Fabrication of Infrared Light Emitting Diodes on Er-doped Si Substrates

掺铒硅衬底上红外发光二极管的制备

基本信息

  • 批准号:
    12555088
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

(1) Results in 2000The amorphized layers induced with co-implantation of Er and 0 (maximum concentration; 1x10^<19>cm^<-3>) in Si are recrystallized from both sides of the interface between the substrate or the surface crystalline layer and the amorphized layer. Er begins to segregate form the both sides during the solid phase epitaxy (SPE), and forms a concentration peak near the surface. 0 moves with Er at the beginning of the SPE, and has the same concentration profile, resulting in the formation of Er-0 optical centers with a cubic symmetry. The luminescence intensity is 2 to 3 times larger in (111)Si than (100)Si.(2) Results in 2001(a) The luminescence lifetime of the 1.537μm main luminescence line from the Er-optical centers with a cubic symmetry was measured at 4.2K-100K with a wavelength resolution of 1.4nm. The energy transfer time τ_T from electron-hole pairs to Er-centers was experimentally confirmed to be about 1 ns by removing the effect of background signals, which agrees … More with the value estimated earlier. Although τ_T is slightly dependent on the temperature in the range examined, more investigations are necessary for stimulated discussion.(b) Er is successfully doped without segregation by laser annealing in amorphized Si co-implanted with Er and 0 with a maximum concentration of 1x10^<19> cm^<-3>. A KrF excimer laser (0.4-0.6J/cm^2, 10-100 pulses) was used for annealing. Luminescence was not obtained in as-annealed samples, and thermal annealing at 900 °C is necessary for optical activation of Er-centers. This results shows that the interaction between Er and 0 is incomplete during the fast laser-annealing period.c A device structure of p-Si/Er-doped n-Si/n-Si was fabricated with a MBE technique. The CAICISS observations show that the p-type layer was grown epitaxially on the Er-doped n-Si layer. A rectifying I-V property shows a threshold voltage 0.4 V in the forward current direction, but this device structure is not successful for electro-luminescence due to inadequate junction structure. A fundamental device process was established in these investigations. Less
(1) 2000年的结果Si中同时注入Er和0(最大浓度1x10^<19>cm^<-3>)诱导的非晶化层从衬底或表面结晶之间的界面两侧再结晶在固相外延(SPE)过程中,Er 层和非晶化层开始从两侧偏析,并在表面附近形成随Er 移动的浓度峰。 (111)Si 的发光强度是 (100)Si 的 2 至 3 倍。(2) 2001年的结果(a)在4.2K-100K范围内测量了来自立方对称Er光中心的1.537μm主发光线的发光寿命,波长分辨率为1.4nm。通过消除背景信号的影响,实验证实从电子空穴对到 Er 中心的能量转移时间 τ_T 约为 1 ns,这与之前估计的值一致,尽管 τ_T 略有依赖。 (b) 通过激光退火,在与 Er 和 0 共注入的非晶硅中成功掺杂了 Er,且没有偏析,最大浓度为1x10^19cm^-3>用于退火的KrF准分子激光器(0.4-0.6J/cm^2,10-100个脉冲),并且在300℃下热退火。 Er 中心的光学激活需要 900 °C。该结果表明,在快速激光退火期间,Er 和 0 之间的相互作用不完全。采用 MBE 技术制造 p-Si/Er 掺杂 n-Si/n-Si 器件结构 CAICISS 观察结果表明 p 型层是在 Er 掺杂 n-Si 整流 I-V 层上外延生长的。属性显示正向电流方向的阈值电压为 0.4 V,但由于结结构不充分,该器件结构在电致发光方面并不成功。在这些研究中建立了基本的器件工艺。

项目成果

期刊论文数量(32)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
中嶋 堅志郎: "SC半導体基板のレーザープロセス"応用物理. 70・2. 188-190 (2001)
中岛健四郎:《SC 半导体基板的激光加工》《应用物理学》70・2(2001 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Hishida et al.: "Excimer laser Annealing of Ion-Implanted 6H-Silicon Carbide"Mater. Sci. Forum. 338/342. 873-876 (2000)
Y.Hishida等人:“离子注入6H-碳化硅的准分子激光退火”材料。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
前田 泰志他4名: "Er発光強度の固相エピタキシャル成長速度依存性"第48回応用物理学関係連合講演会予稿集(28pYK7). 2001 春. 1399 (2001)
Yasushi Maeda 和其他 4 人:“Er 发射强度对固相外延生长速率的依赖性”第 48 届应用物理联合会议论文集 (28pYK7 Spring 2001. 1399 (2001)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
A. Masuda et al.: "Novel deposition technique of Er-doped a-Si:H combining catalytic chemical vapor deposition and pulsed laser-ablation"J. Non-Crys. Solids. 266-269. 136-140 (2000)
A. Masuda 等人:“结合催化化学气相沉积和脉冲激光烧蚀的掺铒 a-Si:H 的新型沉积技术”J.
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
前田 泰志他5名: "ER発光の蛍光寿命と酸素濃度依存性"第62回応用物理学学術講演会予稿集(13aP10-18). 2001 秋. 1091 (2001)
Yasushi Maeda 和其他 5 人:“ER 发射的荧光寿命和氧浓度依赖性”第 62 届应用物理会议论文集 (13aP10-18,2001 年秋季)。1091 (2001)。
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