KR101116904B1 - 질화물 반도체 결정 제조 방법 및 발광 소자 제조 방법 - Google Patents

질화물 반도체 결정 제조 방법 및 발광 소자 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 질화물 반도체 결정 제조 방법은 준비된 기판의 표면에 질화물 반도체를 성장시켜 버퍼층을 형성하는 단계; 버퍼층 위에, 질화물 반도체를 성장시켜 소정의 반경과 주기를 가지는 복수의 육각뿔 구조로 형성하는 단계; 육각뿔 구조 위에 질화물 반도체를 성장시켜 평탄한 상면을 가지는 질화물 반도체층을 형성하는 단계로 이루어진다.

Description

질화물 반도체 결정 제조 방법 및 발광 소자 제조 방법{Method for manufacturing nitride semiconductor crystals and light emitting devices}
본 발명은 질화물 반도체 결정 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 결정 결함을 감소시킬 수 있는 질화물 반도체 결정 제조 방법 및 질화물 발광 소자 제조 방법에 관한 것이다.
최근 활발하게 개발되고 있는 III족 금속 질화물 반도체를 이용한 청색 또는 백색 LED나 레이저 다이오드 등의 발광소자 및 전자소자들은 사파이어를 질화물 반도체 결정성장을 위한 기판으로 사용하고 있다. 그러나, 이러한 경우 사파이어와 질화물 반도체의 격자상수 차이로 인하여 결정 결함 등의 문제가 발생하게 된다.
이러한 결정 결함은 LED나 레이저 다이오드와 같은 발광 소자의 발광 효율을 저하시키는 문제를 발생시키기 때문에 이를 해결할 필요가 있다. 특히, AlGaN 계열의 자외선 LED의 경우는 질화물 반도체층의 결정질에 의해 발광 효율이 매우 큰 영향을 받기 때문에, 현재까지 300 nm 이하의 자외선 LED 연구에 큰 성과가 없는 실정이다.
GaN와 사파이어 기판 사이의 격자상수 차이로 인한 관통 전위(threading dislocation) 등의 결정결함을 줄이기 위한 방법으로 측면성장(epitaxial lateral overgrowth, ELO)법이 널리 활용된다. 그러나, 이러한 측면 성장법은 SiO2 마스크를 그대로 두고 선택적 결정 성장을 실시하므로 형성된 GaN 반도체 박막에 많은 스트레인을 주게 된다.
특히, 자외선 LED의 경우는 AlGaN 계열을 사용하기 때문에 유기 금속 화학 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD) 장치에서는 제조하기 어렵다. 또한, MOCVD에서는 Al 조성이 높은 양자우물과 같이 매우 얇은 박막층의 성장도 어려운 실정이다. 자외선 LED로 정상적인 동작을 하기 위해서는 매우 양호한 결정질을 가지는 반도체 결정층들로 구성된 LED 구조가 필요한데 이들 LED 구조를 구성하는 결정층들의 결정질은 하부 구조의 반도체 결정질에 의해 크게 영향을 받는다. 따라서 300nm 이하의 자외선 LED 제작을 위해서는 무엇보다도 LED 구조를 성장하기 위한 하부 반도체 결정층의 결정질 향상이 매우 중요해진다.
본 발명은 상기와 같은 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 결정 결함이 최소로 되는 우수한 결정질을 가지는 질화물 반도체 결정 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광소자를 제조할 때 사용할 수 있는 우수한 결정질을 가지는 질화물 반도체 템플릿 기판용의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 발광 효율이 우수한 질화물 반도체 발광 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 결정결함이 최소화되는 자외선 영역의 발광 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적 및 기타 목적을 이루기 위하여, 본 발명의 제1 특징에 따르는 질화물 반도체 결정 제조 방법은
기판을 준비하는 단계;
기판의 표면에 질화물 반도체를 성장시켜 버퍼층을 형성하는 단계;
버퍼층 위에, 질화물 반도체를 성장시켜 소정의 반경과 주기를 가지는 복수의 육각뿔 구조로 형성하는 단계; 및
육각뿔 구조 위에 질화물 반도체를 성장시켜 평탄한 상면을 가지는 질화물 반도체층을 형성하는 단계;로 이루어진다.
이때, 버퍼층을 형성하는 단계 후에, 버퍼층 위에 마스크층을 형성하는 단계;와 마스크층을 식각하여 소정의 반경과 주기를 가지는 복수의 원형 패턴으로 상기 버퍼층을 노출시키는 단계가 실행될 수 있다. 또한, 육각뿔 구조 형성 단계 후에는 마스크 층을 제거하는 단계;가 실행될 수 있다.
질화물 반도체는 n형 GaN이고, 질화물 반도체를 성장시키는 각각의 단계는 수소 기상 증착법(Hydride Vapor Phase Epitaxy: HVPE)를 사용하는 것이 바람직하다.
기판은 실리콘, GaAs, InP 및 사파이어로 이루어진 그룹 중에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 사파이어이다.
본 발명의 제2 특징에 따르는 발광 소자 제조 방법은
기판을 준비하는 단계;
기판의 표면에 질화물 반도체를 성장시켜 버퍼층을 형성하는 단계;
버퍼층 위에 발광 적층 구조물이 형성될 제1 영역에서, 질화물 반도체를 성장시켜 소정의 반경과 주기를 가지는 복수의 육각뿔 구조로 형성하는 단계;
제1 영역의 육각뿔 구조 위에 질화물 반도체를 성장시켜 평탄한 상면을 가지는 질화물 반도체층을 형성하는 단계; 및
제1 영역에 형성된 질화물 반도체 층 위에 발광 적층 구조물을 형성하는 단계;로 이루어진다.
이때, 제1 영역은 원형 또는 육각형 형상인 것이 바람직하다.
발광 적층 구조물을 형성하는 단계는 n형 AlGaN 클래딩 층을 형성하는 단계; AlGaN 활성층을 형성하는 단계; p형 AlGaN 클래딩 층을 형성하는 단계; 및 p형 GaN 캡 층을 형성하는 단계;로 이루어진다. 이후, 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계가 실행될 수 있고, 제1 전극은 상기 발광 적층 구조물 위에 형성되고, 제2 전극은 상기 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성된다.
본 발명의 질화물 반도체 결정 제조 방법에 따르면, 다양한 기판을 사용하면서도, 결정 결함 밀도를 감소시킨 질화물 반도체 결정을 성장시킬 수 있다.
본 발명에 의하여 제조된 질화물 반도체 결정이 템플릿 기판으로서 그 위에 청자색, 백색 또는 자외선 영역 등의 다양한 파장 범위의 LED의 기판으로 사용되어 광효율을 높일 수 있을 뿐 아니라, 탑다운(top-down) 방식의 LED 전극형성이 가능하여 웨이퍼 당 수율 향상을 기대할 수 있다.
특히, 관통 전위 등과 같은 결정 결함을 최소화하여 우수한 결정질을 가지는 질화물 반도체, 특히 n-GaN의 결정을 성장시켜, 그 위에 AlGaN 계열의 자외선 LED를 제조할 수 있다.
또한, 질화물 반도체를 성장시키는 장치로서, HVPE법를 사용하기 때문에 갈륨 금속을 직접 사용할 수 있고 갈륨 금속에 도펀트를 직접 주입할 수 있어서 MOCVD법 보다 간편한 장점이 있다. 더욱이, 후막 성장이 가능하여 제조 비용을 절감할 수 있는 이점도 있다.
도 1a-1b은 본 발명의 일 실시예에 따른 GaN 결정 제조 방법을 도시한 도면이고,
도 2a-2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 제조 방법을 도시한 도면이고,
도 3는 도 2의 단계 S230에서 육각뿔 구조가 형성된 것의 사진이고,
도 4a 내지도 4c는 도 2의 단계 S250에서 육각뿔 구조 위에 GaN층이 형성되어 가는 과정 중의 사진이고,
도 5a 및 도 5b는 단계 S260에서 발광 적층 구조가 형성된 것의 평면 사진이고,
도 6은 도 2의 단계 S260에서 발광 적층 구조가 형성된 것의 단면 사진이고,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 발광소자의 발광특성과 과 전압/전류를 나타내는 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1a-1b을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 결정 제조 방법을 설명한다. 본 실시예는 사파이어 기판을 사용하여 n형 GaN 결정을 성장시키는 것에 대한 실시예이다.
단계 S110에서, 사파이어 기판(10)을 준비하고, n형 GaN 결정을 HVPE 결정 성장 장치를 이용하여 두께 2~5μm로 성장시켜 버퍼층(20)을 형성한다. 버퍼층(20) 위에 약 2500 Å두께의 Si3N4 막을 PECVD에 의하여 증착하여 마스크층(30)을 형성한다.
단계 S120에서, 포토리소그라피 공정에 의해, 마스크층(30)에 반경이 0.5~1 μm 정도이고 주기가 5~50 μm인 복수의 원형 패턴을 형성하고, BOE 용액을 이용하여 마스크층(30)을 식각하여 원형 패턴 내부의 n형 GaN 결정면(21)이 노출되도록 한다.
단계 S130에서, HVPE 결정 성장 장치를 이용하여 n형 GaN 결정을 선택적으로 성장시켜 육각뿔 구조(40)를 형성한다. GaN의 기본 결정 구조가 우르짜이트(wurtzite) 구조이기 때문에, 원형 패턴으로 뿔 형상을 가지도록 성장시키면 육각뿔 구조가 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 관통 전위가 위로 갈수록 줄어들도록 하기 위하여 육각뿔의 구조를 가지도록 GaN 결정을 성장시킨다. 이때, HVPE의 결정성장 조건의 예는 다음과 같다. Ga의 원료로는 Ga 메탈, N의 원료로는 암모니아(NH3)를 각각 이용하고, n형 형성하기 위하여 Te을 Ga 용액에 합성한다. 상기 원형 패턴이 형성된 기판을 반응관 안에 장착하고 1090℃에서 GaN 결정을 성장시키면 n형 GaN의 육각뿔 구조가 형성된다. 이때, 육각뿔 구조의 밑면의 지름은 대략 3-5μm, 높이는 3~5μm정도로 형성한다. 육각뿔 구조의 밑면은 과성장(overgrowth)되어 원형 패턴보다 넓어지게 된다.
육각뿔 구조의 형성이 완료되면, 단계 S140에서, 마스크층(30)을 HF로 에칭하여 제거한다.
다음으로, 단계 S150에서, 다시 HVPE 결정 성장 장치를 이용하여 다시 n형 GaN 결정을 성장시키면 육각뿔 구조(40)의 측면에서 성장된 성장층이 완전하게 평탄하게 되어 평탄면을 가진 n형 GaN층(50)이 형성된다. n형 GaN층(50)의 성장률은 10㎛/60min 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이렇게 형성된 GaN 템플릿 기판(100)은 질화물 계열의 발광 소자나 전자 소자의 기판으로 사용될 수 있다.
본 발명의 질화물 반도체 제조 방법은 질화물 반도체의 육각뿔 구조를 형성한 후에 평탄면을 가지는 질화물 반도체층을 형성함으로써, 질화물 반도체층의 결정 결함밀도를 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 이러한 제조 방법에 의하여, 질화물 반도체층을 가지는 템플릿 기판을 형성할 수 있고, 이러한 템플릿 기판은 가시광선 영역뿐 아니라 자외선 영역의 발광소자의 기판으로 사용될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 사파이어 기판을 사용한 것을 설명하였으나, GaAs, InP 및 실리콘 기판을 사용하여 질화물 반도체 결정 성장을 실시할 수 있다.
다음으로, 도 2a-2c을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자 제조 방법을 설명한다. 본 실시예는 사파이어 기판을 사용하여 n형 GaN 결정을 성장시키고 그 위에 발광 적층 구조물을 연속적으로 형성하여 발광 소자를 제조하는 방법에 대한 실시예이다.
단계 S210에서, 사파이어 기판(10)을 준비하고, n형 GaN 결정을 HVPE 결정 성장 장치를 이용하여 두께 2~5μm로 성장시켜 버퍼층(20)을 형성한다. 버퍼층(20) 위에 약 2500 Å두께의 Si3N4 막을 PECVD에 의하여 증착하여 마스크층(30)을 형성한다.
단계 S220에서, 포토리소그라피 공정에 의해, 마스크층(30)에 반경이 0.5~1 μm 정도이고 주기가 5~50 μm인 복수의 원형 패턴을 형성하고, BOE 용액을 이용하여 마스크층(30)을 에칭하여 원형 패턴 내부의 n형 GaN 결정면(21)이 노출되도록 한다. 이때, 복수의 원형 패턴은 후에 발광 적층 구조가 형성될 영역 A에만 형성되고 나머지 영역 B에는 형성되지 않는다. 이러한 영역 A는 원형 또는 육각형으로 형성되며, 대략 영역 A의 지름이 500μm 미만일 때는 육각형 모양으로 형성되고, 500 μm 이상은 원형으로 형성된다. 도 5a 및 도 5b는 도 2의 방법에 의하여 발광 적층 구조가 형성된 표면의 사진으로서, 각각 영역 A가 육각형 및 원형으로 형성된 것을 확인할 수 있다.
단계 S230에서, 영역 A 내에서, HVPE 결정 성장 장치를 이용하여 n형 GaN 결정을 성장시켜 육각뿔 구조(40)를 형성한다. 육각뿔 구조는 관통 전위가 위로 갈수록 줄어들게 하는 작용을 한다. 이때, HVPE의 결정성장 조건의 예는 다음과 같다. Ga의 원료로는 Ga 메탈, N의 원료로는 암모니아(NH3)를 각각 이용하고, n형 GaN을 형성하기 위하여 Te을 Ga 용액에 합성한다. 상기 원형 패턴이 형성된 기판을 반응관 안에 장착하고 1090℃에서 n형 GaN 결정을 성장시키면 n형 GaN의 육각뿔 구조가 형성된다. 도 3은 단계 S230에서 형성된 육각뿔 구조의 사진이다.
육각뿔 구조의 형성이 완료되면, 단계 S240에서, 마스크층(30)을 HF로 에칭하여 제거한 후, 다시 단계 S250에서 제2 마스크층(31)을 형성한다. 제2 마스크층(31)은 약 2500 Å두께의 Si3N4 막을 PECVD에 의하여 증착하여 형성하고, 포토리소그라피 공정에 의하여 영역 A 부분을 식각하여 버퍼층(20)의 일부와 육각뿔 구조(40)가 노출되도록 한다.
다음으로 단계 S260에서, 다시 HVPE 결정 성장 장치를 이용하여 A 영역에서 다시 n형 GaN 결정을 성장시키면 육각뿔 구조(40)의 측면에서 성장된 성장층이 완전하게 평탄하게 되어 평탄면을 가진 n형 GaN층(50)이 형성된다. n형 GaN층(50)의 성장률은 10㎛/60min 이상으로 하는 것이 바람직하다. 도 4a 및 도 4b는 육각뿔 구조에서 GaN층이 형성되는 중간 과정을 촬영한 사진이고, 도 4c는 n형 GaN층의 평탄면이 형성되기 시작할 때의 단면 사진이다.
단계 S270에서, 상기 n형 GaN층(50) 위로 발광 적층 구조(60)를 형성한다. 예를 들어, n형 AlGaN 클래딩 층, AlGaN 활성층, p형 AlGaN 클래딩 층, p형 GaN 캡 층 등을 형성하여 발광 적층 구조를 형성하며, 이때 HVPE 결정 성장 장치를 이용할 수 있다. 도 6은 발광 적층 구조가 형성된 것의 단면 사진으로서, 아래의 검은 부분이 기판이고, 기판 위의 두꺼운 층이 n형 GaN층(20, 40, 50)으로서, 각각의 층이 구분되지는 않는다. n형 GaN층의 위쪽이 발광 적층 구조이다.
이러한 발광 적층 구조(60)는 소망하는 발광 파장 범위나 광출력 또는 발광 소자의 종류에 따라 적절히 변경될 수 있다. 또한, HVPE 결정 성장 장치를 사용함으로써 활성층에서 AlGaN의 양을 자유롭게 조절할 수 있으므로 인하여 300nm 이하의 자외선 발광 소자를 제조하는 것이 가능해진다.
단계 S280에서, 발광 적층 구조(60)의 형성이 완료되면, 제2 마스크층(31)을 HF로 에칭하여 제거하고, 발광 적층 구조(60)의 상부와 영역 B의 버퍼층(20)에 전극(70)을 형성하여 발광 소자를 형성한다. 전극은 설계에 따라서 별도의 중간층을 형성한 후에 완성하여도 된다.
도 7a 및 도 7b는 도 2의 단계에 의하여 형성된 자외선 LED의 발광 특성(electroluminescence: EL)과 전류-전압 관계 그래프이다. 도 7a에서 확인할 수 있는 바와 같이 전류가 증가할수록 발광 강도가 커지며, 280nm 근처의 발광 메인 피크가 일정한 양호한 특성을 보여준다.
도 2a-2c에서는 설명의 편의를 위하여 1개의 발광 소자만을 도시하여 설명하였으나, 하나의 기판에 복수 개의 발광 소자가 형성될 수 있음은 당연하다.
본 발명의 발광 소자는 질화물 반도체의 육각뿔 구조 위에 평탄면을 가지는 질화물 반도체층을 형성한 후에 발광 적층 구조를 형성함으로써, 결정 결함밀도가 감소되어 발광 소자의 광효율을 높이는데 매우 적합하다. 또한, AlGaN 계열의 자외선 발광 소자를 HVPE법으로 제조함으로써, 자외선 발광 소자를 매우 효과적으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 자외선 발광 소자뿐 아니라, 청자색 또는 백색 발광 소자에도 적용가능할 뿐 아니라 고효율 발광 소자를 얻을 수 있는 이점이 있다. 본 발명과 같이 HVPE법에 의하여 자외선 발광 소자를 제조하는 경우는 MOCVD에서 형성하기 힘든 AlGaN 활성층의 성장이 쉬울 뿐만 아니라 자외선 발광 소자의 생산단가도 크게 낮출 수 있다.
더욱이, 본 실시예에서는 발광 적층 구조가 형성되는 A 영역에만 육각뿔 구조를 형성하여 n형 GaN 층을 형성하므로, 전극을 형성하기 위한 별도의 식각 공정이 필요 없어 전극 형성이 용이한 장점이 있다.
본 실시예에서는 사파이어 기판을 사용한 것을 설명하였으나, GaAs, InP 및 실리콘 기판을 사용할 수 있음도 당연하다.
이상에서 본원 발명의 기술적 특징을 특정한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위 내에서도 여러 가지 변형 및 수정을 가할 수 있음은 명백하다.
10: 기판
20: 버퍼층
30, 31: 마스크층
40: 육각뿔 구조
50: 평탄면을 가진 질화물 반도체
60: 발광 적층 구조
70: 전극

Claims (14)

  1. 질화물 반도체 결정 제조 방법에 있어서,
    기판을 준비하는 단계;
    HVPE법을 사용하여, 상기 기판의 표면에 질화물 반도체를 성장시켜 버퍼층을 형성하는 단계;
    HVPE법을 사용하여, 상기 버퍼층 위에 질화물 반도체를 성장시켜 소정의 반경과 주기를 가지는 복수의 육각뿔 구조로 형성하는 단계;
    HVPE법을 사용하여, 상기 버퍼층 및 육각뿔 구조 전체의 바로 위에 질화물 반도체를 성장시켜 평탄한 상면을 가지는 질화물 반도체층을 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 평탄한 상면을 가지는 질화물 반도체층을 형성하는 단계의 성장률은 10㎛/60min 이상인 질화물 반도체 결정 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼층을 형성하는 단계 후에,
    상기 버퍼층 위에 마스크층을 형성하는 단계;
    상기 마스크층을 식각하여 소정의 반경과 주기를 가지는 복수의 원형 패턴으로 상기 버퍼층을 노출시키는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 육각뿔 구조 형성 단계 후에
    상기 마스크 층을 제거하는 단계;
    를 더 포함하는 질화물 반도체 결정 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 각각의 질화물 반도체는 모두 n형 GaN인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 결정 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘, GaAs, InP 및 사파이어로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 결정 제조 방법.
  6. 질화물계 발광 소자를 제조하는 방법으로서,
    기판을 준비하는 단계;
    HVPE법을 사용하여, 상기 기판의 표면에 질화물 반도체를 성장시켜 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 버퍼층 위에 발광 적층 구조물이 형성될 제1 영역에서, HVPE법을 사용하여, 질화물 반도체를 성장시켜 소정의 반경과 주기를 가지는 복수의 육각뿔 구조로 형성하는 단계;
    HVPE법을 사용하여, 상기 제1 영역의 버퍼층 및 육각뿔 구조 전체의 바로 위에 질화물 반도체를 성장시켜 평탄한 상면을 가지는 질화물 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제1 영역에 형성된 질화물 반도체 층 위에 발광 적층 구조물을 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 평탄한 상면을 가지는 질화물 반도체층을 형성하는 단계에서, 성장률은 10㎛/60min 이상인 발광 소자 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 각각의 질화물 반도체는 모두 n형 GaN인 것을 특징으로 하는 발광 소자 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 영역은 원형 또는 육각형인 것을 특징으로 하는 발광 소자 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 발광 적층 구조물을 형성하는 단계는
    n형 AlGaN 클래딩 층을 형성하는 단계;
    상기 n형 AlGaN 클래딩 층 위에 AlGaN 활성층을 형성하는 단계;
    상기 AlGaN 활성층 위에 p형 AlGaN 클래딩 층을 형성하는 단계;
    상기 p형 AlGaN 클래딩 층 위에 p형 GaN 캡 층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 발광 소자 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 발광 소자는 자외선 영역의 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 제조 방법.
  12. 제6항에 있어서,
    제1 및 제2 전극을 형성하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 발광 적층 구조물 위에 형성되고,
    상기 제2 전극은 상기 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 제조 방법.
  13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 방법에 의하여 제조되는 발광 소자.
  14. 제13항에 있어서, 상기 발광 소자는 자외선 영역의 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050093099A1 (en) * 2000-03-31 2005-05-05 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for fabricating group III nitride compound semiconductors and group III nitride compound semiconductor devices
JP2005142415A (ja) * 2003-11-07 2005-06-02 Sony Corp ＧａＮ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の選択成長方法、半導体発光素子の製造方法および画像表示装置の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050093099A1 (en) * 2000-03-31 2005-05-05 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for fabricating group III nitride compound semiconductors and group III nitride compound semiconductor devices
JP2005142415A (ja) * 2003-11-07 2005-06-02 Sony Corp ＧａＮ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の選択成長方法、半導体発光素子の製造方法および画像表示装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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