アモルファス半導体発光/受光素子を組み合わせた新しいOEICの基礎研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03402038
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 浜川 圭弘 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (10029407)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 服部 公則 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (80228486) ; 岡本 博明 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (90144443)
• Keywords: アモルファス半導体 / OEIC / 光複合素子 / PCEL / LED / 薄膜EL / 光導電素子

Research Abstract

本年度はアモルファス半導体薄膜の発光素子と受光素子を集積化した光電集積回路(OEIC)の実現を目指し、昨年度までの成果に基づいて、PC層とEL層を直接堆積した2種類の画像変換デバイスの開発を行った。
まず、第一の素子構成として透明電極ITOをコートしたガラス基板の上にアモルファスシリコン窒化膜(a-SiNx)で二重絶縁されたa-CのEL活性層を堆積し、その上に光電導膜としてn-i-n形のa-SiCを順次堆積した。そして、このデバイスの動作特性について技術データを揃えた。このOEICに波長633nmのHe-Neレーザを入力光として照射することにより、入力光のon-offに対応して波長480nmの青色の出力光を得た。これは入力光よりも波長の短い出力光が得られる光アップコンバータであり、この応用としてPC層にa-Si n-i-n層を用いれば目に見えない赤外光から可視光への画像変換デバイスの実現が可能である。
第二にデバイスとして発光層にp-i-n形のa-SiCを用いたLEDモード機能素子を作製し、直流駆動におけるオールアモルファス画像変換デバイスの作製にも成功した。
上記した複合デバイスの研究に加えて発光素子の低しきい電圧化ならびに高輝度化に関する要素研究も行った。すなわち、前者については結晶シリコンpn接合のキャリア注入によって発光しきい電圧が30〜50V程度の低しきい電圧化に成功した。また、ZnF_2:Gd紫外発光EL素子において発光中心形態をGdF_3からGdCl_3にすることによって高輝度化に成功した。

Research Products

• [Publications] S.H.Sohn et al.: "Electroluminescence in oxygen co-doped ZnS:TmF_3 and ZnS:Tm,Li thin-film devices" Applied Physics Letters. 62. 2242-2244 (1993)
• [Publications] S.H.Sohn et al.: "Electroluminescence in ZnS_<1-x>Te_x:CeF_3 thin-film devices" Journal of APPLIED PHYSICS. 73. 4092-4094 (1993)
• [Publications] Sang Ho SOHN et al.: "Electroluminescence in ZnS_<1-x>Te_x:CeF_3 Thin-Film Devices Prepared in Oxygen Atmosphere" Jpn.J.Appl.Phys.32. 593-596 (1993)
• [Publications] T.Toyama: "A New Type of Amorphous Semiconductor Light-Converter" Optoelectronics-Device & Technology-. 9-3(to be published). (1994)
• [Publications] Y.Hamakawa: "Current Topics in Amorphous Materials-Physics and Technology-" North-Holland, 432 (1993)