1996 Fiscal Year Annual Research Report
多結晶シリコン膜による発光素子の開発と大面積ディスプレイへの応用
| Project/Area Number |
08555083
|
|---|
| Section | 試験 |
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
|---|
Principal Investigator |
越田 信義 東京農工大学, 工学部, 教授 (50143631)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 英樹 東京農工大学, 工学部, 助手 (40234918)
芹川 正 NTT入出力システム研究所, 主幹研究員
|
|---|
| Keywords | 多結晶シリコン膜 / 陽極酸化 / 量子閉じ込め効果 / 注入エレクトロルミネセンス / 発光ダイオード / 平面ディスプレイ |
|---|
| Research Abstract |
多結晶シリコン膜による大面積自発光形平面ディスプレイの開発を目的として、その技術的課題の検討を行った。初年度における検討課題とそれぞれの成果を以下に示す。
1.発光性多孔質多結晶シリコン膜の作製方法の確立
減圧CVD法により堆積した多結晶シリコン膜に陽極酸化を施して発光性を付与するさいの最適条件を、膜の構造と陽極酸化パラメータの両面から検討し、多結晶シリコンのグレインサイズが高効率発光試料を得るための最も重要な因子であることがわかった。この知見を基に、単結晶基板上に作成した多孔質シリコンと同程度のPL発光効率をもつ膜を得ることができた。またPL特性の測定・解析から、発光が単結晶基板の場合と同じ機構に基づくことが裏付けられた。
2.多孔質多結晶シリコン膜の注入EL特性の測定と解析
高効率でPL発光する多孔質多結晶シリコン膜を用いたダイオードを作製し、電気的・光学的特性を詳細に測定した。その結果、順方向と逆方向バイアスにおいて一様な可視発光を示すことを確認した。EL発光強度のダイオード電流依存性、PLの電界クエンチング効果などの解析から、この素子が電子とホールの再結合による注入形ELの特性をもっていることを確認した。
3.大面積ディスプレイへの応用に向けた基礎的検討
多孔質多結晶シリコン膜に適した注入コンタクトの形成方法を中心に、高発光効率ELのために必要な素子化技術を検討した。また、大面積平面ディスプレイの開発に必要な画素集積構成の基本設計、ならびにそれを実現するためのプロセスフローの検討を行い、予備的実験によりその有効性を確認した。
|
-
[Publications] M.Araki,H.koyama,and N.koshida: "Precisely Tuned Emission from Porous Silicon Vertical Optical Cavity in the Visible Region" J.Appl.Phys.80. 4841-4844 (1996)
-
[Publications] N.koyama,N.Shima,and N.Koshida: "Large and Irregular Shift of Photoluminescence Excitation Spectra Observed in Photochemically Etched Porous Silicon" Phys.Rev.B. 53. 13291-13294 (1996)
-
[Publications] Y.Suda,T.Koizumi,K.Obata,Y.Tezuka,S.Shin,and N.Koshida: "Surface Electronic Structures and Luminescence Mechanisms of Porous Si" J.Electrochem.Soc.143. 2502-2507 (1996)
-
[Publications] M.Araki,H.Koyama,and N.Koshida: "Controlled Electroluminescence Spectra of Porous sSlicon Diodes with a Vertical Optical Cavity," Appl.Phys.Lett.52. 2956-2958 (1996)
-
[Publications] T.Nakagawa,H.Koyama,and N.Koshida: "Control of structure and optical anisotropy of luminescent porous silicon by magnetic-field assisted anodization," Appl.Phys.Lett.69. 3206-3208 (1996)
-
[Publications] H.Mizuno,H.Koyama,and N.Koshida: "Oxide-Free Blue Photoluminescence from Photochemicall Etched Porous Silicon" Appl.Phys.Lett.69. 3779-3781 (1996)
-
[Publications] T.Oguro,H.Koyama,T.Ozaki,and N.Koshida: "Mechanism of the Electroluminescence from Metal/Porous Si/n-Type Si" J.Appl.Phys.81. 1407-1412 (1997)
-
[Publications] K.Ueno,H.Koyama,and N.Koshida: "Nonlinear Electrical Functions of Porous Silicon Light-Emitting Diodes" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.458(in press). (1997)
