JP2007189134A - GaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法、並びに、GaN系半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】GaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法は、サファイア基板10の表面に、GaN系化合物半導体から成る帯状のシード層12を形成した後、シード層12の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板10の表面に、GaN系化合物半導体から成る結晶成長促進層14を形成し、次いで、結晶成長促進層14の部分からGaN系化合物半導体から成る下地層15をエピタキシャル成長させる各工程を具備する。
【選択図】 図2
Description
と平行となる。尚、このような結晶面を、便宜上、以下、{11−20}面と表記する。また、六方晶系における例えば以下に例示する結晶面の表記、
を、便宜上、本明細書においては、{hk−il}面、{h−kil}面と表記し、以下に例示する方向の表記、
を、便宜上、本明細書においては、<hk−il>方向、<h−kil>方向と表記する。
先ず、C面を表面とするサファイア基板210をMOCVD装置に搬入し、水素から成るキャリアガス中、基板温度1050゜Cで10分間の基板クリーニングを行った後、基板温度を500゜Cまで低下させる。そして、MOCVD法に基づき、窒素原料であるアンモニアガスを供給しながら、ガリウム原料であるトリメチルガリウム(TMG)ガスの供給を行い、低温GaNから成る厚さ30nmのバッファ層211をサファイア基板210の表面(C面)に結晶成長させた後、TMGガスの供給を中断する。次いで、基板温度を1020゜Cまで上昇させた後、再び、TMGガスの供給を開始することで、厚さ2μmのアンドープのGaNから成るシード層形成層212Aをバッファ層211上に結晶成長させる(図9の(A)参照)。
その後、サファイア基板210をMOCVD装置から搬出し、ニッケル(Ni)から成る帯状のマスク層213を、リフトオフ法に基づきシード層形成層212A上に形成する。尚、マスク層213は、シード層形成層212Aの<1−100>方向と平行に延びている(図9の(B)参照)。次に、係るマスク層213をエッチング用マスクとして、塩素系ガスを用いたRIE法によってシード層形成層212Aをエッチングした後、マスク層213を除去する(図9の(C)参照)。こうして、<1−100>方向に延びる帯状のシード層212を得ることができる。尚、シード層212の幅方向は、<11−20>方向と一致しており、アンドープのGaNから成るシード層212の頂面はC面である。また、シード層212の幅をWS、シード層212の厚さをT、シード層212の形成ピッチをWPとしたとき、
WS=5μm
T =2μm
WP=15μm
である。
次に、サファイア基板210を再びMOCVD装置に搬入し、基板温度1050゜C、圧力1×104Paにて、GaNから成る下地層215をELO成長させる。具体的には、GaNから成る下地層215は、シード層212の頂面及び側面から結晶成長し始め(図10の(A)及び(B)参照)、最終的に、シード層212とシード層212との間に存在する空間も、ある程度、下地層215で埋められる(図10の(C)参照)。
その後、下地層215の低転位部分の上に、レーザや発光ダイオード(LED)といったGaN系半導体発光素子を形成する。具体的には、基板温度1020゜C、常圧にて、シリコン原料であるモノシラン(SiH4)ガスの供給を開始することで、SiドープのGaN(GaN:Si)から成り、n型の導電型を有する厚さ3μmの第1GaN系化合物半導体層を、下地層215に結晶成長させる。尚、ドーピング濃度は、約5×1018/cm3である。
こうして結晶成長を完了した後、サファイア基板210を窒素ガス雰囲気中で約800゜C、10分間のアニール処理を行って、p型不純物(p型ドーパント)の活性化を行う。
その後、例えば、通常のウェハプロセス、チップ化工程と同様に、フォトリソグラフィ工程やエッチング工程、金属蒸着によるp型電極、n型電極の形成工程を経て、ダイシングによりチップ化を行い、更に、樹脂モールド、パッケージ化を行うことで、例えば、砲弾型や面実装型といった種々の発光ダイオードを作製することができる。
(A)サファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成る帯状のシード層を形成した後、
(B)シード層の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成る結晶成長促進層を形成し、次いで、
(C)シード層の頂面上の結晶成長促進層の部分、シード層の両側面上の結晶成長促進層の部分、及び、露出したサファイア基板表面上の結晶成長促進層の部分から、GaN系化合物半導体から成る下地層をエピタキシャル成長させる、
各工程を具備することを特徴とする。
(A)サファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成る帯状のシード層を形成した後、
(B)シード層の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成る結晶成長促進層を形成し、次いで、
(C)シード層の頂面上の結晶成長促進層の部分、シード層の両側面上の結晶成長促進層の部分、及び、露出したサファイア基板表面上の結晶成長促進層の部分から、GaN系化合物半導体から成る下地層をエピタキシャル成長させる、
各工程を少なくとも具備することを特徴とする。
(a)サファイア基板の表面に形成された、GaN系化合物半導体から成る帯状のシード層、
(b)シード層の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板の表面に形成された、GaN系化合物半導体から成る結晶成長促進層、
(c)シード層の頂面上の結晶成長促進層の部分、シード層の両側面上の結晶成長促進層の部分、及び、露出したサファイア基板表面上の結晶成長促進層の部分に形成された、GaN系化合物半導体から成る下地層、並びに、
(d)下地層上に順次形成された、第1導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、GaN系化合物半導体から成る活性層、及び、第2導電型を有する第2GaN系化合物半導体層、
を具備することを特徴とする。
(A)R面から構成されたサファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成り、頂面に結晶成長抑制物質が存在する帯状のシード層を形成した後、
(B)シード層の頂面及びシード層の両側面、並びに、露出したサファイア基板の表面の部分から、GaN系化合物半導体から成る下地層をエピタキシャル成長させる、
各工程を具備することを特徴とする。
(A)R面から構成されたサファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成り、頂面に結晶成長抑制物質が存在する帯状のシード層を形成した後、
(B)シード層の頂面及びシード層の両側面、並びに、露出したサファイア基板の表面の部分から、GaN系化合物半導体から成る下地層をエピタキシャル成長させる、
各工程を少なくとも具備することを特徴とする。
(A−1)R面から構成されたサファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成るシード層形成層を形成し、次いで、
(A−2)シード層形成層上に、結晶成長抑制物質層及びマスク層を順次形成した後、
(A−3)マスク層及び結晶成長抑制物質層を選択的に除去して、シード層形成層を選択的に露出させた後、
(A−4)露出したシード層形成層を除去して、帯状のシード層を形成し、その後、
(A−5)シード層上のマスク層及び結晶成長抑制物質層を除去することで、シード層の頂面に結晶成長抑制物質を残存させる、
各工程から成ることが好ましい。
(a)R面から構成されたサファイア基板の表面に形成された、GaN系化合物半導体から成り、頂面に結晶成長抑制物質が存在する帯状のシード層、
(b)シード層の頂面及びシード層の両側面、並びに、露出したサファイア基板の表面の部分に形成された、GaN系化合物半導体から成る下地層、並びに、
(c)下地層上に順次形成された、第1導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、GaN系化合物半導体から成る活性層、及び、第2導電型を有する第2GaN系化合物半導体層、
を具備することを特徴とする。
T≧(WP−WS)/2 (1)
好ましくは、
T≧(WP−WS)/4 (1’)
を満足することが、サファイア基板の表面に下地層をエピタキシャル成長させたとき、下地層の係る部分に転位等の欠陥が発生することを一層確実に抑制することができる。
先ず、C面から構成されたサファイア基板10の表面に、GaN系化合物半導体から成る帯状のシード層12を形成する。具体的には、C面を表面とするサファイア基板10をMOCVD装置に搬入し、水素から成るキャリアガス中、基板温度1050゜Cで10分間の基板クリーニングを行った後、基板温度を500゜Cまで低下させる。そして、MOCVD法に基づき、窒素原料であるアンモニアガスを供給しながら、ガリウム原料であるTMGガスの供給を行い、低温GaNから成る厚さ30nmのバッファ層11をサファイア基板10の表面(C面)に結晶成長させた後、TMGガスの供給を中断する。次いで、基板温度を1020゜Cまで上昇させた後、再び、TMGガスの供給を開始することで、厚さT=6μmのアンドープのGaNから成り、頂面がC面のシード層形成層12Aをバッファ層11上に結晶成長させる(図1の(A)参照)。尚、シード層形成層12Aの厚さは、従来の技術におけるシード層形成層212Aの厚さよりも十分に厚い。
WS=5μm
T =6μm
WP=15μm
であり(図2の(B)参照)、上述した式(1)あるいは式(1’)を満足している。これによって、サファイア基板10の表面に下地層15をエピタキシャル成長させたとき、下地層15の係る部分に転位等の欠陥が発生することを抑制することができる。尚、従来の技術におけるシード層形成層212Aは、上述した式(1)あるいは式(1’)を満足していない。
次いで、シード層12の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板10の表面に、GaN系化合物半導体(具体的には、アンドープのGaN)から成る結晶成長促進層14を形成する(図1の(E)参照)。具体的には、サファイア基板10を再びMOCVD装置に搬入し、基板温度500゜C、常圧にて、厚さ30nm、アンドープのGaNから成る結晶成長促進層14を、シード層12の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板10の表面に形成する。
その後、シード層12の頂面上の結晶成長促進層14の部分、シード層12の両側面上の結晶成長促進層14の部分、及び、露出したサファイア基板10の表面上の結晶成長促進層14の部分から、GaN系化合物半導体から成る下地層15をエピタキシャル成長させる。具体的には、基板温度1050゜C、常圧にて、アンドープのGaNから成る下地層15を、シード層12の頂面上の結晶成長促進層14の部分、シード層12の両側面上の結晶成長促進層14の部分、及び、露出したサファイア基板10の表面上の結晶成長促進層14の部分からエピタキシャル成長させ、シード層12とシード層12との間の空間を下地層15で埋める(図2の(A)及び(B)参照)。シード層12の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板10の表面には、GaN系化合物半導体から成る結晶成長促進層14が形成されているので、サファイア基板10の上方に隙間が形成されることはない。下地層15の頂面はC面である。
次いで、下地層15上に、第1導電型を有する第1GaN系化合物半導体層16、GaN系化合物半導体から成る活性層17、第2導電型を有する第2GaN系化合物半導体層18を、順次、形成する。これらの各層の頂面もC面である。具体的には、「背景技術」の欄で説明した[工程−40]〜[工程−60]と同様にして、下地層15の低転位部分の上に、レーザや発光ダイオード(LED)といったGaN系半導体発光素子を形成する。具体的には、基板温度1020゜C、常圧にて、シリコン原料であるモノシラン(SiH4)ガスの供給を開始することで、SiドープのGaN(GaN:Si)から成り、n型の導電型を有する厚さ3μmの第1GaN系化合物半導体層16を、下地層15に結晶成長させる。尚、ドーピング濃度は、約5×1018/cm3である。
(a)サファイア基板10の表面に形成された、GaN系化合物半導体から成る帯状のシード層12、
(b)シード層12の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板10の表面に形成された、GaN系化合物半導体から成る結晶成長促進層14、
(c)シード層12の頂面上の結晶成長促進層14の部分、シード層12の両側面上の結晶成長促進層14の部分、及び、露出したサファイア基板10の表面上の結晶成長促進層14の部分に形成された、GaN系化合物半導体から成る下地層15、並びに、
(d)下地層15上に順次形成された、第1導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、GaN系化合物半導体から成る活性層、及び、第2導電型を有する第2GaN系化合物半導体層、
を具備するGaN系半導体発光素子を得ることができる。
先ず、R面から構成されたサファイア基板110の表面に、GaN系化合物半導体から成り、頂面に結晶成長抑制物質113A’が存在する帯状のシード層112を形成する。具体的には、R面を表面とするサファイア基板10をMOCVD装置に搬入し、水素から成るキャリアガス中、基板温度1050゜Cで10分間の基板クリーニングを行った後、基板温度を1020゜Cに低下させる。そして、MOCVD法に基づき、窒素原料であるアンモニアガスを供給しながら、ガリウム原料であるTMGガスの供給を行い、サファイア基板110の表面(R面)に、厚さT=6μmのアンドープのGaNから成るシード層形成層112Aを結晶成長させる(図5の(A)参照)。尚、シード層形成層112Aの厚さは、従来の技術におけるシード層形成層212Aの厚さよりも十分に厚い。また、サファイア基板110のR面上に、バッファ層を形成すること無く、シード層形成層212Aを形成することができる。
WS=5μm
T =6μm
WP=15μm
であり(図6の(B)参照)、上述した式(1)あるいは式(1’)を満足している。これによって、サファイア基板110の表面に下地層115をエピタキシャル成長させたとき、下地層115の係る部分に転位等の欠陥が発生することを抑制することができる。
次いで、シード層112の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板110の表面に、GaN系化合物半導体(具体的には、アンドープのGaN)から成る下地層115をエピタキシャル成長させる(図6の(A)及び(B)参照)。具体的には、サファイア基板110を再びMOCVD装置に搬入し、基板温度1000゜C〜1050゜C、常圧にて、アンドープのGaNから成る下地層115を、シード層112の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板110の表面にエピタキシャル成長させ、シード層112とシード層112との間の空間を下地層115で埋める。下地層115の頂面はA面である。
次いで、下地層115上に、第1導電型を有する第1GaN系化合物半導体層16、GaN系化合物半導体から成る活性層17、第2導電型を有する第2GaN系化合物半導体層18を、順次、形成する。これらの各層の頂面もA面である。具体的には、実施例1の[工程−130]と同様の工程を実行すればよい。この工程の途中の構造を、図6の(C)に示す。
(a)R面から構成されたサファイア基板110の表面に形成された、GaN系化合物半導体から成り、頂面に結晶成長抑制物質113A’が存在する帯状のシード層112、
(b)シード層112の頂面及び両側面、並びに、露出したサファイア基板110の表面の部分に形成された、GaN系化合物半導体から成る下地層115、並びに、
(c)下地層115上に順次形成された、第1導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、GaN系化合物半導体から成る活性層、及び、第2導電型を有する第2GaN系化合物半導体層、
を具備するGaN系半導体発光素子を得ることができる。
Claims (19)
- (A)サファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成る帯状のシード層を形成した後、
(B)シード層の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成る結晶成長促進層を形成し、次いで、
(C)シード層の頂面上の結晶成長促進層の部分、シード層の両側面上の結晶成長促進層の部分、及び、露出したサファイア基板表面上の結晶成長促進層の部分から、GaN系化合物半導体から成る下地層をエピタキシャル成長させる、
各工程を具備することを特徴とするGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。 - シード層の幅をWS、シード層の厚さをT、シード層の形成ピッチをWPとしたとき、
T≧(WP−WS)/2 (1)
を満足することを特徴とする請求項1に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。 - 前記工程(C)に引き続き、シード層の上方の下地層の部分が露出したマスク層を下地層上に形成した後、下地層を選択的に除去し、次いで、マスク層を除去した後、下地層上に第2下地層をエピタキシャル成長させることを特徴とする請求項1に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。
- 前記工程(C)に引き続き、シード層の上方の下地層の部分を被覆するマスク層を形成した後、マスク層によって被覆されていない下地層の部分から第2下地層を横方向エピタキシャル成長させることを特徴とする請求項1に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。
- サファイア基板の表面はC面から構成されていることを特徴とする請求項1に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。
- サファイア基板の表面はR面から構成されていることを特徴とする請求項1に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。
- (A)R面から構成されたサファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成り、頂面に結晶成長抑制物質が存在する帯状のシード層を形成した後、
(B)シード層の頂面及びシード層の両側面、並びに、露出したサファイア基板の表面の部分から、GaN系化合物半導体から成る下地層をエピタキシャル成長させる、
各工程を具備することを特徴とするGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。 - 前記工程(A)は、
(A−1)R面から構成されたサファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成るシード層形成層を形成し、次いで、
(A−2)シード層形成層上に、結晶成長抑制物質層及びマスク層を順次形成した後、
(A−3)マスク層及び結晶成長抑制物質層を選択的に除去して、シード層形成層を選択的に露出させた後、
(A−4)露出したシード層形成層を除去して、帯状のシード層を形成し、その後、
(A−5)シード層上のマスク層及び結晶成長抑制物質層を除去することで、シード層の頂面に結晶成長抑制物質を残存させる、
各工程から成ることを特徴とする請求項7に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。 - 前記工程(B)に引き続き、シード層の上方の下地層の部分が露出した第2マスク層を下地層上に形成した後、下地層を選択的に除去し、次いで、第2マスク層を除去した後、下地層上に第2下地層をエピタキシャル成長させることを特徴とする請求項7に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。
- 前記工程(B)に引き続き、シード層の上方の下地層の部分を被覆する第2マスク層を形成した後、第2マスク層によって被覆されていない下地層の部分から第2下地層を横方向エピタキシャル成長させることを特徴とする請求項7に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。
- 結晶成長抑制物質は高融点金属であることを特徴とする請求項7に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。
- 結晶成長抑制物質はチタンであることを特徴とする請求項11に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。
- シード層の幅をWS、シード層の厚さをT、シード層の形成ピッチをWPとしたとき、
T≧(WP−WS)/2 (1)
を満足することを特徴とする請求項7に記載のGaN系化合物半導体から成る下地層の形成方法。 - (A)サファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成る帯状のシード層を形成した後、
(B)シード層の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成る結晶成長促進層を形成し、次いで、
(C)シード層の頂面上の結晶成長促進層の部分、シード層の両側面上の結晶成長促進層の部分、及び、露出したサファイア基板表面上の結晶成長促進層の部分から、GaN系化合物半導体から成る下地層をエピタキシャル成長させる、
各工程を少なくとも具備することを特徴とするGaN系半導体発光素子の製造方法。 - 前記工程(C)に引き続き、下地層上に、第1導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、GaN系化合物半導体から成る活性層、第2導電型を有する第2GaN系化合物半導体層を、順次、形成する工程を更に具備することを特徴とする請求項14に記載のGaN系半導体発光素子の製造方法。
- (A)R面から構成されたサファイア基板の表面に、GaN系化合物半導体から成り、頂面に結晶成長抑制物質が存在する帯状のシード層を形成した後、
(B)シード層の頂面及びシード層の両側面、並びに、露出したサファイア基板の表面の部分から、GaN系化合物半導体から成る下地層をエピタキシャル成長させる、
各工程を少なくとも具備することを特徴とするGaN系半導体発光素子の製造方法。 - 前記工程(B)に引き続き、下地層上に、第1導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、GaN系化合物半導体から成る活性層、第2導電型を有する第2GaN系化合物半導体層を、順次、形成する工程を更に具備することを特徴とする請求項16に記載のGaN系半導体発光素子の製造方法。
- (a)サファイア基板の表面に形成された、GaN系化合物半導体から成る帯状のシード層、
(b)シード層の頂面及び両側面上、並びに、露出したサファイア基板の表面に形成された、GaN系化合物半導体から成る結晶成長促進層、
(c)シード層の頂面上の結晶成長促進層の部分、シード層の両側面上の結晶成長促進層の部分、及び、露出したサファイア基板表面上の結晶成長促進層の部分に形成された、GaN系化合物半導体から成る下地層、並びに、
(d)下地層上に順次形成された、第1導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、GaN系化合物半導体から成る活性層、及び、第2導電型を有する第2GaN系化合物半導体層、
を具備することを特徴とするGaN系半導体発光素子。 - (a)R面から構成されたサファイア基板の表面に形成された、GaN系化合物半導体から成り、頂面に結晶成長抑制物質が存在する帯状のシード層、
(b)シード層の頂面及びシード層の両側面、並びに、露出したサファイア基板の表面の部分に形成された、GaN系化合物半導体から成る下地層、並びに、
(c)下地層上に順次形成された、第1導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、GaN系化合物半導体から成る活性層、及び、第2導電型を有する第2GaN系化合物半導体層、
を具備することを特徴とするGaN系半導体発光素子。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013517622A (ja) * | 2010-01-15 | 2013-05-16 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 複合基板を形成し当該複合基板にiii−v発光装置を成長させる方法 |
WO2014002959A1 (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-03 | 三菱化学株式会社 | m面窒化物系発光ダイオードの製造方法 |
JP2020189135A (ja) * | 2020-08-06 | 2020-11-26 | ネット株式会社 | 遊技機 |
WO2022181686A1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | 京セラ株式会社 | 半導体基板並びにその製造方法および製造装置、テンプレート基板 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8592292B2 (en) | 2010-09-02 | 2013-11-26 | National Semiconductor Corporation | Growth of multi-layer group III-nitride buffers on large-area silicon substrates and other substrates |
JP5891390B2 (ja) * | 2012-10-05 | 2016-03-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 窒化物半導体構造、積層構造、および窒化物半導体発光素子 |
US9640422B2 (en) * | 2014-01-23 | 2017-05-02 | Intel Corporation | III-N devices in Si trenches |
MY190127A (en) * | 2016-10-31 | 2022-03-30 | Univ Malaya | Method for producing a non-polar a-plane gallium nitride (gan) thin film on an r-plane sapphire substrate |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000277437A (ja) * | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体素子 |
JP2001158698A (ja) * | 1999-12-01 | 2001-06-12 | Sony Corp | 窒化物系iii−v族化合物の結晶製造方法、窒化物系iii−v族化合物結晶基板、窒化物系iii−v族化合物膜およびデバイスの製造方法 |
JP2001284266A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Toyoda Gosei Co Ltd | Iii族窒化物系化合物半導体の製造方法及びiii族窒化物系化合物半導体素子 |
JP2002008985A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-11 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体の製造方法及び窒化物半導体基板 |
JP2002170773A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-14 | 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装置およびその製造方法 |
JP2002270516A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-20 | Nec Corp | Iii族窒化物半導体の成長方法、iii族窒化物半導体膜およびそれを用いた半導体素子 |
JP2002299249A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体基板、半導体素子および半導体層の形成方法 |
JP2003077841A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体基板、及びその成長方法 |
JP2004253817A (ja) * | 1997-04-11 | 2004-09-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
WO2005112123A2 (en) * | 2004-05-10 | 2005-11-24 | The Regents Of The University Of California | Fabrication of nonpolar indium gallium nitride thin films, heterostructures and devices by metalorganic chemical vapor deposition |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1121792B (de) * | 1959-12-30 | 1962-01-11 | Artur Fischer | Kippduebel fuer die Befestigung von Gegenstaenden an duennwandigen Bauteilen |
JPS5893221A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | 半導体薄膜構造とその製造方法 |
US6475882B1 (en) * | 1999-12-20 | 2002-11-05 | Nitride Semiconductors Co., Ltd. | Method for producing GaN-based compound semiconductor and GaN-based compound semiconductor device |
JP2002100579A (ja) | 2000-07-17 | 2002-04-05 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体基板及びその製造方法 |
JP3705142B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2005-10-12 | ソニー株式会社 | 窒化物半導体素子及びその作製方法 |
CN1316070C (zh) * | 2001-10-26 | 2007-05-16 | 波兰商艾蒙诺公司 | 取向生长用基底 |
TWI261358B (en) * | 2002-01-28 | 2006-09-01 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
KR100992960B1 (ko) * | 2002-04-15 | 2010-11-09 | 더 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 | 유기금속 화학기상 증착법에 의해 성장된 무극성 α면질화갈륨 박막 |
US7288458B2 (en) * | 2005-12-14 | 2007-10-30 | Freescale Semiconductor, Inc. | SOI active layer with different surface orientation |
-
2006
- 2006-01-16 JP JP2006007238A patent/JP4807081B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-01-05 US US11/620,511 patent/US7452789B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004253817A (ja) * | 1997-04-11 | 2004-09-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
JP2000277437A (ja) * | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体素子 |
JP2001158698A (ja) * | 1999-12-01 | 2001-06-12 | Sony Corp | 窒化物系iii−v族化合物の結晶製造方法、窒化物系iii−v族化合物結晶基板、窒化物系iii−v族化合物膜およびデバイスの製造方法 |
JP2001284266A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Toyoda Gosei Co Ltd | Iii族窒化物系化合物半導体の製造方法及びiii族窒化物系化合物半導体素子 |
JP2002008985A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-11 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体の製造方法及び窒化物半導体基板 |
JP2002170773A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-14 | 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装置およびその製造方法 |
JP2002270516A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-20 | Nec Corp | Iii族窒化物半導体の成長方法、iii族窒化物半導体膜およびそれを用いた半導体素子 |
JP2002299249A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体基板、半導体素子および半導体層の形成方法 |
JP2003077841A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体基板、及びその成長方法 |
WO2005112123A2 (en) * | 2004-05-10 | 2005-11-24 | The Regents Of The University Of California | Fabrication of nonpolar indium gallium nitride thin films, heterostructures and devices by metalorganic chemical vapor deposition |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013517622A (ja) * | 2010-01-15 | 2013-05-16 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 複合基板を形成し当該複合基板にiii−v発光装置を成長させる方法 |
WO2014002959A1 (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-03 | 三菱化学株式会社 | m面窒化物系発光ダイオードの製造方法 |
CN104641476A (zh) * | 2012-06-25 | 2015-05-20 | 首尔伟傲世有限公司 | 制备m面氮化物基发光二极管的方法 |
JPWO2014002959A1 (ja) * | 2012-06-25 | 2016-06-02 | 三菱化学株式会社 | m面窒化物系発光ダイオードの製造方法 |
JP2020189135A (ja) * | 2020-08-06 | 2020-11-26 | ネット株式会社 | 遊技機 |
WO2022181686A1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | 京セラ株式会社 | 半導体基板並びにその製造方法および製造装置、テンプレート基板 |
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