日
200
100
200 0
図4−249ZnS共蒸着またはH、Sガス供給を行った場合のSrS：Ce薄膜EL素子における 電流時間応答特性i（t）．太い実線はAl電極を正に，太い点線はITO透明電 極を正に印加した場合のi（t）特性である．測定には，100Hzの台形波パルス電 圧を用いた。
．173一
におけるi（t）特性を示す。これらのi（t）特性は、移動電荷量△Qが1μC／cm2の場合の駆動 条件において測定したものである。また、図中の実線（太線）はA1電極を正に、点線（太 線）はITO電極を正に印加した場合である。図4−2−19を見ると、 H、Sガス供給を行った素 子の方がスパイク電流が大きい。つまり、H、Sガス供給を行った場合の方が、薄膜中に
Ce3＋−V，，複合中心が多く存在していることが示唆される。（＋46）これは、 PLスペクトルにお ける長波長側へのシフト（図4−2−14）と非常に良く対応する。また、このスパイク電流の 増加は、移動電荷量の増加（図4−247）として観測されている。一方、電圧極性の違いに
よるi（t）特性は、H、Sガス供給を行った素子の方が素子の夕一ンオン電圧を含めて対称性 に優れていることがわかる。これは、H、Sガス供給を行った場合には、両側のSi、N、／
SrS：Ce界面の状態に差異があまりなく、かつSrS：Ce発光層の膜厚方向に対する均一性が 優れていることを示唆する。この結果は、SrS：Ce薄膜の測定面の違いによるPLスペクト
ルの結果と非常に良く対応している。
以上、本項では硫黄供給の方法に関する検討を行った。H、Sガス供給を行った場合に、
膜厚方向の均一性に優れ、かつ結晶性の良いSrS：Ce発光層が得られた。さらに、 Ce3＋発 光中心がSrS格子中に多く取り込まれることにより、高いPL発光が得られた。 H、Sガス 供給を行った場合のEL素子において、 L、。＝1050 cd／m2、η知＝0．971m／Wが得られた（1 kHzのパルス波電圧による駆動）。本研究により、硫黄供給の方法は、安定な硫黄供給が 可能であるH2Sガス供給が最も適していることがわかった。
4−2−4．H、Sガス供給の供給量
SrS：Ce薄膜の成膜時におけるH、Sガスの供給量には最適値があると思われる。（4−11，13）こ こでは、H、Sガスの供給量をマスフローコントローラーにより0〜20 SCCmと変化させた 場合の、SrS：Ce薄膜における結晶性および発光特性と、 EL素子における基本的なEL特 性および電気的特性に関して検討を行う。SrS：Ce薄膜の成膜条件を以下に示す。なお、
成膜後の熱処理は行っていない。
〈成膜条件〉
成膜方法：電子線蒸着法 基板：石英ガラス基板
蒸着源：SrS：Ce高密度焼結ペレヅト（Ce仕込量：0．2 mo1％）
基板温度：550℃
硫黄供給：H、Sガス供給（熱分解温度：900°C）
H、Sガス供給量：0〜20 sccrn エミヅション電流1，：350mA 成膜時間：4min．
作製したSrS：Ce薄膜の結晶性を調べるために、 XRD測定を行った。 X線源にはCuK、
線を用いた。すべての薄膜試料において、SrSのrocksalt構造に起因するXRDピークが観
測された。25．6、29．7、425、50．3、および52．7°付近に、それぞれ（111）、（200）、（220）、
（311）、および（222）面に起因するXRI）ピークが観測された。図4−2−20に、 H，Sガスの供 給量を変化させた場合の、（111）、（200）、（220）面に起因するXRDピークの回折強度［それ
ぞれ1（111）、1（、。。）および1（22。）と記述する］と、（200）面に起因する半値幅（FWHM）を示す。1（111）
はH、Sガスの供給量を増加させてもほとんど変化しない。これに対して、1（、。。）と1（、2。）は H、Sガスの供給量の増加に伴い増加する。特に1（、。。）は顕著に増加する。 SrS：Ce薄膜の配向
性は、H、Sの供給量が5sccm以下の場合では＜111＞軸に、5sccm以上の場合では＜100＞
軸に配向する。一方、（200）面に起因する半値幅を見ると、H、Sガスの供給量が5sccm以 下の場合では、H，Sガスの供給量の増加と共に半値幅は急激に小さくなる。つまり、 H、S ガスの供給量を5sccmにまで増加することにより結晶性が改善されていることが示唆さ れる。また、H、Sガスを5sccm以上供給した場合には、半値幅にほとんど変化が見られ なかった。半値幅が最も小さかったのは、H，Sガスを5sccm供給した場合で、その値は 0．232°であった。しかし、この値は、SrS：Ce粉末蛍光体の半値幅（0．148°）と比較すると
まだ満足できる値とは言えない。
続いて、PL特性の評価を行った。図4−2−21にSrS母体のバンド間励起（励起波長：266
一175一
（。・
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6 SrS：Ce（0・2 mol％）Thin Films 5
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