JP2716732B2 - Blue light emitting device - Google Patents
Blue light emitting deviceInfo
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- light emitting
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/822—Materials of the light-emitting regions
- H10H20/826—Materials of the light-emitting regions comprising only Group IV materials
-
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- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/052—Light-emitting semiconductor devices having Schottky type light-emitting regions; Light emitting semiconductor devices having Metal-Insulator-Semiconductor type light-emitting regions
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、電界の印加により青色に発光する青色発
光デバイスに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a blue light emitting device that emits blue light when an electric field is applied.
（ｂ）従来の技術 バルク状または薄膜状に形成したダイヤモンドの対向
する２側面のそれぞれにショットキ負電極とオーミック
正電極とを接触させ、これに電界を印加すると青色に発
光することが知られている。この青色発光は、Ｐ型結晶
体であるダイヤモンドに負電極から電子を注入すること
によって生じる電子−正孔結合が原因である。負電極を
ショットキ電極とするのは負電極をエミッタ電極として
負電極から電子を注入し、ダイヤモンド内部で強制的に
電子、正孔結合を行わせるためである。一般に負電極を
構成する材料としては、ダイヤモンドとショットキ接合
するタングステンなどの金属材料が用いられる。また、
正電極としてはTi（チタン）等、ダイヤモンドとの関係
でオーミック電極を構成する材料が選ばれる。(B) Prior Art It is known that when a Schottky negative electrode and an ohmic positive electrode are brought into contact with each of two opposing sides of a diamond formed in a bulk or thin film and an electric field is applied thereto, blue light is emitted. I have. This blue light emission is caused by electron-hole bonds generated by injecting electrons from a negative electrode into diamond, which is a P-type crystal. The reason why the Schottky electrode is used as the negative electrode is to inject electrons from the negative electrode using the negative electrode as an emitter electrode to forcibly couple electrons and holes inside the diamond. Generally, a metal material such as tungsten which forms a Schottky junction with diamond is used as a material forming the negative electrode. Also,
As the positive electrode, a material constituting the ohmic electrode in relation to diamond, such as Ti (titanium), is selected.
（ｃ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来のダイヤモンドを用いた青色発光
デバイスでは、ショットキ負電極をダイヤモンドの一方
の側面に平面状に構成していたため、ショットキ負電極
とダイヤモンドとの接触面積が十分でなく、また接触面
が平坦であるために電界集中がなかった。このため、シ
ョットキ電極からダイヤモンドへの電子の注入効率を向
上することができず、高輝度な青色発光を得ることがで
きない欠点があった。(C) Problems to be Solved by the Invention However, in a conventional blue light-emitting device using diamond, the contact area between the Schottky negative electrode and the diamond is formed because the Schottky negative electrode is formed in a flat shape on one side surface of the diamond. Was not sufficient, and the electric contact was not concentrated due to the flat contact surface. Therefore, the efficiency of injecting electrons from the Schottky electrode into diamond cannot be improved, and high-luminance blue light emission cannot be obtained.
この発明の目的は、ショットキ負電極とダイヤモンド
との接触面の形状を工夫することにより、接触面積を広
くするとともに、十分な電界集中を得、ショットキ負電
極からダイヤモンドへの電子の注入効率を向上すること
によって電子−正孔結合の効率を向上して鮮明かつ高輝
度の青色発光を得ることができる青色発光デバイスを提
供することにある。An object of the present invention is to improve the contact area between the Schottky negative electrode and diamond, thereby increasing the contact area, obtaining sufficient electric field concentration, and improving the efficiency of electron injection from the Schottky negative electrode into diamond. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a blue light emitting device capable of improving the efficiency of electron-hole coupling to obtain clear and high-luminance blue light emission.
（ｄ）課題を解決するための手段 この発明の青色発光デバイスは、バルク状または薄膜
状のダイヤモンドの対向する２側面にそれぞれショット
キ負電極とオーミック正電極とを接続したデバイスにお
いて、前記ショットキ負電極とダイヤモンドとの接合面
を角部のある凹凸形状にしたことを特徴とする。(D) Means for Solving the Problems The blue light emitting device of the present invention is a device in which a Schottky negative electrode and an ohmic positive electrode are respectively connected to two opposing side surfaces of a bulk or thin film diamond. The bonding surface between the diamond and the diamond is formed into an uneven shape having corners.
また、前記ダイヤモンドに代えてバルク状または薄膜
状の青色発光半導体を用いることもできる。In place of the diamond, a bulk or thin film blue light emitting semiconductor can be used.
（ｅ）作用 この発明においては、バルク状または薄膜状のダイヤ
モンドの一方の側面とショットキ負電極との接触面が角
部のある凹凸状となっているために、ダイヤモンドの一
方の側面に全面に渡ってショットキ負電極が平面的に接
触する場合に比較して接触面積は増加する。また、その
接触面の形状が角部のある凹凸状であるため、接触界面
の尖鋭部において電界集中を生じる。これらのことか
ら、ショットキ負電極とダイヤモンドの側面との接触面
積の拡大と、電子注入時における電界集中とにより、電
子の注入効率が向上する。(E) Function In the present invention, since the contact surface between one side surface of the bulk or thin film diamond and the Schottky negative electrode has an uneven shape with corners, the entire surface is covered on one side surface of the diamond. The contact area increases as compared with the case where the Schottky negative electrode contacts in a plane. Further, since the shape of the contact surface is uneven with corners, electric field concentration occurs at the sharp portion of the contact interface. For these reasons, the injection area of the Schottky negative electrode and the side surface of the diamond is increased, and the electric field concentration during electron injection improves the electron injection efficiency.
（ｆ）実施例 第１図は、この発明の実施例である青色発光デバイス
の概略の構成を示す図である。(F) Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a blue light emitting device which is an embodiment of the present invention.
青色発光デバイス11を構成する薄膜状ダイヤモンド１
は、厚さｔを数100μｍ程度にして形成されている。こ
のダイヤモンド１の一方の側面にショットキ負電極２が
形成され、対向する側面にはオーミック正電極３が形成
されている。各電極は蒸着等によりダイヤモンド表面に
つけられる。ショットキ負電極２にはダイヤモンドとシ
ョットキ接合するタングステンなどの電極材料を用い、
オーミック電極３にはチタンなどの電極材料を用いるこ
とができる。Thin film diamond 1 constituting blue light emitting device 11
Is formed with a thickness t of about several 100 μm. A Schottky negative electrode 2 is formed on one side surface of the diamond 1, and an ohmic positive electrode 3 is formed on the opposite side surface. Each electrode is attached to the diamond surface by vapor deposition or the like. For the Schottky negative electrode 2, an electrode material such as tungsten for Schottky junction with diamond is used.
An electrode material such as titanium can be used for the ohmic electrode 3.
第２図は、上記ダイヤモンドの一方の側面を示す要部
の拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view of a main part showing one side surface of the diamond.
ダイヤモンド１においてショットキ負電極２が形成さ
れる側面には、楔型断面形状の微小凹部４が多数形成さ
れている。微小凹部４の幅ｌおよび深さｄはともに数μ
ｍ程度である。ダイヤモンド１の側面に微小凹部４を形
成する方法としては公知のRIE法（リアクティブ・イオ
ン・エッチング法）などのイオンビームエッチング法
（例えばN.N.Efremow 他“Ion beam assisted etching
of diamond":J.Vac.Sci.Technol.B3（１）,Jan/Feb1985
に示されている）を用いることができる。On the side surface of the diamond 1 where the Schottky negative electrode 2 is formed, a large number of minute concave portions 4 having a wedge-shaped cross section are formed. Both the width l and the depth d of the minute recess 4 are several μm.
m. As a method of forming the minute concave portion 4 on the side surface of the diamond 1, a known ion beam etching method such as RIE (reactive ion etching) (for example, NNEfremow et al., "Ion beam assisted etching")
of diamond ": J.Vac.Sci.Technol.B3 (1), Jan / Feb1985
) Can be used.
このようにして多数の微小凹部４が形成されたダイヤ
モンド１の一方の側面に対して真空蒸着法などによりタ
ングステンなどの電極材料をつける。これによってダイ
ヤモンドの薄膜材１の一方の側面はタングステンなどの
電極材料により被覆されるが同時に、微小凹部４内もそ
の電極で埋まる。なお、ダイヤモンド１の他方の側面に
は真空蒸着等によりチタンなどの電極材料を用いてオー
ミック正電極３が形成される。An electrode material such as tungsten is applied to one side surface of the diamond 1 on which the large number of minute concave portions 4 are formed in this manner by a vacuum deposition method or the like. As a result, one side surface of the diamond thin film material 1 is covered with an electrode material such as tungsten, and at the same time, the inside of the minute concave portion 4 is filled with the electrode. The ohmic positive electrode 3 is formed on the other side surface of the diamond 1 by using an electrode material such as titanium by vacuum evaporation or the like.
以上のようにして構成された青色発光デバイス11に対
して電圧を印加すると、ショットキ負電極２からダイヤ
モンド１の内部に電子が注入され電子−正孔結合が行わ
れる。この電子−正孔結合の結果、ダイヤモンドのバン
ドギャップに基づく青色が発光する。このとき、ショッ
トキ負電極２とダイヤモンドとの接触面は凹凸状である
ために、接触面が平坦である場合に比べて接触面積が大
きくなる。また、第３図は、微小凹部４を埋めているシ
ョットキ負電極２の微小凹部である。この微小凸部５は
楔型形状を呈することから、青色発光デバイス11に電圧
が印加された際、微小凸部５の先端部分において電界集
中を生じる。このようにショットキ負電極２とダイヤモ
ンド１との接触面積が広いこと、およびショットキ負電
極２の微小凸部５の先端部分において電界集中を生じる
ことによりショットキ負電極２からダイヤモンド１への
電子の注入効率が向上し、高輝度の青色発光を得ること
ができる。When a voltage is applied to the blue light emitting device 11 configured as described above, electrons are injected from the Schottky negative electrode 2 into the diamond 1 to perform electron-hole coupling. As a result of this electron-hole coupling, blue light is emitted based on the band gap of diamond. At this time, since the contact surface between the Schottky negative electrode 2 and the diamond is uneven, the contact area is larger than when the contact surface is flat. FIG. 3 shows a minute concave portion of the Schottky negative electrode 2 filling the minute concave portion 4. Since the minute projections 5 have a wedge shape, when a voltage is applied to the blue light emitting device 11, electric field concentration occurs at the tip of the minute projections 5. As described above, the contact area between the Schottky negative electrode 2 and the diamond 1 is large, and the electric field concentration occurs at the tip portion of the minute convex portion 5 of the Schottky negative electrode 2, thereby injecting electrons from the Schottky negative electrode 2 into the diamond 1. Efficiency is improved, and blue light emission with high luminance can be obtained.
なお、ダイヤモンド１はバルク状であってもよく、ま
たダイヤモンドに代えてZnSe,ZnSおよびSiCなどの青色
発光半導体を用いても良い。また、本実施例では微小凸
部を楔型形状に形成したが、これらを第４図（Ａ）また
は（Ｂ）に示すように角錐形または円錐形にしても良
く、また同図（Ｃ）に示すような立方体や直方体形状に
することも可能である。The diamond 1 may be in a bulk state, or a blue light emitting semiconductor such as ZnSe, ZnS and SiC may be used instead of diamond. Further, in this embodiment, the minute projections are formed in a wedge shape, but they may be formed in a pyramid shape or a cone shape as shown in FIG. 4 (A) or (B). It is also possible to form a cube or a rectangular parallelepiped as shown in FIG.
（ｇ）発明の効果 この発明によれば、ショットキ負電極どダイヤモンド
との接触面積が大きくなり、またショットキ負電極の微
小凸部は尖鋭形状のような角部のある凹凸状に形成され
ているため電圧印加時にはその角部において電界集中を
生じる。これら接触面積の拡大および電界集中によりシ
ョットキ負電極からダイヤモンドへの電子の注入効率が
大きく向上し、高輝度かつ鮮明な青色発光を得ることが
できる。(G) Effects of the Invention According to the present invention, the contact area between the Schottky negative electrode and the diamond is increased, and the minute projections of the Schottky negative electrode are formed in an uneven shape having sharp corners. Therefore, when a voltage is applied, electric field concentration occurs at the corner. Due to the enlargement of the contact area and the concentration of the electric field, the efficiency of injecting electrons from the Schottky negative electrode into diamond is greatly improved, and high-brightness and clear blue light emission can be obtained.
また、ZnSe,ZnSおよびSiC等の青色発光半導体を用い
た場合にも、接触面積の拡大および電界集中によりショ
ットキ負電極からダイヤモンドへの電子の注入効率が大
きく向上し、高輝度かつ鮮明な青色発光を得ることがで
きる。Also, when blue light emitting semiconductors such as ZnSe, ZnS, and SiC are used, the efficiency of injecting electrons from the Schottky negative electrode into diamond is greatly improved due to the enlargement of the contact area and the concentration of the electric field, resulting in high brightness and clear blue light emission. Can be obtained.
第１図はこの発明の実施例である青色発光デバイスの構
成を示す図、第２図は同青色発光デバイスの一部を構成
するダイヤモンドの要部を示す拡大斜視図、第３図は同
青色発光デバイスのショットキ負電極の微小凸部を示す
図である。また第４図（Ａ）〜（Ｃ）は何れもこの発明
の他の実施例における微小凸部の形状を示す図である。 １…ダイヤモンド、２…ショットキ負電極、３…オーミ
ック正電極、４…微小凹部、５…微小凸部、11…青色発
光デバイス。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a blue light emitting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a main part of diamond constituting a part of the blue light emitting device, and FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating minute projections of a Schottky negative electrode of a light emitting device. 4 (A) to 4 (C) are diagrams each showing a shape of a minute convex portion in another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... diamond, 2 ... Schottky negative electrode, 3 ... ohmic positive electrode, 4 ... minute concave part, 5 ... minute convex part, 11 ... blue light emitting device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川原田 洋 大阪府箕面市今宮３丁目19番24―203号 (72)発明者 臼田 昭司 大阪府大阪市淀川区三国本町１丁目10番 40号 和泉電気株式会社内 (72)発明者 山本 一清 大阪府大阪市淀川区三国本町１丁目10番 40号 和泉電気株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−146579（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−102893（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−14185（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−26186（ＪＰ，Ｂ２) Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｕｍｉｎｅ ｓｃｅｎｃｅ，ｖｏｌ．15，Ｎｏ４，Ｐ 405−419 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Kawahara 3-19-24-203 Imamiya, Minoh City, Osaka Prefecture (72) Shoji Usuda 1-10-40 Mikuni Honcho, Yodogawa-ku, Osaka City, Osaka Izumi Electric (72) Inventor Kazuyoshi Yamamoto 1-10-40 Mikuni Honcho, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka Izumi Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-50-146579 (JP, A) JP-A-1 -102893 (JP, A) JP-A-54-14185 (JP, A) JP-B-58-26186 (JP, B2) Journal of Lumine sense, vol. 15, No4, P 405-419
Claims (2)
向する２側面にそれぞれショットキ負電極とオーミック
正電極とを接続したデバイスにおいて、前記ショットキ
負電極とダイヤモンドとの接合面を角部のある凹凸形状
にしたことを特徴とする青色発光デバイス。1. A device in which a Schottky negative electrode and an ohmic positive electrode are respectively connected to two opposing side surfaces of a diamond in the form of a bulk or a thin film. A blue light-emitting device, comprising:
薄膜状の青色発光半導体を用いた請求項１記載の青色発
光デバイス。2. The blue light emitting device according to claim 1, wherein a bulk or thin film blue light emitting semiconductor is used instead of said diamond.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15257788A JP2716732B2 (en) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Blue light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15257788A JP2716732B2 (en) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Blue light emitting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01319975A JPH01319975A (en) | 1989-12-26 |
| JP2716732B2 true JP2716732B2 (en) | 1998-02-18 |
Family
ID=15543513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15257788A Expired - Lifetime JP2716732B2 (en) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Blue light emitting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2716732B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3970965B2 (en) * | 1996-11-15 | 2007-09-05 | 株式会社神戸製鋼所 | Light emitting element having diamond film and flat panel display |
| KR100480745B1 (en) * | 1998-03-10 | 2005-05-16 | 삼성전자주식회사 | Method of manufacturing of diamond field emitter |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5826186B2 (en) | 2009-11-26 | 2015-12-02 | ハイ キュー レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＨｉｇｈ Ｑ Ｌａｓｅｒ ＧｍｂＨ | Mirror structure for guiding laser beam in laser system, and laser beam guiding method |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP15257788A patent/JP2716732B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5826186B2 (en) | 2009-11-26 | 2015-12-02 | ハイ キュー レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＨｉｇｈ Ｑ Ｌａｓｅｒ ＧｍｂＨ | Mirror structure for guiding laser beam in laser system, and laser beam guiding method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，ｖｏｌ．１５，Ｎｏ４，Ｐ４０５−４１９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01319975A (en) | 1989-12-26 |
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