DE19708989A1 - Lichtemissionselement aus einem Galliumnitrid-Verbindungshalbleiter sowie Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents
Lichtemissionselement aus einem Galliumnitrid-Verbindungshalbleiter sowie Verfahren zum Herstellen desselbenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lichtemissionselement aus einem
Galliumnitrid(GaN)-Verbindungshalbleiter, das Licht im Be
reich von blauem bis zu ultraviolettem Licht emittieren
kann.
Wenn ein Verbindungshalbleiter vom Typ mit Stromsperrschicht
oder mit Rippen-Wellenleiter hergestellt wird, ist ein Pro
zeß des Ätzens von Schichten des Verbindungshalbleiters des
Lasers auf jeweils spezifizierte Dicken mit hoher Genauig
keit oder ein Prozeß des selektiven Ätzens einer Schicht
zum Freilegen der Oberfläche einer darunterliegenden Schicht
erforderlich.
Beim Ätzen einer Schicht eines GaAs-Verbindungshalbleiters
wird normalerweise ein Naßätzvorgang mit hoher Selektivität
verwendet. Beim Ätzen eines GaN-Verbindungshalbleiters wird
normalerweise ein Trockenätzvorgang verwendet, da kein ge
eignetes Ätzmittel verfügbar ist. Durch Trockenätzen ist je
doch das Ätzen einer Schicht eines GaN-Verbindungshalblei
ters mit ausreichender Selektivität schwierig. Ein GaN-Ver
bindungshalbleiter, der nicht mit ausreichender Selektivität
geätzt werden kann, ist nicht als Trockenätz-Stoppschicht
geeignet. Daher ist es schwierig, einen Halbleiterlaser vom
Typ mit Stromsperrschicht oder vom Typ mit Rippenwellenlei
ter durch Trockenätzen mit guter Reproduzierbarkeit herzu
stellen.
J. Vac. Sci. Technol., A 11 (4) 1993, S. 1772-1775 be
schreibt das Ätzen von GaN, InN und AlN durch ECR-RIBE (Ät
zen mit einem reaktiven Ionenstrahl vom Typ mit Elektronen
zyklotronresonanz), das eines der Trockenätzverfahren ist.
Dieser Artikel erörtert, daß die Ätzrate bei diesem Verfah
ren Selektivität zeigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lichtemissi
onselement vom Typ mit Stromsperrschicht oder vom Typ mit
Rippenwellenleiter aus einem Galliumnitrid-Verbindungshalb
leiter mit gutem Wirkungsgrad sowie ein Verfahren zum Her
stellen eines derartigen Lichtemissionselements unter Ver
wendung eines Ätzverfahrens mit guter Reproduzierbarkeit zu
schaffen.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Lichtemissionselements
durch die Lehren der beigefügten Ansprüche 1 und 4 sowie
hinsichtlich des Verfahrens durch die Lehre des beigefügten
Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter
bildungen sind Gegenstand jeweiliger Ansprüche 2 und 3, 5
bis 11 bzw. 13 bis 21.
Gemäß der Erfindung ist selektives Ätzen eines Galliumni
trid-Verbindungshalbleiters dadurch möglich, daß bei der
ECR-RIBE-Trockenätztechnik geeignete Ätzbedingungen ausge
wählt werden.
Gemäß der Erfindung wird eine InN-Schicht auf einer Mantel
schicht als Trockenätz-Stoppschicht hergestellt. Die
InN-Schicht wird durch ECR-RIBE extrem verdünnt und geätzt. So
wird ein Halbleiterlaser vom Stromsperrtyp oder vom Typ mit
Rippenwellenleiter realisiert.
Die Dicke der InN-Trockenätzstoppschicht liegt vorzugsweise
im Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 5 nm (1 nm = 10 Å).
Wenn sie ungefähr 5 nm überschreitet, nimmt die Absorption
von Laserlicht durch diese InN-Trockenätzstoppschicht plötz
lich zu, was den Wirkungsgrad der Laserausgangsleistung ver
ringert. Wenn sie kleiner als ungefähr 10 Å ist, ist nicht
nur die Dickenkontrolle bei der Herstellung der Schicht
schwierig, sondern eine derartige dünne Schicht dient auch
nicht mehr ausreichend als Ätzstoppschicht.
Genauer gesagt, kann ein Halbleiterlaser oder ein Lichtemis
sionselement vom Stromsperrtyp dadurch realisiert werden,
daß zwischen einer zweiten Mantelschicht aus AlGaN und
einer GaN-Stromsperrschicht oder einer oberen Mantelschicht
aus AlGaN eine InN-Trockenätzstoppschicht eingefügt wird.
Auch kann ein Halbleiterlaser oder ein Lichtemissionselement
aus einer Galliumnitridverbindung vom Typ mit Rippenwellen
leiter dadurch geschaffen werden, daß eine InN-Trockenätz
schicht zwischen eine zweite Mantelschicht aus AlGaN und
eine obere Mantelschicht aus AlGaN eingefügt wird.
Diese und andere Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann
beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Be
schreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
deutlich.
Fig. 1 und 2 sind schematische Schnittansichten eines jewei
ligen Halbleiterlasers vom Stromsperrtyp aus einer Gallium
nitridverbindung gemäß einem Beispiel 1 bzw. einem Beispiel
2 der Erfindung.
Fig. 3 und 4 sind schematische Schnittansichten eines jewei
ligen Halbleiterlasers vom Typ mit Rippenwellenleiter aus
einer Galliumnitridverbindung gemäß einem Beispiel 3 bzw.
einem Beispiel 4 der Erfindung.
Fig. 5A bis 5E, 6A bis 6F, 7A bis 7E und 8A bis 8E veran
schaulichen jeweils schematisch Schritte zum Herstellen des
Lasers gemäß einem der Beispiele 1 bis 4.
Ein erfindungsgemäßer Galliumnitrid-Verbindungshalbleiterla
ser enthält eine Trockenätz-Stoppschicht, die auf einer
mehrschichtigen Halbleiterstruktur ausgebildet ist. Eine an
dere mehrschichtige Halbleiterstruktur ist auf der Trocken
ätz-Stoppschicht ausgebildet.
Die Erfinder stellten versuchsweise Galliumnitrid-Verbin
dungshalbleiterlaser vom Stromsperrtyp, wie in Fig. 1 darge
stellt, und vom Typ mit Rippenwellenleiter, wie in Fig. 3
dargestellt, durch selektives Ätzen einer GaN-Schicht her,
die auf InN-oder AlN-Schicht ausgebildet war, von der erwar
tet wurde, daß sie bei einem ECR-RIBE-Vorgang als Trocken
ätz-Stoppschicht dienen sollte. Im Ergebnis diente die InN-
oder AlN-Schicht tatsächlich als Trockenätz-Stoppschicht,
und es wurden die in den Fig. 1 und 3 dargestellten Struktu
ren hergestellt.
Die sich unter Verwendung der AlN-Schicht als Trockenätz-Stoppschicht
ergebende Halbleiterstruktur zeigte jedoch kei
ne Laserschwingung, konnte also nicht als Laser arbeiten.
Dies, da AlN nichtleitend ist und dadurch das Fließen eines
Stroms in eine aktive Schicht der Halbleiterstruktur verhin
dert.
Die Halbleiterstruktur unter Verwendung einer InN-Schicht
als Trockenätz-Stoppschicht zeigt Laserschwingung, da InN
leitend ist. Jedoch ist der Wirkungsgrad des Lasers niedrig.
Dies, da die Bandlücke der InN-Schicht schmäler als die der
Lichtemissionsschicht der Struktur ist, wodurch von der
Lichtemissionsschicht emittiertes Laserlicht durch die
InN-Trockenätzstoppschicht absorbiert wird.
Die Erfinder haben herausgefunden, daß dieses Problem da
durch überwunden werden kann, daß die Dicke der InN-Tro
ckenätzstoppschicht im Bereich von ungefähr 1 nm bis unge
fähr 5 nm beträgt. So kann ein Galliumnitrid-Verbindungs
halbleiterlaser mit hohem Wirkungsgrad erhalten werden.
Die Dicke der InN-Trockenätzstoppschicht liegt vorzugswei
se, wie oben beschrieben, im Bereich von ungefähr 1 nm bis
ungefähr 5 nm. Wenn sie ungefähr 5 nm übersteigt, nimmt die
Absorption von Laserlicht durch diese InN-Trockenätzstopp
schicht plötzlich zu, was den Wirkungsgrad der Laseraus
gangsleistung verringert. Wenn sie kleiner als ungefähr 1 nm
ist, wird nicht nur die Dickenkontrolle bei der Herstellung
der Schicht schwierig, sondern eine derartig dünne Schicht
dient auch nicht ausreichend als Ätzstoppschicht beim Ätzen.
Die Erfindung wird nun durch Beispiele unter Bezugnahme auf
die beifügten Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Bei
spielen ist die Dicke der InN-Trockenätzstoppschicht auf un
gefähr 3 nm eingestellt. Es kann jede beliebige Dicke eben
falls verwendet werden, solange sie im Bereich von ungefähr
1 nm bis ungefähr 5 nm liegt.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Gallium
nitrid-Verbindungshalbleiterlasers des Beispiels 1 der Er
findung. Der Laser dieses Beispiels verfügt über Stromsperr
struktur.
Gemäß Fig. 1 enthält der Halbleiterlaser dieses Beispiels
ein Substrat 1 aus n-6H-SiC (0001) mit niedrigem Widerstand
und darauf ausgebildete mehrschichtige Halbleiterstrukturen.
Eine erste mehrschichtige Halbleiterstruktur umfaßt eine
n-GaN-Pufferschicht 2, eine n-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 3,
eine undotierte aktive Schicht 4 aus In0,32Ga0,68N und eine
p-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 5, die in dieser Reihenfolge auf
dem Substrat 1 ausgebildet sind. Auf der ersten mehrschich
tigen Halbleiterstruktur ist eine p-InN-Trockenätzstopp
schicht 6 ausgebildet. Eine zweite mehrschichtige Halblei
terstruktur umfaßt eine p-GaN-Stromsperrschicht 7, eine
p-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 8 und eine p-GaN-Kontaktschicht 9,
die in dieser Reihenfolge auf der p-InN-Trockenätzstopp
schicht 6 ausgebildet sind. Eine p-seitige Elektrode 10 und
eine n-seitige Elektrode 11 sind auf der Oberseite der mehr
schichtigen Halbleiterstruktur bzw. der Unterseite des Sub
strats 1 ausgebildet.
Der Galliumnitrid-Verbindungshalbleiterlaser mit der obigen
Struktur wird z. B. durch metallorganische, chemische Dampf
niederschlagung (MOCVD) hergestellt, wobei Ammoniak (NH₃)
als Material der Gruppe V sowie Trimethylgallium (TMG), Tri
methylaluminium (TMA) und Trimethylindium (TMI) als Materia
lien der Gruppen III verwendet werden. Bis(Cyclopentatie
nyl)-Magnesium (Cp₂Mg) wird als p-Dotiermaterial verwendet,
Monosilan (SiH₄) wird als n-Dotiermaterial verwendet und H₂
wird als Trägergas verwendet.
Nun wird die Herstellung dieses Galliumnitrid-Verbindungs
halbleiterlasers unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 5E be
schrieben.
Das n-6H-SiC(0001)-Substrat 1 mit niedrigem Widerstand wird
auf einen Aufnehmer in einer MOCVD-Vorrichtung aufgesetzt,
um einen ersten Kristallwachstumsvorgang auszuführen. Das
Substrat wird auf ungefähr 1200°C erwärmt und einer
NH₃-Atmosphäre ausgesetzt, um die Oberfläche des Substrats zu
reinigen. Dann wird die Temperatur des Substrats 1 auf unge
fähr 1000°C abgesenkt, und die n-GaN-Pufferschicht 2 wird
mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 0,5 µm bis ungefähr
1 µm (z. B. 1 µm) dadurch auf das Substrat aufgewachsen,
daß TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 10 bis
30 ccm (z. B. 20 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im
Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM) und SiH₄-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 3 bis 10 LM (z. B. 6 LM) für 10
bis 20 Minuten (z. B. 15 Minuten) eingeleitet werden. Dann
wird die n-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 3 mit einer Dicke im
Bereich von ungefähr 0,7 µm bis ungefähr 1 µm (z. B. 1 µm)
durch Einleiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Be
reich von 10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm), TMA-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 3 bis 8 ccm (z. B. 6 ccm),
NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 5 bis 10 LM
(z. B. 7 LM) und SiH₄-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich
von 3 bis 10 LM (z. B. 6 LM) für 10 bis 30 Minuten (z. B. 20
Minuten) auf der n-GaN-Pufferschicht 2 aufgewachsen. Die
Substrattemperatur wird dann in den Bereich von ungefähr
800°C bis ungefähr 850°C (z. B. 850°C) abgesenkt, und die
undotierte aktive Schicht 4 aus In0,32Ga0,68N wird mit einer
Dicke im Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 80 nm (z. B.
5 nm) durch Einleiten von TMI-Gas mit einer Strömungsrate im
Bereich von 30 bis 70 ccm (z. B. 50 ccm), TMG-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 3 bis 8 ccm (z. B. 5 ccm) und
NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 10 bis 30 LM
(z. B. 20 LM) für 5 bis 60 Sekunden (z. B. 40 Sekunden) auf
die n-Mantelschicht 3 aufgewachsen. Dann wird die Substrat
temperatur auf ungefähr 1000°C erhöht und die mit Mg dotier
te Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 5 mit einer Dicke im Bereich
von ungefähr 0,1 µm bis ungefähr 0,3 µm (z. B. 0,3 µm) durch
Einleiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von
10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm), TMA-Gas mit einer Strömungsra
te im Bereich von 3 bis 8 ccm (z. B. 6 ccm), NH₃-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM)
und Cp₂Mg-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis
10 ccm (z. B. 6 ccm) für 3 bis 10 Minuten (z. B. 7 Minuten)
auf die aktive Schicht 4 aufgewachsen. Dann wird, nachdem
die Substrattemperatur in den Bereich von 800°C bis ungefähr
850°C (z. B. 800°C) abgesenkt wurde, die mit Mg dotierte
InN-Trockenätzstoppschicht 6 mit einer Dicke von ungefähr
3 nm durch Einleiten von TMI-Gas mit einer Strömungsrate im
Bereich von 30 bis 70 ccm (z. B. 50 ccm), NH₃-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 10 bis 30 LM (z. B. 20 LM) und
Cp₂Mg-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis
10 ccm (z. B. 6 ccm) für 7 bis 100 Sekunden (z. B. 60 Sekun
den) auf die Mantelschicht 5 aufgewachsen. Dann wird, nach
dem die Substrattemperatur auf ungefähr 1000°C erhöht wurde,
die n-GaN-Stromsperrschicht 7 mit einer Dicke im Bereich von
ungefähr 0,1 µm bis ungefähr 1 µm (z. B. 0,5 µm) durch Ein
leiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 10
bis 30 ccm (z. B. 20 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate
im Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM) und SiH₄-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 10 LM (z. B. 6 LM)
für 2 bis 15 Minuten (z. B. 7 Minuten) auf die Trockenätz
stoppschicht 6 aufgewachsen (Fig. 5A).
Der sich ergebende Wafer wird der MOCVD-Vorrichtung entnom
men. Auf der n-GaN-Stromsperrschicht 7 wird eine Maske 13
aus SiO₂, Si₃N₄ oder einem Photoresistmaterial hergestellt,
und sie wird durch normale Photolithographie teilweise ent
fernt, um einen streifenförmigen Graben 14 auszubilden (Fig.
5B).
Dann wird der sich ergebende Wafer in einer ECR-RIBE-Vor
richtung plaziert, und die n-GaN-Stromsperrschicht 7 wird
bei den folgenden Bedingungen trockengeätzt: Mikrowellen
energie bei 2,45 GHz, Mikrowellenleistung von 200 W, Druck
in der Reaktionskammer von 1 mTorr (1 Torr = 1,33 hPa),
Eigenvorspannung von ungefähr -140 V und Ätzgas in Form von
BCl₃/Ar oder CCl₂F₂/Ar, bis die Oberfläche der mit Mg do
tierten InN-Trockenätzstoppschicht freigelegt ist, wobei ein
streifenförmiger Graben 15 hergestellt wird (Fig. 5C). Bei
den obigen Bedingungen wird die InN-Schicht nicht geätzt,
während die GaN-Schicht geätzt wird. So wird der Ätzvorgang
automatisch an der Oberfläche der mit Mg dotierten InN-Troc
kenätzschicht 6 beendet. Bei diesem Ätzvorgang liegt die
Eigenvorspannung vorzugsweise im Bereich von ungefähr -50 V
bis ungefähr -150 V. Dies, da die GaN-Schicht auf einer
Spannung von ungefähr -50 V geätzt wird, während dies für
die InN-Schicht bei einer Spannung von ungefähr -150 V gilt.
Da die Ätzrate größer ist, wenn der Absolutwert der Eigen
vorspannung größer ist, ist die Eigenvorspannung bei diesem
Beispiel auf ungefähr -140 V eingestellt. Als Ätzgas kann
auch SiCl₄ verwendet werden.
Anschließend wird, nachdem die Maske 13 mit einem Ätzmittel
mit Fluorwasserstoffsäure oder einem organischen Lösungsmit
tel entfernt wurde, der Wafer erneut auf den Aufnehmer in
der MOCVD-Vorrichtung aufgesetzt, um einen zweiten Kristall
wachstumsvorgang auszuführen. Die Substrattemperatur wird
auf ungefähr 1000°C erhöht, und die mit Mg dotierte
Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 8 wird mit einer Dicke im Bereich
von ungefähr 0,7 µm bis ungefähr 1 µm (z. B. 1 µm) durch
Einleiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von
10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm), TMA-Gas mit einer Strömungsra
te im Bereich von 3 bis 8 ccm (z. B. 6 ccm), NH₃-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM)
und Cp₂Mg-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis
10 ccm (z. B. 6 ccm) für 15 bis 25 Minuten (z. B. 25 Minu
ten) auf den Wafer aufgewachsen. Dann wird die mit Mg do
tierte GaN-Kontaktschicht 9 mit einer Dicke im Bereich von
ungefähr 0,5 µm bis ungefähr 1 µm (z. B. 0,5 µm) durch Ein
leiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 30
bis 60 ccm (z. B. 40 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate
im Bereich von 1 bis 6 LM (z. B. 4 LM) und Cp₂Mg-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 9 ccm (z. B. 6 ccm)
für 7 bis 15 Minuten (z. B. 7 Minuten) auf die Mantelschicht
8 aufgewachsen (Fig. 5D).
Der sich ergebende Wafer wird der MOCVD-Vorrichtung entnom
men und in N₂-Atmosphäre einem Tempervorgang bei ungefähr
700°C unterzogen. Der Tempervorgang wird ausgeführt, um Was
serstoff durch thermische Dissoziation aus der Mg-H-Bindung
zu erzeugen, um Wasserstoff aus den mit Mg dotierten Schich
ten zu entfernen, um es dadurch zu ermöglichen, daß die
eindotierten Fremdstoffe als Akzeptoren dienen können, was
die mit Mg dotierten Schichten in p-Schichten überführt.
Die p-seitige Elektrode 10 und die n-seitige Elektrode 11
werden auf der p-GaN-Kontaktschicht 9 bzw. der Unterseite
des n-6H-SiC(0001)-Substrats 1 mit niedrigem Widerstand her
gestellt (Fig. 5E). So wird der Halbleiterlaser dieses Bei
spiels fertiggestellt.
Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht eines Gallium
nitrid-Verbindungshalbleiterlasers des Beispiels 2 der Er
findung. Der Laser dieses Beispiels verfügt über Stromsperr
struktur.
Gemäß Fig. 2 umfaßt der Halbleiterlaser dieses Beispiels
ein isolierendes Substrat 1 aus Saphir (0001) und auf diesem
ausgebildete mehrschichtige Halbleiterstrukturen.
Eine erste mehrschichtige Halbleiterstruktur umfaßt eine
Pufferschicht 102 aus Al0,1Ga0,9N, eine n-GaN-Pufferschicht
2, eine n-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 3, eine undotierte akti
ve Schicht 4 aus In0,32Ga0,68N und eine p-Al0,1Ga0,9N-Man
telschicht 5, die in dieser Reihenfolge auf dem Substrat 1
ausgebildet sind. Auf der ersten mehrschichtigen Halbleiter
struktur ist eine n-InN-Trockenätzstoppschicht 6 ausgebil
det. Eine zweite mehrschichtige Halbleiterstruktur umfaßt
eine n-GaN-Stromsperrschicht 7, eine p-Al0,1Ga0,9N-Mantel
schicht 8 und eine p-GaN-Kontaktschicht 9, die in dieser
Reihenfolge auf der p-InN-Trockenätzstoppschicht 6 ausgebil
det sind. Eine p-seitige Elektrode 10 und eine n-seitige
Elektrode 11 sind auf der Oberseite der zweiten mehrschich
tigen Halbleiterstruktur bzw. einem Abschnitt der Oberseite
der n-GaN-Pufferschicht 2 ausgebildet.
Der Galliumnitrid-Verbindungshalbleiterlaser mit der obigen
Struktur wird ebenfalls z. B. durch metallorganische, chemi
sche Dampfniederschlagung (MOCVD) hergestellt, wobei die
obengenannten Materialien verwendet werden.
Nun wird die Herstellung dieses Lasers unter Bezugnahme auf
die Fig. 6A bis 6F beschrieben.
Das Substrat 1 aus Saphir (0001) wird auf einen Aufnehmer in
einer MOCVD-Vorrichtung aufgesetzt, um einen ersten Kris
tallwachstumsvorgang auszuführen. Das Substrat wird auf un
gefähr 1200°C erwärmt und einer NH₃-Atmosphäre ausgesetzt,
um seine Oberfläche zu reinigen. Nachdem die Temperatur des
Substrats 1 auf den Bereich von ungefähr 500°C bis ungefähr
650°C (z. B. 550°C) abgesenkt wurde, wird die aus
Al0,1Ga0,9N bestehende Pufferschicht 102 mit einer Dicke im
Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 2 µm (z. B. 55 nm)
durch Einleiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Be
reich von 10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm), TMA-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 3 bis 8 ccm (z. B. 6 ccm) und
NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 5 bis 10 LM
(z. B. 7 LM) für 5 Sekunden bis 30 Minuten (z. B. 1 Minute)
auf das Substrat 1 aufgewachsen. Die Pufferschicht 102 kann
aus GaN, AlN oder AlwGa1-wN (0 < w < 1) bestehen. Dann wird,
nachdem die Substrattemperatur auf ungefähr 1000°C erhöht
wurde, die n-GaN-Pufferschicht 2 mit einer Dicke im Bereich
von ungefähr 0,5 µm bis ungefähr 1 µm (z. B. 0,7 µm) durch
Einleiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von
10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsra
te im Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM) und SiH₄-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 10 LM (z. B. 6 LM)
für 10 bis 20 Minuten (z. B. 11 Minuten) auf der Puffer
schicht 102 aufgewachsen. Dann wird die n-Al0,1Ga0,9N-Man
telschicht 3 mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 0,7 µm
bis ungefähr 1 µm (z. B. 0,9 µm) durch Einleiten von TMG-Gas
mit einer Strömungsrate im Bereich von 10 bis 30 ccm (z. B.
20 ccm), TMA-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3
bis 8 ccm (z. B. 6 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im
Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM) und SiH₄-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 3 bis 10 LM (z. b. 6 LM) für 6
bis 30 Minuten (z. B. 18 Minuten) auf die n-GaN-Puffer
schicht 2 aufgewachsen. Dann wird die Substrattemperatur auf
den Bereich von ungefähr 800°C bis ungefähr 850°C (z. B.
800°C) abgesenkt, und die undotierte aktive Schicht 4 aus
In0,32Ga0,68N mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 5 nm
bis ungefähr 80 nm (z. B. 6 nm) durch Einleiten von TMI-Gas
mit einer Strömungsrate im Bereich von 30 bis 70 ccm (z. B.
50 ccm), TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3
bis 8 ccm (z. B. 5 ccm) und NH₃-Gas mit einer Strömungsrate
im Bereich von 10 bis 30 LM (z. B. 20 LM) für 5 bis 60 Se
kunden (z. B. 50 Sekunden) auf die n-Mantelschicht 3 aufge
wachsen. Dann wird die Substrattemperatur auf ungefähr
1000°C erhöht, und die mit Mg dotierte Al0,1Ga0,9N-Mantel
schicht 5 wird mit einer Dicke von ungefähr 0,1 µm bis unge
fähr 0,3 µm (z. B 0,2 µm) durch Einleiten von TMG-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 10 bis 30 ccm (z. B.
20 ccm), TMA-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3
bis 8 ccm (z. B. 6 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im
Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM) und Cp₂Mg-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 3 bis 10 ccm (z. B. 6 ccm) für
3 bis 10 Minuten auf die aktive Schicht 4 aufgewachsen. Dann
wird, nachdem die Substrattemperatur auf den Bereich von un
gefähr 800°C bis ungefähr 850°C (z. B. 810°c) gesenkt wurde,
die mit Mg dotierte InN-Trockenätzstoppschicht 6 mit einer
Dicke von ungefähr 3 nm durch Einleiten von TMI-Gas mit ei
ner Strömungsrate im Bereich von 30 bis 70 ccm (z. B.
50 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 10
bis 30 LM (z. B. 20 LM) und Cp₂Mg-Gas mit einer Strömungsra
te im Bereich von 3 bis 10 ccm (z. B. 6 ccm) für 7 bis 100
Sekunden (z. B. 60 Sekunden) auf die p-Mantelschicht 5 auf
gewachsen. Dann wird, nachdem die Substrattemperatur auf
ungefähr 1000°C erhöht wurde, die n-GaN-Stromsperrschicht 7
mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 0,1 µm bis ungefähr
1 µm (z. B. ungefähr 0,5 µm) durch Einleiten von TMG-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 10 bis 30 ccm (z. B.
20 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 5
bis 10 LM (z. B. 7 LM) und SiH₄-Gas mit einer Strömungsrate
im Bereich von 3 bis 10 LM (z. B. 6 LM) für 2 bis 15 Minuten
(z. B. 7 Minuten) auf die Trockenätz-Stoppschicht 6 aufge
wachsen.
Der sich ergebende Wafer wird der MOCVD-Vorrichtung entnom
men. Auf der n-GaN-Stromsperrschicht 7 wird eine Maske 13
aus SiO₂, Si₃N₄ oder einem Photoresistmaterial hergestellt,
und sie wird durch normale Photolithographie entfernt, um
einen streifenförmigen Graben 14 herzustellen (Fig. 6B).
Dann wird der sich ergebende Wafer in eine ECR-RIBE-Vorrich
tung eingesetzt, und die n-GaN-Stromsperrschicht 7 wird bei
den folgenden Bedingungen trockengeätzt: Mikrowellenenergie
von 2,45 GHz, Mikrowellenleistung von 200 W, Druck in der
Reaktionskammer von 1 mTorr, Eigenvorspannung von ungefähr
-140 V, Ätzgas aus BCl₃/Ar oder CCL₂F₂/Ar, wobei das Ätzen
erfolgt, bis die Oberfläche der mit Mg dotierten InN-Troc
kenätzstoppschicht 6 freigelegt ist, wobei ein streifenför
miger Graben 15 ausgebildet wird (Fig. 6C). Bei den obigen
Bedingungen wird die InN-Schicht nicht geätzt, während die
GaN-Schicht geätzt wird. So wird der Ätzvorgang automatisch
an der Oberfläche der mit Mg dotierten InN-Trockenätzstopp
schicht 6 beendet.
Anschließend wird, nachdem die Maske 13 mit einem Ätzmittel
mit Fluorwasserstoffsäure oder einem organischen Lösungsmit
tel entfernt wurde, der Wafer erneut auf den Aufnehmer in
der MOCVD-Vorrichtung aufgesetzt, um einen zweiten Kristall
wachstumsvorgang auszuführen. Die Substrattemperatur wird
auf ungefähr 1000°C erhöht, und die mit Mg dotierte
Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 8 wird mit einer Dicke im Bereich
von ungefähr 0,7 µm bis ungefähr 1 µm (z. B. 0,7 µm) durch
Einleiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von
10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm), TMA-Gas mit einer Strömungsra
te im Bereich von 3 bis 8 ccm (z. B. 6 ccm), NH₃-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM)
und Cp₂Mg-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis
10 ccm (z. B. 6 ccm) für 15 bis 25 Minuten (z. B. 18 Minu
ten) auf den Wafer aufgewachsen. Dann wird die mit Mg do
tierte GaN-Kontaktschicht 9 mit einer Dicke im Bereich von
ungefähr 0,5 µm bis ungefähr 1 µm (z. B. 0,5 µm) durch Ein
leiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 30
bis 60 ccm (z. B. 40 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate
im Bereich von 1 bis 6 LM (z. B. 4 LM) und Cp₂Mg-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 9 ccm (z. B. 6 ccm)
für 7 bis 15 Minuten (z. B. 7 Minuten) auf die Mantelschicht
8 aufgewachsen (Fig. 6D).
Der sich ergebende Wafer wird der MOCVD-Vorrichtung entnom
men, und er wird in N₂-Atmosphäre einem Tempervorgang bei
ungefähr 700°C unterzogen. Das Tempern erfolgt, um aus der
Mg-H-Bindung Wasserstoff thermisch zu dissoziieren, um Was
serstoff aus den mit Mg dotierten Schichten zu entfernen,
wodurch die eindotierten Fremdstoffe als Akzeptoren dienen
können, was die mit Mg dotierten Schichten zu p-Schichten
macht.
Dann wird die sich ergebende mehrschichtige Struktur teil
weise geätzt, bis die Oberfläche der n-GaN-Pufferschicht 2
freigelegt ist, so daß die n-seitige Elektrode 11 auf der
freigelegten Fläche hergestellt werden kann (Fig. 6E).
Die p-seitige Elektrode 10 und die n-Elektrode 11 werden auf
der p-GaN-Kontaktschicht 9 bzw. einem Teil der Oberfläche
der n-GaN-Pufferschicht hergestellt (Fig. 6E). So wird der
Halbleiterlaser dieses Beispiels fertiggestellt.
Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht eines Gallium
nitrid-Verbindungshalbleiter1asers des Beispiels 3 der Er
findung. Der Laser dieses Beispiels verfügt über eine Struk
tur mit Rippenwellenleiter.
Gemäß Fig. 3 umfaßt der Halbleiterlaser dieses Beispiels
ein 6H-SiC(0001)-Substrat 1 mit niedrigem Widerstand und
darauf ausgebildete mehrschichtige Halbleiterstrukturen.
Eine erste mehrschichtige Halbleiterstruktur umfaßt eine
n-GaN-Puffeschicht 2, eine n-Mantelschicht 3 aus Al0,1Ga0,9N,
eine undotierte aktive Schicht 4 aus In0,32Ga0,68N und eine
p-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 5, die in dieser Reihenfolge auf
dem Substrat 1 ausgebildet sind. Auf der ersten mehrschicht
igen Halbleiterstruktur ist eine p-InN-Trockenätzstopp
schicht 6 ausgebildet. Eine zweite mehrschichtige Halblei
terstruktur umfaßt eine p-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 8 und
eine p-GaN-Kontaktschicht 9, die in dieser Reihenfolge auf
der p-InN-Trockenätzstoppschicht 6 ausgebildet sind. Auf der
Struktur ist ein Isolierfilm 12 ausgebildet. Eine p-seitige
Elektrode 10 und eine n-seitige Elektrode 11 sind auf der
Oberseite der sich ergebenden Struktur bzw. der Unterseite
des Substrats 1 ausgebildet.
Der Galliumnitrid-Verbindungshalbleiterlaser mit der obigen
Struktur wird wiederum z. B. durch metallorganische, chemi
sche Dampfniederschlagung (MOCVD) mit den obengenannten Ma
terialien hergestellt.
Nun wird die Herstellung dieses Lasers unter Bezugnahme auf
die Fig. 7A bis 7E beschrieben.
Das n-6H-SiC(0001)-Substrat 1 mit niedrigem Widerstand wird
für einen ersten Kristallwachstumsvorgang auf einen Aufneh
mer in einer MOCVD-Vorrichtung aufgesetzt. Das Substrat wird
auf ungefähr 1200°C erwärmt und NH₃-Atmosphäre ausgesetzt,
um die Oberfläche des Substrats zu reinigen. Nachdem die
Substrattemperatur auf ungefähr 1000°C abgesenkt wurde, wird
die n-GaN-Pufferschicht 2 mit einer Dicke im Bereich von un
gefähr 0,5 nm bis ungefähr 1 µm (z. B. 0,5 µm) durch Einlei
ten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 10
bis 30 ccm (z. B. 20 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate
im Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM) und SiH₄-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 10 LM (z. B. 6 LM)
für 10 bis 20 Minuten (z. B. 12 Minuten) auf das Substrat 1
aufgewachsen. Dann wird die n-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 3
mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 0,7 µm bis ungefähr
0,1 µm (z. B. 0,9 µm) durch Einleiten von TMG-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm),
TMA-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 8 ccm
(z. B. 6 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich
von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM) und SiH₄-Gas mit einer Strö
mungsrate im Bereich von 3 bis 10 LM (z. B. 6 LM) für 10 bis
30 Minuten (z. B. 18 Minuten) auf der n-GaN-Pufferschicht 2
aufgewachsen. Dann wird die Substrattemperatur auf den Be
reich von ungefähr 800°C bis ungefähr 850°C (z. B. 820°C)
abgesenkt und die undotierte aktive Schicht aus
In0,32Ga0,68N wird mit einer Dicke im Bereich von ungefähr
5 nm bis ungefähr 80 nm (z. B. 7 nm) durch Einleiten von
TMI-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 30 bis 70 ccm
(z. B. 50 ccm), TMA-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich
von 3 bis 8 ccm (z. B. 6 ccm) und NH₃-Gas mit einer Strö
mungsrate im Bereich von 10 bis 30 LM (z. B. 20 LM) für 5
bis 60 Sekunden (z. B. 60 Sekunden) auf die n-Mantelschicht
3 aufgewachsen. Dann wird die Substrattemperatur auf unge
fähr 1000°C erhöht, und die mit Mg dotierte Al0,1Ga0,9N-Man
telschicht 5 wird mit einer Dicke im Bereich von ungefähr
0,2 µm bis ungefähr 0,3 µm (z. B. 0,2 µm) durch Einleiten
von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 10 bis
30 ccm (z. B. 20 ccm), TMA-Gas mit einer Strömungsrate im
Bereich von 3 bis 8 ccm (z. B. 6 ccm), NH₃-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM) und
Cp₂Mg-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis
10 ccm (z. B. 6 ccm) für 3 bis 10 Minuten (z. B. 5 Minuten)
auf die aktive Schicht 4 aufgewachsen. Dann wird, nachdem
die Substrattemperatur in den Bereich von ungefähr 800°C bis
ungefähr 850°C (z. B. 830°C) abgesenkt wurde, die mit Mg
dotierte InN-Trockenätzstoppschicht 6 einer Dicke von unge
fähr 3 nm durch Einleiten von TMI-Gas mit einer Strömungsra
te im Bereich von 30 bis 70 ccm (z. B. 50 ccm), NH₃-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 10 bis 30 LM (z. B.
20 LM) und Cp₂Mg-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von
3 bis 10 ccm (z. B. 6 ccm) für 7 bis 100 Sekunden (z. B. 60
Sekunden) auf die p-Mantelschicht 5 aufgewachsen. Dann wird,
nachdem die Substrattemperatur auf ungefähr 1000°C erhöht
wurde, die mit Mg dotierte Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 8 mit
einer Dicke von ungefähr 0,7 µm bis ungefähr 0,9 µm (z. B.
ungefähr 0,7 µm) durch Einleiten von TMG-Gas mit einer Strö
mungsrate im Bereich von 10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm),
TMA-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 8 ccm
(z. B. 6 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich
von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM) und Cp₂Mg-Gas mit einer Strö
mungsrate im Bereich von 3 bis 10 ccm (z. B. 6 ccm) für 15
bis 20 Minuten (z. B. 18 Minuten) auf der Trockenätz-Stopp
schicht 6 ausgebildet. Dann wird die mit Mg dotierte
GaN-Kontaktschicht 6 mit einer Dicke im Bereich von ungefähr
0,1 µm bis ungefähr 1 µm (z. B. 0,5 µm) durch Einleiten von
TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 30 bis 60 ccm
(z. B. 40 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich
von 1 bis 6 LM (z. B. 4 LM) und Cp₂Mg-Gas mit einer Strö
mungsrate im Bereich von 3 bis 9 ccm (z. B. 6 ccm) für 1 bis
15 Minuten (z. B. 7 Minuten) auf die Mantelschicht 8 aufge
wachsen.
Der sich ergebende Wafer wird der MOCVD-Vorrichtung entnom
men. Auf der mit Mg dotierten GaN-Kontaktschicht 9 wird eine
Maske 13 aus SiO₂, Si₃N₄ oder einem Photoresistmaterial her
gestellt, und sie wird durch normale Photolithographie teil
weise entfernt, um einen Streifen der Maske 13 auszubilden
(Fig. 7B).
Der sich ergebende Wafer wird dann in eine ECR-RIBE-Vorrich
tung eingesetzt, und die mit Mg dotierte GaN-Kontaktschicht
9 und die mit Mg dotierte Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 8 werden
bei den folgenden Bedingungen trockengeätzt: Mikrowellen
energie von 2,45 GHz, Mikrowellenleistung von 200 W, Druck
in der Reaktionskammer von 1 mTorr, Eigenvorspannung von un
gefähr -140 V, Ätzgas aus BCl₃/Ar oder CCl₂F₂/Ar, wobei das
Ätzen erfolgt, bis die Oberfläche der mit Mg dotierten
InN-Trockenätzstoppschicht 6 freigelegt ist (Fig. 7C). Bei den
obigen Bedingungen wird die InN-Schicht nicht geätzt, wäh
rend die GaN-Schicht geätzt wird. So wird der Ätzvorgang
automatisch an der Oberfläche der mit Mg dotierten InN-Troc
kenätzstoppschicht 6 beendet.
Anschließend wird, nachdem die Resistmaske 13 mit einem Ätz
mittel mit Fluorwasserstoffsäure oder einem organischen Lö
sungsmittel entfernt wurde, der Wafer einem Tempervorgang
bei ungefähr 700°C in N₂-Atmosphäre unterzogen. Der Temper
vorgang wird ausgeführt, um aus der Mg-H-Bindung Wasserstoff
durch thermische Dissoziation zu befreien und Wasserstoff
aus den mit Mg dotierten Schichten zu entfernen, wodurch die
eindotierten Fremdstoffe als Akzeptoren dienen können, was
die mit Mg dotierten Schichten zu p-Schichten macht. Danach
wird der Isolierfilm 12 aus SiO₂, Si₃N₄ oder dergleichen
durch P-CVD hergestellt.
Die p-seitige Elektrode 10 und die n-Elektrode 11 werden auf
der Oberseite der sich ergebenden Struktur bzw. der Unter
seite des Substrats 1 hergestellt (Fig. 7E). So wird der
Halbleiterlaser dieses Beispiels fertiggestellt.
Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht eines Gallium
nitrid-Verbindungshalbleiterlasers des Beispiels 4 der Er
findung. Der Laser dieses Beispiels verfügt über eine Struk
tur mit Rippenwellenleiter.
Gemäß Fig. 4 umfaßt der Halbleiterlaser dieses Beispiels
ein isolierendes Substrat 1 aus Saphir (0001) sowie darauf
ausgebildete mehrschichtige Halbleiterstrukturen.
Eine erste mehrschichtige Halbleiterstruktur umfaßt eine
Pufferschicht 102 aus GaN, AlN oder Al0,1Ga0,9N, eine
n-GaN-Pufferschicht 2, eine n-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 3 eine
undotierte aktive Schicht 4 aus In0,32Ga0,68N und eine
p-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 5, die in dieser Reihenfolge auf
dem Substrat 1 ausgebildet sind. Auf der ersten mehrschich
tigen Halbleiterstruktur ist eine p-InN-Trockenätzstopp
schicht 6 ausgebildet. Eine zweite mehrschichtige Halblei
terstruktur umfaßt eine p-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 8 und
eine p-GaN-Kontaktschicht 9, die in dieser Reihenfolge auf
der p-InN-Trockenätzstoppschicht 6 ausgebildet sind. Auf der
Struktur ist ein Isolierfilm 12 ausgebildet. Eine p-seitige
Elektrode 10 und eine n-seitige Elektrode 11 sind auf der
Oberseite der sich ergebenden Struktur bzw. einem Teil der
Oberfläche der n-GaN-Pufferschicht 2 ausgebildet.
Der Galliumnitrid-Verbindungshalbleiterlaser mit der obigen
Struktur wird wiederum z. B. durch metallorganische, chemi
sche Dampfniederschlagung (MOCVD) mit den obengenannten Ma
terialien hergestellt.
Nun wird die Herstellung dieses Lasers unter Bezugnahme auf
die Fig. 8A bis 8E beschrieben.
Das Substrat 1 aus Saphir (0001) wird für einen ersten Kris
tallwachstumsvorgang auf einen Aufnehmer in einer MOCVD-Vor
richtung aufgesetzt. Das Substrat wird auf ungefähr 1200°C
erwärmt und NH₃-Atmosphäre ausgesetzt, um die Oberfläche des
Substrats zu reinigen. Nachdem die Temperatur des Substrats
1 auf den Bereich von ungefähr 500°C bis ungefähr 650°C
(z. B. 600°C) abgesenkt wurde, wird die aus Al0,1Ga0,9N-Puf
ferschicht 102 mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 50 nm
bis ungefähr 2 µm (z. B. 2 µm) durch Einleiten von TMG-Gas
mit einer Strömungsrate im Bereich von 10 bis 30 ccm (z. B.
20 ccm), TMA-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3
bis 8 ccm (z. B. 6 ccm) und NH₃-Gas mit einer Strömungsrate
im Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM) für 5 Sekunden bis
30 Minuten (z. B. 30 Minuten) auf das Substrat 1 aufgewach
sen. Die Pufferschicht 102 kann aus GaN, AlN oder
Al0,1Ga0,9N bestehen. Dann wird, nachdem die Substrattempe
ratur auf ungefähr 1000°C erhöht wurde, die n-GaN-Puffer
schicht 2 mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 0,5 µm bis
ungefähr 4,0 µm (z. B. 4,0 µm) durch Einleiten von TMG-Gas
mit einer Strömungsrate im Bereich von 10 bis 30 ccm (z. B.
20 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 5
bis 10 LM (z. B. 7 LM), SiH₄-Gas mit einer Strömungsrate im
Bereich von 3 bis 10 LM (z. B. 6 LM) für 10 bis 60 Minuten
(z. B. 60 Minuten) auf die Pufferschicht 102 aufgewachsen.
Dann wird die n-Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 3 mit einer Dicke
im Bereich von ungefähr 0,7 µm bis ungefähr 1 µm (z. B.
0,7 µm) durch Einleiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate
im Bereich von 10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm), TMA-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 8 ccm (z. B.
6 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 5 bis
10 LM (z. B. 7 LM) SiH₄-Gas mit einer Strömungsrate im Be
reich von 3 bis 10 LM (z. B. 6 LM) für 10 bis 30 Minuten
(z. B. 40 Minuten) auf die n-GaN-Pufferschicht 2 aufgewach
sen. Die Substrattemperatur wird dann in den Bereich von
ungefähr 800°C bis ungefähr 850°C (z. B. 850°C) abgesenkt,
und die undotierte aktive Schicht aus In0,32Ga0,68N wird mit
einer Dicke im Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 80 nm
(z. B. 20 nm) durch Einleiten von TMI-Gas mit einer Strö
mungsrate im Bereich von 30 bis 70 ccm (z. B. 50 ccm),
TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 8 ccm
(z. B. 5 ccm) und NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich
von 10 bis 30 LM (z. B. 20 LM) für 5 Sekunden bis 11 Minuten
(z. B. 3 Minuten) auf die n-Mantelschicht 3 aufgewachsen.
Dann wird die Substrattemperatur auf ungefähr 1000°C erhöht
und die mit Mg dotierte Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 5 wird mit
einer Dicke im Bereich von ungefähr 0,1 µm bis ungefähr
0,3 µm (z. B. 0,3 µm) durch Einleiten von TMG-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm),
TMA-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 8 ccm
(z. B. 6 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich
von 5 bis 10 LM (z. B. 7 LM), Cp₂Mg-Gas mit einer Strömungs
rate im Bereich von 3 bis 10 ccm (z. B. 6 ccm) für 3 bis 10
Minuten (z. B. 8 Minuten) auf die aktive Schicht 4 aufge
wachsen. Dann wird, nachdem die Substrattemperatur in den
Bereich von ungefähr 800°C bis ungefähr 850°C (z. B. 800°C)
abgesenkt wurde, die mit Mg dotierte InN-Trockenätzstopp
schicht 6 mit einer Dicke von ungefähr 3 nm durch Einleiten
von TMI-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 30 bis
70 ccm (z. B. 50 ccm), NH₃-Gas mit einer Strömungsrate im
Bereich von 10 bis 30 LM (z. B. 20 LM), Cp₂Mg-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 3 bis 10 ccm (z. B. 6 ccm) für
7 bis 100 Sekunden (z. B. 60 Sekunden) auf der p-Mantel
schicht 5 aufgewachsen. Dann wird, nachdem die Substrattem
peratur auf ungefähr 1000°C erhöht wurde, die mit Mg dotier
te Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 8 mit einer Dicke im Bereich
von ungefähr 0,7 µm bis ungefähr 0,9 µm (z. B. 0,7 Mm) durch
Einleiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von
10 bis 30 ccm (z. B. 20 ccm), TMA-Gas mit einer Strömungsra
te im Bereich von 3 bis 8 ccm (z. B. 6 ccm), NH₃-Gas mit
einer Strömungsrate im Bereich von 5 bis 10 LM (z. B. 5 LM),
Cp₂Mg-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis
10 ccm (z. B. 6 ccm) für 17 bis 22 Minuten (z. B. 17 Minu
ten) auf der Trockenätz-Stoppschicht 6 ausgebildet. Dann
wird die mit Mg dotierte GaN-Kontaktschicht 9 mit einer Di
cke im Bereich von 0,1 µm bis ungefähr 1 µm (z. B. 0,5 µm)
durch Einleiten von TMG-Gas mit einer Strömungsrate im Be
reich von 30 bis 60 ccm (z. B. 40 ccm), NH₃-Gas mit einer
Strömungsrate im Bereich von 1 bis 6 IM (z. B. 4 IM), Cp₂-
Mg-Gas mit einer Strömungsrate im Bereich von 3 bis 9 ccm
(z. B. 6 ccm) für 2 bis 14 Minuten (z. B. 7 Minuten) auf die
Mantelschicht 8 aufgewachsen (Fig. 8A).
Der sich ergebende Wafer wird der MOCVD-Vorrichtung entnom
men. Auf der mit Mg dotierten GaN-Kontaktschicht 9 wird eine
Maske 13 aus SiO₂, Si₃N₄ oder einem Photoresistmaterial her
gestellt, und sie wird durch normale Photolithographie teil
weise entfernt, um einen Streifen der Maske 13 auszubilden
(Fig. 8B).
Dann wird der sich ergebende Wafer in eine ECR-RIBE-Vorrich
tung eingesetzt, und die mit Mg dotierte GaN-Kontaktschicht
9 und die mit Mg dotierte Al0,1Ga0,9N-Mantelschicht 8 werden
bei den folgenden Bedingungen trockengeätzt: Mikrowellen
energie von 2,45 GHz, Mikrowellenleistung von 200 W, Druck
in der Reaktionskammer von 1 mTorr, Eigenvorspannung von
ungefähr -140 V, Ätzgas aus BCl₃/Ar oder CCl₂F₂/Ar, wobei
das Ätzen erfolgt, bis die Oberfläche der mit Mg dotierten
InN-Trockenätzstoppschicht 6 freigelegt ist (Fig. 8C). Bei
den obigen Bedingungen wird die InN-Schicht nicht geätzt,
während die GaN-Schicht geätzt wird. So wird der Ätzvorgang
automatisch an der Oberfläche der mit Mg dotierten InN-Troc
kenätzstoppschicht 6 beendet.
Dann wird die sich ergebende Mehrschichtstruktur teilweise
geätzt, bis die Oberfläche der n-GaN-Pufferschicht 2 freige
gelegt ist (Fig. 8D). Die Maske 13 wird mit einem Ätzmittel
mit Fluorwasserstoffsäure oder einem organischen Lösungsmit
tel entfernt. Dann wird der Wafer einem Tempervorgang bei
ungefähr 700°C in N₂-Atmosphäre unterzogen. Der Tempervor
gang wird ausgeführt, um aus der Mg-H-Bindung Wasserstoff
durch thermische Dissoziation freizusetzen, um Wasserstoff
aus den mit Mg dotierten Schichten zu entfernen und es da
durch zu ermöglichen, daß die eindotierten Fremdstoffe als
Akzeptoren dienen, wodurch die mit Mg dotierten Schichten zu
p-Schichten werden. Danach wird der aus SiO₂, Si₃N₄ oder
dergleichen bestehende Isolierfilm 12 durch P-CVD herge
stellt.
Die p-seitige Elektrode 10 und die n-Elektrode 11 werden auf
der Oberseite der sich ergebenden Struktur bzw. einem Teil
der Oberfläche der n-GaN-Pufferschicht 2 hergestellt (Fig.
8E). So wird der Halbleiterlaser dieses Beispiels fertigge
stellt.
Claims (21)
1. Lichtemissionselement aus einem Galliumnitrid-Verbin
dungshalbleiter, gekennzeichnet durch eine Trockenätz-Stopp
schicht (6) auf einer Mantelschicht (5), die auf einer akti
ven Schicht (4) liegt, wobei die Trockenätz-Stoppschicht
denselben Leitungstyp wie die Mantelschicht hat.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trockenätz-Stoppschicht eine InN-Schicht ist.
3. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dicke der InN-Trockenätzstoppschicht im Bereich von un
gefähr 1 nm bis ungefähr 5 nm liegt.
4. Lichtemissionselement aus einem Galliumnitrid-Verbin
dungshalbleiter, gekennzeichnet durch:
- - ein Substrat (1);
- - eine erste mehrschichtige Halbleiterstruktur, die auf dem Substrat ausgebildet ist und zumindest eine aktive Schicht (4), eine erste Mantelschicht (3) von erstem Leitungstyp und eine zweite Mantelschicht (5) von zweitem Leitungstyp auf weist, die die aktive Schicht einbetten;
- - eine Trockenätz-Stoppschicht (6) vom zweiten Leitungstyp, die auf der ersten mehrschichtigen Halbleiterstruktur ausge bildet ist; und
- - eine zweite mehrschichtige Halbleiterstruktur, die auf der Trockenätz-Stoppschicht ausgebildet ist.
5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat vom ersten Leitungstyp ist.
6. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat nichtleitend ist.
7. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite mehrschichtige Halbleiterstruktur folgendes auf
weist:
- - eine Stromsperrschicht (7) vom ersten Leitungstyp, mit streifenförmigem Graben;
- - eine dritte Mantelschicht (8) vom zweiten Leitungstyp, die die Oberfläche der Stromsperrschicht und den streifenförmi gen Graben bedeckt; und
- - eine Kontaktschicht (9) vom zweiten Leitungstyp, die auf der dritten Mantelschicht ausgebildet ist.
8. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite mehrschichtige Halbleiterstruktur folgendes auf
weist:
- - eine dritte Mantelschicht (8) vom zweiten Leitungstyp und
- - eine Kontaktschicht (9) vom zweiten Leitungstyp;
- - wobei diese zweite mehrschichtige Halbleiterstruktur eine streifenförmige Rippe bildet.
9. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Mantelschicht (3) und die zweite Mantelschicht (5)
Schichten aus AlxGa1-xN (0 x < 1) sind, die aktive Schicht (4)
eine Schicht aus InyGa1-yN (0 y 1: y ≠ 0, wenn x = 0) ist
und die Trockenätz-Stoppschicht (6) eine InN-Schicht ist.
10. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat (1) vom ersten Leitungstyp ist, und die erste
mehrschichtige Halbleiterstruktur folgendes aufweist:
- - eine Pufferschicht (2) vom ersten Leitungstyp, die auf dem Substrat ausgebildet ist;
- - die auf der Pufferschicht ausgebildete erste Mantelschicht (3);
- - die auf der ersten Mantelschicht ausgebildete aktive Schicht (4) und
- - die auf der aktiven Schicht ausgebildete zweite Mantel schicht (5).
11. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat (1) nichtleitend ist und die erste mehrschich
tige Halbleiterstruktur folgendes aufweist:
- - eine auf dem Substrat ausgebildete nichtleitende erste Pufferschicht (102);
- - eine zweite Pufferschicht (2) von erstem Leitungstyp, die auf der ersten Pufferschicht ausgebildet ist;
- - die auf der zweiten Pufferschicht ausgebildete erste Man telschicht (3);
- - die auf der ersten Mantelschicht ausgebildete aktive Schicht (4) und
- - die auf der aktiven Schicht ausgebildete zweite Mantel schicht (5) vom zweiten Leitungstyp.
12. Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements
aus einem Galliumnitrid-Verbindungshalbleiter, gekennzeich
net durch die folgenden Schritte:
- - Herstellen einer ersten mehrschichtigen Halbleiterstruktur auf einem Substrat, die zumindest eine aktive Schicht, eine erste Mantelschicht von erstem Leitungstyp und eine zweite Mantelschicht von zweitem Leitungstyp umfaßt, die die akti ve Schicht einbetten;
- - Herstellen einer Trockenätz-Stoppschicht vom zweiten Lei tungstyp auf der ersten mehrschichtigen Halbleiterstruktur und
- - Herstellen einer zweiten mehrschichtigen Halbleiterstruk tur unter Verwendung eines Ätzvorgangs auf der Trockenätz stoppschicht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Substrat vom ersten Leitungstyp verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß ein nichtleitendes Substrat verwendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt des Herstellens der zweiten mehrschichtigen
Halbleiterstruktur die folgenden Schritte umfaßt:
- - Herstellen einer Stromsperrschicht auf der Trockenätz stoppschicht;
- - Ätzen der Stromsperrschicht bis zur Trockenätz-Stopp schicht, um einen streifenförmigen Graben auszubilden;
- - Herstellen einer dritten Mantelschicht vom zweiten Lei tungstyp zum Bedecken der Oberseite der Stromsperrschicht und des streifenförmigen Grabens; und
- - Herstellen einer Kontaktschicht vom zweiten Leitungstyp auf der dritten Mantelschicht.
16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt des Herstellens einer zweiten mehrschichti
gen Halbleiterstruktur folgende Schritte aufweist:
- - Herstellen einer dritten Mantelschicht vom zweiten Lei tungstyp auf der Trockenätz-Stoppschicht;
- - Herstellen einer Kontaktschicht vom zweiten Leitungstyp auf der dritten Mantelschicht; und
- - Ätzen der dritten Mantelschicht und der Kontaktschicht bis zur Trockenätz-Stoppschicht, um eine Rippe auszubilden.
17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Mantelschicht und die zweite Mantelschicht
als Schichten aus AlxGa1-xN hergestellt werden, die aktive
Schicht als Schicht aus InyGa1-yN hergestellt wird und die
Trockenätz-Stoppschicht als InN-Schicht hergestellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß als Substrat ein solches vom ersten Leitungstyp verwen
det wird und der Schritt des Herstellens der ersten mehr
schichtigen Halbleiterstruktur die folgenden Schritte auf
weist:
- - Herstellen einer Pufferschicht vom ersten Leitungstyp auf dem Substrat;
- - Herstellen der ersten Mantelschicht vom ersten Leitungstyp auf der Pufferschicht;
- - Herstellen der aktiven Schicht auf der ersten Mantel schicht; und
- - Herstellen der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungs typ auf der aktiven Schicht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pufferschicht aus GaN hergestellt wird, die erste
Mantelschicht aus AlxGa1-xN hergestellt wird, die aktive
Schicht aus Inya1-yN hergestellt wird und die zweite Mantel
schicht aus AlxGa1-xN hergestellt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß ein nichtleitendes Substrat verwendet wird und der
Schritt des Herstellens der ersten mehrschichtigen Halblei
terstruktur die folgenden Schritte aufweist:
- - Herstellen einer nichtleitenden ersten Pufferschicht auf dem Substrat;
- - Herstellen einer zweiten Pufferschicht vom ersten Lei tungstyp auf der ersten Pufferschicht;
- - Herstellen der ersten Mantelschicht vom ersten Leitungstyp auf der zweiten Pufferschicht;
- - Herstellen der aktiven Schicht auf der ersten Mantel schicht; und
- - Herstellen der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungs typ auf der aktiven Schicht.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Pufferschicht aus einem Material hergestellt
wird, das aus der aus AlN, GaN und AlwGa1-wN bestehenden
Gruppe ausgewählt ist, die zweite Pufferschicht aus GaN her
gestellt wird, die erste Mantelschicht aus AlxGa1-xN herge
stellt wird, die aktive Schicht aus InyGa1-yH (0 y 1: y ≠ 0,
wenn x = 0) hergestellt wird und die zweite Mantelschicht
aus AlxGa1-xN (0 x 1) hergestellt wird.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0997996A2 (de) * | 1998-10-26 | 2000-05-03 | Matsushita Electronics Corporation | Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5679152A (en) * | 1994-01-27 | 1997-10-21 | Advanced Technology Materials, Inc. | Method of making a single crystals Ga*N article |
US5987048A (en) * | 1996-07-26 | 1999-11-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gallium nitride-based compound semiconductor laser and method of manufacturing the same |
JP3822318B2 (ja) * | 1997-07-17 | 2006-09-20 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
JP3653169B2 (ja) * | 1998-01-26 | 2005-05-25 | シャープ株式会社 | 窒化ガリウム系半導体レーザ素子 |
TW413972B (en) * | 1998-04-22 | 2000-12-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
DE10034263B4 (de) * | 2000-07-14 | 2008-02-28 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Quasisubstrats |
JP2003069154A (ja) * | 2001-06-11 | 2003-03-07 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
US6977953B2 (en) * | 2001-07-27 | 2005-12-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nitride-based semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same |
JP2003063897A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Sony Corp | 窒化物系iii−v族化合物半導体基板およびその製造方法ならびに半導体発光素子の製造方法ならびに半導体装置の製造方法 |
GB2392170A (en) * | 2002-08-23 | 2004-02-25 | Sharp Kk | MBE growth of a semiconductor layer structure |
US6815241B2 (en) * | 2002-09-25 | 2004-11-09 | Cao Group, Inc. | GaN structures having low dislocation density and methods of manufacture |
JP4292925B2 (ja) * | 2003-09-16 | 2009-07-08 | 豊田合成株式会社 | Iii族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法 |
JP4492413B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2010-06-30 | セイコーエプソン株式会社 | 光半導体素子の製造方法および光半導体素子 |
TWI452716B (zh) * | 2007-06-08 | 2014-09-11 | Formosa Epitaxy Inc | Gallium nitride based light emitting diode and manufacturing method thereof |
CN102437254A (zh) * | 2010-09-29 | 2012-05-02 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 切割分离发光二极管晶片形成发光二极管芯片的方法 |
CN102064249B (zh) * | 2010-12-09 | 2012-11-07 | 江西联创光电科技股份有限公司 | 一种新型氮化镓led芯片电极结构的制作方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5042043A (en) * | 1989-04-28 | 1991-08-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser using five-element compound semiconductor |
US5185755A (en) * | 1990-09-07 | 1993-02-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
US5247533A (en) * | 1990-12-26 | 1993-09-21 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Gallium nitride group compound semiconductor laser diode |
EP0579244A2 (de) * | 1992-07-16 | 1994-01-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Halbleiterlaser und Verfahren zur Herstellung |
JPH0846291A (ja) * | 1994-08-04 | 1996-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2656397B2 (ja) * | 1991-04-09 | 1997-09-24 | 三菱電機株式会社 | 可視光レーザダイオードの製造方法 |
US5357535A (en) * | 1992-01-14 | 1994-10-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser including an aluminum-rich AlGaAs etch stopping layer |
US5386429A (en) * | 1992-03-31 | 1995-01-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Low operating current and low noise semiconductor laser device for optical disk memories |
US5751752A (en) * | 1994-09-14 | 1998-05-12 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
JP3432910B2 (ja) * | 1994-09-28 | 2003-08-04 | ローム株式会社 | 半導体レーザ |
US5740192A (en) * | 1994-12-19 | 1998-04-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser |
JPH0946291A (ja) * | 1995-07-26 | 1997-02-14 | Sony Corp | 受信装置及び送受信装置 |
JP3905935B2 (ja) * | 1995-09-01 | 2007-04-18 | 株式会社東芝 | 半導体素子及び半導体素子の製造方法 |
-
1997
- 1997-03-03 US US08/810,574 patent/US5970080A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-05 TW TW086102648A patent/TW338198B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-03-05 DE DE19708989A patent/DE19708989B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-07 KR KR1019970007665A patent/KR100269022B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5042043A (en) * | 1989-04-28 | 1991-08-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser using five-element compound semiconductor |
US5185755A (en) * | 1990-09-07 | 1993-02-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
US5247533A (en) * | 1990-12-26 | 1993-09-21 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Gallium nitride group compound semiconductor laser diode |
EP0579244A2 (de) * | 1992-07-16 | 1994-01-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Halbleiterlaser und Verfahren zur Herstellung |
JPH0846291A (ja) * | 1994-08-04 | 1996-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
PEARTON, S.J. u.a.: Dry and wet etching characte- ristics of InN, AlN, and GaN deposited by elec- tron cyclotron resonance metalorganic molecular beam epitaxy. In US-Z.: J.Vac.Sci.Technol. A, 1991, Vol. 11, No. 4, S. 1772-1775 * |
PEARTON, S.J. u.a.: Dry etch damage in InN, InGaN,and InAlN. In US-Z.: Appl.Phys.Lett., 1995, Vol. 67, No. 16, S., 2329-2331 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0997996A2 (de) * | 1998-10-26 | 2000-05-03 | Matsushita Electronics Corporation | Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren |
EP0997996A3 (de) * | 1998-10-26 | 2000-11-08 | Matsushita Electronics Corporation | Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren |
US6503769B2 (en) | 1998-10-26 | 2003-01-07 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor device and method for fabricating the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970067957A (ko) | 1997-10-13 |
US5970080A (en) | 1999-10-19 |
TW338198B (en) | 1998-08-11 |
KR100269022B1 (ko) | 2000-10-16 |
DE19708989B4 (de) | 2006-12-21 |
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