DE102004046788A1 - Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis, und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents

Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis, und Verfahren zum Herstellen derselben Download PDF

Info

Publication number
DE102004046788A1
DE102004046788A1 DE102004046788A DE102004046788A DE102004046788A1 DE 102004046788 A1 DE102004046788 A1 DE 102004046788A1 DE 102004046788 A DE102004046788 A DE 102004046788A DE 102004046788 A DE102004046788 A DE 102004046788A DE 102004046788 A1 DE102004046788 A1 DE 102004046788A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nitride
buffer layer
ternary
group iii
emitting device
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.)
Granted
Application number
DE102004046788A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004046788B4 (de
Inventor
Chen Ou
Wen-Hsiang Lin
Shih-Kuo Lai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Epistar Corp
Original Assignee
Epistar Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epistar Corp filed Critical Epistar Corp
Publication of DE102004046788A1 publication Critical patent/DE102004046788A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004046788B4 publication Critical patent/DE102004046788B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Active legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0062Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/08Terminals; Connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • H01L21/0242Crystalline insulating materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439Materials
    • H01L21/02455Group 13/15 materials
    • H01L21/02458Nitrides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02538Group 13/15 materials
    • H01L21/0254Nitrides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

Es werden eine Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis und ein zugehöriges Herstellverfahren angegeben. Das Bauteil verfügt über ein Substrat und mehrere Schichten, die auf diesem in der folgenden Abfolge hergestellt sind: eine auf diesem hergestellten Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids, einer auf dieser hergestellten Halbleiterschicht auf Nitridbasis von erstem Leitungstyp, einer auf dieser hergestellten Halbleiterschicht auf Nitridbasis von zweitem Leistungstyp. Das Herstellungsverfahren umfasst das Einleiten einer ersten Reaktionsquelle mit einem ersten Element der Gruppe III in eine Kammer auf einer ersten Temperatur, wobei der Schmelzpunkt des ersten Elements der Gruppe III niedriger als die erste Temperatur ist, wobei das erste Element der Gruppe III auf dem Substat abgeschieden wird. Einleiten einer zweiten Reaktionsquelle mit einem zweiten Element der Gruppe III und einer dritten Reaktionsquelle mit einem Stickstoffelement in die Kammer auf einer zweiten Temperatur, um mit dem ersten Element der Gruppe III auf dem Substrat eine Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids auszubilden, wobei die zweite Temperatur nicht niedriger als der Schmeldzpunkt des ersten Elements der Gruppe III ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben, und spezieller betrifft sie ein Lichtemissions-Bauteil mit einer Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids.
  • Die Anwendungen von Lichtemissionsdioden sind vielfältig, und zu ihnen gehören optische Displays, Verkehrssignale, Datenspeicher, Kommunikationsvorrichtungen, Beleuchtungsvorrichtungen sowie medizinische Geräte. Infolgedessen ist es wesentlich, die Helligkeit von Lichtemissionsdioden zu erhöhen und den Herstellprozess zu vereinfachen, um die Kosten derselben zu senken.
  • Im Allgemeinen verfügt ein bekanntes Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis über eine Pufferschicht auf Nitridbasis der AlGaInN-Gruppe, die auf einem Saphirsubstrat hergestellt ist und auf der ein Epitaxieprozess auf Nitridbasis ausgeführt wird. Aufgrund von Problemen in Zusammenhang mit dem Anpassen von Kristallgitterkonstanten kann die Versetzungsdichte (die die Qualität des bekannten Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis beeinflusst) nicht effizient gesenkt werden. Daher wird beim bekannten Epitaxieprozess auf Nitridbasis versucht, die Qualität des bekannten Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis durch ein zweistufiges Züchtungsverfahren zu verbessern, bei dem Niedertemperatur (500 – 600°C) GaN zum Herstellen einer Pufferschicht verwendet wird, ein Heizprozess (bei dem eine Temperatur von 1000 – 1200°C) zum Bewirken einer Kristallisation ausgeführt wird sowie ein Epitaxieprozess für jede epitaktische Stapelschicht ausgeführt wird. Die Dicke und die Temperatur der Pufferschicht, die Rückführung ausgehend vom Heiz- und vom Umkristallisierungsprozess zuzüglich des Verhältnisses und der Flussrate von Gas für jede Reaktion müssen genau kontrolliert werden, wo durch der Herstellprozess kompliziert und schwierig wird, so dass infolgedessen die Herstelleffizienz nicht erhöht werden kann.
  • Daher ist es eine Hauptaufgabe der beanspruchten Erfindung, eine Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis zu schaffen.
  • Das Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis verfügt über ein Substrat, eine auf diesem hergestellte Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids sowie einen auf der Pufferschicht hergestellten Lichtemissionsstapel auf Nitridbasis. Ein Verfahren zum Herstellen der Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids verfügt über Folgendes: (a) Einleiten einer ersten Reaktionsquelle mit einem ersten Element der Gruppe III in eine Kammer auf einer ersten Temperatur, damit das erste Element der Gruppe III auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden/absorbiert wird, um eine Übergangsschicht auszubilden. Die erste Temperatur ist höher als der Schmelzpunkt des Elements der Gruppe III, um zu gewährleisten, dass sich zwischen den Elementen der Gruppe III und dem Substrat keine starken Kopplungen aufbauen. (b) Bei einer zweiten Temperatur, die nicht niedriger als der Schmelzpunkt des zweiten Elements der Gruppe III ist, werden eine zweite Reaktionsquelle mit einem zweiten Element der Gruppe III sowie eine dritte Reaktionsquelle mit einem Stickstoffelement in die Kammer auf einer zweiten Temperatur eingeleitet, um auf dem Substrat durch Reaktion mit dem ersten Element der Gruppe III eine Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids auszubilden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann den komplizierten und schwierigen Herstellprozess vereinfachen und die Herstelldauer im Heiz- und Abkühl- sowie im Umkristallisierprozess verkürzen. Bei der Erfindung kann Ga als zweites Element der Gruppe III entsprechend dem Herstellprozess ausgewählt werden, um nach dem Herstellen der Übergangsschicht aus dem ersten Element der Gruppe III mit der Züchtung der Hochtemperatur-GaN-Schicht fortzufahren, wobei die Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids auf natürliche Weise ohne irgendeine Spezialbehandlung hergestellt werden kann, so dass der Herstellprozess vereinfacht werden kann und die Qualität eines Epitaxiefilms verbessert werden kann. Indessen können die Herstellkosten gesenkt werden.
  • Diese und andere Aufgaben der beanspruchten Erfindung werden dem Fachmann zweifelsfrei nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, die in den verschiedenen Figuren und Zeichnungen veranschaulicht ist, ersichtlich geworden sein.
  • Die Erfindung wird in Bezug auf die in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen detaillierter erläutert.
  • 1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis mit einer Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids.
  • 2 zeigt ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis mit einer Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids.
  • 3, 4 und 5 sind Fotografien zum Veranschaulichen von Oberflächenmorphologien von Epitaxiewafern mit einem optischen Interferenzmikroskop.
  • 6 zeigt ein Schnittbild mit einem Transmissionselektro nenmikroskop.
  • 7 zeigt ein Diagramm des momentanen Reflexionsvermögens während eines Epitaxieprozesses.
  • 8 zeigt eine Tabelle für einen Vergleich zwischen einer durch die Erfindung geschaffenen Blaulicht-Lichtemissionsdiode und einem zweistufigen Züchtungsverfahren.
  • Es ist auf die 1 Bezug zu nehmen, die ein schematisches Diagramm eines erfindungsgemäßen Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis mit einer AlGaN-Pufferschicht zeigt. Das Lichtemissions-Bauteil 1 auf Nitridbasis verfügt über ein Saphirsubstrat 10, eine auf diesem hergestellte AlGaN-Pufferschicht 11, eine auf dieser hergestellte n-Halbleiterstapelschicht 12 auf Nitridbasis mit einem Epitaxiegebiet 121 und einem n-Elektrodenkontaktgebiet 122, eine auf dem Epitaxiegebiet 121 hergestellte GaN/InGaN-Mehrquantentrog-Lichtemissionsschicht 13, eine auf dieser hergestellte p-Halbleiterstapelschicht 14 auf Nitridbasis, eine auf dieser hergestellte metallische, transparente, leitende Schicht 15, eine auf dem n-Elektrodenkontaktgebiet 122 hergestellte n-Elektrode 16 sowie eine auf der metallischen, transparenten, leitenden Schicht 15 hergestellte p-Elektrode 17.
  • Ein Verfahren zum Herstellen der oben genannten AlGaN-Pufferschicht des Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis verfügt über die folgenden Schritte: (a) Einleiten einer Alhaltigen, metallorganischen Reaktionsquelle TMAl bei 800°C zum Herstellen einer an Aluminium reichen Übergangsschicht; (b) Einleiten einer Ga-haltigen, metallorganischen Reaktionsquelle TMGa und einer Stickstoff-Reaktionsquelle NH3 in einem Zustand mit niedrigem V/III(V/III<1000)-Verhältnis; (c) Erhöhen der Züchtungstemperatur auf 1050°C und Züchten einer Hochtemperatur-GaN-Schicht mit höherem V/III-Verhält nis (V/III>2000). Während des Wachstums der GaN-Schicht erfahren die Al-Atome der an Aluminium reichen Übergangsschicht und die Ga-Atome und die N-Atome im Bereich nahe an dieser eine Umordnung. Die Al-Atome diffundieren nach oben, und die Ga-Atome und die N-Atome diffundieren nach unten. Dann gehen die Al-, die Ga- und die N-Atome eine Bindung ein und bilden eine AlGaN-Pufferschicht.
  • Ein anderes Verfahren zum Herstellen der oben genannten AlGaN-Pufferschicht des Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis beinhaltet die folgenden Schritte: (a) Einleiten einer Al-haltigen, metallorganischen Reaktionsquelle TMAl bei 1020° zum Herstellen einer an Aluminium reichen Übergangsschicht; (b) Einleiten einer Ga enthaltenden, metallorganischen Reaktionsquelle TMGa und einer Stickstoff-Reaktionsquelle NH3 bei derselben Temperatur wie im Schritt (a), um die Hochtemperatur-GaN-Schicht zu züchten. Während der Züchtung der GaN-Schicht erfahren die Al-Atome der an Aluminium reichen Übergangsschicht und die Ga-Atome und die N-Atome im Bereich nahe an dieser eine Umordnung. Die Al-Atome diffundieren nach oben, und die Ga-Atome und die N-Atome diffundieren nach unten. Dann gehen die Al-, Ga- und N-Atome eine Bindung ein und bilden eine AlGaN-Pufferschicht.
  • Beim Lichtemissions-Bauteil 1 auf Nitridbasis kann die transparente metallische, leitende Kontaktschicht durch eine transparente Oxid-Kontaktschicht ersetzt werden, um den Lichtemissions-Wirkungsgrad dank des höheren Transmissionsvermögens der transparenten Oxid-Kontaktschicht zu erhöhen.
  • Es ist auf die 2 Bezug zu nehmen, die ein schematisches Diagramm einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtemissions-Bauteils 3 auf Nitridbasis mit einer AlGaN-Pufferschicht zeigt. Der wesentlichste Unterschied zwischen dem in der Lichtemissions-Bauteil 1 auf Nitridbasis und dem Lichtemissions-Bauteil 3 auf Nitridbasis besteht darin, dass eine transparente Oxid-Kontaktschicht 28 des Lichtemissions-Bauteils 3 auf Nitridbasis die transparente, metallische Kontaktschicht 15 des Lichtemissions-Bauteils 1 auf Nitridbasis ersetzt, und dass zwischen der p-Halbleiterstapelschicht 14 auf Nitridbasis und der transparenten Oxid-Kontaktschicht 28 eine n-Sperr-Tunnelkontaktschicht 29 hoher Konzentration des Lichtemissions-Bauteil 3 auf Nitridbasis mit einer Dicke von weniger als 10 nm und einer Ladungsträgerkonzentration über 1 × 1019 cm–3 ausgebildet ist, so dass zwischen der transparenten Oxid-Kontaktschicht 28 und der n-Sperr-Tunnelkontaktschicht 29 ein Ohm'scher Kontakt gebildet wird. Wenn das Lichtemissions-Bauteil 3 auf Nitridbasis in Durchlassrichtung betrieben wird, befindet sich die Grenzfläche zwischen der n-Sperr-Tunnelkontaktschicht 29 hoher Konzentration und der p-Halbleiterstapelschicht 14 auf Nitridbasis in einem Sperrmodus, und es wird ein Verarmungsbereich ausgebildet. Außerdem können Ladungsträger der transparenten Oxid-Kontaktschicht 28 durch den Tunneleffekt durch die p-Halbleiterstapelschicht 14 auf Nitridbasis treten, was dafür sorgt, dass die Betriebsvorspannung des Lichtemissions-Bauteils 3 auf Nitridbasis denselben Pegel wie eine herkömmliche LED mit transparenter, metallischer Kontaktschicht erreicht. Außerdem können die AlGaN-Pufferschichten der Lichtemissions-Bauteile 1 und 3 auf Nitridbasis durch andere Pufferschichten auf Basis eines ternären Nitrids, wie InGaN- und InAlN-Pufferschichten, ersetzt werden.
  • Es ist auf die 3, 4 und 5 Bezug zu nehmen, die Fotografien zum Veranschaulichen von Oberflächenmorphologien eines Epitaxiewafers sind, der unter einem optischen Interferenzmikroskop untersucht wurde. Die 3 zeigt eine Fläche ohne irgendeine Pufferschicht. Die 4 zeigt eine Fläche mit einer bekannten GaN-Pufferschicht, die durch zweistufige Züchtung hergestellt wurde; die 5 zeigt eine Fläche mit der Erfindung in Form einer AlGaN-Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids nach dem Aufwachsen einer Hochtemperatur-GaN-Schicht. Die Fläche ohne jedwede Pufferschicht ist eine trübe Fläche, was zeigt, dass es sich um eine nicht einkristalline Struktur handelt, während die Fläche mit der erfindungsgemäßen AlGaN-Pufferschicht auf Nitridbasis eine spiegelähnliche Fläche, ähnlich der bei einer herkömmlichen zweistufigen Züchtung, bildet.
  • Ferner wurde herausgefunden, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur eine spiegelglatte Fläche erzielt wird, sondern dass auch die Dicke der Pufferschicht kleiner als die beim Stand der Technik ist. Es ist auf die 6 Bezug zu nehmen, die ein mit einem Transmissionselektronenmikroskop aufgenommenes Schnittbild zeigt. Es ist ersichtlich dargestellt, dass die typische Dicke der durch die Erfindung erzielten Pufferschicht nur ungefähr 7 nm beträgt, im Gegensatz zum herkömmlichen zweistufigen Züchtungsverfahren mit einer Dicke der Pufferschicht von 20 – 40 nm.
  • Es ist auf die 7 Bezug zu nehmen, die ein Reflexionsspektrum durch in-situ-Betrachtung gemäß der Erfindung zeigt, wenn eine geringfügig mit Si dotierte GaN-Schicht gezüchtet wird. Es sind Signale beim Herstellen der Übergangsschicht und anschließend der Hochtemperatur-GaN-Schicht dargestellt. Die Kristallqualität wurde durch XRC- und Hall-Messungen gekennzeichnet. Die gemäß der Erfindung hergestellte GaN-Schicht verfügt über eine XRC-Halbwertsbreite (FWHM = Full Width at Half Maximum) von 232 arcsec. Die durch den Hall-Effekt gemessene Ladungsträgerbeweglichkeit kann den hohen Wert von 690 cm2/V·s erreichen. Im Vergleich dazu verfügt die gemäß dem herkömmlichen zweistufigen Züchtungsverfahren hergestellte GaN-Schicht über eine Ladungsträgerkonzentration von 1 × 101 cm–3 und eine breitere XRC-FWHM von 269 arcsec, mit niedrigerer Hall-Beweglichkeit von 620 cm2/V·s bei einer ähnlichen Ladungsträgerkonzentration von 1 × 101 cm–3. Dies zeigt stark an, dass die Kristallqualität des gemäß der Erfindung hergestellten GaN deutlich gegenüber derjenigen beim herkömmlichen zweistufigen Züchtungsverfahren verbessert ist.
  • Ferner wurde ein Vergleich für durch die Erfindung und das zweistufige Züchtungsverfahren hergestellte blaue Lichtemissionsdioden vorgenommen. Es ist auf die 8 Bezug zu nehmen, die eine Tabelle 100 zu einem Vergleich für durch die Erfindung und durch das zweistufige Züchtungsverfahren hergestellte blaue Lichtemissionsdioden zeigt. Aus der Tabelle 100 ist es erkennbar, dass hinsichtlich der Helligkeit, der Durchlassspannung bei 20 mA, dem Leckstrom bei –5 V und einer Sperrspannung bei –10 μA gemäß der Erfindung hergestellte LEDs vergleichbar mit denen unter Verwendung des herkömmlichen zweistufigen Züchtungsverfahrens sind. Außerdem sind auch die Zuverlässigkeitseigenschaften einer gemäß der Erfindung hergestellten blauen LED vergleichbar mit denen beim herkömmlichen zweistufigen Züchtungsverfahren. Daher werden durch die Erfindung Bauteile mit ähnlichen Eigenschaften wie denen beim Stand der Technik erzielt, wobei jedoch ein vereinfachter Prozess verwendet ist.
  • Bei den oben angegebenen Ausführungsformen verfügt die p-Halbleiterstapelschicht auf Nitridbasis ferner über eine p-Kontaktschicht 2 und eine p-Mantelschicht auf Nitridbasis, während die n-Halbleiterstapelschicht auf Nitridbasis ferner über eine n-Kontaktschicht auf Nitridbasis und eine n-Mantelschicht auf Nitridbasis verfügt. Die p-Kontaktschicht auf Nitridbasis verfügt über ein Material, das aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlGaInN oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die n-Kontaktschicht auf Nitridbasis verfügt über ein Material, das aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlGaInN oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die p- oder n-Mantelschicht auf Nitridbasis verfügt über ein Material, das aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlGaInN oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Das Saphirsubstrat kann durch ein Material ersetzt werden, das aus der aus SiC, GaAs, GaN, AlN, GaP, Si, ZnO, MgO und Glas oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids enthält ein Material, das aus der aus InGaN, AlGaN und InAlN oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die n-Halbleiterstapelschicht auf Nitridbasis verfügt über ein Material, das aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlGaInN oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die Mehrfachquantentrog-Lichtemissionsschicht auf Nitridbasis enthält ein Material, das aus der aus GaN, InGaN und AlGaInN oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die p-Halbleiterstapelschicht auf Nitridbasis verfügt über ein Material, das aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die transparente, metallische Kontaktschicht enthält ein Material, das aus der aus Ni/Au, NiO/Au, Ta/Au, TiWn und TiN oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die transparente Oxid-Kontaktschicht enthält ein Material, das aus der aus Indiumzinnoxid, Cadmiumzinnoxid, Antimonzinnoxid, Zinkaluminiumoxid und Zinkzinnoxid oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  • Der Fachmann erkennt leicht, dass zahlreiche Modifizierungen und Änderungen des Bauteils vorgenommen werden können; während die Lehren der Erfindung erhalten bleiben. Demgemäß soll die obige Offenbarung so ausgelegt werden, dass sie nur durch die Lehren der beigefügten Ansprüche beschränkt ist.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis, mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Substrats; – Einleiten einer ersten Reaktionsquelle mit einem ersten Element der Gruppe III in eine Kammer auf einer ersten Temperatur, wobei der Schmelzpunkt des ersten Elements der Gruppe III niedriger als die erste Temperatur ist, wobei das erste Element der Gruppe III auf dem Substrat abgeschieden wird; und – Einleiten einer zweiten Reaktionsquelle mit einem zweiten Element der Gruppe III und einer dritten Reaktionsquelle mit einem Stickstoffelement in die Kammer auf einer zweiten Temperatur, um mit dem ersten Element der Gruppe III auf dem Substrat eine Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids auszubilden, wobei die zweite Temperatur nicht niedriger als der Schmelzpunkt des ersten Elements der Gruppe III ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Substrat mindestens ein Material enthält, das aus der aus Saphir, GaN, AlN, SiC, GaAs, GaP, Si, ZnO, MgO, MgAl2O4, Glass und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Temperatur 500°C oder höher ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zweite Temperatur 700°C oder höher ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erste Element der Gruppe III mindestens ein Material ist, das aus der aus Al, Ga, In und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das zweite Element der Gruppe III mindestens ein Material ist, das aus der aus Al, Ga, In und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Dicke der AlGaN auf Basis eines ternären Nitrids zwischen 1 nm und 500 nm beträgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids mindestens ein Material enthält, das aus der aus InGaN, AlGaN, InAlN und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  9. Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis mit: – einem Substrat, einer auf diesem hergestellten Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids, einer auf dieser hergestellten Halbleiterschicht auf Nitridbasis von erstem Leitungstyp, einer auf dieser hergestellten Lichtemissionsschicht und einer auf dieser hergestellten Halbleiterschicht auf Nitridbasis von zweitem Leitungstyp; wobei die Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids wie folgt hergestellt wurde: Einleiten einer ersten Reaktionsquelle mit einem ersten Element der Gruppe III in eine Kammer auf einer ersten Temperatur, wobei der Schmelzpunkt des ersten Elements der Gruppe III niedriger als die erste Temperatur ist, wobei das erste Element der Gruppe III auf dem Substrat abgeschieden wird; und Einleiten einer zweiten Reaktionsquelle mit einem zweiten Element der Gruppe III und einer dritten Reaktionsquelle mit einem Stickstoffelement in die Kammer auf einer zweiten Temperatur, um mit dem ersten Element der Gruppe III auf dem Substrat eine Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids auszubilden, wobei die zweite Temperatur nicht niedriger als der Schmelzpunkt des ersten Elements der Gruppe III ist.
  10. Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteils auf Nitridbasis gemäß dem Anspruch 9, bei der das Substrat mindestens ein Material enthält, das aus der aus Saphir, GaN, AlN, SiC, GaAs, GaP, Si, ZnO, MgO, MgAl2O4, Glass und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  11. Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis gemäß dem Anspruch 9, bei der die auf erste Weise leitende Halbleiterschicht auf Nitridbasis mindestens ein Material enthält, das aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN, AlGaInN und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  12. Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis gemäß dem Anspruch 9, bei der die Lichtemissionsschicht mindestens ein Material enthält, das aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN, AlGaInN und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  13. Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis gemäß dem Anspruch 9, bei der die auf zweite Weise leitende Halbleiterschicht auf Nitridbasis mindestens ein Material enthält, das aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN; AlGaInN und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  14. Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis gemäß dem Anspruch 9, bei der die erste Temperatur 500°C oder höher ist.
  15. Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis gemäß dem Anspruch 9, bei der die zweite Temperatur 700°C oder höher ist.
  16. Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis gemäß dem Anspruch 9, bei der das erste Element der Gruppe III mindestens ein Material ist, das aus der aus Al, Ga, In und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  17. Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis gemäß dem Anspruch 9, bei der das zweite Element der Gruppe III mindestens ein Material ist, das aus der aus Al, Ga, In und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  18. Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis gemäß dem Anspruch 9, bei der die Dicke der Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids zwischen 1 nm und 500 nm beträgt.
  19. Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissions-Bauteil auf Nitridbasis gemäß dem Anspruch 9, bei der die Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids mindestens ein Material enthält, das aus der aus InGaN, AlGaN, InAlN und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
DE102004046788A 2004-03-11 2004-09-27 Verfahren zum Herstellen einer Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissionsbauteils auf Nitridbasis und Lichtemissionsbauteil mit einer nach dem Verfahren hergestellten Pufferschicht Active DE102004046788B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW093106415 2004-03-11
TW093106415A TWI244222B (en) 2004-03-11 2004-03-11 A ternary nitride buffer layer containing nitride light-emitting device and manufacturing method of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004046788A1 true DE102004046788A1 (de) 2005-09-29
DE102004046788B4 DE102004046788B4 (de) 2010-04-29

Family

ID=34910257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004046788A Active DE102004046788B4 (de) 2004-03-11 2004-09-27 Verfahren zum Herstellen einer Pufferschicht auf Basis eines ternären Nitrids eines Lichtemissionsbauteils auf Nitridbasis und Lichtemissionsbauteil mit einer nach dem Verfahren hergestellten Pufferschicht

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7497905B2 (de)
JP (1) JP4079926B2 (de)
KR (1) KR100689975B1 (de)
DE (1) DE102004046788B4 (de)
TW (1) TWI244222B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007057756A1 (de) * 2007-11-30 2009-06-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterkörpers

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7928424B2 (en) * 2004-03-11 2011-04-19 Epistar Corporation Nitride-based light-emitting device
US9524869B2 (en) 2004-03-11 2016-12-20 Epistar Corporation Nitride-based semiconductor light-emitting device
US8562738B2 (en) 2004-03-11 2013-10-22 Epistar Corporation Nitride-based light-emitting device
TWI250671B (en) * 2005-03-01 2006-03-01 Epitech Technology Corp Method for manufacturing light-emitting diode
KR20070062686A (ko) * 2005-12-13 2007-06-18 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광 소자 및 제조 방법
JP2007220865A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Sumitomo Chemical Co Ltd 3族窒化物半導体発光素子およびその製造方法
DE102007019079A1 (de) * 2007-01-26 2008-07-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip
US20090272975A1 (en) * 2008-05-05 2009-11-05 Ding-Yuan Chen Poly-Crystalline Layer Structure for Light-Emitting Diodes
KR101638975B1 (ko) * 2010-10-26 2016-07-12 삼성전자주식회사 중공 부재 패턴을 구비한 질화물 반도체 기판 및 제조방법
JP4940359B1 (ja) 2011-01-17 2012-05-30 Dowaエレクトロニクス株式会社 発光素子と発光素子および半導体素子の製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3026087B2 (ja) * 1989-03-01 2000-03-27 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長方法
US5290393A (en) * 1991-01-31 1994-03-01 Nichia Kagaku Kogyo K.K. Crystal growth method for gallium nitride-based compound semiconductor
JP3098773B2 (ja) * 1991-03-18 2000-10-16 トラスティーズ・オブ・ボストン・ユニバーシティ 高絶縁性単結晶窒化ガリウム薄膜の作製及びドープ方法
US5751752A (en) * 1994-09-14 1998-05-12 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor
JP2002134787A (ja) 1996-04-26 2002-05-10 Sanyo Electric Co Ltd 発光素子およびその製造方法
US5923950A (en) * 1996-06-14 1999-07-13 Matsushita Electric Industrial Co., Inc. Method of manufacturing a semiconductor light-emitting device
JP3505405B2 (ja) * 1998-10-22 2004-03-08 三洋電機株式会社 半導体素子及びその製造方法
US6475882B1 (en) * 1999-12-20 2002-11-05 Nitride Semiconductors Co., Ltd. Method for producing GaN-based compound semiconductor and GaN-based compound semiconductor device
JP2003338662A (ja) 2002-05-22 2003-11-28 Sharp Corp 発光素子の製造方法およびその方法により製造される発光素子
US20040261693A1 (en) * 2003-06-26 2004-12-30 Lai Mu Jen Epitaxial structure and process of GaN based compound semiconductor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007057756A1 (de) * 2007-11-30 2009-06-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterkörpers

Also Published As

Publication number Publication date
US20050221520A1 (en) 2005-10-06
DE102004046788B4 (de) 2010-04-29
JP4079926B2 (ja) 2008-04-23
US7497905B2 (en) 2009-03-03
JP2005260200A (ja) 2005-09-22
TW200531308A (en) 2005-09-16
TWI244222B (en) 2005-11-21
KR100689975B1 (ko) 2007-03-08
KR20060043590A (ko) 2006-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60217943T2 (de) Nitrid-Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE112006001084B4 (de) Licht emittierende Bauelemente mit aktiven Schichten, die sich in geöffnete Grübchen erstrecken
DE19905516C2 (de) Lichtemittierende Diode mit dotierter Grenzflächenschicht zum Steuern von Verunreinigungen und Verfahren zum Herstellen derselben
DE10213395B4 (de) Indiumgalliumnitrid-Glättungsstrukturen für III-Nitried-Anordnungen
DE102005013580B4 (de) Licht emittierendes Element
DE102011114665B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Nitrid-Verbindungshalbleiter-Bauelements
DE112005000296B4 (de) Galliumnitrid-Verbindungshalbleiter-Mehrschichtstruktur, Lampe damit und Herstellungsverfahren dafür
DE19725578B4 (de) Reduzierung der Rißbildung im Material von III-V-Nitrid-Halbleiterbauelementen bei gleichzeitiger Maximierung der elektrischen Dotierung
DE202004021874U1 (de) Eine lichtemittierende Vorrichtung unter Verwendung eines Nitridhalbleiters
DE112005002133T5 (de) Schichtstapelstruktur mit Gruppe-III-Nitridhalbleitern vom N-Typ
DE10223797A1 (de) Licht emittierende III-Nitrid-Anordnungen mit niedriger Ansteuerspannung
DE102014115599A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE112007000313T5 (de) Verfahren zum Aufwachsenlassen von Halbleiter-Heterostrukturen auf der Basis von Galliumnitrid
US8536565B2 (en) Nitride-based light-emitting device
DE19715572A1 (de) Verfahren zum Herstellen von epitaktischen Schichten eines Verbindungshalbleiters auf einkristallinem Silizium und daraus hergestellte Leuchtdiode
KR100689975B1 (ko) 질화물계 발광 소자의 삼원 질화물계 버퍼층 및 그 제조방법
DE10330629A1 (de) Epitaxiesubstrat für lichtemittierenden Verbundhalbleiterbaustein, Verfahren zu seiner Herstellung und lichtemittierender Baustein
DE112005002319T5 (de) Gruppe-III-V-Verbindungshalbleiter und Verfahren zur Herstellung desselben
DE112006001360T5 (de) Tief-Ultraviolettlicht emittierende Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Tief-Ultraviolettlicht emittierenden Vorrichtungen
DE19603782A1 (de) III-V Halbleiterstruktur, Verfahren zu ihrer Herstellung und lichtemittierendes Element
DE19882202B4 (de) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE112005002838T5 (de) Halbleiterstapelstruktur auf Basis von Galliumnitrid, Verfahren zu dessen Herstellung, Halbleitervorrichtung auf Basis von Galliumnitrid und Lampe unter Verwendung der Vorrichtung
JP2005191519A (ja) GaN半導体発光素子及びその製造方法
DE112005000851B4 (de) Verbindungshalbleiter-Lichtemissionsvorrichtung
DE112014002691T5 (de) Anregungsbereich, der Nanopunkte (auch als &#34;Quantenpunkte&#34; bezeichnet) in einem Matrixkristall umfasst, der auf Si-Substrat gezüchtet wurde und aus AlyInxGa1-y-xN-Kristall (y ≧ 0, x &gt; 0) mit Zinkblendestruktur (auch als &#34;kubisch&#34; bezeichnet) besteht, und lichtemittierende Vorrichtung (LED und LD), die unter Verwendung desselben erhalten wurde

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition