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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen
Halbleitervorrichtung (im folgenden auch „Halbleiterphotonikvorrichtung"). Insbesondere betrifft
diese Erfindung die Herstellung einer Halbleiterphotonikvorrichtung,
die eine Halbleiterverbindung aus den Gruppen III-V, z. B. GaN,
InGaN, GaAlN oder InGaAlN, verwendet.
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Als
Materialien für
Halbleiterphotonikvorrichtungen, wie Leuchtdioden (LEDs) und Halbleiterlaserdioden
(LDs), die blaues oder ultraviolettes Licht emittieren, sind Halbleiterverbindungen
bekannt, die sich durch die allgemeine Formel InxGayAlzN darstellen
lassen, worin x + y + z = 1, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und 0 ≤ z ≤ 1 sind. Weil
die Halbleiterverbindungen solche mit direktem Übergang sind, weisen sie einen
starken Lumineszenzeffekt auf. Außerdem haben sie Aufmerksamkeit
als Stoffe für
lichtemittierende Vorrichtungen erregt, da die Lumineszenzwellenlänge durch
den Gehalt an Indium einstellbar ist.
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Weil
es schwierig ist, große
InxGayAlzN-Einkristalle herzustellen, wird bei der
Produktion des Kristallfilms ein sogenannter Heteroepitaxial-Wachstumsprozess
verwendet, bei dem ein InxGayAlzN-Film auf einem aus verschiedenen Materialien
bestehenden Substrat gezüchtet
wird, und typischerweise wird dieser Kristallfilm auf einem C-Ebenen-Saphirsubstrat
gezüchtet.
Weil das C-Ebenen-Saphirsubstrat teuer ist und ein großer Gitterversatz
zwischen dem C-Ebenen-Saphirsubstrat und dem InxGayAlzN-Film auftritt
(beispielsweise reicht der Gitterversatz für GaN bis zu 16,1%), bilden
sich in dem gezüchteten
Kristall unvermeidbar viele Kristallfehler mit einer Fehlstellendichte
von 108/cm2 bis
1011/cm2, und deshalb
läßt sich
kein hochwertiger Kristallfilm mit hoher Kristallinität bilden.
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Um
diese Schwierigkeit zu überwinden,
hat man ein Verfahren zur Bildung eines Kristalls mit verringerter
Anzahl von Fehlstellen vorgeschlagen, bei dem der Gitterversatz
bei der Abscheidung von InxGayAlzN auf einem C-Ebenen-Saphirsubstrat dadurch verringert wird,
dass eine polykristalline oder amorphe AlN-Pufferschicht oder eine
bei niedriger Temperatur abgeschiedene GaN-Pufferschicht auf das C-Ebenen-Saphirsubstrat
aufgebracht wird. Da dieses Verfahren den Gitterversatz nicht nur
zwischen dem C-Ebenen-Saphirsubstrat und der Pufferlage sondern
auch zwischen der Pufferlage und dem InxGayAlzN verringern
kann, läßt sich ein
Kristallfilm mit wenigen Fehlstellen bilden. Das bei diesem Verfahren
verwendete C-Ebenen-Saphirsubstrat ist jedoch teuer und, da der
Aufbau kompliziert ist, sind hohe Herstellungskosten unvermeidlich.
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Man
hat ein SiC-Substrat untersucht und einen geringen Gitterversatz
festgestellt (z. B. ist der Gitterversatz für GaN 3,5%). Jedoch ist das
SiC-Substrat verhältnismäßig teuer
im Vergleich mit dem C-Ebenen-Saphirsubstrat (sein Preis ist annähernd zehn
mal so hoch wie der Preis für
das C-Ebenen-Saphirsubstrat).
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Dementsprechend
wurde die Herstellung einer Halbleiterphotonikvorrichtung auf einem
billigen Si- oder Glassubstrat gewünscht. Ein mögliches
Verfahren besteht in der Abscheidung einer ZnO-Pufferlage auf einem
Si- oder Glas substrat und dem Aufbringen einer GaN-Lage auf der
ZnO-Pufferlage, dem die Bildung einer InxGayAlzN-Halbleiterlage
folgt, die Licht auf der GaN-Lage emittiert (oder durch Aufbringen
einer eine GaN-Lage enthaltenden InxGayAlzN-Halbleiterlage).
Da die Gitterkonstante des ZnO-Einkristalls in a-Achsenrichtung
(nachstehend als "a-Konstante" bezeichnet) und
die Gitterkonstante in c-Achsenrichtung (die nachstehend als "c-Konstante" bezeichnet ist)
jeweils fast gleich der a-Konstanten und der c-Konstanten von GaN sind,
kann die Bildung einer GaN-Lage mit verringerten Gitterfehlstellen
in Betracht gezogen werden. Der ZnO-Kristall ist hexagonal und er
wächst
so, dass die c-Achsenrichtung senkrecht zur Oberfläche des
Si- oder Glassubstrats steht, wohingegen die a-Achse parallel zur
Oberfläche
des Si- oder Glassubstrats liegt.
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Eine
Vorrichtung mit einer auf einem Si-Substrat aufgebrachten ZnO-Pufferlage
verursacht Substratkosten, die nur etwa 1/10 derjenigen eines C-Ebenen-Saphirsubstrats betragen,
und deshalb kann die angestrebte Kostenverringerung erreicht werden.
Da das Si-Substrat im Gegensatz zu dem isolierenden C-Ebenen-Saphir
elektrisch leitfähig
sein kann, läßt sich
eine p-Elektrode und eine n-Elektrode auf der Oberseite und der
Unterseite der Vorrichtung vorsehen und dadurch der Aufbau vereinfachen.
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Ein
Gitterversatz von 2% ist zwischen der auf dem Si-Substrat gebildeten
ZnO-Pufferlage und
der GaN-Lage immer noch vorhanden, wie die Tabelle 1 zeigt, obwohl
diese 2% kleiner sind als in einer Kombination von GaN mit einem
C-Ebenen-Saphirsubstrat oder einem SiC-Substrat. Deshalb bleiben
immer noch die durch diesen Gitterversatz hervorgerufenen Kristallfehler.
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US 5,679,965 A beschreibt
eine optoelektronische Halbleitervorrichtung mit einem Substrat,
einer ZnO-Pufferlage auf dem Substrat und einer auf der ZnO-Pufferlage liegenden
Halbleiterverbindung, dargestellt durch In
xGa
yAl
zN, wobei x +
y + z = 1, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und 0 ≤ z ≤ 1 sind.
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S.
Srivastav, CVR Vasant Kumar and A. Mansingh: Effekt of oxygen on
the physical parameters of RF sputtered ZnO thin film, J. Phys.
D.: Appl. Phys. 22 (1989), Seiten 1768 bis 1772 beschreibt die Vergrößerung der
Gitterkonstanten in a- und c-Richtung durch den Einbau von Sauerstoff
auf Zwischengitterplätzen
von ZnO-Filmen durch Einstellen der Prozeßparameter.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen
technischen Schwierigkeiten zu überwinden.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen
Halbleitervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die
Unteransprüche
sind auf vorteilhafte Ausgestaltungen gerichtet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
bildet einen ZnO-Film auf einem Substrat, indem die Gitterkonstante
in a-Achsenrichtung dieses ZnO-Films durch die Gitterkonstante des
ZnO-Films in c-Achsenrichtung gesteuert oder geregelt wird.
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Die
ZnO-Pufferlage hat vorzugsweise eine Gitterkonstante von annähernd 5,2070·10–10 m
oder größer. in
Richtung der c-Achse.
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Es
ist zu bevorzugen, daß die
ZnO-Pufferlage eine Gitterkonstante von etwa 5,21 bis 5,28·10–10 m
in Richtung der c-Achse und eine Gitterkonstante in a-Achsenrichtung
von annähernd
3,24 bis 3,17·10–10 m
hat.
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Um
die Erfindung zu veranschaulichen, sind in den Zeichnungsfiguren
einige bevorzugte Ausführungsbeispiele
dargestellt, jedoch sollten diese so verstanden werden, dass die
Erfindung nicht auf die dargestellten genaueren Anordnungen und
Vorrichtungen beschränkt
ist.
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1 zeigt eine Querschnittsdarstellung
einer Konfiguration einer Halbleiterphotonikvorrichtung hergestellt
mit einem Verfahren dieser Erfindung.
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2 ist eine Umrissdarstellung
eines die Abscheidung einer ZnO-Pufferlage auf einem Siliciumsubstrat
ausführenden
Vakuumzerstäubungssystems.
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3 ist eine graphische Darstellung,
die die Beziehung zwischen der c-Konstanten einer auf dem Siliciumsubstrat
gebildeten ZnO-Pufferlage und dem Gasströmungsratenverhältnis S(O2)/[S(Ar) + S(O2)]
zeigt.
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4 ist eine graphische Darstellung,
die die Beziehung zwischen der a-Konstanten und der c-Konstanten
einer auf einem Siliciumsubstrat gebildeten ZnO-Pufferlage zeigt.
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5 zeigt eine Ansicht einer
Konfiguration einer anderen mit dieser Erfindung gebildeten Halbleiterphotonikvorrichtung.
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6 zeigt eine Ansicht noch
einer weiteren mit dieser Erfindung gebildeten Halbleiterphotonikvorrichtung.
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7 zeigt eine graphische
Darstellung, die die Beziehung zwischen der a-Konstanten und der
Zusammensetzung von InxGa1–xN
veranschaulicht.
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8 ist eine graphische Darstellung
der Beziehung zwischen der a-Konstanten und der Zusammensetzung
von AlxGa1–xN.
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9 ist eine graphische Darstellung
der Beziehung zwischen der a-Konstanten und der Zusammensetzung
von InxAlyGazN.
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Eine
direkte Steuerung der Gitterkonstanten des auf einem Silicium- oder
Glassubstrat abgeschiedenen ZnO-Films in Richtung der a-Achse hat
sich wegen den Auswirkungen der Gitterkonstanten des Substrats als
schwierig herausgestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bildung eines
ZnO-Films kann die Gitterkonstante des ZnO-Films in a-Achsenrichtung
durch die Gitterkonstante des ZnO-Films in c-Achsenrichtung gesteuert
werden. Die Gitterkonstante des ZnO-Films in c-Achsenrichtung läßt sich
wiederum durch eine Steuerung oder Regelung von Parametern bei der
Abscheidung des ZnO-Films einstellen.
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Dieses
Verfahren läßt sich
bei der Herstellung einer Halbleiterphotonikvorrichtung anwenden,
die eine durch InxGayAlzN dargestellte Halbleiterverbindung verwendet,
worin x + y + z = 1, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und 0 ≤ z ≤ 1 sind. Wenn
die Gitterkonstante in a-Achsenrichtung der auf einer ZnO-Pufferlage
gebildeten Halbleiterverbindung kleiner als die Gitterkonstante
eines ZnO-Einkristalls in a-Achsenrichtung ist, kann die Gitterkonstante
einer ZnO-Pufferlage in c-Achsenrichtung so eingestellt werden,
dass sie größer ist
als die Gitterkonstante des ZnO-Einkristalls in c-Achsenrichtung.
Im Gegensatz kann die Gitterkonstante der ZnO-Pufferlage in c-Achsenrichtung
so eingestellt werden, dass sie kleiner als die Gitterkonstante
des ZnO-Einkristalls in c-Achsenrichtung ist, wenn die Gitterkonstante
der auf der ZnO-Pufferlage gebildeten Halbleiter verbindung in a-Achsenrichtung
größer als
die Gitterkonstante des ZnO-Einkristalls
in a-Achsenrichtung ist. Da die Gitterkonstante der ZnO-Pufferlage
in a-Achsenrichtung annähernd
gleich der Gitterkonstanten der Halbleiterverbindung in a-Achsenrichtung
ist, kann eine Halbleiterverbindung mit hoher Kristallinität auf der
ZnO-Pufferlage gebildet werden.
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Als
eine aktuelle Anwendung wird bei einer Halbleiterphotonikvorrichtung
auf einem Substrat eine ZnO-Pufferlage, die in c-Achsenrichtung
eine Gitterkonstante von 5,2070 × 10–10 m
oder mehr hat, und eine GaN-Lage auf der ZnO-Pufferlage gebildet, wobei die Halbleiterphotonikvorrichtung
eine Halbleiterverbindung verwendet, die durch InxGayAlzN dargestellt
ist, worin x + y + z = 1, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und 0 ≤ z ≤ 1 sind.
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Wenn
die Gitterkonstante der ZnO-Pufferlage in c-Achsenrichtung so gesteuert
wird, dass sie annähernd
5,2070 × 10–10 m
oder mehr beträgt,
kann die Gitterkonstante der ZnO-Pufferlage in a-Achsenrichtung gesteuert
werden, dass sie kleiner ist als die Gitterkonstante des ZnO-Einkristalls
in a-Achsenrichtung. Da der Unterschied zwischen der Gitterkonstanten
der ZnO-Pufferlage in a-Achsenrichtung und der Gitterkonstanten der
GaN-Lage im Vergleich mit den bekannten Verfahren verringert werden
kann, kann auch der Gitterversatz zwischen der ZnO-Pufferlage und
der GaN-Lage verringert werden.
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Wenn
die Gitterkonstante der ZnO-Pufferlage in c-Achsenrichtung in einem
Bereich von annähernd 5,21
bis 5,28 × 10–10 m
liegt, wird die Gitterkonstante in a-Achsenrichtung gesteuert, dass
sie in einem Bereich von annähernd
3,24 bis 3,17 × 10–10 m
und damit näher
an der Gitterkonstanten der GaN-Lage liegt.
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1 zeigt eine gemäß der Erfindung
gebildete Halbleiterphotonikvorrichtung 1, die eine Doppel-Heteroübergangsstruktur
hat und die eine lichtemittierende Diode oder eine Oberflächenemissionslaserdiode
darstellt und mit einer InGaN- Lage 6 als
Lumineszenzlage versehen ist. In der Halbleiterphotonikvorrichtung 1 sind
eine ZnO-Pufferlage 3, die einen kleinen spezifischen Widerstand
hat, auf einem leitenden Si-Substrat 2 und weiterhin eine
n-leitende GaN-Lage 4, eine n-leitende AlGaN-Lage 5,
eine InGaN-Lage (Lumineszenzlage) 6, eine p-leitende AlGaN-Lage 7 und
eine p-leitenden GaN-Lage 8 auf der ZnO-Pufferlage 3 in dieser Reihenfolge
abgeschieden. Dabei bilden die n-leitende GaN-Lage, die n-leitende
AlGaN-Lage 5, die InGaN-Lage (Lumineszenzlage) 6,
die p-leitende AlGaN-Lage 7 und die p-leitende GaN-Lage 8 eine
Struktur mit Doppel-Heteroübergang.
Weiterhin sind eine n-leitende Elektrode 9 auf der gesamten
unteren Oberfläche
des Si-Substrats 2 und eine p-leitende Elektrode 10 partiell
auf der oberen Oberfläche
der p-leitenden GaN-Lage 8 vorgesehen. Beim Anlegen einer
Spannung zwischen der p-Elektrode 10 und der n-Elektrode 9 wird
Strom von der p-Elektrode 10 in die InGaN-Lage 6 injiziert,
um Licht auszusenden, und das von der InGaN-Lage 6 ausgesendete
Licht tritt aus dem nicht mit der p-Elektrode 10 versehenen
Bereich der p-GaN-Lage 8 nach außen.
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In
solch einer Halbleiterphotonikvorrichtung 1 ist es, wie
für das
bekannte Beispiel beschrieben wurde, wichtig, den Gitterversatz
zwischen der auf dem Si-Substrat 2 gebildeten
ZnO-Pufferlage 3 und der n-leitenden GaN-Lage 4 soweit
wie möglich
zu verringern. Deshalb wird die ZnO-Pufferlage 3 bei dieser
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
in der nachstehend beschriebenen Weise gebildet.
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Die
ZnO-Pufferlage 3 wird statt durch einen Verdampfungsprozess,
einen CVD-Prozess
oder einen Ionenplatierprozess durch einen Sputter-Prozess (Kathodenzerstäubung im
Vakuum) auf dem Si-Substrat 2 gebildet. Bezogen auf 2 sind in einem zur Abscheidung
der ZnO-Pufferlage 3 dienenden Sputtersystem 11 eine
Kathode 13 und eine Anode 14 in einer Kammer 12,
Zn oder ZnO als Target 15 auf der Kathode 13 und das
Si-Substrat 2 auf der Anode 14 vorgesehen. In
die Kammer 12 führen
eine Röhre 16 für die Zuleitung
von Ar-Gas, eine
Röhre 17 für die Zuleitung
von O2-Gas, und eine Abgasleitung 18 führt aus
der Kammer 12. Die Strömungsrate
des Argongases und des O2-Gases läßt sich
durch Regelventile 19 und 20 regeln bzw. steuern. Das
Sputtersystem 11 hat eine (in der Zeichnung) nicht gezeigte
Temperaturregeleinheit, um die Substratheiztemperatur Tc konstant
zu halten.
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Das
Ar-Gas und das O2-Gas werden mit vorgegebenen
Strömungsraten
der Kammer 12 zugeführt, während das
Gas aus der Kammer 12 durch den Abgaskanal so abgeführt wird,
dass der Druck in der Kammer konstant bleibt. Während das Substrat auf einer
vorbestimmten konstanten Temperatur gehalten wird, wird eine Hochfrequenzspannung
zwischen der Anode 14 und der Kathode 13 zur Plasmaerzeugung
zwischen den Elektroden 13 und 14 angelegt. Plasmaionen 21 prallen
auf das Target und setzen Zn oder ZnO 22 frei. Vom Target
freigesetztes Zn oder ZnO, welches durch Oxidation des vom Target
freigesetzten Zn mittels des O2-Gases gebildet
wird, scheidet sich auf der Oberfläche des Si-Substrats ab und
bildet eine polykristalline ZnO-Pufferlage 3.
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3 zeigt die Änderung
der c-Konstanten der ZnO-Pufferlage 3 bezogen auf das Verhältnis S(O2)/[S(Ar) + S(O2)],
worin S(O2) die Strömungsrate von O2-Gas
und S(Ar) die Strömungsrate
von Ar-Gas bei der Bildung der ZnO-Pufferlage 3 auf der
Oberfläche
des Si-Substrats 2 angeben. Die Strömungsrate St in 3 gibt die Gesamtströmungsrate
S(Ar) + S(O2) an. 4 zeigt die Beziehung zwischen der a-Konstanten und
der c-Konstanten der auf dem Si-Substrat 2 gebildeten ZnO-Pufferlage 3.
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Da
die a-Konstante und die c-Konstante des ZnO-Einkristalls jeweils
3,24982 × 10–10 m
und 5,20661 × 10–10 m
sind (in 4 sind die
Gitterkonstanten des ZnO-Einkristalls durch Dreiecke angedeutet;
siehe auch Tabelle 1), und die a-Konstante der GaN-Lage 3,1860 × 10–10 m
ist (die Gitterkonstante von GaN ist in 4 durch Quadrate angedeutet; siehe Tabelle
1), kann gemäß 4 die a-Konstante der ZnO-Pufferlage 3 statt in
der Nähe
des ZnO-Einkristalls
annähernd
gleich der a-Konstanten der GaN-Lage 4 durch die Einstellung
der c-Konstanten der ZnO-Pufferlage 3 auf annähernd 5,2070 × 10–10 m
oder mehr werden. Insbesondere wird die c-Konstante der ZnO-Pufferlage 3 auf
annähernd
5,21 bis 5,28 × 10–10 m
eingestellt, so dass die a-Konstante der ZnO-Pufferlage 3 annähernd 3,17
bis 3,24 × 10–10 m
beträgt,
was annähernd
gleich der a-Konstanten der GaN-Lage 4 ist. Mehr bevorzugt,
kann die a-Konstante der ZnO-Pufferlage 3 im wesentlichen gleich
der a-Konstanten der GaN-Lage 4 sein, wenn die c-Konstante
der ZnO-Pufferlage 3 annähernd 5,26 × 10–10 m
ist.
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Die
in 3 gezeigten Daten
beweisen, dass die c-Konstante der ZnO-Pufferlage 3 innerhalb des oben
erwähnten
gewünschten
Bereichs eingestellt werden kann, wenn die Gasströmungsrate
St = S(Ar) + S(O2), das Gasströmungsratenverhältnis S(O2)/[S(Ar) + S(O2)]
und die Substratheiztemperatur Tc gesteuert oder geregelt werden.
In dem Sputtersystem 11, in dem sich die in 3 gezeigten Werte erzielen
lassen, stellt sich das Gasströmungsratenverhältnis S(O2)/[S(Ar) + S(O2)]
zu annähernd
50% ein, wenn die Gasströmungsrate
St = S(Ar) + S(O2) = 5 × 10–7 m3/s und die Substratheiztemperatur Tc annähernd 400°C betragen.
Auf diese Weise kann die c-Konstante der ZnO-Pufferlage 3 zu annähernd 5,262 × 10–7 m
und die entsprechende a-Konstante annähernd gleich der a-Konstanten,
d. h. 3,1860 × 10–10 m
der GaN-Lage 4 eingestellt werden.
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Die
Beziehung zwischen der c-Konstanten und der a-Konstanten der ZnO-Pufferlage bleibt
unverändert,
obwohl die Beziehung zwischen der c-Konstanten der ZnO-Pufferlage 3 und
den Steuer- oder Regelparametern des Filmabscheidungssystems mit
der Struktur des Systems variiert. Deshalb kann die a-Konstante der
ZnO-Pufferlage 3 in der Nähe der a-Konstanten der GaN- Lage 4 durch
geeignete Regelung der Parameter des Abscheidesystems so gelegt
werden, dass die c-Konstante der ZnO-Pufferlage 3 einen
gewünschten
Wert hat.
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Diese
Erfindung läßt sich
auch bei anderen Vorrichtungen anwenden, die keine Halbleiterphotonikvorrichtung
mit der Doppel-Heteroübergangsstruktur
der InGaN-Lage 6 sind, wie sie in 1 gezeigt ist. Z. B. können bei
einer Halbleiterphotonikvorrichtung 31, wie sie 5 zeigt, eine ZnO-Pufferlage 33 auf
einem Si-Substrat 32, darauf eine n-leitenden GaN-Lage 34 und
eine p-leitende GaN-Lage 35 abgeschieden werden, und eine
n-leitende Elektrode 36 kann auf der unteren Oberfläche des
Si-Substrats 32 und ein p-leitende Elektrode 27 auf
der p-leitenden GaN-Lage 35 gebildet werden. Auch läßt sich
eine Lumineszenzlicht erzeugende Vorrichtung herstellen, die eine
Struktur haben kann, in der eine ZnO-Pufferlage, eine bei niedriger
Temperatur abgeschiedene GaN-Pufferlage,
eine n-leitende GaN-Lage und eine p-leitende GaN-Lage auf einem
Glassubstrat abgeschieden sind, obwohl dies in der Zeichnung nicht
dargestellt ist.
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Die
Vorrichtung kann eine Halbleiterphotonikvorrichtung 41,
z. B. eine Laserdiode oder eine lichtemittierende Diode vom Kantenemissionstyp
sein, wie sie in 6 gezeigt
ist, bei der eine ZnO-Pufferlage 43 auf einem Si-Substrat 42,
eine Mantellage 44 aus n-leitendem GaN, eine aktive Lage 45 aus
p-leitendem GaN, und eine Mantellage 46 aus p-leitendem
GaN abgeschieden sind und bei der ein SiO2-Film 47 auf
der p-leitenden GaN-Mantellage 46 (mit Ausnahme des Mittelbereiches
der p-leitenden GaN-Mantellage 46), eine p-leitende Elektrode 48 über dem
SiO2-Film 47 und der p-leitenden
GaN-Mantellage 46 und eine n-leitende Elektrode 49 auf der
unteren Oberfläche
des Si-Substrats 42 gebildet sind.
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Obwohl
in den oben beschriebenen Beispielen GaN auf einem ZnO-Film gebildet
wird, läßt sich
diese Erfindung auch bei Fällen
anwenden, bei denen InGaN, InAlGaN oder AlGaN direkt auf einem ZnO-Film
abgeschieden wird. Z. B. kann übereinstimmend
mit der in 4 gezeigten
graphischen Darstellung die a-Konstante des ZnO-Films nahe der a-Konstanten
von In0,2Ga0,8N
liegen, wenn die c-Konstante des ZnO-Films 5,155 × 10–10 m
bis 5,205 × 10–10 m
beträgt,
da die a-Konstante von In0,2Ga0,8N
annähernd
3,26 × 10–10 m
ist, was sich aus dem in 7 gezeigten
Verhältnis
zwischen der a-Konstanten und der Zusammensetzung von InxGa1–xN ableiten läßt.
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Da
die a-Konstante von Al0,2Ga0,8N
annähernd
3,176 × 10–10 m
ist, was sich aus der in 8 gezeigten Beziehung
zwischen der a-Konstanten und der Zusammensetzung von AlxGa1–xN ergibt, kann übereinstimmend
mit der in 4 gezeigten
graphischen Darstellung die a-Konstante des ZnO-Films nahe der a-Konstanten von Al0,2GA0,8N liegen,
wenn die c-Konstante des ZnO-Films 5,27 × 10–10 m
bis 5,28 × 10–10 m
beträgt.
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Weil
die a-Konstante von In0,2Al0,2Ga0,6N annähernd
3,245 × 10–10 m
ist, was sich aus der in 9 gezeigten
Beziehung zwischen der a-Konstanten und der Zusammensetzung von
InxAlyGazN (worin x + y + z = 1 sind) ableiten läßt, kann
gemäß der in 4 gezeigten graphischen
Darstellung die a-Konstante des ZnO-Films in der Nähe der a-Konstanten
von In0,2Al0,2Ga0,6N liegen, wenn die c-Konstante des ZnO-Films
5,19 × 10–10 m
bis 5,22 × 10–10 m
beträgt.
In diesem Beispiel ist ein Fall beschrieben, wo x = 0,2, y = 0,2
und z = 0,6 sind. Eine optimierte c-Achsenlänge von ZnO läßt sich
aus den in den 4-9 gezeigten graphischen Darstellungen
in jedem anderen Fall ableiten und eine Steuerung oder Regelung
ausführen,
um diesen optimierten Wert zu erzielen.
