DE112016005626B4 - Substrat aus einem Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe 13 und Verwendung desselben in einer Funktionsvorrichtung - Google Patents
Substrat aus einem Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe 13 und Verwendung desselben in einer Funktionsvorrichtung Download PDFInfo
- Publication number
- DE112016005626B4 DE112016005626B4 DE112016005626.5T DE112016005626T DE112016005626B4 DE 112016005626 B4 DE112016005626 B4 DE 112016005626B4 DE 112016005626 T DE112016005626 T DE 112016005626T DE 112016005626 B4 DE112016005626 B4 DE 112016005626B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- crystal
- carrier concentration
- nitride
- group
- crystal substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 133
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims abstract description 47
- 229910052795 boron group element Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 43
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 16
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 claims description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 25
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 13
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 6
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 5
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000012886 Vertigo Diseases 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000005811 Viola adunca Nutrition 0.000 description 2
- 240000009038 Viola odorata Species 0.000 description 2
- 235000013487 Viola odorata Nutrition 0.000 description 2
- 235000002254 Viola papilionacea Nutrition 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 2
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910010093 LiAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- -1 alkyl metal compound Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000004645 scanning capacitance microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005092 sublimation method Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/0242—Crystalline insulating materials
-
- 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
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
-
- 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
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/12—Liquid-phase epitaxial-layer growth characterised by the substrate
-
- 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
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
- C30B25/183—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate being provided with a buffer layer, e.g. a lattice matching layer
-
- 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
- C30B29/38—Nitrides
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/02428—Structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02455—Group 13/15 materials
- H01L21/02458—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02494—Structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02494—Structure
- H01L21/02496—Layer structure
- H01L21/02505—Layer structure consisting of more than two layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/0254—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02623—Liquid deposition
- H01L21/02625—Liquid deposition using melted materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
Substrat aus einem Kristall eines Nitrids der Gruppe 13, umfassend eine Unterschicht und eine Dickschicht:
wobei die Unterschicht einen Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe 13 und eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche umfasst;
wobei die Dickschicht einen Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe 13 umfasst und über der ersten Hauptfläche der Unterschicht angeordnet ist;
wobei die Unterschicht eine Region mit geringer Trägerkonzentration und eine Region mit hoher Trägerkonzentration umfasst, die sich beide zwischen der ersten Hauptfläche und der zweiten Hauptfläche erstrecken;
wobei die Region mit geringer Trägerkonzentration eine Trägerkonzentration von 1×1016/cm3 oder mehr und 1017/cm3 oder weniger aufweist;
wobei die Region mit geringer Trägerkonzentration eine Defektdichte an Versetzungen von 2×106/cm2 oder mehr und 107/cm2 oder weniger aufweist;
wobei die Region mit hoher Trägerkonzentration eine Trägerkonzentration von 1019/cm3 oder mehr und 5×1019/cm3 oder weniger aufweist;
wobei die Region mit hoher Trägerkonzentration eine Defektdichte an Versetzungen von 108/cm2 oder mehr aufweist;
wobei die Dickschicht eine Trägerkonzentration von 1018/cm3 oder mehr und 1019/cm3 oder weniger aufweist;
wobei die Dickschicht eine Defektdichte an Versetzungen von 107/cm2 oder weniger aufweist; und
wobei der Kristall des Nitrids des Elements der Gruppe 13 eine Richtung eines Wachstums senkrecht zur c-Ebene einer Wurtzit-Struktur aufweist.
wobei die Unterschicht einen Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe 13 und eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche umfasst;
wobei die Dickschicht einen Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe 13 umfasst und über der ersten Hauptfläche der Unterschicht angeordnet ist;
wobei die Unterschicht eine Region mit geringer Trägerkonzentration und eine Region mit hoher Trägerkonzentration umfasst, die sich beide zwischen der ersten Hauptfläche und der zweiten Hauptfläche erstrecken;
wobei die Region mit geringer Trägerkonzentration eine Trägerkonzentration von 1×1016/cm3 oder mehr und 1017/cm3 oder weniger aufweist;
wobei die Region mit geringer Trägerkonzentration eine Defektdichte an Versetzungen von 2×106/cm2 oder mehr und 107/cm2 oder weniger aufweist;
wobei die Region mit hoher Trägerkonzentration eine Trägerkonzentration von 1019/cm3 oder mehr und 5×1019/cm3 oder weniger aufweist;
wobei die Region mit hoher Trägerkonzentration eine Defektdichte an Versetzungen von 108/cm2 oder mehr aufweist;
wobei die Dickschicht eine Trägerkonzentration von 1018/cm3 oder mehr und 1019/cm3 oder weniger aufweist;
wobei die Dickschicht eine Defektdichte an Versetzungen von 107/cm2 oder weniger aufweist; und
wobei der Kristall des Nitrids des Elements der Gruppe 13 eine Richtung eines Wachstums senkrecht zur c-Ebene einer Wurtzit-Struktur aufweist.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Substrat aus einem Kristall eines Nitrids der Gruppe
13 und eine Verwendung desselben in einer Funktionsvorrichtung. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise in technischen Gebieten verwendet werden, die höchste Qualität verlangen, so wie eine blaue LED mit verbessertem Farbwiedergabeindex, die wahrscheinlich als künftiger Ersatz einer Leuchtstofflampe, eines blau-violetten Lasers für optische Hochgeschwindigkeits-Speicher mit hoher Dichte, eines Leistungsbauelements für einen Wechselrichter in einem Hybridfahrzeug oder dergleichen dienen kann. - BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
- Da weiß emittierende LED weit verbreitet sind, ist eine Leistungsverbesserung bei LED-Chips erforderlich. Die verbesserte Leistung bedeutet einen verbesserten Wirkungsgrad und eine verbesserte Luminanz. Das HVPE-Verfahren ist ein bekanntes Verfahren zum Erhalten eines selbsttragenden Substrats aus Galliumnitrid. Als Verfahren zum Erhalten qualitativ hochwertiger Kristalle sind unter anderem das DEEP-Verfahren (Patentschrift
1 und Nicht-Patentschrift1 ) und das VAS-Verfahren (Patentschrift2 und3 ) offenbart. - Das Flussmittelverfahren ist eine Art Flüssigphasenverfahren. Im Falle von Galliumnitrid wird durch die Verwendung von Natriummetall als Flussmittel eine Senkung der Temperatur und des Drucks, die für die Züchtung eines Galliumnitrid-Kristalls erforderlich sind, auf etwa 800 °C bzw. mehrere MPa ermöglicht. Insbesondere wird Stickstoffgas in einer Mischschmelze aus Natriummetall und Galliummetall gelöst, sodass Galliumnitrid in einem übersättigten Zustand vorliegt und als Kristall aufwachsen kann. Bei einem derartigen Flüssigphasenprozess kommt es zu weniger Versetzungen als im Falle eines Gasphasenprozesses, sodass Galliumnitrid mit hoher Qualität und einer geringeren Versetzungsdichte (Patentschrift
4 ) erhalten werden kann.
Darüber hinaus beschreibt das DokumentJP 2014-088272 A 13 im Periodensystem, in dem eine Kristallebene einer Hauptebene die {m0-m-n} -Ebene oder die {m0-mn} -Ebene ist [wobei m und n jeweils eine ganze Zahl von 1 sind oder größer], und der eine Region mit hoher Trägerkonzentration und eine Region mit niedriger Trägerkonzentration mit einem Unterschied der Trägerkonzentration von 7,0 × 1017 cm-3 oder mehr aufweist. Der Kristall ist ein Kristall hoher Qualität mit wenigen Stapelfehlern und ist als Halbleitersubstrat für die Bauelementbildung geeignet. Das DokumentUS 2006/0202188 A1 - Einschlägige Schriften
- (Nicht-Patentschrift
1 ) SEI Technical Review 2009, Juli, Band 175, Seite 10 bis 18, „Development of Gallium Substrate“ -
- (Patentschrift
1 ) Japanisches PatentJP 3801125 B1 - (Patentschrift
2 ) Japanisches PatentJP 3631724 B1 - (Patentschrift
3 ) Japanisches PatentJP 4396816 B1 - (Patentschrift
4 ) Japanische PatentanmeldungJP 2009-012986 A - KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Um LED und Laserdioden herzustellen, muss die Leitfähigkeit der Schicht eines Kristalls eines Nitrids eines Elements der Gruppe
13 hoch sein. Um dies zu erreichen, haben die Erfinder versucht, die Kristallschicht mit einem Dotiermittel, wie Si oder Sauerstoff, zu dotieren, sodass die Leitfähigkeit der Kristallschicht und deren Ausgangsleistung verbessert sind. - Aber selbst wenn die Leitfähigkeit der Kristallschicht tatsächlich verbessert wurde, traten im Falle von sogenannten lichtemittierenden Vorrichtungen vom vertikalen Typ Fälle auf, bei denen die Ausgangsleistung des emittierten Lichts nicht verbessert war und der Strom beispielsweise erhöht war.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Substrat aus einem Kristall eines Nitrids des Elements der Gruppe
13 eine gewünschte Leitfähigkeit zu erhalten und diese Leitfähigkeit des Kristalls eines Nitrids des Elements der Gruppe13 wirksam zur Verbesserung seiner Funktion zu verwenden. - Die vorliegende Erfindung stellt ein Kristallsubstrat bereit, umfassend eine Unterschicht und eine Dickschicht:
- wobei die Unterschicht einen Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe
13 und eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche umfasst; - wobei die Dickschicht einen Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe
13 umfasst und über der ersten Hauptfläche der Unterschicht angeordnet ist; - wobei die Unterschicht eine Region mit geringer Trägerkonzentration und eine Region mit hoher Trägerkonzentration umfasst, die sich beide zwischen der ersten Hauptfläche und der zweiten Hauptfläche erstrecken;
- wobei die Region mit geringer Trägerkonzentration eine Trägerkonzentration von 1×1016/cm3 oder mehr und 1017/cm3 oder weniger aufweist;
- wobei die Region mit geringer Trägerkonzentration eine Defektdichte an Versetzungen von 2×106/cm2 oder mehr und 107/cm2 oder weniger aufweist;
- wobei die Region mit hoher Trägerkonzentration eine Trägerkonzentration von 1019/cm3 oder mehr und 5×1019/cm3 oder weniger aufweist;
- wobei die Region mit hoher Trägerkonzentration eine Defektdichte an Versetzungen von 108/cm2 oder mehr aufweist;
- wobei die Dickschicht eine Trägerkonzentration von 1018/cm3 oder mehr und 1019/cm3 oder weniger aufweist;
- wobei die Dickschicht eine Defektdichte an Versetzungen von 107/cm2 oder weniger aufweist; und
- wobei der Kristall des Nitrids des Elements der Gruppe
13 eine Richtung eines Wachstums senkrecht zur c-Ebene einer Wurtzit-Struktur aufweist. - Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung die Verwendung des Kristallsubstrats in einer Vorrichtung bereit, wobei die Vorrichtung umfasst:
- das Kristallsubstrat; und
- eine Funktionsschicht, umfassend ein Nitrid eines Elements der Gruppe
13 , die über dem Kristallsubstrat ausgebildet ist. - (Wirkungen der Erfindung)
- Bei der Herstellung von beispielsweise LED oder Laserdioden mit Strukturen vom vertikalen Typ ist eine hohe Leitfähigkeit erforderlich. Allerdings ist erwiesen, dass zur Bereitstellung der Leitfähigkeit durch Dotieren eines Kristalls eines Nitrids eines Elements der Gruppe
13 mit einem Dotiermittel, wie Si oder Sauerstoff, ein gleichmäßiges Dotieren des Dotiermittels über die gesamte Oberfläche eines Wafers schwierig ist. Weiterhin ist erwiesen, dass die Kristallinität in Regionen mit einem hohen Anteil an Dotiermittel abnimmt und die Versetzungsdichte zunimmt. - Außerdem wurde bei genauerer Betrachtung des Mechanismus von Leckstrom Folgendes festgestellt. Wenn in einer Querschnittsstruktur des Substrats aus einem Kristall eines Nitrids des Elements der Gruppe
13 die Kristallinität geringer ist, fließt ein Strom problemlos in eine Region mit einer hohen Leitfähigkeit. Dies führt zu einer lokalen Stromkonzentration, sodass ein Leckstrom auftritt. Mit anderen Worten wurde durch Beobachten des Querschnitts mittels mikroskopischer Thermographie erfolgreich bestätigt, dass die Temperaturen an den Orten, an denen Leckstrom auftrat, erhöht war. - Außerdem wurde Folgendes bestätigt. Wenn in der Querschnittsstruktur des Kristallsubstrats die Anzahl an Defekten hoch ist, tritt der Leckstrom eher in der Region mit einer relativ hohen Trägerkonzentration auf. Außerdem wurde bestätigt, dass eine solche säulenförmige Region mit hoher Trägerkonzentration in Längsrichtung zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche des Kristallsubstrats verläuft und das Substrat durchdringt. Gleichzeitig wurde auch bestätigt, dass die Region mit geringer Trägerkonzentration in Längsrichtung säulenförmig zwischen der oberen und unteren Fläche des Kristallsubstrats verläuft und das Substrat durchdringt. Dies bedeutet, dass die Stromkonzentration wahrscheinlich durch die Regionen mit hoher Trägerkonzentration erfolgt.
- Weiterhin ist eine Verringerung des Leuchtwirkungsgrads durch Erhöhung der am LED-Chip angelegten Stromdichte als Wirkungsgradabfall-Phänomen bekannt. Deren Ursache wurde als Trägerüberlauf, strahlungslose Rekombination, Auger-Rekombination oder dergleichen angegeben. Ein solches Phänomen tritt jedoch hauptsächlich bei LED vom horizontalen Typ auf.
- Das vorstehend genannte von den Erfindern festgestellte Phänomen unterscheidet sich vom Wirkungsgradabfall-Phänomen, wurde bisher noch nicht beschrieben und von den Erfindern neu entdeckt. Die lokale Stromkonzentration wurde dieses Mal anhand der vorstehend beschriebenen Beobachtung neu entdeckt.
- Auf der Grundlage dieser Entdeckung versuchten die Erfinder, einen Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe
13 auf einer Unterschicht eines Nitrids eines Elements der Gruppe13 unter Ausbildung einer Dickschicht neu aufzuwachsen und die Verbindung von Defekten in der Dickschicht durch Steuerung der Wachstumsbedingungen davon zu erleichtern. Infolgedessen ist bestätigt, dass die säulenförmigen Regionen mit hoher Trägerkonzentration im Kristallsubstrat derart in der Dickschicht verteilt sind, dass die Träger einheitlich verteilt sind, um eine relativ gleichförmige Kathodenlumineszenz zu erhalten. Somit ist möglich, den Leckstrom zwischen einem Paar der Hauptflächen des Kristallsubstrats durch Bereitstellen der Dickschicht mit derartigen Querschnittsstrukturen in der Unterschicht erfolgreich zu verhindern. Damit lässt sich der Leckstrom bei Erhöhung der an das Kristallsubstrat angelegten Spannung verhindern, sodass die Leitfähigkeit des Kristallsubstrats wirksam genutzt und die Funktion weiter verbessert werden kann. - Figurenliste
-
-
1(a) ist eine Ansicht, die schematisch ein Kristallsubstrat1 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt, und1(b) ist eine Ansicht, die schematisch eine Funktionsvorrichtung16 mit dem Substrat1 und einer darauf ausgebildeten Funktionsvorrichtungsstruktur6 zeigt. -
2(a) zeigt den Zustand, in dem eine Impfkristallschicht12 auf einem Trägerkörper11 bereitgestellt ist,2(b) zeigt den Zustand, in dem eine aus einem Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe13 zusammengesetzte Unterschicht13 auf der Impfkristallschicht12 bereitgestellt ist, und2(c) zeigt den Zustand, in dem eine Dickschicht14 auf der Unterschicht13 ausgebildet ist. -
3(a) ist eine Ansicht, die schematisch auf dem Impfkristall12 erzeugte Keime20 zeigt, und3(b) ist eine Ansicht, die schematisch Richtungen des Wachstums der Keime20 zeigt. -
4(a) zeigt den Zustand, in dem die Unterschicht13 und die Dickschicht14 von der Impfkristallschicht getrennt sind, und4(b) zeigt ein Kristallsubstrat1 , das durch Verarbeiten der Unterschicht13 und der Dickschicht14 in4(a) erhalten wird. - Ausführungsformen zum Durchführen der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung ist nachstehend ausführlich unter angemessener Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
- (Kristallsubstrat)
- Gemäß einer in
1(a) gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird eine aus einem Nitrid eines Elements der Gruppe13 zusammengesetzte Dickschicht3 auf einer aus einem Nitrid eines Elements der Gruppe13 zusammengesetzten Unterschicht2 ausgebildet. Die Unterschicht2 beinhaltet eine erste Hauptfläche2a und eine zweite Hauptfläche2b . Die Dickschicht3 ist auf der ersten Hauptfläche2a der Unterschicht2 bereitgestellt. - Die Unterschicht
2 beinhaltet eine Region5 mit geringer Trägerkonzentration und eine Region4 mit hoher Trägerkonzentration, die sich jeweils zwischen der ersten Hauptfläche2a und der zweiten Hauptfläche2b erstrecken. Es ist bestätigt, dass jede der Regionen4 und5 derart erzeugt ist, dass sie sich durch die Unterschicht2 zwischen der ersten und der zweiten Hauptfläche erstreckt. - Im vorliegenden Fall weist die Region
5 mit geringer Trägerkonzentration eine Trägerkonzentration von 1017/cm3 oder weniger auf und die Region5 mit geringer Trägerkonzentration weist eine Defektdichte von 107/cm2 oder weniger auf. Weiterhin weist die Region4 mit hoher Trägerkonzentration eine Trägerkonzentration von 1019/cm3 oder mehr auf und die Region4 mit hoher Trägerkonzentration weist eine Defektdichte von 108/cm2 oder mehr auf. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Mechanismus sind die Dotiermittel in der Region mit hoher Trägerkonzentration konzentriert, sodass dessen Trägerkonzentration erhöht wird, und die Defekte sind ebenfalls in derselben Region konzentriert, die sich in Längsrichtung zwischen den Hauptflächen der Unterschicht erstreckt. - In diesem Fall kann die Region mit geringer Trägerkonzentration bevorzugt eine Trägerkonzentration von 8×1016/cm3 oder weniger aufweisen. Weiterhin kann die Trägerkonzentration der Region mit geringer Trägerkonzentration in der vorstehend beschriebenen die Region mit hoher Trägerkonzentration beinhaltenden Unterschicht in vielen Fällen 1×1017/cm3 oder weniger und 1×1016/cm3 oder mehr betragen. Weiterhin kann die Defektdichte in der Region mit geringer Trägerkonzentration vorzugsweise 8×106/cm2 oder weniger betragen. Weiterhin kann die Defektdichte in der Region mit geringer Trägerkonzentration in vielen Fällen 2×106/cm2 oder mehr betragen.
- Weiterhin beträgt die Trägerkonzentration der Region
4 mit hoher Trägerkonzentration 1019/cm3 oder mehr und kann vorzugsweise 2×1019/cm3 oder mehr betragen. Weiterhin kann die Trägerkonzentration der Region mit hoher Trägerkonzentration in der vorstehend beschriebenen die Region mit geringer Trägerkonzentration beinhaltenden Unterschicht in vielen Fällen 5×1019/cm3 oder weniger betragen. Weiterhin kann die Defektdichte in der Region mit hoher Trägerkonzentration vorzugsweise 5×108/cm2 oder weniger betragen. - Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Trägerkonzentration in der Dickschicht
3 1018/cm3 oder mehr und 1019/cm3 oder weniger und die Defektdichte der Dickschicht beträgt 107/cm2 oder weniger. Obwohl die Defektdichte der Dickschicht vorzugsweise geringer ist, da die Dickschicht auf der Unterschicht der vorstehend beschriebenen Struktur bereitgestellt ist, beträgt die Defektdichte der Dickschicht in vielen Fällen 2×106/cm2 oder mehr. - In diesem Fall, wenn das Dotiermittel ein Dotiermittel vom n-Typ (wie Si, Ge, Sauerstoff oder dergleichen) ist, ist das Aktivierungsverhältnis 98 Prozent oder mehr, sodass die Dotiermittelkonzentration als die Trägerkonzentration betrachtet werden kann. Die Trägerkonzentration ist nachstehend vom Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung zum Verhindern von Leckstrom aufgrund der Stromkonzentration beschrieben. Das Aktivierungsverhältnis kann jedoch als 100 Prozent betrachtet werden und die Trägerkonzentration kann als Dotiermittelkonzentration verstanden werden.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Region mit hoher Trägerkonzentration und die Region mit geringer Trägerkonzentration gemessen und wie folgt unterschieden.
- Verwendet wird ein System zum Messen der Kathodenlumineszenz (beispielsweise die MP-Serie von HORIBA, Ltd.) bei einer Vergrößerung von 50X bis 500X in einer rechteckigen Region eines Bildes mit einer Größe von 0,1 mm und 1 mm.
- Die Trägerkonzentration und die Defektdichte werden gemäß dem Verfahren und den Bedingungen gemessen, die in den Beispielen beschrieben sind.
- Das Element der Gruppe
13 , aus dem die Unterschicht und die Dickschicht bestehen, ist ein Element der Gruppe13 gemäß dem Periodensystem der IUPAC. Das Element der Gruppe13 ist insbesondere Gallium, Aluminium, Indium oder Thallium. Das Nitrid des Elements der Gruppe13 kann vorzugsweise Galliumnitrid, Aluminiumnitrid oder Galliumaluminiumnitrid sein. Weiterhin kann als Zusatz Kohlenstoff, ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt (Zinn, Wismut, Silber, Gold) und ein Metall mit hohem Schmelzpunkt (ein Übergangsmetall, wie Eisen, Mangan, Titan, Chrom) angeführt werden. - In der Dickschicht müssen die Defekte in Verbindung gebracht werden, um zu verhindern, dass Regionen mit hoher Trägerkonzentration durch die Dickschicht zur Oberfläche der Dickschicht durchdringen. Unter diesem Gesichtspunkt kann die Dicke
T3 der Dickschicht vorzugsweise 1 µm oder mehr betragen, mehr bevorzugt 50 µm oder mehr und am meisten bevorzugt 100 µm oder mehr. Weiterhin wird die Leitfähigkeit insgesamt gesehen zu niedrig, wenn die DickeT3 der Dickschicht zu groß ist. Die Dicke der Dickschicht kann vorzugsweise 300 µm oder weniger und mehr bevorzugt 200 µm oder weniger betragen. - Die Dicke
T2 der Unterschicht kann unter dem Gesichtspunkt einer einfachen Handhabung vorzugsweise 50 µm oder weniger betragen. Weiterhin kann die Dicke der Unterschicht unter dem Gesichtspunkt der Leitfähigkeit vorzugsweise 200 µm oder weniger betragen. - Weiterhin kann eine Gesamtdicke (
T2 +T3 ) des Kristallsubstrats, d. h. der Unterschicht und der Dickschicht, vorzugsweise 250 bis 450 µm betragen. - (Funktionsschicht und Funktionsvorrichtung)
- Auf der Dickschicht kann eine Funktionsschicht ausgebildet werden, um eine Funktionsvorrichtung zu erhalten.
- Die Funktionsschicht, wie vorstehend beschrieben, kann aus einer Einzelschicht oder einer Vielzahl von Schichten zusammengesetzt sein. Weiterhin kann sie, was die Funktion betrifft, als eine weiße LED mit hoher Helligkeit und verbessertem Farbwiedergabeindex, als blau-violette Laserscheibe für optische Hochgeschwindigkeits-Speicher mit hoher Dichte, eines Leistungsbauelements für einen Wechselrichter in einem Hybridfahrzeug oder dergleichen verwendet werden.
- Wenn eine lichtemittierende Halbleiterdiode (LED) auf dem Kristallsubstrat mithilfe eines Gasphasenprozesses, vorzugsweise eines Verfahrens mit metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOCVD), hergestellt wird, kann die Versetzungsdichte im Inneren der LED mit der der Dickschicht des Kristallsubstrats vergleichbar gemacht werden.
- Die schichtbildende Temperatur der Funktionsschicht kann unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung einer Einarbeitung von Verunreinigungen, wie Kohlenstoff, vorzugsweise 950 °C oder mehr betragen und mehr bevorzugt 1000 °C oder mehr. Weiterhin kann die schichtbildende Temperatur der Funktionsschicht unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung von Defekten vorzugsweise 1200 °C oder weniger betragen und mehr bevorzugt 1150 °C oder weniger.
- Das Material der Funktionsschicht kann vorzugsweise ein Nitrid eines Elements der Gruppe
13 sein. Ein Element der Gruppe13 bedeutet ein Element der Gruppe13 gemäß dem Periodensystem der IUPAC. Das Element der Gruppe13 ist insbesondere Gallium, Aluminium, Indium oder Thallium. - Die lichtemittierende Vorrichtungsstruktur beinhaltet beispielsweise eine Halbleiterschicht vom n-Typ, eine auf der Halbleiterschicht vom n-Typ bereitgestellte lichtemittierende Region und eine auf der lichtemittierenden Region bereitgestellte Halbleiterschicht vom p-Typ. In einer in
1(b) gezeigten lichtemittierenden Vorrichtung16 sind auf der Dickschicht3 des Kristallsubstrats zur Darstellung der lichtemittierenden Struktur6 eine Kontaktschicht6a vom n-Typ, eine Mantelschicht6b vom n-Typ, eine aktive Schicht6c , eine Mantelschicht6d vom p-Typ und eine Kontaktschicht6e vom p-Typ ausgebildet. - Weiterhin kann die vorstehend beschriebene lichtemittierende Struktur vorzugsweise eine Elektrode für die Halbleiterschicht vom n-Typ, eine Elektrode für die Halbleiterschicht vom p-Typ, eine leitfähige Haftschicht, eine Pufferschicht und einen leitfähigen Trägerkörper oder dergleichen, nicht gezeigt, beinhalten.
- An der lichtemittierenden Struktur wird Licht durch die Seite einer lichtdurchlässigen Elektrode an der Halbleiterschicht vom p-Typ oder der Schicht mit dem Einkristall-Nitrid des Elements der Gruppe
13 gesendet, wenn Licht in der lichtemittierenden Struktur durch Rekombination von Löchern und durch die Halbleiterschichten injizierten Elektronen emittiert wird. In diesem Zusammenhang bedeutet die lichtdurchlässige Elektrode eine Elektrode, die Licht senden kann und aus einer metallischen Dünnschicht oder einer transparenten leitfähigen Schicht hergestellt ist, die im Wesentlichen über der Gesamtheit der Halbleiterschicht vom p-Typ ausgebildet ist. - Die Halbleiterschicht vom n-Typ oder die Halbleiterschicht vom p-Typ ist aus einem Halbleiter einer Halbleiterverbindung der Gruppe III-V zusammengesetzt, die Folgendes beinhaltet.
AlyInxGa1-x-yN(0≦x≦1, 0≦y≦1) - Als Dotiermittel zum Verleihen einer Leitfähigkeit vom n-Typ sind Silizium, Germanium und Sauerstoff angeführt. Weiterhin sind zum Verleihen einer Leitfähigkeit vom p-Typ Magnesium und Zink angeführt.
- Das Verfahren zum Züchten jeder der die lichtemittierende Struktur darstellenden Halbleiterschichten beinhaltet verschiedene Arten von Züchtungsverfahren in der Gasphase. Beispielsweise kann die metallorganische Gasphasenepitaxie (MOCVD; MOVPE), Molekularstrahlepitaxie (MBE), Hydridgasphasenepitaxie (HVPE) oder dergleichen verwendet werden. Von diesen lassen sich mit dem MOCVD-Verfahren Halbleiterschichten mit guter Kristallinität und Glätte herstellen. Gemäß dem MOCVD-Verfahren wird in vielen Fällen eine Alkylmetallverbindung, wie TMG (Trimethylgallium) und TEG (Triethylgallium) oder dergleichen, als Ga-Quelle verwendet und ein Gas, wie Ammoniak oder Hydrazin, wird als Stickstoffquelle verwendet.
- Die lichtemittierende Region beinhaltet eine aktive Schicht mit Potentialtopf. Das Material der aktiven Schicht mit Potentialtopf ist so gewählt, dass der Bandabstand kleiner ist als der in den Halbleiterschichten vom n-Typ und p-Typ. Die aktive Schicht mit Potentialtopf kann eine Struktur mit aktiver Schicht mit einem Potentialtopf (SQW) oder eine Struktur mit aktiver Schicht mit mehreren Potentialtöpfen (MQW) sein. Das Material der aktiven Schicht mit Potentialtopf beinhaltet die Folgenden.
- Als bevorzugtes Beispiel einer aktiven Schicht mit Potentialtopf wird eine MQW-Struktur angeführt, die drei bis zehn Perioden von aktiven Schichten mit Potentialtöpfen beinhaltet, jeweils hergestellt aus AlxGa1-xN/AlyGa1-yN (x=0,15, y=0,20) Serien mit einer Schichtdicke von 3 nm/8 nm.
- (Herstellung der Kristallschicht)
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Unterschicht und die Dickschicht auf einem Impfkristall in dieser Reihenfolge ausgebildet. Der Impfkristall kann ein selbsttragendes Substrat (Trägerkörper) ausbilden oder kann eine auf einem eigenständigen Trägerkörper ausgebildete Impfkristallschicht sein. Die Impfkristallschicht kann aus einer Einzelschicht zusammengesetzt sein oder kann eine Pufferschicht auf der Seite des Trägerkörpers beinhalten.
- Eine Impfkristallschicht
12 kann beispielsweise, wie in2(a) gezeigt, auf einer Fläche11a eines Trägerkörpers11 ausgebildet sein. Die Impfkristallschicht12 ist aus einem Nitrid eines Elements der Gruppe13 zusammengesetzt. - Wenn die Impfkristallschicht auf dem Trägerkörper ausgebildet ist, obwohl der den Trägerkörper ausbildende Einkristall unbegrenzt ist, beinhaltet sie einen Saphir, eine AIN-Schablone, eine GaN-Schablone, ein selbsttragendes GaN-Substrat, einen Silizium-Einkristall, einen SiC-Einkristall, einen MgO-Einkristall, Spinell (MgAl2O4), LiAlO2, LiGaO2, und eine Oxidzusammensetzung vom Perowskit-Typ, wie LaAlO3, LaGaO3 oder NdGaO3 und SCAM (ScAlMgO4). Eine kubische Oxidzusammensetzung vom Perowskit-Typ, dargestellt durch die Zusammensetzungsformel [A1-y(Sr1-xBax)y] [(Al1-zGaz)1-uDu]O3 (worin A eine Seltene Erde ist; D ein oder mehrere Elemente ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Niob und Tantal; y=0,3 bis 0,98; x=0 bis 1; z=0 bis 1; u=0,15 bis 0,49; und x+z=0,1 bis 2), kann ebenfalls verwendet werden.
- Die Richtung des Wachstums der Kristallschicht eines Nitrids des Elements der Gruppe
13 kann eine Richtung senkrecht zur c-Ebene der Wurtzit-Struktur oder eine Richtung senkrecht zu jeder der a-Ebene und m-Ebene sein. - Die Versetzungsdichte an der Fläche
12a des Impfkristalls ist unter dem Gesichtspunkt einer Verringerung der Versetzungsdichte des auf dem Impfkristall bereitgestellten Kristallsubstrats vorzugsweise geringer. Unter diesem Gesichtspunkt kann die Versetzungsdichte an der Fläche12a des Impfkristalls vorzugsweise 7×108cm-2 oder weniger und mehr bevorzugt 5×108cm-2 oder weniger betragen. Weiterhin wird keine besondere Untergrenze bereitgestellt, da die Versetzungsdichte des Impfkristalls unter dem Gesichtspunkt der Qualität vorzugsweise geringer sein kann, sie kann aber in vielen Fällen im Allgemeinen 5×107cm-2 oder mehr betragen. - Das Verfahren zum Ausbilden der Impfkristallschicht ist nicht speziell begrenzt, als Beispiele sind ein Gasphasenprozess, wie das Verfahren der metallorganischen Gasphasenepitaxie (MOCVD), das Verfahren der Hydridgasphasenepitaxie (HVPE), das Verfahren der pulsangeregten Abscheidung (PXD), das MBE-Verfahren und Sublimationsverfahren, und ein Flüssigphasenprozess, wie das Flussverfahren, genannt.
- Anschließend wird, wie in
2(b) gezeigt, die Unterschicht13 auf der Impfkristallschicht12 ausgebildet. Als Nächstes wird, wie in2(c) gezeigt, die Dickschicht14 auf der Fläche13a der Unterschicht13 ausgebildet. - Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Unterschicht und die Dickschicht mithilfe des Flussverfahrens gezüchtet. In diesem Fall ist die Art des Flussmittels nicht besonders begrenzt, es muss nur möglich sein, das Nitrid des Elements der Gruppe
13 zu züchten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Flussmittel verwendet, das mindestens eines eines Alkalimetalls und eines Erdalkalimetalls enthält, und ein Natriummetall enthaltendes Flussmittel ist besonders bevorzugt. - Ein Rohmaterial des Nitrids des Elements der Gruppe
13 wird mit dem Flussmittel vermischt und verwendet. Als Rohmaterial ist ein Reinmetall, eine Legierung und eine Verbindung geeignet und unter dem Gesichtspunkt der Handhabung wird zweckmäßig das Einzelmetall des Elements der Gruppe13 verwendet. - Wenn die Unterschicht mithilfe eines Flussverfahrens hergestellt wird, wird der Übersättigungsgrad zur Förderung des vertikalen Wachstums auf einem niedrigen Wert gehalten und die Strömung der Schmelze ist gering, sodass nur das Konzentrationsgefälle als treibende Kraft für das Kristallwachstum verwendet wird. Die Keimbildung ist begrenzt und der Kristall wird von den Keimen
20 nach oben gezüchtet (Pfeile C), wie in3(b) gezeigt. - Insbesondere wird die Unterschicht vorzugsweise gemäß dem folgenden Verfahren gezüchtet.
- (1A) Die durchschnittliche Züchtungstemperatur der Schmelze im Schmelztiegel wird hoch gehalten, sodass der Übersättigungsgrad erhöht wird, um die Bildung von Keimen
20 zu hemmen (siehe3(a) ). - (2A) Die Temperatur in einem oberen Teil des Schmelztiegels wird über die in einem unteren Teil des Schmelztiegels erhöht, sodass eine Strömung in der Schmelze gehemmt.
- (3A) Die Schmelze wird nicht gerührt und falls gerührt, wird die Rührgeschwindigkeit gering gehalten.
- (4A) Der Partialdruck eines Stickstoff enthaltenden Gases wird verringert.
- Beispielsweise sind die folgenden Bedingungen anwendbar.
- (1A) Die durchschnittliche Züchtungstemperatur der Schmelze im Schmelztiegel wird auf 870 bis 885 °C eingestellt.
- (2A) Die Temperatur im oberen Teil des Schmelztiegels wird um 0,5 bis 1 °C über die im unteren Teil des Schmelztiegels erhöht.
- (3A) Die Schmelze wird nicht gerührt oder die Rührgeschwindigkeit wird auf 30 U/min oder weniger eingestellt. Weiterhin bleibt die Rührrichtung unverändert.
- (4A) Der Partialdruck des Stickstoff enthaltenden Gases wird auf 3,5 bis 3,8 MPa eingestellt.
- Unter derartigen Bedingungen befindet sich in den Regionen mit hoher Trägerkonzentration eine große Anzahl an Kristalldefekten. Der Grund hierfür ist, dass aufgrund des Wachstums der Kristallstruktur nach oben und vertikal in Form einer Säule die Anzahl an Trägern und Kristalldefekten an Orten mit zahlreichen Dotiermitteln eher zunimmt.
- Mit den hier genannten Kristalldefekten sind Verspannungen gemeint, einschließlich dreier Arten von Versetzungen: Schraubenversetzung, Randversetzung und Mischversetzung. Diese Arten der Versetzung können mithilfe eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) oder der Kathodenlumineszenz (KL) bestätigt werden.
- Anschließend wird ein Nitrid eines Elements der Gruppe
13 erneut in derselben Schmelze mithilfe eines Flussverfahrens gezüchtet, sodass die Dickschicht, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet werden kann. - Allerdings werden die Wachstumsbedingungen geändert, um die Wachstumsgeschwindigkeit des Kristalls zu erhöhen. Demzufolge besteht das Kristallwachstum
21 , wie in3(b) gezeigt, hauptsächlich aus lateralem Wachstum (Pfeile A und B). - Während der Phase zur Ausbildung der Dickschicht sind die folgenden Modifikationen bevorzugt.
- (1B) Die durchschnittliche Züchtungstemperatur der Schmelze im Schmelztiegel wird auf 850 bis 860 °C eingestellt. Weiterhin wird ein Unterschied zwischen der durchschnittlichen Züchtungstemperatur und der in der Anfangsphase von 10 bis 25 °C eingestellt.
- (3B) Die Schmelze wird gerührt und die Rührrichtung wird regelmäßig geändert. Weiterhin wird das Drehen des Schmelztiegels angehalten, wenn die Rührrichtung geändert wird. In diesem Fall kann der Zeitraum zum Anhalten des Drehens vorzugsweise 100 bis 6000 Sekunden und mehr bevorzugt 600 bis 3600 Sekunden betragen. Weiterhin kann der Zeitraum des Drehens vor und nach dem Anhalten des Drehens vorzugsweise 10 bis 600 Sekunden und die Drehzahl vorzugsweise 10 bis 30 U/min betragen.
- (4B) Der Partialdruck des Stickstoff enthaltenden Gases wird auf 4,0 bis 4,2 MPa eingestellt und der Partialdruck wird höher eingestellt als der Partialdruck des Stickstoff enthaltenden Gases in der Anfangsphase von 0,2 bis 0,5 MPa.
- In diesem Fall werden die Herstellungsbedingungen in der Phase der Ausbildung der Dickschicht vorzugsweise allmählich so geändert, dass die niedrige Versetzungsdichte und Trägerkonzentration ausgeglichen sind. Insbesondere wird die Rührgeschwindigkeit der Schmelze allmählich erhöht und die Retentionszeit bei der maximalen Rührgeschwindigkeit während des Rührens allmählich verlängert.
- Dadurch werden die Kristalldefekte von der unteren Hauptfläche in Kontakt mit der Unterschicht zur Oberfläche mit zunehmendem Wachstum des Kristalls verlängert, wobei sie miteinander in Verbindung gebracht werden. Die Trägerkonzentration und die Defektdichte werden so einheitlich in der Dickschicht verteilt, sodass die Konzentration des Leckstroms verhindert werden kann.
- Gemäß dem Flussverfahren wird ein Einkristall in einer Stickstoffatome enthaltenden Gasatmosphäre gezüchtet. Als dieses Gas können vorzugsweise Stickstoffgas verwendet werden, auch Ammoniak ist verwendbar. Die Verwendung jedes anderen Gases mit Ausnahme des Stickstoffatome enthaltenden Gases in der Atmosphäre ist unbegrenzt; vorzugsweise wird jedoch ein inertes Gas verwendet und Argon, Helium oder Neon können besonders bevorzugt sein.
- In der Phase der Züchtung der Unterschicht ist eine Retentionszeit von einer Stunde oder mehr, vorzugsweise zwei Stunden oder mehr unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen (1A) bis (4A) bevorzugt. Die Retentionszeit in der Phase der Ausbildung der Unterschicht kann vorzugsweise10 Stunden oder weniger betragen.
- Ein Verhältnis (molares Verhältnis) des Nitrids des Elements der Gruppe 13/Flussmittel (beispielsweise Natrium) in der Schmelze kann unter dem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise höher eingestellt werden, vorzugsweise auf 18 Mol-% oder mehr und mehr bevorzugt auf 25 Mol-% oder mehr. Allerdings wird die Kristallqualität eher schlechter, wenn dieses Verhältnis zu hoch wird, sodass das Verhältnis vorzugsweise 40 Mol-% oder weniger betragen kann.
- (Gasphasenprozess)
- Bei dem HVPE-Verfahren wird beispielsweise das Mischungsverhältnis für Wasserstoff in der Anfangsphase der Züchtung höher eingestellt (beispielsweise 50 Prozent oder mehr), sodass die Wachstumsgeschwindigkeit geringer wird (beispielsweise 10 bis 20 Mikron/h) und damit der Kristall hauptsächlich in die durch Pfeil C in
3(a) und3(b) angegebene Richtung wächst. Anschließend wird das Mischungsverhältnis für Wasserstoff gesenkt (beispielsweise auf 30 Prozent oder weniger) und für V/III erhöht (beispielsweise auf 2000 oder mehr), um so das Wachstum hauptsächlich in den durch Pfeil A und B in3(b) angegebenen Richtungen umzusetzen. - Das Nitrid des Elements der Gruppe
13 , das mittels des Flussverfahrens gezüchtet wird, emittiert Fluoreszenz (blaue Fluoreszenz) mit einem breiten Peak bei einer Wellenlänge von 440 bis 470 nm, wenn es mit Licht mit einer Wellenlänge von 330 bis 385 nm (beispielsweise von einer Quecksilberlampe emittiertem Licht) bestrahlt wird. Andererseits emittiert das Nitrid des Elements der Gruppe13 , das mittels eines Gasphasenprozesses gezüchtet wird, Fluoreszenz (gelbe Fluoreszenz) mit einem breiten Peak bei einer Wellenlänge von 540 bis 580 nm, wenn es mit Licht mit einer Wellenlänge von 330 bis 385 nm bestrahlt wird. So lässt sich anhand der Farbe der durch Bestrahlen mit Licht mit einer Wellenlänge von 330 bis 385 nm emittierten Fluoreszenz zwischen den Nitridkristallen des Elements der Gruppe13 unterscheiden, die mittels des Flussverfahrens und des Gasphasenprozesses hergestellt wurden. - (Verarbeiten und Form der Kristallschicht)
- Wie in
2(b) und2(c) dargestellt, wird das Kristallsubstrat1A auf der Impfkristallschicht ausgebildet, wonach anschließend eine bestimmte Funktionsschicht auf der Oberfläche14a der Dickschicht14 ausgebildet werden kann. Alternativ kann das Kristallsubstrat1A durch Schleifen, Abheben oder dergleichen vom Impfkristall entfernt werden, um das Kristallsubstrat1A abzutrennen, wie in4(a) gezeigt. In diesem Fall wird die bestimmte Funktionsschicht auf der Dickschicht14 des abgetrennten Kristallsubstrats1A ausgebildet. Zu diesem Zeitpunkt kann die untere Fläche13b der Unterschicht13 einem Polieren unterworfen werden, um eine Verformung des Kristallsubstrats zu mindern. - Alternativ kann die Oberfläche
14a der Dickschicht14 poliert werden, um die Oberfläche3a der Dickschicht3 zu einer polierten Oberfläche zu machen, wie in4(b) gezeigt. Weiterhin kann zu diesem Zeitpunkt die untere Fläche13b der Unterschicht einem Polieren unterworfen werden, um die untere Fläche2z der Unterschicht2 zu einer polierten Oberfläche zu machen, wie in4(b) gezeigt. - Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Kristallschicht des Nitrids des Elements der Gruppe
13 die Form einer kreisförmigen Platte und sie kann eine andere Form aufweisen, wie eine rechteckige Platte. Weiterhin kann die Abmessung des Galliumnitridsubstrats gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen Durchmesser φ von 25 mm oder mehr aufweisen. Somit ist es möglich, eine Kristallschicht bereitzustellen, die für die Massenfertigung von Funktionsvorrichtungen geeignet und einfach handhabbar ist. - Nachstehend sind das Schleifen und das Polieren der Oberflächen des Kristallsubstrats des Nitrids des Elements der Gruppe
13 beschrieben. - Beim Schleifen wird ein Gegenstand mit fixierten Schleifmitteln in Kontakt gebracht, die durch Fixieren der Schleifmittel mit einem Bindemittel erhalten und mit hoher Drehzahl rotiert werden, um eine Oberfläche des Gegenstands zu schleifen. Bei einem solchen Schleifen wird eine raue Oberfläche ausgebildet. Wenn eine untere Fläche des Galliumnitridsubstrats geschliffen wird, werden vorzugsweise fixierte Schleifmittel verwendet, die Schleifmittel enthalten, die aus SiC Al2O3, Diamant, CBN (kubisches Bornitrid, siehe auch nachstehend) oder dergleichen mit einer hohen Härte und einer Korngröße von etwa 10 µm bis 100 µm zusammengesetzt sind.
- Weiterhin werden beim Läppen eine Oberflächenplatte und ein Gegenstand durch freie Schleifmittel (d. h. Schleifmittel, die nicht fixiert sind, siehe nachstehend) in Kontakt gebracht, während sie gegeneinander rotieren, oder fixierte Schleifmittel und der Gegenstand werden in Kontakt gebracht, während sie gegeneinander rotieren, um eine Oberfläche des Gegenstands zu polieren. Durch Läppen wird eine Oberfläche mit einer Oberflächenrauheit ausgebildet, die geringer ist als beim Schleifen und größer als beim Mikro-Läppen (Polieren). Vorzugsweise werden Schleifmittel verwendet, die aus SiC, Al2O3, Diamant, CBN oder dergleichen mit einer hohen Härte und einer Korngröße von etwa 0,5 µm oder mehr und 15 µm oder weniger zusammengesetzt sind.
- Mikro-Läppen (Polieren) bedeutet, dass eine Polierscheibe und ein Gegenstand durch freie Schleifenmittel in Kontakt gebracht werden, während sie gegeneinander rotieren, oder dass fixierte Schleifmittel und der Gegenstand in Kontakt gebracht werden, während sie gegeneinander rotieren, um eine Oberfläche des Gegenstands einem Mikro-Läppen zu unterwerfen, um diese zu glätten. Mit einem solchen Polieren kann eine Oberfläche zum Züchten eines Kristalls erhalten werden, deren Oberflächenrauheit geringer ist als beim Läppen.
- BEISPIELE
- (Beispiel)
- Das Kristallsubstrat und die lichtemittierende Vorrichtung wurden gemäß dem unter Bezugnahme auf
1 bis4 beschriebenen Verfahren hergestellt. - (Herstellung eines Impfkristallsubstrats)
- Auf der c-Ebene eines Saphirsubstrats
11 mit einem Durchmesser von 2 Zoll und einer Dicke von 500 µm wurde bei 530 □ unter Verwendung des MOCVD-Verfahrens eine Niedrigtemperatur-GaN-Pufferschicht mit 20 nm abgeschieden. Darauf wurde bei 1050 °C eine Impfkristallschicht12 aus GaN mit einer Dicke von 2 µ m abgeschieden. Die mittels TEM (Transmissionselektronenmikroskop) beobachtete Defektdichte lag bei 1×109/cm2. Die erhaltene Anordnung wurde einem 10-minütigen Ultraschallbad mit organischem Lösungsmittel bzw. ultrareinem Wasser unterworfen und anschließend getrocknet, um ein Impfkristallsubstrat zu erhalten. - (Züchtung der Unterschicht)
- In einen mit Inertgas gefüllten Handschuhkasten wurden Ga-Metall und Na-Mittel in einem molaren Verhältnis von 20:80 abgewogen und dann zusammen mit dem Impfkristallsubstrat in einen Aluminiumoxidschmelztiegel eingebracht. Weiterhin wurde als Dotiermittel flüssiges Germanium in einer Menge von 1 mol/cm3 im Verhältnis zu Ga eingetragen. Drei Schmelztiegel wurden gestapelt und eine Aluminiumoxidabdeckung oben auf den drei Schmelztiegeln angebracht. Diese wurden in einen Aufnahmebehälter (Reaktionsgefäß) aus Edelstahl gestellt. Vier Reaktionsgefäße mit jeweils dem Schmelztiegelstapel wurden gestapelt und in einen Aufnahmebehälter (Innenbehälter) aus Edelstahl gestellt.
- Danach wurden Heizungen in einem Druckbehälter erwärmen, um die Rohstoffe in den Schmelztiegel zu schmelzen und die Ga-Na-Mischschmelzen zu erzeugen. Während die Schmelztiegel zum Aufrechterhalten der Temperatur von 880 °C erwärmt wurden, wurde Stickstoffgas aus einer Stickstoffgasflasche bis zu einem Druck von 4,0 MPa eingetragen, um das Kristallwachstum einzuleiten. Fünf Stunden später wurde die Temperatur im Schmelztiegel über 20 Stunden auf 850 °C gesenkt und der Druck auf 4,2 MPa erhöht. Zu diesem Zeitpunkt begann das Rühren durch laufendes Umkehren der Drehrichtung des Drehtisches, um den Wachstumsmodus des Kristalls zu ändern. Danach wurde der Druck
30 Minuten lang auf 4,0 MPa gesenkt und das Rühren durch laufendes Umkehren der Drehrichtung des Drehtisches fortgesetzt, um den Kristall zu züchten.
Was die Drehbedingungen betrifft, wurde der Drehtisch um eine Mittelachse mit einer Drehzahl von 20 U/min im und gegen den Uhrzeigersinn über bestimmte Zeiträume gedreht. Der Zeitraum für die Beschleunigung betrug 6 Sekunden, die Retentionszeit betrug 200 Sekunden, die Abbremszeit betrug 6 Sekunden und die Stoppzeit betrug 1 Sekunde. Diese Bedingungen wurden 24 Stunden lang aufrechterhalten. Die Dicke des GaN-Kristalls wurde um etwa 300 Mikron erhöht. - Die Oberfläche des so erhaltenen Galliumnitrid-Kristallsubstrats wurde einem Polieren unterworfen, um eine Dicke von 250 Mikron zu erhalten. Die Dichte dunkler Flecken auf der Oberfläche wurde mittels Kathodenlumineszenz gemessen und betrug 2×105/cm2. Die Dichte der dunklen Flecken wurde als Defektdichte betrachtet. Eine Probe mit den Abmessungen
6 mm×6 mm wurde aus dem Kristallsubstrat abgetrennt und die Probe einer Lochmessung unterworfen, um die Trägerdichte zu erhalten, die 5×1018/cm3 betrug. - (Sichtung der Dickschicht)
- Anschließend wurde n-GaN unter Verwendung des Flüssigphasenprozesses weiter um 100 Mikron gezüchtet. Es wurden Dotiermittel vom N-Typ eingebracht, sodass die Trägerdichte 1×1018/cm3 betrug.
- Was die Züchtungsbedingungen betrifft, wurde die vorstehend beschriebene Drehzahl über 4 Stunden allmählich von 20 U/min auf 40 U/min erhöht und die Retentionszeit bei 35 U/min wurde über 4 Stunden von 200 Sekunden in Schritten von 100 Sekunden auf 600 Sekunden erhöht. Danach wurde der Kristall auf Raumtemperatur abgekühlt und entnommen. Über eine Gesamtdauer von 8 Stunden wurde ein Wachstum des Kristalls von etwa 100 Mikron erreicht.
- (Herstellung des Wafers)
- Anschließend wurde das Substrat einem Laserabheben unterworfen, sodass das Trägersubstrat und die Impfkristallschicht vom Galliumnitrid-Kristallsubstrat getrennt wurden. Beide Flächen des Kristallsubstrats wurden einer mechanischen Verarbeitung und einem Trockenätzen unterworfen, um das Glätten durchzuführen und einen 0,0508m-(2-Zoll)-Wafer 1 mit einer Dicke von 290 µm zu erhalten. Die Dicke der Dickschicht
3 und der Unterschicht2 nach dem Polieren betrug etwa 40 Mikron bzw. 250 Mikron. - Die Querschnittsstruktur des Wafers wurde mittels CL untersucht. Zu diesem Zweck wurde der Querschnitt in hell lichtemittierende Regionen
5 und dunkle Regionen4 in der Unterschicht geteilt. Jede der Regionen wurde mit einem säulenförmigen Querschnitt gezüchtet. Weiterhin wurden dunkle Linien als Resultat der Konzentration von Versetzungen im Mittelteil der hell lichtemittierenden Region4 beobachtet. Die hell lichtemittierende Region4 weist eine Defektdichte von 2 bis 5×108/cm2 und eine Trägerkonzentration von 1×1019/cm3 auf. Die Region5 mit einer geringeren Lichtstärke weist eine im Wesentlichen einheitliche Defektdichte von 3×106/cm2 und eine Trägerkonzentration von 8×1016/cm3 auf. - In der Dickschicht
3 wiederum wurden eine einheitliche Lumineszenz und keine Regionen mit Versetzungskonzentrationen beobachtet. Die Defektdichte war etwa einheitlich und betrug 3×106/m3, und die Trägerkonzentration betrug 1×1018/cm3. - Die Trägerkonzentration wurde wie folgt gemessen. Die CL-Messung wurde mit vier Proben durchgeführt, deren Trägerkonzentration zuvor in einem Wirbelstromsystem gemessen worden war (1×1017/cm3; 1×1018/cm3; 5×1018/cm3; 1×1019/cm3). Die Helligkeit jedes der entsprechenden Bilder wurde einer Bildverarbeitung mit 8 Bit (
255 Abstufungen) unterworfen, um eine Kalibrationslinie betreffend die Trägerdichte und die Helligkeit des CL-Bilds zu erhalten. Die so erhaltene Kalibrationslinie wurde zur Berechnung der Trägerkonzentration verwendet. - Weiterhin wurde die so erhaltene Dickschicht
3 mit Licht mit einer Wellenlänge von 330 bis 385 nm von einer Quecksilberlampe bestrahlt. Dies ergab eine oszillierende Fluoreszenz (blaue Fluoreszenz) mit einem breiten Peak bei 440 bis 470 nm. - (Herstellung der lichtemittierenden Vorrichtung)
- Das so erhaltene Kristallsubstrat wurde zur Herstellung einer LED-Struktur mittels des MOCVD-Verfahrens verwendet. Anschließend wurden Elektroden angeordnet und die hintere Fläche poliert, sodass die Dicke der Unterschicht nach dem Polieren der Hinterseite
70 Mikron betrug. Dann wurde durch Zerschneiden eine blaue LED mit den Abmessungen1 mm×1 mm mit einer Struktur vom Horizontaltyp hergestellt. Die interne Quantenausbeute wurde mit einem Treiberstrom von 350 mA gemessen und betrug etwa 80 Prozent. Die Lichtstärke war über die gesamte Ebene hinweg einheitlich. Weiterhin wurde der Treiberstrom auf 1000 mA erhöht und die interne Quantenausbeute gemessen, die 65 Prozent betrug. Weiterhin war der Leckstrom bei einer angelegten Spannung von 2 V 0,01 pA. - (Vergleichsbeispiel
1 ) - Ein Kristallsubstrat wurde gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und darauf wurde die LED-Struktur aufgebracht. Im Unterschied zu Beispiel 1 wurde das Kristallwachstum jedoch in der Phase der Ausbildung der Unterschicht beendet und die Dickschicht wurde nicht ausgebildet.
- Bei Beobachtung des Querschnitts der Unterschicht gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurden hell lichtemittierende Regionen
5 und dunkle Regionen4 festgestellt, die sich jeweils in Längsrichtung säulenförmig in Wachstumsrichtung erstrecken und sich nicht überschneiden. In den hell lichtemittierenden Regionen4 wurden zahlreiche schwarze Linien beobachtet, die für Versetzungslinien gehalten wurden. In den dunklen Regionen5 wiederum wurden diese schwarzen Linien kaum beobachtet. Weiterhin waren die Defektdichte und die Trägerkonzentration in den Regionen4 und5 im Wesentlichen gleich denen in Beispiel 1. - Die interne Quantenausbeute der so erhaltenen LED-Vorrichtung wurde bei einem Treiberstrom von 350 mA gemessen und ein relativ hoher Wert von etwa 75 Prozent erhalten, die lichtemittierende Stärke erwies sich jedoch als uneinheitlich in einer Ebene. Weiterhin wurde der Treiberstrom auf 1000 mA erhöht und die interne Quantenausbeute gemessen. Sie betrug weniger als 55 Prozent und die Abweichung der lichtemittierenden Ausbeute war erheblich. Weiterhin betrug der Leckstrom bei einer angelegten Spannung von 2 V 1 mA und lag damit über dem Wert in Beispiel 1.
- Anhand der vorstehend beschriebenen Versuchsergebnisse konnte gezeigt werden, dass die defektangereicherte Region in den hell lichtemittierenden Regionen
4 der Unterschicht die Ursache des Leckstroms war.
Claims (11)
- Substrat aus einem Kristall eines Nitrids der Gruppe 13, umfassend eine Unterschicht und eine Dickschicht: wobei die Unterschicht einen Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe 13 und eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche umfasst; wobei die Dickschicht einen Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe 13 umfasst und über der ersten Hauptfläche der Unterschicht angeordnet ist; wobei die Unterschicht eine Region mit geringer Trägerkonzentration und eine Region mit hoher Trägerkonzentration umfasst, die sich beide zwischen der ersten Hauptfläche und der zweiten Hauptfläche erstrecken; wobei die Region mit geringer Trägerkonzentration eine Trägerkonzentration von 1×1016/cm3 oder mehr und 1017/cm3 oder weniger aufweist; wobei die Region mit geringer Trägerkonzentration eine Defektdichte an Versetzungen von 2×106/cm2 oder mehr und 107/cm2 oder weniger aufweist; wobei die Region mit hoher Trägerkonzentration eine Trägerkonzentration von 1019/cm3 oder mehr und 5×1019/cm3 oder weniger aufweist; wobei die Region mit hoher Trägerkonzentration eine Defektdichte an Versetzungen von 108/cm2 oder mehr aufweist; wobei die Dickschicht eine Trägerkonzentration von 1018/cm3 oder mehr und 1019/cm3 oder weniger aufweist; wobei die Dickschicht eine Defektdichte an Versetzungen von 107/cm2 oder weniger aufweist; und wobei der Kristall des Nitrids des Elements der Gruppe 13 eine Richtung eines Wachstums senkrecht zur c-Ebene einer Wurtzit-Struktur aufweist.
- Kristallsubstrat nach
Anspruch 1 , wobei eine Defektdichte an einer Oberfläche der Dickschicht 107/cm2 oder weniger beträgt. - Kristallsubstrat nach
Anspruch 1 oder2 , wobei die Region mit hoher Trägerkonzentration eine Defektdichte an Versetzungen von 108/cm2 oder mehr und 5×108/cm2 oder weniger aufweist. - Kristallsubstrat nach
Anspruch 3 , wobei die Region mit hoher Trägerkonzentration eine Defektdichte an Versetzungen von 2 bis 5×108/cm2 aufweist. - Kristallsubstrat nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , wobei die Dickschicht eine Dicke von 1 µm oder mehr aufweist und wobei die Unterschicht eine Dicke von 50 µm oder mehr und 200 µm oder weniger aufweist. - Kristallsubstrat nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , wobei die Dickschicht durch ein Flussverfahren oder ein Gasphasenverfahren ausgebildet wird. - Kristallsubstrat nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , wobei eine Oberfläche der Dickschicht eine polierte Oberfläche umfasst. - Kristallsubstrat nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , wobei der Kristall des Nitrids des Elements der Gruppe 13, der die Unterschicht ausbildet, und der Kristall des Nitrids des Elements der Gruppe 13, der die Dickschicht ausbildet, Galliumnitrid umfasst. - Verwendung des Kristallsubstrats nach einem der
Ansprüche 1 bis8 in einer Funktionsvorrichtung, wobei auf der Dickschicht des Kristallsubstrats eine Funktionsschicht ausgebildet ist, umfassend ein Nitrid eines Elements der Gruppe 13. - Verwendung des Kristallsubstrats nach
Anspruch 9 , wobei die Funktionsschicht eine Funktion zum Emittieren von Licht aufweist. - Verwendung des Kristallsubstrats nach
Anspruch 9 oder10 , wobei die Funktionsvorrichtung weiterhin einen Impfkristall umfasst, umfassend ein Nitrid eines Elements der Gruppe 13, und wobei das Kristallsubstrat über dem Impfkristall bereitgestellt ist.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015-242068 | 2015-12-11 | ||
JP2015242068 | 2015-12-11 | ||
PCT/JP2016/075175 WO2017098756A1 (ja) | 2015-12-11 | 2016-08-29 | 13族元素窒化物結晶基板および機能素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE112016005626T5 DE112016005626T5 (de) | 2018-09-06 |
DE112016005626B4 true DE112016005626B4 (de) | 2021-03-18 |
Family
ID=59012957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE112016005626.5T Active DE112016005626B4 (de) | 2015-12-11 | 2016-08-29 | Substrat aus einem Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe 13 und Verwendung desselben in einer Funktionsvorrichtung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11473212B2 (de) |
JP (1) | JP6169292B1 (de) |
CN (1) | CN108291329B (de) |
DE (1) | DE112016005626B4 (de) |
WO (1) | WO2017098756A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6553765B1 (ja) * | 2018-03-20 | 2019-07-31 | 株式会社サイオクス | 結晶基板の製造方法および結晶基板 |
WO2021100242A1 (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 日本碍子株式会社 | 13族元素窒化物結晶層、自立基板および機能素子 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060202188A1 (en) * | 2003-01-08 | 2006-09-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Nitride semiconductor light-emitting device, method of fabricating it, and semiconductor optical apparatus |
JP2014088272A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | 周期表第13族金属窒化物半導体結晶 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3631724B2 (ja) | 2001-03-27 | 2005-03-23 | 日本電気株式会社 | Iii族窒化物半導体基板およびその製造方法 |
JP3801125B2 (ja) | 2001-10-09 | 2006-07-26 | 住友電気工業株式会社 | 単結晶窒化ガリウム基板と単結晶窒化ガリウムの結晶成長方法および単結晶窒化ガリウム基板の製造方法 |
JP4396816B2 (ja) | 2003-10-17 | 2010-01-13 | 日立電線株式会社 | Iii族窒化物半導体基板およびその製造方法 |
JP4943132B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2012-05-30 | 日本碍子株式会社 | AlN系III族窒化物エピタキシャル膜の転位低減方法 |
JP4914299B2 (ja) | 2007-06-29 | 2012-04-11 | 住友電気工業株式会社 | Iii族窒化物結晶の製造方法 |
JPWO2009020235A1 (ja) * | 2007-08-09 | 2010-11-04 | 昭和電工株式会社 | Iii族窒化物半導体エピタキシャル基板 |
JP2010070430A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 導電性窒化物半導体基板並びにその製造方法 |
CN103890980A (zh) * | 2011-08-10 | 2014-06-25 | 日本碍子株式会社 | 半导体发光元件以及包含该半导体发光元件的叠层体 |
WO2013058352A1 (ja) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | 三菱化学株式会社 | Iii族窒化物半導体結晶 |
WO2014034338A1 (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-06 | 日本碍子株式会社 | 複合基板、その製造方法、13族元素窒化物からなる機能層の製造方法および機能素子 |
CN203174223U (zh) * | 2013-02-08 | 2013-09-04 | 日本碍子株式会社 | 复合基板以及功能元件 |
-
2016
- 2016-08-29 WO PCT/JP2016/075175 patent/WO2017098756A1/ja active Application Filing
- 2016-08-29 JP JP2016563007A patent/JP6169292B1/ja active Active
- 2016-08-29 DE DE112016005626.5T patent/DE112016005626B4/de active Active
- 2016-08-29 CN CN201680068330.1A patent/CN108291329B/zh active Active
-
2018
- 2018-05-29 US US15/991,317 patent/US11473212B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060202188A1 (en) * | 2003-01-08 | 2006-09-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Nitride semiconductor light-emitting device, method of fabricating it, and semiconductor optical apparatus |
JP2014088272A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | 周期表第13族金属窒化物半導体結晶 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2017098756A1 (ja) | 2017-12-07 |
DE112016005626T5 (de) | 2018-09-06 |
US20180274128A1 (en) | 2018-09-27 |
CN108291329A (zh) | 2018-07-17 |
JP6169292B1 (ja) | 2017-07-26 |
US11473212B2 (en) | 2022-10-18 |
US20190360119A9 (en) | 2019-11-28 |
WO2017098756A1 (ja) | 2017-06-15 |
CN108291329B (zh) | 2019-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112012003278B4 (de) | Filme von Nitriden von Gruppe-13-Elementen und geschichteter Körper, der dieselben beinhaltet | |
DE112011101530B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung | |
DE10213395B4 (de) | Indiumgalliumnitrid-Glättungsstrukturen für III-Nitried-Anordnungen | |
DE69217903T2 (de) | Halbleiteranordnung auf Basis von Gallium-Nitrid und Verfahren zur Herstellung | |
DE112013002508B4 (de) | Wellenlängen-Umwandlungselement, Verfahren zu seiner Herstellung und LED-Element und Laserlicht emittierendes Halbleiterbauteil, die das Wellenlängen-Umwandlungselement verwenden | |
DE112007000836T5 (de) | Herstellungsverfahren für Halbleiterkristall und Halbleitersubstrat | |
DE112017004297B4 (de) | Herstellungsverfahren für einen SiC-Epitaxiewafer | |
DE112014005913B4 (de) | Verfahren zum Herstellen von Substraten mit zumindest einer Oberflächen-Gallium-Nitrid-Schicht | |
DE102007027446A1 (de) | Halbleitersubstrat auf Gruppe-III-V-Nitrid-Basis und lichtemittierende Vorrichtung auf Gruppe-III-V-Nitrid-Basis | |
JP6030762B2 (ja) | 窒化ガリウム基板および機能素子 | |
DE102018216146B4 (de) | Herstellungsverfahren eines III-V-Verbindungskristalls oder einer Halbleitervorrichtung | |
DE112016000548T5 (de) | Selbsttragendes substrat, funktionselement und verfahren zu deren herstellung | |
DE112005002854T5 (de) | Halbleitermehrschichtensubstrat, Verfahren zur Herstellung desselben und lichtemittierende Vorrichtung | |
DE112012003313T5 (de) | Halbleiter-Licht-emittierendes Element und Laminat, das dasselbe enthält | |
DE19882202B4 (de) | Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE112016005626B4 (de) | Substrat aus einem Kristall eines Nitrids eines Elements der Gruppe 13 und Verwendung desselben in einer Funktionsvorrichtung | |
DE112005002838T5 (de) | Halbleiterstapelstruktur auf Basis von Galliumnitrid, Verfahren zu dessen Herstellung, Halbleitervorrichtung auf Basis von Galliumnitrid und Lampe unter Verwendung der Vorrichtung | |
DE112017007792B4 (de) | Schicht eines Kristalls aus einem Nitrid eines Elements der Gruppe 13, selbsttragendes Substrat, funktionelle Vorrichtungen und Verbundsubstrat | |
DE112017001472T5 (de) | Verfahren zur Herstellung von Impfkristallsubstraten und Gruppe 13-Element-Nitridkristallen, und Impfkristallsubstrate | |
DE112014002691B4 (de) | Anregungsbereich, der Nanopunkte (auch als "Quantenpunkte" bezeichnet) in einem Matrixkristall umfasst, der auf Si-Substrat gezüchtet wurde und aus AlyInxGa1-y-xN-Kristall (y ≧ 0, x > 0) mit Zinkblendestruktur (auch als "kubisch" bezeichnet) besteht, und lichtemittierende Vorrichtung (LED und LD), die unter Verwendung desselben erhalten wurde | |
DE112021003487T5 (de) | Freistehendes Substrat für epitaktisches Kristallwachstum und funktionelles Bauelement | |
DE19938480A1 (de) | Photonische Halbleitervorrichtung | |
CN107002283B (zh) | 13族元素氮化物结晶基板及功能元件 | |
WO2004057680A1 (de) | Strahlungsemittierender halbleiterkörper und verfahren zu dessen herstellung | |
DE112020004313T5 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Kristallschicht eines Nitrids der Gruppe 13 und Impfkristallsubstrat |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |