Si超微粒子分散薄膜を用いた電界発光素子の作製と基本特性評価

Si超微粒子分散薄膜电致发光器件的制作及基本特性评价

• 批准号: 08750396
• 负责人: 猪熊 孝夫
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750396/
• 关键词: シリコン超微粒子; 薄膜; 電界発光素子; プラズマ化学気相成長

Siサブオキサイド(SiO_x)薄膜を高温熱処理・相分解する事により,Si酸化膜中にSi超微粒子を分散生成した,Si超微粒子分散薄膜(Si-cluster dispersed film:Si-CDF)は,光励起により強い赤色発光を呈し,さらに素子形成および微細加工に適した形態を持つ。本研究は,Si-CDFを発光層に用いて電界発光(EL)素子を作製し,EL発光層としての基本特性を明らかにする事を目的としたものである。EL素子は,Al電極/Si-CDF/低抵抗Si基板の3層構造とした。プラズマCVDにより低抵抗Si基板上にSiO_x(x=1.6)を堆積し,1100℃・1時間の熱アニーリングによってSi超微粒子を折出させた後,Al上部電極を真空蒸着した。ELの励起は,交流電界を印加によって行った。このEL素子は,約3MV/cm(peak to peak)までの印加電圧に耐え,一般にELの励起に必要な電界は印加可能であったと言える。しかしながら,本研究で作製した素子すべてについてELは確認されなかった。Si-CDF自体は光励起により強い発光を示すため,発光中心が存在することは明らかであり,今回ELが観測されなかったのはSi微粒子の励起過程に問題があったと考えられる。光励起の場合は,透明なSiO_2媒質は励起されずSi微粒子が選択的に励起されるが,電界励起の場合,媒質からSi微粒子への励起移動が効率良く行われる必要がある。今回の結果からは,Si微粒子の励起に必要なホットキャリアの媒質中における生成が充分でないことが考えられ,媒質の電気特性(キャリア濃度および易動度)の改善またはSi結晶の体積分率の向上が必要と考えられる。今後は,キャリア注入型EL素子も念頭に入れ,薄膜全体としてみた電気特性の改善を目指す予定である。

Si ultrafine particles are dispersed and generated in Si acidified films due to high temperature heat treatment and phase decomposition. Si ultrafine particle dispersed films (Si-CDF) exhibit strong red light emission due to light excitation, and maintain morphology due to formation of Si ultrafine particles and fine machining. In this study,Si-CDF light-emitting layer using the middle of the EL element to control,EL light-emitting layer to understand the basic characteristics of the matter and the purpose. EL element,Al electrode/Si-CDF/low-resistance Si substrate 3-layer structure. SiO_x(x=1.6) was deposited on a low-resistance Si substrate by CVD at 1100 ℃ for 1 h. After Si ultrafine particles were separated, the Al upper electrode was vacuum evaporated. EL excitation, AC field The EL element is about 3MV/cm(peak to peak), and the voltage resistance is generally required for EL excitation. This study was conducted to confirm the existence of the gene. Si-CDF self-excitation light source, light source center exists, this time EL detection light source Si particle excitation process In the case of optical excitation, the excitation of Si particles in transparent SiO_2 medium is necessary. In the case of electrical excitation, the excitation of Si particles in transparent SiO_2 medium is necessary. In this paper, the results show that the excitation of Si particles is necessary for the formation of Si crystals in the medium, and the improvement of the volume fraction of Si crystals is necessary for the improvement of the electrical characteristics of the medium. In the future, the idea of injection type EL element is introduced, and the improvement of the electrical characteristics of the film as a whole is specified.