일반기술

나노 실리콘 발광소자 및 그 제조법

본 발명은 빛의 삼원색(적색, 녹색, 청색)으로 발광하며 특히, 청색이 선명하면서 동시에 안정적으로 저전압하에서 발광시킬 수 있는 나노 실리콘 발광소자 및 그 제조법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 나노 실리콘 발광소자 및 제조법은 반도체 기판 상에, 실리콘 원자와 산소 원자가 서로 섞인 아몰퍼스(amorphous) SiOx막이 형성되며, 불활성 가스에서 열처리된 실리콘 원자는 약 3. 0 nm이하의 나노 실리콘으로서 형성되며 ,불화수소산 수용액의 처리로 열산화 처리되어 실온에서 낮은 동작 전압에서 빛의 삼원색의 한 쪽, 특히 청색이 발광하는 것을 특징으로 한다. 이로 의해 나노 실리콘의 사이즈를 간단하게 제어할 수가 있으며 나노 실리콘 표면에 비발광 중심을 함유하지 않는 얇은 산화층이 형성되기 때문에, 실온에 대한 고효율 또한 수년 이상의 장기간동안 안정된 적색으로부터 청색에 걸친 발광을 실현할 수가 있다. 아울러 나노 실리콘계 전계 발광 소자에 대해서는, 동작 전압을 높게 하는 산화층을 얇게 할 수 있기 때문에, 낮은 동작 전압으로 발광을 달성할 수 있다.발광소자의 발광색은 나노 실리콘 사이즈에 직접 기여하고 있어, 현재는 나노 실리콘계 재료의 하나인 다공질(多孔質) 실리콘으로부터 적색으로부터 청색에 걸친 발광을 얻을 수 있고 있다. 그렇지만, 다공질 실리콘은, 시료의 열화가 격렬하기 때문에, 발광의 장기 수명화나 고휘도화를 하지 못하고, 발광소자에게로의 응용이 곤란한 재료로서 지적되고 있다. 이 때문에, 발광소자에게로의 실용화에는, 장기 수명이나 고휘도를 가지는 다색 발광 가능한 나노 실리콘의 개발이 급해지는 상황이 되어 지고 있다. 본 발명에서는, 비교적 용이한 수법에 의해, 실리콘만으로 발광 파장을 임의로 바꿀 수가 있다. 나노 실리콘 발광소자는, 낮은 동작 전압에 대하여 고휘도 또한 장기 수명의 적색으로부터 청색에 걸친 발광을 실현할 수가 있기 때문에, 소자로서의 응용범위가 지극히 넓어진다. 더불어 간단한 제조법에 따라 나노 실리의 사이즈의 제어를 할 수 있고, 나노 실리콘에 대해서 산화 처리라고 하는 안정된 수법이 생겼으며 나아가서는 선명함과 동시에 안정된 발광(특히, 청색)을 할 수 있는 최대의 이점이 있다.