TW498564B - Group III nitride compound semiconductor device - Google Patents

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Naoki Shibata
Masanobu Senda
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Toyoda Gosei Kk
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Description

498564 五、發明說明（1) 技術領域 本發明係關於第111族氮化物半 背景技藝 導體裝置。 未經審查的日本專利公告第Hei. 。 有岩鹽結構作為底塗層之金屬氮化 2 3 7 9 3 8就揭示將具 為基板，以製得具良好結晶性之第之^1)表面使用作 層。換言之，在此公告9-237938中，^^目氮^化/勿半導體 屬氮化物使用作為基板，以使第丨丨：：、石鹽結構之金 長於基板之⑴υ表面上。 知氮化物半導體層成 半導體裝置之基板需具有保持裝置之功能的 、耐衝擊性等等）。當基板係由金屬氮化物 ，( 為基板需具有不小於50微米之厚度，以保持特性。 從未將具有此一大厚度之金屬氮化物提供作為製造半導 體之工業產品的原料。 因此’本發明之一目的為經由使用在工業上可容易取得 的原料，而形成具良好晶體結構之第丨〗I族氮化物半導體 層。因此’由本發明所製得之半導體裝置具有晶體結構良 好之半導體層，且其可廉價地製造。 根據一不同態樣，本發明之另一目的為提供一種具有新 穎結構之第I I I族氮化物半導體裝置，及此裝置之製造方 法。 發明之揭示内容 本發明之發明人積極進行研究，以達成前述目的之至少 一者。結果，設想出以下之發明。
C:\2D-CODE\90-10\90117656.ptd 第4頁 498564 五、發明說明（2) "" ----- 另換言之，根據本發明，提供一種第丨丨丨族氮化物半導體 表，其包括·形成於基板上之鈦層；形成於鈦層上，且 由，自包括鈦、錯、铪及鈕之一種金屬或兩種以上之金 之虱化物製成之金屬氮化物層；及形成於金屬氮化物層上 之第I I I族氮化物半導體層。 在根據本發明之如前所述而構造之半導體裝置中，將由 ，自包括鈦、铪、锆及鈕之一種金屬或兩種以上之金屬之 氮化物，成之層透過鈦層而形成於基板上。金屬氮化物層 在金屬氮化物層與形成於金屬氮化物層上之第〗π族氮化θ 物半導體層之間的晶格不配合相當低。此外，可將金屬氮 化物層在鈦層上形成為具有良好的結晶性。此外，可將鈦 層在青玉或其類似物之基板上形成為具有良好的結晶性、。 =一方面，用於保持裝置功能之所需的厚度可由基板而 知]因此可將金屬氮化物層做得薄。因此，可容易及廉價 地形成金屬氮化物層。當將一般的材料諸如青玉或其類似 物使用作為基板時，裝置可整體廉價地製造。 實施發明之晕祛方式 在本發明，可將六面體材料，諸如青玉、Sic(碳化矽 、GaN(氮化鎵）等等，或立方體材料，諸如si (矽）、 (磷化鎵）、GaAs(砷化鎵）等等，使用作為基板。在六面體 材料之情況中，在基板上成長底塗層。在立方體材 況中’使用基板之（111)表面。 當將SiC、GaN、矽、GaP或GaAs使用作為基板時，可使 基板具有導電特性。如稍後即將說明，金屬氮化物，諸如
C:\2D-CODE\90-10\90117656.ptd 第5頁 498564 五、發明說明（3) 氮化鈦(TiN)、氮化铪、氣化锆及氮化鈕，具有導電特 性。結果，可將電極形成於半導體裝置之反面上。因此， 可使製造裝置的步驟數減少，以致可降低其之製造成本。 當經由使用青玉作為基板而製造LED時，由於 :有，屬光澤^以致由LED所發射之光被氮化 °氮化锆、氮化鈕等等反射，因而預期亮度將增加。 :有由於金屬氮化物具有較青玉低之硬度，因而由在青 玉基板與各第I I I族氮化物半導體層之間之晶格敎 膨脹係數之差異所造成之鬆弛扭曲（内部應力）的操作\”、、 基板需具有可保持裝置之功能的特性（硬度及耐衝擊 f生）因此將基板之厚度選擇成不小於5 〇微米較佳。厚 度為1GG微米更特佳。附帶—提，如可充分 話，則厚度可較小。 關於金屬氮化物，使用選自包括鈦、铪、锆及釦之金 的氮化物或此等金屬之合金的氮化物。 一 成長金屬氮化物之方法並無特殊限制，但可資利用之方
法的例子包括：CVD(化學蒸氣沈積）諸如電漿CVD、熱aD 、光學CVD等等；PVD(物理蒸氣沈積）諸如濺^、反應性 魯 鍍、雷射燒蝕、離子電鍍、蒸發、ECR等等；及類似方 法。 、 當將此等金屬氮化物層之其中一者形成於鈦層上時， 用濺鍍方法為特佳。此係由於金屬氮化物單晶之 得改良。 1獲 當設置基板及鈦層時，將金屬氮化物層之厚度選擇成在
498564 五、發明說明（4) 自5毫微米至10微米之範圍内較佳。 當經由移除錢居 於金屬氮化物層f且=屬氮化物層自基板分離時，由 具有不小於5〇ηΓ、5 之特性’ ®而金屬氮化物層以 膜厚度選擇成Si二^ 氣= = = ; = 板之"層係利用蒸 厚度並無特殊限制 ' ;以=板上。鈦層之薄膜 圍内較佳，在自。心=在自°·1至1〇微米之範 微米之範圍内最特佳…把圍内更特佳，在自。.⑴ 根據本發明人的檢冑，t㈣ 石夕的⑴。表面上時，將㈣插置於石夕之二用 之間較#。A1層之厚度並無特殊 ^二二 _埃。形成Μ層之方法並無特殊限制，擇成為約 氣沈積或利用減鍍形成A 1層。 用洛 鈦層可利用酸（諸如王水）化學蝕刻。处 氮化物層分離。由於金屬氮化物層具有；u板自金屬 將金屬氮化物層使用作為電極。因此因而可 氮化物半導體層側上形成—電極。、可僅在第I 11族 各第111族氮化物半導體係由以下的 AlxGavInH^OSXu，0$Yg + 表示： 謂的二元化合物諸如A1N、GaN&InN，及，其包括所 物諸如AlxGai_xN、Α1Χ ΙΠι_χΝ 及GaxIni_xN(在斤化合 以_、細）等等部分取代第⑴族“ 可 C:\2D-C0DE\90-10\90117656.ptd 第7頁 五、發明說明（5) " ---^--- I 1申（AS)、錄（Sb)、絲（Bi)等等部分取代氮（N)。第 Ge、無氮化物半導體層可包含非必需的摻雜劑。可將S i、 Be Se、Te、C等等使用作為η型不純物。可將Mg、Zn、 ^ 一 Ca、sr、Ba等等使用作為p型不純物。附帶一提，可 雷ί推雜p型不純物之第η I族氮化物半導體照射電子束或 广、’或於爐中加熱。形成各第II I族氮化物半導體層之 法並無特殊限制。舉例來說，第I I I族氮化物半導體層 :利用，屬有機化學蒸氣沈積方法（M0CVD方法）形成，或 ^利用熟知之方法諸如分子束磊晶方法（MBE方法）、鹵化 2蒸氣相磊晶方法（HVPE方法）、濺鍍方法、離子電鍍方 /、電子淋浴（electron sh〇wering)法等等形成。 附帶一提，可將均勻結構、單一異結構或雙重異結構， ^用作^發胃光裝置之結構。亦可將量子井（Quantum well) …構（單一 1子井結構或多重量子井結構）使用作為包括發 光層之層的結構。 可在金屬氮化物層與構成裝置功能部分之一組第I I I族 氮化物半導體層（第二個第丨〗丨族氮化物半導體）之間形成 緩衝層。緩衝層係由第一個第丨丨丨族氮化物半導體製成。 在此，第一個第I丨丨族氮化物半導體之例子包括以 AlxGaYIni_x_YN(0<X<l，〇<Υ<1，〇<χ + γ<1)表示之四元化合物 半導肢’以AlxGa!—xN(0<X<l)表示之三元化合物半導體，及 AIN、GaN 及 InN。 在M0CVD方法中’在約4〇〇°c之低溫下將Ain、GaN等等之 弟一個弟III叔氮化物半導體層（緩衝層）直接形成於青玉
C:\2D-CODE\90-10\90117656.ptd 498564 五、發明說明（6) 或其類似物之基板上。然而，對於金屬氮化物層，第一個 $ 1 I Ϊ族氣化物半導體係在約丨〇 〇 〇 之高溫下成長，因而 製传較佳的晶體。因此，形成於具良好結晶性之缓衝層上 之第二個第I I I族氮化物半導體層的結晶性亦獲得改良。 約1 0 0 0 C之溫度實質上等於成長於第一個第丨丨I族氮化 ^半導體層（緩衝層）上之第二個第ln族氮化物半導體層 (裝置功能形成層）之成長溫度。因此，將利用M0CVD方法 形成第一個第III族氮化物半導體之成長溫度選擇成為在 自60 0至1 200。0：之範圍内較佳，在自8〇〇至12〇〇1之範圍内 更佳。 f第一個第I I I族氮化物半導體層（緩衝層）之成長溫度 述Λ於第二個第111族氮化物半導體（裝置功能形成 ㈢ 、/jnL度時，可谷易地調整進行MOCVD方法之溫度。 體用:賤鍍方法將由第一個第⑴族氮化物半導 声ίAί Ϊ衝層形成於金屬氮化物層上時，可將缓衝 ◦形成緩衝層之情況中所得之結晶 上之第二個第⑴:氮成化/^個/⑴族氮化物半導體層 良。此外，ί第一^固第=導體層之結晶性亦獲得改 利用濺鍍方法形成時，相較kM〇cvd方法，苴主 的有機金屬諸如TMA、TMI等#祚i u /、不而要卬貝 的方式形成“。以下將：：： = =，可以廉價 (第-具體例） 不心明之具體例。 C:\2D-CODE\90-10\90H7656.ptd 498564
五、發明說明（7) 此具體例係一發光二極體丨〇，其之形態示於圖 各別層的規格如下。 ° 層 P型層1 8 包括發光層之層17 η型層1 6 緩衝層1 5 丁 i Ν 層 1 4 Ti 層 13 基板1 1 成份 ··摻雜劑 p-GaN ： Mg 包括InGaN層 n ~ G a N ·· S i AIN TiN Ti 青玉 n型層16可為雙層結構，其具有在包括發光層之層”之 側上之低電子密度之n-層及在緩衝層丨5側上之高電^密度 之η+層。將後者稱為η型接觸層。 包括發光層之層1 7並非限制於超晶格結構。可將單一或 雙重異型結構、均勻接面型結構等等使用作為發光裝置之 形態。亦可使用單一量子井結構。 可將具有寬能帶隙，且經摻雜受體諸如鎂等等之 A lx I nY Gam Ν(包括Χ = 〇 ’ Υ = 〇及χ = γ = 〇)之層插置於包括發光 層之層1 7與ρ型層1 8之間。使用此技術於防止授給包括發 光層之層17之電子擴散至ρ型層18内。 Ρ型層18可為雙層結構，其具有在包括發光層之層ι7之 側上之低電洞密度之ρ-層及在電極側上之高電洞密度！ ρ+ 層。將後者稱為ρ型接觸層。 利用反應性DC磁控管濺鍍方法將T i層1 3形成於青玉袅板
C: \2D-C»DE\9〇. 10\90117656. ptd 第10頁 498564 五、發明說明（8) 之面§上。更換靶，及利用DC磁控管濺鍍方法將TiN層14形 成於Ti層13上。再將靶更換為A1，及利用DC磁控管錢鑛方 法形成A1N緩衝層15。 然後將AlN/TiN/Ti /青玉之樣品自濺鍵裝置移入至mqcvD 裝置之室中。邊將氫氣循環至此室内，邊將樣品加熱至 1 1 0 0 °C，及在1 1 〇 〇 t下維持5分鐘。 然後邊維持1 1 〇 〇 C之溫度，邊根據一般的方法（μ 〇 c V D方 法）形成η型層16及在η型層1 6之後的第I I I族氮化物半導體 層。在此成長方法中，將氨氣及第丨丨I族元素烷基化合物 之氣體，諸如三甲基鎵（TMG)、三甲基鋁（ΤΜΑ)及三甲基銦 (ΤΜΙ)，供給至經加熱至適當溫度之基板上，並使其進行 熱为解反應’因而在基板上成長期望的晶體。 經如此形成之第1 I 1族氮化物半導體層1 6至1 8具有較佳 的結晶性。 “可透射光之電極1 9係由含金薄膜所構成。將可透射光之 電極19層合，以覆蓋1)型層18之實質上的整個上表面。^型 電極20亦係由含金材料所形成。ρ型電極2〇係藉由蒸氣沈 積而形成於可透射光之電極19上。 經由蒸氣沈積將η型電極2 1形成於經由蝕刻而暴露之 n GaN層16的表面上。附帶一提，可利方法或利用 任何其他方法形成A1 N緩衝層1 5。 (第二具體例） 盥，示根據第二具體例之發光二極體22。附帶一提， /、第/、體例中相同之部分係作相對地參照，因此將該部
498564 五、發明說明（9) 分之說明省略。 層 P型層18 包括發光層之層17 η型層16 缓衝層1 5 TiN 層 14 Ti 層 13 基板25 在Si之（111)表面 :摻雜劑 :Mg • Si
成份 P - GaN 包括I nGaN層 η - GaN aim TiN Ti 矽單晶（111 ) 成長TiN層14及在TiN層14之後之層 的方法係與第一具體例相同。 附帶一提，由於Si基板層25具有導電特性，因而可將其 使用作為n型電極。附帶一提，可利用M〇CVD方法或利ς 何其他方法形成A1Ν緩衝層1 5。此外，可將薄獏严 你支米（1 0 0埃）之A 1層形成於s i基板與τ i之間。 宅 (第三具體例） 圖3顯示根據本發明之第三具體例之半導體裝置。 體例中之半導體裝置為發光二極體3 2。附帶_提，與^ 中相同之部分係作相對地參照，因此將該部分之說^月二 略0 各別層的規格如下。 摻雜劑 層 ：成份 :Si
η 型層 28 ： n-GaN 包括發光層之層17 :包括InGaN層
498564 五、發明說明（10) ρ型層2 6 P - GaN 緩衝層1 5 A1N TiN 層 14 TiN Ti 層 13 Ti 基板25 矽單晶 ••Mg ^圖3所示，，將p型層26、包括發光層之層17及11型層28 連續成長於緩衝層1 5上。因此，形成發光二極體3 2。在此 裝置32之情況中，由於將電阻值低之n型層28設置為最上 層，因而可將可透射光之電極（見圖2中之元件編號1 9 )省 略0 型電極。可將Si基板25直接 在圖3 ’元件編號3 0係指为 使用作為ρ型電極。 附帶一提，可利用MOCVD方法或利用任何其他方法形成 Α1Ν緩衝層15。此外，可將薄膜厚度1〇毫微米（1〇〇埃）之^ 層形成於Si基板與Ti之間。 (第四具體例） 圖4A及4B顯示本發明之再一具體例。附帶一提，在圖4A 及4B中，與第一具體例中相同之部分係作相對地參照，因 此將該部分之說明省略。在此具體例中，將T i N層4 4之薄 膜厚度設為50微米，及利用MOCVD方法將半導體層15至18 形成於T i N層44上（見圖4A )。然後利用王水化學|虫刻τ i層 13，以使基板自TiN層44分離（見圖4B)。以與第一具體例 相同之方式利用蒸氣沈積形成電極1 9至2 1。因此，於此具 體例中製得發光二極體40。
C:\2D-C0DE\90-10\90117656.ptd 第13頁 498564
雖然此具體例顯示於形成半導體層丨5至丨8之後經由蝕刻 將Ti層1 3移除之情況，但亦可將本發明應用至於部分形成 半導體層之後將Ti層13移除之情況。 y T 1層1 3可於T i N層44形成之後即立即經由蝕刻而移除。 換言之，製得TiN之基板。 ” 以岫述方式製得之發光二極體4 〇具有整體的τ丨N作為基 板。由於TiN具有導電特性，因而可將TiN基板44使用作為 電極。此外，由於TiN具有金屬光澤度，因而自發光層發 射之光有效率地朝發射觀察表面側（在圖式中為向上）反 射。 雖然前述之具體例顯示利用DC磁控管濺鍍方法形成緩衝 層之情況，但亦可將本發明應用至利用M〇CVD方法等等（麸 而，其中之成長溫度係1 0 00 t之高溫）形成緩衝層之情…、 況0 工業應用性 應用本發明之裝置並不限於前述的發光二極體。舉例与 說，亦可將本發明應用於光學裝置諸如光接收器、雷射二 極體、太陽能電池等等；雙極裝置諸如整流器、閘流體、 電晶體等等1極裝置諸如FET等等；及
波裝置等等。 之中間體的層合物。 方式的說明及其之具體 申晴專利範圍之熟悉技 本發明更可應用於作為此等裝置 本發明完全不受限於實施發明之 例，反之，其可包括不脫離專利之 藝人士所可設想得到的各種修改。
立 發明說明（12) 將本D兒明，所揭示之項目列示於下。 基：ί形=;種：=製造方法，包括下列步驟：在 化物層係由選自包2層土形ί金屬氮化物層，此金屬氮 上之金屬之氮化物=.、=在：二之-種金屬或兩種以 族氮化物半導體t成’及在金屬氮化物層上形成第⑴ 驟广上之方法可更包括在基板與鈦層之間形成底塗層之步 化學钱刻，而將基板自 金屬氮化物層具有不小 此外，此方法可包括經由將鈦層 金屬氮化物層分離之步驟。在此， 於5 0微米之薄膜厚度較佳。 此外，在此方法中， 一方面，基板係由青玉 石申化嫁製成。 金屬氮化物層可由氮化鈦製成。另 、碳化矽、氮化鎵、矽、磷化鎵或 可將弟111族氮化物半導體裝置使 光接收器。 此外，在此方法中， 用作為發光裝置或作為 其次，揭示-種層合物’其具有：形成 =形成於鈦層上’且由選自包括鈦、錯、給 屬之氮化物製成之金屬氣化物層；及 形成於金屬氮化物層上之第！】】族氮化物半導體層。 在此層合物中，可將底塗層形成於基板與鈦層之間。 此外’金屬氮化物層可由氮化鈦製成。3 一方面，基板 可由青玉、碳化矽、氮化鎵、矽、磷化鎵或砷化鎵製成。 此外，在此層合物中，第ηι族氮化物半導體層可具有
發光裝置之結構或光接收器之結構。 弟二’揭示一種層合物，发治 包括：具有不小於50微半+ 薄膜厚度’且由選自包括鈦 ：：个J :未之 從、，卜 4〇、給及组之一種金屬或兩 種以上之金屬之氮化物製成夕 ^ Μ ^ ^ άίη A ^ u ^ τ τ T之金屬氮化物基板；及形成於 金屬亂化物基板上之第I I I族_ λ ^ m ^ , 1化物半導體屏。 此金屬氮化物可由氮化鈦製成。亍守篮增 此外，第I I I族氮化物半導體肩。 或光接收器之結構。 胃可具有發光裝置之結構 元件編號之說明 10 發光二極體 11 基板 13 Ti層 14 TiN層 15 缓衝層 16 η型層 17 包括發光層之層 18 ρ型層 19 可透射光之電極 20 ρ型電極 21 η型電極 22 發光二極體 25 基板 26 ρ型層 28 η型層
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498564
C:\2D-CODE\90-10\90117656.ptd 第17頁 498564 圖式簡單說明 極體之形 極體之形 極體之形 圖1係顯示根據本發明之第一具體例之 態的圖； *九二 圖2係顯示根據本發明之具體例之 態的圖； ' 九二 圖3係顯示根據本發明之第三具體例之菸 態的圖；及 疋〜 圖4A及4B顯示根據本發明之第四具體例之 各1 8 在圖式中’各元件編號j 〇、2 2、3 2及4 〇係』，二極體 體；各1 1及2 5係為基板；1 3係T i層；1 4係T i N層'^5%二/ 衝層；各16及26係包覆層；17係包括發光層之"層·"係 2 8係包覆層；及1 9係玎透射光之電極。
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Claims (1)

  1. 498564 六、申請專利範圍 1 · 一種製造第111族氮化物半導體裝置之方法，包括下 列步驟： 在基板上形成鈥層； 在该鈦層上形成金屬氮化物層，該金屬氮化物層係由選 自包括鈦、鍅、铪及鈕之一種金屬或兩種以上之金屬之氮 化物製成；及 在遠金屬氮化物層上形成第丨I I族氮化物半導體層。 2 ·如申請專利範圍第1項之製造第π I族氮化物半導體裂 置之方法’其更包括在該基板與該鈦層之間形成底塗層之 步驟。 3 ·如申請專利範圍第1項之製造第〗丨I族氮化物半導體裝 置之方法，其更包括經由將該鈦層化學蝕刻，而將該基板 自該金屬氮化物層分離之步驟。 4 ·如申請專利範圍第3項之製造第丨丨I族氮化物半導體裝 置之方法其中δ亥金屬氮化物層具有不小於5 0微米之薄膜 厚度。 、 5·如申請專利範圍第1項之製造第I 11族氮化物半導體裝 置之方法’其中該金屬氮化物層係由氮化鈦製成。 6 ·如申晴專利範圍第1項之製造第I I I族氮化物半導體裝 置之方法’其中該基板係由青玉、碳化矽、氮化鎵、石夕、 石粦化鎵及砷化鎵之其中一者製成。 7·如申請專利範圍第1項之製造第III族氮化物半導體裝 置之方法’其中該第ΠI族氮化物半導體裝置係為發光裝 置或光接收器。
    C:\2D-CODE\90-10\90117656.ptd 第19頁 498564 六、申請專利範圍 8 · —種第I Π族氮化物半導體裝置，包括·· _基板， 形成於該基板上之鈦層； 形成於該鈦層上，且由選自包括鈦、鍅、給及鈕之一备 金屬或兩種以上之金屬之氮化物製成之金屬氮化物層；及 形成於該金屬氮化物層上之第I I I族氮化物半導體層。 9 ·如申請專利範圍第8項之第π I族氮化物半導體裝置， 其更包括形成於该基板與該鈇層之間的底塗層。 10·如申請專利範圍第8項之第II I族氮化物半導體 置，其中該金屬氮化物層係由氮化鈦製成。 、 11. 如申請專利範圍第8項之第11 I族氮化物半導 置’其中該基板係由青玉、碳化矽、氮化鎵、矽、石: 及砷化鎵之其中一者製成。 〜化叙 12. 如申請專利範圍第1〇項之第In族氮化物半 置，其中該基板係由青玉製成。 攻 1 3·如申請專利範圍第8項之第I丨丨族氮化物半導 置，其中該第III族氛化物半導體層具有發光 、 或光接收器之結構。 <、、、。構 1 4 · 一種第111族氮化物半導體裝置，包括： 具有不小於50微米之薄膜厚度，且由選自包括鍊 姶及鈕之一種金屬或兩種以上之金屬之氮化物製成=超 氮化物基板；及 i屬 形成於該金屬氮化物基板上之第〗丨；[族氮化物 層。 子體
    C:\2D-CODE\90-10\90117656.ptd 第20頁 498564 六、申請專利範圍 1 5.如申請專利範圍第1 4項之第I I I族氮化物半導體裝 置，其中該金屬氮化物係為氮化鈦。 1 6.如申請專利範圍第1 4項之第I I I族氮化物半導體裝 置，其中該第I I I族氮化物半導體層具有發光裝置之結構 或光接收器之結構。
    C:\2D-CODE\90-10\90117656.ptd 第21頁
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Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4710139B2 (ja) * 2001-01-15 2011-06-29 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP4932121B2 (ja) * 2002-03-26 2012-05-16 日本電気株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族窒化物系半導体基板の製造方法
US6929867B2 (en) * 2002-05-17 2005-08-16 The Regents Of The University Of California Hafnium nitride buffer layers for growth of GaN on silicon
CN101459214B (zh) * 2003-04-15 2011-12-28 发光装置公司 制造发光装置的方法
US7442644B2 (en) * 2004-07-21 2008-10-28 Nichia Corporation Method for manufacturing nitride semiconductor wafer or nitride semiconductor device; nitride semiconductor wafer or nitride semiconductor device made by the same; and laser irradiating apparatus used for the same
JP4345626B2 (ja) 2004-09-27 2009-10-14 豊田合成株式会社 半導体素子及びその製造方法。
KR20080014727A (ko) 2004-12-27 2008-02-14 퀀덤 페이퍼, 인크. 어드레스 가능 및 프린트 가능 발광 디스플레이
KR101132910B1 (ko) * 2005-07-05 2012-04-04 엘지이노텍 주식회사 발광 다이오드 제조방법
JP2007134388A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Sharp Corp 窒化物系半導体素子とその製造方法
KR100766858B1 (ko) 2006-03-16 2007-10-12 서울옵토디바이스주식회사 질화물 반도체 발광소자용 버퍼층 형성 방법 및 그 질화물반도체 발광소자
KR20070102114A (ko) 2006-04-14 2007-10-18 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조 방법
US8846457B2 (en) 2007-05-31 2014-09-30 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Printable composition of a liquid or gel suspension of diodes
US8809126B2 (en) 2007-05-31 2014-08-19 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Printable composition of a liquid or gel suspension of diodes
US8877101B2 (en) 2007-05-31 2014-11-04 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Method of manufacturing a light emitting, power generating or other electronic apparatus
US8456393B2 (en) 2007-05-31 2013-06-04 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Method of manufacturing a light emitting, photovoltaic or other electronic apparatus and system
US8674593B2 (en) 2007-05-31 2014-03-18 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Diode for a printable composition
US8889216B2 (en) 2007-05-31 2014-11-18 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Method of manufacturing addressable and static electronic displays
US8852467B2 (en) 2007-05-31 2014-10-07 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Method of manufacturing a printable composition of a liquid or gel suspension of diodes
US8133768B2 (en) 2007-05-31 2012-03-13 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Method of manufacturing a light emitting, photovoltaic or other electronic apparatus and system
US9425357B2 (en) 2007-05-31 2016-08-23 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Diode for a printable composition
US9419179B2 (en) 2007-05-31 2016-08-16 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Diode for a printable composition
US9534772B2 (en) 2007-05-31 2017-01-03 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Apparatus with light emitting diodes
US9018833B2 (en) 2007-05-31 2015-04-28 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Apparatus with light emitting or absorbing diodes
US9343593B2 (en) 2007-05-31 2016-05-17 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Printable composition of a liquid or gel suspension of diodes
US8415879B2 (en) 2007-05-31 2013-04-09 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Diode for a printable composition
JP5272390B2 (ja) 2007-11-29 2013-08-28 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ
US8127477B2 (en) 2008-05-13 2012-03-06 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Illuminating display systems
US7992332B2 (en) 2008-05-13 2011-08-09 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Apparatuses for providing power for illumination of a display object
KR101149677B1 (ko) * 2010-01-20 2012-07-11 주식회사 엘지실트론 플렉서블 소자 제조방법 및 이에 의하여 제조된 플렉서블 소자, 태양전지, ｌｅｄ
CN102208338B (zh) * 2010-03-30 2014-04-23 杭州海鲸光电科技有限公司 蓝宝石基复合衬底及其制造方法
US8409895B2 (en) * 2010-12-16 2013-04-02 Applied Materials, Inc. Gallium nitride-based LED fabrication with PVD-formed aluminum nitride buffer layer
KR101883840B1 (ko) * 2011-08-31 2018-08-01 엘지이노텍 주식회사 발광소자
US9764992B2 (en) * 2013-02-06 2017-09-19 Toyo Tanso Co., Ltd. Silicon carbide-tantalum carbide composite and susceptor
US9929310B2 (en) 2013-03-14 2018-03-27 Applied Materials, Inc. Oxygen controlled PVD aluminum nitride buffer for gallium nitride-based optoelectronic and electronic devices
KR102187499B1 (ko) * 2014-05-19 2020-12-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템
US11322643B2 (en) 2014-05-27 2022-05-03 Silanna UV Technologies Pte Ltd Optoelectronic device
CN106415854B (zh) 2014-05-27 2019-10-01 斯兰纳Uv科技有限公司 包括n型和p型超晶格的电子装置
CN106537617B (zh) 2014-05-27 2019-04-16 斯兰纳Uv科技有限公司 使用半导体结构和超晶格的高级电子装置结构
JP6817072B2 (ja) 2014-05-27 2021-01-20 シランナ・ユー・ブイ・テクノロジーズ・プライベート・リミテッドＳｉｌａｎｎａ Ｕｖ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ Ｌｔｄ 光電子デバイス
US11584969B2 (en) * 2015-04-08 2023-02-21 Metal Improvement Company, Llc High fatigue strength components requiring areas of high hardness
CN104952710B (zh) * 2015-06-12 2018-01-30 湘能华磊光电股份有限公司 一种led外延层生长方法
US12344958B2 (en) * 2021-01-20 2025-07-01 Alliance For Sustainable Energy, Llc III-N heteroepitaxial devices on rock salt substrates

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5642390A (en) * 1979-09-14 1981-04-20 Fujitsu Ltd Formation of electrode on semiconductor device
US5115286A (en) * 1988-08-26 1992-05-19 Hewlett-Packard Company Electro-optical device with inverted transparent substrate and method for making same
DE4110057A1 (de) * 1991-03-27 1992-10-01 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung eines mehrfarben-pruefbildes und hierfuer geeignetes strahlungsempfindliches aufzeichnungsmaterial
US5545291A (en) * 1993-12-17 1996-08-13 The Regents Of The University Of California Method for fabricating self-assembling microstructures
US5721188A (en) * 1995-01-17 1998-02-24 Engelhard Corporation Thermal spray method for adhering a catalytic material to a metallic substrate
JPH0951139A (ja) 1995-08-09 1997-02-18 Hitachi Ltd 半導体レーザ素子
JP3740730B2 (ja) 1996-02-23 2006-02-01 住友電気工業株式会社 窒化炭素単結晶膜
JP3779766B2 (ja) 1996-02-29 2006-05-31 シャープ株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置
JP3446495B2 (ja) 1996-09-25 2003-09-16 昭和電工株式会社 化合物半導体エピタキシャルウエハの製造方法
JPH10247747A (ja) * 1997-03-05 1998-09-14 Toshiba Corp 半導体発光素子およびその製造方法
JP3363740B2 (ja) 1997-03-12 2003-01-08 三洋電機株式会社 窒化物系化合物半導体の電極および半導体素子
JPH10321954A (ja) 1997-05-15 1998-12-04 Fuji Electric Co Ltd Ｉｉｉ 族窒化物半導体素子およびその製造方法
US6100586A (en) * 1997-05-23 2000-08-08 Agilent Technologies, Inc. Low voltage-drop electrical contact for gallium (aluminum, indium) nitride
JP3813740B2 (ja) * 1997-07-11 2006-08-23 Ｔｄｋ株式会社 電子デバイス用基板
US6423990B1 (en) * 1997-09-29 2002-07-23 National Scientific Corporation Vertical heterojunction bipolar transistor
JP3517867B2 (ja) * 1997-10-10 2004-04-12 豊田合成株式会社 ＧａＮ系の半導体素子
JP3480297B2 (ja) 1997-10-10 2003-12-15 豊田合成株式会社 半導体素子
JP3444208B2 (ja) * 1997-10-10 2003-09-08 豊田合成株式会社 ＧａＮ系の半導体素子
JP4208281B2 (ja) * 1998-02-26 2009-01-14 キヤノン株式会社 積層型光起電力素子
US6086673A (en) * 1998-04-02 2000-07-11 Massachusetts Institute Of Technology Process for producing high-quality III-V nitride substrates
JP3019085B1 (ja) 1998-10-09 2000-03-13 サンケン電気株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
US6265653B1 (en) * 1998-12-10 2001-07-24 The Regents Of The University Of California High voltage photovoltaic power converter
US6590229B1 (en) * 1999-01-21 2003-07-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and process for production thereof
US6426512B1 (en) * 1999-03-05 2002-07-30 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor device
US6355393B1 (en) * 1999-03-10 2002-03-12 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image-forming method and organic light-emitting element for a light source for exposure used therein
JP3702700B2 (ja) * 1999-03-31 2005-10-05 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子及びその製造方法
US6176925B1 (en) * 1999-05-07 2001-01-23 Cbl Technologies, Inc. Detached and inverted epitaxial regrowth & methods
KR20010029852A (ko) * 1999-06-30 2001-04-16 도다 다다히데 Ⅲ족 질화물계 화합물 반도체 소자 및 그 제조방법
US6531719B2 (en) * 1999-09-29 2003-03-11 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor device
JP2001274528A (ja) * 2000-01-21 2001-10-05 Fujitsu Ltd 薄膜デバイスの基板間転写方法
JP4710139B2 (ja) * 2001-01-15 2011-06-29 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP2003043308A (ja) * 2001-07-27 2003-02-13 Hikari Tekku Kk 丸型多心フェルールの構造及びその製造方法
US6953735B2 (en) * 2001-12-28 2005-10-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating a semiconductor device by transferring a layer to a support with curvature

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002222970A1 (en) 2002-01-30
CN1436375A (zh) 2003-08-13
JP2002043617A (ja) 2002-02-08
DE60130461D1 (de) 2007-10-25
EP1301947A2 (en) 2003-04-16
KR100595105B1 (ko) 2006-07-03
CN1200466C (zh) 2005-05-04
US6897139B2 (en) 2005-05-24
WO2002007233A2 (en) 2002-01-24
WO2002007233A3 (en) 2002-08-22
EP1301947B1 (en) 2007-09-12
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