PL224995B1 - Podłoże do wzrostu epitaksjalnego - Google Patents

Podłoże do wzrostu epitaksjalnego

Info

Publication number
PL224995B1
PL224995B1 PL390926A PL39092610A PL224995B1 PL 224995 B1 PL224995 B1 PL 224995B1 PL 390926 A PL390926 A PL 390926A PL 39092610 A PL39092610 A PL 39092610A PL 224995 B1 PL224995 B1 PL 224995B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
planar
disorientation
planar surfaces
disorientation angle
flat surfaces
Prior art date
Application number
PL390926A
Other languages
English (en)
Other versions
PL390926A1 (pl
Inventor
Piotr Perlin
Marcin Sarzyński
Tadeusz Suski
Robert Czernecki
Michał Leszczyński
Original Assignee
Inst Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk
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 Inst Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk filed Critical Inst Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk
Priority to PL390926A priority Critical patent/PL224995B1/pl
Priority to US13/639,907 priority patent/US8975639B2/en
Priority to PCT/IB2011/051091 priority patent/WO2011124997A1/en
Priority to EP20110717334 priority patent/EP2567004B1/en
Priority to PL11717334T priority patent/PL2567004T3/pl
Publication of PL390926A1 publication Critical patent/PL390926A1/pl
Publication of PL224995B1 publication Critical patent/PL224995B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • C30B29/406—Gallium nitride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B33/08—Etching
    • C30B33/12—Etching in gas atmosphere or plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02387—Group 13/15 materials
    • H01L21/02389—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/02428—Structure
    • H01L21/0243—Surface structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/02433—Crystal orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02538—Group 13/15 materials
    • H01L21/0254—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/2003—Nitride compounds
    • 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
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
    • 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
    • H01S5/3202—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth
    • H01S5/320225—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth polar orientation
    • 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
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser
    • 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
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
    • 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
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/04—MOCVD or MOVPE
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0201—Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
    • H01S5/0202—Cleaving
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0207—Substrates having a special shape
    • 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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
    • H01S5/2009—Confining in the direction perpendicular to the layer structure by using electron barrier layers
    • 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
    • H01S5/3202—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth
    • H01S5/320275—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth semi-polar orientation
    • 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
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/3403—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers having a strained layer structure in which the strain performs a special function, e.g. general strain effects, strain versus polarisation
    • 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest podłoże do wzrostu epitaksjalnego wykonane z kryształu azotku galu, którego jedna z powierzchni przygotowana jest do prowadzenia na niej procesu wzrostu epitaksjalnego, oraz zastosowanie takiego podłoża do wytwarzania półprzewodnikowych emiterów światła.
Struktury półprzewodnikowe od dłuższego czasu wytwarza się rozmaitymi metodam i wzrostu epitaksjalnego, w którym jedną z kluczowych ról pełni podłoże, na którym wzrost epitaksjalny się in icjuje. Współczesne półprzewodnikowe emitery światła krótkofalowego, tzn. z zakresu spektralnego 360-530 nm, takie jak diody elektroluminescencyjne (LED) i diody laserowe, wykonywane są często w procesie wzrostu epitaksjalnego na podłożu krystalicznym z azotku galu. W celu przegotowania takiego podłoża na kryształ azotku galu obrabia się w celu uzyskania na nim zasadniczo płaskiej powierzchni wzrostu. Przykładowy proces przygotowywania podłoża z krystalicznego azotku galu do prowadzenia na nim wzrostu epitaksjalnego ujawniony w opisie polskiego patentu numer 180448. W publikacji tej ujawniono, między innymi, korzystną dla wzrostu epitaksjalnego określoną dezorientację płaszczyzny wzrostu względem kierunków krystalograficznych kryształu azotku galu, na którym taką płaszczyznę wytworzono. Wpływ kąta dezorientacji podłoża GaN na wzrost epitaksjalny, m.in. na wzrost struktur laserowych, ujawnia publikacja P. Perlin, i in. „Nitride-based quantum structures and devices on modified GaN substrates”, Phys. Stat sol (a) 206, 1130 (2009). Wadą półprzewodnikowych diod laserowych otrzymywanych na takich znanych podłożach jest tzw. katastroficzn a degradacja zwierciadeł (ang. Catastrophic Optical Mirror Damage), związany z absorpcją światła w rejonach przylegających do zwierciadła lasera. Eliminacja tego efektu wymaga zwiększenia przerwy energetycznej materiału w pewnych obszarach struktury. Efekt taki osiąga się w klasycznych strukturach laserowych (na bazie GalnAIAsP) albo w sposób skomplikowany i nieekonomiczny produkcyjnie czyli poprzez trawienie wytworzonej struktury epitaksjalnej i późniejszą kontynuację procesu wzrostu, albo w sposób praktyczny poprzez efekt interdyfuzji studni kwantowych (Quantum Well Intermixing). Ten ostatni sposób polega na wygrzaniu struktury lasera pokrytego odpowiednio wykonanymi tlenkami krzemu. Sposób ten jednak nigdy nie sprawdził się w przypadku azotkowych struktur laserowych na GaN, pozbawiając konstruktorów efektywnej metody przestrzennej kontroli składu studni kwantowych. Sposób epitaksjalnego wytwarzania diod laserowych o nieabsorbujących zwierciadłach i związane z tym problemy technologiczne ujawniono na przykład w publikacji J.H. Marsh „Quantum well intermixing” Semicond. Sci. Technol. 8 1136 (1993).
Celem wynalazku było opracowanie podłoża z monokrystalicznego azotku galu wzrostu epitaksjalnego pozwalającego na uzyskanie struktur półprzewodnikowych emiterów światła pozbawionych opisanych wyżej wad.
Podłoże według wynalazku charakteryzuje się tym, że jego powierzchnię wzrostu stanowi zespół sąsiadujących ze sobą płaskich powierzchni w postaci pasków o szerokościach wynoszących od 1 do 2000 μm. Dłuższe krawędzie wszystkich tych płaskich powierzchni są do siebie równolegle, a ich płaszczyzny są zdezorientowane względem płaszczyzny krystalograficznej kryształu azotku galu okr eślonej wskaźnikiem Millera-Bravais'ego równym (0001), (10-10), (11-22) lub (11-20). Kąt dezorientacji każdej z tych płaskich powierzchni wynosi od 0 do 3 stopni i jest różny dla każdych dwóch płaskich powierzchni sąsiadujących ze sobą.
W jednym z wariantów podłoża według wynalazku wszystkie płaskie powierzchnie są zdezorie ntowane względem płaszczyzny określonej wskaźnikiem Millera-Bravais'ego równym (0001).
W innym wariancie podłoża według wynalazku dłuższe krawędzie wszystkich płaskich powierzchni są równoległe do jednego kierunku krystalograficznego kryształu azotku galu, zaś płaskie powierzchnie sąsiadują ze sobą tymi krawędziami i tworzą na całym obszarze kryształu układ powtarzających się sekwencji.
W kolejnym wariancie podłoża według wynalazku dłuższe krawędzie wszystkich płaskich powierzchni są równoległe do kierunku krystalograficznego określonego wskaźnikiem MilleraBravais'ego równym [11-20].
W kolejnym wariancie podłoża według wynalazku powtarzającą się sekwencję płaskich powierzchni stanowi układ czterech sąsiadujących ze sobą kolejno pierwszej, drugiej, pierwszej oraz trzeciej płaskiej powierzchni. Pierwsza płaska powierzchnia ma szerokość od 500 do 2000 μm i kąt dezorientacji od 0,3 do 1 stopnia. Szerokości drugiej i trzeciej płaskiej powierzchni wynoszą od 5 do 100 μm. Kąt dezorientacji drugiej płaskiej powierzchni jest większy od kąta dezorientacji pierwszej
PL 224 995 B1 płaskiej powierzchni o 0,9 do 2 stopni, a kąt dezorientacji trzeciej płaskiej powierzchni jest mniejszy od kąta dezorientacji pierwszej płaskiej powierzchni o 0,9 do 2 stopni.
W kolejnym wariancie podłoża według wynalazku, w układzie płaskich powierzchni tworzących powtarzającą się sekwencję, zamiast każdej pierwszej płaskiej powierzchni znajdują się co najmniej dwie czwarte płaskie powierzchnie o szerokości co najmniej 10 μm każda i kącie dezorientacji wynoszącym od 0,3 do 1 stopnia, przy czym sumaryczna szerokość sąsiadujących ze sobą czwartych płaskich powierzchni nie przekracza 2000 μm.
W innym wariancie podłoża według wynalazku dłuższe krawędzie wszystkich płaskich powierzchni są równoległe do kierunku krystalograficznego określonego wskaźnikiem MilleraBravais'ego równym [1-100].
W jeszcze innym wariancie podłoża według wynalazku wszystkie płaskie powierzchnie zdezorientowane są względem płaszczyzny (0001) w kierunku [11-20], a powtarzającą się sekwencję płaskich powierzchni stanowi układ trzech sąsiadujących ze sobą kolejno pierwszej, drugiej i trzeciej płaskiej powierzchni. Pierwsza płaska powierzchnia ma szerokość od 5 do 250 μm oraz kąt dezorientacji wynoszący od 0,3 do 1 stopni i stały na całym obszarze kryształu azotku galu. Szerokości drugiej trzeciej płaskiej powierzchni wynoszą od 5 do 290 μm. Kąt dezorientacji drugiej płaskiej powierzchni jest większy od kąta dezorientacji pierwszej płaskiej powierzchni o 0,1 do 2 stopni. Kąt dezorientacji trzeciej płaskiej powierzchni jest mniejszy od kąta dezorientacji pierwszej płaskiej powierzchni o 0,1 do stopni. Kąty dezorientacji każdej drugiej i każdej trzeciej płaskiej powierzchni są różne, a sumaryczna liczba wszystkich drugich i trzecich powierzchni nie przekracza dwustu.
Nieoczekiwanie okazało się, że podłoże do wzrostu według wynalazku pozwala na efektywną kontrolę składu warstw aktywnych lasera w płaszczyźnie struktury. Tym samym uzyskano możliwość wytworzenia w sposób prosty i ekonomiczny oraz zgodny ze standardami produkcyjnymi nowych struktur emiterów światła ultrafioletowego, fioletowego, niebieskiego i zielonego opartych o struktury kwantowe InGaAlN, niemożliwych dotychczas do wykonania w systemie materiałowym azotków metali grupy trzeciej. Wynalazek umożliwia m.in. uzyskanie w prosty sposób diod superluminescencyjnych z szerokim widmem wzmocnienia i emisji oraz matryc laserów o różnych długościach fali, jak również ulepszenie znanych struktur laserowych, czyli wytworzenie diod laserowych o nieabsorbujących zwierciadłach.
Wynalazek został przedstawiony schematycznie w przykładach realizacji na załączonym rysunku, przy czym fig. 1 i fig. 2 przedstawiają odpowiednio w widoku z boku i od góry pierwszy przykład realizacji podłoża według wynalazku, fig. 3 i fig. 4 przedstawiają odpowiednio w widoku z boku i od góry drugi przykład realizacji podłoża według wynalazku, a fig. 5 i fig. 6 przedstawiają odpowiednio w widoku z boku i od góry trzeci przykład realizacji podłoża według wynalazku. Fig. 7 i fig. 8 przedstawiają odpowiednio w widoku z boku i od góry struktury laserowe o nieabsorbujących zwierciadłach wykonane na podłożu z fig. 1 i 2, fig. 9 i fig. 10 przedstawiają w widoku, odpowiednio z boku i od góry, struktury laserowe o poszerzonym widmie wzmocnienia, otrzymane na podłożu z fig. 3 i 4, natomiast fig. 11 i fig. 12 przedstawiają, odpowiednio w widoku z boku i od góry, matrycę laserową emitującą światło o różnych długościach emitowanego światła, wykonaną na podłożu z fig. 5 i 6.
Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na podstawie trzech poniższych przykładów realizacji. Na każdej figurze strzałkami zaznaczono trzy podstawowe kierunki krystalograficzne kryształu GaN z którego wykonywano podłoże.
P r z y k ł a d 1
Dioda laserowa o nieabsorbujących zwierciadłach
Podłoże 1 do wzrostu epitaksjalnego przygotowano z monokrystalicznego azotku galu tworząc płytkę płaskorównoległą o grubości 120 μm. Powierzchnia o polarności galowej tego kryształu miała po wypolerowaniu mechano-chemicznym gładkość atomową, objawiającą się stopniami atomowymi w obrazie Mikroskopu Sił Atomowych, a kąt dezorientacji tej powierzchni zdefiniowany jako kąt jaki tworzy ta powierzchnia z kierunkiem osi krystalograficznej c heksagonalnej struktury GaN (wurcytu), czyli kąt pod jakim jest ona nachylona do płaszczyzny krystalograficznej określonej wskaźnikiem Millera-Bravais'ego równym (0001) wynosił pół stopnia. Na takiej powierzchni krystalicznego podłoża ro zwirowano warstwę emulsji światłoczułej o grubości 1,3 μm. Warstwa emulsja została naświetlona w znanym laserowym urządzeniu fotolitograficznym w ten sposób, że poszczególne jej obszary p ochłonęły rożną dawkę promieniowania. Przy czym obszary te miały postać pasków, których dłuższe krawędzie były do siebie równolegle i były jednocześnie równoległe do k ierunku krystalograficznego kryształu GaN określonego wskaźnikiem Millera-Bravais'ego równym [11-20]. Kierunek krystalogra4
PL 224 995 B1 ficzny określony tym wskaźnikiem jest kierunkiem łatwej łupliwości kryształu GaN. Szerokości naświetlanych obszarów wynosiły naprzemiennie 670 nm i 30 μm. Emitowana na każdy pasek dawka promieniowania zmieniła się w kierunku prostopadłym do kierunku [11-20], przy czym zmiany te tworzyły w tym kierunku serię sekwencji składających się z czterech kroków każda. Pierwszym krokiem tej sekwencji było naświetlanie paska o szerokości 670 nm, nad którym laser urządzenia fotolitograficznego był wyłączony. Drugi krok sekwencji polegał na liniowym zwiększaniu od zera do maksimum dawki promieniowania laserowego podczas naświetlania paska o szerokości 30 nm (drugiego paska) sąsiadującego z nienaświetlonym paskiem poprzednim (pierwszym), przy czym zmiana dawki następowała w kierunku prostopadłym do kierunku krystalograficznego [11-20] i wzrastała od krawędzi wspólnej ze wspomnianym paskiem poprzednim. Trzeci krok sekwencji zmian naświetlania polegał na naświetlaniu całego następnego paska (czyli paska trzeciego, o szerokości 670 nm) maksymalną dawką promieniowania. Sekwencję tę kończył krok czwarty w którym naświetlano kolejny pasek (czyli pasek o szerokości 30 nm) dawką promieniowania zmieniającą się liniowo w tym samym kierunku co na pasku drugim, przy czym w przeciwieństwie od paska drugiego dawka malała od maksimum do zera. Po wywołaniu emulsji jej grubość była zależna od pochłoniętej dawki promieniowania to znaczy że im warstwa emulsji była tym cieńsza im większą dawkę promieniowania pochłonęła, przy czym na pasku trzecim w sekwencji grubość emulsji wynosiła 0 nm, a na drugim i czwartym pasku jej grubość zmieniała się liniowo, odpowiednio od 1,3 nm do 0 nm i od 0 nm do 1,3 nm. W kolejnym etapie podłoże krystaliczne GaN z warstwą emulsji o zmiennej grubości zostało poddane trawieniu jonowemu w maszynie RIE (ang. Reactive lon Etching) w mieszaninie gazów Cl i Ar. Podczas tego procesu trawieniu podlega zarówno emulsja, jak i kryształ GaN. W szczególności możliwe jest dobranie takich parametrów procesu trawienia, w których prędkość trawienia emulsji jest w przybliżeniu równa prędkości trawienia kryształu GaN. Czas trawienia był na tyle długi, że nastąpiło całkowite strawienie emulsji w każdym z czterech obszarów każdej sekwencji pasków. W ten sposób zmienny profil grub ości emulsji został odwzorowany w krysztale GaN poprzez ciąg płaskich powierzchni o różnym kącie dezorientacji. W opisywanym przykładzie płaskie powierzchnie kryształu leżące pod pierwszym i trzecim w sekwencji paskiem emulsji miały taki sam kąt dezorientacji (równą początkowej dezorientacja płaszczyzny kryształu poddawanej opisanej wyżej obróbce, czyli 0,5°) i zostały nazwane pierwszymi płaskimi powierzchniami 2 podłoża 1. Płaskie powierzchnie kryształu znajdujące się pod drugimi w sekwencji paskami emulsji miały kąt dezorientacji wynoszący 2,5° i zostały nazwane drugimi płaskimi powierzchniami 3 podłoża 1. Analogicznie płaskie powierzchnie kryształu znajdujące się pod czwartymi z kolei w każdej sekwencji paskami emulsji miały kąt dezorientacji wynoszący -1,5° i zostały nazwane trzecimi płaskimi powierzchniami 4 podłoża 1. Na tak przygotowanym krysztale podłożowym GaN (fig. 1 i fig. 2) przeprowadzono wzrost epitaksjalny struktury diody laserowej metodą MOVPE. Podłoże 1 umieszczono w reaktorze MOVPE gdzie w temperaturze około 1050°C wykonano warstwę z Ga0,92AI0,08N o grubości 600 nm domieszkowanego krzemem do poziomu 5 x 1018cm-3. Następnie w tej samej temperaturze wytworzono warstwę niedomieszkowanego GaN o grubości około 100 nm pełniącą rolę dolnego falowodu. Po obniżeniu temperatury do 820°C wykonano obszar wielostudni kwantowej In0]1Ga0,9N/ln0]01Ga0]99N, przy czym liczba powtórzeń wielostudni wynosiła trzy. Następnie po podwyższeniu temperatury reaktora do poziomu 1050°C wykonano z Al0,12Ga0,88N:Mg warstwę blokującą ucieczkę elektronów. Potem wytworzono niedomieszkowaną warstwę GaN tworzącą górny falowód. Kolejną warstwą była górna warstwa okładkowa z Al0,09Ga0,92N o grubości 350 nm. Wzrost struktury zakończono na cienkiej warstwie podkontaktowej z GaN: Mg o koncentracji magnezu większej niż 102°cm- . Po zakończeniu wzrostu struktury schłodzono reaktor w atmosferze azotu. Następnie na powierzchnie struktury laserowej naniesiono warstwy metaliczne tworzące kontakty do strony n i p kryształu w taki sposób, że górny kontakt miał kształt paska o długości z przedziału od 300 do 2000 nm i szerokości z przedziału od 1 do 100 nm. Wygrzewanie kontaktów następowało w temperaturach niższych niż 390°C. Laser może mieć wytrawiony grzbiet (mesa) o wysokości od 300-450 nm w celu polepszenia lokalizacji bocznej modu elektromagnetycznego. Dzięki większej dezorientacji, w obszarach drugich i trzecich płaskiej powierzchni podłoża wbudowuje się mniej indu, niż w obszarach jego pierwszych powierzchni (fig. 7 i fig. 8). W efekcie przerwa energetyczna studni kwantowych budujących warstwę aktywną lasera w obszarze drugich i trzecich powierzchni jest większa niż przerwa energetyczna studni kwantowych w obszarze pierwszych powierzchni. W opisywanym przykładzie płaszczyzny zwierciadeł laserowych są płaszczyznami o wskaźnikach (1-100), przechodzącymi przez środki obszarów drugich 3 i trzecich 4 płaskich powierzchni podłoża, a kontakty elektryczne nie wykr aczają poza obszary jego pierwszych płaskich powierzchni 2. Dzięki temu promieniowanie laserowe
PL 224 995 B1 emitowane jest z energią charakterystyczną dla przerwy energetycznej półprzewodnika w obszarze pierwszych płaskich powierzchni. Promieniowanie to przechodzi przez obszary drugich i trzecich płaskich powierzchni i dociera do zwierciadeł laserowych. Godne podkreślenia jest, że promieniowanie wyemitowane z energią charakterystyczną dla obszarów pierwszych płaskich powierzchni nie podlega absorpcji w obszarach drugich i trzecich płaskich powierzchni, a tym samym nie następuje zniszczenie zwierciadeł laserowy znane z typowych diod laserowych, gdyż przerwa energetyczna półprzewodnika w obszarach pierwszych płaskich powierzchni jest mniejsza od przerwy energetycznej obszarów drugich i trzecich płaskich powierzchni. Gotową strukturę laserową przedstawiono schematycznie na fig. 8 i 9, na których paski laserowe oznaczono liczbą 5, a płaszczyzny łupania kryształu - liczbą 6.
P r z y k ł a d 2
Sposób wytwarzania diody laserowej o poszerzonym widmie wzmocnienia
Płaskorównoległą płytkę z krystalicznego azotku galu obrobiono i pokryto warstwą emulsji światłoczułej analogicznie jak w pierwszym przykładzie. Podobnie jak w pierwszym przykładzie w laserowym urządzeniu fotolitograficznym naświetlono różną dawką promieniowania kolejne paski emulsji o stałej szerokości, których krawędzie także były równoległe do kierunku [11-20] obrabianego kryształu azotku galu, przy czym jedna sekwencja zmian dawek promieniowania laserowego kierowanego na emulsję obejmowała 136 kroków. W stosunku do sekwencji z przykładu pierwszego niezmienione pozostały kroki drugi i czwarty. Pierwotne kroki pierwszy i trzeci prowadzone na szerokości 670 um zastąpiono opisanymi dalej dwoma ciągami 67 kroków prowadzonymi na szerokości 10 um. Grubość emulsji w pierwszej grupie 67 sąsiadujących ze sobą paskach o szerokości 10 um zmieniała się sekwencyjnie w czterech następujących podkrokach: liniowy wzrost grubości od 0 um do 0,05 um, stała grubość wynosząca 0,05 um, liniowy spadek grubości od 0,05 um do 0 um i brak emulsji (grubość 0 um). Grubość emulsji w drugiej grupie 67 sąsiadujących ze sobą kolejnych pasków o szerokości 10 um zmieniała się w sekwencyjnie w czterech następujących podkrokach: liniowy spadek grubości od 1,30 mm do 1,25 mm, stała grubość wynosząca 1,25 mm, liniowy wzrost grubości od 1,25 um do 1,30 um i stała grubość emulsji wynosząca 1,30 um. W wyniku analogicznego jak w pierwszym przykładzie trawienia jonowego odwzorowano na powierzchni kryształu GaN zmienny profil emulsji. Płaskie powierzchnie znajdujące się pod paskami emulsji o szerokości 10 um nazwano czwartymi płaskimi powierzchniami 7. Dezorientacja kolejnych czterech czwartych płaskich powierzchni 7 powstających w wyniku realizacji czterech opisanych wyżej podkroków na pierwszej i drugiej grupie 67 pasków o szerokości 10 um miały kąty dezorientacji wynoszące odpowiednio (fig. 5): powierzchnia 7' - 0,2 stopni, powierzchnia 7 - 0,5 stopnia, powierzchnia 7 - 0,8 stopnia i powierzchnia 7 - ponownie 0,5 stopnia. Kąty dezorientacji drugich płaskich powierzchni 3 wynosiły 2,5 stopnia, a kąty dezorientacji trzecich płaskich powierzchni 4 wynosiły 1,5 stopnia. Na tak przygotowanym krysztale podłożowym GaN (fig. 3 i 5) przeprowadzono wzrost epitaksjalny struktury diody laserowej metodą MOVPE w taki sam sposób jak w przykładzie pierwszym. Dzięki zmiennej dezorientacji w obszarze czwartych płaskich powierzchni, w strukturę wbudowywała się zmienna ilość indu. W ten sposób przerwa energetyczna studni kwantowych w obszarze drugich płaskich powierzchni była zmienna, co spowodowało że układ taki miał zdolność do emisji promieniowania w znacznie szerszym zakresie widmowym, niż byłoby to możliwe dla układu o jednorodnej dezorientacji i zawartości indu. Dzięki większej dezorientacji, w obszarach drugich i trzecich płaskich powierzchni wbudowało się mniej indu, niż w obszarach czwartych płaskich powierzchni. Dzięki temu uniknięto szkodliwej absorpcji promieniowania, co opisano dokładniej w pierwszym przykładzie realizacji. W tym przykładzie realizacji płaszczyzny zwierciadeł laserowych są płaszczyznami o wskaźnikach (1-100), przechodzącymi przez środki obszarów drugich i trzecich płaskich powierzchni podłoża, a kontakty elektryczne nie wykraczają poza obszary jego czwartych płaskich powierzchni. Dzięki temu promieniowanie emitowane jest w szerokim zakresie widmowym charakterystycznym dla przestrzennie zmiennej przerwy energetycznej ośrodka w obszarze drugich płaskich powierzchni. Gotową strukturę laserową przedstawiono schematycznie na fig. 10 i 11, na których paski laserowe oznaczono liczbą 5, a płaszczyzny łupania kryształu - liczbą 6.
P r z y k ł a d 3
Sposób wytwarzania monolitycznej matrycy czterech diod laserowych w której każda dioda emituje promieniowanie o innej długości fali
Płaskorównoległą płytkę z krystalicznego azotku galu obrobiono i pokryto warstwą emulsji światłoczułej analogicznie jak w pierwszym przykładzie, przy czym powierzchnia kryształu pokryta emulsją była zdezorientowana o 0,5° kątowego w stosunku do kierunku osi krystalograficznej c ([0001]) heksagonalnej struktury GaN (wurcytu), w kierunku [11 -20]. Podobnie jak w pierwszym przykładzie
PL 224 995 B1 w laserowym urządzeniu fotolitograficznym naświetlono różną dawką promieniowania kolejne paski emulsji o stałej szerokości, których krawędzie w tym przykładzie były równoległe do kierunku [1-100] obrabianego kryształu azotku galu. Podobnie jak w przykładzie pierwszym metodą trawienia jonowego uzyskano cztery sekwencje zdezorientowanych płaskich powierzchni w postaci pasków o zmiennej szerokości (fig. 6 i fig. 7). Każdą sekwencję stanowił układ trzech sąsiadujących ze sobą kolejno pierwszej (8, 9, 10 i 11), drugiej (12, 13, 14 i 15) oraz trzeciej (16, 17, 18 i 19) płaskiej powierzchni. Kąt dezorientacji wszystkich pierwszych płaskich powierzchni 8, 9, 10 i 11 wynosił pół stopnia, dzięk i istnieniu w obszarach tych powierzchni warstw emulsji światłoczułej o stałej grubości wynoszącej 1,3 mm i nie zmieniającej podczas trawienia jonowego pierwotnego kąta dezorientacji powierzchni kryształu w tych obszarach. Kąty dezorientacji pozostałych płaskich powierzchni, uzyskano tak jak w poprzednich przykładach, czyli dzięki liniowej zmienności grubości emulsji światłoczułej. W pierwszej sekwencji pierwsza płaska powierzchnia 8 miała szerokość 100 μm, druga płaska powierzchnia 12 miała szerokość 100 μm i kąt dezorientacji 0,4 stopnia, a trzecia płaska powierzchnia 16 miała 100 μm i kąt dezorientacji 0,6 stopnia. Druga sekwencja składała się z pierwszej płaskiej powierzchni 10 o szerokości 10 μm, drugiej płaskiej powierzchni 13 o szerokości 280 μm i kącie dezorientacji 0,7 stopnia, oraz trzeciej płaskiej powierzchni 17 o szerokości 10 μm i kącie dezorientacji 5,5 stopnia. Trzecią sekwencję stanowiła pierwsza płaska powierzchnia 10 o szerokości 80 μm, druga płaska powierzchnia 14 o szerokości 140 μm i kącie dezorientacji 0,9 stopnia oraz trzecia płaska powierzchnia 18 o szerokości 80 μm i kącie dezorientacji 0,2 stopnia. Ostatnią sekwencję stanowiły pierwsza płaska powierzchnia 11 o szerokości 110 μm, druga plaska powierzchnia 15 o szerokości 80 μm i kącie dezorientacji 1,1 stopnia oraz trzecia płaska powierzchnia 19 o szerokości 110 μm i kącie dezorientacji 0 stopni. Na tak przygotowanym krysztale podłożowym GaN przeprowadzono wzrost epitaksjalny struktury diody laserowej metodą MOVPE w taki sam sposób jak w przykładzie pierwszym. Dzięki różnej dezorientacji względem osi c, w obszarach poszczególnych płaskich powierzchni wbudowuje się różna ilość indu. W efekcie przerwa energetyczna studni kwantowych budujących warstwę aktywną lasera w tych obszarach jest różna. Im większa dezorientacja danej płaskiej powierzchni, tym przerwa energetyczna półprzewodnika w jej obrębie jest większa. W tym przykładzie paski laserowe 5 wykonano pośrodku drugich płaskich powierzchni 8, 9, 10 i 11. Dzięki temu promieniowanie laserowe emitowane jest z energią charakterystyczną dla przerwy energetycznej studni kwantowych w obrębie każdej drugiej płaskiej powierzchni. Poprzez różną dezorientację wymienionych płaskich powierzchni, uzyskano monolityczne matryce czterech diod laserowych, z których każda emituje promieniowanie o innej długości fali, w tym przykładzie było to około 390 nm, 400 nm, 410 nm i 420 nm. Wykonanie struktury laserowej na podłożu z większą liczbą sekwencji trzech płaskich powierzchni pozwoli uzyskać matrycę laserów o większej liczbie kolorów.

Claims (8)

1. Podłoże do wzrostu epitaksjalnego z krystalicznego azotku galu, zawierającego przygotowaną powierzchnię wzrostu, znamienne tym, że powierzchnię wzrostu stanowi zespół sąsiadujących ze sobą płaskich powierzchni w postaci pasków o szerokościach wynoszących od 1 do 2000 μm, przy czym dłuższe krawędzie wszystkich tych płaskich powierzchni są do siebie równolegle, a ich płas zczyzny są zdezorientowane względem płaszczyzny krystalograficznej kryształu azotku galu określonej wskaźnikiem Millera-Bravais'ego równym (0001), (10-10), (11-22) lub (11-20), zaś kąt dezorientacji każdej z tych płaskich powierzchni wynosi od 0 do 3 stopni i jest różny dla każdych dwóch płaskich powierzchni sąsiadujących ze sobą.
2. Podłoże według zastrz. 1, znamienne tym, że wszystkie płaskie powierzchnie są zdezorientowane względem płaszczyzny określonej wskaźnikiem Millera-Bravais'ego równym (0001).
3. Podłoże według zastrz. 2, znamienne tym, że dłuższe krawędzie wszystkich płaskich powierzchni są równoległe do jednego kierunku krystalograficznego kryształu azotku galu, zaś płaskie powierzchnie sąsiadują ze sobą tymi krawędziami i tworzą na całym obszarze kryształu układ powtarzających się sekwencji.
4. Podłoże według zastrz. 3, znamienne tym, że dłuższe krawędzie wszystkich płaskich powierzchni są równoległe do kierunku krystalograficznego określonego wskaźnikiem MilleraBravais'ego równym [11-20].
PL 224 995 B1
5. Podłoże według zastrz. 4, znamienne tym, że powtarzającą się sekwencję płaskich powierzchni stanowi układ czterech sąsiadujących ze sobą kolejno pierwszej, drugiej, pierwszej oraz trzeciej płaskiej powierzchni, przy czym pierwsza płaska powierzchnia ma szerokość od 500 do 2000 gm i kąt dezorientacji od 0,3 do 1 stopnia, szerokości drugiej i trzeciej płaskiej powierzchni wynoszą od 5 do 100 gm, kąt dezorientacji drugiej płaskiej powierzchni jest większy od kąta dezorientacji pierwszej płaskiej powierzchni o 0,9 do 2 stopni, a kąt dezorientacji trzeciej płaskiej powierzchni jest mniejszy od kąta dezorientacji pierwszej płaskiej powierzchni o 0,9 do 2 stopni.
6. Podłoże według zastrz. 5, znamienne tym, że w układzie płaskich powierzchni tworzących powtarzającą się sekwencję, zamiast każdej pierwszej płaskiej powierzchni znajdują się co najmniej dwie czwarte płaskie powierzchnie o szerokości co najmniej 10 gm każda i kącie dezorientacji wynoszącym od 0,3 do 1 stopnia, przy czym sumaryczna szerokość sąsiadujących ze sobą czwartych pł askich powierzchni nie przekracza 2000 gm.
7. Podłoże według zastrz. 2, znamienne tym, że dłuższe krawędzie wszystkich płaskich powierzchni są równoległe do kierunku krystalograficznego określonego wskaźnikiem Millera-Bravais'ego równym [1-100].
8. Podłoże według zastrz. 7, znamienne tym, że wszystkie płaskie powierzchnie zdezorientowane są względem płaszczyzny (0001) w kierunku [11-20], powtarzającą się sekwencję płaskich powierzchni stanowi układ trzech sąsiadujących ze sobą kolejno pierwszej, drugiej i trzeciej płaskiej powierzchni, przy czym pierwsza płaska powierzchnia ma szerokość od 5 do 250 gm oraz kąt dezorientacji wynoszący od 0,3 do 1 stopnia i stały na całym obszarze kryształu azotku galu, szerokości drugiej
1 trzeciej płaskiej powierzchni wynoszą od 5 do 290 gm, kąt dezorientacji drugiej płaskiej powierzchni jest większy od kąta dezorientacji pierwszej płaskiej powierzchni o 0,1 do 2 stopni, kąt dezorientacji trzeciej płaskiej powierzchni jest mniejszy od kąta dezorientacji pierwszej płaskiej powierzchni o 0,1 do
2 stopni, kąty dezorientacji każdej drugiej i każdej trzeciej płaskiej powierzchni są różne, a sumaryczna liczba wszystkich drugich i trzecich powierzchni nie przekracza dwustu.
PL390926A 2010-04-06 2010-04-06 Podłoże do wzrostu epitaksjalnego PL224995B1 (pl)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL390926A PL224995B1 (pl) 2010-04-06 2010-04-06 Podłoże do wzrostu epitaksjalnego
US13/639,907 US8975639B2 (en) 2010-04-06 2011-03-15 Substrate for epitaxial growth
PCT/IB2011/051091 WO2011124997A1 (en) 2010-04-06 2011-03-15 Substrate for epitaxial growth
EP20110717334 EP2567004B1 (en) 2010-04-06 2011-03-15 Substrate for epitaxial growth
PL11717334T PL2567004T3 (pl) 2010-04-06 2011-03-15 Podłoże do wzrostu epitaksjalnego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL390926A PL224995B1 (pl) 2010-04-06 2010-04-06 Podłoże do wzrostu epitaksjalnego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL390926A1 PL390926A1 (pl) 2011-10-10
PL224995B1 true PL224995B1 (pl) 2017-02-28

Family

ID=44148764

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL390926A PL224995B1 (pl) 2010-04-06 2010-04-06 Podłoże do wzrostu epitaksjalnego
PL11717334T PL2567004T3 (pl) 2010-04-06 2011-03-15 Podłoże do wzrostu epitaksjalnego

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL11717334T PL2567004T3 (pl) 2010-04-06 2011-03-15 Podłoże do wzrostu epitaksjalnego

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8975639B2 (pl)
EP (1) EP2567004B1 (pl)
PL (2) PL224995B1 (pl)
WO (1) WO2011124997A1 (pl)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL228006B1 (pl) * 2015-09-23 2018-02-28 Inst Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk Dioda superluminescencyjna na bazie stopu AlInGaN
PL238875B1 (pl) * 2018-03-09 2021-10-18 Instytut Tech Elektronowej Sposób wytwarzania otworu przelotowego w strukturze półprzewodnikowej
PL439657A1 (pl) 2021-11-26 2023-05-29 Topgan Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Układ lasera i światłowodu oraz sposób jego wytwarzania

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB240770A (en) 1925-06-22 1925-10-08 Julia Hill Improved stabilising device for cycle-trailer combinations
PL173917B1 (pl) * 1993-08-10 1998-05-29 Ct Badan Wysokocisnieniowych P Sposób wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej
JP3656454B2 (ja) 1999-04-01 2005-06-08 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザ素子
JP3929008B2 (ja) * 2000-01-14 2007-06-13 シャープ株式会社 窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法
US7387677B2 (en) 2002-12-11 2008-06-17 Ammono Sp. Z O.O. Substrate for epitaxy and method of preparing the same
US7118813B2 (en) * 2003-11-14 2006-10-10 Cree, Inc. Vicinal gallium nitride substrate for high quality homoepitaxy
JP3888374B2 (ja) * 2004-03-17 2007-02-28 住友電気工業株式会社 ＧａＮ単結晶基板の製造方法
US20050218414A1 (en) 2004-03-30 2005-10-06 Tetsuzo Ueda 4H-polytype gallium nitride-based semiconductor device on a 4H-polytype substrate
US8398767B2 (en) 2004-06-11 2013-03-19 Ammono S.A. Bulk mono-crystalline gallium-containing nitride and its application
PL368483A1 (pl) 2004-06-11 2005-12-12 Ammono Sp.Z O.O. Monokryształy azotku zawierającego gal oraz jego zastosowanie
PL368781A1 (pl) 2004-06-25 2005-12-27 Ammono Sp.Z O.O. Monokryształ azotku zawierającego gal oraz jego zastosowanie
US20090057847A1 (en) 2005-07-21 2009-03-05 Masahiro Nakayama Gallium nitride wafer
EP2003230A2 (en) 2007-06-14 2008-12-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. GaN substrate, substrate with an epitaxial layer, semiconductor device, and GaN substrate manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
PL390926A1 (pl) 2011-10-10
EP2567004A1 (en) 2013-03-13
PL2567004T3 (pl) 2015-12-31
EP2567004B1 (en) 2015-03-04
US8975639B2 (en) 2015-03-10
WO2011124997A1 (en) 2011-10-13
US20130099246A1 (en) 2013-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4786691B2 (ja) 半導体デバイスおよびその製造方法
KR101567121B1 (ko) 반도체 광소자 어레이 및 그의 제조방법
JP3471685B2 (ja) 半導体基材及びその製造方法
EP1555686A2 (en) High quality nitride semiconductor thin film and method for growing the same
TWI617051B (zh) 氮化物半導體紫外線發光元件及其製造方法
US10816884B2 (en) Light emitting device and projector
KR20030030019A (ko) 반도체 기재 및 그 제조방법
KR20040062636A (ko) 자외선 발광장치
KR101035878B1 (ko) Ⅲ족 질화물 반도체 발광소자
JP2010232597A (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子及びその製造方法
JP2021530114A (ja) モノリシックｌｅｄアレイおよびその前駆体
JP2004111766A (ja) 窒化ガリウム系半導体素子及びその製造方法
JP4521719B2 (ja) 半導体デバイスの製造
JP4266694B2 (ja) 窒化物半導体レーザ素子および光学装置
Yang et al. InGaN/GaN multiple quantum wells on selectively grown GaN microfacets and the applications for phosphor-free white light-emitting diodes
JP4766071B2 (ja) 半導体基材及びその製造方法
DE102017109809A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips und Halbleiterchip
JP5145502B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物半導体の表面処理方法、ｉｉｉ族窒化物半導体及びその製造方法及びｉｉｉ族窒化物半導体構造物
PL224995B1 (pl) Podłoże do wzrostu epitaksjalnego
JPH08148757A (ja) 半導体レーザの製造方法
JP2013110426A (ja) 半導体装置の製造方法
KR102623826B1 (ko) 변형 완화 구조를 통합한 led 전구체
KR20190118798A (ko) 입체 구조를 가지는 자외선 발광 소자 및 이의 제조방법
JP4924498B2 (ja) 窒化物系半導体発光素子、エピタキシャルウエハ、及び窒化物系半導体発光素子を作製する方法
JP2008028375A (ja) 窒化物半導体レーザ素子