Investigación

 

Fabricación y caracterización de diodos electro-luminiscentes de silicio poroso

 

G. Romero Paredes R.*, R. Peña-Sierra y G. Castillo-Cabrera

 

CINVESTAV-IPN. Departamento de Ingeniería Eléctrica. Sección de Electrónica del Estado Solido Av. IPN#2508, 0700 México D.F. Apdo. Postal 14-740, FAX: (52) 55 55747114 *Corresponding author: e-mail: gromero@mail.cinvestav.mx

 

Recibido el 8 de junio de 2000.
Aceptado el 15 de febrero de 2002.

 

Resumen

Se fabricaron diodos electroluminiscentes (DEL's) usando películas delgadas de silicio poroso (SP). Los DEL's están constituidos por una unión metal-semiconductor formada por un contacto de oro y una película de SP con porosidad de 50%. La longitud de onda de emisión de los dispositivos está situada en la región visible del espectro electromagnético. Se reportan los resultados del estudio de la fotoluminiscencia de las películas de SP y las características de la emisión de los DEL's. El máximo del espectro de emisión fotoluminiscente está situado en 800 nm y para la señal de electroluminiscencia está en 560 nm. El origen de la emisión electroluminiscente se asocia a la recombinación radiativa en el óxido de silicio que recubre los filamentos de SP.

Palabras clave: Películas de silicio poroso; diodos electroluminiscentes; fotoluminiscencia.

 

Abstract

Electroluminescent diodes with emission in the visible region of the electromagnetic spectrum were developed using thin porous silicon layers (PSL). The device structure consists of a metal-porous silicon junction formed with gold and PSL with porosity of 50%. The photoluminescence (PL) spectra of the PSL and the resulting electroluminescence (EL) spectra of the devices were studied. The maximum of the PL - and EL spectra is located at 800 nm and 560 nm, respectively. The origin of the electro luminescent signal is ascribed to the silicon oxide covering the silicon filaments of the PSL.

Keywords: Porous silicon layers; electroluminescent diodes; photoluminescence.

PACS: 73.30.+y;78.55.-m;78.60.Fi;85.30.-z;85.60.Jb

 

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Referencias bibliográficas

1. T.P. Kolmakova, V.G. Baru, B.A. Malakhov, A.B. Ormont and S.A. Tereshin, JETP Letters. 57 (1993) 410.         [ Links ]

2. G.Barillaro, A. Diligenti, F. Pieri, F. Fuso and Allegrini, Appl. Phys. Lett. 78 (2001) 4154.         [ Links ]

3. L. Tsybeskov, S. Sdattagupta, K.D. Hirschman and P.M. Fauchet, Appl. Phys. Lett. 68 (1996) 2058.         [ Links ]

4. L.T. Canham, Appl. Phys. Lett. 57 (1990) 1046.         [ Links ]

5. M.V. Wolkin, J. Jorne and P.M. Fauchet, Phys. Rev. Lett. 82 (1999) 197.         [ Links ]

6. T.I. Cox, A.J. Simons, A. Loni, P.D. Calcott, L.T. Canham, M.J. Uren and K.J. Nash, J. Appl. Phys. 86 (1999) 2764.         [ Links ]

7. V. Alberts, Jpn. J. Appl. Phys. 33 (1994) 6111.         [ Links ]

8. P. Knápek, K. Luterová, J. Kocka, A. Fejfar, I. Pelant, J. Linnros and N. Lalic, J. Luminescence. 72-74 (1997) 992.         [ Links ]

9. N.A. Hill and K.B. Whalley, Phys. Rev. Lett. 75 (1995) 1130.         [ Links ]

10. G.C. John and V.A. Singh, Phys. Rev. B. 50 (1994) 5329.         [ Links ]

11 . T. Inokuma, Y. Wakayama, T. Muramoto, R. Aoki, Y. Kurata and S. Hasegawa, J. Appl. Phys. 83 (1998) 2228.         [ Links ]

12. H-J. Lee, Y. H. Seo, D.-H. Oh, K. S. Nham, Y. B. Hahn, I. C. Jeon, E.-K- Suh, Y. H. Lee and H. J. Lee, J. Appl. Phys. 75 (1994) 8060.         [ Links ]

13. K. Katayama and F. Shimura, Jpn. J. Appl. Phys. 31 (1992) L1001.         [ Links ]

14. N. Nishikawa, Y. Miyake, E. Watanabe, D. Ito, K.S. Seol, Y. Ohki, K. Ishii, Y. Sakuraki and K. Nagasawa, J. Non-Crystalline Solids. 222 (1997) 221.         [ Links ]

15. J. Linnros and N. Lalic, Appl. Phys. Lett. 66 (1995) 3048.         [ Links ]

16. M. Ben-Chorin, F. Möller and F. Koch, J. Appl. Phys. 77 (1997) 4482.         [ Links ]

17. J. Linnros, N. Lalic, P. Knáipek, K. Luterová, J. Kocka and I. Pelant, Appl. Phys. Lett. 69 (1996) 833.         [ Links ]

18. Severino Muñoz Aguirre, Obtención y Caracterización de Silicio Dieléctricamente Aislado y su Aplicación en un MESFET, Tesis de Maestría, CINVESTAV-IPN, Depto. Ingeniería Eléctrica, 1995.         [ Links ]

19. Jorge de la Torre y Ramos, Estudio de Estructuras Basadas en Silicio Poroso para la Obtención de Electroluminiscencia, Tesis de Maestría, CINVESTAV-IPN, Depto. Ingeniería Eléctrica, 1996.         [ Links ]

20. W. Howard-Thompson, Z. Yamani, L. H. Abu-Hassan, J. E. Greene and Munirayef, J. Appl. Phys. 80 (1996) 5415.         [ Links ]

21. M. I. J. Beale, J. D. Benjamin, M. J. Uren, N. G. Chew and A. G. Cullis, J. Cryst. Growth 73 (1985) 622.         [ Links ]

22. A. Halimaoui in, EMIS Datareviews Series No. 18. Ed. L. Canham (London, United Kingdom, 1997) p12.         [ Links ]

23. P. Steiner, F. Kozlowski, M. Wielunski and W. Lang, Jpn. J. Appl. Phys. 33 (1994) 6075.         [ Links ]

24. K. Kontkiewics, A.M. Kontkiewics, J. Siejka, S. Sen, G. Nowak, A. M. Hoff, P. Sakthivel, K. Ahmed, P. Mukherje, S. Witanachchi and J. Lagowski, Appl. Phys. Lett. 65 (1994) 1436.         [ Links ]

25. A.N. Trukin, M. Goldberg, J. Jansons, H-J. Fitting and I. A. Tale, J. Non-Crystalline Solids 222 (1998) 114.         [ Links ]

26. X. Zhao, O. Schoenfeld, J. Kusano, Y. Aoyagi and T. Sugano, Jpn. J. Appl. Phys. 33 (1994) L649.         [ Links ]

27. S. K. Gandhi, VLSI Fabrication Principles, (John Wiley & Sons) (1984) p.377.         [ Links ]

28. E. V. Astrova, A. A. Levedev, A. D. Remenyuk and Yu. V. Rud, Semiconductors 29 (1995) 858.         [ Links ]

29. X. Y. Hou, G. Shi, W. Wang, F. L. Zhang, P. H. Hao, D. M. Huang and X. Wang, Appl. Phys. Lett. 62 (1993) 1097.         [ Links ]

30. S. Shih, K.H. Jung, D.L. Kwong, M. Kovar and J.M. White, Appl. Phys. Lett. 62 (1993) 1780.         [ Links ]

31. S. Lazarouk, P. Jaruguiro, S. Katsouba, G. Masini, S. La Monica, G. Maiello and A. Ferrari, Appl. Phys. Lett. 68 (1996) 1646.         [ Links ]

32. C-H. Lin, S-C. Lee and Y-F. Chen, J. Appl. Phys. 75 (1994) 7728.         [ Links ]

33. Y. E. Bravo-García, F. Chávez, P. Salazar and R. Peña-Sierra, Proccedings of the II International Workshop. Optoelectronic Materials and their Applications, La Habana-Cuba Nov. 1998. p.183.         [ Links ]

34. P. Steiner, A. Wiedenhofer, F. Kozlowski and W. Lang, Thin Solid Films, 276 (1996) 159.         [ Links ]

35. Gelacio Castillo Cabrera, Estudio de los Mecanismos de Transporte en Silicio Poroso. Tesis de Maestría, CINVESTAV-IPN, Depto. Ingeniería Eléctrica, (2000).         [ Links ]