東芝開發(fā)出在硅芯片上形成發(fā)光元件的技術(shù)

東芝開發(fā)出了在硅芯片上形成發(fā)光元件的技術(shù)。在2008年秋季舉行的應(yīng)用物理學(xué)會(huì)上東芝已發(fā)布過(guò)此項(xiàng)技術(shù)，近日又利用顯示面板在正在舉行的“國(guó)際納米科技綜合展（nano tech 2009）”上進(jìn)行了介紹。

　　東芝發(fā)現(xiàn)，在一定條件下向硅結(jié)晶中添加氟（F）和氮（N）的話，會(huì)因光的激發(fā)而發(fā)光，該技術(shù)就是這一發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)物。發(fā)光現(xiàn)象在超過(guò)1.5μm的波長(zhǎng)附近發(fā)生。發(fā)光時(shí)，需要將大量硅結(jié)晶的溫度降至絕對(duì)溫度為4K的超低溫狀態(tài)，但如果將硅結(jié)晶制成1～2nm的薄膜的話，室溫下也能發(fā)光。

　　“硅受光元件和導(dǎo)波路已經(jīng)問(wèn)世。但目前還沒有發(fā)光元件”（東芝），因此美國(guó)英特爾和IBM等全球半導(dǎo)體廠商及研究機(jī)構(gòu)就如何才能讓硅發(fā)光展開了激烈爭(zhēng)論。

　　然而，讓硅在半導(dǎo)體中也能發(fā)光是非常困難的。因?yàn)楣杈哂小伴g接過(guò)渡”的性質(zhì)，即電子的導(dǎo)帯最小時(shí)的波數(shù)與價(jià)帯最大時(shí)的波數(shù)不同。

　　東芝表示，“放棄了延續(xù)此前技術(shù)來(lái)使硅發(fā)光的方法”，而是考慮采用在硅結(jié)晶中添加氟和氮的方法。即使添加氟和氮也不會(huì)變成n型和p型半導(dǎo)體，依然為本征半導(dǎo)體。該公司沒有公布發(fā)光原理的具體內(nèi)容，但表示，“利用了電子引力較強(qiáng)的N原子的性質(zhì)”。

　　雖然該技術(shù)距離實(shí)用化還存在諸多課題，但“在硅芯片上直接形成發(fā)光元件已經(jīng)成為可能。這對(duì)硅半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)說(shuō)將是一個(gè)非常大的突破”