專利名稱：SiOx粒子的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)部存在晶體硅的SiOx粒子的制造方法、用該制法得到的SiOx粉末、成型體、進而由該成型體得到的半導(dǎo)體元件、發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
具有納米級粒徑的硅粒，與以單晶硅為代表的大塊硅具有顯著不同的物理、化學(xué)性質(zhì)，可以期待在新型功能性材料中的應(yīng)用。
半導(dǎo)體或金屬等超微粒子中，具有比電子波長(10nm左右)小，換言之，具有納米級以下粒徑者，已知體積有限性對電子運動的影響大，故顯示與大塊體積者有不同的特異物性。
有報告說，在各種半導(dǎo)體材料中占據(jù)最重要位置的硅，其粒徑可以細微化至納米尺寸的粒子，與單晶硅大塊體具有不同的波長發(fā)光，能帶結(jié)構(gòu)或表面態(tài)效果與大塊體者不同(參見非專利文獻1)。
具有納米級以下粒徑的晶體硅粒是包括幾個至數(shù)百個硅原子的集合體，根據(jù)其個數(shù)，達到數(shù)～數(shù)nm的粒徑，例如Si10，達到6(0.6nm)左右。
另外，關(guān)于結(jié)構(gòu)，與大塊的單晶硅同樣，除具有金剛石結(jié)構(gòu)的晶體硅粒外，還存在不形成金剛石結(jié)構(gòu)的晶體硅粒。
這種晶體硅粒可以具有各種大小或原子分布，分別呈現(xiàn)不同的物性。因此，如可制成對尺寸或原子排列加以適當(dāng)控制的晶體硅粒，則有可能適用于新功能性材料。
以往，具有納米級以下粒徑的晶體硅粒的制造方法，己知有對氣體硅化合物照射紫外光激光光束的方法(參見專利文獻1)、進行硅靶的激光燒蝕的方法(參見專利文獻2)、在氬等離子體中從SiH2自由基生成Si單晶微粒核后使結(jié)晶成長的方法(參見專利文獻3)、對非晶硅膜照射激光的方法(參見專利文獻4)等。
專利文獻1、2的方法得到的晶體硅粒是單獨的硅粒。專利文獻3的方法得到的硅粒是單獨的硅粒，但根據(jù)需要表面用氧化物膜或氮化物膜等覆蓋。這些晶體硅粒在基材上排列成特定的圖案，欲形成半導(dǎo)體元件時，由于是納米級的細微粒子，故存在排列困難的問題。
另外，專利文獻4的方法得到的晶體硅粒，由于在非晶硅膜中存在，故采用激光照射法，粒子排列成圖案狀形成也是可能的，但基體不是絕緣體，與晶體硅粒同樣，是半導(dǎo)體非晶硅，由于排列粒子與基體的電學(xué)特性類似，難以直接呈現(xiàn)作為半導(dǎo)體元件的功能。
專利文獻1特開平06-072705號公報專利文獻2特開2001-257368號公報專利文獻3特開2002-076358號公報專利文獻4特開2002-176180號公報非專利文獻1日經(jīng)先端技術(shù)2003、01、27號，1～4頁發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)，提供一種納米級的晶體硅粒，而且用其作為半導(dǎo)體元件而達到最終目的。
本發(fā)明人對可用作半導(dǎo)體元件的晶體硅粒，以特定圖案可容易排列的方法進行各種探討，發(fā)現(xiàn)采用SiOx(x＝0.5～2.0)粉末，通過對其照射光，可形成1～10nm的晶體硅粒，從而完成本發(fā)明。
另外，本發(fā)明人在上述探討過程中還發(fā)現(xiàn)，上述晶體硅粒由于在SiOx粒子中形成，由內(nèi)部存在非晶硅的SiOx粒子構(gòu)成的粉末(下面稱作SiOx粉末)制成成型體(包括膜狀或所希望形狀的薄壁塊狀體等)后，對該成型體以圖案狀照射光，在絕緣性的SiOx基體中，晶體硅粒以特定的圖案排列而形成半導(dǎo)體元件，以及將其用作發(fā)光元件或電子器件，至此完成本發(fā)明。
即，更具體地說，本發(fā)明的目的是提供一種1～10nm的晶體硅粒；另外，還提供一種該硅粒在SiOx基體中排列而成，可用作發(fā)光元件或電子器件的半導(dǎo)體元件。
本發(fā)明的SiOx粒子制造方法，其特征在于，對內(nèi)部存在粒徑0.5～5nm的非晶硅粒的SiOx粒子(x為0.5以上、小于2.0)的粒子照射光，優(yōu)選激光，生成內(nèi)部存在粒徑1～10nm的晶體硅粒的SiOx粒子(x為0.5以上、小于2.0)，上述SiOx粒子制造方法，其特征在于，優(yōu)選的是內(nèi)部存在粒徑0.5～5nm的晶體硅粒的SiOx粒子(x為0.5以上、小于2.0)是使甲硅烷氣體與用于氧化甲硅烷氣體的氧化性氣體，在壓力10～1000kPa、溫度500～1000℃的條件下反應(yīng)而得到。
另外，本發(fā)明涉及的SiOx粉末，其特征在于，由采用上述SiOx粒子制造方法得到的SiOx粒子所構(gòu)成；本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體元件，其特征在于，采用上述粉末而制成。
另外，本發(fā)明的SiOx粒子成型體制造方法，其特征在于，使甲硅烷氣體與用于氧化甲硅烷氣體的氧化性氣體在壓力10～1000kPa、溫度500～1000℃的條件下反應(yīng)而得到的、含有內(nèi)部存在粒徑0.5～5nm的非晶硅粒的SiOx粒子(x為0.5以上、小于2.0)的粉末，加以成型，制成成型體后，對該成型體照射光，優(yōu)選激光，制成含有內(nèi)部存在粒徑1～10nm的晶體硅粒的SiOx粒子(x為0.5以上、小于2.0)的成型體；本發(fā)明的半導(dǎo)體元件，其特征在于，由采用該SiOx粒子成型體制造方法得到的成型體而制成。
另外，本發(fā)明的發(fā)光元件，其特征在于，采用上述半導(dǎo)體元件而制成。
按照本發(fā)明，提供一種內(nèi)部包含粒徑1～10nm的晶體硅粒的SiOx粉末(x為0.5以上、小于2.0)、成型體，由于該晶體硅粒具有納米尺寸的粒徑，因此呈現(xiàn)如下特征電子的運動受到尺寸的有限性影響大，產(chǎn)生在Si單晶塊狀體上看不到的發(fā)光、電子發(fā)射等特異現(xiàn)象。因此，內(nèi)包本發(fā)明的晶體硅粒的SiOx粉末、成型體可以提供半導(dǎo)體元件，可得到作為新型發(fā)光元件或電子器件等功能性材料而適用于各種用途的效果。
具體實施例方式
本發(fā)明的本質(zhì)是，對特定的SiOx粒子照射光，在該SiOx粒子內(nèi)形成特定粒徑的晶體硅粒。
本發(fā)明中使用的SiOx粒子，只要是內(nèi)部存在粒徑0.5～5nm、更優(yōu)選0.5～3nm的非晶硅粒的SiOx粒子(x為0.5以上、小于2.0)即可。該SiOx粒子只要具有上述特征即可，對其制造過程未作限定，但下列方法可容易穩(wěn)定得到，是優(yōu)選的。
即，原料采用甲硅烷氣體，在其氧化時，可在低溫形成SiOx粒子，可使在氧化甲硅烷以外的含硅氣體的方法中容易發(fā)生的、從爐材等混入的雜質(zhì)可降低至極限。而且，作為結(jié)果是，原料采用甲硅烷氣體，在其氧化時，生成的SiOx粒子、由其制成的SiOx粉末，可以得到高純度、超微細。另外，盡管理由不明，但其特征在于，原料采用甲硅烷氣體，根據(jù)對其氧化的方法，使在廣泛的制造條件范圍內(nèi)得到的SiOx粒子中，內(nèi)部存在粒徑0.5～5nm的非晶硅，故本發(fā)明中使用的SiOx粒子容易穩(wěn)定得到。
上述方法中使用的甲硅烷(SiH4)氣，可以采用市售品。甲硅烷氣，從氯不作為構(gòu)成成分考慮，與三氯甲硅烷等硅烷類氣體相比，對環(huán)境的影響負荷低，是優(yōu)良的。另外，作為甲硅烷的氧化性氣體(下面簡稱“氧化性氣體”)，除氧氣、干燥空氣外，可以采用對甲硅烷具有氧化性的例如NO2、CO2、H2O等氣體。這些氧化性氣體，優(yōu)選能將雜質(zhì)除去至極限值者。
甲硅烷氣與氧化性氣體的反應(yīng)，在壓力10～1000kPa的非氧化性氛圍氣、溫度500～1000℃下進行是優(yōu)選的。當(dāng)壓力小于10kPa時，因生成的SiOx為膜狀，在反應(yīng)容器壁面上附著成長，造成排出部堵塞，故不易長期作業(yè)。另一方面，當(dāng)高于1000kPa時，雖然提高了反應(yīng)裝置的耐壓，但需要有大設(shè)備，故雜質(zhì)有增加的傾向，是不理想的。在上述壓力范圍內(nèi)更優(yōu)選的壓力是50～300kPa。
另外，當(dāng)反應(yīng)場所的溫度小于500℃時，主要容易生成SiO2，而當(dāng)高于1000℃時，容易生成Si單體，同時從爐材混入更多雜質(zhì)的可能性增大，故上述兩種情況均不易制造高純度·超微SiOx粉末。在上述溫度范圍內(nèi)，更優(yōu)選550～950℃、尤其優(yōu)選650～850℃。
甲硅烷氣與氧化性氣體的反應(yīng)，如果需要，可在含有非氧化性氣體的稀釋氣體存在下進行。由此，生成的SiOx粉末在容器壁上的附著更少。作為非氧化性氣體，氬、氦等惰性氣體最佳，但在不妨礙反應(yīng)的范圍內(nèi)，也可以使用H2、N2、NH3、CO等。
用干燥空氣作氧化性氣體時，采用非氧化性氣體與氧化性氣體兩者。非氧化性氣體的量優(yōu)選比甲硅烷氣量和供給氧化性氣體的反應(yīng)的氧量的合計量還要多，其摩爾比在2倍以上、特別是10倍以上是優(yōu)選的。這里，所謂供給氧化性氣體的氧化反應(yīng)的氧量，例如，當(dāng)為干燥空氣時，為其中含有的氧量，當(dāng)為NO2與CO2時，為構(gòu)成它的氧原子成分的氧量。
作為氧化甲硅烷氣時的反應(yīng)容器，可使用石英玻璃等高純材料制作的反應(yīng)容器。其形狀可以是帶底的杯狀，但管狀是優(yōu)選的，其設(shè)置方向為立式設(shè)置、臥型設(shè)置的任何一種。關(guān)于反應(yīng)容器的加熱方法，可采用電阻加熱發(fā)熱體、高頻加熱、紅外輻射加熱等方法。
反應(yīng)容器內(nèi)生成的SiOx粉末，與非氧化性氣體及副產(chǎn)物氣體一起排至體系外，采用袋濾器等原來公知的粉末回收裝置加以回收。
通過改變甲硅烷氣與氧化性氣體的比例，可以控制、制造x值即O/Si摩爾比不同的SiOx粉末。
本發(fā)明涉及的SiOx粒子的x值為0.5以上、小于2.0。當(dāng)x值小于0.5時，內(nèi)包的非晶硅粒的大小超過5nm，即使照射激光，在粉末內(nèi)部也不生成粒徑1～10nm的晶體硅粒，故不是優(yōu)選的?；诒景l(fā)明人的實驗探討，優(yōu)選的x值為0.8～1.6。另外，根據(jù)JIS-R 6124(碳化硅質(zhì)磨料的化學(xué)分析)測定SiOx中的Si摩爾量，而氧摩爾量采用O/N同時分析裝置(例如LECO社的“TC-436”)進行測定，從它們的摩爾比算出x值。
關(guān)于本發(fā)明原料的SiOx粒子，內(nèi)包非晶硅粒及該非晶硅粒的大小，根據(jù)粉末X線衍射分析及拉曼分光分析中屬于硅原子的峰的有無、位置及形態(tài)確認。內(nèi)包的硅粒為非晶體時，在X線衍射圖上未發(fā)現(xiàn)晶體硅特有的衍射線。另外，硅的拉曼光譜的峰位置(拉曼位移值)及拉曼光譜的線寬，隨著粒徑變小而與大型硅晶體值不同，通過測定這些拉曼位移值或線寬，可以算出硅的粒徑(參見Appl.Phys.Lett.，60，2086(1992)，Appl.Phys.Lett.，69(2)，200(1996))。
然后，對采用上述SiOx粒子，通過照射光，得到內(nèi)部存在本發(fā)明的粒徑1～10nm的晶體硅粒的SiOx(x為0.5以上、小于2.0)粒子的方法加以詳細說明。
在本發(fā)明中，在照射光時，SiOx的形態(tài)既可以是原來的粉末，也可以是膜或薄壁塊狀體等成型體，但容易得到下述用途中可直接采用的成型體，故是優(yōu)選的。
形成薄壁塊狀體的方法，可以舉出，例如把粉末填充至成型用模具后，采用壓制成型的方法或進一步在其后采用冷靜水壓壓縮法(CIP)進行成型的方法等。另一方面，形成膜的方法，例如可以舉出，在水或有機溶劑及根據(jù)需要在其中溶解少量粘合劑(膠粘劑)的溶劑中，分散SiOx粉末制成淤漿，將其在基材上涂布后加熱，使粘合劑揮發(fā)的同時使其干固的方法等。
采用該法得到的成型體，可直接使用，也可在用于賦予機械強度的加熱、燒結(jié)后使用。但當(dāng)加熱、燒結(jié)溫度達到600℃以上時，SiOx中的晶體硅粒開始無規(guī)產(chǎn)生，SiOx中的晶體硅粒不在規(guī)定的位置形成，故加熱、燒結(jié)溫度必需小于600℃的溫度。
在本發(fā)明中，采用光是基本的，在照射光時，優(yōu)選在照射激光時，可形成晶體硅粒。盡管其理由不清楚，但可以認為與以下特性有關(guān)具有粒徑0.5～5nm的非晶硅粒，由于電子運動受體積有限性影響大，故與塊狀體具有不同的特異的光響應(yīng)性。
作為本發(fā)明中的光，特別優(yōu)選采用激光。其理由不清楚，但可以認為激光與其他的光不同，激光具有獨特的性質(zhì)，例如，不是由各色光混合而成的純的1色光(單色性)或由于光的相位一致而相干性良好(相干特性)，或如果聚光，可得到數(shù)百倍太陽光的能量密度(高輸出功率性)等。另外，晶體硅粒的大小依賴于光的波長，當(dāng)采用激光時，通過選擇其波長，可以控制最終得到的晶體硅粒的大小。
作為本發(fā)明中采用的光，可以采用金屬鹵燈、鹵燈、汞燈、弧光燈、氬燈、氪燈、氙燈、發(fā)光二極管等作光源的光。這些光可直接采用，或進行分光后通過濾光器形成單色光后使用，或用透鏡聚光后使用。另外，作為激光，可以采用振蕩源包括氦-氖、氬、二氧化碳等的氣體激光，包括有機色素溶液的液體激光，包括紅寶石、釹:釔鋁石榴石(Nd:YAG)、釹:釩酸釔(Nd:YVO4)等的固體激光或包括銦鎵砷(InGaAs)、銦鎵砷磷(InGaAsP)等的半導(dǎo)體激光的任一種。
下面對光，以激光的應(yīng)用為中心加以說明。在本發(fā)明中適用的激光輸出功率值，因振蕩源的種類、激光束的直徑而異，例如，激發(fā)波長633nm的氦-氖激光，達到0.1～10mW；波長532.4nm的釹:釩酸釔激光，達到5～100mW等(任何一種均使用100微米直徑的光束)。當(dāng)輸出功率值小時，晶體硅粒的直徑小于1nm或晶體粒子本身不形成。另外，輸出功率值大到必要值以上時晶體硅粒也不會再成長。
另一方面，優(yōu)選的激光照射時間，因振蕩源的種類而異，但約10秒～1小時左右。當(dāng)照射時間短時，晶體硅粒徑小于1nm或硅粒不形成。并且照射時間長到必要值以上時晶體硅粒也不會再成長。
另外，關(guān)于照射的激光束的直徑，可以細微至微米級。因此，對SiOx成型體或膜通過照射細微的激光束的掃描線，內(nèi)部存在晶體硅粒的SiOx粒子，在內(nèi)部存在非晶硅粒的SiOx粒子基體中，以圖案狀形成。采用該辦法，在由SiOx構(gòu)成的絕緣性基體上，半導(dǎo)體的晶體硅粒以細微的圖案狀形成，可以用作新型電子器件等的半導(dǎo)體元件。另外，該SiOx粒子含有1～10nm大小的晶體硅粒，故呈現(xiàn)發(fā)橙色光的光致發(fā)光(PL)，也可作為發(fā)光元件。
還有，SiOx粒子中的晶體硅粒的大小與先前的非晶硅粒同樣，可從拉曼光譜求出。當(dāng)粒子為晶體時，可通過X線衍射測定或透射電子顯微鏡(TEM)觀察等加以確認。
實施例下面通過實施例、比較例，更詳細地說明本發(fā)明。
實施例1～5、比較例1～3準(zhǔn)備甲硅烷氣、氮氣、氧氣(任何一種的純度均在99.999質(zhì)量％以上)，使各種氣體通過質(zhì)量流量計，導(dǎo)入石英玻璃制反應(yīng)容器(內(nèi)徑60mm×長1500mm)。甲硅烷氣通入石英玻璃制的甲硅烷氣導(dǎo)入管(內(nèi)徑5mm)，與氮氣混合，吹入供給反應(yīng)容器內(nèi)。將氧氣通入石英玻璃制的氧化性氣體導(dǎo)入管(內(nèi)徑5mm)，與氮氣混合，吹入供給反應(yīng)容器內(nèi)，合成SiOx粉末。
該反應(yīng)容器，對卷繞其外周的鎳鉻合金線加熱器進行通電，進行加器，使之保持在規(guī)定的反應(yīng)溫度。溫度調(diào)節(jié)是通過設(shè)置在反應(yīng)容器中央部位中心的熱電偶進行測溫，控制鎳鉻合金線加熱器的電功率。
反應(yīng)容器內(nèi)壓力，在多次實驗中，在接近大氣壓(101kPa)的80～100kPa左右實施。對于反應(yīng)容器內(nèi)減壓至小于大氣壓，用排出側(cè)設(shè)置的真空泵邊減壓邊調(diào)節(jié)閥門的開閉度來進行。反應(yīng)溫度、壓力及其他反應(yīng)條件匯總于表1。


*1非氧化性氣體比＝(非氧化類氣體量)/(甲硅烷氣體量+氧氣量)
生成的SiOx粉末，與副產(chǎn)物氣體、氮氣一起從排出管排出，通過設(shè)置在中途的袋濾器回收。對于回收的粉末，首先通過X線衍射測定調(diào)查是否存在晶體硅粒。
然后，硅的摩爾量按照JIS R-6124(碳化硅質(zhì)磨料的化學(xué)分析)進行測定，氧摩爾量采用O/N同時分析裝置(LECO公司制，制品名TC-436)進行測定，從它們的摩爾比算出SiOx粉末的x值。
另外，采用比表面積計(日本BEL制造，BELSORP-mini)，用BET多點法對上述粉末測定比表面積值。
另外，從采用顯微拉曼分光裝置(JOBIN YVON制造，產(chǎn)品名LabRamHR-800)測定的Si的拉曼光譜的位移值算出SiOx粉所內(nèi)包的硅粒的直徑。其結(jié)果示于表2。


對上述各種SiOx粉末，照射He-Ne激光(波長633nm、輸出功率、樣品位置的輸出功率為0.1mW～10mW)或釹:釩酸釔(Nd:YVO4)激光(波長532.4nm、輸出功率為5～100mW)規(guī)定時間后，與上述實施例、比較例同樣，對SiOx粉所內(nèi)包的Si粒子，通過X線衍射測定調(diào)查是否為晶體以及通過拉曼分光分析進行粒徑計算。這些結(jié)果示于表3。


實施例6、比較例4在實施例1的SiOx粉末中，把作為粘合劑的含1質(zhì)量％聚乙烯醇的水溶液，以質(zhì)量比10∶1的比例進行混合，采用粉末成型用模具及壓力成型機，以10MPa成型壓力，制作直徑15mm、厚2mm的成型體后，大氣中250℃加熱2小時，使粘合劑揮發(fā)、干固，再于大氣中500℃加熱、燒結(jié)30分鐘。
在這樣得到的SiOx成型體表面，用He-Ne激光束(光束直徑1μm，波長633nm，樣品位置的輸出功率為1mW)，以特定的圖案狀進行掃描照射。照射激光束的位置，用顯微拉曼分光裝置(JOBIN YVON制造，產(chǎn)品名LabRam HR-800)進行測定，從得到的Si的拉曼光譜的位移值，算出SiOx成型體內(nèi)包的硅粒的粒徑為2nm。然后，邊照射波長365nm的紫外線邊用光學(xué)顯微鏡觀察成型體表面。結(jié)果是可以觀察到照射激光束的位置，發(fā)出與掃描圖案相同形狀的橙色光的光致發(fā)光(PL)，所以顯示SiOx膜中內(nèi)包的晶體硅粒發(fā)光，可用作光學(xué)元件。
另一方面，采用比較例1的SiOx粉末，采用與上述同樣制造的成型體，未發(fā)現(xiàn)這種發(fā)光(PL)。
實施例7、比較例5在實施例2的SiOx粉末中，把作為粘合劑的含1質(zhì)量％聚乙烯基丁縮醛的乙醇溶液，以質(zhì)量比10∶12的比例進行混合，制成淤漿。采用該淤漿，在厚度約0.5mm的鎢(W)制板上，用絲網(wǎng)印刷機，形成厚度約20μm的涂膜。將其在氬氣中于500℃加熱1小時，使粘合劑揮發(fā)的同時進行燒結(jié)。
在這樣得到的SiOx膜的表面，用Nd:YVO4激光束(光束直徑1μm，波長532.4nm，輸出功率為10mW)，以特定的圖案狀進行掃描照射。照射激光束的位置，用顯微拉曼分光裝置(出處同前)進行測定，從得到的Si的拉曼光譜的位移值，算出SiOx膜內(nèi)包的硅粒的粒徑為5nm。然后，在SiOx膜表面蒸鍍金(Au)膜。
把由上述鎢、SiOx膜及Au膜構(gòu)成的層壓體裝入真空室內(nèi)，然后，將在玻璃板上依次形成氧化銦錫(ITO)層及熒光體層的層壓體，以熒光體層在先前的層壓體的Au膜面上相隔2.5cm的空間，平行相對配置。
真空室內(nèi)排氣至1.33×10-5Pa后，在鎢、SiOx膜及Au膜構(gòu)成的層壓體的鎢與Au膜之間，施加12V直流電壓，使Au膜變成陽極，再在該Au膜與，由玻璃板、ITO層及熒光體層構(gòu)成的層壓體的ITO層之間，施加500V直流電壓，使ITO層變成陽極。結(jié)果可知，對應(yīng)于SiOx膜的激光束照射圖案，由于玻璃板上熒光體層的發(fā)光為圖案狀，由鎢、SiOx膜及Au膜構(gòu)成的層壓體的SiOx膜中內(nèi)包的晶體硅粒發(fā)射出電子，適于用作電子器件的一種的冷陰極。
另一方面，采用比較例2的SiOx粉末，在與上述同樣制成的膜上未發(fā)現(xiàn)這種電子發(fā)射現(xiàn)象。
產(chǎn)業(yè)實用性按照本發(fā)明，可以穩(wěn)定提供內(nèi)包粒徑1～10nm的晶體硅粒的SiOx(x為0.5以上、小于2.0)粒子、粉末、成型體。而且，本發(fā)明的晶體硅粒，其特征在于，由于具有納米尺寸的特定粒徑，故在發(fā)光、電子發(fā)射等方面產(chǎn)生特異的現(xiàn)象，因此可提供具有各種特性的半導(dǎo)體元件。因此，本發(fā)明，作為新型的發(fā)光元件或電子器件等功能性材料，可適用于多種用途，在產(chǎn)業(yè)上非常有用。
權(quán)利要求
1.SiOx粒子的制造方法，其特征在于，對內(nèi)部存在粒徑0.5～5nm的非晶硅粒的SiOx(x為0.5以上、小于2.0)粒子照射光，生成內(nèi)部存在粒徑1～10nm的晶體硅粒的SiOx粒子(x為0.5以上、小于2.0)。
2.按照權(quán)利要求1中所述的SiOx粒子的制造方法，其特征在于，上述光為激光。
3.按照權(quán)利要求1或2中所述的SiOx粒子的制造方法，其特征在于，上述內(nèi)部存在粒徑0.5～5nm的非晶硅粒的SiOx(x為0.5以上、小于2.0)的粒子是將甲硅烷氣與用于氧化甲硅烷氣的氧化性氣體在壓力10～1000kPa、溫度500～1000℃的條件下反應(yīng)而得到的。
4.SiOx粉末，其特征在于，由權(quán)利要求1～3中任何一項所述的SiOx粒子制造方法得到的SiOx粒子構(gòu)成。
5.半導(dǎo)體元件，其特征在于，采用權(quán)利要求4中所述的SiOx粉末構(gòu)成。
6.SiOx成型體的制造方法，其特征在于，把含有內(nèi)部存在粒徑0.5～5nm的非晶硅粒的SiOx(x為0.5以上，小于2.0)粒子的粉末進行成型，制成成型體后，對該成型體照射光，制成含有內(nèi)部存在粒徑1～10nm的晶體硅粒的SiOx粒子(x為0.5以上、小于2.0)的成型體。
7.按照權(quán)利要求6中所述的SiOx成型體的制造方法，其特征在于，上述光為激光。
8.按照權(quán)利要求6或7中所述的SiOx成型體的制造方法，其特征在于，上述內(nèi)部存在粒徑0.5～5nm的非晶硅粒的SiOx(x為0.5以上、小于2.0)粒子是將甲硅烷氣與用于氧化甲硅烷氣的氧化性氣體在壓力10～1000kPa、溫度500～1000℃的條件下反應(yīng)而得到的。
9.半導(dǎo)體元件，其特征在于，采用權(quán)利要求6～8中任何一項所述的SiOx成型體的制造方法得到的成型體構(gòu)成。
10.發(fā)光元件，其特征在于，采用權(quán)利要求5或9中所述的半導(dǎo)體元件構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)部存在晶體硅的SiOx粒子的制造方法、用該制法得到的SiOx粉末、成型體、由該成型體得到的半導(dǎo)體元件、發(fā)光元件。本發(fā)明通過SiOx粒子制造方法提供一種可用作半導(dǎo)體元件的納米級的晶體硅粒，該SiOx粒子制造方法的特征在于，對內(nèi)部存在粒徑0.5～5nm的非晶硅粒的SiOx(x為0.5以上、小于2.0)粒子照射光，優(yōu)選照射激光，生成內(nèi)部存在粒徑1～10nm的晶體硅粒的SiOx粒子(x為0.5以上、小于2.0)。本發(fā)明作為新型的發(fā)光元件或電子器件等功能性材料，可適用于多種用途，在產(chǎn)業(yè)上非常有用。
文檔編號C01B33/113GK101035742SQ20058003259
公開日2007年9月12日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者野崎真次, 內(nèi)田和男, 森崎弘, 川崎卓, 伊吹山正浩 申請人:國立大學(xué)法人電氣通信大學(xué), 電氣化學(xué)工業(yè)株式會社