に関し、特に経時特性劣化を
抑制した青色発光素子と、その効率的な製造方法に関す
る。
光素子およびその製造方法に関し、特に経時特性劣化を
抑制した青色発光素子と、その効率的な製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光エレクトロニクスの分野においては、
発光ダイオード，レーザ・ダイオードといった半導体発
光素子の短波長化が強く望まれている。短波長化が望ま
れる背景には、２つの理由がある。ひとつは、短波長光
が長波長光に比べて１個の光子のエネルギーが大きいこ
と、いまひとつはレンズの開口数が同じであれば波長が
短いほど集光性が向上することである。前者はたとえば
レーザ・プリンタに用いられる光導電体の選択の自由度
を高め、印字の高速化に寄与する。一方後者は、コンパ
クト・ディスクや光磁気ディスクといった光メモリの記
憶容量の飛躍的増大に寄与する。さらに、現状で市販さ
れている赤色発光ダイオードおよび緑色発光ダイオード
に加えて青色発光ダイオードが開発されれば、低消費電
力で長寿命の大面積フルカラー・ディスプレイや交通信
号灯も実現することができる。
発光ダイオード，レーザ・ダイオードといった半導体発
光素子の短波長化が強く望まれている。短波長化が望ま
れる背景には、２つの理由がある。ひとつは、短波長光
が長波長光に比べて１個の光子のエネルギーが大きいこ
と、いまひとつはレンズの開口数が同じであれば波長が
短いほど集光性が向上することである。前者はたとえば
レーザ・プリンタに用いられる光導電体の選択の自由度
を高め、印字の高速化に寄与する。一方後者は、コンパ
クト・ディスクや光磁気ディスクといった光メモリの記
憶容量の飛躍的増大に寄与する。さらに、現状で市販さ
れている赤色発光ダイオードおよび緑色発光ダイオード
に加えて青色発光ダイオードが開発されれば、低消費電
力で長寿命の大面積フルカラー・ディスプレイや交通信
号灯も実現することができる。
【０００３】半導体発光素子の発光波長は、基本的にバ
ンド・ギャップにより決定される。バンド・ギャップＥ
g （ｅＶ）に等しいエネルギーを持つ光子の波長λ（ｎ
ｍ）はλ＝ 1240 ／Ｅg で表され、より短波長の発光を
得るためにはバンド・ギャップの大きい半導体を選択す
る必要がある。たとえば、４６０ｎｍの青色光を得るた
めには、約２．７ｅＶのバンド・ギャップを持つ半導体
が必要である。従来、青色発光が可能な半導体として I
II−Ｖ族化合物半導体であるＧａＮ、II− IＶ族化合物
半導体であるＺｎＳｅやＺｎＳ、 IＶ− IＶ族化合物半
導体であるＳｉＣ等が研究されてきた。ただし、Ｇａ
Ｎ，ＺｎＳｅ，ＺｎＳについては、直接遷移型のエネル
ギー・バンド構造に由来する高輝度が期待されるもの
の、良好な結晶薄膜を生成させるためのバルクの単結晶
基板が存在しないため、他の基板を代用せざるを得ず、
このことが結果的に基板ストレスによる結晶欠陥を発生
させ、発光を妨害する原因となっていた。またｐｎ接合
を形成するために必要なｐ型半導体を得ることが一般に
困難であるため、高電圧を要する割に発光効率の低いＭ
ＩＳ型（金属−絶縁層−ｎ型半導体層の接合）構造をと
らざるを得ないという問題があった。これに対し、Ｓｉ
Ｃは間接遷移型のエネルギー・バンド構造を持つ故に輝
度にはやや劣るものの、同材料からなるバルクの単結晶
基板を用いることができ、また容易にｐ型化を行ってｐ
ｎ接合を実現できることから、比較的早い時期から実用
化されてきた。
ンド・ギャップにより決定される。バンド・ギャップＥ
g （ｅＶ）に等しいエネルギーを持つ光子の波長λ（ｎ
ｍ）はλ＝ 1240 ／Ｅg で表され、より短波長の発光を
得るためにはバンド・ギャップの大きい半導体を選択す
る必要がある。たとえば、４６０ｎｍの青色光を得るた
めには、約２．７ｅＶのバンド・ギャップを持つ半導体
が必要である。従来、青色発光が可能な半導体として I
II−Ｖ族化合物半導体であるＧａＮ、II− IＶ族化合物
半導体であるＺｎＳｅやＺｎＳ、 IＶ− IＶ族化合物半
導体であるＳｉＣ等が研究されてきた。ただし、Ｇａ
Ｎ，ＺｎＳｅ，ＺｎＳについては、直接遷移型のエネル
ギー・バンド構造に由来する高輝度が期待されるもの
の、良好な結晶薄膜を生成させるためのバルクの単結晶
基板が存在しないため、他の基板を代用せざるを得ず、
このことが結果的に基板ストレスによる結晶欠陥を発生
させ、発光を妨害する原因となっていた。またｐｎ接合
を形成するために必要なｐ型半導体を得ることが一般に
困難であるため、高電圧を要する割に発光効率の低いＭ
ＩＳ型（金属−絶縁層−ｎ型半導体層の接合）構造をと
らざるを得ないという問題があった。これに対し、Ｓｉ
Ｃは間接遷移型のエネルギー・バンド構造を持つ故に輝
度にはやや劣るものの、同材料からなるバルクの単結晶
基板を用いることができ、また容易にｐ型化を行ってｐ
ｎ接合を実現できることから、比較的早い時期から実用
化されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＳｉＣ系の
半導体発光素子に関しては、使用する基板の制約が比較
的少ないアモルファス薄膜を活性層として用いることも
検討されてきた。第２９回応用物理学関係連合講演会
（1982年春季年会) 講演予稿集３ａ−Ｚ−８には、水素
化アモルファスＳｉＣ（以下、ａ−ＳｉＣ：Ｈと略記す
る。）薄膜を用いて白色発光を得た旨の記載がみられ
る。ただし、ここで白色発光しか観測されなかったの
は、ａ−ＳｉＣ：Ｈ中のＳｉ原子とＣ原子とが均一に分
散していないために三配位の原子と四配位の原子が膜中
に混在し、この結果、結合角や原子間距離にゆらぎが生
じてエネルギー・バンド端近傍にテイル・ステイツと呼
ばれる準位が形成され、発光波長の長波長側シフトと半
値幅の拡大（白色化）が生じたからである。また、この
発光が低輝度であったのは、ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜内に直
鎖状あるいはグラファイト状のＣ原子間結合が多量に存
在するために、該薄膜が高密度ネットワーク構造をとら
ずに微細なボイドを多数含有するようになり、このボイ
ドの周辺に存在するダングリング・ボンドが非発光性再
結合中心として働き、めに発光効率が低下したからであ
る。
半導体発光素子に関しては、使用する基板の制約が比較
的少ないアモルファス薄膜を活性層として用いることも
検討されてきた。第２９回応用物理学関係連合講演会
（1982年春季年会) 講演予稿集３ａ−Ｚ−８には、水素
化アモルファスＳｉＣ（以下、ａ−ＳｉＣ：Ｈと略記す
る。）薄膜を用いて白色発光を得た旨の記載がみられ
る。ただし、ここで白色発光しか観測されなかったの
は、ａ−ＳｉＣ：Ｈ中のＳｉ原子とＣ原子とが均一に分
散していないために三配位の原子と四配位の原子が膜中
に混在し、この結果、結合角や原子間距離にゆらぎが生
じてエネルギー・バンド端近傍にテイル・ステイツと呼
ばれる準位が形成され、発光波長の長波長側シフトと半
値幅の拡大（白色化）が生じたからである。また、この
発光が低輝度であったのは、ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜内に直
鎖状あるいはグラファイト状のＣ原子間結合が多量に存
在するために、該薄膜が高密度ネットワーク構造をとら
ずに微細なボイドを多数含有するようになり、このボイ
ドの周辺に存在するダングリング・ボンドが非発光性再
結合中心として働き、めに発光効率が低下したからであ
る。
【０００５】この問題を解決するために、特開平５−２
９６５２号公報にはフッ素濃度が５〜５０原子％の範囲
にあるａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜を活性層として用いた青色発
光素子が開示されている。これは、Ｆ原子の導入により
Ｓｉ原子とＣ原子の均一分散を促してランダム・ネット
ワークを形成させることで発光波長の短波長化を図ると
共に、ダングリング・ボンドをＦ原子で終端させて再結
合中心を消滅させることにより発光効率の改善を図った
ものである。しかしながら、このように多量のフッ素を
含む膜は吸湿によりＨＦを生成し、膜質の経時劣化、お
よびこれに伴う発光素子の経時特性劣化を招く虞れが大
きい。
９６５２号公報にはフッ素濃度が５〜５０原子％の範囲
にあるａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜を活性層として用いた青色発
光素子が開示されている。これは、Ｆ原子の導入により
Ｓｉ原子とＣ原子の均一分散を促してランダム・ネット
ワークを形成させることで発光波長の短波長化を図ると
共に、ダングリング・ボンドをＦ原子で終端させて再結
合中心を消滅させることにより発光効率の改善を図った
ものである。しかしながら、このように多量のフッ素を
含む膜は吸湿によりＨＦを生成し、膜質の経時劣化、お
よびこれに伴う発光素子の経時特性劣化を招く虞れが大
きい。
【０００６】そこで本発明は、かかる経時特性劣化を抑
制した青色発光素子と、その効率的な製造方法を提供す
ることを目的とする。
制した青色発光素子と、その効率的な製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されるものである。
達成するために提案されるものである。
【０００８】すなわち、本発明の青色発光素子は、１〜
５０原子％の窒素を含むａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜を発光層と
して用いるものである。
５０原子％の窒素を含むａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜を発光層と
して用いるものである。
【０００９】また、本発明の青色発光素子の製造方法
は、シラン系ガスと炭化水素系ガスと窒素系ガスとを含
む原料ガスを用いてプラズマＣＶＤを行うことにより、
窒素含有ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜からなる発光層を形成する
ものである。ここで、上記シラン系ガスとしてはたとえ
ばシラン（ＳｉＨ4 ）やジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、炭化
水素ガスとしてはメタン（ＣＨ4 ）やメタノール（ＣＨ
3 ＯＨ）やエタン（Ｃ2Ｈ6 ）、さらに上記窒素系ガス
としては、窒素（Ｎ2 ）あるいは亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）
に代表される酸化窒素を、それぞれ典型的に用いること
ができる。いずれも、プラズマ放電条件下で容易に解離
する、比較的低分子の単体もしくは化合物を用いること
が望ましい。
は、シラン系ガスと炭化水素系ガスと窒素系ガスとを含
む原料ガスを用いてプラズマＣＶＤを行うことにより、
窒素含有ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜からなる発光層を形成する
ものである。ここで、上記シラン系ガスとしてはたとえ
ばシラン（ＳｉＨ4 ）やジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、炭化
水素ガスとしてはメタン（ＣＨ4 ）やメタノール（ＣＨ
3 ＯＨ）やエタン（Ｃ2Ｈ6 ）、さらに上記窒素系ガス
としては、窒素（Ｎ2 ）あるいは亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）
に代表される酸化窒素を、それぞれ典型的に用いること
ができる。いずれも、プラズマ放電条件下で容易に解離
する、比較的低分子の単体もしくは化合物を用いること
が望ましい。
【００１０】
【作用】本発明の青色発光素子は、ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜
からなる発光層に１〜５０原子％のＮ原子が導入される
ことにより膜中のＳｉ原子とＣ原子の均一分散が促さ
れ、青色発光が可能とされている。また、再結合中心を
消滅させ発光効率の改善を図るためのダングリング・ボ
ンドの終端原子として、Ｈ原子と並びＮ原子を用いてい
るので、ａ−ＳｉＣ：Ｈの吸湿によってもＨＦのごとく
有害な化合物が生成せず、したがって膜質の経時劣化
や、これに伴う発光素子の経時特性劣化を回避すること
ができる。
からなる発光層に１〜５０原子％のＮ原子が導入される
ことにより膜中のＳｉ原子とＣ原子の均一分散が促さ
れ、青色発光が可能とされている。また、再結合中心を
消滅させ発光効率の改善を図るためのダングリング・ボ
ンドの終端原子として、Ｈ原子と並びＮ原子を用いてい
るので、ａ−ＳｉＣ：Ｈの吸湿によってもＨＦのごとく
有害な化合物が生成せず、したがって膜質の経時劣化
や、これに伴う発光素子の経時特性劣化を回避すること
ができる。
【００１１】また、本発明の青色発光素子の製造は、そ
の発光層の形成段階でＳｉ供給源としてのシラン系ガ
ス、Ｃ供給源としての炭化水素系ガス、Ｎ供給源として
の窒素系ガスを用いたプラズマＣＶＤにより行われるた
め、比較的低温かつ低照射損傷下で成膜を行うことがで
きる。このとき、ガス流量，基板加熱温度，投入電力等
の制御パラメータの最適化により膜質の細かい制御が可
能であり、経時劣化を起こさない信頼性の高い発光層を
形成することができる。また、不純物ガスの切り換えを
瞬時に行うことができるため、異なる導電型を有するａ
−ＳｉＣ：Ｈ薄膜を次々と積層することができ、極めて
効率の良い製造が可能となる。
の発光層の形成段階でＳｉ供給源としてのシラン系ガ
ス、Ｃ供給源としての炭化水素系ガス、Ｎ供給源として
の窒素系ガスを用いたプラズマＣＶＤにより行われるた
め、比較的低温かつ低照射損傷下で成膜を行うことがで
きる。このとき、ガス流量，基板加熱温度，投入電力等
の制御パラメータの最適化により膜質の細かい制御が可
能であり、経時劣化を起こさない信頼性の高い発光層を
形成することができる。また、不純物ガスの切り換えを
瞬時に行うことができるため、異なる導電型を有するａ
−ＳｉＣ：Ｈ薄膜を次々と積層することができ、極めて
効率の良い製造が可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００１３】実施例１ 本実施例では、本発明を適用した青色発光ダイオード素
子の構成について、図１を参照しながら説明する。
子の構成について、図１を参照しながら説明する。
【００１４】この青色発光ダイオード素子は、絶縁基板
１上の透明電極層２の上にＰＩＮ型（ｐ型半導体層／ｉ
型（真性）半導体層／ｎ型半導体層の積層構造を有する
型式）のダイオードが形成されたものである。このＰＩ
Ｎダイオードは、下層側から順にｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄
膜３，発光層であるｉ型（真性）ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜
４，およびｎ型ＳｉＣ薄膜５が積層されたものである。
上記ｎ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜５には、公知のアルミニウ
ム系材料からなるｎ型電極６が被着形成され、このｎ型
電極６と負極リード８とがボンディング・ワイヤ７によ
り結線されている。一方、上記透明電極層２はボンディ
ング・ワイヤ７により正極リード９と結線されている。
これらの構造物は、プラスチック製のドーム型パッケー
ジ１０に収容され、全方向的に光ｈνを放出するように
なされている。
１上の透明電極層２の上にＰＩＮ型（ｐ型半導体層／ｉ
型（真性）半導体層／ｎ型半導体層の積層構造を有する
型式）のダイオードが形成されたものである。このＰＩ
Ｎダイオードは、下層側から順にｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄
膜３，発光層であるｉ型（真性）ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜
４，およびｎ型ＳｉＣ薄膜５が積層されたものである。
上記ｎ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜５には、公知のアルミニウ
ム系材料からなるｎ型電極６が被着形成され、このｎ型
電極６と負極リード８とがボンディング・ワイヤ７によ
り結線されている。一方、上記透明電極層２はボンディ
ング・ワイヤ７により正極リード９と結線されている。
これらの構造物は、プラスチック製のドーム型パッケー
ジ１０に収容され、全方向的に光ｈνを放出するように
なされている。
【００１５】上記絶縁基板１はガラス，サファイア等の
絶縁材料から構成される。また、上記透明電極層２は、
ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド），ＳｎＯ2 （酸化
錫）等の透明導電材料からなる。
絶縁材料から構成される。また、上記透明電極層２は、
ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド），ＳｎＯ2 （酸化
錫）等の透明導電材料からなる。
【００１６】さらに、上記の各導電型のＳｉＣ薄膜３，
４，５はいずれも水素含有ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜をベース
としているが、特に本発明の最大の特色として、発光層
であるｉ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜４には４０原子％のＮ原
子が含有されている。このｉ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜４の
ＥＳＲ（電子スピン共鳴）シグナルがほとんど検出限界
以下であったことから、この膜中には不対電子を持つ常
磁性欠陥がほとんど無いこと、つまり膜中のダングリン
グ・ボンドはＨ原子とＮ原子とでほぼ完全に終端されて
いることがわかった。
４，５はいずれも水素含有ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜をベース
としているが、特に本発明の最大の特色として、発光層
であるｉ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜４には４０原子％のＮ原
子が含有されている。このｉ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜４の
ＥＳＲ（電子スピン共鳴）シグナルがほとんど検出限界
以下であったことから、この膜中には不対電子を持つ常
磁性欠陥がほとんど無いこと、つまり膜中のダングリン
グ・ボンドはＨ原子とＮ原子とでほぼ完全に終端されて
いることがわかった。
【００１７】かかる構成を有する青色発光ダイオード素
子は、１００ｃｄ／ｍ2 オーダーの明るい青色発光を示
し、電流密度１００ｍＡ／ｃｍ2 にて１００時間の通電
試験を行った後にもほとんど輝度の劣化は認められなか
った。
子は、１００ｃｄ／ｍ2 オーダーの明るい青色発光を示
し、電流密度１００ｍＡ／ｃｍ2 にて１００時間の通電
試験を行った後にもほとんど輝度の劣化は認められなか
った。
【００１８】実施例２ 本実施例では、実施例１で上述した青色発光ダイオード
素子の製造方法について説明する。
素子の製造方法について説明する。
【００１９】まず、予めＩＴＯからなる透明電極層２が
スパッタリング法により０．２μｍの膜厚に形成された
絶縁基板１を平行平板型プラズマＣＶＤ装置内にセット
した。なおこのプラズマＣＶＤ装置は、高真空排気され
たＣＶＤチャンバにシラン系ガス，炭化水素系ガス，窒
素系ガスといったａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜の成膜に基本的に
必要な原料ガスに加え、該ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜にｐ型あ
るいはｎ型不純物を導入するためのドーパント・ガスを
供給するガス供給系統に接続されており、各ガスはマス
・フロー・コントローラとバルブにより流量および供給
／停止を個別に制御されるようになされている。
スパッタリング法により０．２μｍの膜厚に形成された
絶縁基板１を平行平板型プラズマＣＶＤ装置内にセット
した。なおこのプラズマＣＶＤ装置は、高真空排気され
たＣＶＤチャンバにシラン系ガス，炭化水素系ガス，窒
素系ガスといったａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜の成膜に基本的に
必要な原料ガスに加え、該ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜にｐ型あ
るいはｎ型不純物を導入するためのドーパント・ガスを
供給するガス供給系統に接続されており、各ガスはマス
・フロー・コントローラとバルブにより流量および供給
／停止を個別に制御されるようになされている。
【００２０】ここで、上記シラン系ガスとしてＳｉ
Ｈ4 、上記炭化水素系ガスとしてＣＨ4、上記窒素系ガ
スとしてＮ2 を用い、一例として下記の条件でｐ型，ｉ
型，ｎ型のａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜３，４，５をそれぞれ成
膜した。
Ｈ4 、上記炭化水素系ガスとしてＣＨ4、上記窒素系ガ
スとしてＮ2 を用い、一例として下記の条件でｐ型，ｉ
型，ｎ型のａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜３，４，５をそれぞれ成
膜した。
【００２１】〔ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜３〕 ＳｉＨ4 流量 ５０ ＳＣＣＭ ＣＨ4 流量 ３０ ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ２５ ＳＣＣＭ Ｂ2 Ｈ6 流量 ０．５ ＳＣＣＭ ガス圧 ７ Ｐａ ＲＦパワー ８０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板温度 １００ ℃ 成膜時間 ８ 分（膜厚０．０１５μｍ） 〔ｉ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜４〕下記の項目以外は、ｐ型
ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜３の成膜条件に同じ。
ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜３の成膜条件に同じ。
【００２２】 ＳｉＨ4 流量 ５０ ＳＣＣＭ ＣＨ4 流量 ３０ ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ２５ ＳＣＣＭ 成膜時間 ９０ 分（膜厚０．１５μｍ） 〔ｎ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜５〕下記の項目以外は、ｐ型
ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜３の成膜条件に同じ。
ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜３の成膜条件に同じ。
【００２３】 ＳｉＨ4 流量 ５０ ＳＣＣＭ ＣＨ4 流量 ３０ ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ２５ ＳＣＣＭ ＰＨ3 流量 ０．５ ＳＣＣＭ 成膜時間 １６ 分（膜厚０．０３μｍ） なお、上記ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜３およびｎ型ａ−Ｓ
ｉＣ：Ｈ薄膜５の不純物濃度は、それぞれ１０19／ｃｍ
3 のオーダーであった。また、上記ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜
のＮ含有量は約４０原子％であった。
ｉＣ：Ｈ薄膜５の不純物濃度は、それぞれ１０19／ｃｍ
3 のオーダーであった。また、上記ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜
のＮ含有量は約４０原子％であった。
【００２４】この後、公知の技術により各ＳｉＣ：Ｈ薄
膜３，４，５の一括パターニング、Ａｌ系薄膜の成膜、
該Ａｌ系薄膜のパターニングによるｎ型電極６の形成、
ワイヤ・ボンディング、パッケージングを行い、青色発
光ダイオード素子を完成させた。
膜３，４，５の一括パターニング、Ａｌ系薄膜の成膜、
該Ａｌ系薄膜のパターニングによるｎ型電極６の形成、
ワイヤ・ボンディング、パッケージングを行い、青色発
光ダイオード素子を完成させた。
【００２５】以上、本発明を２例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、実施例ではｉ型ａ−ＳｉＣ：
Ｈ薄膜４の成膜時に窒素系ガスとしてＮ2 を用いたが、
この代わりにＮ2 Ｏを同じ流量で用いた場合にも、同様
に良好な特性を有する青色発光ダイオード素子を製造す
ることができた。Ｎ2 ＯをプラズマＣＶＤに用いた場
合、このガスから生成するＯ* （酸素ラジカル）がＣＨ
4 に由来する炭素系ポリマーの過剰なチャンバ内堆積を
抑制するため、チャンバのクリーニングを行うためのメ
ンテナンス頻度を低減できるといった副次的効果も得ら
れた。この他、青色発光ダイオードの構成の細部、ＣＶ
Ｄ条件等は適宜変更可能である。
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、実施例ではｉ型ａ−ＳｉＣ：
Ｈ薄膜４の成膜時に窒素系ガスとしてＮ2 を用いたが、
この代わりにＮ2 Ｏを同じ流量で用いた場合にも、同様
に良好な特性を有する青色発光ダイオード素子を製造す
ることができた。Ｎ2 ＯをプラズマＣＶＤに用いた場
合、このガスから生成するＯ* （酸素ラジカル）がＣＨ
4 に由来する炭素系ポリマーの過剰なチャンバ内堆積を
抑制するため、チャンバのクリーニングを行うためのメ
ンテナンス頻度を低減できるといった副次的効果も得ら
れた。この他、青色発光ダイオードの構成の細部、ＣＶ
Ｄ条件等は適宜変更可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明を適用すれば経時特性劣化が抑制され、長寿命で信頼
性の高い青色発光素子を得ることができる。しかもその
製造方法には、基板の結晶性による制約が比較的少な
く、ｐ型化の容易なアモルファスＳｉＣ膜を用いること
ができるため、経済性やスループットにも優れている。
したがって本発明は、高輝度，高信頼性を有する青色発
光素子の提供を通じ、光エレクトロニクスの進展に大き
く貢献するものである。
明を適用すれば経時特性劣化が抑制され、長寿命で信頼
性の高い青色発光素子を得ることができる。しかもその
製造方法には、基板の結晶性による制約が比較的少な
く、ｐ型化の容易なアモルファスＳｉＣ膜を用いること
ができるため、経済性やスループットにも優れている。
したがって本発明は、高輝度，高信頼性を有する青色発
光素子の提供を通じ、光エレクトロニクスの進展に大き
く貢献するものである。
【図１】本発明を適用した青色発光ダイオード素子の一
構成例を示す模式的断面図である。
構成例を示す模式的断面図である。
１ 絶縁基板 ２ 透明電極 ３ ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜 ４ ｉ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜（活性層） ５ ｎ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜 ６ ｎ型電極 ７ ボンディング・ワイヤ ８ 負極リード ９ 正極リード １０ ドーム型パッケージ
Claims (2)
- 【請求項１】 １〜５０原子％の窒素を含む水素化アモ
ルファスＳｉＣ薄膜を発光層として用いる青色発光素
子。 - 【請求項２】 シラン系ガスと炭化水素系ガスと窒素系
ガスとを含む原料ガスを用いてプラズマＣＶＤを行うこ
とにより、窒素含有水素化アモルファスＳｉＣ薄膜から
なる発光層を形成する青色発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30752594A JPH08167736A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 青色発光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30752594A JPH08167736A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 青色発光素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08167736A true JPH08167736A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=17970143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30752594A Pending JPH08167736A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 青色発光素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08167736A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08250540A (ja) * | 1995-03-13 | 1996-09-27 | Toyoda Gosei Co Ltd | 半導体装置 |
| KR100396675B1 (ko) * | 2001-11-07 | 2003-09-02 | 엘지전자 주식회사 | 플라즈마 처리를 이용한 청색 반도체 레이저의 제조 방법 |
| 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 |
| JP2020202361A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 森 正 | 青色発光ダイオード |
-
1994
- 1994-12-12 JP JP30752594A patent/JPH08167736A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08250540A (ja) * | 1995-03-13 | 1996-09-27 | Toyoda Gosei Co Ltd | 半導体装置 |
| KR100396675B1 (ko) * | 2001-11-07 | 2003-09-02 | 엘지전자 주식회사 | 플라즈마 처리를 이용한 청색 반도체 레이저의 제조 방법 |
| 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 |
| JP2020202361A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 森 正 | 青色発光ダイオード |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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