JPS628959B2 - - Google Patents
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- JPS628959B2 JPS628959B2 JP3154077A JP3154077A JPS628959B2 JP S628959 B2 JPS628959 B2 JP S628959B2 JP 3154077 A JP3154077 A JP 3154077A JP 3154077 A JP3154077 A JP 3154077A JP S628959 B2 JPS628959 B2 JP S628959B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、青色発光を行なうセレン化亜鉛発光
ダイオードの製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a zinc selenide light emitting diode that emits blue light.
従来から、セレン化亜鉛結晶表面にセレン化亜
鉛の酸化膜もしくは酸化シリコン膜を形成してこ
れを絶縁層として、M(金属層)−I(絶縁層)−
S(半導体層)構造のダイオードを構成したり、
もしくはセレン化亜鉛結晶への窒素イオン注入に
より形成したp−n接合ダイオードを構成するこ
とにより、青色発光を行なうセレン化亜鉛発光ダ
イオードが得られることが提案されている。(特
開昭52−18188;セレン化亜鉛発光ダイオードの
製造方法、特開昭52−18189;セレン化亜鉛発光
ダイオードの製造方法、特開昭52−79788;セレ
ン化亜鉛発光ダイオードの製造方法)
しかし、これら従来の方法では青色発光の発光
機構が充分には解明されていないため、青色発光
を増大させる有効不純物の効果的な添加方法或
は、青色発光を低下消滅させる有害不純物の除去
方法などが不明なため、青色発光の発光効率が低
く又、黄色が混入して純粋な青色発光が得られな
いという難点を有している。 Conventionally, a zinc selenide oxide film or a silicon oxide film is formed on the surface of a zinc selenide crystal, and this is used as an insulating layer.
Constructing a diode with an S (semiconductor layer) structure,
Alternatively, it has been proposed that a zinc selenide light emitting diode that emits blue light can be obtained by constructing a pn junction diode formed by implanting nitrogen ions into a zinc selenide crystal. (JP-A-52-18188; Method for manufacturing zinc selenide light-emitting diode; JP-A-52-18189; Method for manufacturing zinc-selenide light-emitting diode; JP-A-52-79788; Method for manufacturing zinc selenide light-emitting diode) However, However, with these conventional methods, the emission mechanism of blue light emission has not been fully elucidated, so it is necessary to find an effective method of adding effective impurities that increase blue light emission or a method of removing harmful impurities that reduce and eliminate blue light emission. Since it is unknown, the luminous efficiency of blue light emission is low, and there are problems in that pure blue light emission cannot be obtained due to the contamination of yellow.
本発明は、これら従来の方法での難点を解決
し、青色発光強度の増加に有効な不純物元素を、
効果的にセレン化亜鉛結晶に添加することによ
り、青色発光効率を向上させたセレン化亜鉛発光
ダイオードの製造方法を提供するものである。 The present invention solves the difficulties of these conventional methods and uses impurity elements that are effective in increasing the blue light emission intensity.
The present invention provides a method for manufacturing a zinc selenide light emitting diode in which the blue light emitting efficiency is improved by effectively adding zinc selenide crystals.
セレン化亜鉛発光ダイオードの青色発光は、常
温で波長が約4600Åに最大強度を有する波長分布
を示す。 The blue light emitted by the zinc selenide light emitting diode exhibits a wavelength distribution with maximum intensity at a wavelength of about 4600 Å at room temperature.
発明者達は、ホトルミネセンスでの青色発光に
ついて、不純物元素の添加効果及び常温から−
200℃の低温までのスペクトル変化を調査するこ
とにより、その発光中心がドナ不純物に束縛され
た励起子であることを解明した。 The inventors investigated the effects of adding impurity elements and the effects of room temperature on the blue light emitted by photoluminescence.
By investigating the spectral changes down to temperatures as low as 200°C, it was revealed that the emission center is an exciton bound by a donor impurity.
これに基づき、青色発光の発光効率を高めるに
は、セレン化亜鉛結晶にドナ不純物であるb族
元素のガリウム、インジウム、アルミニウム或は
b族元素の塩素、臭素、ヨウ素を添加すること
が有効であることを明らかにするとともに、ドナ
不純物の効果的な添加方法を確立した。 Based on this, in order to increase the luminous efficiency of blue light emission, it is effective to add donor impurities such as group B elements such as gallium, indium, and aluminum, or group B elements such as chlorine, bromine, and iodine to the zinc selenide crystal. In addition to clarifying this fact, we also established an effective method for adding donor impurities.
なお、この場合、セレン化亜鉛中で黄色発光の
発光中心或は、非発光性の深い中心を形成する亜
鉛空孔や、赤色発光の発光中心となる銅を減少さ
せることも必要であることも明らかにされた。 In this case, it may also be necessary to reduce the zinc vacancies that form yellow luminescent centers or non-luminescent deep centers in zinc selenide, and the copper that forms red luminescent centers. revealed.
因に、従来電界発光素子において、その発光効
率の向上のために、アクチベータである、族
及びコアクチベータである、族元素を添加す
ることが行なわれているが、これはドナ−アクセ
プタペア発光やセルフアクチベイテツド発光を利
用するもので、励起子発光を利用する本発明とは
異なるものである。 Incidentally, conventional electroluminescent devices have been doped with group elements, which are activators, and group elements, which are coactivators, in order to improve their luminous efficiency. This invention uses self-activated light emission and is different from the present invention, which uses exciton light emission.
以下、本発明をその実施例に基づいて、本発明
に係るセレン化亜鉛発光ダイオードの構成を示す
第1図を参照して、詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail based on examples thereof with reference to FIG. 1, which shows the structure of a zinc selenide light emitting diode according to the present invention.
先ず、本発明に係るセレン化亜鉛発光ダイオー
ドの第1の製造方法では、高圧溶融法で作製した
セレン化亜鉛結晶板を約5mm×5mm×1mmに切断
して研磨の上、1〜80at%のガリウム、インジウ
ム、アルミニウムなどのb族元素を含む亜鉛
中、700℃〜1300℃の雰囲気温度のもとで2〜16
時間熱処理を行ない、セレン化亜鉛結晶板にこれ
らのb族元素の添加を行う第1の手段を行なわ
せる。 First, in the first manufacturing method of the zinc selenide light emitting diode according to the present invention, a zinc selenide crystal plate produced by high-pressure melting is cut into approximately 5 mm x 5 mm x 1 mm, polished, and then coated with 1 to 80 at% 2 to 16 at an ambient temperature of 700℃ to 1300℃ in zinc containing group B elements such as gallium, indium, and aluminum.
A heat treatment is performed for a period of time to cause the zinc selenide crystal plate to undergo the first means of adding these group B elements.
このようにしてb族元素の添加処理したセレ
ン化亜鉛結晶板の表面は、亜鉛の付着や亜鉛過剰
層の形成のため著しく結晶性が劣化している。も
しこのような状態のセレン化亜鉛結晶板を用いて
発光ダイオードを製造しても発光効率は著しく低
いものとなる。そこで、このような結晶性劣化層
を除去するためにb族元素が添加されたセレン
化亜鉛結晶板表面に、第2の手段として水酸化ナ
トリウム溶液などの化学エツチング液でエツチン
グを施す。 The surface of the zinc selenide crystal plate treated with the addition of group B elements in this manner has significantly deteriorated crystallinity due to the adhesion of zinc and the formation of an excessive zinc layer. Even if a light emitting diode is manufactured using a zinc selenide crystal plate in such a state, the luminous efficiency will be extremely low. Therefore, in order to remove such a layer of degraded crystallinity, the surface of the zinc selenide crystal plate to which group B elements have been added is etched using a chemical etching solution such as a sodium hydroxide solution as a second means.
次いで第3の手段として、エツチングが施され
たセレン化亜鉛結晶板1の表面に、雰囲気温度20
℃〜300℃で50Å〜5000Åの厚みの、セレン化亜
鉛酸化膜層もしくは酸化シリコン酸化膜層2を、
スパツタリング蒸着などの方法で形成する。 Next, as a third means, the surface of the zinc selenide crystal plate 1 that has been etched is heated at an ambient temperature of 20°C.
A zinc selenide oxide film layer or a silicon oxide film layer 2 with a thickness of 50 Å to 5000 Å at a temperature of ℃ to 300 ℃,
It is formed by a method such as sputtering deposition.
ここで、雰囲気温度を20℃〜300℃に限定した
のは次の理由による。低温での酸化膜形成法とし
て化学酸化法があり、これは通常室温で行う。20
℃以下になると酸化速度が低下し、ある程度の厚
さを得るには長時間を要し実用的でなくなる。そ
こで下限を20℃とした。 Here, the reason why the ambient temperature was limited to 20°C to 300°C is as follows. There is a chemical oxidation method as a method of forming an oxide film at low temperature, and this method is usually performed at room temperature. 20
When the temperature is below 0.degree. C., the oxidation rate decreases, and it takes a long time to obtain a certain thickness, making it impractical. Therefore, the lower limit was set at 20°C.
一方、セレン化亜鉛は比較的不安定な物質で、
高温に加熱すると表面に亜鉛の空孔が形成され抵
抗が高くなるなど発光ダイオードを作製するうえ
で問題となる。従つて形成温度は低い程よい。第
2図は高周波スパツタ法による酸化シリコン層形
成温度と発光ダイオードの発光効率(外部量子効
率)との関係を示したものである。300℃以上で
発光効率が急激に低下する。これはセレン化亜鉛
結晶の熱的な劣化によるものである。そこで、上
限を300℃とした。 On the other hand, zinc selenide is a relatively unstable substance;
When heated to high temperatures, zinc vacancies are formed on the surface, which increases resistance and poses problems in manufacturing light-emitting diodes. Therefore, the lower the formation temperature, the better. FIG. 2 shows the relationship between the silicon oxide layer formation temperature by the high frequency sputtering method and the luminous efficiency (external quantum efficiency) of the light emitting diode. Luminous efficiency decreases rapidly at temperatures above 300℃. This is due to thermal deterioration of zinc selenide crystals. Therefore, the upper limit was set to 300°C.
次に酸化膜層の厚さを50〜5000Åとしたのは次
の理由による。酸化膜層2は薄すぎると電圧印加
時に破壊されるし、厚すぎるとその電気抵抗が大
きくなつて発光効率が低下する。 Next, the reason why the thickness of the oxide film layer is set to 50 to 5000 Å is as follows. If the oxide film layer 2 is too thin, it will be destroyed when a voltage is applied, and if it is too thick, its electrical resistance will increase and the luminous efficiency will decrease.
酸化層をはさんでセレン化亜鉛結晶と全電極と
の間の電子の移動(電気伝導)はトンネル効果で
あると考えられる。従つて、理想的には酸化層の
厚さは100〜200Å以下が望ましい。 The movement of electrons (electrical conduction) between the zinc selenide crystal and all electrodes across the oxide layer is considered to be a tunnel effect. Therefore, ideally, the thickness of the oxide layer is desirably 100 to 200 Å or less.
しかしながら50Å以下では発光ダイオードとし
て良好なものの作製される歩留りが低下する。こ
れは膜厚の不均一性や膜中の欠陥の存在によるも
のである。 However, if the thickness is less than 50 Å, the production yield will decrease, although the light emitting diode will be good. This is due to the non-uniformity of the film thickness and the presence of defects in the film.
一方、膜厚が5000Å程度でも電流が流れ良好な
発光特性を示す。第3図はセレン化亜鉛酸化膜の
厚さと発光効率(外部量子効率)との関係を示
す。なお、文献データをも一緒に示す。これよ
り、5000Å程度の膜厚でも発光効率はあまり低下
せず、良好な発光特性を示すことがわかる。 On the other hand, even with a film thickness of about 5000 Å, current flows and good light emission characteristics are exhibited. FIG. 3 shows the relationship between the thickness of the zinc selenide oxide film and the luminous efficiency (external quantum efficiency). In addition, literature data is also shown. From this, it can be seen that even with a film thickness of about 5000 Å, the luminous efficiency does not decrease much and good luminescent characteristics are exhibited.
これは膜厚が大きくても、膜中には欠陥があり
この欠陥を通して伝導等があつて、実質的に膜厚
が小さくなつた結果であると思われる。以上のこ
とより50〜5000Åの膜厚で良好な発光特性が得ら
れる。 This seems to be because even though the film thickness is large, there are defects in the film, and conduction occurs through these defects, resulting in a substantial reduction in the film thickness. From the above, good light emitting characteristics can be obtained with a film thickness of 50 to 5000 Å.
第4の手段として、このようにその表面にセレ
ン化亜鉛酸化膜層もしくは酸化シリコン酸化膜層
2が形成されたセレン化亜鉛結晶板裏面に、イン
ジウム−ガリウムの合金を塗布し、窒素ガス気流
中300℃の雰囲気温度で5分間熱処理を行なつて
オーム性電極4を形成する。 As a fourth means, an alloy of indium-gallium is applied to the back surface of the zinc selenide crystal plate on which the zinc selenide oxide film layer or silicon oxide silicon oxide film layer 2 is formed on the surface, and then the alloy is placed in a nitrogen gas stream. The ohmic electrode 4 is formed by heat treatment at an ambient temperature of 300° C. for 5 minutes.
最後に第5の手段として、セレン化亜鉛結晶板
表面に形成された、セレン化亜鉛酸化膜層もしく
は酸化シリコン酸化膜層2表面の所定の個所に、
金を蒸着して金属電極層3を添着して本発明に係
るセレン化亜鉛発光ダイオードが完成する。 Finally, as a fifth means, at a predetermined location on the surface of the zinc selenide oxide film layer or the silicon oxide film layer 2 formed on the surface of the zinc selenide crystal plate,
By depositing gold and attaching the metal electrode layer 3, the zinc selenide light emitting diode according to the present invention is completed.
次に、本発明に係るセレン化亜鉛発光ダイオー
ドの第2の製造方法について説明する。 Next, a second method for manufacturing a zinc selenide light emitting diode according to the present invention will be described.
この方法では、第1の手段として高圧溶融法で
作製したセレン化亜鉛結晶板を約5mm×5mm×1
mmに切断して研磨の上、10g程度の亜鉛及び1g
程度の塩化亜鉛などのb族元素の亜鉛化合物と
共に、石英管中に真空封じして数100℃の雰囲気
温度下、5〜16時間の熱処理を行ない、b族元
素をセレン化亜鉛結晶板に添加する。 In this method, as the first method, a zinc selenide crystal plate made by high pressure melting method is
After cutting into mm pieces and polishing, add about 10g of zinc and 1g
Group B elements are added to the zinc selenide crystal plate by heat treatment for 5 to 16 hours at an ambient temperature of several 100 degrees Celsius in a quartz tube with a zinc compound of group B elements such as zinc chloride. do.
このようにしてb族元素の添加処理したセレ
ン化亜鉛結晶板の表面は亜鉛の付着や亜鉛過剰層
の形成のため著しく結晶性が劣化している。もし
このような状態のセレン化亜鉛結晶板を用いて、
発光ダイオードを製造しても発光効率は著しく低
いものとなる。そこで、このような結晶性劣化層
を除去するために、第2の手段としてb族元素
が添加されたセレン化亜鉛結晶板表面に、水酸化
ナトリウム溶液などの化学エツチング液でエツチ
ングを施す。 The surface of the zinc selenide crystal plate treated with the addition of group B elements in this manner has significantly deteriorated crystallinity due to the adhesion of zinc and the formation of an excessive zinc layer. If a zinc selenide crystal plate in this state is used,
Even if a light emitting diode is manufactured, the luminous efficiency will be extremely low. Therefore, in order to remove such a layer of degraded crystallinity, as a second means, the surface of the zinc selenide crystal plate to which group B elements have been added is etched using a chemical etching solution such as a sodium hydroxide solution.
第3の手段として、エツチングが施されたセレ
ン化亜鉛結晶板表面に、雰囲気温度20℃〜300℃
で50Å〜5000Åの厚みのセレン化亜鉛酸化膜層も
しくは酸化シリコン酸化膜層2を、スパツタリン
グ蒸着などの方法で形成する。すでに述べたよう
に、この酸化膜層2は電圧印加による破壊と電気
抵抗の増大による発光効率の低下との兼合いで、
50Å〜5000Å程度の厚みに形成される。雰囲気温
度及び膜厚の限定理由は第1の製造方法の場合と
同様である。 As a third method, the surface of the zinc selenide crystal plate that has been etched is etched at an ambient temperature of 20°C to 300°C.
Then, a zinc selenide oxide film layer or a silicon oxide oxide film layer 2 with a thickness of 50 Å to 5000 Å is formed by a method such as sputtering deposition. As already mentioned, this oxide film layer 2 is destroyed due to voltage application and decrease in luminous efficiency due to increase in electrical resistance.
It is formed to a thickness of approximately 50 Å to 5000 Å. The reasons for limiting the ambient temperature and film thickness are the same as in the first manufacturing method.
第3の手段を経たセレン化亜鉛結晶板裏面に、
インジウム−ガリウムの合金を塗布し、窒素ガス
気流中で300℃の雰囲気温度下で5分間の熱処理
を行ないオーム性電極を形成する第4の手段及
び、このようにして形成されたセレン化亜鉛酸化
膜層もしくは酸化シリコン酸化膜層2表面の所定
個所に、金を蒸着して金属電極層3を添着する第
5の手段を経て、第2の製造方法によるセレン化
亜鉛発光ダイオードが完成する。 On the back side of the zinc selenide crystal plate after the third method,
A fourth means of forming an ohmic electrode by applying an indium-gallium alloy and performing heat treatment for 5 minutes at an ambient temperature of 300°C in a nitrogen gas stream, and a zinc selenide oxide formed in this way. The zinc selenide light emitting diode according to the second manufacturing method is completed through the fifth means of attaching the metal electrode layer 3 by vapor depositing gold to a predetermined location on the surface of the film layer or silicon oxide film layer 2.
本発明に係るセレン化亜鉛発光ダイオードでの
青色発光強度は、セレン化亜鉛結晶板に添加した
ドナ不純物濃度に比例して増大する傾向にある。 The blue light emission intensity of the zinc selenide light emitting diode according to the present invention tends to increase in proportion to the donor impurity concentration added to the zinc selenide crystal plate.
従つて、青色発光強度の大きい発光ダイオード
を作成するには、多量のドナ不純物を添加するた
めに、可能な限り高温且つ高圧雰囲気下での熱処
理を行なうことが必要である。 Therefore, in order to create a light emitting diode with high blue emission intensity, it is necessary to perform heat treatment at the highest possible temperature and under a high pressure atmosphere in order to add a large amount of donor impurities.
しかし、石英管を用いる方法では、高温下での
管の軟化や管内圧力の上昇による管破壊の問題が
あつて、1000℃を大幅に越えた温度下での熱処理
が困難になる難点がある。 However, methods using quartz tubes have the problem of softening of the tubes at high temperatures and tube breakage due to increased pressure inside the tubes, making it difficult to perform heat treatment at temperatures significantly exceeding 1000°C.
この難点を解消し多量のドナ不純物を添加する
ためには、以下説明する本発明に係るセレン化亜
鉛発光ダイオードの第3の製造方法を用いると便
利である。 In order to overcome this difficulty and add a large amount of donor impurities, it is convenient to use the third manufacturing method of the zinc selenide light emitting diode according to the present invention, which will be described below.
この第3の製造方法では、第1の手段としてセ
レン化亜鉛粉末にb族元素もしくはその亜鉛化
合物或はb族元素もしくはその亜鉛化合物の1
種もしくは数種のものを加えて高圧溶解炉で加熱
し、これらのb族もしくはb族元素が添加さ
れたセレン化亜鉛結晶板を製作する。 In this third production method, as a first means, a group B element or a zinc compound thereof, or one of a group B element or a zinc compound thereof is added to zinc selenide powder.
A seed or several kinds are added and heated in a high-pressure melting furnace to produce a zinc selenide crystal plate to which group B or group B elements are added.
通常、高圧溶解炉で形成されるセレン化亜鉛結
晶は棒状であり、これからセレン化亜鉛結晶板を
製作するためには、棒状結晶を切断、研磨する。
この時に導入される加工歪層を除去するために、
第2の手段として、第1の手段で得られた多量の
ドナ不純物を含むセレン化亜鉛結晶板表面に、水
酸化ナトリウム溶液などの化学エツチング液でエ
ツチングを施す。 Usually, zinc selenide crystals formed in a high-pressure melting furnace are rod-shaped, and in order to produce zinc selenide crystal plates from them, the rod-shaped crystals are cut and polished.
In order to remove the processing strain layer introduced at this time,
As a second method, the surface of the zinc selenide crystal plate containing a large amount of donor impurities obtained in the first method is etched with a chemical etching solution such as a sodium hydroxide solution.
このように処理されたセレン化亜鉛結晶板表面
に、第3の手段として20℃〜300℃の雰囲気温度
下で、50Å〜5000Åの厚みのセレン化亜鉛酸化膜
層もしくは酸化シリコン酸化膜層2を、スパツタ
リング蒸着などの方法で形成する。 As a third means, a zinc selenide oxide film layer or a silicon oxide silicon oxide film layer 2 with a thickness of 50 Å to 5000 Å is applied to the surface of the zinc selenide crystal plate treated in this way at an ambient temperature of 20°C to 300°C. , sputtering deposition, or other methods.
なお、雰囲気温度及び膜厚の限定理由は第1の
製造方法の場合と同様である。 Note that the reason for limiting the ambient temperature and film thickness is the same as in the case of the first manufacturing method.
第4の手段として、表面にセレン化亜鉛酸化膜
層もしくは酸化シリコン酸化膜層2が形成された
セレン化亜鉛結晶板裏面に、インジウム−ガリウ
ムの合金を塗布し、窒素ガス気流中で300℃の温
度下で5分間熱処理を行なつてオーム性電極4を
形成し、さらに第5の手段として、セレン化亜鉛
結晶板表面に形成されたセレン化亜鉛酸化膜層も
しくは酸化シリコン酸化膜層2表面の所定個所
に、金を蒸着して金属電極層3を添着すれば、本
発明に係るセレン化亜鉛発光ダイオードが出来上
る。 As a fourth method, an alloy of indium-gallium is applied to the back surface of the zinc selenide crystal plate on which the zinc selenide oxide film layer or silicon oxide silicon oxide film layer 2 is formed, and then heated at 300°C in a nitrogen gas stream. The ohmic electrode 4 is formed by heat treatment for 5 minutes at a high temperature, and as a fifth means, the surface of the zinc selenide oxide film layer or the silicon oxide film layer 2 formed on the surface of the zinc selenide crystal plate is heated. By vapor depositing gold and attaching the metal electrode layer 3 to predetermined locations, the zinc selenide light emitting diode according to the present invention is completed.
この第3の製造方法では、特に塩素、臭素、ヨ
ウ素などのb族元素については、それを塩化亜
鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛の形で添加するのが、
添加ドナ不純物量の制御性の点で有利である。 In this third production method, especially for group B elements such as chlorine, bromine, and iodine, they are added in the form of zinc chloride, zinc bromide, and zinc iodide.
This is advantageous in terms of controllability of the amount of added donor impurities.
又、塩素、臭素、ヨウ素及び塩化亜鉛、臭化亜
鉛、ヨウ化亜鉛のような高蒸気圧物質と、セレン
化亜鉛結晶を熱処理する場合には、1000℃程度の
温度下でも充分添加され、この際石英管の軟化は
生ぜず、管内の圧力上昇による破壊のみを留意す
ればよい。この場合には、真空封じをした石英ア
ンプルを高圧溶融炉の中に設置し、1000℃、1〜
50気圧の条件下で熱処理する方法が有効である。 In addition, when heat-treating zinc selenide crystals with high vapor pressure substances such as chlorine, bromine, iodine, zinc chloride, zinc bromide, and zinc iodide, these substances are added sufficiently even at temperatures of about 1000°C. During this process, the quartz tube will not soften, and only damage due to pressure increase inside the tube needs to be taken into consideration. In this case, place a vacuum-sealed quartz ampoule in a high-pressure melting furnace and heat it at 1000°C for 1 to
A method of heat treatment under conditions of 50 atm is effective.
第1図は、本発明の方法によるセレン化亜鉛発
光ダイオードの構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing the structure of a zinc selenide light emitting diode according to the method of the present invention.
ドナ不純物が添加されたn形セレン化亜鉛結晶
層1の裏面に、オーム性電極層4が形成され、こ
のn形セレン化亜鉛結晶層1の表面には50Å〜
5000Åの厚みのセレン化亜鉛酸化膜もしくは酸化
シリコン膜の酸化膜層2が形成されている。さら
に、酸化膜層2の表面には金属電極層3が添着形
成された構成となつている。 An ohmic electrode layer 4 is formed on the back surface of the n-type zinc selenide crystal layer 1 doped with donor impurities, and the surface of the n-type zinc selenide crystal layer 1 has a thickness of 50 Å to
An oxide film layer 2 of a zinc selenide oxide film or a silicon oxide film with a thickness of 5000 Å is formed. Further, a metal electrode layer 3 is attached and formed on the surface of the oxide film layer 2.
このような構成を有するセレン化亜鉛発光ダイ
オードの、金属電極層3とオーム性電極層4の間
に、2〜5Vの電圧を印加すると1〜30mAの電
流が流れて青色発光が励起される。 When a voltage of 2 to 5 V is applied between the metal electrode layer 3 and the ohmic electrode layer 4 of the zinc selenide light emitting diode having such a configuration, a current of 1 to 30 mA flows and blue light is excited.
この際の本発明の方法によるセレン化亜鉛発光
ダイオードの、発光強度と波長λの関数を第4
図に示す。 At this time, the function of the emission intensity and wavelength λ of the zinc selenide light emitting diode according to the method of the present invention is expressed as
As shown in the figure.
図中曲線aは本発明に係る第1の方法で製造し
たセレン化亜鉛発光ダイオードの発光強度を示
す。このダイオードは、セレン化亜鉛結晶板を
10atomic%(以下at%と記す)のガリウムを含む
亜鉛中で1000℃の温度下5時間の熱処理を行なつ
た後、煮沸した30%水酸化ナトリウム溶液中で表
面層をエツチングし、続いて高周波スパツタ法を
用いて基板温度150℃で1000Åの酸化シリコン膜
を形成して製造した。 Curve a in the figure shows the luminescence intensity of the zinc selenide light emitting diode manufactured by the first method according to the present invention. This diode uses a zinc selenide crystal plate.
After heat treatment in zinc containing 10 atomic% (hereinafter referred to as at%) gallium at a temperature of 1000°C for 5 hours, the surface layer was etched in a boiled 30% sodium hydroxide solution, followed by high frequency treatment. A silicon oxide film with a thickness of 1000 Å was formed using a sputtering method at a substrate temperature of 150°C.
曲線bはセレン化亜鉛結晶板を亜鉛中で、1000
℃の温度下5時間の熱処理を行なつた従来のダイ
オードの発光強度、曲線cはセレン化亜鉛結晶板
を、ガリウム中で1000℃の温度下5時間の熱処理
を行なつた従来のダイオードの発光強度を示すも
のである。 Curve b is a zinc selenide crystal plate in zinc, 1000
Curve c shows the luminescence intensity of a conventional diode heat-treated at a temperature of 1000°C for 5 hours in gallium. It indicates strength.
第4図から明らかなように、ドナ不純物である
ガリウムを添加することにより、本発明に係るセ
レン化亜鉛発光ダイオードでは、従来のダイオー
ドに比して10倍以上の青色発光強度が実現可能で
あることが明らかである。この場合添加不純物は
ガリウムに限らず、b族元素もしくはb族元
素であれば、同様の結果が得られる。 As is clear from FIG. 4, by adding gallium as a donor impurity, the zinc selenide light emitting diode according to the present invention can achieve a blue light emission intensity that is more than 10 times that of conventional diodes. That is clear. In this case, the added impurity is not limited to gallium, but similar results can be obtained if it is a group b element or a group b element.
以上いずれの製造方法を用いても、従来の発光
ダイオードに比して10倍以上の青色発光強度を有
する発光ダイオードを得ることが出来る。 By using any of the above manufacturing methods, it is possible to obtain a light emitting diode having blue light emission intensity ten times or more higher than that of a conventional light emitting diode.
以上詳細に説明したように、本発明によれば、
b族元素もしくはb族元素を、セレン化亜鉛
結晶板に効果的に添加して、その青色発光強度が
従来の10倍以上で、波長特性の優れた青色発光が
励起可能なセレン化亜鉛発光ダイオードの製造方
法を提供することが出来る。 As explained in detail above, according to the present invention,
A zinc selenide light-emitting diode that can be excited to emit blue light with excellent wavelength characteristics by effectively adding a group B element or a group B element to a zinc selenide crystal plate, and whose blue light emission intensity is more than 10 times that of conventional ones. It is possible to provide a manufacturing method for.
第1図は本発明に係るセレン化亜鉛発光ダイオ
ードの構成を示す図、第2図は酸化シリコン酸化
膜の形成温度と発効効率との関係を示す図、第3
図はセレン化亜鉛酸化膜の厚さと発光効率との関
係を示す図、第4図は本発明に係るセレン化亜鉛
発光ダイオードの発光効率と波長の関係を示す図
である。
1……n形セレン化亜鉛結晶層、2……酸化膜
層、3……金属電極層、4……オーム性電極層。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a zinc selenide light emitting diode according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the formation temperature of a silicon oxide film and the effective efficiency, and FIG.
The figure shows the relationship between the thickness of the zinc selenide oxide film and the luminous efficiency, and FIG. 4 shows the relationship between the luminous efficiency and wavelength of the zinc selenide light emitting diode according to the present invention. 1... N-type zinc selenide crystal layer, 2... Oxide film layer, 3... Metal electrode layer, 4... Ohmic electrode layer.
Claims (1)
加されたセレン化亜鉛結晶層と、前記セレン化亜
鉛結晶層表面に形成されたセレン化亜鉛酸化膜も
しくは酸化シリコン膜よりなる酸化膜層と、前記
酸化膜層上に添着された金属電極層とを有するセ
レン化亜鉛発光ダイオードの製造において、セレ
ン化亜鉛結晶板にドナ不純物としてb族元素も
しくはb族元素をセレン化亜鉛結晶基板中の亜
鉛空孔濃度を低減せしめるために亜鉛過剰の雰囲
気下で添加する第1の手段と、前記第1の手段を
経た前記セレン化亜鉛結晶板表面を劣化層あるい
は加工歪層を除去するためにエツチングする第2
の手段と、前記第2の手段を経た前記セレン化亜
鉛結晶板表面に20℃乃至300℃の温度下で50Å乃
至5000Åの厚みのセレン化亜鉛酸化膜もしくは酸
化シリコン膜よりなる酸化膜層を形成する第3の
手段と、前記セレン化亜鉛結晶板裏面に熱処理を
行なつてオーム性電極を形成する第4の手段と、
前記酸化膜層表面に金属電極を添着する第5の手
段とを有することを特徴とするセレン化亜鉛発光
ダイオードの製造方法。 2 裏面にオーム性電極層が形成され不純物が添
加されたセレン化亜鉛結晶層と、前記セレン化亜
鉛結晶層表面に形成されたセレン化亜鉛酸化膜も
しくは酸化シリコン膜よりなる酸化膜層と、前記
酸化膜層上に添着された金属電極層とを有するセ
レン化亜鉛発光ダイオードの製造において、セレ
ン化亜鉛結晶板を1乃至80at%のb族元素を含
む亜鉛中で700℃乃至1300℃の温度下2乃至16時
間の熱処理を行ない前記b族元素の添加を行な
う第1の手段と、前記第1の手段を経た前記セレ
ン化亜鉛結晶板表面を劣化層を除去するためにエ
ツチングする第2の手段と、前記第2の手段を経
た前記セレン化亜鉛結晶板表面に20℃乃至300℃
の温度下で50Å乃至5000Åの厚みのセレン化亜鉛
酸化膜もしくは酸化シリコン膜よりなる酸化膜層
を形成する第3の手段と、前記セレン化亜鉛結晶
板裏面に熱処理を行なつてオーム性電極を形成す
る第4の手段と、前記酸化膜層表面に金属電極を
添着する第5の手段とを有することを特徴とする
セレン化亜鉛発光ダイオードの製造方法。 3 裏面にオーム性電極層が形成され不純物が添
加されたセレン化亜鉛結晶層と、前記セレン化亜
鉛結晶層表面に形成されたセレン化亜鉛酸化膜も
しくは酸化シリコン膜よりなる酸化膜層と、前記
酸化膜層上に添着された金属電極層とを有するセ
レン化亜鉛発光ダイオードの製造において、セレ
ン化亜鉛結晶板をb族元素の亜鉛化合物と共に
石英管中に真空封じし数100℃の温度下で5乃至
16時間の熱処理を行ない前記b族元素の添加を
行なう第1の手段と、前記第1の手段を経た前記
セレン化亜鉛結晶板表面を劣化層を除去するため
にエツチングする第2の手段と、前記第2の手段
を経た前記セレン化亜鉛結晶板表面に20℃乃至
300℃の温度下で50Å乃至5000Åの厚みのセレン
化亜鉛酸化膜もしくは酸化シリコン膜よりなる酸
化膜層を形成する第3の手段と、前記セレン化亜
鉛結晶板裏面に熱処理を行なつてオーム性電極を
形成する第4の手段と、前記酸化膜層表面に金属
電極を添着する第5の手段とを有することを特徴
とするセレン化亜鉛発光ダイオードの製造方法。 4 裏面にオーム性電極層が形成され不純物が添
加されたセレン化亜鉛結晶層と、前記セレン化亜
鉛結晶層表面に形成されたセレン化亜鉛酸化膜も
しくは酸化シリコン膜よりなる酸化膜層と、前記
酸化膜層上に添着された金属電極層とを有するセ
レン化亜鉛発光ダイオードの製造において、セレ
ン化亜鉛にb族元素もしくはその亜鉛化合物或
はb族元素もしくはその亜鉛化合物を加えて高
圧溶融炉で前記b族もしくはb族元素が添加
されたセレン化亜鉛結晶板を形成する第1の手段
と、前記第1の手段を経た前記セレン化亜鉛結晶
板表面を加工層を除去するためにエツチングする
第2の手段と、前記第2の手段を経た前記セレン
化亜鉛結晶板表面に20℃乃至300℃の温度下で50
Å乃至5000Åの厚みのセレン化亜鉛酸化膜もしく
は酸化シリコン膜よりなる酸化膜層を形成する第
3の手段と、前記セレン化亜鉛結晶板裏面に熱処
理を行なつてオーム性電極を形成する第4の手段
と、前記酸化膜層表面に金属電極を添着する第5
の手段とを有することを特徴とするセレン化亜鉛
発光ダイオードの製造方法。[Claims] 1. Consists of a zinc selenide crystal layer with an ohmic electrode layer formed on the back surface and doped with impurities, and a zinc selenide oxide film or a silicon oxide film formed on the surface of the zinc selenide crystal layer. In the production of a zinc selenide light emitting diode having an oxide film layer and a metal electrode layer impregnated on the oxide film layer, a group B element or a group B element is added to a zinc selenide crystal plate as a donor impurity. A first means of adding zinc in an excessive zinc atmosphere to reduce the concentration of zinc vacancies in the substrate, and removing a degraded layer or a strained layer from processing on the surface of the zinc selenide crystal plate that has passed through the first means. Second etching for
and forming an oxide film layer consisting of a zinc selenide oxide film or a silicon oxide film with a thickness of 50 Å to 5000 Å on the surface of the zinc selenide crystal plate that has undergone the above second means at a temperature of 20° C. to 300° C. a fourth means of forming an ohmic electrode by heat-treating the back surface of the zinc selenide crystal plate;
and a fifth means for attaching a metal electrode to the surface of the oxide film layer. 2. A zinc selenide crystal layer with an ohmic electrode layer formed on the back surface and doped with impurities; an oxide film layer made of a zinc selenide oxide film or a silicon oxide film formed on the surface of the zinc selenide crystal layer; In manufacturing a zinc selenide light emitting diode having a metal electrode layer attached on an oxide film layer, a zinc selenide crystal plate is heated at a temperature of 700°C to 1300°C in zinc containing 1 to 80 at% group B elements. A first means of adding the Group B element by performing a heat treatment for 2 to 16 hours, and a second means of etching the surface of the zinc selenide crystal plate that has undergone the first means to remove a deteriorated layer. The surface of the zinc selenide crystal plate that has undergone the second means is heated at 20°C to 300°C.
a third means of forming an oxide film layer consisting of a zinc selenide oxide film or a silicon oxide film with a thickness of 50 Å to 5000 Å at a temperature of A method for manufacturing a zinc selenide light emitting diode, comprising: a fourth means for forming a metal electrode; and a fifth means for attaching a metal electrode to the surface of the oxide film layer. 3. A zinc selenide crystal layer with an ohmic electrode layer formed on the back surface and doped with impurities; an oxide film layer made of a zinc selenide oxide film or a silicon oxide film formed on the surface of the zinc selenide crystal layer; In manufacturing a zinc selenide light-emitting diode having a metal electrode layer attached to an oxide film layer, a zinc selenide crystal plate is vacuum-sealed in a quartz tube together with a zinc compound of group B element and heated at a temperature of several hundred degrees Celsius. 5 to
A first means of adding the Group B element by performing a heat treatment for 16 hours; a second means of etching the surface of the zinc selenide crystal plate that has undergone the first means to remove a deteriorated layer; The surface of the zinc selenide crystal plate that has undergone the second means is heated at 20°C to
A third means of forming an oxide film layer made of a zinc selenide oxide film or a silicon oxide film with a thickness of 50 Å to 5000 Å at a temperature of 300°C, and heat-treating the back surface of the zinc selenide crystal plate to make it ohmic. A method for manufacturing a zinc selenide light emitting diode, comprising a fourth means for forming an electrode and a fifth means for attaching a metal electrode to the surface of the oxide film layer. 4. A zinc selenide crystal layer with an ohmic electrode layer formed on the back surface and doped with impurities; an oxide film layer made of a zinc selenide oxide film or a silicon oxide film formed on the surface of the zinc selenide crystal layer; In manufacturing a zinc selenide light-emitting diode having a metal electrode layer attached on an oxide film layer, a group B element or a zinc compound thereof, or a group B element or a zinc compound thereof is added to zinc selenide and the mixture is heated in a high-pressure melting furnace. a first means of forming a zinc selenide crystal plate to which group B or group B elements are added; and a first means of etching the surface of the zinc selenide crystal plate that has passed through the first means to remove a processed layer. 2, and the surface of the zinc selenide crystal plate that has passed through the second means is heated at a temperature of 20°C to 300°C for 50°C.
A third means of forming an oxide film layer made of a zinc selenide oxide film or a silicon oxide film with a thickness of Å to 5000 Å, and a fourth means of forming an ohmic electrode by heat-treating the back surface of the zinc selenide crystal plate. and a fifth method of attaching a metal electrode to the surface of the oxide film layer.
A method for manufacturing a zinc selenide light emitting diode, comprising the steps of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154077A JPS53117390A (en) | 1977-03-24 | 1977-03-24 | Zinc selenide light emitting diode and production of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154077A JPS53117390A (en) | 1977-03-24 | 1977-03-24 | Zinc selenide light emitting diode and production of the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53117390A JPS53117390A (en) | 1978-10-13 |
| JPS628959B2 true JPS628959B2 (en) | 1987-02-25 |
Family
ID=12334013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3154077A Granted JPS53117390A (en) | 1977-03-24 | 1977-03-24 | Zinc selenide light emitting diode and production of the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53117390A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57188889A (en) * | 1981-05-18 | 1982-11-19 | Sanyo Electric Co Ltd | Blue light emission semiconductor device |
| JPS63180A (en) * | 1986-06-19 | 1988-01-05 | Seiko Epson Corp | Blue light-emitting element and manufacture thereof |
| JPS63185077A (en) * | 1987-01-27 | 1988-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Blue light emitting diode |
-
1977
- 1977-03-24 JP JP3154077A patent/JPS53117390A/en active Granted
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| APPLIED PHYSICS LETTERS=1975 * |
| JOURNAL APPLIED PHYSICS=1977 * |
| JOURNAL OF APPLIED PHYSICS=1977 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53117390A (en) | 1978-10-13 |
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