DE102006008929A1 - Layer structure production for nitride semiconductor component on silicon surface, involves preparation of substrate having silicon surface on which nitride nucleation layer is deposited with masking layer - Google Patents

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Abstract

The process involves the preparation of a substrate with a silicon surface on which a nitride nucleation layer is deposited which contains aluminum. A masking layer is deposited on the nitride nucleation layer or on a nitride buffer layer if it is present. The nitride buffer layer is present in such a manner that separate crystallites first inter-grow in the deposition step of the first nitride semiconductor layer, above a coalescence layer thickness, and cover an average surface of at least 0.16 mu m 2> in a layer plane of the nitride semiconductor layer perpendicularly to the direction of growth. Independent claims are also included for the following: (1) a nitride semiconductor component which has gallium containing a nitride semiconductor layer; (2) a carrier disk with multiple nitride semiconductor components; and (3) a nitride semiconductor product with a substrate.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur eines Nitridhalbleiterbauelements auf einer Siliziumoberfläche. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Nitridhalbleiterbauelements. Schließlich betrifft die Erfindung ein Nitridhalbleiterbauelement, insbesondere eine Dünnfilm-Leuchtdiode auf Nitridhalbleiterbasis, sowie ein Nitridhalbleiterprodukt.The The present invention relates to a process for the preparation of a Layer structure of a nitride semiconductor device on a silicon surface. Farther The invention relates to a method for producing a nitride semiconductor device. After all The invention relates to a nitride semiconductor device, in particular a thin film light emitting diode nitride semiconductor base, as well as a nitride semiconductor product.

Nitridhalbleiter sind Halbleiterverbindungen, die ein oder mehrere Elemente der dritten Hauptgruppe sowie ein oder mehrere Elemente der fünften Hauptgruppe des Periodensystems enthalten. Zu ihnen gehören beispielsweise die Halbleiter GaN, InGaN, InGaAsN, AlGaN etc. Andere übliche Bezeichnungen für Nitridhalbleiter im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind Gruppe-III-Nitride, III-V-Nitride. Diese Bezeichnungen werden in der vorliegenden Anmeldung nebeneinander mit gleicher Bedeutung verwendet.nitride are semiconductor compounds that contain one or more elements of the third Main group and one or more elements of the fifth main group of the periodic table. They include, for example, the semiconductors GaN, InGaN, InGaAsN, AlGaN, etc. Other common names for nitride semiconductors For the purposes of the present application are group III nitrides, III-V nitrides. These terms will coexist in the present application used with the same meaning.

Nitridhalbleiter finden insbesondere in Lichtemitterstrukturen Anwendung, die im sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich emittieren. Daneben sind auch elektronische Nitridhalbleiterbauelemente bekannt, wie etwa HEM (engl. high electron mobility)-Transistoren, die insbesondere für Hochfrequenzanwendungen wie beispielsweise in der Funkübertragungstechnik geeignet sind. Nitridhalbleiterbauelemente finden in Form so genannter „Power Devices" auch in der Hochleistungselektronik Anwendung.nitride find particular application in light emitting structures, which are used in the emit visible and ultraviolet spectral range. Next to it are Also known electronic nitride semiconductor devices, such as HEM (high electron mobility) transistors, in particular for high frequency applications such as in radio transmission technology are suitable. Nitride semiconductor devices find in the form of so-called "Power Devices "also in the high performance electronics application.

Eine kostengünstige Homoepitaxie der Schichtstruktur eines Nitridhalbleiterbauelements ist derzeit aufgrund der geringen Größe und Qualität verfügbarer Substrate aus Nitridhalbleitern kommerziell wenig interessant. Erhältliche Nitridhalbleiterbauelemente, wie etwa blaue oder grüne Leuchtdioden, enthalten daher Schichtstrukturen, die auf Saphir(Al2O3)- oder Siliziumcarbid(SiC)-Substraten abgeschieden werden. Diese Substratmaterialien haben verschiedene Nachteile. Zum einen sind sie teuer. Zum anderen sind gängige Substrate dieser Materialien vergleichsweise klein, so dass die Herstellungskosten pro Bauelement aufgrund der relativ geringen Ausbeute bei gegebener Substratfläche zusätzlich erhöht werden. Dazu kommt die große Härte dieser Materialien, die in der Mohsschen Skala oberhalb von 9 liegt und eine mechanische Bearbeitung nur mit teuren Diamantsägen und -schleifmaterialien ermöglicht.Cost-effective homoepitaxy of the layer structure of a nitride semiconductor component is currently of little commercial interest due to the small size and quality of available substrates made of nitride semiconductors. Thus, available nitride semiconductor devices, such as blue or green LEDs, include layered structures deposited on sapphire (Al 2 O 3 ) or silicon carbide (SiC) substrates. These substrate materials have several disadvantages. For one thing, they are expensive. On the other hand, common substrates of these materials are comparatively small, so that the production costs per component are additionally increased due to the relatively low yield for a given substrate area. Added to this is the high hardness of these materials, which is above 9 on the Mohs scale and enables machining only with expensive diamond saws and abrasive materials.

Daher werden für ein großflächiges Wachstum verstärkt Siliziumsubstrate herangezogen, die bekanntlich mit großem Durchmesser kostengünstig erhältlich sind.Therefore be for a large-scale growth reinforced Silicon substrates used, which are known to be of large diameter are available inexpensively.

Typische Wachstumstemperaturen für die Schichtstrukturen von Nitridhalbleitern liegen in der kommerziell üblichen Gasphasenepitaxie bei Temperaturen von über 1.000°C. Unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten von Silizium und Nitridhalbleitermaterialien führen dann beim Abkühlen abgeschiedener Nitridhalbleiterschichtstrukturen nach dem Wachstum zu einem starken tensilen Stress der Nitridhalbleiterschichten von etwa 0,7 GPa/μm und ab Schichtdicken von weniger als 1 μm zur Rissbildung.typical Growth temperatures for the layer structures of nitride semiconductors are in the commercially usual Gas phase epitaxy at temperatures above 1,000 ° C. Different thermal Expansion coefficients of silicon and nitride semiconductor materials to lead then deposited on cooling Nitride semiconductor layer structures after growth to a strong Tensile stress of the nitride semiconductor layers of about 0.7 GPa / μm and from Layer thicknesses of less than 1 micron to Cracking.

Zur Vermeidung einer Rissbildung beim Wachstum von GaN-Schichten auf Silizium werden dünne, bei ungewöhnlich tiefen Temperaturen (unter 1000°C) gewachsene, so genannte Niedertemperatur-AlN- oder AlGaN-Zwischenschichten verwendet. Die Wirkung dieser Schichten beruht auf einer teilweisen Kompensa tion des tensilen Stress durch Wachstum einer GaN-Schicht mit kompressivem Stress auf der AlN- oder AlGaN-Zwischenschicht. Beim Abkühlen nach der Schichtabscheidung wirkt dieser kompressive Stress der GaN-Schicht dem durch die unterschiedlichen thermischen Expansionskoeffizienten bewirkten tensilen Stress entgegen und führt im Ergebnis zu einem reduzierten tensilen Stress.to Prevent cracking during the growth of GaN layers Silicon becomes thin, at unusual low temperatures (below 1000 ° C) grown, so-called low-temperature AlN or AlGaN intermediate layers used. The effect of these layers is based on a partial Compensa tion of the tensile stress by growth of a GaN layer with compressive stress on the AlN or AlGaN interlayer. At the cooling down After layer deposition, this compressive stress of the GaN layer due to the different thermal expansion coefficients caused tensile stress and results in a reduced Tensile stress.

Nachteil dieser Technik ist eine hohe Versetzungsdichte in der auf der Zwischenschicht aufwachsenden GaN-Schicht. In der DE 101 51 092 A1 , die hiermit durch Referenznahme in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird, wird daher zur Reduzierung der Versetzungsdichte das zusätzliche Einfügen von Siliziumnitrid-Zwischenschichten in die aufwachsende GaN-Schicht vorgeschlagen. Eine nicht notwendigerweise völlig geschlossene SixNy-Zwischenschicht dient als Maskierung für anschließendes Wachstum von GaN. Die Dicke der Zwischenschicht wird gemäß der DE 101 51 092 A1 so gewählt, dass auf ihr nur wenige Wachstumsinseln im Abstand von 100 nm bis zu einigen μm entstehen, die im weiteren Verlauf des Wachstums bei zunehmendem Abstand der Wachstumsoberfläche von der SiN-Zwischenschicht ab einer so genannten Koaleszenzdicke zusammengewachsen sind und eine geschlossene Schichtoberfläche bilden. Zwar bewirkt erst eine SiN-Zwischenschicht bei der GaN-Epitaxie auf Silizium ein ausgeprägtes Inselwachstum und somit eine nennenswerte Koaleszenzdicke, welche mit zunehmender SiN-Dicke wächst. Durch geeignete Maßnahmen zur Beschleunigung der Koaleszenz dieser Wachstumsinseln kann jedoch verhindert werden, das die erwähnte kritische Rissdicke bereits erreicht wird, bevor die Wachstumsinseln koaleszieren.Disadvantage of this technique is a high dislocation density in the growing on the intermediate layer GaN layer. In the DE 101 51 092 A1 , which is hereby incorporated by reference into the disclosure of the present application, therefore, to reduce the dislocation density, additional insertion of silicon nitride interlayers into the growing GaN layer is proposed. A not necessarily completely closed Si x N y interlayer serves as a mask for subsequent growth of GaN. The thickness of the intermediate layer is determined according to DE 101 51 092 A1 chosen so that only a few growth islands at a distance of 100 nm to a few microns, which have grown together in the further course of growth with increasing distance of the growth surface of the SiN intermediate layer from a so-called Koaleszenzdicke and form a closed layer surface. It is true that only a SiN intermediate layer in GaN epitaxy on silicon causes marked island growth and thus a significant coalescence thickness, which increases with increasing SiN thickness. By taking appropriate measures to accelerate the coalescence of these growth islands, however, it can be prevented that the mentioned critical crack thickness is already reached before the growth islands coalesce.

Aus dem Dokument A. Dadgar et al., „Reduction of Stress at the Initial Stages of GaN Growth on Si(III)", Applied Physics Letters, Vol. 82, 2003, Nr. 1, Seiten 28–30, (nachfolgend kurz „Dadgar et al."), das hiermit durch Referenznahme in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird, ist es weiterhin bekannt, GaN-Schichten nach Abscheidung einer Silizium-dotierten AlN-Ankeimschicht und einer SiN-Maskierungsschicht von maximal etwa 1,5 Monolagen nomineller Dicke herzustellen. Gegenüber einem Wachstum ohne eine sol che SiN-Maskierungsschicht kann der tensile Stress in der aufwachsenden GaN-Schicht reduziert werden.From the document A. Dadgar et al., "Reduction of Stress at the Initial Stages of GaN Growth on Si (III)", Applied Physics Letters, Vol. 82, 2003, No. 1, Pages 28-30, (hereinafter "Dadgar et al."), Which is hereby incorporated by reference into the disclosure of the present application, it is also known to deposit GaN layers after deposition of a silicon-doped AlN seed layer and a SiN layer. In contrast to growth without such a SiN masking layer, the tensile stress in the growing GaN layer can be reduced.

Dieser Effekt zeigt als Funktion der SiN-Maskierungsschichtdicke ab einer gewissen Dicke Sättigungserscheinungen und lässt eine vollständige Stress-Kompensation nicht erwarten. Denn zum einen kann die SiN-Maskierungsschicht mit zunehmender Dicke die strukturelle Kopplung zwischen der AlN-Ankeimschicht und der nachfolgend (also nach der SiN-Maskierungsschicht) aufwachsenden GaN-Schicht stören oder sogar verhindern. Im Ergebnis kann dann eine erwünschte kompressive Wirkung der AlN-Ankeimschicht nicht mehr eintreten und es verbleibt eine unerwünscht hohe tensile Verspannung in der fertigen Nitridhalbleiterschicht. Zum anderen erhöht eine dicke SiN-Schicht die Koaleszenzdicke auf Werte, die mit den bekannten Methoden nicht mehr unter der für die Rissbildung kritische Schichtdicke gehalten werden kann.This Effect shows as a function of SiN masking layer thickness above a certain thickness saturation phenomena and lets not complete stress compensation expect. For one thing, the SiN masking layer can increase with increasing Thickness the structural coupling between the AlN seed layer and the following (ie after the SiN masking layer) interfere with the growing GaN layer or even prevent. As a result, then a desired compressive effect the AlN seeding layer no longer enter and it remains one undesirable high tensile stress in the finished nitride semiconductor layer. On the other hand increases a thick SiN layer the coalescence thickness to values consistent with the known methods no longer below the cracking critical layer thickness can be held.

Im Ergebnis kann demnach auch das Einfügen einer SiN-Maskierungsschicht den tensilen Stress in der Nitridhalbleiter-Schichtstruktur nicht beseitigen.in the The result can also be the insertion of a SiN masking layer the tensile stress in the nitride semiconductor layer structure not remove.

Inhomogener tensiler Stress hat weitere Nachteile. Er verursacht neben der bereits erwähnten hohen Versetzungsdichte auch eine Krümmung der aufwachsenden Schichtstruktur und des darunter liegenden Substrats. Dieses Problem betrifft auch Dünnschicht-Bauelemente, wie Dünnschicht-Leuchtdioden, bei denen das Siliziumsubstrat im Verlaufe der Herstellung entfernt wird. Schon die Prozessierung gekrümmter Nitridhalbleiterschichtstrukturen bereitet Schwierigkeiten und erhöht daher Aufwand und Kosten der Bauelementfertigung. Eine gekrümmte Nitridhalbleiterschichtstruktur, die dann typischerweise mit einem Träger verbunden wird, löst sich leicht vom Träger, und entsprechende Bauelemente haben eine unerwünscht niedrige Lebensdauer.inhomogeneous Tensile stress has other disadvantages. He causes next to the already mentioned high dislocation density and a curvature of the growing layer structure and the underlying substrate. This problem also affects thin-film devices, like thin film light emitting diodes, where the silicon substrate is removed in the course of manufacture becomes. Already the processing of curved nitride semiconductor layer structures prepares Difficulties and increases therefore, effort and cost of component manufacturing. A curved nitride semiconductor layer structure, which is then typically connected to a carrier dissolves light from the carrier, and corresponding components have an undesirably low life.

Aus dem Dokument C. Mo et al., „Growth and characterization of InGaN blue LED structure on Si(III) by MOCVD", Journal of Crystal Growth, 285 (2005), 312–317 (nachfolgend kurz „Mo et al.), das hiermit durch Referenznahme in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird, ist es bekannt, den tensilen Stress durch Wachstum einer GaN-Pufferschicht auf der AlN-Ankeimschicht zu reduzieren. Dabei wird für das Wachstum der GaN-Pufferschicht in der Hochtemperatur-Gasphasenepitaxie ein geringes Verhältnis der Gasstromdichten von Galliumprecursor zu Stickstoffprecursor eingestellt. Dies fördert das Inselwachstum der nachfolgenden GaN-Schicht. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass weiterhin tensiler Stress in der Nitridhalbleiter-Schichtstruktur verbleibt. Zusätzlich ist diese bekannte Leuchtdiode unerwünscht hochohmig.Out Document C. Mo et al., "Growth and characterization of InGaN blue LED structure on Si (III) by MOCVD ", Journal of Crystal Growth, 285 (2005), 312-317 (hereafter "Mo et al.) hereby incorporated by reference into the disclosure of the present application Registration is known, it is known the tensile stress through Growth of a GaN buffer layer on the AlN seed layer to reduce. It is for the growth of the GaN buffer layer in the high-temperature gas phase epitaxy low ratio the gas flow densities of gallium precursor to nitrogen precursor set. This promotes the island growth of the subsequent GaN layer. The disadvantage is in this case, however, that furthermore tensile stress in the nitride semiconductor layer structure remains. additionally this known light-emitting diode is undesirably high-impedance.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur eines Nitridhalbleiterbauelements auf einer Siliziumoberfläche und ein Nitridhalbleiterbauelement anzugeben, bei dem der tensile Stress in der fertigen Schichtstruktur gegenüber bekannten Lösungen weiter reduziert ist.The the technical problem underlying the present invention it is therefore a method for producing a layered structure a nitride semiconductor device on a silicon surface and to provide a nitride semiconductor device in which the tensile stress in the finished layer structure over known solutions on is reduced.

Ein weiteres der vorliegenden Erfindung zugrunde liegendes technisches Problem ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur eines Nitridhalbleiterbauelements auf einer Siliziumoberfläche und ein Nitridhalbleiterbauelement anzugeben, welches die Krümmung der Nitridhalbleiterschichtstruktur gegenüber vorbekannten Lösungen verringert.One Another of the present invention underlying technical Problem is, a method for producing a layered structure a nitride semiconductor device on a silicon surface and To specify a nitride semiconductor device, which the curvature of the Reduced nitride semiconductor layer structure over prior art solutions.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung werden die genannten technischen Probleme gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur eines Nitridhalbleiterbauelements auf einer Siliziumoberfläche, mit den Schritten:

  • – Bereitstellen eines Substrats, das eine Siliziumoberfläche hat;
  • – Abscheiden einer aluminiumhaltigen Nitridankeimschicht auf der Siliziumoberfläche des Substrats;
  • – Optional: Abscheiden einer aluminiumhaltigen Nitridpufferschicht auf der Nitridankeimschicht;
  • – Abscheiden einer Maskierungsschicht auf der Nitridankeimschicht oder, wenn vorhanden, auf der ersten Nitridpufferschicht;
  • – Abscheiden einer galliumhaltigen ersten Nitridhalbleiterschicht auf der Maskierungsschicht,
wobei die Maskierungsschicht derart abgeschieden wird, dass im Abscheideschritt der ersten Nitridhalbleiterschicht zunächst getrennte Kristallite wachsen, die oberhalb einer Koaleszenzschichtdicke zusammenwachsen und in einer Schichtebene der zusammengewachsenen Nitridhalbleiterschicht senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Fläche von mindestens 0,16 μm2 einnehmen.According to a first aspect of the invention, the stated technical problems are solved by a method for producing a layer structure of a nitride semiconductor component on a silicon surface, with the following steps:
  • Providing a substrate having a silicon surface;
  • Depositing an aluminum nitride nitrile layer on the silicon surface of the substrate;
  • Optionally: depositing an aluminum-containing nitride buffer layer on the nitride resin inlayer;
  • Depositing a masking layer on the nitride shellimide layer or, if present, on the first nitride buffer layer;
  • Depositing a gallium-containing first nitride semiconductor layer on the masking layer,
wherein the masking layer is deposited such that in the deposition step of the first nitride semiconductor layer first separate crystallites grow, which grow together above a coalescence layer thickness and occupy an average area of at least 0.16 μm 2 in a layer plane of the coalesced nitride semiconductor layer perpendicular to the growth direction.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es überraschender Weise, während des Wachstums der ersten Nitridhalbleiterschicht darin einen erhöhten kompressiven Stress zu erzeugen, der bei geeigneter weiterer Prozessführung sogar eine vollständige oder nahezu vollständige Kompensation des tensilen Stress σ bewirken kann, der durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten entsteht. Es kann eine Schichtstruktur gewachsen werden, die nach der Abkühlung bei Raumtemperatur entweder völlig verspannungsfrei oder- mit einem Wert von σ, der jedenfalls deutlich unter 0.2 GPa/μm, in aller Regel jedoch sogar unter 0.1 GPa/μm liegt – nahezu verspannungsfrei ist und darüber hinaus eine sehr geringe Versetzungsdichte und nur sehr wenige oder gar keine Risse aufweist.Surprisingly, it is possible with the method according to the invention, during the growth of the first nitride semiconductor layer, to produce an increased compressive stress which, with suitable further process control, can even lead to complete or almost complete compensation of the tensile stress .sigma different thermal expansion coefficient arises. It is possible to grow a layered structure which, after cooling at room temperature, is either completely stress-free or with a value of σ, which in any case is well below 0.2 GPa / μm, but generally even below 0.1 GPa / μm - almost free of tension and above also has a very low dislocation density and very little or no cracks.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zugleich zur Herstellung von Schichtstrukturen mit besonders hohem oder sogar unendlichem Krümmungsradius, die insbesondere in der Herstellung von Dünnfilm-Bauelementen wie Leuchtdioden von großem Vorteil sind.The inventive method is also suitable for the production of layered structures with special high or even infinite radius of curvature, in particular in the manufacture of thin-film components such as light-emitting diodes of great Advantage are.

Damit wird ein kostengünstiges Wachstum von Dünnfilm-Bauelementen auf Nitridhalbleiter-Basis auch auf großformatigen Silizium- oder SOI (Silicon-on-Insulator)-Wafern ermöglicht.In order to will be a cost effective Growth of thin-film devices on nitride semiconductor basis also on large-scale silicon or SOI (Silicon-on-Insulator) wafers allows.

Diese Vorteile sind vermutlich darauf zurückzuführen, dass die zusammenwachsenden Kristallite oberhalb einer geeignet abgeschiedenen Maskierungsschicht, die bevorzugt aus SiN besteht, während des Wachstums mit Erreichen einer durchschnittlichen Kristallitfläche von 0,16 μm2 und mehr in der Nitridhalbleiterschicht durch ihr Zusammenwachsen einen ausreichend starken kompressiven Stress erzeugen. Dieser stärkere kompressive Stress kann den später bislang unbekannt hinzukommenden tensilen Stress besser kompensieren.These advantages are presumably due to the fact that the growing together crystallites above a suitably deposited masking layer, which preferably consists of SiN, during growth with an average crystallite area of 0.16 μm 2 and more in the nitride semiconductor layer by their coalescence a sufficiently strong compressive stress produce. This stronger compressive stress can better compensate for the later unknown stress.

Die durchschnittliche Kristallitfläche der Kristallite in einer Schichtebene oberhalb der Koaleszenzschichtdicke in einer Nitridhalbleiterschicht lässt sich durch mit Hilfe eines bildgestützten Analyseverfahrens wie beispielsweise einer Auswertung von plan-view transmissionselektronenmikroskopischen (TEM) Aufnahmen ermitteln, wie es weiter unten anhand zweier Beispiele näher erläutert wird. Der Analyse ist selbstverständlich eine ausreichend große Stichprobe von Kristalliten zugrunde zu legen.The average crystallite area the crystallites in a layer plane above the coalescence layer thickness in a nitride semiconductor layer can be determined by means of a image-based Analysis method such as an evaluation of plan-view determine transmission electron micrographs (TEM) as will be explained in more detail below with reference to two examples. The analysis is Of course a sufficiently large sample of crystallites.

Der bisherige Stand der Technik ließ aufgrund der beobachteten, oben beschriebenen Sättigungseffekte bei Verwendung einer SiN-Maskierungsschicht (Dadgar et al.) und der beobachteten und ebenfalls oben beschriebenen, nur partiellen Stressreduktion bei Verwendung einer GaN-Pufferschicht (Mo et al.) das Auftreten dieses Effektes und die Möglichkeit einer nahezu vollständigen Stresskompensation nicht erwarten. Dieser überraschende Effekt wird gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung besonders gering verspannter oder völlig unverspannter Nitridhalbleiterschichtstrukturen auf Siliziumoberfläche genutzt, aus denen anschließend besonders vorteilhafte Nitridhalbleiterbauelemente hergestellt werden können.Of the previous state of the art was due to the observed saturation effects in use as described above a SiN masking layer (Dadgar et al.) and the observed and also described above, only partial stress reduction at Using a GaN buffer layer (Mo et al.) The occurrence of this Effect and the possibility almost complete Do not expect stress compensation. This surprising effect is according to the present Invention for producing particularly slightly strained or completely unstressed Used nitride semiconductor layer structures on silicon surface, which then special advantageous nitride semiconductor components can be produced.

Wenn in den Ansprüchen von einer aluminiumhaltigen Nitridschicht mit jeweiliger Funktion (Ankeimschicht, Pufferschicht, Zwischenschicht etc.) gesprochen wird, so ist darunter eine Schicht der jeweiligen Funktion zu verstehen, die Aluminium entweder als alleiniges Gruppe-III-Metall enthält oder in einer Kombination mit anderen Gruppe-III-Metallen. Von Dotierungen mit Elementen anderer Gruppen des Periodensystems, etwa mit Silizium oder Magnesium, wird zum Zwecke der Definition hier abgesehen. Selbstverständlich können jedoch auch solche Dotierstoffe enthalten sein.If in the claims of an aluminum-containing nitride layer with respective function (Ankeimschicht, buffer layer, interlayer, etc.) spoken is to be understood as a layer of the respective function, containing aluminum either as sole Group III metal or in combination with other Group III metals. Of dopings with elements of other groups of the periodic table, such as silicon or magnesium, is hereby omitted for purposes of definition. Of course, however, you can also contain such dopants.

Eine Ankeimschicht ist eine nur wenige Nanometer dicke, nicht zwingend geschlossene Schicht, die trotz eventuell schlechter kristalliner und/oder stöchiometrischer Eigenschaften eine Grundlage für ein anschließendes Schichtwachstum der darauf aufwachsenden Schicht bildet, oder von der ein weiteres Schichtwachstum ausgeht.A Anchor layer is only a few nanometers thick, not mandatory closed layer, despite possibly poor crystalline and / or stoichiometric Properties a basis for a subsequent one Layer growth of the layer growing on it, or of the another layer growth emanates.

Eine Maskierungsschicht dient zur vollständigen oder teilweisen Abdeckung einer Oberfläche und ist häufig nur wenige Monolagen oder sogar weniger als eine Monolage dick.A Masking layer serves for complete or partial coverage a surface and is common just a few monolayers or even less than a monolayer thick.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Nitridhalbleiterbauelements, mit den Schritten:

  • – Herstellung einer Schichtstruktur eines Nitrid-Halbleiterbauelements auf einer Siliziumoberfläche nach einem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder einem der in dieser Anmeldung nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele oder einem der zugehörigen abhängigen Ansprüche;
  • – Bonden der Schichtstruktur mit einem Träger derart, dass die Wachstumsoberseite der Schichtstruktur dem Träger zugewandt ist;
  • – Entfernen des Substrats;
  • – Herstellung einer Kontaktstruktur.
A second aspect of the present invention relates to a method for producing a nitride semiconductor device, comprising the steps of:
  • - Producing a layer structure of a nitride semiconductor device on a silicon surface according to a method according to the first aspect of the invention or one of the embodiments described below in this application or one of the dependent claims thereof;
  • - Bonding the layer structure with a carrier such that the growth top of the layer structure faces the carrier;
  • - removing the substrate;
  • - Production of a contact structure.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens des ersten Aspekts der Erfindung und ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Prozessierung von Nitridhalbleiterbauelementen.The Method according to the second Aspect of the invention is an advantageous development of the method of the first aspect of the invention and allows a particularly simple and cost-effective Processing of nitride semiconductor devices.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung werden die oben genannten technischen Probleme gelöst durch ein Nitridhalbleiterbauelement, mit

  • – einer galliumhaltigen ersten Nitridhalbleiterschicht, die eine Struktur zusammengewachsener Kristallite aufweist, die in einer Schichtebene senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Fläche von mindestens 0,16 μm2 einnehmen,
  • – einer aluminiumhaltigen Nitridzwischenschicht, die an die erste Nitridhalbleiterschicht angrenzt, und,
  • – angrenzend an letztere Schicht, einer galliumhaltigen weiteren, zweiten Nitridhalbleiterschicht.
According to a third aspect of the invention, the above-mentioned technical problems are solved by a nitride semiconductor device having
  • A gallium-containing first nitride semiconductor layer having a structure of coalesced crystallites occupying an average area of at least 0.16 μm 2 in a layer plane perpendicular to the growth direction,
  • An aluminum-containing nitride intermediate layer adjacent to the first nitride semiconductor layer, and
  • Adjacent to the latter layer, a gallium-containing further, second nitride semiconductor layer.

Solche Bauelemente, die eine für die Herstellung auf einer Siliziumoberfläche charakteristische Struktur der Nitridhalbleiterschicht aufweisen, haben bei geringen Herstellungskosten eine für kommerzielle Anwendungen unerlässliche lange Lebensdauer und günstige Betriebsparameter.Such Components that have a for the production on a silicon surface characteristic structure have the nitride semiconductor layer, have low production costs one for commercial applications essential long life and cheap Operating parameters.

Das Nitridhalbleiterbauelement des dritten Aspekts der Erfindung hat Strukturmerkmale, die für die erfindungsgemäße Verfahrensführung charakteristisch sind und es erlauben, ein nach diesem Verfahren hergestelltes Nitridhalbleiterbauelement von anderen Nitridhalbleiterbauelementen zu unterscheiden.The Nitride semiconductor device of the third aspect of the invention has Structural features necessary for the inventive process characteristic and allow a nitride semiconductor device manufactured by this method to differentiate from other nitride semiconductor devices.

So ist es zwar grundsätzlich auch möglich und an sich bekannt, Kristallite mit einer großen durchschnittlichen Fläche bei Verwendung eines Saphir-Substrats zu erzeugen. Jedoch weisen auf Saphir-Substrat hergestellte Nitrithalbleiterbauelemente, die keine über 100 nm dicken AlGaN-Schichten enthalten, keine aluminiumhaltigen Nitridhalbleiterzwischenschichten, insbesondere keine Aluminiumnitrid-Zwischenschichten auf. Das Wachstum von Halbleiterschichten auf Saphir-Substrat unterliegt völlig anderen Randbedingungen als das Wachstum auf Siliziumsubstrat, wie es in der vorliegenden Erfindung beschrieben ist. Denn das Schichtwachstum auf Saphir-Substrat führt stets zu einer biaxial kompressiv verspannten Schicht nach dem Abkühlen. Ein StrAlN-Engineering mit Hilfe von aluminiumhaltigen Nitridzwischenschichten, das zu einer kompressiven Verspannung der GaN Schichten während des Wachstums führt, ist dort nicht erforderlich und bei LED Strukturen sogar unerwünscht, da dies zu einer sehr starken Substratkrümmung während des Wachstums der InGaN Schicht um 800°C und am Ende des Prozesses führt. Wie eingangs erläutert, ist es an sich auch bekannt, beim Wachstum von Nitridhalbleiterschichten auf Silizium aluminiumhaltige Nitridhalbleiterzwischenschichten für das StrAlN-Engineering zu verwenden.So it is basically also possible and known per se, crystallites with a large average area at Use of a sapphire substrate to produce. However, point Sapphire substrate produced nitrite semiconductor devices that do not exceed 100 nm thick AlGaN layers, no aluminum-containing nitride semiconductor interlayers, in particular no aluminum nitride intermediate layers. The growth of semiconductor layers on sapphire substrate is completely different Boundary conditions than growth on silicon substrate, as in of the present invention. Because the layer growth on Sapphire substrate leads always to a biaxially compressively strained layer after cooling. A StrAlN engineering with the help of aluminum-containing nitride intermediate layers, the a compressive strain of the GaN layers during growth leads, is not necessary there and even undesirable in LED structures, since This leads to a very strong substrate curvature during the growth of InGaN Layer around 800 ° C and at the end of the process leads. As explained at the beginning, It is also known per se in the growth of nitride semiconductor layers on silicon aluminum-containing nitride semiconductor interlayers for the StrAlN engineering to use.

Doch eine Kombination dieser beiden Merkmale war bislang technisch nicht erreichbar. Erst mit der Verfahrensführung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es gelungen, Schichten mit Kristalliten einer ausreichend großen Fläche auf Silizium-Substrat zu erzeugen. Bei fortgesetztem Wachstum dieser Nitridhalbleiterschichten für die Herstellung dickerer Nitridhalbleiter-Schichten von mehr als etwa 1300 nm Dicke werden allein für das Wachstum auf der Grundlage eines Substrates mit Siliziumoberfläche StrAlN-Engineering-Zwischenschichten erforderlich, um so während des Wachstums einen ausreichend großen kompressiven Stress einzustellen, der beim abschließenden Abkühlen einen dann auftretenden tensilen Stress vollständig oder nahezu vollständig kompensieren kann. In der Fachwelt war es bislang nicht möglich, ein Nitridhalbleiterbauelement gemäß dem vorliegenden dritten Aspekt der Erfindung herzustellen.But a combination of these two features was not technically reachable. Only with the process control according to the first aspect of the present Invention has managed to layers with crystallites sufficient huge Surface up To produce silicon substrate. With continued growth of this Nitride semiconductor layers for producing thicker nitride semiconductor layers greater than about 1300 nm Thickness will be alone for growth based on a substrate with silicon surface StrAlN engineering interlayers required to do so while of growth to set a sufficiently large compressive stress, the one at the final cooling down completely or almost completely compensate for a tensile stress then occurring can. In the art, it has not been possible to date, a nitride semiconductor device according to the present third Aspect of the invention.

Die beim Abscheiden auf der Siliziumoberfläche zunächst hergestellten Schichten, nämlich die aluminiumhaltige Nitridankeimschicht und die Maskierungsschicht werden für eine Herstellung von Dünnfilm-Bauelementen wie Dünnfilm-LEDs nach der Ablösung der gewachsenen Schichten von der Siliziumoberfläche im Rahmen der weiteren Prozessierung typischerweise entfernt. Daher können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Nitridhalbleiterbauelemente hergestellt werden, denen man die erfindungsgemäße Verfahrensführung zwar nicht am Vorhandensein der Ankeim- und Maskierungsschichten nachweisen kann, bei denen jedoch das Vorliegen von aluminiumhaltigen Nitridhalbleiterzwischen schichten in der Schichtstruktur einen eindeutigen Hinweis auf die Verwendung eines Siliziumsubstrats beim Wachstum liefert.The when deposited on the silicon surface initially produced layers, namely the aluminum-containing Nitridankeimschicht and the masking layer be for a production of thin-film components like thin-film LEDs after the replacement of the grown layers of the silicon surface in the context of the other Processing typically removed. Therefore, with the inventive method Nitride semiconductor components are produced, which, although the process control according to the invention do not detect the presence of the seeding and masking layers but where the presence of aluminum-containing nitride semiconductor layers is intermediate in the layer structure a clear indication of the use of a silicon substrate during growth.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung werden die oben genannten technischen Probleme gelöst durch ein Nitridhalbleiterprodukt mit

  • – einem Substrat, das eine Siliziumoberfläche hat,
  • – einer an die Siliziumoberfläche angrenzenden aluminiumhaltigen Nitridankeimschicht,
  • – optional: einer an die Nitridankeimschicht angrenzenden aluminiumhaltigen Nitridpufferschicht,
  • – einer Maskierungsschicht auf der Nitridankeimschicht oder, wenn vorhanden, auf der Nitridpufferschicht, und mit
  • – einer an die Maskierungsschicht angrenzend angeordneten galliumhaltigen ersten Nitridhalbleiterschicht, die eine Struktur zusammengewachsener Kristallite aufweist, wobei die Kristallite oberhalb einer Koaleszenzschichtdicke und in einer Schichtebene senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Fläche von mindestens 0,16 μm2 einnehmen.
According to a fourth aspect of the invention, the above-mentioned technical problems are solved by a nitride semiconductor product
  • A substrate having a silicon surface,
  • An aluminum-containing nitride tine layer adjacent to the silicon surface,
  • Optionally an aluminum-containing nitride buffer layer adjacent to the nitride resin inlay,
  • A masking layer on the nitride resin layer or, if present, on the nitride buffer layer, and with
  • A gallium-containing first nitride semiconductor layer arranged adjacent to the masking layer and having a structure of coalesced crystallites, the crystallites occupying an average area of at least 0.16 μm 2 above a coalescence layer thickness and in a layer plane perpendicular to the growth direction.

Das Nitridhalbleiterprodukt der Erfindung ist typischerweise ein selbstständig handelbares Zwischenprodukt der Bauelementfertigung. Es kann zur Herstellung von Bauelementen sowohl auf dem vorhandenen Substrat mit Siliziumoberfläche als auch, nach Ablösen des Substrats, auf einem anderen Träger genutzt werden, oder für die Herstellung großflächiger freitragender Schichten, großflächiger Nitridhalbleiter-Substrate oder freitragender Bauelemente.The Nitride semiconductor product of the invention is typically a self-negotiable one Intermediate of component manufacturing. It can be used for manufacturing of components both on the existing substrate with silicon surface as also, after detachment of the substrate, used on another carrier, or for the production large-scale cantilever Layers, large-area nitride semiconductor substrates or cantilevered components.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der verschiedenen Verfahrens- und Vorrichtungsaspekte der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungs beispiele können miteinander kombiniert werden, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist.Embodiments of the various method and apparatus aspects of the present invention will now be described. The execution examples can be combined with each other, unless expressly stated is closed.

Zunächst werden Ausführungsbeispiele des Verfahrens zur Herstellung einer Schichtstruktur eines Nitridhalbleiterbauelements auf einer Siliziumoberfläche gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben.First, be embodiments of the method for producing a layer structure of a nitride semiconductor device on a silicon surface according to the first Aspect of the invention described.

Mit besonders großen Kristallitflächen wird die Schichtqualität verbessert. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Maskierungsschicht daher derart abgeschieden, dass im Abscheideschritt der ersten Nitridhalbleiterschicht zunächst getrennte Kristallite wachsen, die oberhalb einer Koaleszenzschichtdicke zusammenwachsen und in einer Schichtebene der zusammengewachsenen Nitridhalbleiterschicht senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Fläche von mindestens 0,36 μm2 einnehmen.With particularly large crystallite surfaces, the layer quality is improved. In a preferred embodiment, the masking layer is therefore deposited in such a way that separated crystallites initially grow together above a coalescence layer thickness and occupy an average area of at least 0.36 μm 2 in a layer plane of the coalesced nitride semiconductor layer perpendicular to the growth direction in the deposition step of the first nitride semiconductor layer.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Maskierungsschicht mit einer Schichtdicke abgeschieden, die bei der zunächst in Form von Wachstumsinseln aufwachsenden ersten Nitridhalbleiterschicht ab einem Abstand von mindestens 600 nm von der Maskierungsschicht eine zu mindestens 80% geschlossene Schichtfläche entstehen lässt. Die Prozessführung dieses Ausführungsbeispiels hat in Untersuchungen mit guter Reproduzierbarkeit zu galliumhaltigen Nitridhalbleiterschichten geführt, die oberhalb einer Schichtdicke von 600 nm weitestgehend zusammengewachsen sind und in Schichtebenen oberhalb dieses Abstandes von der Keimschicht großflächige Kristallite aufweisen, deren durchschnittliche Fläche oberhalb von 0,16 μm2 liegt.In a further exemplary embodiment, the masking layer is deposited with a layer thickness which, when the first nitride semiconductor layer first grows in the form of growth islands, results in a layer area which is at least 80% closed at a distance of at least 600 nm from the masking layer. The process control of this embodiment has resulted in studies with good reproducibility to gallium nitride semiconductor layers that are largely grown together above a layer thickness of 600 nm and having in layer planes above this distance from the seed layer large crystallites whose average surface area is in excess of 0.16 microns. 2

Bevorzugt wird bei der erfindungsgemäßen Prozessführung und insbesondere bei der Prozessführung bei dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel von einer Maskierungsschicht ausgegangen, die eine Bedeckung der darunter liegenden Nitridankeimschicht oder, wenn vorhanden, der ersten Nitridpufferschicht von mindestens 95% aufweist. Bei diesem Bedeckungsgrad entstehen oberhalb der Maskierungsschicht relativ wenige Wachstumskeime, die sich im Verlaufe der weiteren Schichtabscheidung durch ein dreidimensionales Wachstum (Inselwachstum) zu großen Kristalliten entwickeln können.Prefers is in the process control according to the invention and especially in litigation in the embodiment just described assumed a masking layer, which is a covering of underlying Nitridankeimschicht or, if available, the first nitride buffer layer of at least 95%. In this Degree of coverage arises relatively above the masking layer few growth nuclei, which in the course of further layer deposition by a three-dimensional growth (island growth) to large crystallites can develop.

Die besten Ergebnisse wurden bisher mit Maskierungsschichten aus Siliziumnitrid erzielt. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, andere geeignete Materialien für die Maskierungsschicht zu verwenden, wie etwa Anti-Surfactands, die also eine Benetzung der Ankeimschicht verhindern. Hier könnten prinzipiell beispielsweise alle Metall-Nitride, die bei den hohen Wachstumstemperaturen der Nitridhalbleiterabscheidung verwendet werden, geeignet sein. Stoffe, die amorph aufwachsen, sind aber eher geeignet, da auf solchen Oberflächen oft keine oder nur eine verzögerte Bekeimung stattfindet.The The best results have so far been with silicon nitride masking layers achieved. in principle However, it is also conceivable other suitable materials for the masking layer to use, such as anti-Surfactands, which is a wetting prevent the Ankeimschicht. Here, in principle, for example all metal nitrides, which at the high growth temperatures of the Nitride semiconductor deposition can be used. substances which grow up amorphous, but are more appropriate because often on such surfaces no or only one delayed Germination takes place.

Die Verfahrensführung wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch eine mitlaufende Messung der Reflexionsintensität der Wachstumsoberfläche begleitet (Reflektometrie). Dieses an sich bekannte Verfahren zur Überwachung des Schichtwachstums ermöglicht eine Kontrolle und definierte Einstellung der Dauer der Abscheidung der Maskierungsschicht, die bevorzugt so gewählt wird, dass beim Abscheideschritt der ersten Nitridhalbleiterschicht die mitlaufende Messung der Reflexionsintensität der Wachstumsoberfläche bei einer Lichtwellenlänge von ca. 600 nm einen oszillierenden Intensitätsverlauf mit ansteigender Oszillationsamplitude zeigt, die nach frühestens fünf Oszillationszyklen einen dann etwa gleichbleibenden Maximalwert erreicht. Der genaue Wert der Dauer der Abscheidung der Maskierungsschicht hängt von zahlreichen Parametern ab, die von Wachstumsreaktor zu Wachstumsreaktor variieren können. Mit der Anleitung des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann in wenigen Experimenten eine geeignete Dauer der Abscheidung der Maskierungsschicht für einen jeweiligen Wachstumsreaktor ermittelt werden.The process management is in a preferred embodiment accompanied by a follow-up measurement of the reflection intensity of the growth surface (Reflectometry). This per se known method of monitoring the layer growth allows a control and defined setting of the duration of the deposition the masking layer, which is preferably chosen so that in the deposition step the first nitride semiconductor layer contributes to the follow-up measurement of the reflection intensity of the growth surface a wavelength of light of about 600 nm an oscillating intensity curve with increasing Oscillation amplitude shows that after at least five oscillation cycles one then reached about constant maximum value. The exact value the duration of the deposition of the masking layer depends on numerous parameters ranging from growth reactor to growth reactor can vary. With the guidance of the present embodiment can in few experiments a suitable duration of deposition of the masking layer for a respective growth reactor can be determined.

Schon die erste Nitridhalbleiterschicht wächst gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit kompressivem Stress auf. Es werden bevorzugt keine die Koaleszenz fördernden Wachstumsparameter (wie beispielsweise eine erhöhte Wachstumstemperatur oder ein hohes V/III-Verhältnis) eingestellt. Unter diesen Bedingungen erhält man ein besonders kompressives Schichtwachstum und kann damit einen geringeren tensilen Stress nach dem Abkühlen und somit eine homogen verspannte bzw. unverspannte Nitridhalbleiter-Schichtstruktur herstellen.Nice the first nitride semiconductor layer grows according to the method according to the invention compressive stress. There is no preference for coalescence promoting Growth parameters (such as an increased growth temperature or a high V / III ratio) set. Under these conditions, one obtains a particularly compressive Layer growth and can thus a lower tensile stress after cooling and thus a homogeneously strained or unstrained nitride semiconductor layer structure produce.

Soll ein Nitridhalbleiter mit einer höheren Schichtdicke abgeschieden werden, wird die erste Nitridhalbleiterschicht vorzugsweise mit einer Schichtdicke von 800–1600 nm abgeschieden, bevor nachstehend erläuterte weitere Schichten aufgewachsen werden, die zu der höheren Schichtdicke führen. Bevorzugt wird dann nämlich auf der ersten Nitridhalbleiterschicht eine aluminiumhaltige Nitridzwischenschicht abgeschieden und anschließend auf letzterer Schicht eine galliumhaltige weitere Nitridhalbleiterschicht abgeschieden, die auch als zweite Nitridhalbleiterschicht bezeichnet wird. Mit der aluminiumhaltigen Nitridzwischenschicht, die im Falle des Wachstums von GaN als erster Nitridhalbleiterschicht bevorzugt eine Niedertemperatur-AlN-Schicht ist, kann der kompressive Stress in der Schichtstruktur weiter erhöht werden. Die Funktion der aluminiumhaltigen Nitridzwischenschicht ist also das StrAlN-Engineering.Should a nitride semiconductor with a higher layer thickness are deposited, the first nitride semiconductor layer is preferably with a layer thickness of 800-1600 nm deposited before further growth as explained below become the higher Layer thickness lead. Namely then is preferred on the first nitride semiconductor layer, an aluminum-containing nitride intermediate layer separated and then on the latter layer a gallium-containing further nitride semiconductor layer deposited, also referred to as the second nitride semiconductor layer becomes. With the aluminum-containing nitride intermediate layer, which in the case of Growth of GaN as the first nitride semiconductor layer preferably one Low-temperature AlN layer can be, the most compressive stress in the Layer structure further increased become. The function of the aluminum-containing nitride intermediate layer This is the StrAlN engineering.

Die Schrittfolge der Abscheidung einer aluminiumhaltigen Nitridzwischenschicht und einer galliumhaltigen weiteren Nitridhalbleiterschicht kann wiederholt durchgeführt werden. Auf diese Weise können der ersten Nitridhalbleiterschicht eine zweite, dritte, vierte usw. Nitridhalbleiterschicht folgen, jeweils mit davor abgeschiedenen aluminiumhaltigen Zwischenschichten. Es ergibt sich, abgesehen von den Nitridzwischenschichten, eine dicke Nitridhalbleiterschicht, die sich aus der ersten, zweiten, ggf. dritten, usw. Nitridhalbleiterschicht zusammensetzt. Bei Bedarf können hierin selbstverständlich weitere Zwischenschichten mit anderer Funktion eingefügt werden.The sequence of steps of depositing an alu Miniumhaltigen nitride intermediate layer and a gallium-containing further nitride semiconductor layer can be carried out repeatedly. In this way, the first nitride semiconductor layer may be followed by a second, third, fourth, etc. nitride semiconductor layer, each with aluminum-containing intermediate layers deposited therebetween. The result, apart from the nitride intermediate layers, a thick nitride semiconductor layer, which is composed of the first, second, possibly third, etc. nitride semiconductor layer. If desired, other intermediate layers with a different function can of course be incorporated herein.

Die Dicke der aluminiumhaltigen Nitridzwischenschicht beträgt beispielsweise im Falle der Verwendung einer Niedertemperatur-AlN-Zwischenschicht 8 bis 15 nm. Denkbar ist auch die Verwendung einer AlGaN-Zwischenschicht, wobei hier in etwa dieselben Schichtdicken geeignet sind. Aus der DE 10 2004 038 573 A1 der Anmelderin ist die Verwendung von dickeren, bei hohen Temperaturen gewachsenen AlN-Zwischenschichten für StrAlN-Engineering-Zwecke bekannt. Zu beachten hierbei ist, dass erfahrungsgemäß ab einer Dicke dieser Schicht von ca. 30 nm eine Tendenz zur Bildung einer hochohmigen Schichtstruktur entsteht, was für die Herstellung von Lichtemittern nachteilig ist. Auch nimmt die Neigung zur Rissbildung zu.The thickness of the aluminum-containing nitride intermediate layer is, for example, 8 to 15 nm in the case of using a low-temperature AlN intermediate layer. It is also conceivable to use an AlGaN intermediate layer, whereby approximately the same layer thicknesses are suitable here. From the DE 10 2004 038 573 A1 Applicant is aware of the use of thicker, high temperature AlN interlayers for StrAlN engineering purposes. It should be noted that experience has shown that starting from a thickness of this layer of about 30 nm, a tendency to form a high-resistance layer structure arises, which is disadvantageous for the production of light emitters. Also, the tendency for cracking increases.

Wird auf die Verwendung von aluminiumhaltigen Nitridzwischenschichten verzichtet, wird die erste Nitridhalbleiterschicht vorzugsweise mit einer Dicke von 1300 nm (für den Fall GaN) abgeschieden. Oberhalb dieser Schichtdicke können beim Abkühlen aufgrund der dann auftretenden tensilen Spannungskomponente Risse auftreten.Becomes to the use of aluminum-containing nitride intermediate layers omitted, the first nitride semiconductor layer is preferably with a thickness of 1300 nm (for the case GaN) deposited. Above this layer thickness can at Cool down due The then occurring tensile stress component cracks occur.

Zur Herstellung lichtemittierender Nitridhalbleiterbauelemente wird bevorzugt auf der zweiten oder, nach Verfahrensführung mit einer oben erläuterten wiederholten Schichtabscheidung, einer anderen weiteren Nitridhalbleiterschicht eine Multi-Quantum-Well-Struktur aus Nitridhalbleitermaterial abgeschieden. Multi-Quantum-Well-Strukturen für lichtemittierende Nitridhalbleiterbauelemente sind an sich bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert werden.to Production of Light Emitting Nitride Semiconductor Devices preferably on the second or, after process control with an above explained repeated layer deposition, another other nitride semiconductor layer a multi-quantum well structure of nitride semiconductor material deposited. Multi-quantum-well structures for light-emitting Nitride semiconductor devices are known per se and need it here not closer explained become.

Es hat sich gezeigt, dass das Abscheiden mindestens einer zweiten Maskierungsschicht aus Silizium unmittelbar vor dem Abscheiden derjenigen der weiteren Nitridhalbleiterschichten, auf der die Multi-Quantum-Well-Struktur abgeschieden wird, eine besonders gute Schichtqualität in dem für die Lichtemission entscheidenden Bereich der Schichtstruktur erzielt.It It has been found that depositing at least one second masking layer of silicon just prior to the deposition of those of the others Nitride semiconductor layers on which the multi-quantum well structure is deposited, a particularly good coating quality in the for the light emission achieved crucial area of the layer structure.

Zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements wird vorzugsweise in die erste und, wenn vorhanden, diejenigen weiteren Nitridhalbleiterschichten, die vor der Multi-Quantum-Well-Struktur abgeschieden werden, eine n-Dotierung eingebracht. Zur Herstellung einer p-dotierten Zone wird vorzugsweise auf der Multi-Quantum-Well-Struktur eine p-dotierte galliumhaltige Nitridhalbleiterdeckschicht abgeschieden.to Production of an optoelectronic component is preferred into the first and, if present, those further nitride semiconductor layers, which are deposited in front of the multi-quantum well structure, one introduced n-doping. For producing a p-doped zone preferably becomes one on the multi-quantum well structure p-doped gallium-containing nitride semiconductor cap layer deposited.

Insbesondere für das Wachstum dicker Schichtstrukturen ist das Problem zu beachten, dass ein in der Nitridhalbleiterschichtstruktur entstehender Stress auch auf das Substrat wirkt und zu einer Substratkrümmung führen kann. Eine solche Krümmung ist auch von anderen Heterosubstraten, wie beispielsweise Saphir bekannt. Die Reduzierung dieser Krümmung beinhaltet in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel den Schritt des Bereitstellens eines Substrats das Bereitstellens eines insbesondere leitfähigen Siliziumsubstrats, dessen Dicke mindestens DGaN·x beträgt, wobei DGaN die Schichtdicke der auf dem Substrat abzuscheidenden Nitridhalbleiterschicht oder, wenn mehr als eine Nitridhalbleiterschicht abzuscheiden ist, die Summe der Schichtdicken der auf dem Substrat abzuscheidenden Nitridhalbleiterschichten und der vorhandenen Nitridzwischenschicht bezeichnet, und wobei x im Falle der Verwendung eines dotierten Siliziumsubstrats mindestens 110 und im Falle der Verwendung eines undotierten Substrats mindestens 200 beträgt. Mit diesen Werten der Schichtdicke gelingt es jeweils, die durch die kompressive Vorspannung im Si-Substrat mögliche plastische Deformation zu verhindern. Dies ist vorteilhaft, weil ein auf diese Weise verformter Kristall nicht mehr plan werden könnte.In particular for the growth of thick layer structures, the problem is to be considered that a stress arising in the nitride semiconductor layer structure also acts on the substrate and can lead to a substrate curvature. Such a curvature is also known from other heterosubstrates, such as sapphire. The reduction of this curvature in a preferred embodiment includes the step of providing a substrate providing a particularly conductive silicon substrate whose thickness is at least D GaN x, where D GaN is the layer thickness of the nitride semiconductor layer to be deposited on the substrate or if more than one nitride semiconductor layer is the sum of the layer thicknesses of the nitride semiconductor layers to be deposited on the substrate and the existing nitride intermediate layer, and wherein x is at least 110 in the case of using a doped silicon substrate and at least 200 in the case of using an undoped substrate. With these values of the layer thickness, it is possible in each case to prevent the possible plastic deformation due to the compressive bias in the Si substrate. This is advantageous because a crystal deformed in this way could not plan anymore.

Dieses zusätzliche Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispiels stellt einen selbstständig schutzwürdigen Erfindungsgedanken dar. Ein selbstständig schutzwürdiges Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur eines Nitridhalbleiterbauelements auf einer Siliziumoberfläche beinhaltet demnach den Schritt des Bereitstellens eines Siliziumsubstrats entsprechend dem zusätzlichen Merkmal des zuletzt genannten Ausführungsbeispiels. Die weiteren Schritte des Verfahrens des ersten Aspekts der Erfindung sowie die hier beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens des ersten Aspekts der Erfindung bilden Ausführungsbeispiele dieses selbstständig schutzwürdigen Verfahrens. Gerade bei stärker verspannten Schichtstrukturen kann mit dem Verfahren dieser selbstständigen Erfindung verhindert werden, dass sich das Siliziumsubstrat zu stark krümmt.This additional Feature of the present embodiment represents an independent protection worthy idea of the invention an independent legitimate Method for producing a layer structure of a nitride semiconductor component a silicon surface thus includes the step of providing a silicon substrate according to the additional Feature of the last-mentioned embodiment. The others Steps of the method of the first aspect of the invention and the Embodiments described herein of the method of the first aspect of the invention form embodiments this independently protectable Process. Especially with stronger strained layer structures can be obtained by the method of this independent invention prevents the silicon substrate from bending too much.

Das vorstehende Ausführungsbeispiel wird zusätzlich verbessert, wenn das Siliziumsubstrat eine Dicke aufweist, die zusätzlich größer oder gleich

Figure 00160001
ist, wobei
Figure 00160002
Diese zusätzliche Bedingung ist insbesondere bei Leuchtdioden mit InGaN oder AlGaN-Schichten von Vorteil.The above embodiment is further improved when the silicon substrate has a thickness which is additionally greater than or equal to
Figure 00160001
is, where
Figure 00160002
This additional condition is particularly advantageous for light-emitting diodes with InGaN or AlGaN layers.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben, das die Herstellung eines Nitridhalbleiterbauelements betrifft. Dieses Verfahren enthält alle Schritte des Verfahrens des ersten Aspekts der Erfindung und teilt somit auch dessen Vorteile.following Be exemplary embodiments of Method according to the second Aspect of the invention, which describes the production of a nitride semiconductor device concerns. This procedure contains all steps of the method of the first aspect of the invention and thus also shares its advantages.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens nach dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine elektrisch leitfähige Kontaktschicht auf der Wachstumsoberseite der nach dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellten Schichtstruktur abgeschieden.at a preferred embodiment of this Method according to the second aspect of the invention is an electrical conductive Contact layer on the growth top of the after process according to the first Aspect of the invention produced layer structure.

In einem ersten von zwei nachfolgend beschriebenen alternativen Ausführungsbeispielen hat die Kontaktschicht einen höheren Brechungsindex als die p-dotierte Nitridhalbleiterdeckschicht. Die Kontaktschicht kann zusätzlich metallisiert werden, ebenso wie die Wachstumsoberseite der Nitridhalbleiterschichtstruktur, wenn keine Kontaktschicht vorhanden ist. Auf diese Weise wird die Lichtausbeute des Nitridhalbleiterbauelements erhöht. Bei diesem ersten alternativen Ausführungsbeispiel mit einer Kontaktschicht, deren Brechungsindex größer als der der p-dotierten Nitridhalbleiterdeckschicht ist, wird diese Nitridhalbleiterdeckschicht vorzugsweise mit einer Dicke von

Figure 00170001
abgeschieden wird, wobei m = 0, 1, 2, 3, ...; λ eine Wellenlänge einer Lichtemission der Multi-Quantum-Well-Struktur im Betrieb des Nitrid-Halbleiterbauelements, nNitrid den Brechungsindex des Nitrids bei der Wellenlänge λ und dMQW die Dicke der Multi-Quantum-Well-Struktur bezeichnet. Dies erhöht die Lichtausbeute, wenn die Nitridhalbleiterdeckschicht im fertigen Bauelement in Material mit n > n(Nitrid) eingebettet ist. Hierzu zählen Metalle oder höherbrechende Materialien, beispielsweise höherbrechende Halbleiter.In a first of two alternative embodiments described below, the contact layer has a higher refractive index than the p-type nitride semiconductor cap layer. The contact layer may additionally be metallized, as well as the growth top of the nitride semiconductor layer structure, if no contact layer is present. In this way, the luminous efficacy of the nitride semiconductor device is increased. In this first alternative embodiment having a contact layer whose refractive index is greater than that of the p-doped nitride semiconductor cap layer, this nitride semiconductor cap layer is preferably formed to have a thickness of
Figure 00170001
is deposited, where m = 0, 1, 2, 3, ...; λ denotes a wavelength of a light emission of the multi-quantum well structure in the operation of the nitride semiconductor device, n nitride, the refractive index of the nitride at the wavelength λ and d MQW the thickness of the multi-quantum well structure. This increases the light output when the nitride semiconductor cap layer is embedded in the finished device in n> n (nitride) material. These include metals or higher refractive materials, such as higher refractive semiconductors.

Im zweiten der beiden alternativen Ausführungsbeispiele hat die Kontaktschicht einen geringeren Brechungsindex als die p-dotierte Nitridhalbleiterdeckschicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Nitridhalbleiterdeckschicht vorzugsweise mit einer Dicke von

Figure 00180001
abgeschieden, wobei m = 1, 2, 3, 4, ...; λ eine Wellenlänge einer Lichtemission der Multi-Quantum-Well-Struktur im Betrieb des Nitrid-Halbleiterbauelements, nNitrid den Brechungsindex des Nitrids bei der Wellenlänge λ und dMQW die Dicke der Multi-Quantum-Well-Struktur bezeichnet. Diese Formel gilt für den Fall der Abdeckung der Nitridhalbleiterdeckschicht mit einem Material mit kleinerem Brechungsindex, wie z. B. verschiedene Kunststoffe, Luft etc.. Dies ist der üblichere Fall bei Standard LEDs, nicht jedoch bei abgelösten LEDs.In the second of the two alternative embodiments, the contact layer has a lower refractive index than the p-doped nitride semiconductor cap layer. In this embodiment, the nitride semiconductor cap layer is preferably made with a thickness of
Figure 00180001
deposited, where m = 1, 2, 3, 4, ...; λ denotes a wavelength of a light emission of the multi-quantum well structure in the operation of the nitride semiconductor device, n nitride, the refractive index of the nitride at the wavelength λ and d MQW the thickness of the multi-quantum well structure. This formula applies to the case of covering the nitride semiconductor cap layer with a material having a smaller refractive index, such as. Different plastics, air, etc. This is the more common case with standard LEDs, but not with detached LEDs.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, einen Träger zu verwenden, dessen zum Bonden verwendete Oberfläche elektrisch leitfähig, reflektierend oder metallisch ist. Bekanntlich verbinden die meisten Metalle diese Eigenschaften in vorteilhafter Weise. Auf diese Weise wird die Wärmeabfuhr aus dem Bauelement verbessert. Vorzugsweise ist die metallische Oberfläche oder der gesamte Träger aus Kupfer, Aluminium, Aluminiumnitrid, Silizium oder Aluminium-Silizium bzw. Aluminium-Silizium-Kohlenstoff gebildet.It has proven to be particularly advantageous to use a carrier its surface used for bonding electrically conductive, reflective or metallic. It is well known that most metals combine these Properties in an advantageous manner. In this way, the heat dissipation improved from the device. Preferably, the metallic surface or the entire carrier made of copper, aluminum, aluminum nitride, silicon or aluminum-silicon or aluminum-silicon-carbon educated.

Ein besonders geeignetes anderes Trägermaterial ist Aluminium-Silizium (Al/Si) mit hohem, idealerweise über mindestens 70% liegendem Siliziumgehalt, eine elektrisch und thermisch sehr gut leitende Verbindung mit, anders als Kupfer oder Aluminium, nahezu identischem Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu GaN bzw. bei höherem Si-Gehalt sogar identischem Ausdehnungskoeffizienten. Dies verhindert Probleme beim Montieren und Betreiben der LEDs, da die dabei auftretenden Verspannungen zum Ablösen des Bauelements oder Reißen der Schicht führen können. Derzeit werden daher beispielsweise LEDs auf Al-Trägern mit elastischen Klebern befestigt, da nur so die stark unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (GaN ∼ 5.6 ppmK–1, Al > 20 ppmK–1) beherrscht werden können. Die Verwendung elastischer Kleber hat jedoch Nachteile. Eine weitere selbständig schutzwürdige Erfindung bildet demnach die Verwendung eines Al/Si-Trägers für die Herstellung eines Licht emittierenden Dünnfilm-Nitridhalbleiterbauelements, sowie ein Licht emittierendes Dünnfilm-Nitridhalbleiterbauelement mit einem Al/Si-Träger als solches, wobei die Zusammensetzung des Al/Si-Trägers erfindungsgemäß so gewählt ist, dass er einen identischen oder nahezu identischen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das Nitridhalbleitermaterial des Bauelements hat. Die Nachteile elastischer Kleber können mit einem Al/Si-Träger (Ausdehnungskoeffizient von AlSi(30/70) beispielsweise 7.5 ppmK–1) gänzlich vermieden werden. Die Wärmeleitung dieses Trägermaterials ist immerhin halb so gut wie die von Aluminium und damit um mehr als eine Größenordnung besser als die von Si.A particularly suitable other support material is aluminum-silicon (Al / Si) with a high, ideally over at least 70% silicon content, an electrically and thermally very good conductive connection with, unlike copper or aluminum, almost identical coefficient of expansion compared to GaN or at higher Si content even identical expansion coefficient. This prevents problems when mounting and operating the LEDs, since the resulting stresses can lead to the detachment of the component or cracking of the layer. Therefore, currently, for example, LEDs mounted on Al-carriers with elastic adhesives, because only then the very different coefficients of thermal expansion (GaN ~ 5.6 ppmK -1, Al> 20 ppmK -1) can be controlled. However, the use of elastic adhesive has disadvantages. A further independent invention therefore forms the use of an Al / Si carrier for the production of a light-emitting thin-film nitride semiconductor component, and a light-emitting thin-film nitride semiconductor component with an Al / Si carrier as such, the composition of the Al / Si carrier. Carrier according to the invention is chosen so that it has an identical or nearly identical thermal expansion coefficient as the nitride semiconductor material of the device. The disadvantages of elastic adhesives can be completely avoided with an Al / Si support (coefficient of expansion of AlSi (30/70), for example 7.5 ppmK -1 ). After all, the heat conduction of this carrier material is half that of aluminum, which is more than an order of magnitude better than that of Si.

Das Bonden wird vorzugsweise bei niedrigen Temperaturen durchgeführt, die in einem Bereich zwischen 280 und 500°C liegen. Besonders bevorzugt ist derzeit eine Temperatur von 280°C. Auf diese Weise werden beim Abkühlen nach dem Bonden keine bzw. nur geringe zusätzlichen Verspannungen erzeugt. Unterhalb von 280°C wird das Metall nicht flüssig. Eine Temperatur von 500°C stellt für manche Träger wegen eventuell auftretendem Stress eine tendenziell schon kritische Obergrenze dar, kann aber bei anderen Trägern noch sinnvoll sein. Bei höheren Temperaturen als 500°C kann je nach verwendetem Material auch das Kontaktmetall stark leiden.The bonding is preferably at low Temperatures are carried out in a range between 280 and 500 ° C. At present, a temperature of 280 ° C. is particularly preferred. In this way, no or only small additional tensions are generated during cooling after bonding. Below 280 ° C, the metal does not become liquid. A temperature of 500 ° C represents a tendency for some wearers due to possibly occurring stress, even a critical upper limit, but may still be useful for other carriers. At temperatures higher than 500 ° C, depending on the material used, the contact metal may also suffer greatly.

Das Entfernen des Substrats beim Verfahren des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung erfolgt vorzugsweise durch Abschleifen. Zusätzlich kann nass- oder trockenchemisches Ätzen eingesetzt werden.The Removing the substrate in the method of the second aspect of the present invention Invention is preferably carried out by grinding. In addition, can Wet or dry chemical etching used become.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die durch Entfernen des Substrats freigelegte Wachstumsrückseite zur Bildung einer antireflektiv wirkenden Schicht strukturiert. Dies kann beispielsweise sehr einfach durch Ätzen mit KOH (Kaliumhydroxid) vom N-face, also dem Stickstoffface (000-1) des Materials her erfolgen und ergibt bei geeigneter Prozessführung gut geeignete Strukturen, die etwa pyramidenförmig sind.In a further embodiment becomes the growth back exposed by removal of the substrate structured to form an antireflective layer. For example, this can be done very easily by etching with KOH (potassium hydroxide). from the N-face, ie the nitrogen face (000-1) of the material and, with suitable process control, gives structures which are well suited, the approximately pyramidal are.

Gemäß einer alternativen Prozessführung, die auch eine vierte selbstständig schutzwürdige Erfindung bildet, wird das Substrat nach der beschriebenen Prozessführung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung oder eines seiner Ausführungsbeispiele nicht vollständig, sondern auf eine verbleibende Schichtdicke von 3–10 μm gedünnt und dann oxidiert. Die so entstandene Siliziumoxidschicht wird als transparente Schicht rauh strukturiert. Das Verfahren umfasst also die Schritte

  • – Herstellung einer Schichtstruktur eines Nitrid-Halbleiterbauelements auf einer Siliziumoberfläche;
  • – Bonden der Schichtstruktur mit einem Träger derart, dass die Wachstumsoberseite der Schichtstruktur dem Träger zugewandt ist;
  • – Entfernen des Substrats bis auf eine dünne Siliziumschicht, die vorzugsweise 5 bis 10 μm dick ist;
  • – Oxidieren der Siliziumschicht zur Bildung einer Siliziumdioxid-Schicht;
  • – Herstellen einer Kontaktstruktur.
According to an alternative process management, which also forms a fourth independent invention worthy of protection, the substrate according to the described process control according to the second aspect of the invention or one of its embodiments is not complete, but thinned to a remaining layer thickness of 3-10 microns and then oxidized. The resulting silicon oxide layer is rough structured as a transparent layer. The method thus comprises the steps
  • - Producing a layer structure of a nitride semiconductor device on a silicon surface;
  • - Bonding the layer structure with a carrier such that the growth top of the layer structure faces the carrier;
  • - Removing the substrate except for a thin silicon layer, which is preferably 5 to 10 microns thick;
  • - oxidizing the silicon layer to form a silicon dioxide layer;
  • - Creating a contact structure.

Diese Verfahrensführung hat den Vorteil, dass sie für eine verbesserte Lichtauskopplung genutzt werden kann. Darüber hinaus bewirkt die Oxidation des Siliziumsubstrats eine Ausdehnung des ehemaligen Substrats und somit in der Folge eine leicht kompressive Verspannung der Nitridhalbleiter (beispielsweise GaN)-Schicht. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn diese GaN-Schicht leicht zugverspannt ist. Durch die Druckverspannung wird somit ein Reißen und Verbiegen der GaN-Schicht sicher vermieden. Der durch das Verbleiben des oxidierten Si-Substrats dickere Schichtstapel mit Dicken im Bereich von 6–20 μm weist insbesondere eine höhere mechanische Festigkeit auf, was die Herstellung der Bauelemente vereinfacht.These process management has the advantage of being for an improved light extraction can be used. Furthermore the oxidation of the silicon substrate causes an expansion of the former Substrate and thus in the wake of a slightly compressive strain the nitride semiconductor (eg GaN) layer. This is especially true of Advantage, if this GaN layer is slightly tensioned. By the Compressive stress thus becomes cracking and bending of the GaN layer safely avoided. The by the remaining of the oxidized Si substrate thicker layer stacks with thicknesses in the range of 6-20 microns in particular a higher one mechanical strength on what the manufacture of the components simplified.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Nitridhalbleiterbauelements gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung beschrieben, soweit sie sich nicht schon unmittelbar aus den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben. Bevorzugt enthält das Nitridhalbleiterbauelement einen Träger der Nitridhalbleiterschichtstruktur, der vom Substrat verschieden ist, auf dem die Schichtstruktur gewachsen wurde. Ein besonders geeigneter Träger besteht im Wesentlichen aus Kupfer, Aluminium oder Al/Si. Auf diese Weise wird die Ableitung von Wärme verbessert, die beim Betrieb des Nitridhalbleiterbauelements erzeugt wird.following Be exemplary embodiments of Nitride semiconductor device according to the invention according to the third Aspect of the invention described, unless they are already directly from the embodiments described above the method according to the invention result. Preferably contains the nitride semiconductor device comprises a carrier of the nitride semiconductor layer structure, which is different from the substrate on which the layer structure has grown has been. A particularly suitable carrier consists essentially made of copper, aluminum or Al / Si. In this way, the derivative becomes of heat improved, which generates during operation of the nitride semiconductor device becomes.

Ausführungsbeispiele mit p- und n-dotierten Bereichen, wie sie für lichtemittierende Halbleiterbauelemente (LEDs, Laserdioden), aber auch für elektronische Bauelemente (Transistoren, etc.) üblich sind, werden in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit jeweils einem elektrischen Kontaktelement versehen.embodiments with p- and n-doped regions, as used for semiconductor light-emitting devices (LEDs, laser diodes), but also for electronic Components (transistors, etc.) are common in one preferred embodiment each provided with an electrical contact element.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel enthält mindestens eine weitere Maskierungsschicht aus Siliziumnitrid unmittelbar angrenzend an diejenige der weiteren Nitridhalbleiterschichten angeordnet, auf der die Multi-Quantum-Well-Struktur abgeschieden ist, jedoch an der von der Multi-Quantum-Well-Struktur abgewandten Seite dieser weiteren Nitridhalbleiterschicht. Auf diese Weise wird die Schichtqualität in dem Bereich des Bauelements verbessert, der der Multi-Quantum-Well-Struktur am nächsten liegt und daher einen großen Einfluss auf die Ladungsträgerlebensdauer hat. Durch eine Verbesserung der Schichtqualität kann eine längere Ladungsträgerlebensdauer erzielt werden, was auf das Unterdrücken von unerwünschter Rekombination an Defekten zurückzuführen ist.One Another preferred embodiment contains at least one further masking layer of silicon nitride directly arranged adjacent to that of the further nitride semiconductor layers, on the the multi-quantum well structure is deposited, but at the of the multi-quantum well structure opposite side of this further nitride semiconductor layer. To this Way, the shift quality improved in the area of the device, that of the multi-quantum well structure the next lies and therefore a big one Influence on the carrier lifetime Has. By improving the quality of the coating, a longer charge carrier lifetime can be achieved be achieved, indicating the suppression of unwanted Recombination due to defects.

Ein Zwischenprodukt, das bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Nitridhalbleiterbauelements erzeugt wird, ist eine Trägerscheibe, auf der eine Vielzahl erfindungsgemäßer Nitridhalbleiterbauelemente angeordnet ist. Die Trägerscheibe bildet ein Zwischenprodukt, das mit einem prozessierten Wafer der Siliziumtechnologie vergleichbar ist. Die Vereinzelung der auf der Trägerscheibe angeordneten Nitridhalbleiterbauelemente kann beim Hersteller der insoweit prozes sierten Trägerscheibe selbst oder nach einem Transport bei einem Bauelementhersteller erfolgen.One Intermediate, which in the production of the nitride semiconductor component according to the invention is generated, is a carrier disk, on a variety of inventive nitride semiconductor devices is arranged. The carrier disk forms an intermediate, which with a processed wafer of the Silicon technology is comparable. The isolation of the on the carrier disc arranged nitride semiconductor devices can be at the manufacturer of in this respect, the carrier disk was processed yourself or after being transported by a component manufacturer respectively.

Der Vorteil der Erfindung liegt bei diesem Aspekt darin, dass besonders große Trägerscheiben verwendet werden können, denn das erfindungsgemäße Verfahren kann auf großen, kommerziell weit verbreiteten Silizium-Wafern durchgeführt werden. Nach Abtrennen der auf den Silizium-Wafer aufgewachsenen Nitridhalbleiter-Schichtstruktur kann diese mit einer Trägerscheibe entsprechender Größe verbunden werden. Die Erfindung ermöglicht daher eine besonders kostengünstige Herstellung von Bauelementen. Die Nitridhalbleiterbauelemente können auf dem Träger beispielsweise in ihrer Gesamtheit eine laterale Erstreckung von mindestens 24 cm haben.Of the Advantage of the invention lies in this aspect is that particular size Carrier discs used can be because the inventive method can on big, be carried out commercially widely used silicon wafers. To Separating the grown on the silicon wafer nitride semiconductor layer structure can this with a carrier disk corresponding size connected become. The invention allows therefore a particularly cost-effective Production of components. The nitride semiconductor devices can on the carrier For example, in its entirety a lateral extent of have at least 24 cm.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Nitridhalbleiterprodukts gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung beschrieben, soweit sie sich nicht unmittelbar aus den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der anderen Aspekte der Erfindung ergeben.following Be exemplary embodiments of Nitride semiconductor product according to the fourth Aspect of the invention described, unless they are immediate from the embodiments described above of the other aspects of the invention.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Nitridhalbleiterprodukt eine, am Substrat in einer zur rückseitigen Substratfläche senkrechten Richtung messbare Krümmung, die einem Krümmungsradius von mindestens 10 m oder einem unendlich großen Krümmungsradius entspricht. Derart hohe Krümmungsradien sind mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung möglich, wenn durch das Einfügen von Niedertemperatur-StrAlN-Engineering-Zwischenschichten ein ausreichend hoher kompressiver Stress während des Wachstums erzeugt wird, der beim nachfolgenden Abkühlen durch den dann entstehenden tensilen Stress möglichst genau kompensiert wird.In a preferred embodiment the nitride semiconductor product one, at the substrate in one to the back substrate surface vertical direction measurable curvature, the one radius of curvature of at least 10 m or an infinitely large radius of curvature. So high radii of curvature are possible with the process control according to the invention, if by inserting of low-temperature StrAlN engineering intermediate layers sufficient high compressive stress during of the growth produced by the subsequent cooling the resulting tensile stress is compensated as accurately as possible.

Weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der beiliegenden Figuren. Es zeigen:Further embodiments and advantages of the invention will become apparent from the following description the enclosed figures. Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Nitridhalbleiterproduktes, das ein Zwischenprodukt bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Nitridhalbleiterbauelements bildet; 1 an embodiment of a nitride semiconductor product which forms an intermediate in the manufacture of a nitride semiconductor device according to the invention;

2 ein Diagramm, das die Entwicklung des Krümmungsradius des Halbleiterprodukts der 1 während seiner Herstellung, sowie im Vergleich den Krümmungsradius eines Nitridhalbleiterprodukts nach dem Stand der Technik während seiner Herstellung; 2 a diagram showing the evolution of the radius of curvature of the semiconductor product of 1 during its manufacture, as well as by comparison the radius of curvature of a prior art nitride semiconductor product during its manufacture;

3 ein Diagramm, mit der zeitlichen Entwicklung der von der Wachstumsoberfläche des Nitridhalbleiterprodukts während seiner Herstellung reflektierten Lichts; 3 a graph showing the time evolution of the reflected light from the growth surface of the nitride semiconductor product during its manufacture;

4a) und b) Differenz-Interferenzkontrastmikroskop(DIC)-Aufnahmen von GaN-Schichten, die mit Verfahren gemäß dem Stand der Technik hergestellt wurden; 4a and b) Differential Interference Contrast Microscope (DIC) images of GaN films prepared by prior art methods;

4c) eine DIC-Aufnahme einer GaN-Schicht, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde; 4c ) a DIC image of a GaN layer produced by a method according to the invention;

5a) eine In-Plane-Transmissionelektronenmikroskop-Aufnahme einer GaN-Schicht, die mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik hergestellt wurde; 5a ) an in-plane transmission electron micrograph of a GaN layer prepared by a prior art method;

5b) eine In-Plane-Transmissionelektronenmikroskopische Aufnahme einer GaN-Schicht, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde; und 5b ) an in-plane transmission electron micrograph of a GaN layer prepared by a method of the invention; and

6a)–6f) unterschiedliche Verfahrensstadien bei der Herstellung einer Leuchtdiode aus dem Nitridhalbleiterprodukt der 1. 6a ) - 6f ) Different process stages in the production of a light emitting diode from the nitride semiconductor product of 1 ,

1 zeigt in einer schematischen Ansicht den Schichtaufbau eines Nitridhalbleiterproduktes 100. Das Nitridhalbleiterprodukt 100 bildet ein Zwischenprodukt bei der Herstellung eines Nitridhalbleiterbauelements, wie weiter unten anhand der 6a)–6f) näher erläutert wird. 1 shows a schematic view of the layer structure of a nitride semiconductor product 100 , The nitride semiconductor product 100 forms an intermediate in the manufacture of a nitride semiconductor device, as described below with reference to FIGS 6a ) - 6f ) is explained in more detail.

Die Darstellung in 1 ist nicht maßstabsgetreu. Insbesondere lässt sich aus der Fig. nicht das genaue Verhältnis der Schichtdicken der einzelnen dargestellten Schichten zueinander bestimmen. Die in der Fig. gezeigten Schichtdickenverhältnisse geben insofern nur einen ganz groben Anhaltspunkt. Bei der nachfolgenden Beschreibung werden der Knappheit der Darstellung halber Verfahrensaspekte parallel zu Vorrichtungsaspekten erläutert.The representation in 1 is not to scale. In particular, the exact ratio of the layer thicknesses of the individual layers shown to one another can not be determined from the FIG. The layer thickness ratios shown in the figure only provide a very rough indication. In the following description, the shortage of representing half process aspects in parallel to device aspects will be explained.

Das Nitridhalbleiterprodukt 100 enthält eine Schichtstruktur 102 auf einem Siliziumwafer 104. Die verwendete Wachstumsoberfläche des Wafers, die senkrecht zur Papierebene der 1 steht, ist eine (III)-Siliziumoberfläche. Anstelle eines Siliziumwafers kann auch ein SOI-Substrat oder ein beliebiges anderes Substrat, vorzugsweise mit einer (III)-Siliziumoberfläche, verwendet werden.The nitride semiconductor product 100 contains a layer structure 102 on a silicon wafer 104 , The used growth surface of the wafer perpendicular to the paper plane of the 1 is a (III) silicon surface. Instead of a silicon wafer, it is also possible to use an SOI substrate or any other substrate, preferably with a (III) silicon surface.

In 1 sind zur Bezeichnung der Schichten der Deutlichkeit halber zusätzlich zu den von Zahlen gebildeten Bezugszeichen 106 bis 122 Buchstaben A bis F links neben die einzelnen Schichten gestellt. Dabei kennzeichnen gleiche Buchstaben Schichten gleichen Typs. Im einzelnen kennzeichnen

A
eine Nitridankeimschicht im Verbund mit einer Pufferschicht,
B
eine Maskierungsschicht,
C
Nitridhalbleiterschichten, hier insbesondere n-leitende GaN-Schichten
D
eine Multi-Quantum-Well-Struktur,
E
eine p-dotierte Nitridhalbleiterdeckschicht, hier insbesondere p-GaN und
F
eine Niedertemperatur-AlN oder AlGaN-Zwischenschicht für das StrAlN-Engineering.
In 1 are to denote the layers for the sake of clarity in addition to the numbers formed by numbers 106 to 122 Letters A to F are placed to the left of the individual layers. The same letters identify layers of the same type. Specify in detail
A
a Nitridankeimschicht in conjunction with a buffer layer,
B
a masking layer,
C
Nitride semiconductor layers, in particular n-type GaN layers
D
a multi-quantum well structure,
e
a p-doped nitride semiconductor cap layer, in particular p-GaN and
F
a low-temperature AlN or AlGaN intermediate layer for StrAlN engineering.

Nähere Einzelheiten der Schichtstruktur und ihrer Herstellung werden nachfolgend beschrieben.Further details The layer structure and its production are described below.

Vor dem Abscheiden von Schichten wird die Wachstumsoberfläche des Wafers 104 passiviert. Das bedeutet, dass sie entweder durch nasschemische Behandlung oder durch Ausheizen im Vakuum oder unter Wasserstoff bei Temperaturen oberhalb von 1.000°C deoxidiert wird und eine Wasserstoff terminierte Oberfläche erzeugt wird.Before depositing layers, the growth surface of the wafer becomes 104 passivated. This means that it is deoxidized either by wet-chemical treatment or by heating in vacuo or under hydrogen at temperatures above 1000 ° C and a hydrogen-terminated surface is produced.

Die Ankeimschicht 106 hat eine Dicke von zwischen 10 und 50 nm. Im Verbund mit einer im vorliegenden Beispiel darauf abgeschiedenen, in der Verfahrensführung grundsätzlich jedoch optionalen Pufferschicht, entsteht eine Schichtdicke von maximal 400 nm.The Ankeimschicht 106 has a thickness of between 10 and 50 nm. In combination with a deposited in the present example, but in principle in the process management optional optional buffer layer, a layer thickness of at most 400 nm.

Geeignet ist eine AlN-Keimschicht, die entweder bei niedriger Temperatur, also unterhalb von 1.000°C, beispielsweise 600–800°C oder bei hoher Temperatur, also gewöhnlichen Wachstumstemperaturen von AlN oberhalb von 1.000°C, gewachsen wird. Die optionale Pufferschicht ist vorzugsweise ebenfalls aus AlN und wird bei hohen Wachstumstemperaturen aufgebracht. Die Pufferschicht kann jedoch auch aus AlGaN bestehen. Bei Verwendung von AlGaN kann die Ankeimschicht auch eine größere Dicke aufweisen, beispielsweise ca. 600 nm.Suitable is an AlN seed layer, either at low temperature, ie below 1,000 ° C, for example 600-800 ° C or at high temperature, so ordinary Growth temperatures of AlN above 1000 ° C, is grown. The optional Buffer layer is preferably also made of AlN and is at high Growth temperatures applied. However, the buffer layer can also consist of AlGaN. When using AlGaN, the Ankeimschicht also a bigger thickness have, for example, about 600 nm.

Beim Wachstum der Keimschicht ist es günstig, die Zufuhr des Aluminiumprecursors in den Reaktor vor der Zufuhr des Stickstoffprecursors zu starten, um so eine Nitridierung des Substrats zu verhindern. Eine Nitridierung des Substrats kann zu einem unerwünschten polykristallinen Wachstum von AlN führen.At the Growth of the germ layer is favorable, the supply of the aluminum precursors into the reactor before feeding the nitrogen precursor to so as to prevent nitridation of the substrate. A nitridation of the substrate can lead to unwanted polycrystalline growth lead by AlN.

Auf dem Verbund von Ankeim- und Pufferschicht 106 wird eine Maskierungsschicht aus Siliziumnitrid abgeschieden. Dies erfolgt durch gleichzeitiges Leiten eines Siliziumprecursors wie beispielsweise Silan oder Disilan oder einer organischen Silizium-Verbindung, und eines Stickstoffprecursors wie Ammoniak oder Dimethylhydrazin. Auf der Wachstumsoberfläche reagieren die beiden Precursor unter Bildung von Siliziumnitrid.On the combination of Ankeim- and buffer layer 106 a masking layer of silicon nitride is deposited. This is done by simultaneously passing a silicon precursor such as silane or disilane or an organic silicon compound, and a nitrogen precursor such as ammonia or dimethylhydrazine. On the growth surface, the two precursors react to form silicon nitride.

Die Dicke der SiN-Maskierungsschicht wird so gewählt, dass beim nachfolgenden Wachstum der ersten Nitridhalbleiterschicht 110 in einer mitlaufenden Re flektometriemessung bei einer Wellenlänge von 630 nm die volle Oszillationsstärke erst nach mehr als vier Oszillationen erreicht ist. Dies entspricht ca. 600 nm Schichtdicke. Im Allgemeinen führt dies zu einer Oberfläche mit einer nur geringen Löcherdichte, d.h. noch nicht planarisierten Bereichen zwischen den ursprünglichen Inseln, von < 5%, die in der Reflektometrie in der Regel nicht auflösbar ist. Eine geeignete SiN-Schichtdicke ist nach dieser Vorschrift durch einfache Versuche zu ermitteln. Eine Übertragung dieser technischen Lehre auf andere bei der Reflektometrie verwendete Wellenlängen ist für den Fachmann problemlos.The thickness of the SiN masking layer is chosen so that in the subsequent growth of the first nitride semiconductor layer 110 in a continuous re flektometriemessung at a wavelength of 630 nm, the full oscillation strength is reached only after more than four oscillations. This corresponds to approx. 600 nm layer thickness. In general, this results in a surface with only a small hole density, ie not yet planarized areas between the original islands, of <5%, which is generally not resolvable in reflectometry. A suitable SiN layer thickness is to be determined according to this rule by simple experiments. A transfer of this technical teaching to other wavelengths used in reflectometry is easy for a person skilled in the art.

Beim Wachstum der ersten Nitridhalbleiterschicht 110, die im vorliegenden Beispiel der 1 im wesentlichen aus GaN besteht und deshalb auch als GaN-Schicht 110 bezeichnet wird, werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel keine Koaleszenz fördernde Wachstumsparameter eingestellt. Das heißt, die Temperatur und das Verhältnis von Stickstoff- und Galliumprecursor werden nicht erhöht. Unter Verwendung solcher Parameter erhält man ein ausreichend kompressives Wachstum der GaN-Schicht 110 und damit einen weit geringeren tensilen Stress nach dem Abkühlen, und somit eine wesentlich weniger gekrümmte und homogene entspannte Bauelementstruktur.In the growth of the first nitride semiconductor layer 110 , which in the present example the 1 consists essentially of GaN and therefore also as a GaN layer 110 is designated, no coalescing promoting growth parameters are set in the present embodiment. That is, the temperature and ratio of nitrogen and gallium precursors are not increased. Using such parameters, a sufficiently compressive growth of the GaN layer is obtained 110 and thus a much lower tensile stress after cooling, and thus a much less curved and homogeneous relaxed component structure.

Die genannten Wachstumsbedingungen führen zu einer höheren Inselgröße, die eine Verbesserung der Schichtqualität bewirkt und ebenfalls eine geringere Risstendenz zeigt.The leading to growth conditions to a higher one Island size, the an improvement in the layer quality causes and also a lower Rising tendency shows.

Die Schichtdicke der GaN-Schicht 110 beträgt zwischen 800 und 1600 nm. Hierauf wird für das StrAlN-Engineering eine aluminiumhaltige Nitridhalbleiterzwischenschicht in Form einer Niedertemperatur-AlN-Zwischenschicht 112 abgeschieden. Die Niedertemperatur-AlN-Zwischenschicht hat hier eine Dicke von 8 bis 15 nm.The layer thickness of the GaN layer 110 is between 800 and 1600 nm. This is followed by an aluminum-containing nitride semiconductor intermediate layer in the form of a low-temperature AlN intermediate layer for the StrAlN engineering 112 deposited. The low-temperature AlN intermediate layer here has a thickness of 8 to 15 nm.

Die Niedertemperatur-AlN-Zwischenschicht erhöht die kompressive Stresskomponente. Würde diese Schicht weggelassen, könnte aufgrund der SiN-Maskierungsschicht 108 eine GaN-Schicht von 1300 nm Dicke rissfrei gewach sen werden, weil beim Abkühlen in diesem Fall die tensile Stresskomponente oberhalb dieser Dicke Risse hervorrufen würde.The low temperature AlN interlayer increases the compressive stress component. If this layer were omitted, it could be due to the SiN masking layer 108 a GaN layer of 1300 nm thickness without cracks gewach sen, because when cooled in this case, the tensile stress component above this thickness would cause cracks.

Das Einfügen der Niedertemperatur-AlN-Zwischenschicht 112 erlaubt es also, eine höhere Gesamtschichtdicke der GaN-Schicht durch Aufwachsen einer Abfolge weiterer GaN-Schichten und Niedertemperatur-AlN-Zwischenschichten zu erzielen. Der Niedertemperatur-AlN-Zwischenschicht 112 folgt dementsprechend eine zweite GaN-Schicht 114 von erneut ca. 800 bis 1600 nm Dicke, wiederum gefolgt von einer weiteren Niedertemperatur-AlN-Zwischenschicht 115. Auf dieser wird eine dritte GaN-Schicht 116 abgeschieden. Auf dieser wiederum wird eine zweite Maskierungsschicht 117 aus SiN abgeschieden. Die zweite SiN-Maskierungsschicht 117 bewirkt eine Reduzierung der Versetzungsdichte in der nachfolgenden vierten GaN-Schicht 118. Die vier GaN-Schichten 110, 114, 116 und 118 sind n-dotiert. Die Dotierung erfolgt beim Wachstum durch Zugabe eines geeigneten Dotierstoffprecursors.The insertion of the low temperature AlN interlayer 112 Thus, it is possible to achieve a higher overall layer thickness of the GaN layer by growing a sequence of further GaN layers and low-temperature AlN intermediate layers. The low temperature AlN interlayer 112 Accordingly, a second GaN layer follows 114 again from about 800 to 1600 nm thickness, again followed by another low temperature AlN interlayer 115 , On this is a third GaN layer 116 deposited. This in turn becomes a second masking layer 117 deposited from SiN. The second SiN masking layer 117 causes a reduction in the dislocation density in the subsequent fourth GaN layer 118 , The four GaN layers 110 . 114 . 116 and 118 are n-doped. The doping takes place during growth by adding a suitable dopant precursor.

Die soweit beschriebene Verfahrensführung führt also schon in der ersten GaN-Schicht 110, die der ersten Nitridhalbleiterschicht der oben stehenden Beschreibung entspricht, zu einem Wachstum mit kompressivem Stress. Die so erzielbare verringerte tensile Verspannung erleichtert das spätere Entfernen und Aufkleben des Wafers 104 auf einen Träger. Denn die auf den Kleber wirkenden Kräfte sind geringer. Die gesamte Schichtstruktur 102 bleibt demnach einfacher auf dem Träger hängen. Die verbesserte Kristallstruktur und die reduzierte tensile Verspannung schon in der ersten GaN-Schicht 110 reduzieren darüber hinaus die Neigung zur Rissbildung während und nach dem Ablösen der Schichtstruktur 102.The procedure described so far already leads in the first GaN layer 110 , which corresponds to the first nitride semiconductor layer of the above description, to a growth with compressive stress. The achievable reduced tensile stress facilitates the subsequent removal and sticking of the wafer 104 on a carrier. Because the forces acting on the glue are less. The entire layer structure 102 therefore remains easier to hang on the carrier. The improved crystal structure and the reduced tensile strain already in the first GaN layer 110 moreover reduce the tendency to crack during and after peeling of the layered structure 102 ,

Auf der vierten GaN-Schicht 118 wird eine Multi-Quantum-Well-Struktur abgeschieden. Die Materialwahl und genaue Schichtstruktur dieser Multi-Quantum-Well-Struktur 120 wird entsprechend der gewünschten Wellenlänge der Lichtemission eingestellt. Die hierfür einzustellenden Parameter, wie Schichtstöchiometrie und Schichtdicke sind dem Fachmann bekannt. Bekanntermaßen wird durch Zugabe von Indium die Bandlücke eines Nitridhalbleiters, beispielsweise ausgehend von reinem GaN, in Richtung der Bandlücke von Indiumnitrid reduziert. Durch Zugabe von Aluminium wird die Bandlücke in Richtung des Wertes von AlN erhöht. Auf diese Weise kann eine Lichtemission mit einer gewünschten Wellenlänge eingestellt werden, die zwischen dem roten und dem ultravioletten Spektralbereich liegt.On the fourth GaN layer 118 a multi-quantum-well structure is deposited. The choice of material and exact layer structure of this multi-quantum well structure 120 is set according to the desired wavelength of the light emission. The parameters to be set for this, such as layer stoichiometry and layer thickness, are known to the person skilled in the art. As is known, the addition of indium reduces the band gap of a nitride semiconductor, for example starting from pure GaN, in the direction of the band gap of indium nitride. By adding aluminum, the band gap is increased in the direction of the value of AlN. In this way, a light emission with a desired wavelength can be set which lies between the red and the ultraviolet spectral range.

Auf der Multi-Quantum-Well-Struktur 120 kann optional eine Injektionsbarriere von etwa 10 bis 30 nm Dicke vorgesehen sein, die in 1 nicht dargestellt ist.On the multi-quantum well structure 120 Optionally, an injection barrier of about 10 to 30 nm thickness may be provided, which in 1 not shown.

Dargestellt ist vielmehr eine unmittelbar an die Multi-Quantum-Well-Struktur 120 anschließende Deckschicht 122 aus p-GaN.Rather, it is a representation directly to the multi-quantum-well structure 120 subsequent cover layer 122 from p-GaN.

Die vorstehende Beschreibung betraf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nitridhalbleiterbauelements. Es versteht sich, dass bei einem anderen Bauelement wie beispielsweise einem Feldeffekttransistor die Einzelheiten des Schichtaufbaus und der Schichtdotierung in an sich bekannter Weise einzustellen sind.The The above description concerned an embodiment of a nitride semiconductor device according to the invention. It is understood that in another device such as a field effect transistor, the details of the layer structure and the layer doping are set in a conventional manner.

2 zeigt ein Diagramm, das die Entwicklung der Krümmung eines Nitridhalbleiterprodukts während seiner Herstellung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellt, sowie im Vergleich die Krümmung eines Nitridhalbleiterprodukts nach dem Stand der Technik während seiner Herstellung. Auf der Abszisse des Diagramms ist die Zeit in Minuten abgetragen, die zwischen dem Beginn der Schichtabscheidung auf einem (III)-Siliziumsubstrat und dem Ende des Abkühlens der gewachsenen Schichtstruktur verstreicht. Auf der Ordinate ist die Krümmung aufgetragen, also der Kehrwert des Krümmungsradius des Nitridhalbleiterprodukts. Die Messung der Krümmung ist mit modernen Messmethoden in großer Präzision möglich. Details der Krümmungsmessung können den Veröffentlichungen A. Krost et al., phys. stat. sol. (b) 242, 2570–2574 (2005) und A. Krost et al., phys. stat. sol. (a) 200, 26–35 (2003) entnommen werden. Die auf der Ordinate abgetragenen Krümmungswerte zwischen –0,2 und 0,2 entsprechen Krümmungen mit einem Betrag des Krümmungsradius zwischen 5 m und Unendlich. 2 Figure 11 is a graph showing the evolution of the curvature of a nitride semiconductor product during its fabrication by the method of the present invention, and compared to the curvature of a prior art nitride semiconductor product during its fabrication. On the abscissa of the graph, the time in minutes elapsed between the beginning of the layer deposition on a (III) silicon substrate and the end of the cooling of the grown layer structure. The curvature is plotted on the ordinate, that is, the reciprocal of the radius of curvature of the nitride semiconductor product. The measurement of the curvature is possible with modern measuring methods with great precision. Details of the curvature measurement can be found in the publications A. Krost et al., Phys. Stat. sol. (b) 242, 2570-2574 (2005) and A. Krost et al., phys. stat. sol. (a) 200, 26-35 (2003). The values of curvature between -0.2 and 0.2, which are plotted on the ordinate, correspond to curvatures with an amount of the radius of curvature between 5 m and infinity.

Im Diagramm der 2 sind zwei unterschiedliche Messkurven aufgetragen. Mit gestrichelten Linien ist eine Messkurve der Krümmung während des Wachstums des konventionellen Nitridhalleiter nach dem Stand der Technik wiedergegeben. Mit durchgezogener Linie ist der zeitliche Verlauf der Krümmung des erfindungsgemäßen Nitridhalbleiterprodukts wiedergegeben.In the diagram of 2 two different curves are plotted. Dashed lines show a curve of curvature during the growth of the conventional prior art nitride guide. A solid line shows the time course of the curvature of the nitride semiconductor product according to the invention.

Es lassen sich bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung vier unterschiedliche Wachstumsphasen unterscheiden, die in 2 durch vertikale gestrichelte Linien voneinander getrennt sind. Die so definierten Zeitintervalle sind mit arabischen Ziffern 1 bis 4 gekennzeichnet. In einem Zeitintervall 1 erfolgt das Wachstum der AlN-Ankeimschicht 106 sowie das Aufheizen auf eine zum Abscheiden von GaN geeignete Wachstumstemperatur oberhalb von 1000°C. Ausgehend von einer zunächst verschwindenden Krümmung (entsprechend einem unendlichem Krümmungsradius) stellt sich in diesem Zeitintervall bei beiden unterschiedlichen Strukturen eine geringfügige positive Krümmung ein. In einem anschließenden Zeitintervall 2, das sich von knapp über 30 Minuten bis etwa 45 Minuten nach Beginn des Wachstums erstreckt, wird die SiN-Maskierungsschicht (108 beim Beispiel der 1) und die erste GaN-Schicht (110 in 1) aufgewachsen. In dieses Zeitintervall fällt der Beginn der Koaleszenz der GaN-Wachstumsinseln. Deutlich erkennbar ist, dass die Krümmung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schichtstruktur in diesem Stadium höhere Werte annimmt als in der Vergleichsstruktur, die mit einem konventionellen Verfahren ohne SiN-Maskierungsschicht gewachsen wird.It can be distinguished in the process of the invention four different growth phases, which in 2 are separated by vertical dashed lines. The time intervals thus defined are with Arabic numerals 1 to 4 characterized. In a time interval 1 the growth of the AlN seed layer occurs 106 and heating to a growth temperature suitable for depositing GaN above 1000 ° C. Starting from an initially vanishing curvature (corresponding to an infinite radius of curvature), a slight positive curvature arises in this time interval for both different structures. In a subsequent time interval 2 which extends from just over 30 minutes to about 45 minutes after the onset of growth, the SiN masking layer ( 108 in the example of 1 ) and the first GaN layer ( 110 in 1 ) grew up. In this time interval, the beginning of the coalescence of the GaN growth islands falls. It can clearly be seen that the curvature of the layer structure produced by the method according to the invention assumes higher values at this stage than in the comparison structure which is grown by a conventional method without SiN masking layer.

In einem nachfolgenden Zeitintervall 3 wird die erste GaN-Schicht (110 in 1) gewachsen. Bei der Vergleichsprobe nach konventionaller Verfahrensführung ist die Verfahrensführung hier wegen des Fehlens von Zwischenschichten abweichend und erstreckt sich das Zeitintervall 3 zwischen 30 und etwas über 80 Minuten nach Beginn des Wachstums. Vorliegend wird keine Niedertemperatur-AlN-Wachstumsphase zur Herstellung der AlN-Zwischenschicht 112 eingeschoben.In a subsequent time interval 3 becomes the first GaN layer ( 110 in 1 ) grown. In the comparative sample according to conventional process management, the method procedure is deviating here because of the absence of intermediate layers and the time interval extends 3 between 30 and just over 80 minutes after the start of growth. In the present case, no low-temperature AlN growth phase is used to produce the AlN intermediate layer 112 inserted.

Beide Strukturen werden nach Abschluss der Schichtabscheidung abgekühlt (Zeitintervall 4). Bei der nach dem Stand der Technik hergestellten Vergleichsprobe wie bei der erfindungsgemäß hergestellten Probe erfolgt die Abkühlung etwa 90 Minuten nach Beginn des Verfahrens und führt bei der Vergleichsprobe im Ergebnis zu einer relativ starken Krümmung der Probe von etwa 0,17 m–1, was einem Krümmungsradius von etwa 5,8 m entspricht. Bei der erfindungsgemäß hergestellten Schichtstruktur beträgt die Krümmung nach Abschluss des Abkühlungsprozesses etwa 0,12 m–1, was einem Krümmungsradius von etwa 8,3 m entspricht. Dieser Wert kann durch Einschieben weiterer Niedertemperatur AlN-Schichten, wie bei der Schichtstruktur der 1, weiter optimiert werden, so dass ein Nitridhalbleiterprodukt mit verschwindender Krümmung hergestellt werden kann.Both structures are cooled after completion of the layer deposition (time interval 4 ). In the comparative sample prepared according to the prior art as in the sample according to the invention, the cooling takes place about 90 minutes after the start of the process and results in the comparison sample as a result to a relatively large curvature of the sample of about 0.17 m -1 , which Radius of curvature of about 5.8 m corresponds. In the layer structure produced according to the invention, the curvature after completion of the cooling process is about 0.12 m -1 , which corresponds to a radius of curvature of about 8.3 m. This value can be achieved by inserting further low temperature AlN layers, as in the layered structure of 1 are further optimized so that a nitride semiconductor product with vanishing curvature can be made.

3 zeigt ein Diagramm mit der zeitlichen Entwicklung des von der Wachstumsoberfläche des Nitridhalbleiterprodukts während seiner Herstellung reflektierten Lichts während der anhand von 2 beschriebenen Verfahrensführung für die Vergleichsprobe (gestrichelte Kurve) und die erfindungsgemäß hergestellte Probe. Das Diagramm zeigt also das Ergebnis einer Reflektometriemessung mit einer Lichtwellenlänge von ca. 600 nm während des Wachstums der Schichtstruktur entsprechend der bei 2 erläuterten Prozessführung. Aufgetragen ist die reflektierte Lichtintensität über der Zeit. Das Diagramm ist in gleicher Weise wie 2 in Zeitabschnitte 1, 2, 3 und 4 unterteilt. Mit Pfeilen sind im Abschnitt 2 anfängliche Intensitätsmaxima der beim Schichtwachstum bekanntlich oszillierenden reflektierten Lichtintensität gekennzeichnet. Es ist erkennbar, dass im Unterschied zur Vergleichsprobe bei der erfindungsgemäß hergestellten Probe der volle Hub zwischen Intensitätsminima und -maxima nach 5 bis 6 Oszillationen erreicht ist. Wird die Dauer des Wachstums der Maskierungsschicht so eingestellt, dass ein derartiger Verlauf in der Reflektometriemessung auftritt, liegen erfahrungsgemäß im Abscheideschritt der GaN-Schicht zunächst getrennte Kristallite vor, die oberhalb einer Koaleszenzschichtdicke zusammenwachsen und in einer Schichtebene der zusammengewachsenen Nitridhalbleiterschicht senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Fläche von mindestens 0,16 μm2 bis 0,36 μm2 einnehmen. Es ist zu erwarten, dass bei weiterer Optimie rung der Wachstumsparameter noch größere durchschnittliche Flächen erzielt werden können. 3 FIG. 15 is a graph showing the time evolution of the light reflected from the growth surface of the nitride semiconductor product during its manufacture during the process of FIG 2 method described for the comparative sample (dashed curve) and the sample prepared according to the invention. The diagram thus shows the result of a reflectometry measurement with a light wavelength of about 600 nm during the growth of the layer structure according to the 2 explained process control. Plotted is the reflected light intensity over time. The diagram is the same as 2 in time periods 1 . 2 . 3 and 4 divided. With arrows are in the section 2 initial intensity maxima of the known in the case of layer growth oscillating reflected light intensity. It can be seen that in contrast to the comparative sample in the sample produced according to the invention, the full stroke between intensity minima and maxima is reached after 5 to 6 oscillations. If the duration of the growth of the masking layer is adjusted so that such a course occurs in the reflectometry measurement, according to experience in the deposition step of the GaN layer initially separate crystallites are present, which grow together above a coalescence layer thickness and in a layer plane of the coalesced nitride semiconductor layer perpendicular to the growth direction an average area of at least 0.16 μm 2 to 0.36 μm 2 . It is to be expected that with further optimization of the growth parameters even larger average areas can be achieved.

4a) und b) zeigen Differenz-Interferenzkontrastmikroskop(DIC)-Aufnahmen von GaN-Schichten, die mit Verfahren gemäß dem Stand der Technik hergestellt wurden. 4c) zeigt eine eine DIC-Aufnahme einer GaN-Schicht, die mit einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik hergestellt wurde. 4a ) and b) show differential interference contrast microscopy (DIC) images of GaN films prepared by prior art methods. 4c ) shows a DIC image of a GaN film produced by a prior art process.

Die rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen der 4a) bis 4c) zeigen mit gleichem Maßstab abgebildete Oberflächen unterschiedlich hergestellter GaN-Schichten. Die in 4a) dargestellte Probe wurde ohne SiN-Maskierungsschicht hergestellt und hat eine Dicke von etwa 2,5 μm. Deutlich zu erkennen ist, dass die Oberfläche eine Vielzahl von Rissen aufweist. Die in 4b) dargestellte Oberfläche gehört zu einer Probe, die zwar mit einer SiN-Maskierungsschicht, jedoch ohne AlN-Zwischenschicht zum StrAlN-Engineering mit einer Dicke von 2,4 μm hergestellt wurde. Diese Schicht zeigt eine gegenüber der zuvor erläuterten Probe deutlich verbesserte Struktur mit nur wenigen Rissen.The scanning electron micrographs of the 4a ) to 4c ) show surfaces of differently prepared GaN layers imaged on the same scale. In the 4a ) was prepared without SiN masking layer and has a thickness of about 2.5 μm. It can be clearly seen that the surface has a multiplicity of cracks. In the 4b ) surface belongs to a sample that was prepared with a SiN masking layer, but without AlN intermediate layer for StrAlN engineering with a thickness of 2.4 microns. This layer shows a clearly improved structure with only a few cracks compared to the previously described sample.

Die in 4c) dargestellte Oberfläche einer Probe, die erfindungsgemäß, also mit einer geeigneten SiN-Maskierungsschicht und mit Niedertemperatur-AlN-Zwischenschichten bis zu einer Dicke von 2,8 μm gewachsen wurde, zeigt dagegen eine stark verbesserte Qualität ohne jegliche Rissbildung im abgebildeten Ausschnitt.In the 4c ) surface of a sample, which was grown according to the invention, ie with a suitable SiN masking layer and with low-temperature AlN interlayers up to a thickness of 2.8 microns, however, shows a greatly improved quality without any cracking in the illustrated section.

5a) zeigt eine In-Plane-Transmissionelektronenmikroskopie-Aufnahme einer GaN-Schicht, die mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik hergestellt wurde. 5b) zeigt eine In-Plain-Transmissionelektronenmikroskopische-Aufnahme einer GaN-Schicht, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Die Aufnahmen zeigen mit etwa gleichem Maßstab unterschiedlich gewachsene GaN-Schichten. Beim Wachstum der in 5a) abgebildeten Schicht wurde keine SiN-Maskierungsschicht verwendet. Beim Wachstum der in 5b) abgebildeten Schicht wurde dagegen die erfindungsgemäße Prozessfolge eingehalten. 5a ) shows an in-plane transmission electron micrograph of a GaN layer prepared by a prior art method. 5b ) shows an in-plane transmission electron micrograph of a GaN layer produced by a method according to the invention. The images show differently grown GaN layers with approximately the same scale. In the growth of in 5a ), no SiN masking layer was used. In the growth of in 5b In contrast, the process sequence according to the invention has been observed.

Zur Auswertung der Aufnahmen wurde die Größe der in der abgebildeten Schichtebene sichtbaren Kristalliten geschätzt, und hierfür wurden der Aufnahme kreisförmige oder elliptische Ringe überlagert, die in etwa der erkennbaren Grenze der zusammengewachsenen Kristallite folgen.to Evaluation of the footage was the size of the one pictured Layer plane visible crystallites were estimated, and this was the recording circular or elliptical rings superimposed, the approximately the recognizable border of the coalesced crystallites consequences.

Zur Erläuterung wird hinzugefügt, dass Versetzungen in der Heteroepitaxie zum einen als Anpassungsversetzungen an der Grenzfläche und zum anderen durch das zumeist stattfindende Inselwachstum entstehen. Inseln wachsen bei starker Fehlanpassung der Kristallstrukturen immer leicht verkippt (tilt) oder verdreht (twist) auf. Dabei verursacht die Verkippung an der Grenzfläche von zwei Kristalliten die Entstehung von Schraubenversetzungen. Die Verdrehung verursacht an der Grenzfläche zweier Kristalliten die Entstehung von Stufenversetzungen. Diese Versetzungen entstehen demnach an der Grenze von zwei Kristallisten eben durch den mit zunehmender Schichtdicke eintretenden Koaleszenzprozess. Nur wenige Versetzungen kommen unabhängig von diesen Effekten zustande, etwa unmittelbar von der Grenzfläche zum Substrat her. Daher geben die erkennbaren Stufen- und Schraubenversetzungen in etwa die Grenze der zusammenwachsenden Kristallite an, weil sie, sofern der Nachbarkristallit leicht fehlorientiert ist, diesen dekorieren. Zur Überprüfung der durchschnittlichen Fläche der Kristallite sollte eine Schichtebene in einem Abstand von 700 ± 50 nm von der Maskierungsschicht herangezogen werden.By way of illustration, it is added that dislocations in heteroepitaxy arise, first, as interface dislocation displacements, and secondly, as a result of most island growth. Islands grow stronger Mismatch of the crystal structures always slightly tilted or twisted. The tilting at the interface of two crystallites causes the formation of screw dislocations. The twist causes the formation of step dislocations at the interface of two crystallites. Accordingly, these dislocations occur at the boundary of two crystallists, precisely because of the coalescence process that occurs as the layer thickness increases. Only a few dislocations occur independently of these effects, for example directly from the interface to the substrate. Therefore, the detectable step and screw dislocations approximate the boundary of the coalescing crystallites because, if the adjacent crystallite is slightly misoriented, they decorate it. To check the average area of the crystallites, a layer plane at a distance of 700 ± 50 nm from the masking layer should be used.

Aus dem Verhältnis der abgebildeten Fläche und der Anzahl der so identifizierten Kristallite wurde eine durchschnittliche Fläche ermittelt, die die Kristallite in der dargestellten Schnittebene einnehmen. Diese Schnittebene liegt in beiden untersuchten Proben oberhalb der Koaleszenzschichtdicke. Bei der in 5a) dargestellten Probe wurden auf einer Fläche von 894 nm × 1195 nm = 1,0681 μm2 38 Kristallite gezählt. Dies ergibt eine durchschnittliche Fläche von 0,0281 μm2 pro Kristallit.From the ratio of the imaged area and the number of crystallites thus identified, an average area was determined which the crystallites occupy in the illustrated section plane. This section plane is above the coalescence layer thickness in both investigated samples. At the in 5a ) were counted on an area of 894 nm × 1195 nm = 1.0681 μm 2 38 crystallites. This gives an average area of 0.0281 μm 2 per crystallite.

Bei der in 5b) dargestellten Probe eines erfindungsgemäßen Nitridhalbleiterproduktes wurden dagegen auf einer Fläche 2982 nm × 2238 nm = 6,67 μm2 35 Kristallite gezählt. Dies ergibt eine durchschnittliche Fläche von 0,19 μm2 pro Kristallit.At the in 5b ) sample of a nitride semiconductor product according to the invention, however, were counted on a surface 2982 nm × 2238 nm = 6.67 microns 2 35 crystallites. This gives an average area of 0.19 μm 2 per crystallite.

Anzumerken ist, dass die untersuchte Probe der 5b) in ihrer Qualität am unteren Rand der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Werte liegt. Vorzugsweise erfolgt die Verfahrensführung so, dass die durchschnittliche Fläche mindestens 0,36 μm2 beträgt. Auf diese Weise kann der kompressive Stress in der GaN-Schicht deutlich erhöht werden, was zu besseren Ergebnissen des Krümmungsradius und des tensilen Stress in dem fertigen Bauelement führt.It should be noted that the examined sample of the 5b ) in quality at the lower edge of the achievable with the method according to the invention values. The process is preferably carried out such that the average area is at least 0.36 μm 2 . In this way, the compressive stress in the GaN layer can be significantly increased, resulting in better results of the radius of curvature and the tensile stress in the finished device.

6a)–6f) zeigen unterschiedliche Verfahrensstadien bei der Herstellung einer Leuchtdiode aus dem Nitridhalbleiterprodukt der 1. Die hier beschriebene Verfahrensführung schließt sich an die Herstellung des Nitridhalbleiterbauelements der 1 an. 6a ) - 6f ) show different process stages in the production of a light emitting diode from the nitride semiconductor product of 1 , The procedure described here is followed by the production of the nitride semiconductor component of 1 at.

Dabei wird auf dem Nitridhalbleiterprodukt 100 zunächst eine Oberseitenmetallisierung versehen. Diese dient einerseits zum nachfolgenden Bonden an einen Träger 126 und andererseits zur Verbesserung der Lichtauskopplung aus dem entstehenden Bauelement.This is done on the nitride semiconductor product 100 initially provided a top side metallization. This serves on the one hand for subsequent bonding to a carrier 126 and on the other hand to improve the light extraction from the resulting device.

Der Träger 126 ist aus Kupfer oder AlSi gefertigt und hat an einer Seite 128, die zum Bonden verwendet wird, eine Metallisierung 130. 6b) zeigt ein Prozessstadium nach dem Bonden. Das Bonden wird bei einer Temperatur von 280°C durchgeführt. Das Verwenden einer derart niedrigen Temperatur hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Verspannungen durch den thermischen Zyklus beim Bonden entstehen.The carrier 126 is made of copper or AlSi and has on one side 128 used for bonding, a metallization 130 , 6b ) shows a process stage after bonding. The bonding is carried out at a temperature of 280 ° C. The use of such a low temperature has the advantage that no additional strains caused by the thermal cycle during bonding.

In einem nachfolgenden Schritt wird der Si-Wafer 104 entfernt. Dies ist in 6c) schematisch dargestellt. Der Si-Wafer 104 wird mittels Schleifen und Ätzen entfernt. Das Ätzen kann nass- oder trockenchemisch erfolgen. Es entsteht so die in 6d) dargestellte Struktur, bei der die ehemals mit dem Si-Wafer verbundene Ankeimschicht 106 nun die Oberseite bildet und die p-Deckschicht 122 unmittelbar an die Metallisierung 124/130 anknüpft. In einem nachfolgenden Schritt wird die Oberseite durch Ätzen strukturiert. Durch das Ätzen, beispielsweise mit KOH oder H3PO4 entstehen pyramidenförmige Strukturen, die die Lichtauskopplung aus dem Bauelement verbessern. Abschließend werden Kontaktstrukturen erzeugt. Für eine Flusspolung der Leuchtdiode wird ein negativ zu polender Kontakt 136 auf der Oberfläche und ein positiv zu polender Kontakt am Träger vorgesehen.In a subsequent step, the Si wafer becomes 104 away. This is in 6c ) shown schematically. The Si wafer 104 is removed by grinding and etching. The etching can be wet or dry chemical. It arises so in the 6d ) structure in which the previously associated with the Si wafer Ankeimschicht 106 now the top forms and the p-cover layer 122 directly to the metallization 124 / 130 anknüpft. In a subsequent step, the top is patterned by etching. The etching, for example with KOH or H 3 PO 4, results in pyramidal structures which improve the light extraction from the component. Finally, contact structures are created. For a flux polarity of the LED is a negatively poling contact 136 provided on the surface and a positive pole contact on the carrier.

Das Schichtwachstum ist erfindungsgemäß auf großen Substraten möglich und erlaubt so entweder die Herstellung großer Bauelemente oder eine kosteneffiziente Herstellung einer großen Anzahl kleinerer Bauelemente. Die beschriebene Prozessführung kommt ohne das bei der Verwendung von Saphir-Substraten übliche Laser-Ablösen aus und ist daher einfacher und billiger. Lediglich für die Herstellung von Rückseitenkontakt und eine Strukturierung vor der Vereinzelung der Bauelemente sind Fotolithographieschritte erforderlich.The Layer growth is possible according to the invention on large substrates and allows either the production of large components or a cost-efficient Making a big one Number of smaller components. The described process control comes without the usual laser stripping when using sapphire substrates and is therefore easier and cheaper. Only for the production from backside contact and a structuring prior to the separation of the components Photolithography steps required.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, dass auf der Grundlage des erfindungsgemäßen Wachstumsverfahrens für eine unverspannte Nitridhalbleiterschichtstruktur eine besonders einfache Prozessierung in der weiteren Bauelementherstellung möglich ist. Auf diese Weise können qualitativ hochwertige, jedoch kostengünstige Bauelemente hergestellt werden.The The above description shows that based on the growth method of the present invention for one Unstressed nitride semiconductor layer structure a particularly simple Processing in the further component manufacturing is possible. That way you can high-quality, but inexpensive components are manufactured.

Bei der Verfahrensführung sind verschiedene Varianten möglich. Beispielsweise kann die p-leitfähige Deckschicht 122 nach mindestens 20 nm Wachstum von p-GaN mit einer SiN-Maske versehen werden. Das anschließende weitere Wachstum von p-GaN erfolgt inselförmig und führt nicht zur vollständigen Koaleszenz. Dies erzeugt eine raue Oberfläche und führt bei dem fertigen Halbleiterbauelement der 6f) zu einer homogeneren Lichtabstrahlung nach oben. Das Licht wird besser ausgekoppelt, selbst wenn auf der Oberseite eine weniger effiziente Antireflexschicht aufgebracht wird.In the process management different variants are possible. For example, the p-conductive cover layer 122 after at least 20 nm growth of p-GaN be provided with a SiN mask. The subsequent further growth of p-GaN occurs insular and does not lead to complete coalescence. This creates a rough surface and leads in the finished semiconductor device of 6f ) to a more homogeneous light emission upwards. The light is better decoupled, even if a less efficient antireflection coating is applied on top.

Claims (56)

Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur eines Nitridhalbleiterbauelements auf einer Siliziumoberfläche, mit den Schritten: – Bereitstellen eines Substrats, das eine Siliziumoberfläche hat; – Abscheiden einer aluminiumhaltigen Nitridankeimschicht auf der Siliziumoberfläche des Substrats; – Optional: Abscheiden einer aluminiumhaltigen Nitridpufferschicht auf der Nitridankeimschicht; – Abscheiden einer Maskierungsschicht auf der Nitridankeimschicht oder, wenn vorhanden, auf der ersten Nitridpufferschicht; – Abscheiden einer galliumhaltigen ersten Nitridhalbleiterschicht auf der Maskierungsschicht, wobei die Maskierungsschicht derart abgeschieden wird, dass im Abscheideschritt der ersten Nitridhalbleiterschicht zunächst getrennte Kristallite wachsen, die oberhalb einer Koaleszenzschichtdicke zusammenwachsen und in einer Schichtebene der zusammengewachsenen Nitridhalbleiterschicht senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Fläche von mindestens 0,16 μm2 einnehmen.A method of fabricating a layered structure of a nitride semiconductor device on a silicon surface, comprising the steps of: providing a substrate having a silicon surface; Depositing an aluminum nitride nitrile layer on the silicon surface of the substrate; Optionally: depositing an aluminum-containing nitride buffer layer on the nitride resin inlayer; Depositing a masking layer on the nitride shellimide layer or, if present, on the first nitride buffer layer; Separating a gallium-containing first nitride semiconductor layer on the masking layer, wherein the masking layer is deposited in such a way that separate crystallites grow together above a coalescence layer thickness in the deposition step of the first nitride semiconductor layer and have an average area of at least 0 in a layer plane of the coalesced nitride semiconductor layer perpendicular to the growth direction; Take 16 μm 2 . Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Maskierungsschicht mit einer Schichtdicke abgeschieden wird, die bei der zunächst in Form von Wachstumsinseln aufwachsenden ersten Nitridhalbleiterschicht ab einem Abstand von durchschnittlich mindestens 600 nm von der Maskierungsschicht eine zu mindestens 80% geschlossene Schichtfläche entstehen lässt.The method of claim 1, wherein the masking layer is deposited with a layer thickness at the first in Form of growth islands growing first nitride semiconductor layer from a distance of at least 600 nm on average Masking layer to form at least 80% closed layer surface leaves. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Maskierungsschicht mit einer Bedeckung der darunter liegenden Nitridankeimschicht oder, wenn vorhanden, der ersten Nitridpufferschicht von mindestens 95% abgeschieden wird.The method of claim 1 or 2, wherein the masking layer with a covering of the underlying Nitridankeimschicht or, if present, the first nitride buffer layer of at least 95% is deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Maskierungsschicht aus Siliziumnitrid abgeschieden wird.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the masking layer is deposited from silicon nitride. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Dauer der Abscheidung der Maskierungsschicht so gewählt wird, dass beim Abscheideschritt der ersten Nitridhalbleiterschicht eine mitlaufende Messung der Reflexionsintensität der Wachstumsoberfläche mit einer Lichtwellenlänge von ca. 600 nm einen oszillierenden Intensitätsverlauf mit ansteigender Oszillationsamplitude zeigt, die nach mindestens 5 Oszillationszyklen einen dann etwa gleichbleibenden Maximalwert erreicht.Method according to one of the preceding claims, in the duration of the deposition of the masking layer is chosen such that that in the deposition step of the first nitride semiconductor layer is a follower Measurement of the reflection intensity the growth surface with a wavelength of light of about 600 nm an oscillating intensity curve with increasing Oscillation amplitude shows that after at least 5 oscillation cycles reaches a then approximately constant maximum value. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Abscheiden der Nitridankeimschicht auf einer (III)-Siliziumoberfläche erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in the deposition of the Nitridankeimschicht takes place on a (III) silicon surface. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste Nitridhalbleiterschicht mit einer Schichtdicke von zwischen 800 nm und 1600 nm abgeschieden wird.Method according to one of the preceding claims, in the first nitride semiconductor layer with a layer thickness of between 800 nm and 1600 nm is deposited. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem auf der ersten Nitridhalbleiterschicht eine aluminiumhaltige Nitridzwischenschicht abgeschieden wird und bei dem auf letzterer Schicht eine galliumhaltige weitere, zweite Nitridhalbleiterschicht abgeschieden wird.The method of claim 7, wherein on the first Nitride semiconductor layer an aluminum-containing nitride intermediate layer is deposited and in the latter layer a gallium-containing another, second nitride semiconductor layer is deposited. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Schrittfolge der Abscheidung einer aluminiumhaltigen Nitridzwischenschicht und einer galliumhaltige weiteren Nitridhalbleiterschicht wiederholt durchgeführt wird.Method according to Claim 8, in which the sequence of steps the deposition of an aluminum-containing nitride intermediate layer and a gallium-containing further nitride semiconductor layer repeated carried out becomes. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem auf der weiteren Nitridhalbleiterschicht eine Multi-Quantum-Well-Struktur aus Nitridhalbleitermaterial abgeschieden wird.A method according to claim 8 or 9, wherein on the another nitride semiconductor layer a multi-quantum well structure is deposited from nitride semiconductor material. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch das Abscheiden mindestens einer weiteren Maskierungsschicht aus Siliziumnitrid unmittelbar vor dem Abscheiden derjenigen der weiteren Nitridhalbleiterschichten, auf der die Multi-Quantum-Well-Struktur abgeschieden wird.A method according to claim 10, characterized by depositing at least one further masking layer Silicon nitride immediately before depositing those of the others Nitride semiconductor layers on which the multi-quantum well structure is deposited. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine n-Dotierung in die erste und, wenn vorhanden, diejenigen weiteren Nitridhalbleiterschichten eingebracht wird, die vor der Multi-Quantum-Well-Struktur abgeschieden werden.Method according to one of the preceding claims, in the one n-doping into the first and, if present, those further nitride semiconductor layers is deposited, which deposited in front of the multi-quantum well structure become. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit den Schritten: Herstellen einer p-dotierten, galliumhaltigen Nitridhalbleiterdeckschicht auf der Multi-Quantum-Well-Struktur.Method according to one of the preceding claims, with the steps: Producing a p-doped, gallium-containing Nitride semiconductor cap layer on the multi-quantum well structure. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Bereitstellens eines Substrats das Bereitstellen eines Siliziumsubstrats beinhaltet, dessen Dicke mindestens DGaN·x beträgt, wobei DGaN die Schichtdicke der auf dem Substrat abzuscheidenden Nitridhalbleiterschicht oder, wenn mehr als eine Nitridhalbleiterschicht abzuscheiden ist, die Summe der Schichtdicken der auf dem Substrat abzuscheidenden Nitridhalbleiterschichten und der vorhandenen Nitridzwischenschicht bezeichnet, und wobei x im Falle der Verwendung eines dotierten Siliziumsubstrats 110 und im Falle der Verwendung eines undotierten Substrats 200 beträgt.The method of any one of the preceding claims, wherein the step of providing a substrate includes providing a silicon substrate whose thickness is at least D GaN x, where D GaN is the layer thickness of the nitride semiconductor layer to be deposited on the substrate or if more than one nitride semiconductor layer is to be deposited , the sum of the layer thicknesses of the nitride semiconductor layers to be deposited on the substrate and the existing nitride intermediate layer, and wherein x in the case of using a doped silicon substrate 110 and in the case of using an undoped substrate 200 is. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem bei dem der Schritt des Bereitstellens eines Substrats das Bereitstellen eines Siliziumsubstrats beinhaltet, dessen Dicke zusätzlich größer oder gleich
Figure 00370001
ist, wobei
Figure 00370002
The method of claim 14, wherein at wherein the step of providing a substrate includes providing a silicon substrate, the thickness of which is additionally greater than or equal to
Figure 00370001
is, where
Figure 00370002
Verfahren zur Herstellung eines Nitridhalbleiterbauelements, mit den Schritten: – Herstellung einer Schichtstruktur eines Nitrid-Halbleiterbauelements auf einer Siliziumoberfläche nach einem der vorstehenden Ansprüche; – Bonden der Schichtstruktur mit einem Träger derart, dass die Wachstumsoberseite der Schichtstruktur dem Träger zugewandt ist; – entweder vollständiges oder teilweises Entfernen des Substrats; – Herstellung einer Kontaktstruktur.Method for producing a nitride semiconductor component, with the steps: - Production a layer structure of a nitride semiconductor device on a silicon surface according to any one of the preceding claims; - Bonding of the layer structure with a carrier such that the growth top of the layered structure faces the wearer is; - either complete or partially removing the substrate; - Production of a contact structure. Verfahren nach Anspruch 16, mit einem Schritt des Abscheidens einer elektrisch leitfähigen Kontaktschicht auf der Wachstumsoberseite der Schichtstruktur.A method according to claim 16, comprising a step of Depositing an electrically conductive contact layer on the Growth top of the layer structure. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem für die Kontaktschicht ein Material verwendet wird, das einen höheren Brechungsindex hat als die p-dotierte Nitridhalbleiterdeckschicht.The method of claim 17, wherein for the contact layer a material is used which has a higher refractive index than the p-type nitride semiconductor cap layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, mit einem vor dem Bonden durchgeführten Schritt des Metallisierens der Wachstumsoberseite der Schichtstruktur oder, wenn vorhanden, der Kontaktschicht.Method according to one of claims 16 to 18, with a vor the bonding performed Step of metallizing the growth top of the layered structure or, if present, the contact layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem ein Träger verwendet wird, dessen zum Bonden verwendete Oberfläche elektrisch leitfähig oder reflektierend oder metallisch ist.A method according to any one of claims 16 to 19, wherein a carrier is used, the surface used for bonding electrically conductive or reflective or metallic. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem die Nitridhalbleiterdeckschicht der Schichtstruktur mit einer Dicke von
Figure 00380001
abgeschieden wird, wobei m = 0, 1, 2, 3, ...; λ eine Wellenlänge einer Lichtemission der Multi-Quantum-Well-Struktur im Betrieb des Nitrid-Halbleiterbauelements, nNitrid den Brechungsindex des Nitrids bei der Wellenlänge λ und dMQW die Dicke der Multi-Quantum-Well-Struktur bezeichnet.
A method according to any one of claims 18 to 20, wherein the nitride semiconductor cap layer of the layered structure has a thickness of
Figure 00380001
is deposited, where m = 0, 1, 2, 3, ...; λ denotes a wavelength of a light emission of the multi-quantum well structure in the operation of the nitride semiconductor device, n nitride, the refractive index of the nitride at the wavelength λ and d MQW the thickness of the multi-quantum well structure.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem für die Kontaktschicht ein Material verwendet wird, das einen geringeren Brechungsindex hat als die p-dotierte Nitridhalbleiterdeckschicht.The method of claim 17, wherein for the contact layer a material is used that has a lower refractive index has as the p-type nitride semiconductor cap layer. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Nitridhalbleiterdeckschicht der Schichtstruktur mit einer Dicke von
Figure 00390001
abgeschieden wird, wobei m = 1, 2, 3, 4, ...; λ eine Wellenlänge einer Lichtemission der Multi-Quantum-Well-Struktur im Betrieb des Nitrid-Halbleiterbauelements, nNitrid den Brechungsindex des Nitrids bei der Wellenlänge λ und dMQW die Dicke der Multi-Quantum-Well-Struktur bezeichnet.
The method of claim 22, wherein the nitride semiconductor cap layer of the layered structure has a thickness of
Figure 00390001
is deposited, where m = 1, 2, 3, 4, ...; λ denotes a wavelength of a light emission of the multi-quantum well structure in the operation of the nitride semiconductor device, n nitride, the refractive index of the nitride at the wavelength λ and d MQW the thickness of the multi-quantum well structure.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, bei dem das Bonden bei einer Temperatur im Bereich zwischen 280 und 500°C erfolgt.A method according to any one of claims 16 to 23, wherein the Bonding takes place at a temperature in the range between 280 and 500 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, bei dem der Schritt des Entfernens des Substrats durch Abschleifen oder durch kombiniertes Abschleifen und Ätzen erfolgt.A method according to any one of claims 16 to 24, wherein the Step of removing the substrate by grinding or by combined grinding and etching he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, bei dem der Schritt des Entfernens des Substrats allein durch Ätzen erfolgt.A method according to any one of claims 16 to 24, wherein the Step of removing the substrate is carried out by etching alone. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 25, bei dem die durch Entfernen des Substrats freigelegte Wachstumsrückseite zur Bildung einer antireflexiv wirkenden Schicht strukturiert wird.Method according to one of claims 26 to 25, wherein the growth back exposed by removing the substrate is structured to form an antireflective layer. Nitridhalbleiterbauelement, mit – einer galliumhaltigen ersten Nitridhalbleiterschicht, die eine Struktur zusammengewachsener Kristallite aufweist, die in einer Schichtebene senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Fläche von mindestens 0,16 μm2 einnehmen, – einer aluminiumhaltigen Nitridzwischenschicht, die an die erste Nitridhalbleiterschicht angrenzt, und, – angrenzend an letztere Schicht, einer galliumhaltigen weiteren, zweiten Nitridhalbleiterschicht.A nitride semiconductor device comprising - a gallium-containing first nitride semiconductor layer having a structure of coalesced crystallites occupying an average area of at least 0.16 μm 2 in a layer plane perpendicular to the growth direction, - an aluminum-containing nitride intermediate layer adjacent to the first nitride semiconductor layer, and, - adjacent to the latter layer, a gallium-containing further, second nitride semiconductor layer. Nitridhalbleiterbauelement nach Anspruch 28, bei dem die Kristallite in einer Schichtebene senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Ausdehnung von mindestens 400 × 400 nm2 haben.A nitride semiconductor device according to claim 28, wherein the crystallites in a layer plane perpendicular to the growth direction have an average extension of at least 400 × 400 nm 2 . Nitridhalbleiterbauelement nach Anspruch 28, bei dem die Kristallite in einer Schichtebene senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Fläche von mindestens 0,36 μm2 einnehmen.A nitride semiconductor device according to claim 28, wherein the crystallites occupy an average area of at least 0.36 μm 2 in a layer plane perpendicular to the growth direction. Nitridhalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 28 bis 30, bei dem die erste Nitridhalbleiterschicht eine Schichtdicke von zwischen 800 nm und 1600 nm aufweist.A nitride semiconductor device according to any one of claims 28 to 30, wherein the first nitride semiconductor layer has a layer thickness of between 800 nm and 1600 nm. Nitridhalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 28 bis 31, das die Schichtfolge von aluminiumhaltiger Nitridzwischenschicht und galliumhaltiger weiteren Nitridhalbleiterschicht wiederholt enthält.A nitride semiconductor device according to any one of claims 28 to 31, the layer sequence of aluminum-containing nitride intermediate layer and gallium-containing further nitride semiconductor layer contains. Nitridhalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 31 oder 32, bei dem auf der weiteren Nitridhalbleiterschicht eine Multi-Quantum-Well-Struktur aus Nitridhalbleitermaterial abgeschieden wird.A nitride semiconductor device according to any one of claims 31 or 32, in which on the further nitride semiconductor layer of a multi-quantum well structure Nitride semiconductor material is deposited. Nitridhalbleiterbauelement nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch mindestens eine weitere Maskierungsschicht aus Siliziumnitrid unmittelbar angrenzend an diejenige der weiteren Nitridhalbleiterschichten, auf der die Multi-Quantum-Well-Struktur abgeschieden wird, jedoch an der von der Multi-Quantum-Well-Struktur abgewandten Seite dieser weiteren Nitridhalbleiterschicht.Nitride semiconductor component according to claim 33, characterized by at least one further masking layer of silicon nitride immediately adjacent to that of the further nitride semiconductor layers, on which the multi-quantum well structure is deposited, however on the side away from the multi-quantum well structure of this further Nitride semiconductor layer. Nitridhalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 28 bis 34, bei der die erste und, wenn vorhanden, diejenigen weiteren Nitridhalbleiterschichten n-dotiert sind, die auf der Seite der Multi-Quantum-Well-Struktur angeordnet sind, die der ersten Nitridhalbleiterschicht zugewandt ist.A nitride semiconductor device according to any one of claims 28 to 34, in which the first and, if present, those other nitride semiconductor layers are n-doped, the are arranged on the side of the multi-quantum well structure, the facing the first nitride semiconductor layer. Nitridhalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 33 bis 35, mit einer p-dotierten, galliumhaltigen Nitridhalbleiterdeckschicht, die auf der, der ersten Nitridhalbleiterschicht abgewandten Seite der Multi-Quantum-Well-Struktur, angeordnet ist.A nitride semiconductor device according to any one of claims 33 to 35, with a p-doped, gallium-containing nitride semiconductor cap layer, the side facing away from the first nitride semiconductor layer the multi-quantum well structure, is arranged. Nitridhalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche Anspruch 28 bis 36 mit einem Träger, der mit der ersten Nitridhalbleiterschicht verbunden ist.Nitride semiconductor component according to one of the claims 28 to 36 with a carrier, which is connected to the first nitride semiconductor layer. Nitridhalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 28 bis 37, bei dem der Träger und die erste Nitridhalbleiterschicht über eine Metallschicht miteinander verbunden sind.A nitride semiconductor device according to any one of claims 28 to 37, where the carrier and the first nitride semiconductor layer via a metal layer with each other are connected. Nitridhalbleiterbauelement nach Anspruch 37 oder 38, bei dem der Träger im wesentlichen aus Kupfer oder Aluminium oder Silizium oder Aluminiumnitrid oder aus Al/Si besteht.A nitride semiconductor device according to claim 37 or 38, where the carrier essentially of copper or aluminum or silicon or aluminum nitride or Al / Si. Nitridhalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 28 bis 39, bei dem zwischen dem Träger und der ersten Nitridhalbleiterschicht eine elektrisch leitfähige Kontaktschicht angeordnet ist.A nitride semiconductor device according to any one of claims 28 to 39, in which between the carrier and the first nitride semiconductor layer is an electrically conductive contact layer is arranged. Nitridhalbleiterbauelement nach Anspruch 36 und Anspruch 40, bei dem die Kontaktschicht einen höheren Brechungsindex hat als die p-dotierte Nitridhalbleiterdeckschicht.A nitride semiconductor device according to claim 36 and Claim 40, wherein the contact layer has a higher refractive index than the p-type nitride semiconductor cap layer. Nitridhalbleiterbauelement nach Anspruch 36, bei dem die Nitridhalbleiterdeckschicht der Schichtstruktur eine Dicke von
Figure 00410001
abgeschieden wird, wobei m = 0, 1, 2, 3, ...; λ eine Wellenlänge einer Lichtemission der Multi-Quantum-Well-Struktur im Betrieb des Nitrid-Halbleiterbauelements, nNitrid den Brechungsindex des Nitrids bei der Wellenlänge λ und dMQW die Dicke der Multi-Quantum-Well-Struktur bezeichnet.
The nitride semiconductor device according to claim 36, wherein the nitride semiconductor cap layer of the layered structure has a thickness of
Figure 00410001
is deposited, where m = 0, 1, 2, 3, ...; λ denotes a wavelength of a light emission of the multi-quantum well structure in the operation of the nitride semiconductor device, n nitride, the refractive index of the nitride at the wavelength λ and d MQW the thickness of the multi-quantum well structure.
Nitridhalbleiterbauelement nach Anspruch 36 und Anspruch 40, bei dem die Kontaktschicht einen geringeren Brechungsindex hat als die p-dotierte Nitridhalbleiterdeckschicht.A nitride semiconductor device according to claim 36 and Claim 40, wherein the contact layer has a lower refractive index has as the p-type nitride semiconductor cap layer. Nitridhalbleiterbauelement nach Anspruch 43, bei dem die Nitridhalbleiterdeckschicht der Schichtstruktur eine Dicke von
Figure 00420001
hat, wobei m = 1, 2, 3, 4, ...; λ eine Wellenlänge einer Lichtemission der Multi-Quantum-Well-Struktur im Betrieb des Nitrid-Halbleiterbauelements, nNitrid den Brechungsindex des Nitrids bei der Wellenlänge λ und dMQW die Dicke der Multi-Quantum-Well-Struktur bezeichnet.
The nitride semiconductor device according to claim 43, wherein the nitride semiconductor cap layer of the layered structure has a thickness of
Figure 00420001
has, where m = 1, 2, 3, 4, ...; λ denotes a wavelength of a light emission of the multi-quantum well structure in the operation of the nitride semiconductor device, n nitride, the refractive index of the nitride at the wavelength λ and d MQW the thickness of the multi-quantum well structure.
Nitridhalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 28 bis 44, mit einem n-seitigen und einem p-seitigen elektrischen Kontaktelement.A nitride semiconductor device according to any one of claims 28 to 44, with an n-side and a p-side electrical contact element. Trägerscheibe mit einer Vielzahl Nitridhalbleiterbauelemente nach einem der Ansprüche 28 bis 45.carrier disc with a plurality of nitride semiconductor components according to one of claims 28 to 45. Trägerscheibe nach Anspruch 46, bei dem die Vielzahl Nitridhalbleiterbauelemente auf dem Träger in ihrer Gesamtheit eine laterale Erstreckung von mindestens 24 cm hat.carrier disc The device of claim 46, wherein said plurality of nitride semiconductor devices on the carrier in its entirety a lateral extent of at least 24 cm has. Nitridhalbleiterprodukt mit – einem Substrat, das eine Siliziumoberfläche hat, – einer an die Siliziumoberfläche angrenzenden aluminiumhaltigen Nitridankeimschicht, – optional: einer an die Nitridankeimschicht angrenzenden aluminiumhaltigen Nitridpufferschicht, – einer Maskierungsschicht auf der Nitridankeimschicht oder, wenn vorhanden, auf der Nitridpufferschicht, und mit – einer an die Maskierungsschicht angrenzend angeordneten galliumhaltigen ersten Nitridhalbleiterschicht, die eine Struktur zusammengewachsener Kristallite aufweist, wobei die Kristallite oberhalb einer Koaleszenzschichtdicke und in einer Schichtebene senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Fläche von mindestens 0,16 μm2 einnehmen.A nitride semiconductor product comprising a substrate having a silicon surface, an aluminum-containing nitride core layer adjacent to the silicon surface, optionally an aluminum-containing nitride buffer layer adjacent to the nitride bank layer, a masking layer on the nitride bank layer or, if present, on the nitride buffer layer, and with one gallium-containing first nitride semiconductor layer disposed adjacent to the masking layer and having a structure of coalesced crystallites, wherein the crystallites occupy an average area of at least 0.16 μm 2 above a coalescence layer thickness and in a layer plane perpendicular to the growth direction. Nitridhalbleiterprodukt nach Anspruch 48, bei dem die Wachstumsinseln bei einem Abstand von mindestens 600 nm von der Maskierungsschicht zu mindestens 80% koalesziert sind.A nitride semiconductor product according to claim 48, wherein the growth islands at a distance of at least 600 nm from the masking layer is at least 80% coalesced. Nitridhalbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 48 oder 49, bei dem die Nitridankeimschicht eine Aluminiumnitridschicht oder eine Aluminiumgalliumnitridschicht mit einem Aluminiumanteil von mindestens 10% ist.A nitride semiconductor product according to any one of claims 48 or 49, wherein the Nitridankeimschicht an aluminum nitride layer or an aluminum gallium nitride layer having an aluminum content of at least 10%. Nitridhalbleiterprodukt nach Anspruch 50, bei der die Nitridankeimschicht eine Schichtdicke von zwischen 10 und 100 nm hat.A nitride semiconductor product according to claim 50, wherein the Nitridankeimschicht a layer thickness of between 10 and 100 nm has. Nitridhalbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 48 bis 51, bei der die Nitridpufferschicht eine Schichtdicke von maximal 400 nm hat.A nitride semiconductor product according to any one of claims 48 to 51, wherein the nitride buffer layer has a maximum layer thickness 400 nm has. Nitridhalbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 48 bis 52, bei dem das Substrat in einer zur rückseitigen Substratfläche senkrechten Richtung entweder krümmungsfrei ist oder einem Krümmungsradius von mindestens 10 m hat.A nitride semiconductor product according to any one of claims 48 to 52, in which the substrate in a perpendicular to the rear substrate surface Direction either curvature free is or a radius of curvature of at least 10 m. Nitridhalbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 48 bis 53, mit einer aluminiumhaltigen Nitridzwischenschicht, die an die erste Nitridhalbleiterschicht angrenzt, und, – angrenzend an letztere Schicht, einer galliumhaltigen weiteren, zweiten Nitridhalbleiterschicht.A nitride semiconductor product according to any one of claims 48 to 53, with an aluminum-containing nitride intermediate layer attached to the adjacent first nitride semiconductor layer, and, - adjacent to the latter layer, a gallium-containing further, second nitride semiconductor layer. Nitridhalbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 48 bis 54, bei dem die Kristallite in einer Schichtebene senkrecht zur Wachstumsrichtung eine durchschnittliche Fläche von mindestens 0,36 μm2 einnehmen.A nitride semiconductor product according to any one of claims 48 to 54, wherein the crystallites occupy an average area of at least 0.36 μm 2 in a layer plane perpendicular to the growth direction. Nitridhalbleiterprodukt nach einem der Ansprüche 48 bis 55, bei dem das Substrat eine laterale Erstreckung von mindestens 24 cm hat.A nitride semiconductor product according to any one of claims 48 to 55, wherein the substrate has a lateral extent of at least 24 cm.
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