PL214287B1 - Struktura urzadzenia emitujacego swiatlo z monokrystaliczna objetosciowa warstwa azotku - Google Patents

Struktura urzadzenia emitujacego swiatlo z monokrystaliczna objetosciowa warstwa azotku

Info

Publication number
PL214287B1
PL214287B1 PL374184A PL37418402A PL214287B1 PL 214287 B1 PL214287 B1 PL 214287B1 PL 374184 A PL374184 A PL 374184A PL 37418402 A PL37418402 A PL 37418402A PL 214287 B1 PL214287 B1 PL 214287B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
layer
nitride
gallium
substrate
layers
Prior art date
Application number
PL374184A
Other languages
English (en)
Other versions
PL374184A1 (pl
Inventor
Robert Dwilinski
Roman Doradziński
Jerzy Garczyński
Leszek Sierzputowski
Yasuo Kanbara
Original Assignee
Ammono Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Nichia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PL35037501A external-priority patent/PL350375A1/xx
Priority claimed from PL02354739A external-priority patent/PL354739A1/pl
Application filed by Ammono Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia, Nichia Corp filed Critical Ammono Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL374184A priority Critical patent/PL214287B1/pl
Publication of PL374184A1 publication Critical patent/PL374184A1/pl
Publication of PL214287B1 publication Critical patent/PL214287B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • C30B29/406—Gallium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
    • C30B7/005—Epitaxial layer growth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
    • C30B7/10—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions by application of pressure, e.g. hydrothermal processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B9/00—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
    • H01S5/164—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions comprising semiconductor material with a wider bandgap than the active layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/3202—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth
    • H01S5/32025—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth non-polar orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/12—Pendeo epitaxial lateral overgrowth [ELOG], e.g. for growing GaN based blue laser diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/021—Silicon based substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0213—Sapphire, quartz or diamond based substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0218—Substrates comprising semiconducting materials from other groups of the Periodic Table than the materials of the active layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • H01S5/0281—Coatings made of semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

W wysokowydajnym azotkowym elemencie emitującym światło, zwłaszcza w azotkowym elemencie emitującym światło obejmującym obszar czynny pomiędzy azotkową warstwą półprzewodnikową typu n i azotkową warstwą półprzewodnikową typu p, podłoże wycięte jest z objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal, mającego płaszczyznę do wzrostu epitaksjalnego o gęstości dyslokacji do 10<sup>5</sup>/cm<sup>2</sup>, w którym możliwe jest przeznaczenie do wzrostu epitaksjalnego płaszczyzny A lub M równoległej do osi C heksagonalnego kryształu i posiadającego wyżej wspomnianą warstwę półprzewodnikową typu n naniesioną bezpośrednio na taką powierzchnię, Gdy wyżej wskazany obszar czynny zbudowany jest z półprzewodnika azotkowego zawierającego ind, warstwa ochronna składająca się z pojedynczego kryształu Al<sub>x</sub>Ga<sub>1-x</sub>N (0 ≤ x ≤ 1) może być wytworzona w niskich temperaturach nie powodujących uszkodzenia obszaru czynnego.

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 214287 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 374184 (51) Int.Cl.
(22) Data zgłoszenia: 28.10.2002 H01S 5/00 (2006.01) H01L 21/318 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:
28.10.2002, PCT/IB02/004441 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
22.05.2003, WO03/043150
Struktura urządzenia emitującego światło z monokrystaliczną objętościową warstwą azotku
(73) Uprawniony z patentu:
(30) Pierwszeństwo: 26.10.2001, PL, P-350375 AMMONO SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Warszawa, PL NICHIA CORPORATION, Anan-Shi, JP
26.06.2002, PL, P-354739 (72) Twórca(y) wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 03.10.2005 BUP 20/05 ROBERT DWILIŃSKI, Warszawa, PL ROMAN DORADZIŃSKI, Warszawa, PL JERZY GARCZYŃSKI, Łomianki, PL
LESZEK SIERZPUTOWSKI, Union, US
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: YASUO KANBARA, Anan-Shi, JP
31.07.2013 WUP 07/13 (74) Pełnomocnik:
rzecz. pat. Ewa Malewska
PL 214 287 B1
Opis wynalazku
Niniejszy wynalazek dotyczy struktury urządzenia emitującego światło, w której warstwa monokrystalicznego azotku wytworzona w środowisku nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak wykorzystywana jest jako podłoże lub warstwa pośrednia, gdzie urządzeniem emitującym światło, są struktury laserowe i tym podobne.
W strukturze laserowej, defekt sieci krystalicznej lub dyslokacja falowodu powodują rekombinację bezpromienistą par elektron-dziura. Najkorzystniej - ze względu na funkcjonowanie lasera, gęstość dyslokacji w falowodzie wynosić powinna nie więcej niż 104/cm2. Jednak w obecnej sytuacji, na drodze wzrostu epitaksjalnego z fazy gazowej (MOCVD i HVPE) lub na drodze wielokrotnego bocznego narastania epitaksjalnego ELOG (Epitaxial lateral overgrowth) gęstość dyslokacji nie może być obniżona poniżej 106/cm2, ponieważ wzrost falowodu prowadzi się na podłożu heterogenicznym, takim jak podłoże z szafiru lub podłoże z SiC.
Grubość warstwy epitaksjalnej powinna wynosić nie więcej niż 100 μm, aby można było wytworzyć warstwę epitaksjalną na podłożu z szafiru lub podłożu z SiC bez spękań w wyniku wzrostu z fazy gazowej. Ponadto kryształ azotku wytwarzany jest na płaszczyźnie C jako powierzchni wzrostu epitaksjalnego na podłożu heterogenicznym, takim jak podłoże z SiC lub podłoże z szafiru, metodą wzrostu z fazy gazowej, co powoduje, że warstwa aktywna uzyskanej struktury laserowej ma polaryzację spontaniczną lub piezo-polaryzację, powodującą pogorszenie parametrów jakościowych, m.in. przesunięcie emitowanego światła ku czerwieni, degradację rekombinacji oraz zwiększenie prądu progowego.
Ponadto, w przypadku gdy warstwa aktywna osadzona na podłożu heterogenicznym wytwarzana jest z warstwy studni kwantowej zawierającej In, na warstwę aktywną ma wpływ stan warstwy azotku typu n użytej jako podłoże, stąd konieczne jest wytworzenie jako podłoża niedomieszkowanej warstwy GaN lub warstwy o strukturze supersieci. Z drugiej strony, kiedy warstwa azotku typu p osadzana jest na warstwie aktywnej zawierającej In, korzystnie jest wytworzyć warstwę ochronną, aby uniknąć degradacji warstwy aktywnej w wyniku wyparowania z niej In. Warstwę ochronną dla warstwy GaN lub AlGaN wytwarza się w temperaturze od 800°C do 900°C, która jest niższa niż temperatura wytwarzania warstwy aktywnej. Stąd, powstała w ten sposób warstwa azotku będzie w formie amorficznej, co wpływa na stan kryształu warstwy falowodu oraz wytworzonej na niej warstwy okładkowej typu p.
Podsumowując powyższe, wytwarzanie warstw urządzenia laserowego metodą wzrostu z fazy gazowej podlega ograniczeniom. Ponadto, jeśli chodzi o diodę emitującą światło, w przypadku, gdy potrzebna jest większa luminacja i większa wydajność, poważnym problemem będą dyslokacje kryształu podłożowego oraz warstwy pośredniej.
Pierwszym celem wynalazku jest wytworzenie podłoża z azotku, posiadającego obniżoną gęstość dyslokacji, tzn. nie wyższą niż 105/cm2, korzystniej nie wyższą niż 104/cm2, z wykorzystaniem technologii opartej na użyciu nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak zamiast stosowanej do tej pory metody wzrostu z fazy gazowej oraz wytworzenie na nim struktury laserowej o niniejszej gęstości dyslokacji kryształu powodujących rekombinację bezpromienistą.
Drugim celem wynalazku jest wytworzenie urządzenia laserowego, wolnego od wpływu polaryzacji, to znaczy wytworzenie struktury laserowej na niepolarnej płaszczyźnie A azotku lub niepolarnej płaszczyźnie M azotku jako podłożu, na drodze wytworzenia warstwy objętościowego monokryształu azotku w warunkach nadkrytycznych zamiast na drodze wzrostu z fazy gazowej.
Trzecim celem wynalazku jest zapewnienie struktury urządzenia emitującego światło, w której w szczególności warstwy pośrednie wpływające na krystaliczność warstwy aktywnej są wytwarzane metodą wzrostu z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, nie zaś metodą wzrostu z fazy gazowej, co umożliwiłoby uzyskanie warstw pośrednich o niższej gęstości dyslokacji kryształu, jakich nie można wytworzyć metodą wzrostu z fazy gazowej.
Twórcy obecnego wynalazku stwierdzili, że:
stosunek Ga/NH3 może być znacząco poprawiony (ponad 20-krotnie), w porównaniu ze stosunkiem uzyskiwanym metodą wzrostu z fazy gazowej (MOCVD), przy zastosowaniu techniki, tzw. metody AMMONO, w której azotek zawierający gal ulega rekrystalizacji ze środowiska nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, objętościowy monokryształ o niższej gęstości dyslokacji może być wytworzony metodą AMMONO w bardzo niskiej temperaturze (600°C lub niższej), w porównaniu z objętościowym monokryształem otrzymywanym na drodze wzrostu azotku z fazy gazowej (w temperaturze 1000°C lub wyższej), oraz możliwe jest wytworzenie podłoża z monokryształu, jakiego nie można otrzymać w wyniku stosowanej do tej pory metody wzrostu z fazy gazowej, posiadającego
PL 214 287 B1 powierzchnię do wzrostu epitaksjalnego odpowiadającą płaszczyźnie A lub płaszczyźnie M monokryształu wytwarzanego metodą AMMONO, to jest metodą wzrostu ze środowiska nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak.
Cele te zrealizowano dzięki rozwiązaniu według wynalazku.
Struktura urządzenia emitującego światło, obejmująca podłoże z azotku zawierającego gal oraz wytworzone na tym podłożu metodą wzrostu z fazy gazowej: półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu n, aktywną półprzewodnikową warstwę azotku zawierającego gal oraz półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu p, według wynalazku cechuje się tym, że wskazane podłoże wykonane jest z objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal, wytworzonego metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak i posiada 52 powierzchnię do wzrostu epitaksjalnego o gęstości dyslokacji 105/cm2 lub niższej.
Struktura urządzenia emitującego światło, obejmująca podłoże z azotku zawierającego gal oraz wytworzone na tym podłożu metodą wzrostu z fazy gazowej: półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu n, aktywną półprzewodnikową warstwę azotku zawierającego gal oraz półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu p, według wynalazku, alternatywnie cechuje się tym, że wskazane podłoże wykonane jest z objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal, wytworzonego metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak i posiada płaszczyznę A lub M - równoległą do osi c struktury heksagonalnej, do wzrostu epitaksjalnego oraz tym, że półprzewodnikowa warstwa lub warstwy typu n, osadzone są na wskazanej płaszczyźnie A lub M bezpośrednio lub poprzez buforową warstwę Al(Ga)N.
W strukturze urządzenia emitującego światło według wynalazku, wskazanym podłożem jest płaszczyzna A lub M objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal wytworzonego metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, a ponadto podłoże to ma gęstość 52 dyslokacji 105/cm2 lub niższą.
W strukturze urządzenia emitującego światło według wynalazku, korzystnie wskazane podłoże jest podłożem złożonym typu template, w którym azotek zwierający gal osadzony jest na podłożu heterogenicznym metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak. Korzystnie, na podłożu heterogenicznym jest wstępnie uformowana warstwa GaN, AlN lub AlGaN, a dopiero na tej warstwie - metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, osadzony jest objętościowy monokryształ azotku zawierającego gal.
Struktura urządzenia emitującego światło, obejmująca półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu n, aktywną półprzewodnikową warstwę azotku zawierającego gal oraz półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu p, wytworzone metodą wzrostu z fazy gazowej, według wynalazku cechuje się tym, że niedomieszkowana warstwa spośród wskazanych półprzewodnikowych warstw azotku zawierającego gal typu n wykonana jest z objętościowego monokryształu wytworzonego metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, objętościowe monokrystaliczne podłoże azotkowe posiada powierzchnię do wzrostu epitaksjalnego 52 o powierzchniowej gęstości dyslokacji 105/cm2 lub niższej, co najmniej półprzewodnikowa warstwa lub warstwy azotku typu n, zawierające zanieczyszczenia typu n, osadzone są na jednej ze wspomnianych powierzchni wzrostowych, a wskazana azotkowa warstwa aktywna oraz wskazana półprzewodnikowa warstwa lub warstwy azotku typu p, osadzone są bezpośrednio, bądź przez półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku typu n, na drugiej ze wskazanych powierzchni wzrostowych.
W strukturze urządzenia emitującego światło według powyższej, kolejnej odmiany wynalazku, wskazane objętościowe monokrystaliczne podłoże azotkowe posiada płaszczyznę A lub M - równoległą do osi c struktury heksagonalnej, do wzrostu epitaksjalnego.
Zgodnie z wynalazkiem struktura urządzenia emitującego światło, obejmująca podłoże oraz wytworzone na tym podłożu metodą wzrostu z fazy gazowej: półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu n, aktywną półprzewodnikową warstwę azotku zawierającego gal oraz półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu p, cechuje się tym, że aktywna półprzewodnikowa warstwa azotku zawierającego gal zawiera ind, a na wskazanej azotowej warstwie aktywnej osadzona jest ochronna monokrystaliczna warstwa azotku o wzorze AlxGa1.xN (0<x<1) metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak.
W tej strukturze urządzenia emitującego światło według wynalazku, wskazana warstwa aktywna obejmuje strukturę studni kwantowej i zawiera co najmniej jedną warstwę studni InGaN lub warstwę studni InAlGaN.
PL 214 287 B1
Zgodnie z powyższą odmianą wynalazku, wskazane urządzenie emitujące światło jest wytworzone na płaszczyźnie A lub na płaszczyźnie M podłoża GaN.
Zgodnie z powyższymi odmianami wynalazku, struktura urządzenia emitującego światło cechuje się tym, że wskazane urządzenie emitujące światło jest półprzewodnikowym urządzeniem laserowym, wytworzonym na płaszczyźnie A objętościowego monokrystalicznego podłoża GaN, a powierzchnię emitującą światło wskazanego rezonatora stanowi płaszczyzna M, z osadzoną na niej warstwą ochronną.
Jak wspomniano, zgodnie z pierwszym aspektem wynalazku zapewniona jest struktura urządzenia emitującego światło obejmująca monokrystaliczne podłoże z azotku zawierającego gal oraz półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu n, aktywną półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal oraz półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu p uzyskane metodą wzrostu z fazy gazowej na tym podłożu, w której monokrystaliczne podłoże wytworzone jest z objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal i posia52 da powierzchnię epitaksjalną o powierzchniowej gęstości dyslokacji nie większej niż 105/cm2. Powierzchniowa gęstość dyslokacji podłoża na powierzchni do wzrostu epitaksjalnego, w rozwiązaniu według wynalazku może być niższa niż uzyskiwana dotychczasową metodą wzrostu z fazy gazowej, a szczególnie metodą ELOG, dzięki czemu utworzona warstwa epitaksjalna posiada wysoką jakość krystaliczną bez potrzeby tworzenia warstwy buforowej w niższej temperaturze i dzięki temu można uzyskać doskonałą strukturę urządzenia.
Według wynalazku, monokrystaliczne podłoże z azotku zawierającego gal nie tylko oznacza podłoże całkowicie wytworzone z azotku zawierającego gal ale również podłoże złożone typu template, w którym azotek zawierający gal jest wzrastany na podłożu heterogenicznym. Azotek zawierający gal uzyskiwany jest na podłożu heterogenicznym w nadkrytycznym roztworze zawierającym amoniak metodą, która obejmuje wstępne wytworzenie warstwy GaN, AlN lub AlGaN na podłożu heterogenicznym, a następnie uzyskaniu na niej azotku zawierającego gal.
Jak wspomniano, zgodnie z drugim aspektem, wynalazek dotyczy wytworzenia struktury urządzenia emitującego światło obejmującego monokrystaliczne podłoże z azotku zawierającego gal oraz warstwę lub warstwy półprzewodnikowe azotku zawierającego gal typu n, aktywną warstwę lub warstwy półprzewodnikowe azotku zawierającego gal oraz warstwę lub warstwy półprzewodnikowe azotku zawierającego gal typu p uzyskane metodą wzrostu z fazy gazowej na tym podłożu, w którym monokrystaliczne podłoże wytwarzane jest z objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal i posiada płaszczyznę A lub płaszczyznę M (Fig. 5), równoległą do osi C struktury heksagonalnej, do wzrostu epitaksjalnego i dodatkowo, w którym warstwa lub warstwy półprzewodnikowe typu n uzyskiwane są bezpośrednio lub przez warstwę buforową Al(Ga)N na płaszczyźnie A lub płaszczyźnie M.
Według niniejszego wynalazku, objętościowy monokryształ azotku pokazany na załączonym rysunku może być wytworzony metodą AMMONO, dzięki czemu można uzyskać płaszczyznę A lub płaszczyznę M, równoległą do osi C struktury heksagonalnej, do wzrostu epitaksjalnego (Fig. 5).
W obecnej sytuacji można przeprowadzić wzrost epitaksjalny wymagany ze względu na strukturę 2 urządzenia, ponieważ powierzchnia płaszczyzny wynosi 100 mm2. Płaszczyzna A i płaszczyzna M jest niepolarna, w przeciwieństwie do płaszczyzny C, stąd można uzyskać urządzenie laserowe bez pogorszenia jego parametrów jakościowych, m.in. przesunięcia emitowanego światła ku czerwieni, degradacji rekombinacji oraz zwiększenia prądu progowego.
Obecne podłoże stanowi płaszczyzna A lub płaszczyzna M azotku zawierającego gal, a ponad52 to powierzchniowa gęstość dyslokacji tego podłoża korzystnie wynosi nie więcej niż 105/cm2.
Zgodnie z pierwszym i drugim aspektem obecnego wynalazku, warstwa do wzrostu epitaksjalnego uformowana jest z jednej strony monokrystalicznego podłoża z azotku zawierającego gal. Jednak obecne urządzenie emitujące światło może być wytworzone na drodze wzrostu warstwy epitaksjalnej po obu stronach podłoża, tak aby jako warstwę pośrednią można było zastosować warstwę niedomieszkowaną GaN, AlN lub AlGaN uzyskaną metodą AMMONO.
Zgodnie z trzecim aspektem obecnego wynalazku, urządzenie emitujące światło na bazie azotku, obejmujące warstwę lub warstwy półprzewodnika azotkowego typu n, warstwę lub warstwy półprzewodnika azotkowego typu p, oraz między nimi aktywną warstwę azotku zawierającego In, cechuje się tym, że z jednej strony monokrystalicznego podłoża z azotku uformowana jest co najmniej warstwa lub warstwy półprzewodnika azotkowego typu n zawierające domieszki typu n, a warstwa aktywna azotku oraz warstwa lub warstwy półprzewodnika azotkowego typu p uformowane są bezpośrednio
PL 214 287 B1 lub poprzez warstwę lub warstwy półprzewodnika azotkowego typu n po drugiej stronie objętościowego monokryształu azotku.
Konieczne jest, aby po wytworzeniu warstwy epitaksjalnej uzyskane podłoże było wystarczająco cienkie z jednej strony, ponieważ podłoże jest warstwą pośrednią urządzenia. Powierzchniowa gęstość dyslokacji podłoża uzyskanego z wykorzystaniem metody AMMONO jest znacząco obniżona, dzięki czemu można uzyskać warstwę aktywną bezpośrednio lub poprzez warstwę lub warstwy półprzewodnikowe typu n, na przykład warstwę okładkową typu n lub warstwę falowodową typu n, w odróżnieniu od tradycyjnej warstwy aktywnej uzyskiwanej z warstwy buforowej typu n, warstwy niedomieszkowanej GaN, warstwy super-sieci typu n, itd. Prowadzi to do polepszenia jakości krystalicznej warstwy aktywnej. W szczególności można wyeliminować wpływ polaryzacji w warstwie aktywnej, dzięki wykorzystaniu podłoża uzyskanego na płaszczyźnie A lub płaszczyźnie M.
Zgodnie z trzecim aspektem obecnego wynalazku, jako warstwa pośrednia wykorzystywana jest monokrystaliczna warstwa azotku uzyskana metodą AMMONO. Ponadto, ta warstwa pośrednia może być bezpośrednio uzyskana metodą AMMONO.
Zgodnie z czwartym aspektem obecnego wynalazku, monokrystaliczna warstwa GaN lub AlGaN wytwarzana jest w niskiej temperaturze, co nie powoduje degradacji warstwy aktywnej zawierającej In, ponieważ In zawarty w warstwie aktywnej nie ulega odparowaniu na warstwę aktywną azotku typu n zawierającego In.
Pożądana temperatura nie powodująca uszkodzenia warstwy aktywnej składającej się z półprzewodnika azotkowego zawierającego In powinna być niższa niż temperatura, w której wytwarzana jest warstwa aktywna składająca się z półprzewodnika zawierającego In. Warstwa aktywna składająca się z półprzewodnika azotkowego zawierającego In jest wzrastana zwykle w temperaturze 900°C i taka temperatura lub niższa nie powoduje uszkodzenia warstwy aktywnej w wyniku degradacji, itd. Ponieważ w metodzie AMMONO azotek poddawany jest wzrostowi w temperaturze nie wyższej niż 600°C, korzystnie 550°C lub niższej - można uzyskać warstwę aktywną zawierającą In, obejmującą monokrystaliczną warstwę GaN lub AlGaN, nie powodując jej degradacji.
Według wynalazku, warstwa ochronna warstwy aktywnej może składać się z monokryształu w formie AlxGa1-xN (0<x<1). Współczynnik stechiometryczny x kryształu może być wyższy niż w przypadku warstwy falowodowej i warstwy okładkowej. Według metody AMMONO, monokrystaliczna warstwa zwykle składa się z niedomieszkowanego monokryształu. W szczególności współczynnik stechiometryczny x warstwy AlGaN nie jest jednolity na całej jej grubości. Współczynnik stechiometryczny x kryształu zwykle bywa mniejszy w początkowym okresie jego wytwarzania, co nie stanowi żadnej przeszkody z punktu widzenia funkcji warstwy ochronnej. Warstwa przykrywająca według obecnego wynalazku spełnia swoją funkcję nawet jeśli grubość tej warstwy wynosi od kilku nm do kilkudziesięciu nm. W tym celu, kiedy stosuje się metodę AMMONO, korzystnie jest użyć metalu alkalicznego, szczególnie jonu Li, jako mineralizatora. Ponadto, w metodzie AMMONO, zaleca się ułożenie warstwy zaporowej z GaN dla warstwy studni/warstwy GaN na górze warstwy aktywnej, przy czym końcowa grubość typowej warstwy zaporowej powinna być grubsza niż zwykle, z uwagi na rozpuszczanie pod wpływem kontaktu z amoniakiem nadkrytycznym w początkowym okresie stosowania metody AMMONO.
Według niniejszego wynalazku, kiedy półprzewodnikowe urządzenie laserowe otrzymuje się na płaszczyźnie A podłoża z GaN uzyskanego w środowisku nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, efekt polaryzacyjny nie wpływa na warstwę aktywną urządzenia laserowego. Powierzchnia rezonatora emitująca światło pokrywa się z płaszczyzną krystalograficzną M, na której wytwarza się warstwę końcową i łatwo jest przeprowadzić proces przełamania (ang. cleavage), otrzymując idealnie płaską powierzchnię końcową.
W przypadku, gdy półprzewodnikowe urządzenie laserowe na bazie azotku otrzymuje się na płaszczyźnie M podłoża z GaN uzyskanego w środowisku nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, efekt polaryzacji nie ma wpływu na warstwę aktywną, a na powierzchni rezonatora emitującej światło można otrzymać niepolarną powierzchnię końcową pokrywającą się z płaszczyzną krystalograficzną A.
Jeśli warstwa pośrednia wytwarzana jest metodą AMMONO, zaleca się wytworzenie warstwy maskującej, która to warstwa maskująca będzie posiadać niższą lub taką samą rozpuszczalność w nadkrytycznym roztworze zawierającym amoniak co warstwa pośrednia w celu przykrycia całej powierzchni z wyjątkiem warstwy pośredniej. Wytworzenie warstwy maskującej może zapobiec rozpuszczaniu powierzchni końcowej innych warstw półprzewodnikowych azotku, szczególnie warstwy aktywnej, w nadkrytycznym roztworze zawierającym amoniak o wysokiej rozpuszczalności. W skład takiej
PL 214 287 B1 warstwy maskującej może wchodzić SiO, SiN, AlN, Mo i W. W nadkrytycznym roztworze zawierającym amoniak materiały wykorzystywane do wytwarzania warstwy maskującej są trwalsze niż GaN, stąd można zapobiec rozpuszczeniu powierzchni kontaktowej pokrytej materiałem warstwy maskującej. W późniejszym procesie, tj. w procesie wytwarzania grzbietu, warstwę maskującą można łatwo zdjąć.
W metodzie AMMONO wykorzystującej nadkrytyczny roztwór zawierający amoniak, przeprowadza się wzrost półprzewodnika azotkowego w środowisku nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, w którym azotek galu posiada ujemny temperaturowy współczynnik rozpuszczalności (Temperature Coefficient of Solubility = TCS). Szczegółowe wyjaśnienie metody zostało ujawnione w polskim zgłoszeniu patentowym nr P-347918, P-350375 oraz w zgłoszeniu PCT nr PCT/IB02/04185. Specjaliści z tej dziedziny mogą bez trudu wykonać obecny wynalazek odnosząc się do skróconego opisu i podanych niżej przykładów.
W obecnym wynalazku, azotek zawierający gal lub (krótko) azotek - został zdefiniowany w poniższy sposób oraz w formie wzoru ogólnego AlxGa1.x.yInyN, gdzie 0<x<1,0<y<1, oraz 0<x+y<1. Może on zawierać donory, akceptory lub domieszki magnetyczne, zależnie od potrzeb. Zgodnie z definicjami podanymi w dalszej części, nadkrytyczny rozpuszczalnik zawiera NH3 i/lub jego pochodne. Mineralizator zawiera jony metali alkalicznych, przynajmniej, jony litu, sodu lub potasu. Z drugiej strony, materiał źródłowy zawierający gal głównie składa się z azotku zawierającego gal lub jego prekursora. Prekursor może zawierać azydki, imidki, amido-imidki, amidki, wodorki, związki metaliczne, stopy lub metaliczny gal, gdzie każdy z wymienionych związków zawiera gal, co zostało zdefiniowane w dalszej części.
Według niniejszego wynalazku zarodek może składać się z GaN uzyskanego metodą HVPE, kryształu otrzymanego na ścianie autoklawu na drodze wzrostu spontanicznego metodą AMMONO, kryształu otrzymanego metodą topnikową (ang. flux method) lub kryształu otrzymanego metodą wysokociśnieniową. Korzystnie, zarodek posiada stałą sieciową od 2.8 do 3.6 wzdłuż osi a0 oraz powierzchniową gęstość dyslokacji nie większą niż 106/cm2. Taki zarodek wybierany jest z układu krystalicznego Mo lub W o sieci regularnej przestrzennie scentrowanej (BCC), z układu o najgęstszym krystalicznym upakowaniu heksagonalnym α-Hf lub a-Zr, z diamentu w układzie tetragonalnym, z układu o strukturze krystalicznej WC lub W2C, z układu ZnO o strukturze krystalicznej SiC, szczególnie a-SiC, TaN, NbN lub AlN, z układu heksagonalnego (P6/mmm) AgB2, AuB2 HfB2 lub ZrB2 oraz z układu heksagonalnego (P63/mmc) γ-MoC ε-MbN lub ZrB2. W celu nadania właściwości powierzchniowych odpowiednich do wzrostu kryształu, irradiacja Ga, proces NH3 oraz proces plazmy tlenowej powinien być przeprowadzany zgodnie z wymogami, tak aby zarodek heterogeniczny miał polarność GaN lub N. Ponadto proces HCl lub proces HF powinien być przeprowadzony, zgodnie z wymogami, aby oczyścić powierzchnię. Alternatywnie, wytwarza się warstwę GaN lub AlN na zarodku heterogenicznym na drodze wzrostu z fazy gazowej, tak aby można było efektywnie przeprowadzić krystalizację metodą AMMONO.
Według wynalazku, krystalizacja azotku zawierającego gal przeprowadzana jest w temperaturze od 100°C do 800°C, korzystnie od 300°C do 600°C, najkorzystniej od 400°C do 550°C. Również, krystalizacja azotku zawierającego gal przeprowadzana jest pod ciśnieniem od 100 bar do 10.000 bar, korzystnie 1.000 bar do 5.500 bar, najkorzystniej od 1.500 bar do 3.000 bar.
Stężenie jonów metali alkalicznych w rozpuszczalniku nadkrytycznym jest tak regulowane, aby zapewnić określone parametry rozpuszczalności materiału źródłowego i azotku zawierającego gal, a stosunek molowy jonów metali alkalicznych do innych składników roztworu nadkrytycznego jest regulowany w zakresie od 1:200 do 1:2, korzystnie od 1:100 do 1:5, najkorzystniej od 1:20 do 1:8.
Pod tym względem niniejszy wynalazek wiąże się z techniką wzrostu kryształu o charakterze amonozasadowym, która polega na transporcie chemicznym w nadkrytycznym rozpuszczalniku amoniakalnym zawierającym przynajmniej jeden mineralizator do nadania własności amonozasadowych, w celu przeprowadzenia wzrostu monokryształu azotku zawierającego gal. Technika ta jest niezwykle oryginalna i stąd, używane w niniejszym opisie terminy powinny być rozumiane zgodnie z podanymi poniżej definicjami.
Termin azotek zawierający gal w opisie oznacza związek chemiczny posiadający w swojej strukturze co najmniej atom galu i atom azotu. Jest to co najmniej związek dwuskładnikowy GaN, związek trójskładnikowy taki jak AlGaN, InGaN oraz związek czteroskładnikowy AlInGaN, a skład innych pierwiastków względem galu w jego strukturze może być zmieniany w stopniu, który nie koliduje z amonozasadowym charakterem techniki krystalizacji.
Termin objętościowy monokrystaliczny azotek zawierający gal oznacza monokrystaliczne podłoże z azotku zawierającego gal, na którym metodą MOCVD lub metodami wzrostu epitaksjalnego
PL 214 287 B1 takimi jak np. MOCVD czy HVPE mogą być wytwarzane urządzenia optoelektroniczne jak np. diody elektroluminescencyjne (LED) czy diody laserowe (LD).
Termin prekursor azotku zawierającego gal oznacza substancję lub mieszaninę zawierającą co najmniej gal, a ponadto mogącą zawierać metale alkaliczne, pierwiastki grupy XIII, azot i/lub wodór, a przykładem takiego prekursora jest metaliczny gal, jego stopy lub związki międzymetaliczne, wodorki, amidki, imidki, amido-imidki i azydki, które mogą tworzyć związki galowe rozpuszczalne w zdefiniowanym poniżej nadkrytycznym rozpuszczalniku amoniakalnym.
Termin materiał źródłowy zawierający gal oznacza azotek zawierający gal lub jego prekursor.
Termin nadkrytyczny rozpuszczalnik amoniakalny oznacza nadkrytyczny rozpuszczalnik, składający się co najmniej z amoniaku, w którym zawarty jest jeden lub więcej rodzajów jonów metali alkalicznych, wspomagających rozpuszczanie azotku zawierającego gal.
Termin mineralizator oznacza substancję wspomagającą rozpuszczanie azotku zawierającego gal w nadkrytycznym rozpuszczalniku amoniakalnym, dostarczającą jeden lub więcej rodzajów jonów metali alkalicznych (Li, K, Na lub Cs).
Zwrot rozpuszczanie materiału źródłowego zawierającego gal metodą AMMONO oznacza odwracalny lub nieodwracalny proces roztwarzania, w którym materiał źródłowy występuje w formie związku galowego rozpuszczalnego w nadkrytycznym rozpuszczalniku takim jak kompleks galowy.
Kompleksy galowe to kompleksowe związki chemiczne, w których ligandy, np. typu NH3 lub jego po- 2chodnych NH2-, NH2- otaczają centralnie położony gal.
Termin nadkrytyczny roztwór amoniakalny oznacza roztwór zawierający rozpuszczalny związek zawierający gal powstały w wyniku rozpuszczenia w nadkrytycznym rozpuszczalniku amoniakalnym materiału źródłowego zawierającego gal. Na podstawie naszych doświadczeń, stwierdziliśmy, że istnieje stan równowagi pomiędzy ciałem stałym jakim jest azotek zawierający gal a nadkrytycznym roztworem w wystarczająco wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Dlatego też rozpuszczalność azotku zawierającego gal można zdefiniować jako równowagowe stężenie rozpuszczalnych związków galu otrzymanych we wspomnianym powyżej procesie rozpuszczania azotku zawierającego gal. W tym procesie stężenie równowagowe można regulować dokonując zmian temperatury i/lub ciśnienia.
Zwrot ujemny współczynnik temperaturowy rozpuszczalności wykazywany przez azotek zawierający gal w nadkrytycznym roztworze zawierającym amoniak oznacza, że przy zachowaniu wszystkich pozostałych parametrów jego rozpuszczalność jest malejącą funkcją temperatury. Podobnie dodatni współczynnik ciśnieniowy rozpuszczalności oznacza, że przy zachowaniu wszystkich pozostałych parametrów, rozpuszczalność jest rosnącą funkcją ciśnienia. Nasze badania pozwalają stwierdzić, że rozpuszczalność azotku zawierającego gal w nadkrytycznym rozpuszczalniku amoniakalnym, przynajmniej w zakresie temperatur od 300°C do 550°C wykazuje ujemny współczynnik temperaturowy, a przy ciśnieniu od 1 kbar do 5,5 kbar dodatni współczynnik ciśnieniowy.
Zwrot przesycenie nadkrytycznego roztworu amoniakalnego azotku zawierającego gal oznacza, że stężenie rozpuszczalnych związków galowych w nadkrytycznym roztworze amoniakalnym jest wyższe niż stężenie w stanie równowagi, tj. wyższe niż rozpuszczalność azotku zawierającego gal. Rozpuszczając azotek zawierający gal w układzie zamkniętym można osiągnąć stan przesycenia, według ujemnego współczynnika temperaturowego lub dodatniego współczynnika ciśnieniowego rozpuszczalności, zwiększając temperaturę lub zmniejszając ciśnienie.
Dla otrzymania azotku zawierającego gal w nadkrytycznym roztworze amoniakalnym istotny jest transport chemiczny ze strefy rozpuszczania (o niższej temperaturze) do strefy krystalizacji (o wyższej temperaturze). Zwrot transport chemiczny oznacza ciągły proces obejmujący rozpuszczanie materiału źródłowego zawierającego gal, przenoszenie przez nadkrytyczny roztwór amoniakalny rozpuszczalnych związków galowych, jak również krystalizację azotku zawierającego gal z przesyconego nadkrytycznego roztworu amoniakalnego. Ogólnie, siłą napędową transportu chemicznego może być różnica temperatur, różnica ciśnień, różnica stężeń, lub też inne chemiczne lub fizyczne różnice pomiędzy rozpuszczanym materiałem źródłowym a produktem krystalizacji. Korzystnie, dzięki sposobowi według wynalazku można uzyskać transport chemiczny przez przeprowadzenie etapu rozpuszczania i etapu krystalizacji w oddzielnych strefach, przy czym konieczne jest utrzymywanie wyższej temperatury w strefie krystalizacji niż w strefie rozpuszczania, tak aby otrzymać objętościowy monokrystaliczny azotek zawierający gal sposobem według wynalazku.
Termin zarodek został wymieniony w treści opisu. Według wynalazku zarodek zapewnia obszar, na którym można przeprowadzić krystalizację azotku zawierającego gal, a jakość wzrostu kryształu zależy od jakości zarodka. Stąd wybiera się zarodek o możliwie wysokiej jakości.
PL 214 287 B1
Termin spontaniczna krystalizacja oznacza zjawisko niepożądane, które polega na powstawaniu i wzroście azotku zawierającego gal z przesyconego nadkrytycznego roztworu amoniakalnego w dowolnym miejscu wewnątrz autoklawu. Termin „spontaniczna krystalizacja” obejmuje również wzrost na powierzchni zarodka, w którym uzyskiwany kryształ ma orientację odmienną od orientacji zarodka.
Termin selektywna krystalizacja na zarodku oznacza proces umożliwiający krystalizację zachodzącą na powierzchni zarodka w nieobecności spontanicznej krystalizacji. Jest to proces niezbędny do wzrostu monokryształu objętościowego, a zarazem jest to jeden z warunków uzyskania warstwy pośredniej metodą AMMONO.
Autoklaw użyty w niniejszym wynalazku jest zamkniętą komorą reakcyjną do prowadzenia wzrostu kryształu o charakterze amonozasadowym. Można zastosować autoklaw o dowolnej formie.
Rozkład temperatur w autoklawie, który został opisany w części z Przykładami, określany jest dla pustego autoklawu, bez nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, tak więc temperatura w warunkach nadkrytycznych nie jest faktycznie mierzona. Z drugiej strony, ciśnienie w autoklawie jest bezpośrednio mierzone lub jest określane na podstawie obliczeń uwzględniających ilość amoniaku wprowadzonego na początku oraz temperatury i objętości autoklawu.
Do realizacji sposobu według wynalazku korzystnie jest zastosować urządzenie opisane poniżej. Urządzenie według wynalazku składa się z autoklawu do uzyskania nadkrytycznego rozpuszczalnika i charakteryzuje się tym, że w autoklawie umieszczona jest instalacja do ustalania przepływu konwekcyjnego, a zespół pieców wyposażony jest w urządzenia grzejne lub chłodzące.
Zespół pieców ma strefę wysokotemperaturową, w której znajdują się urządzenia grzejne, pokrywającą się ze strefą krystalizacji autoklawu, oraz strefę niskotemperaturową, w której znajdują się urządzenia grzejne lub chłodzące, pokrywającą się ze strefą rozpuszczania autoklawu. Instalacja do ustalenia przepływu konwekcyjnego może być wykonana w formie przegrody poziomej lub przegród poziomych posiadających centralne i/lub obwodowe otwarcia, rozdzielających strefę krystalizacji i strefę rozpuszczania. W autoklawie materiał źródłowy umieszczony jest w strefie rozpuszczania, a zarodek - w strefie krystalizacji. Przepływ nadkrytycznego roztworu pomiędzy strefami jest ustalany przez wyżej wymienioną instalację. Należy podkreślić, że strefa rozpuszczania znajduje się powyżej przegrody poziomej, zaś strefa krystalizacji znajduje się poniżej przegrody poziomej.
Skrócony opis metody AMMONO jest następujący. W systemie reakcyjnym ujemny temperaturowy współczynnik rozpuszczalności (TCS) oznacza, że rozpuszczalność półprzewodnika azotkowego jest niska w strefie wysokotemperaturowej, a wysoka - w strefie niskotemperaturowej. Kiedy różnica temperatur między strefą wysokotemperaturową a w strefą niskotemperaturową wewnątrz autoklawu jest prawidłowo ustalona, azotek rozpuszcza się w strefie niskotemperaturowej, a w strefie wysokotemperaturowej azotek ulega ponownej krystalizacji. Dzięki wytworzonemu przepływowi konwekcyjnemu ze strefy niskotemperaturowej do strefy wysokotemperaturowej, można utrzymać określone stężenie azotku w strefie wysokotemperaturowej i można poddać azotek selektywnemu wzrostowi na zarodku.
Płytka (wafer) może być więc umieszczona w strefie wysokotemperaturowej, a materiał źródłowy w strefie niskotemperaturowej w układzie reakcyjnym wewnątrz autoklawu. Rozpuszczanie materiału źródłowego w strefie niskotemperaturowej powoduje przesycenie. W układzie reakcyjnym, wytwarza się przepływ konwekcyjny, dzięki któremu rozpuszczony materiał źródłowy transportowany jest do strefy wysokotemperaturowej. Ze względu na niską rozpuszczalność w strefie wysokotemperaturowej, rozpuszczony materiał źródłowy ulega ponownej krystalizacji na płytce, która jest zarodkiem. Ponowna krystalizacja prowadzi do otrzymania monokrystalicznej warstwy objętościowej. Ponadto cechą charakterystyczną tej metody, w porównaniu z metodami, za pomocą których uzyskuje się półprzewodnik azotkowy na drodze wzrostu z fazy gazowej w temperaturze wyższej niż 900°C, jest to, że umożliwia ona wzrost półprzewodnika azotkowego w temperaturze korzystnie nie wyższej niż 600°C, a najkorzystniej w temperaturze nie wyższej niż 550°C. Dzięki temu na płytce umieszczonej w strefie wysokotemperaturowej nie zachodzi degradacja termiczna warstwy aktywnej zawierającej In.
Skład materiału źródłowego zależy od składu warstwy monokrystalicznej. W przypadku GaN, zasadniczo można zastosować monokrystaliczny GaN, polikrystaliczny GaN, prekursor GaN lub metaliczny Ga, z którego można uzyskać monokryształ GaN lub polikryształ GaN a następnie poddać go ponownej krystalizacji. Można użyć GaN uzyskany na drodze wzrostu z fazy gazowej, np. metodą HVPE lub MOCVD, metodą AMMONO, metodą topnikową lub metodą wysokociśnieniową. Prekursor GaN może składać się z azydku galu, imidku galu, amidku galu lub ich mieszaniny. Jeśli chodzi o AlN,
PL 214 287 B1 podobnie jak w przypadku GaN, można użyć monokrystaliczny AlN, polikrystaliczny AlN, prekursor AlN lub metaliczny Al, z którego można uzyskać monokryształ AlN lub polikryształ AlN, a następnie poddać go ponownej krystalizacji. AlGaN jest kryształem mieszanym z AlN i GaN, a jego materiał źródłowy powinien zostać odpowiednio wymieszany. Ponadto użycie metalu i materiału monokrystalicznego lub polikrystalicznego (na przykład metalicznego Al lub monokrystalicznego lub polikrystalicznego GaN) lub użycie jednego lub kilku rodzajów mineralizatora itd. może prowadzić do ustalonego z góry składu.
Jako mineralizator stosowane mogą być metale alkaliczne, takie jak Li, Na, K, Cs lub ich związki, takie jak amidki metali alkalicznych lub imidki metali alkalicznych. Stosunek molowy metalu alkalicznego do amoniaku mieści się w przedziale od 1:200 do 1:2. Korzystnie używany jest Li jako mineralizator, w którym rozpuszczalność azotku jest niska, co powoduje ograniczenie rozpuszczania odkrytej powierzchni końcowej i skuteczne utworzenie cienkiej warstwy ochronnej o grubości od dziesięciu do kilkudziesięciu nm.
Krótki opis rysunków
Fig. 1 przedstawia perspektywiczny rysunek powierzchni końcowej półprzewodnikowego urządzenia laserowego na bazie azotku według wynalazku.
Fig. 2A-2E przedstawia perspektywiczny rysunek ilustrujący proces wytwarzania półprzewodnikowego urządzenia laserowego na bazie azotku, w korzystnym przykładzie realizacji niniejszego wynalazku.
Fig. 3A-3E przedstawia proces wytwarzania półprzewodnikowego urządzenia laserowego na bazie azotku na drodze przełamania (ang. cleavage) według wynalazku.
Fig. 4 przedstawia perspektywiczny rysunek urządzenia LED otrzymanego na monokrystalicznym podłożu.
Fig. 5 przedstawia strukturę podłoża, na którym płaszczyzna A równoległa do osi c wycięta jest z monokryształu objętościowego a powierzchnia emitująca światło wytworzona jest na płaszczyźnie M.
Korzystny przykład realizacji wynalazku
W dalszej części przedstawiony został szczegółowy opis części składowych wynalazku.
Fig. 1 ilustruje perspektywiczny rysunek lasera półprzewodnikowego według wynalazku. Na podłożu z GaN 1 osadzane są warstwy lub warstwa półprzewodnikowa oparta na azotku typu n 2 oraz półprzewodnikowe warstwy lub warstwa azotkowa typu p 4. Pomiędzy nimi znajduje się warstwa aktywna 3 składająca się z pojedynczej studni lub wielostudni kwantowej zbudowanej z półprzewodnika azotkowego zawierającego In. Powoduje to, że urządzenie laserowe posiada dużą sprawność emisji promieniowania w zakresie długości fali od promieniowania ultrafioletowego do promieniowania o barwie zielonej (od 370 nm do 550 nm). Półprzewodnikowe warstwy azotkowe lub półprzewodnikowa warstwa azotkowa typu n 2 składa się z warstwy kontaktowej GaN typu n 21, warstwy zapobiegającej pęknięciom InGaN 22, warstwy okładkowej AlGaN typu n 23 oraz warstwy falowodowej GaN typu n 34. Można pominąć warstwę zapobiegającą pęknięciom 22. Półprzewodnikowe warstwy azotkowe lub półprzewodnikowa warstwa azotkowa typu p 4 składa się z warstwy ochronnej AlGaN 41, warstwy falowodowej AlGaN typu p 42, warstwy okładkowej AlGaN typu p 43 oraz warstwy kontaktowej GaN typu p 44. Podłoże GaN 1 zbudowane jest z monokryształu objętościowego, którego powierzchniowa gęstość dyslokacji jest zaniedbywalnie niska, tj. około 104/cm2. Stąd, warstwa kontaktowa typu n 21 może być uzyskana na podłożu GaN bez warstwy ELO do zmniejszenia powierzchniowej gęstości dyslokacji lub warstwy AlGaN do zmniejszenia defektów. W powyższej strukturze, rezonator półprzewodnikowego urządzenia laserowego zbudowany jest z warstwy aktywnej 3, warstwy falowodowej typu n 42 oraz warstwy przykrywającej 41. Powierzchnia końcowa rezonatora emitująca światło pokryta jest warstwą końcową 5 monokryształu o wzorze AlxGa1.xN (0<x<1).
W dalszej części przedstawione są dwie typowe metody wytwarzania półprzewodnikowego urządzenia laserowego na bazie azotku w podanym układzie.
Fig. 2A-E ilustruje metodę wytwarzania, w skład której wchodzi etap budowania struktury laserowej na płaszczyźnie C podłoża GaN, etap nakrywania warstwą maskującą całej powierzchni z wyjątkiem powierzchni końcowej rezonatora emitującej światło i etap uzyskiwania warstwy końcowej w celu przykrycia powierzchni końcowej emitującej światło.
Fig. 3A-E ilustruje metodę wytwarzania urządzenia laserowego, w skład której wchodzi etap budowania struktury laserowej na powierzchni A podłoża GaN pokazanego na Fig. 5, etap wytwarzania powierzchni końcowej rezonatora emitującej światło na powierzchni M, etap wytwarzania powierzchni końcowej emitującej światło w wyniku procesu przełamania po uzyskaniu grzbietu i elektro10
PL 214 287 B1 dy, oraz etap przykrywania warstwą maskującą całej powierzchni z wyjątkiem powierzchni końcowej rezonatora emitującej światło, oraz etap przykrywania powierzchni końcowej emitującej światło warstwą końcową o powierzchni M, a następnie etap wytwarzania urządzenia laserowego w formie ostrza w wyniku procesu przełamania, itd.
W pierwszej metodzie pokazanej na Fig. 2, płytka wytwarzana jest na płaszczyźnie C podłoża GaN 1 poprzez kolejne osadzanie warstwy lub warstw półprzewodnika azotkowego typu n 2 składającej się z warstwy kontaktowej typu n 21, warstwy zapobiegającej pęknięciom 22, warstwy okładkowej typu n 23 oraz warstwy falowodowej typu n 24, dalej z warstwy aktywnej 3, i na końcu z warstw lub warstwy półprzewodnikowej azotkowej typu p 4, składającej się z warstwy ochronnej 41, warstwy falowodowej typu p 42, warstwy okładkowej typu p 43 oraz warstwy kontaktowej typu p 44 (Fig. 2A). W procesie tym zastosowanie podłoża GaN jest inne niż w pierwszej metodzie, co powoduje, że warstwa lub warstwy półprzewodnikowe azotkowe typu n 2 nie powstają na niskotemperaturowej warstwie buforowej 11 za pośrednictwem warstwy ELO i można obniżyć gęstość dyslokacji warstwy epitaksjalnej.
Następnie uzyskana płytka poddana jest procesowi wytrawiania, w wyniku którego powierzchnia końcowa rezonatora i warstwa kontaktowa typu n 21 zostają odkryte a cała powierzchnia, z wyjątkiem powierzchni końcowej rezonatora emitującej światło, przykryta jest warstwą maskującą 7 (Fig. 2B). Następnie, za pomocą metody AMMONO wytwarza się warstwę końcową 5 na płytce, na której powierzchnie końcowe rezonatora pozostają odkryte (Fig. 2C).
Następnie wytwarza się grzbiet w wyniku typowego procesu po powstaniu warstwy końcowej i zdjęciu warstwy maskującej 7 (Fig. 2D). Grzbiet, który pełni rolę falowodu, wytwarza się w kierunku rezonatora. Szerokość grzbietu wynosi od 1,0 μm do 20 μm i dochodzi on do warstwy okładkowej typu p lub warstwy falowodowej typu p. Następnie, powstaje warstwa ZrO2 70 do przykrycia grzbietu. Wytwarza się kontakt omowy typu p 80, który ma stykać się z warstwą kontaktową typu p 43, znajdującą się na górnej powierzchni grzbietu. Można wykorzystać zarówno grzbiety pojedyncze jak i wielokrotne. Urządzenie laserowe w formie wielu pasków można uzyskać dzięki grzbietom wielokrotnym.
Następnie, elektroda typu n 90 ułożona równolegle do elektrody typu p powstaje na powierzchni warstwy kontaktowej typu n 21. W następnej kolejności, powstaje pole kontaktowe typu p 110 i pole kontaktowe typu n 120. Ponadto, wytwarza się powłokę izolującą z SiO2/TiO2, aby przykryć całe urządzenie z wyjątkiem powierzchni elektrody typu p i elektrody typu n, a dzięki odpowiedniemu ułożeniu i uformowaniu warstw SiO2 oraz TiO2 służy ona jako warstwa odbijająca 100 w trakcie akcji laserowej. Na koniec każde półprzewodnikowe urządzenie laserowe na bazie azotku wycinane jest z płytki metodą kontrolowanego łamania wzdłuż zarysowań wykonanych rysikiem (narzędziem z ostrzem diamentowym - ang. scribing). W ten sposób otrzymywane jest gotowe półprzewodnikowe urządzenie laserowe na bazie azotku (Fig. 2E, Fig. 1).
Ponadto, można wytworzyć warstwę ochronną na warstwie końcowej, aby uzyskać skuteczny rezonans. Współczynnik odbicia różni się pomiędzy warstwą ochronną a warstwą końcową z AlGaN. Konkretnie warstwa ochronna zawiera przynajmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej
Nb, Ni, Cr, Ti, Cu, Fe, Zr, Hf, W, Rh, Ru, Mg, Al, Sc, Y, Mo, Ta, Co, Pd, Ag, Au, Pt, Ga i ich związków takich jak tlenki, azotki czy fluorki.
W drugiej metodzie pokazanej na Fig. 3A-E, płaszczyzna A podłoża GaN 1 wycięta jest z monokryształu objętościowego jak pokazano na rysunku Fig. 5 i użyta jako podłoże, a płaszczyzna końcowa emitująca światło pokrywa się z płaszczyzną M, co pozwala na wytworzenie urządzenia laserowego w procesie przełamania. Półprzewodnikowe urządzenie laserowe na bazie azotku wytwarzane jest na podłożu z GaN 1 podobnie jak w pierwszej metodzie. Nadano tę samą numerację tym samym elementom, co pozwoli na pominięcie wyjaśnień. Następnie powierzchnia kontaktowa typu n 21 zostaje odkryta poprzez wytrawienie (Fig. 3A), i powstaje grzbiet (Fig. 3B). Wytwarza się kontakt omowy typu p 80, aby stykał się z warstwą kontaktową typu p 43, która znajduje się na górnej powierzchni grzbietu. Następnie wytwarza się elektrodę typu n 90 na powierzchni kontaktowej typu n 21, i powstaje pole kontaktowe typu p 110 i pole kontaktowe typu n 120 (Fig. 3C). Następnie wytwarza się powierzchnię końcową emitującą światło w procesie przełamania, w wyniku czego płytka przybiera formę prostopadłościanu. Ponadto warstwa końcowa 5 powstaje w środowisku nadkrytycznego amoniaku (Fig. 3D). Powstała w ten sposób płytka poddana jest procesowi przełamania, co pozwala na wytworzenie urządzenia laserowego (Fig. 3E).
W wypadku gdy wytwarza się warstwę ochronną 41, można uzyskać warstwę monokrystaliczną AlGaN w niskiej temperaturze, tj. od 500°C do 600°C, stosując metodę AMMONO. Można uzyskać warstwę azotkową typu p bez degradacji warstwy aktywnej zawierającej In.
PL 214 287 B1
Rysunek Fig. 4 przedstawia urządzenie emitujące światło wytworzone na podłożu z GaN 201 uzyskanym metodą opartą na nadkrytycznym amoniaku.
Po wytworzeniu się warstwy kontaktowej typu n 202 bezpośrednio na podłożu z GaN 201 bez powstawania niskotemperaturowej warstwy buforowej, wytwarza się domieszkowaną warstwę modulacyjną 203, składająca się z niedomieszkowanego GaN/GaN domieszkowanego Si/niedomieszkowanego GaN oraz warstwę aktywną 205 składającą się z warstwy studni InGaN/warstwy zaporowej GaN o strukturze supersieci 204. Urządzenie emitujące światło wytwarza się na drodze kolejnego osadzania warstwy okładkowej typu p 206, warstwy niedomieszkowanej AlGaN 207 oraz warstwy kontaktowej typu p 208 na górnej powierzchni warstwy aktywnej 205. 209 pokazuje elektrodę typu p oraz 210 pokazuje elektrodę typu n.
Podłoże z objętościowego monokryształu według wynalazku może być użyte jako podłoże pośrednie zamiast domieszkowanej warstwy modulacyjnej 203 i warstwy supersieci 204, podczas gdy z jednej strony (dolnej) wytwarza się warstwa kontaktowa typu n 202, na górnej powierzchni osadzane są kolejno: warstwa aktywna 205, warstwa okładkowa typu p 206, warstwa niedomieszkowana AlGaN 207 i warstwa kontaktowa typu p 208, tak aby umożliwić uzyskanie podobnej struktury warstw. Jak zostało wyżej opisane, metoda AMMONO, która pozwala na uzyskanie monokryształu w niskiej temperaturze, umożliwia powstanie warstwy pośredniej o mniejszej gęstości dyslokacji i uproszczenie struktury urządzenia.
Poniższe przykłady mają na celu zilustrowanie obecnego wynalazku i nie powinny być rozumiane jako jedyne sposoby realizacji wynalazku.
P r z y k ł a d 1
Najpierw podłoże z GaN 1 o średnicy 2 cali na płaszczyźnie C pokrywającej się z powierzchnią wzrostu umieszczane jest w reaktorze MOCVD. Temperatura ustawiona jest na 1050°C. Wodór użyty jest jako gaz nośny, a amoniak i TMG (trójmetylogal) użyte są jako materiały gazowe.
Na podłożu osadzane są kolejno jedna za drugą następujące warstwy:
(1) warstwa kontaktowa GaN typu n o grubości 4 μm, domieszkowana Si na poziomie 3x1018/cm3.
(2) warstwa okładkowa typu n, w formie supersieci o łącznej grubości wynoszącej 1,2 μm, uzyskana przez naprzemienne osadzanie warstw niedomieszkowanych Al0.1Ga0.9N o grubości 25 ang19 3 stremów i warstw GaN typu n domieszkowanych Si na poziomie 1x1019/cm3.
(3) niedomieszkowana warstwa falowodowa GaN o grubości 0,2 μm.
(4) warstwa aktywna o łącznej grubości wynoszącej 380 angstremów w formie warstw układanych naprzemiennie, np. warstwa zaporowa/warstwa studni/warstwa zaporowa/warstwa studni/, gdzie warstwa In0.05Ga0.95N domieszkowana Si o grubości 100 angstremów tworzy warstwę zaporową, a warstwa In0.1Ga0.9N niedomieszkowana o grubości 40 angstremów tworzy warstwę studni kwantowej.
(5) do reaktora (autoklawu), który wypełniany jest amoniakiem nadkrytycznym wprowadzana jest płytka (wafer). Po napełnieniu autoklawu materiałem źródłowym zawierającym GaN w ilości 0,5 g, 3 amoniakiem w ilości 14,7 g i mineralizatorem zawierającym Li w ilości 0,036 g, autoklaw (36 cm3) zostaje szczelnie zamknięty z zachowaniem temperatury wewnątrz autoklawu nie wyższej niż 500°C. Autoklaw wewnątrz dzieli się na dwie strefy: strefę wysokotemperaturową i strefę niskotemperaturową. W strefie wysokotemperaturowej (550°C) znajduje się płytka, natomiast w strefie niskotemperaturowej (450°C) znajduje się materiał źródłowy w formie GaN i metalicznego Ga. Zamknięty autoklaw pozostawiony jest na trzy dni. W warunkach niskiej temperatury, w amoniaku nadkrytycznym prowadzi się wzrost monokrystalicznej warstwy ochronnej GaN o grubości 100 angstremów na warstwie zaporowej GaN w warstwie aktywnej typu n.
Następnie płytka zostaje wyjęta z autoklawu i umieszczona w urządzeniu reaktora MOCVD w temperaturze 1050°C.
(6) warstwa falowodowa niedomieszkowana GaN typu p o grubości 0,2 μm.
(7) warstwa okładkowa typu p, w formie supersieci o łącznej grubości wynoszącej 0,6 μm, utworzona przez odpowiednie osadzanie niedomieszkowanych warstw Al0.16Ga0.84N o grubości 25 angstremów i warstw niedomieszkowanych GaN.
(8) warstwa kontaktowa typu p z GaN typu p domieszkowanym Mg o grubości 150 angstremów
3 na poziomie 1x1020/cm3.
Po osadzeniu powyższych warstw, uzyskana płytka poddana jest wygrzewaniu w urządzeniu reaktora MOCVD w atmosferze azotu, w temperaturze 700°C, co dodatkowo zmniejsza opór warstwy lub warstw półprzewodnikowych azotku typu p.
PL 214 287 B1
Po procesie wygrzewania, wyjmuje się płytkę z reaktora a warstwa ochronna (warstwa maskująca) w formie pasków z SiO2 osadzona jest na powierzchni górnej warstwy kontaktowej typu p. Następnie stosując metodę RIE, płytka poddana jest wytrawianiu i wytwarza się paski, odkrywając w ten sposób powierzchnie końcowe rezonatora i powierzchnię warstwy kontaktowej typu n. Warstwa ochronna SiO2 (warstwa maskująca) wytworzona na powierzchni kontaktowej typu p usuwana jest za pomocą wytrawiania na mokro.
Następnie w warunkach niskiej temperatury w amoniaku nadkrytycznym prowadzi się wzrost monokryształu GaN o grubości 100 angstremów na powierzchni końcowej paska, powierzchni bocznej paska i odkrytych powierzchniach warstwy kontaktowej typu n i warstwy kontaktowej typu p.
Po uzyskaniu warstwy końcowej monokryształu GaN, monokryształ GaN uzyskany na powierzchni górnej warstwy kontaktowej typu p usuwany jest na drodze wytrawiania. Następnie powierzchnia warstwy kontaktowej typu p przykryta zostaje warstwą maskującą SiO2 w formie pasków o szerokości 1,5 μm i dalej prowadzi się wytrawianie warstwy okładkowej typu p, aż powstanie grzbiet na części z paskami. Wytrawianie prowadzone jest do momentu uzyskania warstwy okładkowej typu p o grubości 0,1 μm po obu stronach grzbietu.
W ten sposób wytwarza się część grzbietową o szerokości 1,5 μm.
Następnie metodą rozpylania jonowego, wytwarza się warstwę ZrO2 o grubości 0,5 μm, aby pokryć powierzchnie pasków nad warstwą maskującą z SiO2.
Po procesie termicznym, warstwa schowana 70 w formie warstwy ZrO2 osadzana jest na górnej powierzchni pasków, na bocznej powierzchni grzbietu oraz na powierzchni warstwy okładkowej typu p biegnącej po obu stronach grzbietu. Warstwa ZrO2 pozwala na ustabilizowanie modu bocznego w trakcie akcji laserowej.
Następnie wytwarza się elektrodę typu p 80 w formie Ni/Au na warstwie kontaktowej typu p, tak aby pojawił się kontakt omowy oraz elektrodę typu n 90 w formie Ti/Al na warstwie kontaktowej typu n. Następnie płytka poddana jest procesowi termicznemu w temperaturze 600°C. Potem pola kontaktowe w formie Ni(1000A)-Ti(1000A)-Au(8000A) układane są na elektrodach typu p i typu n. Po wytworzeniu się warstwy odbijającej 100 z SiO2 i TiO2, każde półprzewodnikowe urządzenie laserowe na bazie azotku wycinane jest z płytki metodą kontrolowanego łamania wzdłuż zarysowań wykonanych rysikiem (narzędziem z ostrzem diamentowym - ang. scribing).
Każde półprzewodnikowe urządzenie laserowe na bazie azotku wytworzone w ten sposób wyposażone jest w radiator i zachodzi w nim akcja laserowa. Ze względu na wzrost poziomu COD, za2 kłada się wydłużony stały czas oscylacji - o gęstości prądu progowego: 2,0 kA/cm2, mocy wyjściowej: 100 mW, korzystnie 200 mW, i długości fali oscylacji 405 nm.
P r z y k ł a d 2
Prowadzi się wzrost warstwy końcowej monokryształu GaN o grubości 1 μm na jedynej powierzchni końcowej emitującej światło na części z paskami, podczas gdy inne etapy wytwarzania półprzewodnikowego urządzenia laserowego na bazie azotku prowadzone są podobnie jak w Przykładzie 1.
Każde półprzewodnikowe urządzenie laserowe na bazie azotku wytworzone w ten sposób wyposażone jest w radiator i zachodzi w nim akcja laserowa. Zakłada się wydłużoną żywotność lasera 2 w trybie stałej oscylacji - o gęstości prądu progowego: 2,0 kA/cm2, mocy wyjściowej: 100 mW i długości fali oscylacji 405 nm - podobnie jak w Przykładzie 1.
P r z y k ł a d 3
Warstwa ochronna SiO2 o strukturze sieci osadzana jest na powierzchni warstwy kontaktowej typu p. Następnie wykonuje się wytrawianie metodą RIE, aby odkryć powierzchnię końcową rezonatora i powierzchnię warstwy kontaktowej typu n. Z wytworzoną warstwą maskującą SiO2 o grubości 0,5 μm na powierzchni warstwy kontaktowej typu p, płytka wprowadzana jest do reaktora (autoklawu), który napełniony jest nadkrytycznym amoniakiem. Pod innymi względami wytwarzanie półprzewodnikowego urządzenia laserowego na bazie azotku przebiega podobnie jak w Przykładzie 1.
Każde półprzewodnikowe urządzenie laserowe na bazie azotku wytworzone w ten sposób wyposażone jest w radiator i zachodzi w nim akcja laserowa. Zakłada się wydłużoną żywotność lasera 2 w trybie stałej oscylacji - o gęstości prądu progowego: 2,0 kA/cm2, mocy wyjściowej: 100 mW i długości fali oscylacji 405 nm - podobnie jak w Przykładzie 1.
Stosowalność przemysłowa
Jak opisano powyżej, podłoże z monokryształu objętościowego otrzymanego w środowisku nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak może być używane do wytwarzania półprzewodnikowych urządzeń emitujących światło na bazie azotku według niniejszego wynalazku, celem wytwoPL 214 287 B1 rzenia na podłożu urządzenia laserowego o mniejszej powierzchniowej gęstości dyslokacji powodującej rekombinację bezpromienistą, co pozwoli na uzyskanie wydajnego urządzenia laserowego.
Ponadto, można wyciąć niepolarną płytkę azotkową A lub niepolarną płytkę azotkową M z monokryształu objętościowego, w taki sposób, aby można było wytworzyć urządzenie laserowe na płaszczyźnie A lub płaszczyźnie M pokrywającej się z płaszczyzną wzrostu epitaksjalnego. W tym celu można wytworzyć urządzenie laserowe, w którym warstwa aktywna nie ulega polaryzacji i nie ma powodu do pogorszenia jej parametrów (takich jak przesunięcie ku czerwieni emitowanego światła, degradacja rekombinacji czy zwiększenie prądu progowego).
Ponadto monokrystaliczna objętościowa warstwa azotku o mniejszej powierzchniowej gęstości dyslokacji może być wykorzystana jako warstwa pośrednia, co pozwala na uproszczenie struktury urządzenia emitującego światło dla urządzenia laserowego.
Ponadto można wytworzyć w niskiej temperaturze warstwę azotku w formie monokryształu, tak aby warstwa aktywna zawierająca In nie ulegała degradacji czy zniszczeniu. W ten sposób można poprawić pracę i żywotność urządzenia emitującego światło.

Claims (10)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Struktura urządzenia emitującego światło, obejmująca podłoże z azotku zawierającego gal oraz wytworzone na tym podłożu metodą wzrostu z fazy gazowej: półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu n, aktywną półprzewodnikową warstwę azotku zawierającego gal oraz półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu p, znamienna tym, że wskazane podłoże wykonane jest z objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal, wytworzonego metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak i posiada po52 wierzchnię do wzrostu epitaksjalnego o gęstości dyslokacji 105/cm2 lub niższej.
  2. 2. Struktura urządzenia emitującego światło, obejmująca podłoże z azotku zawierającego gal oraz wytworzone na tym podłożu metodą wzrostu z fazy gazowej: półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu n, aktywną półprzewodnikową warstwę azotku zawierającego gal oraz półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu p, znamienna tym, że wskazane podłoże wykonane jest z objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal, wytworzonego metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak i posiada płaszczyznę A lub M - równoległą do osi c struktury heksagonalnej, do wzrostu epitaksjalnego oraz tym, że półprzewodnikowa warstwa lub warstwy typu n, osadzone są na wskazanej płaszczyźnie A lub M bezpośrednio lub poprzez buforową warstwę Al(Ga)N.
  3. 3. Struktura urządzenia emitującego światło według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że wskazanym podłożem jest płaszczyzna A lub M objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal wytworzonego metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, a ponadto podłoże to ma gęstość dyslokacji 105/cm2 lub niższą.
  4. 4. Struktura urządzenia emitującego światło według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że wskazane podłoże jest podłożem złożonym typu template, w którym azotek zwierający gal osadzony jest na podłożu heterogenicznym metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak.
  5. 5. Struktura urządzenia emitującego światło według zastrz. 4, znamienna tym, że na podłożu heterogenicznym jest wstępnie uformowana warstwa GaN, AlN lub AlGaN, a dopiero na tej warstwie metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, osadzony jest objętościowy monokryształ azotku zawierającego gal.
  6. 6. Struktura urządzenia emitującego światło, obejmująca półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu n, aktywną półprzewodnikową warstwę azotku zawierającego gal oraz półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu p, wytworzone metodą wzrostu z fazy gazowej, znamienna tym, że niedomieszkowana warstwa spośród wskazanych półprzewodnikowych warstw azotku zawierającego gal typu n wykonana jest z objętościowego monokryształu wytworzonego metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, objętościowe monokrystaliczne podłoże azotkowe posiada powierzchnię do wzrostu epitaksjalnego o po52 wierzchniowej gęstości dyslokacji 105/cm2 lub niższej, co najmniej półprzewodnikowa warstwa lub warstwy azotku typu n, zawierające zanieczyszczenia typu n, osadzone są na jednej ze wspomnianych powierzchni wzrostowych, a wskazana azotkowa warstwa aktywna oraz wskazana półprzewod14
    PL 214 287 B1 nikowa warstwa lub warstwy azotku typu p, osadzone są bezpośrednio, bądź przez półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku typu n, na drugiej ze wskazanych powierzchni wzrostowych.
  7. 7. Struktura urządzenia emitującego światło według zastrz. 6, znamienna tym, że wskazane objętościowe monokrystaliczne podłoże azotkowe posiada płaszczyznę A lub M - równoległą do osi c struktury heksagonalnej, do wzrostu epitaksjalnego.
  8. 8. Struktura urządzenia emitującego światło, obejmująca podłoże oraz wytworzone na tym podłożu metodą wzrostu z fazy gazowej: półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu n, aktywną półprzewodnikową warstwę azotku zawierającego gal oraz półprzewodnikową warstwę lub warstwy azotku zawierającego gal typu p, znamienna tym, że aktywna półprzewodnikowa warstwa azotku zawierającego gal zawiera ind, a na wskazanej azotkowej warstwie aktywnej osadzona jest ochronna monokrystaliczna warstwa azotku o wzorze AlxGa1.xN (0<x<1) metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak.
  9. 9. Struktura urządzenia emitującego światło według zastrz. 8, znamienna tym, że wskazana warstwa aktywna obejmuje strukturę studni kwantowej i zawiera co najmniej jedną warstwę studni InGaN lub warstwę studni InAlGaN.
  10. 10. Struktura urządzenia emitującego światło według zastrz. 8 albo 9, znamienna tym, że wskazane urządzenie emitujące światło jest wytworzone na płaszczyźnie A lub na płaszczyźnie M podłoża GaN.
PL374184A 2001-10-26 2002-10-28 Struktura urzadzenia emitujacego swiatlo z monokrystaliczna objetosciowa warstwa azotku PL214287B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL374184A PL214287B1 (pl) 2001-10-26 2002-10-28 Struktura urzadzenia emitujacego swiatlo z monokrystaliczna objetosciowa warstwa azotku

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL35037501A PL350375A1 (en) 2001-10-26 2001-10-26 Epitaxial layer substrate
PL02354739A PL354739A1 (pl) 2002-06-26 2002-06-26 Azotkowy laser półprzewodnikowyAzotkowy laser półprzewodnikowy
PL374184A PL214287B1 (pl) 2001-10-26 2002-10-28 Struktura urzadzenia emitujacego swiatlo z monokrystaliczna objetosciowa warstwa azotku

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL374184A1 PL374184A1 (pl) 2005-10-03
PL214287B1 true PL214287B1 (pl) 2013-07-31

Family

ID=26653408

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL02374180A PL374180A1 (pl) 2001-10-26 2002-10-28 Azotkowy półprzewodnikowy element laserowy oraz sposób jego wytwarzania
PL374184A PL214287B1 (pl) 2001-10-26 2002-10-28 Struktura urzadzenia emitujacego swiatlo z monokrystaliczna objetosciowa warstwa azotku

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL02374180A PL374180A1 (pl) 2001-10-26 2002-10-28 Azotkowy półprzewodnikowy element laserowy oraz sposób jego wytwarzania

Country Status (8)

Country Link
US (3) US7057211B2 (pl)
EP (2) EP1453158A4 (pl)
JP (2) JP4383172B2 (pl)
KR (2) KR100679377B1 (pl)
CN (2) CN1263206C (pl)
PL (2) PL374180A1 (pl)
TW (1) TWI263387B (pl)
WO (2) WO2003036771A1 (pl)

Families Citing this family (154)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6596079B1 (en) 2000-03-13 2003-07-22 Advanced Technology Materials, Inc. III-V nitride substrate boule and method of making and using the same
IL159165A0 (en) 2001-06-06 2004-06-01 Ammono Sp Zoo Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium containing nitride
EP1453158A4 (en) 2001-10-26 2007-09-19 Ammono Sp Zoo NITRIDE SEMICONDUCTOR LASER ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
PL225235B1 (pl) * 2001-10-26 2017-03-31 Ammono Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Objętościowy monokryształ azotkowy oraz jego zastosowanie jako podłoże do epitaksji
US8545629B2 (en) 2001-12-24 2013-10-01 Crystal Is, Inc. Method and apparatus for producing large, single-crystals of aluminum nitride
WO2003089695A1 (en) * 2002-04-15 2003-10-30 The Regents Of The University Of California Non-polar a-plane gallium nitride thin films grown by metalorganic chemical vapor deposition
US8809867B2 (en) * 2002-04-15 2014-08-19 The Regents Of The University Of California Dislocation reduction in non-polar III-nitride thin films
US20060138431A1 (en) 2002-05-17 2006-06-29 Robert Dwilinski Light emitting device structure having nitride bulk single crystal layer
AU2002354467A1 (en) * 2002-05-17 2003-12-02 Ammono Sp.Zo.O. Light emitting element structure having nitride bulk single crystal layer
AU2003285769A1 (en) 2002-12-11 2004-06-30 Ammono Sp. Z O.O. A substrate for epitaxy and a method of preparing the same
US7811380B2 (en) 2002-12-11 2010-10-12 Ammono Sp. Z O.O. Process for obtaining bulk mono-crystalline gallium-containing nitride
EP1576671A4 (en) * 2002-12-16 2006-10-25 Univ California GROWTH OF PLANAR, NONPOLAR A-EBENE GALLIUM NITRIDE BY HYDRIDDAMPFFASENEPITAXY
US7186302B2 (en) * 2002-12-16 2007-03-06 The Regents Of The University Of California Fabrication of nonpolar indium gallium nitride thin films, heterostructures and devices by metalorganic chemical vapor deposition
US7427555B2 (en) * 2002-12-16 2008-09-23 The Regents Of The University Of California Growth of planar, non-polar gallium nitride by hydride vapor phase epitaxy
EP1697965A4 (en) * 2003-04-15 2011-02-09 Univ California QUANTUM WELLS (A1, B, IN, GA) N NON-POLAR
KR101034055B1 (ko) 2003-07-18 2011-05-12 엘지이노텍 주식회사 발광 다이오드 및 그 제조방법
JP3841092B2 (ja) * 2003-08-26 2006-11-01 住友電気工業株式会社 発光装置
US7323256B2 (en) * 2003-11-13 2008-01-29 Cree, Inc. Large area, uniformly low dislocation density GaN substrate and process for making the same
US7118813B2 (en) * 2003-11-14 2006-10-10 Cree, Inc. Vicinal gallium nitride substrate for high quality homoepitaxy
JP2005191530A (ja) * 2003-12-03 2005-07-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光装置
KR100576856B1 (ko) * 2003-12-23 2006-05-10 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
ATE418806T1 (de) * 2004-04-02 2009-01-15 Nichia Corp Nitrid-halbleiterlaservorrichtung
JP2005340765A (ja) * 2004-04-30 2005-12-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体発光素子
US7504274B2 (en) * 2004-05-10 2009-03-17 The Regents Of The University Of California Fabrication of nonpolar indium gallium nitride thin films, heterostructures and devices by metalorganic chemical vapor deposition
EP1787330A4 (en) * 2004-05-10 2011-04-13 Univ California PREPARATION OF NON-POLLUTED INDIUM GALLIUM NITRIDE THIN FILMS, HETEROSTRUCTURES AND EQUIPMENT BY METAL-ORGANIC CHEMICAL VAPORIZATION
US7956360B2 (en) * 2004-06-03 2011-06-07 The Regents Of The University Of California Growth of planar reduced dislocation density M-plane gallium nitride by hydride vapor phase epitaxy
US20080163814A1 (en) * 2006-12-12 2008-07-10 The Regents Of The University Of California CRYSTAL GROWTH OF M-PLANE AND SEMIPOLAR PLANES OF (Al, In, Ga, B)N ON VARIOUS SUBSTRATES
US7575947B2 (en) 2005-09-09 2009-08-18 The Regents Of The University Of California Method for enhancing growth of semi-polar (Al,In,Ga,B)N via metalorganic chemical vapor deposition
KR100848379B1 (ko) * 2004-06-11 2008-07-25 암모노 에스피. 제트오. 오. Ⅹⅲ족 원소 질화물의 층으로 이루어진 고 전자이동도트랜지스터 및 그 제조 방법
PL1769105T3 (pl) 2004-06-11 2014-11-28 Ammono S A Objętościowy monokrystaliczny azotek galu oraz sposób jego wytwarzania
PL1652586T5 (pl) * 2004-10-26 2016-08-31 Smidth As F L System wytwarzający impulsy dla odpylacza elektrostatycznego
PL371405A1 (pl) 2004-11-26 2006-05-29 Ammono Sp.Z O.O. Sposób wytwarzania objętościowych monokryształów metodą wzrostu na zarodku
JP4451371B2 (ja) * 2004-12-20 2010-04-14 シャープ株式会社 窒化物半導体レーザ素子
CN1805230B (zh) * 2004-12-20 2011-06-01 夏普株式会社 氮化物半导体发光元件及其制造方法
CN100352116C (zh) * 2005-01-18 2007-11-28 北京大学 自然解理腔面的GaN基激光二极管的制备方法
EP2315253A1 (en) 2005-03-10 2011-04-27 The Regents of the University of California Technique for the growth of planar semi-polar gallium nitride
PL1701203T3 (pl) * 2005-03-10 2007-10-31 Nanogate Advanced Mat Gmbh Płaski ekran
TW200703463A (en) * 2005-05-31 2007-01-16 Univ California Defect reduction of non-polar and semi-polar III-nitrides with sidewall lateral epitaxial overgrowth (SLEO)
TWI377602B (en) * 2005-05-31 2012-11-21 Japan Science & Tech Agency Growth of planar non-polar {1-100} m-plane gallium nitride with metalorganic chemical vapor deposition (mocvd)
KR101351396B1 (ko) 2005-06-01 2014-02-07 재팬 사이언스 앤드 테크놀로지 에이젼시 반극성 (Ｇａ,Ａｌ,Ｉｎ,Ｂ)Ｎ 박막들, 헤테로구조들, 및소자들의 성장 및 제조에 대한 기술
WO2007008394A1 (en) 2005-07-11 2007-01-18 Cree, Inc. Laser diode orientation on mis-cut substrates
JP5285835B2 (ja) * 2005-07-13 2013-09-11 株式会社東芝 半導体素子およびその製造方法
KR100706952B1 (ko) * 2005-07-22 2007-04-12 삼성전기주식회사 수직 구조 질화갈륨계 발광다이오드 소자 및 그 제조방법
JP2007081075A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Sharp Corp 窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法
US7635874B2 (en) * 2005-09-26 2009-12-22 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Edge-emitting LED assembly
JP2007103814A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子およびその製造方法
US7641735B2 (en) 2005-12-02 2010-01-05 Crystal Is, Inc. Doped aluminum nitride crystals and methods of making them
JP4535997B2 (ja) * 2005-12-09 2010-09-01 シャープ株式会社 窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法
JP5191650B2 (ja) * 2005-12-16 2013-05-08 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法
KR100853241B1 (ko) * 2005-12-16 2008-08-20 샤프 가부시키가이샤 질화물 반도체 발광소자 및 질화물 반도체 레이저 소자의제조방법
WO2007084782A2 (en) 2006-01-20 2007-07-26 The Regents Of The University Of California Method for improved growth of semipolar (al,in,ga,b)n
JP2007266574A (ja) * 2006-02-28 2007-10-11 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子の製造方法
CN100568563C (zh) * 2006-03-06 2009-12-09 夏普株式会社 氮化物半导体器件及其制备方法
JP5004597B2 (ja) * 2006-03-06 2012-08-22 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法
JP5430826B2 (ja) 2006-03-08 2014-03-05 シャープ株式会社 窒化物半導体レーザ素子
JP4694395B2 (ja) * 2006-03-22 2011-06-08 日本オプネクスト株式会社 窒化物半導体発光素子及びその製造方法
JP4929776B2 (ja) * 2006-03-22 2012-05-09 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザ素子
US9034103B2 (en) 2006-03-30 2015-05-19 Crystal Is, Inc. Aluminum nitride bulk crystals having high transparency to ultraviolet light and methods of forming them
JP4444304B2 (ja) * 2006-04-24 2010-03-31 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法
US7488384B2 (en) * 2006-05-03 2009-02-10 Ohio University Direct pyrolysis route to GaN quantum dots
JP5250856B2 (ja) * 2006-06-13 2013-07-31 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法
JP5008911B2 (ja) * 2006-07-04 2012-08-22 ローム株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
GB2439973A (en) * 2006-07-13 2008-01-16 Sharp Kk Modifying the optical properties of a nitride optoelectronic device
US20080025037A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Visteon Global Technologies, Inc. LED headlamp
JP2008109066A (ja) * 2006-09-29 2008-05-08 Rohm Co Ltd 発光素子
EP2100990A1 (en) * 2006-10-16 2009-09-16 Mitsubishi Chemical Corporation Process for producing nitride semiconductor, crystal growth rate enhancement agent, nitride single crystal, wafer and device
US8193020B2 (en) 2006-11-15 2012-06-05 The Regents Of The University Of California Method for heteroepitaxial growth of high-quality N-face GaN, InN, and AlN and their alloys by metal organic chemical vapor deposition
JP2010509177A (ja) * 2006-11-15 2010-03-25 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 有機金属化学気相成長法による、高品質のＮ面ＧａＮ、ＩｎＮおよびＡｌＮならびにそれらの合金のヘテロエピタキシャル成長の方法
JP5042609B2 (ja) * 2006-12-08 2012-10-03 シャープ株式会社 窒化物系半導体素子
TWI533351B (zh) * 2006-12-11 2016-05-11 美國加利福尼亞大學董事會 高效能非極性第三族氮化物光學裝置之金屬有機化學氣相沈積生長
US7646798B2 (en) 2006-12-28 2010-01-12 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
KR100920915B1 (ko) * 2006-12-28 2009-10-12 서울옵토디바이스주식회사 초격자 구조의 장벽층을 갖는 발광 다이오드
JP4978454B2 (ja) * 2006-12-28 2012-07-18 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザ素子
WO2008088838A1 (en) 2007-01-17 2008-07-24 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
US9771666B2 (en) 2007-01-17 2017-09-26 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
US8080833B2 (en) 2007-01-26 2011-12-20 Crystal Is, Inc. Thick pseudomorphic nitride epitaxial layers
US7668218B2 (en) * 2007-02-20 2010-02-23 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
US7764722B2 (en) * 2007-02-26 2010-07-27 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
EP1976031A3 (en) * 2007-03-29 2010-09-08 Seoul Opto Device Co., Ltd. Light emitting diode having well and/or barrier layers with superlattice structure
US7843980B2 (en) * 2007-05-16 2010-11-30 Rohm Co., Ltd. Semiconductor laser diode
KR101488545B1 (ko) 2007-05-17 2015-02-02 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 Ｉｉｉ 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법, ｉｉｉ 족 질화물 반도체 기판 및 반도체 발광 디바이스
JP2008300540A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体発光素子の製造方法
JP4310352B2 (ja) * 2007-06-05 2009-08-05 シャープ株式会社 発光デバイスおよび発光デバイスの製造方法
JP5118392B2 (ja) * 2007-06-08 2013-01-16 ローム株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
KR100872717B1 (ko) * 2007-06-22 2008-12-05 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 그 제조방법
US7701995B2 (en) 2007-07-06 2010-04-20 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
JP4979011B2 (ja) * 2007-07-20 2012-07-18 シャープ株式会社 窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法
KR100877774B1 (ko) * 2007-09-10 2009-01-16 서울옵토디바이스주식회사 개선된 구조의 발광다이오드
CN101836304B (zh) * 2007-10-25 2015-04-29 皇家飞利浦电子股份有限公司 偏振发光器件
JP5014967B2 (ja) * 2007-12-06 2012-08-29 シャープ株式会社 発光素子及び発光素子の製造方法
KR100998008B1 (ko) 2007-12-17 2010-12-03 삼성엘이디 주식회사 소자 형성용 기판의 제조방법 및 질화물계 반도체 레이저다이오드의 제조방법
JP5053893B2 (ja) * 2008-03-07 2012-10-24 住友電気工業株式会社 窒化物半導体レーザを作製する方法
JP2009253047A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物発光素子及びエピタキシャルウエハ
US8673074B2 (en) * 2008-07-16 2014-03-18 Ostendo Technologies, Inc. Growth of planar non-polar {1 -1 0 0} M-plane and semi-polar {1 1 -2 2} gallium nitride with hydride vapor phase epitaxy (HVPE)
WO2010051537A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 The Regents Of The University Of California Optoelectronic device based on non-polar and semi-polar aluminum indium nitride and aluminum indium gallium nitride alloys
JP2010135516A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Panasonic Corp 窒化物半導体発光装置
KR100999695B1 (ko) * 2009-02-16 2010-12-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US8247886B1 (en) 2009-03-09 2012-08-21 Soraa, Inc. Polarization direction of optical devices using selected spatial configurations
US8299473B1 (en) 2009-04-07 2012-10-30 Soraa, Inc. Polarized white light devices using non-polar or semipolar gallium containing materials and transparent phosphors
JP5383313B2 (ja) * 2009-05-20 2014-01-08 パナソニック株式会社 窒化物半導体発光装置
US8791499B1 (en) 2009-05-27 2014-07-29 Soraa, Inc. GaN containing optical devices and method with ESD stability
TWI478381B (zh) * 2009-06-08 2015-03-21 Epistar Corp 發光元件及其製造方法
EP2267197A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-29 AMMONO Sp.z o.o. Method of obtaining bulk mono-crystalline gallium-containing nitride, bulk mono-crystalline gallium-containing nitride, substrates manufactured thereof and devices manufactured on such substrates
US9000466B1 (en) 2010-08-23 2015-04-07 Soraa, Inc. Methods and devices for light extraction from a group III-nitride volumetric LED using surface and sidewall roughening
US8933644B2 (en) 2009-09-18 2015-01-13 Soraa, Inc. LED lamps with improved quality of light
US9293644B2 (en) * 2009-09-18 2016-03-22 Soraa, Inc. Power light emitting diode and method with uniform current density operation
CN107256915A (zh) * 2009-09-18 2017-10-17 天空公司 发光二极管器件
US9583678B2 (en) 2009-09-18 2017-02-28 Soraa, Inc. High-performance LED fabrication
US8629065B2 (en) * 2009-11-06 2014-01-14 Ostendo Technologies, Inc. Growth of planar non-polar {10-10} M-plane gallium nitride with hydride vapor phase epitaxy (HVPE)
US8399948B2 (en) 2009-12-04 2013-03-19 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device, light emitting device package and lighting system
US8740413B1 (en) 2010-02-03 2014-06-03 Soraa, Inc. System and method for providing color light sources in proximity to predetermined wavelength conversion structures
US8905588B2 (en) 2010-02-03 2014-12-09 Sorra, Inc. System and method for providing color light sources in proximity to predetermined wavelength conversion structures
US10147850B1 (en) 2010-02-03 2018-12-04 Soraa, Inc. System and method for providing color light sources in proximity to predetermined wavelength conversion structures
US9450143B2 (en) * 2010-06-18 2016-09-20 Soraa, Inc. Gallium and nitrogen containing triangular or diamond-shaped configuration for optical devices
JP5806734B2 (ja) 2010-06-30 2015-11-10 クリスタル アイエス, インコーポレーテッドCrystal Is, Inc. 熱勾配制御による窒化アルミニウム大単結晶成長
KR200458355Y1 (ko) * 2010-07-16 2012-02-15 안수철 변신만화액자
JP5113305B2 (ja) * 2011-01-21 2013-01-09 パナソニック株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子および当該発光素子を備える光源
US8786053B2 (en) 2011-01-24 2014-07-22 Soraa, Inc. Gallium-nitride-on-handle substrate materials and devices and method of manufacture
JP5069386B1 (ja) * 2011-04-06 2012-11-07 パナソニック株式会社 半導体発光デバイス
US8962359B2 (en) 2011-07-19 2015-02-24 Crystal Is, Inc. Photon extraction from nitride ultraviolet light-emitting devices
US8686431B2 (en) 2011-08-22 2014-04-01 Soraa, Inc. Gallium and nitrogen containing trilateral configuration for optical devices
US8912025B2 (en) 2011-11-23 2014-12-16 Soraa, Inc. Method for manufacture of bright GaN LEDs using a selective removal process
JP5431441B2 (ja) * 2011-11-30 2014-03-05 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子
EP2823515A4 (en) 2012-03-06 2015-08-19 Soraa Inc LIGHT-EMITTING DIODES WITH MATERIAL LAYERS WITH LOW BREAKING INDEX TO REDUCE LIGHT PIPE EFFECTS
US10559939B1 (en) * 2012-04-05 2020-02-11 Soraa Laser Diode, Inc. Facet on a gallium and nitrogen containing laser diode
US9800016B1 (en) 2012-04-05 2017-10-24 Soraa Laser Diode, Inc. Facet on a gallium and nitrogen containing laser diode
US8971368B1 (en) 2012-08-16 2015-03-03 Soraa Laser Diode, Inc. Laser devices having a gallium and nitrogen containing semipolar surface orientation
US9978904B2 (en) 2012-10-16 2018-05-22 Soraa, Inc. Indium gallium nitride light emitting devices
US8802471B1 (en) 2012-12-21 2014-08-12 Soraa, Inc. Contacts for an n-type gallium and nitrogen substrate for optical devices
US9761763B2 (en) 2012-12-21 2017-09-12 Soraa, Inc. Dense-luminescent-materials-coated violet LEDs
EP2973664B1 (en) 2013-03-15 2020-10-14 Crystal Is, Inc. Ultraviolet light-emitting device and method of forming a contact to an ultraviolet light-emitting device
US8994033B2 (en) 2013-07-09 2015-03-31 Soraa, Inc. Contacts for an n-type gallium and nitrogen substrate for optical devices
WO2015025931A1 (ja) 2013-08-22 2015-02-26 日本碍子株式会社 １３族元素窒化物の製造方法および融液組成物
US9410664B2 (en) 2013-08-29 2016-08-09 Soraa, Inc. Circadian friendly LED light source
CN105102695B (zh) 2013-12-18 2018-06-12 日本碍子株式会社 复合基板和功能元件
US9246311B1 (en) 2014-11-06 2016-01-26 Soraa Laser Diode, Inc. Method of manufacture for an ultraviolet laser diode
TWI560905B (en) * 2014-11-19 2016-12-01 Univ Nat Sun Yat Sen A light emitting element and manufacturing method thereof
US10381508B2 (en) 2014-11-19 2019-08-13 National Sun Yat-Sen University Light emitting element with an enhanced electroluminescence effect
US10505072B2 (en) * 2016-12-16 2019-12-10 Nichia Corporation Method for manufacturing light emitting element
JP6931827B2 (ja) 2017-04-07 2021-09-08 日本製鋼所Ｍ＆Ｅ株式会社 結晶製造用圧力容器
JP6870500B2 (ja) * 2017-06-27 2021-05-12 住友電気工業株式会社 量子カスケード半導体レーザ
JP6939120B2 (ja) 2017-06-19 2021-09-22 住友電気工業株式会社 量子カスケード半導体レーザ、発光装置、半導体レーザを作製する方法
JP6911567B2 (ja) 2017-06-22 2021-07-28 住友電気工業株式会社 量子カスケード半導体レーザ
JP6939119B2 (ja) 2017-06-19 2021-09-22 住友電気工業株式会社 量子カスケード半導体レーザ、発光装置、半導体レーザを作製する方法
US10404038B2 (en) * 2017-06-22 2019-09-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Quantum cascade laser
US10476235B2 (en) 2017-06-22 2019-11-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Quantum cascade laser
US10476237B2 (en) 2017-06-22 2019-11-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Quantum cascade laser
JP7246038B2 (ja) * 2018-09-14 2023-03-27 旭化成株式会社 窒化物半導体レーザダイオード
FR3105586B1 (fr) * 2019-12-23 2023-07-21 Commissariat Energie Atomique Procédé de fabrication d’une diode électroluminescente comportant une étape de dimensionnement d’une couche semiconductrice
US11909172B2 (en) * 2020-01-08 2024-02-20 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Method for manufacturing optical device and optical device
CN115298918A (zh) * 2020-03-19 2022-11-04 松下控股株式会社 半导体激光元件
US20210313760A1 (en) * 2020-04-06 2021-10-07 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Method for manufacturing semiconductor laser diode and semiconductor laser diode
US12191626B1 (en) 2020-07-31 2025-01-07 Kyocera Sld Laser, Inc. Vertically emitting laser devices and chip-scale-package laser devices and laser-based, white light emitting devices
CN113437187B (zh) * 2021-08-26 2022-01-25 北京大学深圳研究生院 一种发光二极管超临界处理方法

Family Cites Families (148)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0722692B2 (ja) 1988-08-05 1995-03-15 株式会社日本製鋼所 水熱合成用容器
JPH02137287A (ja) 1988-11-17 1990-05-25 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ装置
CN1014535B (zh) 1988-12-30 1991-10-30 中国科学院物理研究所 利用改进的矿化剂生长磷酸钛氧钾单晶的方法
US5096860A (en) 1990-05-25 1992-03-17 Alcan International Limited Process for producing unagglomerated single crystals of aluminum nitride
KR920004181B1 (ko) 1990-09-13 1992-05-30 한국과학기술연구원 입방정질화붕소의 제조방법
US5190738A (en) 1991-06-17 1993-03-02 Alcan International Limited Process for producing unagglomerated single crystals of aluminum nitride
US5156581A (en) 1991-06-21 1992-10-20 Chow John W Finger conditioning device
US5306662A (en) 1991-11-08 1994-04-26 Nichia Chemical Industries, Ltd. Method of manufacturing P-type compound semiconductor
US5456201A (en) * 1992-01-16 1995-10-10 Bobst; Glen L. Air bubble lubricated boat hull
CN1065289A (zh) 1992-04-28 1992-10-14 抚顺石油学院 洁厕灵
CN1036414C (zh) 1992-11-03 1997-11-12 程大酉 改进的回热并联复合双流体燃气轮机装置及其操作方法
US5456204A (en) 1993-05-28 1995-10-10 Alfa Quartz, C.A. Filtering flow guide for hydrothermal crystal growth
JP3184717B2 (ja) 1993-10-08 2001-07-09 三菱電線工業株式会社 ＧａＮ単結晶およびその製造方法
US5679152A (en) * 1994-01-27 1997-10-21 Advanced Technology Materials, Inc. Method of making a single crystals Ga*N article
JPH07249830A (ja) * 1994-03-10 1995-09-26 Hitachi Ltd 半導体発光素子の製造方法
WO1995027815A1 (en) * 1994-04-08 1995-10-19 Japan Energy Corporation Method for growing gallium nitride compound semiconductor crystal, and gallium nitride compound semiconductor device
US5599520A (en) 1994-11-03 1997-02-04 Garces; Juan M. Synthesis of crystalline porous solids in ammonia
US5777350A (en) 1994-12-02 1998-07-07 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor light-emitting device
JPH08250802A (ja) * 1995-03-09 1996-09-27 Fujitsu Ltd 半導体レーザ及びその製造方法
US5679965A (en) 1995-03-29 1997-10-21 North Carolina State University Integrated heterostructures of Group III-V nitride semiconductor materials including epitaxial ohmic contact, non-nitride buffer layer and methods of fabricating same
US5670798A (en) * 1995-03-29 1997-09-23 North Carolina State University Integrated heterostructures of Group III-V nitride semiconductor materials including epitaxial ohmic contact non-nitride buffer layer and methods of fabricating same
JP3728332B2 (ja) * 1995-04-24 2005-12-21 シャープ株式会社 化合物半導体発光素子
GB2310083B (en) 1995-08-31 1999-07-28 Toshiba Kk Blue light emitting element and method of manufacturing same
DE69622277T2 (de) * 1995-09-18 2003-03-27 Hitachi, Ltd. Halbleitermaterial, verfahren zur herstellung des halbleitermaterials und eine halbleitervorrichtung
JPH09134878A (ja) * 1995-11-10 1997-05-20 Matsushita Electron Corp 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
US5981980A (en) 1996-04-22 1999-11-09 Sony Corporation Semiconductor laminating structure
JPH107496A (ja) 1996-06-25 1998-01-13 Hitachi Cable Ltd 窒化物結晶の製造方法およびその装置
CN1065289C (zh) 1996-07-22 2001-05-02 中国科学院物理研究所 一种制备掺杂钒酸盐单晶的水热生长方法
JP3179346B2 (ja) * 1996-08-27 2001-06-25 松下電子工業株式会社 窒化ガリウム結晶の製造方法
JPH1084161A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レーザ及びその製造方法
JP4018177B2 (ja) * 1996-09-06 2007-12-05 株式会社東芝 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US6031858A (en) * 1996-09-09 2000-02-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor laser and method of fabricating same
WO1998019375A1 (en) * 1996-10-30 1998-05-07 Hitachi, Ltd. Optical information processor and semiconductor light emitting device suitable for the same
US6177292B1 (en) 1996-12-05 2001-01-23 Lg Electronics Inc. Method for forming GaN semiconductor single crystal substrate and GaN diode with the substrate
CN100485984C (zh) * 1997-01-09 2009-05-06 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体元器件
US6677619B1 (en) * 1997-01-09 2004-01-13 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor device
US5868837A (en) 1997-01-17 1999-02-09 Cornell Research Foundation, Inc. Low temperature method of preparing GaN single crystals
PL184902B1 (pl) * 1997-04-04 2003-01-31 Centrum Badan Wysokocisnieniowych Pan Sposób usuwania nierówności i obszarów silnie zdefektowanych z powierzchni kryształów i warstw epitaksjalnych GaN i Ga AL In N
JP3491492B2 (ja) 1997-04-09 2004-01-26 松下電器産業株式会社 窒化ガリウム結晶の製造方法
CA2258080C (en) 1997-04-11 2007-06-05 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor growth method, nitride semiconductor substrate, and nitride semiconductor device
US5888389A (en) 1997-04-24 1999-03-30 Hydroprocessing, L.L.C. Apparatus for oxidizing undigested wastewater sludges
PL186905B1 (pl) 1997-06-05 2004-03-31 Cantrum Badan Wysokocisnieniow Sposób wytwarzania wysokooporowych kryształów objętościowych GaN
PL183687B1 (pl) 1997-06-06 2002-06-28 Ct Badan Sposób wytwarzania półprzewodnikowych związków grupy A-B o przewodnictwie elektrycznym typu p i typu n
TW519551B (en) 1997-06-11 2003-02-01 Hitachi Cable Methods of fabricating nitride crystals and nitride crystals obtained therefrom
US6270569B1 (en) 1997-06-11 2001-08-07 Hitachi Cable Ltd. Method of fabricating nitride crystal, mixture, liquid phase growth method, nitride crystal, nitride crystal powders, and vapor phase growth method
GB2333521B (en) 1997-06-11 2000-04-26 Hitachi Cable Nitride crystal growth method
JP3234799B2 (ja) * 1997-08-07 2001-12-04 シャープ株式会社 半導体レーザ素子の製造方法
JP3239812B2 (ja) 1997-08-07 2001-12-17 日本電気株式会社 ＩｎＧａＮ層を含む窒化ガリウム系半導体層の結晶成長方法および窒化ガリウム系発光素子およびその製造方法
DE19855476A1 (de) 1997-12-02 1999-06-17 Murata Manufacturing Co Lichtemittierendes Halbleiterelement mit einer Halbleiterschicht auf GaN-Basis, Verfahren zur Herstellung desselben und Verfahren zur Ausbildung einer Halbleiterschicht auf GaN-Basis
US6593589B1 (en) 1998-01-30 2003-07-15 The University Of New Mexico Semiconductor nitride structures
JPH11307813A (ja) 1998-04-03 1999-11-05 Hewlett Packard Co <Hp> 発光装置、その製造方法およびディスプレイ
US6249534B1 (en) 1998-04-06 2001-06-19 Matsushita Electronics Corporation Nitride semiconductor laser device
TW428331B (en) 1998-05-28 2001-04-01 Sumitomo Electric Industries Gallium nitride single crystal substrate and method of producing the same
JPH11340576A (ja) * 1998-05-28 1999-12-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化ガリウム系半導体デバイス
JP4005701B2 (ja) * 1998-06-24 2007-11-14 シャープ株式会社 窒素化合物半導体膜の形成方法および窒素化合物半導体素子
JP2000031533A (ja) 1998-07-14 2000-01-28 Toshiba Corp 半導体発光素子
TW413956B (en) * 1998-07-28 2000-12-01 Sumitomo Electric Industries Fluorescent substrate LED
US6335546B1 (en) * 1998-07-31 2002-01-01 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor structure, method for producing a nitride semiconductor structure, and light emitting device
JP2000082863A (ja) * 1998-09-04 2000-03-21 Sony Corp 半導体発光素子の製造方法
JP2000091637A (ja) 1998-09-07 2000-03-31 Rohm Co Ltd 半導体発光素子の製法
US6423984B1 (en) * 1998-09-10 2002-07-23 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting semiconductor device using gallium nitride compound semiconductor
US6252261B1 (en) 1998-09-30 2001-06-26 Nec Corporation GaN crystal film, a group III element nitride semiconductor wafer and a manufacturing process therefor
JP3592553B2 (ja) 1998-10-15 2004-11-24 株式会社東芝 窒化ガリウム系半導体装置
CN1260409A (zh) 1998-10-23 2000-07-19 黄石市皂素厂 L－半胱氨酸盐酸盐一水物生产工艺
EP1003227B1 (en) * 1998-11-06 2010-01-13 Panasonic Corporation Semiconductor device
TW498102B (en) 1998-12-28 2002-08-11 Futaba Denshi Kogyo Kk A process for preparing GaN fluorescent substance
US20020096674A1 (en) * 1999-01-08 2002-07-25 Cho Hak Dong Nucleation layer growth and lift-up of process for GaN wafer
US6372041B1 (en) * 1999-01-08 2002-04-16 Gan Semiconductor Inc. Method and apparatus for single crystal gallium nitride (GaN) bulk synthesis
JP2000216494A (ja) 1999-01-20 2000-08-04 Sanyo Electric Co Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
EP1024524A2 (en) 1999-01-27 2000-08-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Deposition of dielectric layers using supercritical CO2
US6177057B1 (en) 1999-02-09 2001-01-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Process for preparing bulk cubic gallium nitride
WO2000052796A1 (en) 1999-03-04 2000-09-08 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
JP3957918B2 (ja) 1999-05-17 2007-08-15 独立行政法人科学技術振興機構 窒化ガリウム単結晶の育成方法
US6592663B1 (en) 1999-06-09 2003-07-15 Ricoh Company Ltd. Production of a GaN bulk crystal substrate and a semiconductor device formed on a GaN bulk crystal substrate
JP4329229B2 (ja) 1999-06-30 2009-09-09 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族窒化物半導体の成長方法および気相成長装置
US6475277B1 (en) 1999-06-30 2002-11-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Group III-V nitride semiconductor growth method and vapor phase growth apparatus
FR2796657B1 (fr) 1999-07-20 2001-10-26 Thomson Csf Procede de synthese de materiaux massifs monocristallins en nitrures d'elements de la colonne iii du tableau de la classification periodique
JP3968920B2 (ja) 1999-08-10 2007-08-29 双葉電子工業株式会社 蛍光体
JP4646359B2 (ja) 1999-09-09 2011-03-09 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子の製造方法
JP2001085737A (ja) * 1999-09-10 2001-03-30 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子
US6265322B1 (en) 1999-09-21 2001-07-24 Agere Systems Guardian Corp. Selective growth process for group III-nitride-based semiconductors
EP1142033A1 (en) 1999-09-27 2001-10-10 LumiLeds Lighting U.S., LLC A light emitting diode device that produces white light by performing complete phosphor conversion
JP4145437B2 (ja) 1999-09-28 2008-09-03 住友電気工業株式会社 単結晶ＧａＮの結晶成長方法及び単結晶ＧａＮ基板の製造方法と単結晶ＧａＮ基板
CN1113988C (zh) 1999-09-29 2003-07-09 中国科学院物理研究所 一种氮化镓单晶的热液生长方法
US6398867B1 (en) * 1999-10-06 2002-06-04 General Electric Company Crystalline gallium nitride and method for forming crystalline gallium nitride
EP1104031B1 (en) * 1999-11-15 2012-04-11 Panasonic Corporation Nitride semiconductor laser diode and method of fabricating the same
US6653663B2 (en) * 1999-12-06 2003-11-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Nitride semiconductor device
JP2001168385A (ja) 1999-12-06 2001-06-22 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子
JP2001185718A (ja) 1999-12-24 2001-07-06 Hitachi Cable Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体を用いた高電子移動度トランジスタ用エピタキシャルウェハの製造方法
US7315599B1 (en) 1999-12-29 2008-01-01 Intel Corporation Skew correction circuit
US6355497B1 (en) 2000-01-18 2002-03-12 Xerox Corporation Removable large area, low defect density films for led and laser diode growth
JP3335974B2 (ja) 2000-01-24 2002-10-21 星和電機株式会社 窒化ガリウム系半導体発光素子及びその製造方法
US20010015437A1 (en) 2000-01-25 2001-08-23 Hirotatsu Ishii GaN field-effect transistor, inverter device, and production processes therefor
JP4429459B2 (ja) 2000-03-03 2010-03-10 古河電気工業株式会社 高抵抗ＧａＮ結晶層の製造方法
US6596079B1 (en) 2000-03-13 2003-07-22 Advanced Technology Materials, Inc. III-V nitride substrate boule and method of making and using the same
US6447604B1 (en) 2000-03-13 2002-09-10 Advanced Technology Materials, Inc. Method for achieving improved epitaxy quality (surface texture and defect density) on free-standing (aluminum, indium, gallium) nitride ((al,in,ga)n) substrates for opto-electronic and electronic devices
JP3946427B2 (ja) 2000-03-29 2007-07-18 株式会社東芝 エピタキシャル成長用基板の製造方法及びこのエピタキシャル成長用基板を用いた半導体装置の製造方法
US6657232B2 (en) * 2000-04-17 2003-12-02 Virginia Commonwealth University Defect reduction in GaN and related materials
TW498583B (en) 2000-05-26 2002-08-11 Takayanagi Kenkyusho Kk Static eliminator
JP2001339121A (ja) 2000-05-29 2001-12-07 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子とそれを含む光学装置
GB2363518A (en) 2000-06-17 2001-12-19 Sharp Kk A method of growing a nitride layer on a GaN substrate
US6693935B2 (en) 2000-06-20 2004-02-17 Sony Corporation Semiconductor laser
JP3646302B2 (ja) 2000-07-07 2005-05-11 ソニー株式会社 半導体レーザ
JP2002016285A (ja) 2000-06-27 2002-01-18 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 半導体発光素子
US6586762B2 (en) 2000-07-07 2003-07-01 Nichia Corporation Nitride semiconductor device with improved lifetime and high output power
JP3968968B2 (ja) * 2000-07-10 2007-08-29 住友電気工業株式会社 単結晶ＧａＮ基板の製造方法
EP1176120A1 (en) 2000-07-28 2002-01-30 Japan Pionics Co., Ltd. Process for purifying ammonia
JP4154558B2 (ja) * 2000-09-01 2008-09-24 日本電気株式会社 半導体装置
JP4416297B2 (ja) 2000-09-08 2010-02-17 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子、ならびにそれを使用した発光装置および光ピックアップ装置
WO2002021604A1 (en) * 2000-09-08 2002-03-14 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor light-emitting device and optical device including the same
JP2002094189A (ja) 2000-09-14 2002-03-29 Sharp Corp 窒化物半導体レーザ素子およびそれを用いた光学装置
JP2002134416A (ja) 2000-10-19 2002-05-10 Ricoh Co Ltd ｐ型３族窒化物の結晶成長方法および製造方法、並びに半導体素子
US6936488B2 (en) * 2000-10-23 2005-08-30 General Electric Company Homoepitaxial gallium-nitride-based light emitting device and method for producing
US7053413B2 (en) 2000-10-23 2006-05-30 General Electric Company Homoepitaxial gallium-nitride-based light emitting device and method for producing
AU2002219978A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-11 Kyma Technologies, Inc. Method and apparatus for producing miiin columns and miiin materials grown thereon
JP4063520B2 (ja) 2000-11-30 2008-03-19 日本碍子株式会社 半導体発光素子
JP4003413B2 (ja) 2000-12-11 2007-11-07 日亜化学工業株式会社 １３族窒化物結晶の製造方法
JP3785566B2 (ja) 2001-03-19 2006-06-14 株式会社日鉱マテリアルズ ＧａＮ系化合物半導体結晶の製造方法
US6806508B2 (en) 2001-04-20 2004-10-19 General Electic Company Homoepitaxial gallium nitride based photodetector and method of producing
PL207400B1 (pl) * 2001-06-06 2010-12-31 Ammono Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób i urządzenie do otrzymywania objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal
IL159165A0 (en) * 2001-06-06 2004-06-01 Ammono Sp Zoo Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium containing nitride
US6734530B2 (en) 2001-06-06 2004-05-11 Matsushita Electric Industries Co., Ltd. GaN-based compound semiconductor EPI-wafer and semiconductor element using the same
PL350375A1 (en) 2001-10-26 2003-05-05 Ammono Sp Z Oo Epitaxial layer substrate
US6488767B1 (en) * 2001-06-08 2002-12-03 Advanced Technology Materials, Inc. High surface quality GaN wafer and method of fabricating same
US6562466B2 (en) * 2001-07-02 2003-05-13 Essilor International Compagnie Generale D'optique Process for transferring a coating onto a surface of a lens blank
PL225235B1 (pl) 2001-10-26 2017-03-31 Ammono Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Objętościowy monokryształ azotkowy oraz jego zastosowanie jako podłoże do epitaksji
EP1453158A4 (en) 2001-10-26 2007-09-19 Ammono Sp Zoo NITRIDE SEMICONDUCTOR LASER ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
US7097707B2 (en) 2001-12-31 2006-08-29 Cree, Inc. GaN boule grown from liquid melt using GaN seed wafers
US20030209191A1 (en) 2002-05-13 2003-11-13 Purdy Andrew P. Ammonothermal process for bulk synthesis and growth of cubic GaN
WO2003097906A1 (en) 2002-05-17 2003-11-27 Ammono Sp.Zo.O. Bulk single crystal production facility employing supercritical ammonia
AU2002354467A1 (en) 2002-05-17 2003-12-02 Ammono Sp.Zo.O. Light emitting element structure having nitride bulk single crystal layer
US20060138431A1 (en) 2002-05-17 2006-06-29 Robert Dwilinski Light emitting device structure having nitride bulk single crystal layer
CN100339512C (zh) 2002-06-26 2007-09-26 波兰商艾蒙诺公司 获得大单晶含镓氮化物的方法的改进
KR20050054482A (ko) 2002-06-26 2005-06-10 암모노 에스피. 제트오. 오. 질화물 반도체 레이저 디바이스 및 그의 성능을향상시키기 위한 방법
US7099073B2 (en) * 2002-09-27 2006-08-29 Lucent Technologies Inc. Optical frequency-converters based on group III-nitrides
US7811380B2 (en) 2002-12-11 2010-10-12 Ammono Sp. Z O.O. Process for obtaining bulk mono-crystalline gallium-containing nitride
AU2003285769A1 (en) * 2002-12-11 2004-06-30 Ammono Sp. Z O.O. A substrate for epitaxy and a method of preparing the same
WO2004053208A1 (en) 2002-12-11 2004-06-24 Ammono Sp. Z O.O. Process for obtaining bulk-crystalline gallium-containing nitride
US7098487B2 (en) * 2002-12-27 2006-08-29 General Electric Company Gallium nitride crystal and method of making same
CN1289867C (zh) 2003-02-21 2006-12-13 乐金电子(天津)电器有限公司 微波炉的刻度旋钮支持装置
WO2004090202A1 (ja) 2003-04-03 2004-10-21 Mitsubishi Chemical Corporation 酸化亜鉛単結晶
PL1769105T3 (pl) 2004-06-11 2014-11-28 Ammono S A Objętościowy monokrystaliczny azotek galu oraz sposób jego wytwarzania
KR100848379B1 (ko) 2004-06-11 2008-07-25 암모노 에스피. 제트오. 오. Ⅹⅲ족 원소 질화물의 층으로 이루어진 고 전자이동도트랜지스터 및 그 제조 방법
PL371405A1 (pl) 2004-11-26 2006-05-29 Ammono Sp.Z O.O. Sposób wytwarzania objętościowych monokryształów metodą wzrostu na zarodku
US7704324B2 (en) 2005-01-25 2010-04-27 General Electric Company Apparatus for processing materials in supercritical fluids and methods thereof
US7803344B2 (en) 2006-10-25 2010-09-28 The Regents Of The University Of California Method for growing group III-nitride crystals in a mixture of supercritical ammonia and nitrogen, and group III-nitride crystals grown thereby
US8253221B2 (en) 2007-09-19 2012-08-28 The Regents Of The University Of California Gallium nitride bulk crystals and their growth method
US20070234946A1 (en) 2006-04-07 2007-10-11 Tadao Hashimoto Method for growing large surface area gallium nitride crystals in supercritical ammonia and lagre surface area gallium nitride crystals

Also Published As

Publication number Publication date
PL374180A1 (pl) 2005-10-03
US7935550B2 (en) 2011-05-03
US20080108162A1 (en) 2008-05-08
CN1300901C (zh) 2007-02-14
US20040238810A1 (en) 2004-12-02
US20040251471A1 (en) 2004-12-16
KR20040047968A (ko) 2004-06-05
KR100679377B1 (ko) 2007-02-05
CN1263206C (zh) 2006-07-05
EP1453158A4 (en) 2007-09-19
WO2003036771A1 (en) 2003-05-01
KR20040049323A (ko) 2004-06-11
TW200400675A (en) 2004-01-01
JP4097601B2 (ja) 2008-06-11
CN1575533A (zh) 2005-02-02
CN1575534A (zh) 2005-02-02
US7057211B2 (en) 2006-06-06
EP1453159B1 (en) 2017-09-06
JPWO2003043150A1 (ja) 2005-03-10
EP1453159A1 (en) 2004-09-01
WO2003043150A1 (en) 2003-05-22
EP1453159B8 (en) 2017-12-13
EP1453158A1 (en) 2004-09-01
JPWO2003036771A1 (ja) 2005-02-17
TWI263387B (en) 2006-10-01
PL374184A1 (pl) 2005-10-03
JP4383172B2 (ja) 2009-12-16
EP1453159A4 (en) 2007-10-03
US7750355B2 (en) 2010-07-06
KR100679387B1 (ko) 2007-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL214287B1 (pl) Struktura urzadzenia emitujacego swiatlo z monokrystaliczna objetosciowa warstwa azotku
US7871843B2 (en) Method of preparing light emitting device
JP4416648B2 (ja) 発光素子の製造方法
JP5123984B2 (ja) エピタキシャル成長用基板
US7315559B2 (en) Nitride semiconductor laser device and a method for improving its performance
AU2002347692A1 (en) Bulk monocrystalline gallium nitride
KR200326032Y1 (ko) 질화물 벌크 단결정을 이용하는 발광 소자 구조
PL205838B1 (pl) Podłoże do epitaksji
TW200400674A (en) Nitride semiconductor laser device and manufacturing method thereof