KR100735934B1 - 선택적으로 도핑된 ⅲ-ⅴ 질화물층을 갖는 디바이스 및 발광 디바이스 - Google Patents

선택적으로 도핑된 ⅲ-ⅴ 질화물층을 갖는 디바이스 및 발광 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR100735934B1
KR100735934B1 KR1020017008987A KR20017008987A KR100735934B1 KR 100735934 B1 KR100735934 B1 KR 100735934B1 KR 1020017008987 A KR1020017008987 A KR 1020017008987A KR 20017008987 A KR20017008987 A KR 20017008987A KR 100735934 B1 KR100735934 B1 KR 100735934B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
iii
nitride layer
dopant
germanium
silicon
Prior art date
Application number
KR1020017008987A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010108105A (ko
Inventor
고츠베르너
케른알스코트
Original Assignee
필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨 filed Critical 필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨
Publication of KR20010108105A publication Critical patent/KR20010108105A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100735934B1 publication Critical patent/KR100735934B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • H01L33/325—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen characterised by the doping materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/12—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a stress relaxation structure, e.g. buffer layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

게르마늄(Ge), 실리콘(Si), 주석(Sn) 및/또는 산소(0)와 같은 도너 도펀트를 갖는 Ⅲ-Ⅴ 질화물의 n 타입 디바이스층, 및/또는 마그네슘(Mg), 베릴륨(Be), 아연(Zn) 및/또는 카드뮴(Cd)과 같은 억셉터 도펀트를 갖는 Ⅲ-Ⅴ 질화물의 p 타입 디바이스층을 동시에 또는 도핑 초격자 구조 내에 포함하여, 스트레인을 처리하고 전도성을 향상시키며 더 긴 파장의 발광을 제공하는 반도체 디바이스를 제공한다.

Description

선택적으로 도핑된 Ⅲ-Ⅴ 질화물층을 갖는 디바이스 및 발광 디바이스{SEMICONDUCTOR DEVICES WITH SELECTIVELY DOPED Ⅲ-Ⅴ NITRIDE LAYERS}
본 발명은 전반적으로 반도체 디바이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 도핑된 Ⅲ-Ⅴ 질화물 발광 디바이스에 관한 것이다.
실리콘(Si)은 그 바람직한 특성 때문에 n 타입 Ⅲ-Ⅴ 질화물을 도핑하기 위해 선택된 도너이다. 특히, 유기 금속 화학 기상 증착(MOCVD) 동안, 실리콘 원자는 고순도 가스(a high purity grade gas)로서 사용될 수 있는 실란(SiH4)을 흘려 보냄으로써 성장하는 결정에 전달될 수 있다. 또한, 실리콘은 그것이 도너로서 작용하는 갈륨 질화물(GaN) 격자 내의 갈륨(Ga) 자리로 효과적으로 혼입된다. 나아가, 갈륨 질화물 격자 내의 실리콘(SiGa)은 이온화되는 데 필요한 활성화 에너지가 ~20meV인 얕은 도너(shallow donor)이다.
그러나, 실리콘 도핑에 의해, 달성할 수 있는 n 타입 전도성의 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 Si의 혼입이 (특히, 사파이어 기판 상에서) 헤테로에피택시얼로(heteroepitaxially) 성장된 Ⅲ-Ⅴ 질화물 물질에 대해 균열을 유발하기 때문에 제한을 받는다. 소정의 물질 두께에 대해, 실리콘 도핑 레벨이 특정한 임계 농도를 초과할 때에 물질에 균열이 발생한다. 마찬가지로, 소정의 도핑 농도에 대해, 물질 두께가 특정한 임계 두께를 초과할 때 물질에 균열이 발생하기 시작한다.
높은 도핑 농도와 큰 물질 두께 모두는 반도체 물질의 전기 저항성을 줄이는 데 바람직하다. 가령, 발광 다이오드(LED) 구조에서 통상적으로 사용되는 ~3.5 ㎛ 두께의 갈륨 질화물 물질에 대해, 도핑 농도는 ~5x1018cm-3으로 제한된다. 전술한 사항의 결과로서, 알루미늄 인듐 갈륨 질화물(AlInGaN) LED의 직렬 저항은 실리콘 도핑 갈륨 질화물층의 저항에 의해 지배된다. 이것은 전류가 실리콘 도핑 갈륨 질화물층을 측방향으로 통과하는 사파이어와 같은 비전도성 기판 상에서의 성장의 경우, 및 전류가 두꺼운 실리콘 도핑 갈륨 질화물층을 수직 방향으로 통과하는 실리콘 탄화물(SIC) 및 HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 성장 갈륨 질화물과 같은 전도성 기판 상에서의 성장의 경우이다. 더 높은 도핑 농도 및/또는 더 두꺼운 n 타입 갈륨 질화물 물질(비전도성 기판 상에서의 성장의 경우)은 낮은 직렬 저항을 갖는 Ⅲ-Ⅴ 질화물 기반 LED의 제조에 있어서 유리할 것이다.
또한, 실리콘 이외에도, 게르마늄(Ge) 및 주석(Sn)이 Ⅲ-Ⅴ 질화물 물질에 대한 잠재적 도너 불순물로 연구되어 왔다. 그러나, 게르마늄 도핑은 문제가 있다는 게르마늄 도핑 실험에 대한 연구 보고가 있다. 에스. 나카무라, 티. 무카이, 엠 세노의 "Si- and Ge- Doped GaN Materials Grown with GaN Buffer Layers"(Jpn.J.Appl.Phys.31,2883,1992)에서, 게르마늄의 도핑 효율성의 크기는 실리콘에서보다 약 한 차수(one order) 낮은 것으로 보고되고 있다. 또한, 상기 문헌은 게르마늄 도핑 갈륨 질화물에 대한 최대 캐리어 농도가 ~1x1019cm-3으로 제한된다고 결론지었는데, 이는, 이 도핑 수준에서 게르마늄 도핑 갈륨 질화물 물질의 표면이 거칠어지고 구멍(pits)을 보이기 때문이다. 엑스.장, 피.궁, 에이.색슬러, 디.워커, 티.시.왕, 엠.라저기의 "Growth of AlxGal-xN: Ge on sapphire and Si substrates"(Appl.Phys.Lett. 67,1745(1995)에서는, 게르마늄 도핑 알루미늄 갈륨 질화물(AlGaN) 물질은 낮은 전자 이동도를 가지며, 게르마늄 도핑은 낮은 저항성 물질을 성장시키는 데 유용하지 않은 것으로 결론짓고 있다.
오래 동안, 실리콘 도핑 레벨이 특정한 임계 두께에서 특정한 농도를 초과할 때 발생하는 물질의 균열 문제에 대한 해결책이 요구되어 왔다. 또한, 실리콘 도핑은 Ⅲ-Ⅴ 질화물 물질을 취성화(embrittle)하여 물질의 균열 경향을 더 높인다고 알려져 있으며, 이 문제에 대한 해결책은 오랫동안 요구되어 왔다. 또한, 갈륨 질화물과 그 합금 사이의 격자 부정합(lattice mismatch) 때문에 큰 압전 효과가 존재한다는 것도 밝혀졌다. 가령, 갈륨 질화물층 간에 성장된 인듐 갈륨 질화물(InGaN)층은 각 계면과 관련된 높은 압전 시트 차지(a high piezoeletric sheet charge)를 갖는다.
발명의 개요
본 발명은 게르마늄(Ge), 실리콘(Si), 주석(Sn) 및/또는 산소(0)와 같은 도너 도펀트를 갖는 Ⅲ-Ⅴ 질화물의 n 타입 디바이스층, 및/또는 마그네슘(Mg), 베릴륨(Be), 아연(Zn) 및/또는 카드뮴(Cd)과 같은 억셉터 도펀트를 갖는 Ⅲ-Ⅴ 질화물의 p 타입 디바이스층을 동시에 또는 도핑 초격자 내에 포함하여, 스트레인(strain)을 처리하고 전도성을 향상시키며 긴 파장의 발광을 제공하는 반도체 디바이스를 제공한다.
또한, 본 발명은 게르마늄을 단독으로 또는 공동 도펀트(co-dopant)로서 실리콘 및 주석과 함께 도너 도펀트로 동시에 또는 도핑 초격자 내에 사용하여, 스트레인을 처리하는 반도체 디바이스를 제공한다. 실리콘과 달리, 게르마늄 도핑 농도의 범위는 3㎛ 및 더 높은 층 두께에서 균열 문제를 일으키지 않으면서 ~1x1019cm-3 내지 ~1x1020cm-3로 될 수 있다.
또한, 본 발명은 Ⅲ-Ⅴ 질화물 물질의 취성화를 야기하지 않는 도너 불순물을 제공한다.
또한, 본 발명은 Ⅲ-Ⅴ 질화물 물질에 대해 다중 도너 불순물 도핑을 제공하여, 도핑 및 스트레인 처리를 개별적으로 제어한다.
또한, 본 발명은 Ⅲ-Ⅴ 질화물 디바이스의 콘택트층에서 사용되는 높은 전도성의 n 타입 게르마늄 도핑 갈륨 질화물(GaN) 물질을 제공한다.
또한, 본 발명은 긴 파장(심볼(symbol) 500nm)에서 발광을 위한 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 발광층을 포함하는 높은 인듐 질화물(INN)의 성장을 촉진하는 도너 불순물을 갖는 발광 디바이스를 제공한다. 이는 인듐 갈륨 질화물 활성 영역이 더 높은 품질과 이에 의한 더 높은 효율성, 더 긴 파장의 발광, 또는 질화물 상부에서의 균열 없는 갈륨 알루미늄 갈륨 질화물층 성장을 포함할 것을 허용한다.
또한, 본 발명은 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 또는 카드뮴의 조합물을 이용하여 공동 도핑된(co-doped) 발광 디바이스를 제공하여, 격자 부정합 기판상에서 헤테로에피텍시얼로 성장된 Ⅲ-Ⅴ 질화물 물질의 구조적 무결성을 안정화시키는 Ⅲ-Ⅴ 질화물 물질의 전도성을 향상시킨다.
또한, 본 발명은 전도성 및 콘택트층에 대해 상이한 도너 도펀트를 사용하는 발광 디바이스를 제공한다.
또한, 본 발명은 기저부가 게르마늄으로 도핑되고 상부의 층이 상이한 종(가령, 실리콘, 주석, 또는 실리콘, 게르마늄 및 주석의 조합물)으로 도핑된 발광 디바이스를 제공한다. 이것은 3원 화합물(가령, 인듐 갈륨 질화물 또는 알루미늄 갈륨 질화물)의 평면 내 격자 상수(in-plane lattice constant)에 가까운 갈륨 질화물의 평면 내 격자 상수의 조절을 허용한다. 이는 인듐 갈륨 질화물 활성 영역이 더 높은 품질과 이에 의한 더 높은 효율성, 더 긴 파장의 발광, 또는 질화물 상부에서의 균열 없는 갈륨 알루미늄 갈륨 질화물층 성장을 포함할 것을 허용한다.
또한, 본 발명은 스트레인을 제어하여 Ⅲ-Ⅴ 질화물층 내의 압전성의 효과를 제어하는 방법을 제공한다. 스트레인 처리는 압전 계면 부하를 제어하는 데 중요한 역할을 한다.
본 발명의 상기 장점 및 추가적인 장점은, 첨부한 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명을 독해하면 본 기술의 당업자에게는 자명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 도핑된 Ⅲ-Ⅴ 질화물층을 내장하는 발광 디바이스의 도면,
도 2는 본 발명의 도핑된 초격자를 갖는 발광 디바이스의 도면,
도 3은 본 발명의 스트레인 처리된 도핑을 내장하는 발광 디바이스의 도면.
도 1은 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD)가 될 수 있는 발광 디바이스(10)와 같은 전자 디바이스를 도시한다. 발광 디바이스(10)는 사파이어, 실리콘 탄화물(SiC), 실리콘(Si), 갈륨 비소화물(GaAs), 또는 갈륨 질화물(GaN) 중에서 임의로 선택된 기판(11)을 포함한다. 기판(11)은 이후에 기술될 다양한 층을 증착한 후, 발광 디바이스(10)의 형성 시에 폐기될 수 있다.
이종 기판(foreign substrates)상에서는 단결정 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 핵 생성이 어렵기 때문에, 저온 버퍼층(12)은 통상 기판(11)상에 배치된다. 버퍼층(12)은 약 500℃의 저온에서 사파이어 상에 증착된 갈륨 질화물 또는 알루미늄 질화물과 같은 물질로 구성된다.
높은 전도성의 n 타입 발광 Ⅲ-Ⅴ 질화물층(13)은 버퍼층(12) 상에 증착된다. 질화물층(13)은 도핑된 갈륨 질화물(GaN), 인듐 갈륨 질화물(InGaN), 알루미늄 갈륨 질화물(AlGaN), 알루미늄 인듐 질화물(AlInN), 또는 알루미늄 갈륨 인듐 질화물(AlGaInN)로 구성된다. 이러한 물질은, n 층 내에서의 감소된 저항으로 인한 발광 디바이스(10)용의 낮은 구동 전압, p-n 접합 근처의 높은 전자 농도로 인한 우수한 전자 주입, 및 옴 전기 특성을 갖는 층에서의 전극 형성을 가능하게 한다. 바람직한 실시예에서, 도펀트는 실리콘 대신 게르마늄이거나 또는 실리콘, 게르마늄, 주석, 및 산소(O)의 조합물이다.
활성층(14)은 질화물층(13) 상에 증착된다. 활성층(14)은 단일 양자 우물(SQW: single-quantum well), 다중 양자 우물(MQW), 또는 이중 헤테로(DH: double-hetero) 구조를 가질 수 있다. 일반적으로, 이 층은 갈륨 질화물, 알루미늄 갈륨 질화물, 알루미늄 인듐 질화물, 인듐 갈륨 질화물, 또는 알루미늄 인듐 갈륨 질화물이다.
높은 전도성의 p 타입 Ⅲ-Ⅴ 질화물층(15)은 활성층(14) 상에 증착된다. p 타입 질화물층(15)은 p 타입 도펀트가 사용된다는 점만 제외하면 n 타입 질화물층(13)과 유사하다.
클래딩 및/또는 콘택트층과 같은 최종 디바이스층(16)은 p 타입 질화물층(15)의 상부 상에 증착된다.
다양한 층은 MOCVD, MBE, GSPMBE, HVPE와 같은 기술을 사용하여 성장된다. 또한, 이런 다양한 층의 조성 및/또는 도핑은 한 층으로부터 다른 층으로 급격하게 변화될 수도 있고, 한정된 두께에 대해 완만하게 구배될 수도 있으며, 층의 전체 두께에 걸쳐 구배될 수도 있고, 도핑되지 않은 층과 결합될 수 있다.
도 2는 발광 디바이스(20)와 같은 전자 디바이스를 도시한다. 발광 디바이스(20)는 사파이어, 실리콘 탄화물(SiC), 실리콘(Si), 갈륨 비소화물(GaAs), 또는 갈륨 질화물(GaN) 중에서 임의로 선택된 기판(21)을 포함한다. 또한, 이종 기판(foreign substrates)상에서는, 단결정 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 핵 생성이 어렵기 때문에, 저온 버퍼층(22)은 통상 기판(21)상에 배치된다. 버퍼층(22)은 저온에서 사파이어 상에 증착된 갈륨 질화물 또는 알루미늄 질화물과 같은 물질로 구성된다.
높은 전도성의 n 타입 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 버퍼층(22) 상에 증착된다. 이 질화물층은 상이한 도너로 도핑된 층들을 갖는 갈륨 질화물, 상이한 도너로 도핑된 갈륨 질화물 및 인듐 갈륨 질화물의 층들, 또는 상이한 도너로 도핑된 인듐 갈륨 질화물, 알루미늄 갈륨 질화물 및 알루미늄 갈륨 인듐 질화물의 층들, 또는 층 간 내에 도핑되지 않은 층들을 갖는 그러한 층이 될 수 있다. 이러한 층 구조는, 이 층들의 두께가 10 옹스트롬 내지 10 미크론의 범위에 있어야 하기 때문에 통상적인 초격자 구조에서의 층보다도 더 두껍지만, "초격자"로 칭해진다. 이 매우 두꺼운 층은 더 큰 스트레인 제어를 제공하는 것으로 판단된다.
도핑층은 실리콘, 게르마늄, 주석 및 산소의 조합물을 도펀트로 갖는 질화물층(23 내지 29)으로 표시된다. 도펀트의 조합은, 홀수번호(23, 25, 27, 29)로 표시된 질화물층인 도핑된 질화물층이 하나 이상의 도펀트를 사용하고 짝수 부호(24, 26, 28)로 표시된 질화물층인 도핑된 질화물층이 다른 도펀트 또는 도펀트의 조합물을 사용하여 스트레인의 바람직한 상태를 달성하도록 교대로 배치된다. 가령, 질화물층(23, 25, 27, 29)은 게르마늄으로 도핑되고, 질화물층(24, 26, 28)은 실리콘으로 도핑된다.
활성층(30)은 질화물층(29) 상에 증착된다. 활성층(30)은 SQW, MQW 또는 DH 구조를 갖는다. 일반적으로, 이 층은 인듐 갈륨 질화물 또는 알루미늄 인듐 갈륨 질화물을 포함하는 인듐 질화물이다. 인듐 질화물이 인듐 갈륨 질화물 활성 영역에서 더 높은 조성을 가짐으로써, 더 긴 파장의 발광을 얻을 수 있다.
높은 전도성의 p 타입 Ⅲ-Ⅴ 질화물층(31)은 활성층(30) 상에 증착된다. p 타입 질화물층(31)은 p 타입 도펀트가 사용된다는 점만 제외하면 n 타입 질화물층(23)과 동일하다.
클래딩 및/또는 콘택트층과 같은 최종 디바이스층(32)은 p 타입 질화물층(31)의 상부 상에 증착된다. 최종 디바이스층(32)은 발광 디바이스(20)에 필요한 다른 층들이다.
도 3은 발광 디바이스(50)와 같은 다른 전자적 디바이스를 도시한다. 발광 디바이스(50)는 사파이어, 실리콘 탄화물 또는 갈륨 질화물로 구성된 기판(51)을 포함한다. 이종 기판상에서는 단결정 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 핵 생성이 어렵기 때문에, 저온 버퍼층(52)은 통상 기판(51) 상에 배치된다. 버퍼층(52)은 갈륨 질화물 또는 알루미늄 질화물과 같은 물질로 구성된다.
높은 전도성의 n 타입 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 버퍼층(52) 상에 증착된다. 이 질화물층은 도핑된 갈륨 질화물, 인듐 갈륨 질화물, 알루미늄 갈륨 질화물, 알루미늄 인듐 질화물 또는 알루미늄 갈륨 인듐 질화물로 구성된다. 여기서, 하나의 도펀트종이 질화물층(53)으로 표시된 질화물층에서 사용되고, 두 번째 도펀트종이 질화물층(54)에서 사용된다. 바람직한 실시예에서, 도펀트는 실리콘, 게르마늄, 주석 및 산소의 조합물이다. 질화물층(53)이 실리콘으로 도핑되고 질화물층(54)이 게르마늄으로 도핑되는 경우, 질화물층(54)은 콘택트층이 될 수 있다.
활성층(55)은 질화물층(53, 54) 상에 증착된다. 활성층(55)은 SQW 또는 MQW 구조를 가질 수 있다. 일반적으로, 이 층은 인듐 갈륨 질화물 또는 알루미늄 인듐 갈륨 질화물을 포함하는 인듐 질화물이다.
높은 전도성의 p 타입 Ⅲ-Ⅴ 질화물층(56)은 활성층(55) 상에 증착된다. p 타입 질화물층(56)은 p 타입 도펀트가 사용된다는 점만 제외하면 n 타입 질화물층(53, 54)과 유사하다.
클래딩 및/또는 접촉층과 같은 최종 디바이스층(57)은 p 타입 질화물층(56)의 상부 상에 증착된다. 최종 디바이스층(57)은 발광 디바이스(50)에 필요한 다른 층들이다.
과거, 실리콘은 그 바람직한 특성 때문에 n 타입 Ⅲ-Ⅴ 질화물층을 도핑하는 데 선택된 도너였다. 그러나, 실리콘 도핑에 의하면, Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 달성될 수 있는 n 타입 전도성은, Si 혼입이 갈륨 질화물과 기판 간의 격자 상수 및 열팽창 계수에서의 차로 인해 헤테로에피텍시얼로 성장된 갈륨 질화물에 균열을 유발하기 때문에 제한을 받는다. 균열 문제는 갈륨 호스트 원자에 비해 실리콘 도너의 이온 반지름이 작기 때문에 일어난다. 실리콘은 0.413 옹스트롬의 이온 반지름을 갖는 반면, 갈륨은 0.62 옹스트롬의 이온 반지름을 갖는다. 가령, c-평면(c-plane) 사파이어 상에서의 성장을 위해, 실리콘 도핑은 높은 실리콘 도핑 농도에 대해 c-축(c-axis) 방향에서 더 압축적인 스트레인을 유발한다. 결과적으로, 갈륨 질화물의 기저 평면은 보다 더 인장 스트레인(tensile strain)으로 된다. 두 개의 잠재적 도너 불순물인 Ⅲ-Ⅴ 질화물 물질을 위한 게르마늄과 주석은 실리콘 보다 더 큰 이온 반지름을 갖고 있으며, 갈륨의 이온 반지름에 보다 더 가깝다. 게르마늄은 0.53 옹스트롬의 이온 반지름을 갖고, 주석은 0.71 옹스트롬의 이온 반지름을 갖는다.
또한, 실리콘처럼, 게르마늄 및 주석 도핑 소스 모두는 통상적인 MOCVD 공정에서 가스, 즉 게르마늄 수소화물(GeH4) 및 주석 수소화물(SnH4)로서 용이하게 사용될 수 있다. 그리고, 갈륨 질화물 내의 게르마늄(GeGa)의 도너 이온화 에너지 및 갈륨 질화물 내의 주석(SnGa)의 도너 이온화 에너지는 갈륨 질화물 내의 실리콘(SiGa)의 도너 이온화 에너지와 비슷할 것으로 예상된다. 이는 이들 이온이 이상적인 도펀트가 되게 한다.
도 1에 도시한 구조에서, 질화물층(13)은 실리콘, 게르마늄, 주석 또는 산소로 단독으로 또는 조합으로 도핑될 수 있다. 실리콘 도핑 갈륨 질화물과는 대조적으로, 강하게 게르마늄 도핑된 갈륨 질화물은 두께가 ~1㎛보다 더 두껍게 성장한 경우에도 균열이 형성되지 않는다. 또한, 게르마늄 도핑 레벨의 범위가 ~1x1019cm-3 내지 ~1x1020cm-3인 질화물층(13)은 통상적으로 다양한 금속과의 옴 접촉을 형성하고, 이로써 양호한 콘택트층을 만든다. 그러한 농도의 게르마늄 도핑은 상기한 나카무라 등의 문헌에서는 달성될 수 없는 것으로 간주되고 있다.
또한, 도 1에서, 질화물층(13)은 다음 도너, 즉, 실리콘, 게르마늄, 주석 및 산소의 조합물을 사용하여 공동 도핑될 수 있다. 상이한 도너종이 동시에 도입되어, 격자 부정합 기판상에서 헤테로에피텍시얼 성장 Ⅲ-Ⅴ 질화물의 구조적 무결성을 안정화시킨다. 가령, 인장 스트레인은 실리콘과 게르마늄의 조합물, 실리콘과 주석의 조합물, 및 게르마늄과 주석의 조합물을 사용함으로써 감소될 수 있다. 또한, 산소의 사용은 그것이 질소 격자 자리를 차지하기 때문에 매우 바람직하다. 이로써, 갈륨 격자 자리를 차지하는 실리콘, 게르마늄 또는 주석의 자리 경쟁이 없게 되고, 더 높은 도핑 레벨이 달성될 수 있다. 더 높은 도핑 레벨로 인해, 더 높은 전도성을 성취할 수 있다. 실리콘/게르마늄, 게르마늄/주석, 및 주석/실리콘의 공동 도펀트를 사용함으로써, 격자를 안정화시키고 균열을 피할 수 있다. 도펀트 및 그 비율은 갈륨 질화물, 인듐 갈륨 질화물 및 알루미늄 갈륨 질화물의 성장에 대해 상이하게 선택되어, 갈륨 질화물, 알루미늄 갈륨 질화물, 알루미늄 인듐 질화물, 인듐 갈륨 질화물 또는 알루미늄 인듐 갈륨 질화물의 과잉성장(overgrowth)에 대해 바람직한 스트레인 상태를 조절한다.
도 2의 발광 디바이스(20)는 상기 나카무라 등이 보고한 게르마늄의 도핑 효율성의 크기가 실리콘보다 약 한 차수 더 낮다는 문제에 대한 해결책이다. 이 문제를 극복하기 위해, 실리콘층이 게르마늄 도핑 층들 사이에 끼워져, 실리콘 도핑 층의 총 두께가 소정의 도핑 레벨에서 균열을 발생시키는 임계 두께를 초과하지 않게 할 수 있다. 이로써, 실리콘 도핑 층(24, 26, 28)은 비교적 얇게 된다. 게르마늄 도핑 층(23, 25, 27, 29)은 동일한 농도로 도핑될 수 있으나, 희망하는 높은 전도성을 제공할 정도로 충분히 두껍게 제조될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 질화물층(13) 내의 각종 도펀트의 농도는 단일하거나, 버퍼층(12)으로부터 질화물층(13)으로 점점 변할 수 있다. 또한, 질화물층(13)이 버퍼층(12)에서 한 도펀트로 시작해서 이 한 도펀트의 농도는 점점 감소하고 두 번째 도펀트의 농도는 점점 증가하게 하는 것이 실용적이다.
가령, 인듐 갈륨 질화물 또는 알루미늄 갈륨 질화물 활성층(14)의 결과로서 생기는 과잉성장에 대한 스트레인의 점진적인 조절은 도펀트의 특정 조합을 선택하여 그 상대적 농도를 점진적으로 변화시킴으로써 가능할 것이다. 인듐 갈륨 질화물의 평면 내 격자 파라미터는 갈륨 질화물에 대한 격자 파라미터보다 좀 더 크고, 알루미늄 갈륨 질화물의 평면 내 격자 파라미터는 갈륨 질화물에 대한 격자 파라미터보다 좀 더 작다.
결과적으로, 갈륨 질화물층(13)을 두 개의 상이한 도너종으로 공동 도핑하고 인듐 갈륨 질화물 활성층(14)의 계면을 향해 평면 내 격자 상수를 증가시키는 도너종의 농도를 증가시키는 것은 인듐 갈륨 질화물의 과잉성장에 대해 격자를 조절할 것이다. 가령, 이는 실리콘 및 게르마늄으로 공동 도핑하고, 인듐 갈륨 질화물 계면 가까이에서 실리콘 농도를 증가시키는 것을 포함한다.
한편, 갈륨 질화물층(13)에 대해 별도의 도너 도펀트 쌍을 선택하고 알루미늄 갈륨 질화물 활성층(14)의 계면을 향해 평면 내 격자 상수를 감소시키는 도너의 농도를 증가시키는 것은 표면 방출 레이저에서의 미러 스택(mirror stacks)의 성장에 필요한 두꺼운 알루미늄 갈륨 질화물층의 과잉성장에 유리하며, 가령, 실리콘 및 게르마늄으로 공동 도핑하고, 게르마늄 농도를 알루미늄 갈륨 질화물의 계면 가까이에서 증가시키는 것을 포함한다.
도 3에서, 층을 개별적으로 도핑함으로써, 바로 앞에서 기술한 결과와 유사한 결과가 성취될 수 있다. 가령, 갈륨 질화물층(53)이 게르마늄으로 도핑될 수 있다. 이는 높은 도핑을 허용하여 두꺼운 층이 될 수 있다. 게르마늄 도핑 갈륨 질화물층의 상부에는, c-평면에서의 격자 파라미터를 증가시켜 인듐 질화물의 조성이 높은 인듐 갈륨 질화물이 성장하게 되는 실리콘과 같은 상이한 도너종을 사용하여 강하게 도핑된 질화물층(54)이 성장한다. 인듐 갈륨 질화물 활성 영역에서 인듐 질화물 조성이 높을수록, 더 긴 발광의 파장을 얻을 수 있다.
또한, 기저 평면에서 더 높은 인장 스트레인이 더 높으면, 인듐 갈륨 질화물의 계면에서의 압전 시트 부하가 감소한다.
이와 달리, 질화물층(53)은 갈륨 질화물 및 실리콘으로 구성되고, 게르마늄 도핑 질화물인 질화물층(54)은 ~1x1020cm-3의 게르마늄 농도로 상부에서 성장한다. 이 강한 게르마늄 도핑 질화물층(54)은 에칭 깊이가 변하는 경우에도 에칭에 의해 용이하게 도달될 수 있을 정도로 충분하게 두꺼운 콘택트층이 된다. 활성층(55)은 이 콘택트층의 상부 상에서 성장한다.
본 발명은 특정한 최상의 모드에 대하여 기술되고 있으나, 많은 대안, 수정 및 변경은 전술한 설명의 관점에 볼 때 본 기술의 당업자에게는 자명할 것이다. 가령, 그 구조는 마그네슘, 베릴륨, 아연 또는 카드뮴이 도펀트인 반도체 디바이스에서 강하게 도핑된 p-층에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 및 사상 내에 있는 모든 그러한 대안, 수정 및 변경을 포함하고자 한다. 첨부한 도면에서 도시되고 본 명세서에서 설명된 모든 사항은 예시적인 것으로서 비제한적인 의미로 해석되어야 한다.

Claims (22)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 위치한 Ⅲ-Ⅴ 질화물층과,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층 상에 위치한 활성층과,
    상기 활성층 상에 위치한 제 2 Ⅲ-Ⅴ 질화물층을 포함하되,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 제 1 도펀트로 도핑되며, 이에 의해 응력이 제어되고, 상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 취성화(embrittlement)가 최소화되며,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 제 2 도펀트를 포함하되, 상기 제 2 도펀트의 농도는 상기 활성층에 가까울수록 달라지는
    반도체 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 제 2 도펀트를 포함하는 디바이스.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도펀트는 상기 활성층에 가까워질수록 농도가 증가하고,
    상기 제 1 도펀트는 상기 활성층으로부터 멀어질수록 농도가 증가하는 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 제 1 부분은 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 도펀트로 도핑되고,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 제 2 부분은 상기 제 1 부분에서 사용된 상기 도펀트와는 상이하며 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 도펀트로 도핑되는 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 다수의 제 1 부분은 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 도펀트로 도핑되고,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 다수의 제 2 부분은 상기 다수의 제 1 부분에서 사용된 상기 도펀트와는 상이하고 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 도펀트로 도핑되며,
    상기 다수의 제 1 부분 및 상기 다수의 제 2 부분은 교대로 배치되어, 초격자 구조가 형성되는 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층 내에 도핑되지 않은 층을 포함하는 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 상기 도펀트와는 상이한 도펀트를 사용하여 강하게 도핑된 부분을 포함하여 상기 활성층에 인접한 격자 파라미터를 증가시키는 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 전도성이 높도록 강하게 도핑되어, 상기 디바이스에 대한 콘택트층이 되는 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 다수의 도펀트를 포함하여, 상기 기판으로부터 상기 활성화층까지 상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 조성 및 특성을 선택적으로 변화시키는 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층 및 상기 제 2 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 두께가 10 옹스트롬 내지 10 미크론의 범위에 있는 디바이스.
  12. 알루미늄, 탄소, 갈륨, 인듐, 질소, 산소, 실리콘 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함하는 기판과,
    상기 기판 상에 위치하며, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 질소 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함하는 Ⅲ-Ⅴ 질화물층과,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층 상에 위치하며, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 질소 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함하는 활성층과,
    상기 활성층 상에 위치하며, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 질소 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함하는 제 2 Ⅲ-Ⅴ 질화물층을 포함하되,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 제 1 도펀트로 도핑되고, 이에 의해 상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 압축 또는 인장 균열 발생 및 취성화가 최소화되고,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 제 2 도펀트를 포함하되, 상기 제 2 도펀트의 농도는 상기 활성층에 가까워질수록 달라지고, 그에 따라 상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 격자 상수가 상기 활성층의 격자 상수를 따라 달라지는
    발광 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 제 2 도펀트를 포함하는 발광 디바이스.
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 제 2 도펀트를 포함하되, 상기 제 2 도펀트는 상기 활성층에 가까울수록 농도가 증가하고,
    상기 제 1 도펀트는 상기 활성층으로부터 멀어질수록 농도가 증가하여, 상기 활성층으로부터의 높은 전도성 및 긴 파장 방출이 달성되는 발광 디바이스.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 제 1 부분은 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 도펀트로 도핑되고,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 제 2 부분은 상기 제 1 부분보다 더 두꺼우며, 상기 제 1 부분에서 사용된 상기 도펀트와는 상이하고, 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 도펀트로 도핑되는 발광 디바이스.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 다수의 제 1 부분은 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 도펀트로 도핑되고,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 다수의 제 2 부분은 상기 다수의 제 1 부분에서 사용된 상기 도펀트와는 상이하고, 실리콘, 게르마늄, 주석, 산소, 마그네슘, 베릴륨, 아연, 카드뮴 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 도펀트로 도핑되며,
    각각의 상기 다수의 제 1 부분 및 각각의 상기 다수의 제 2 부분은 교대로 배치되어, 상기 디바이스 내의 전도성 및 응력이 제어되는 발광 디바이스.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층 및 상기 제 2 Ⅲ-Ⅴ 질화물층 내에 다수의 도핑되지 않은 층을 포함하는 발광 디바이스.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 상기 도펀트와는 상이한 도펀트를 사용하여 강하게 도핑된 부분을 포함하여 상기 활성층에 인접한 격자 파라미터를 증가시키는 발광 디바이스.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 적어도 강하게 도핑된 부분을 포함하여, 콘택트층이 되는 발광 디바이스.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층은 다수의 도펀트를 포함하여, 상기 기판으로부터 상기 활성화층까지 상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층의 조성 및 특성을 선택적으로 변화시키는 발광 디바이스.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물층 및 상기 제 2 질화물층은 두께가 10 옹스트롬 내지 10 미크론의 범위에 있는 디바이스.
KR1020017008987A 1999-11-17 2000-11-17 선택적으로 도핑된 ⅲ-ⅴ 질화물층을 갖는 디바이스 및 발광 디바이스 KR100735934B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/442,590 US6441393B2 (en) 1999-11-17 1999-11-17 Semiconductor devices with selectively doped III-V nitride layers
US09/442,590 1999-11-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010108105A KR20010108105A (ko) 2001-12-07
KR100735934B1 true KR100735934B1 (ko) 2007-07-06

Family

ID=23757381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017008987A KR100735934B1 (ko) 1999-11-17 2000-11-17 선택적으로 도핑된 ⅲ-ⅴ 질화물층을 갖는 디바이스 및 발광 디바이스

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6441393B2 (ko)
EP (1) EP1175694B1 (ko)
JP (1) JP5346146B2 (ko)
KR (1) KR100735934B1 (ko)
AU (1) AU1774001A (ko)
WO (1) WO2001037321A2 (ko)

Families Citing this family (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001160627A (ja) * 1999-11-30 2001-06-12 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子
JP5179694B2 (ja) * 2000-06-02 2013-04-10 マイクロガン ゲーエムベーハー 後面にドナーをドープしたヘテロ構造
US6586762B2 (en) * 2000-07-07 2003-07-01 Nichia Corporation Nitride semiconductor device with improved lifetime and high output power
JP2002057158A (ja) * 2000-08-09 2002-02-22 Sony Corp 絶縁性窒化物層及びその形成方法、半導体装置及びその製造方法
JP2002151734A (ja) * 2000-09-04 2002-05-24 Sharp Corp 発光ダイオード
US6673149B1 (en) * 2000-09-06 2004-01-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Production of low defect, crack-free epitaxial films on a thermally and/or lattice mismatched substrate
US6649287B2 (en) * 2000-12-14 2003-11-18 Nitronex Corporation Gallium nitride materials and methods
JP3639789B2 (ja) * 2001-01-31 2005-04-20 シャープ株式会社 窒化物系半導体発光素子
US6956250B2 (en) * 2001-02-23 2005-10-18 Nitronex Corporation Gallium nitride materials including thermally conductive regions
CN1252883C (zh) * 2001-04-12 2006-04-19 日亚化学工业株式会社 氮化镓系列化合物半导体元件
MY139533A (en) * 2001-11-05 2009-10-30 Nichia Corp Nitride semiconductor device
JP3973523B2 (ja) * 2002-09-20 2007-09-12 三洋電機株式会社 窒化物系半導体レーザ素子
TW561637B (en) * 2002-10-16 2003-11-11 Epistar Corp LED having contact layer with dual dopant state
US7026249B2 (en) * 2003-05-30 2006-04-11 International Business Machines Corporation SiGe lattice engineering using a combination of oxidation, thinning and epitaxial regrowth
US7135720B2 (en) * 2003-08-05 2006-11-14 Nitronex Corporation Gallium nitride material transistors and methods associated with the same
US20050145851A1 (en) * 2003-12-17 2005-07-07 Nitronex Corporation Gallium nitride material structures including isolation regions and methods
US7071498B2 (en) * 2003-12-17 2006-07-04 Nitronex Corporation Gallium nitride material devices including an electrode-defining layer and methods of forming the same
JP2005340789A (ja) * 2004-04-28 2005-12-08 Showa Denko Kk Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
JP2006013473A (ja) * 2004-05-24 2006-01-12 Showa Denko Kk Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
US7361946B2 (en) * 2004-06-28 2008-04-22 Nitronex Corporation Semiconductor device-based sensors
US7339205B2 (en) 2004-06-28 2008-03-04 Nitronex Corporation Gallium nitride materials and methods associated with the same
US7687827B2 (en) * 2004-07-07 2010-03-30 Nitronex Corporation III-nitride materials including low dislocation densities and methods associated with the same
JP4316454B2 (ja) * 2004-09-10 2009-08-19 株式会社東芝 半導体基板、半導体素子、半導体素子の製造方法及び半導体基板の製造方法
JP2008519441A (ja) * 2004-10-28 2008-06-05 ニトロネックス コーポレイション 窒化ガリウム材料を用いるモノリシックマイクロ波集積回路
US7247889B2 (en) 2004-12-03 2007-07-24 Nitronex Corporation III-nitride material structures including silicon substrates
EP1855326A4 (en) * 2005-02-25 2011-06-01 Dowa Electronics Materials Co LIGHT-EMITTING ELECTROLUMINESCENT DIODE WITH DOUBLE JUNCTION AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
US7365374B2 (en) 2005-05-03 2008-04-29 Nitronex Corporation Gallium nitride material structures including substrates and methods associated with the same
JP2007081180A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光素子
US20070202360A1 (en) * 2005-10-04 2007-08-30 Nitronex Corporation Gallium nitride material transistors and methods for wideband applications
EP1969635B1 (en) 2005-12-02 2017-07-19 Infineon Technologies Americas Corp. Gallium nitride material devices and associated methods
US7566913B2 (en) 2005-12-02 2009-07-28 Nitronex Corporation Gallium nitride material devices including conductive regions and methods associated with the same
US8357243B2 (en) * 2008-06-12 2013-01-22 Sixpoint Materials, Inc. Method for testing group III-nitride wafers and group III-nitride wafers with test data
US20100095882A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-22 Tadao Hashimoto Reactor design for growing group iii nitride crystals and method of growing group iii nitride crystals
JP2009536605A (ja) * 2006-05-08 2009-10-15 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア アルミニウムを含むｉｉｉ族窒化物半導体化合物の成長方法及び材料。
EP1883141B1 (de) * 2006-07-27 2017-05-24 OSRAM Opto Semiconductors GmbH LD oder LED mit Übergitter-Mantelschicht
EP1883140B1 (de) * 2006-07-27 2013-02-27 OSRAM Opto Semiconductors GmbH LD oder LED mit Übergitter-Mantelschicht und Dotierungsgradienten
PL1883119T3 (pl) * 2006-07-27 2016-04-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Półprzewodnikowa struktura warstwowa z supersiecią
DE102006046227A1 (de) * 2006-07-27 2008-01-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiter-Schichtstruktur mit Übergitter
US20100269819A1 (en) * 2006-08-14 2010-10-28 Sievers Robert E Human Powered Dry Powder Inhaler and Dry Powder Inhaler Compositions
US20080217652A1 (en) * 2006-10-24 2008-09-11 Keh-Yung Cheng Growth of AsSb-Based Semiconductor Structures on InP Substrates Using Sb-Containing Buffer Layers
WO2008061085A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-22 University Of South Carolina Selectively doped semi-conductors and methods of making the same
US8362503B2 (en) 2007-03-09 2013-01-29 Cree, Inc. Thick nitride semiconductor structures with interlayer structures
US7825432B2 (en) * 2007-03-09 2010-11-02 Cree, Inc. Nitride semiconductor structures with interlayer structures
US7745848B1 (en) 2007-08-15 2010-06-29 Nitronex Corporation Gallium nitride material devices and thermal designs thereof
US8026581B2 (en) * 2008-02-05 2011-09-27 International Rectifier Corporation Gallium nitride material devices including diamond regions and methods associated with the same
WO2009108700A1 (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Sixpoint Materials, Inc. Method for producing group iii nitride wafers and group iii nitride wafers
US8343824B2 (en) * 2008-04-29 2013-01-01 International Rectifier Corporation Gallium nitride material processing and related device structures
US7902545B2 (en) * 2008-05-14 2011-03-08 Baker Hughes Incorporated Semiconductor for use in harsh environments
WO2009141724A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies Formation of substantially pit free indium gallium nitride
EP2281076A1 (en) 2008-06-04 2011-02-09 Sixpoint Materials, Inc. Methods for producing improved crystallinty group iii-nitride crystals from initial group iii-nitride seed by ammonothermal growth
WO2009149300A1 (en) 2008-06-04 2009-12-10 Sixpoint Materials High-pressure vessel for growing group iii nitride crystals and method of growing group iii nitride crystals using high-pressure vessel and group iii nitride crystal
US8431419B2 (en) * 2008-08-28 2013-04-30 Soitec UV absorption based monitor and control of chloride gas stream
WO2010060034A1 (en) * 2008-11-24 2010-05-27 Sixpoint Materials, Inc. METHODS FOR PRODUCING GaN NUTRIENT FOR AMMONOTHERMAL GROWTH
JP5355158B2 (ja) * 2009-03-13 2013-11-27 株式会社東芝 半導体基板及び半導体素子
WO2010129718A2 (en) 2009-05-05 2010-11-11 Sixpoint Materials, Inc. Growth reactor for gallium-nitride crystals using ammonia and hydrogen chloride
WO2011037251A1 (ja) * 2009-09-28 2011-03-31 株式会社トクヤマ 積層体の製造方法
RU2434315C1 (ru) * 2010-03-15 2011-11-20 Юрий Георгиевич Шретер Светоизлучающее устройство с гетерофазными границами
CN101831613B (zh) * 2010-04-21 2011-10-19 中国科学院半导体研究所 利用非极性ZnO缓冲层生长非极性InN薄膜的方法
WO2012035135A1 (de) * 2010-09-19 2012-03-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterchip und verfahren zu dessen herstellung
JP2012104528A (ja) * 2010-11-08 2012-05-31 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子
US8436363B2 (en) 2011-02-03 2013-05-07 Soitec Metallic carrier for layer transfer and methods for forming the same
KR20130011374A (ko) * 2011-07-21 2013-01-30 주식회사 칩테크놀러지 자외선 발광 다이오드용 다중 양자 우물 및 그의 제조 방법
JP5879225B2 (ja) * 2011-08-22 2016-03-08 住友化学株式会社 窒化物半導体テンプレート及び発光ダイオード
CN103022294B (zh) * 2011-09-28 2015-11-25 比亚迪股份有限公司 一种蓝宝石外延片结构及其制造方法
US8796097B2 (en) 2012-04-26 2014-08-05 University Of South Carolina Selectively area regrown III-nitride high electron mobility transistor
WO2014009856A1 (en) * 2012-07-11 2014-01-16 Koninklijke Philips N.V. Reducing or eliminating nanopipe defects in iii-nitride structures
WO2015176002A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 The Regents Of The University Of California Doping in iii-nitride devices
JP6605213B2 (ja) * 2015-03-23 2019-11-13 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子
US9806182B2 (en) 2015-09-08 2017-10-31 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Parasitic channel mitigation using elemental diboride diffusion barrier regions
US9704705B2 (en) 2015-09-08 2017-07-11 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Parasitic channel mitigation via reaction with active species
US9773898B2 (en) 2015-09-08 2017-09-26 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. III-nitride semiconductor structures comprising spatially patterned implanted species
US9799520B2 (en) 2015-09-08 2017-10-24 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Parasitic channel mitigation via back side implantation
US20170069721A1 (en) 2015-09-08 2017-03-09 M/A-Com Technology Solutions Holdings, Inc. Parasitic channel mitigation using silicon carbide diffusion barrier regions
US9627473B2 (en) 2015-09-08 2017-04-18 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Parasitic channel mitigation in III-nitride material semiconductor structures
US9673281B2 (en) 2015-09-08 2017-06-06 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Parasitic channel mitigation using rare-earth oxide and/or rare-earth nitride diffusion barrier regions
US10211294B2 (en) 2015-09-08 2019-02-19 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. III-nitride semiconductor structures comprising low atomic mass species
US9960127B2 (en) 2016-05-18 2018-05-01 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. High-power amplifier package
US10134658B2 (en) 2016-08-10 2018-11-20 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. High power transistors
CN108269731A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 苏州纳维科技有限公司 n型III族氮化物半导体材料及其制备方法
CN108110098B (zh) * 2017-10-25 2019-12-31 华灿光电（浙江）有限公司 一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法
CN107946416B (zh) * 2017-11-29 2019-08-27 湘能华磊光电股份有限公司 一种提高发光效率的led外延生长方法
US10879420B2 (en) 2018-07-09 2020-12-29 University Of Iowa Research Foundation Cascaded superlattice LED system
US11038023B2 (en) 2018-07-19 2021-06-15 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. III-nitride material semiconductor structures on conductive silicon substrates
CN110350056B (zh) * 2019-07-25 2022-04-22 湘能华磊光电股份有限公司 一种led外延层生长方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5825052A (en) * 1994-08-26 1998-10-20 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emmitting device

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5116455A (en) * 1991-01-24 1992-05-26 Spire Corporation Process of making strain-free, carbon-doped epitaxial layers and products so made
JPH088217B2 (ja) 1991-01-31 1996-01-29 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法
US5844303A (en) * 1991-02-19 1998-12-01 Fujitsu Limited Semiconductor device having improved electronic isolation
US5306662A (en) * 1991-11-08 1994-04-26 Nichia Chemical Industries, Ltd. Method of manufacturing P-type compound semiconductor
JP2798545B2 (ja) * 1992-03-03 1998-09-17 シャープ株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
JP3484997B2 (ja) * 1994-07-06 2004-01-06 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP3504976B2 (ja) * 1994-08-26 2004-03-08 ローム株式会社 半導体発光素子
JPH08167735A (ja) * 1994-12-12 1996-06-25 Hitachi Cable Ltd 発光素子
JP3409958B2 (ja) * 1995-12-15 2003-05-26 株式会社東芝 半導体発光素子
JP3374737B2 (ja) * 1997-01-09 2003-02-10 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP3757544B2 (ja) * 1997-05-21 2006-03-22 昭和電工株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
JP3651260B2 (ja) * 1997-10-01 2005-05-25 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
US6121639A (en) * 1998-08-20 2000-09-19 Xerox Corporation Optoelectronic devices based on ZnGeN2 integrated with group III-V nitrides
JP2003008058A (ja) * 2001-06-18 2003-01-10 Showa Denko Kk ＡｌＧａＩｎＰエピタキシャルウエーハ及びそれを製造する方法並びにそれを用いた半導体発光素子

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5825052A (en) * 1994-08-26 1998-10-20 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emmitting device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001037321A3 (en) 2001-10-11
EP1175694B1 (en) 2018-09-26
JP5346146B2 (ja) 2013-11-20
WO2001037321A2 (en) 2001-05-25
AU1774001A (en) 2001-05-30
JP2001210863A (ja) 2001-08-03
EP1175694A2 (en) 2002-01-30
US20020008245A1 (en) 2002-01-24
KR20010108105A (ko) 2001-12-07
US6441393B2 (en) 2002-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100735934B1 (ko) 선택적으로 도핑된 ⅲ-ⅴ 질화물층을 갖는 디바이스 및 발광 디바이스
US6833564B2 (en) Indium gallium nitride separate confinement heterostructure light emitting devices
CN100530719C (zh) 氮化物半导体元器件
JP4677065B2 (ja) 発光ダイオードおよびその製造方法
KR100912092B1 (ko) Ⅲ-니트라이드 발광 장치에서 옴 접촉의 형성
US6829273B2 (en) Nitride semiconductor layer structure and a nitride semiconductor laser incorporating a portion of same
KR101067823B1 (ko) 자외선 발광 디바이스 및 이를 제조하기 위한 방법
US7417258B2 (en) Semiconductor light-emitting device, and a method of manufacture of a semiconductor device
JP2003037289A (ja) 低駆動電圧のｉｉｉ族窒化物発光素子
JP2008205514A (ja) Ｉｉｉ−ｖ族窒化物半導体素子
US11152539B2 (en) Reducing or eliminating nanopipe defects in III-nitride structures
US6437374B1 (en) Semiconductor device and method of forming a semiconductor device
EP1246264A2 (en) Nitride semiconductor device
JP2015115343A (ja) 窒化物半導体素子の製造方法
US7642565B2 (en) Radiation-emitting semiconductor component based on gallium nitride, and method for fabricating the semiconductor component

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130618

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140627

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150629

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160614

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170616

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190312

Year of fee payment: 13