Photoluminescence properties of light-emitting SiO substrates implanted with Si and C ions

シリコンと炭素をイオン注入した石英基板のフォトルミネッセンス特性

稲田 和紀*; 河嶋 亮広*; 狩野 圭佑*; 野口 克也*; 三浦 健太*; 花泉 修*; 山本 春也; 川口 和弘*; 吉川 正人

Inada, Kazuki*; Kawashima, Akihiro*; Kano, Keisuke*; Noguchi, Katsuya*; Miura, Kenta*; Hanaizumi, Osamu*; Yamamoto, Shunya; Kawaguchi, Kazuhiro*; Yoshikawa, Masahito

これまでにシリコン(Si)イオン注入により青色発光する溶融石英板(SiO)に炭素(C)をイオン注入することより、より長波長側の可視光域で発光が起こることを見いだした。そこで、Siイオン及びCイオンの注入量比の異なる試料を作製し、それらの発光ピーク波長について系統的に調べた。石英板へのイオン注入には、150keV Si(注入量: 5.010 ions/cm), 75keV C(注入量: 3.010ions/cm)の条件で試料にイオン注入を行い、1000Cのアニール処理後にHe-Cd laser (=325nm)によるホトルミネッセンス測定を行った。その結果、発光ピーク波長は、Si注入量に対するC注入量の比が増加すると短波長側にシフトする傾向を示した。Si及びCの注入量の比を制御することにより、発光波長を制御できる可能性があることが示された。

It is reported that Si and C ions implanted SiO substrates emit blue light. In this paper, we are studying photoluminescence (PL) properties of SiO substrates implanted with Si and C ions on various conditions. Si and C ions were implanted into an SiO substrate by using a 400-kV ion implanter at JAEA/Takasaki. The Si-ion implantation energy was 150 keV, and the implantation dose was 5.010 ions/cm. The C-ion implantation energy was 75 keV, and the implantation dose was 3.010 ions/cm. The samples were subsequently annealed at 700C for 25 min in air, after 1000C for 25 min in air. The results of PL measurements show that the PL peak wavelength became shorter by increasing the ratio of C ions to Si ions. Consequently, it was confirmed that the emission wavelength can be controlled by hanging the ratio of C and Si.