東芝開發(fā)出了在硅芯片上形成發(fā)光元件的技術。在2008年秋季舉行的應用物理學會上東芝已發(fā)布過此項技術,近日又利用顯示面板在正在舉行的“國際納米科技綜合展(nano tech 2009)”上進行了介紹。
東芝發(fā)現(xiàn),在一定條件下向硅結晶中添加氟(F)和氮(N)的話,會因光的激發(fā)而發(fā)光,該技術就是這一發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)物。發(fā)光現(xiàn)象在超過1.5μm的波長附近發(fā)生。發(fā)光時,需要將大量硅結晶的溫度降至絕對溫度為4K的超低溫狀態(tài),但如果將硅結晶制成1~2nm的薄膜的話,室溫下也能發(fā)光。
“硅受光元件和導波路已經(jīng)問世。但目前還沒有發(fā)光元件”(東芝),因此美國英特爾和IBM等全球半導體廠商及研究機構就如何才能讓硅發(fā)光展開了激烈爭論。
然而,讓硅在半導體中也能發(fā)光是非常困難的。因為硅具有“間接過渡”的性質,即電子的導帯最小時的波數(shù)與價帯最大時的波數(shù)不同。
東芝表示,“放棄了延續(xù)此前技術來使硅發(fā)光的方法”,而是考慮采用在硅結晶中添加氟和氮的方法。即使添加氟和氮也不會變成n型和p型半導體,依然為本征半導體。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的N原子的性質”。
雖然該技術距離實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。這對硅半導體技術來說將是一個非常大的突破”