公开(公告)号：US20100006023A1

公开(公告)日：2010-01-14

申请号：US12171623

申请日：2008-07-11

申请人： David P. Bour ,  Peter Kiesel ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang ,  John E. Northrup

发明人： David P. Bour ,  Peter Kiesel ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang ,  John E. Northrup

IPC分类号： C30B23/02 ,  C30B35/00

CPC分类号： C30B25/02 ,  C30B25/14 ,  C30B29/403

摘要： Nitride semiconductor films, such as for use in solid state light emitting devices and electronic devices, are fabricated in an environment of relatively high nitrogen potential such that nitrogen vacancies in the growing film are reduced. A reactor design, and method for its use, provide high nitrogen precursor partial pressure, precracking of the precursor using a catalytic metal surface, prepyrolyzing the precursor, using catalytically-cracked molecular nitrogen as a nitrogen precursor, and/or exposing the surface to an ambient which is extremely rich in active nitrogen species. Improved efficiency for light emitting devices, particularly in the blue and green wavelengths and improve transport properties in nitride electronic devices, i.e., improved performance from nitride-based devices such as InGaAlN laser diodes, transistors, and light emitting diodes is thereby provided.

摘要翻译： 氮化物半导体膜，例如用于固态发光器件和电子器件的氮化物半导体膜，在氮势高的环境下制造，使得生长膜中的氮空位减少。 反应器设计及其使用方法提供高氮前体分压，使用催化金属表面预裂化前体，使用催化裂化的分子氮作为氮前体预先分解前体，和/或将表面暴露于 非常丰富的活性氮种类的环境。 因此，提供了发光器件的效率，特别是蓝色和绿色波长的效率，并提高了氮化物电子器件的传输性能，即从诸如InGaAlN激光二极管，晶体管和发光二极管的氮化物基器件的改进性能。

公开(公告)号：US07856040B2

公开(公告)日：2010-12-21

申请号：US12237106

申请日：2008-09-24

申请人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

发明人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

IPC分类号： H01S5/00

CPC分类号： H01S5/34333 ,  B82Y20/00 ,  H01L33/0045 ,  H01S5/0425 ,  H01S5/1039 ,  H01S5/1228 ,  H01S5/2009 ,  H01S5/2027 ,  H01S5/22 ,  H01S5/3211 ,  H01S5/3214 ,  H01S5/3216

摘要： The AlGaN upper cladding layer of a nitride laser diode is replaced by a non-epitaxial layer, such as metallic silver. If chosen to have a relatively low refractive index value, the mode loss from absorption in the non-epitaxial cladding layer is acceptably small. If also chosen to have a relatively high work-function, the non-epitaxial layer forms an electrical contact to the nitride semiconductors. An indium-tin-oxide layer may also be employed with the non-epitaxial cladding layer.

摘要翻译： 氮化物激光二极管的AlGaN上覆层由诸如金属银的非外延层代替。 如果选择具有相对低的折射率值，则在非外延包层中的吸收的模式损耗可以接受地小。 如果还选择具有较高的功函数，则非外延层与氮化物半导体形成电接触。 也可以在非外延包覆层中使用铟锡氧化物层。

公开(公告)号：US08023544B2

公开(公告)日：2011-09-20

申请号：US12941862

申请日：2010-11-08

申请人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

发明人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

IPC分类号： H01S5/00

CPC分类号： H01S5/34333 ,  B82Y20/00 ,  H01L33/0045 ,  H01S5/0425 ,  H01S5/1039 ,  H01S5/1228 ,  H01S5/2009 ,  H01S5/2027 ,  H01S5/22 ,  H01S5/3211 ,  H01S5/3214 ,  H01S5/3216

摘要： The AlGaN upper cladding layer of a nitride laser diode is replaced by a non-epitaxial layer, such as metallic silver. If chosen to have a relatively low refractive index value, the mode loss from absorption in the non-epitaxial cladding layer is acceptably small. If also chosen to have a relatively high work-function, the non-epitaxial layer forms an electrical contact to the nitride semiconductors. An indium-tin-oxide layer may also be employed with the non-epitaxial cladding layer.

摘要翻译： 氮化物激光二极管的AlGaN上覆层由诸如金属银的非外延层代替。 如果选择具有相对低的折射率值，则在非外延包层中的吸收的模式损耗可以接受地小。 如果还选择具有较高的功函数，则非外延层与氮化物半导体形成电接触。 也可以在非外延包覆层中使用铟锡氧化物层。

公开(公告)号：US20110051768A1

公开(公告)日：2011-03-03

申请号：US12941862

申请日：2010-11-08

申请人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

发明人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

IPC分类号： H01S5/22 ,  H01L33/00

CPC分类号： H01S5/34333 ,  B82Y20/00 ,  H01L33/0045 ,  H01S5/0425 ,  H01S5/1039 ,  H01S5/1228 ,  H01S5/2009 ,  H01S5/2027 ,  H01S5/22 ,  H01S5/3211 ,  H01S5/3214 ,  H01S5/3216

摘要： The AlGaN upper cladding layer of a nitride laser diode is replaced by a non-epitaxial layer, such as metallic silver. If chosen to have a relatively low refractive index value, the mode loss from absorption in the non-epitaxial cladding layer is acceptably small. If also chosen to have a relatively high work-function, the non-epitaxial layer forms an electrical contact to the nitride semiconductors. An indium-tin-oxide layer may also be employed with the non-epitaxial cladding layer.

摘要翻译： 氮化物激光二极管的AlGaN上覆层由诸如金属银的非外延层代替。 如果选择具有相对低的折射率值，则在非外延包层中的吸收的模式损耗可以接受地小。 如果还选择具有较高的功函数，则非外延层与氮化物半导体形成电接触。 也可以在非外延包覆层中使用铟锡氧化物层。

公开(公告)号：US20100074292A1

公开(公告)日：2010-03-25

申请号：US12237106

申请日：2008-09-24

申请人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

发明人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

IPC分类号： H01S5/026

CPC分类号： H01S5/34333 ,  B82Y20/00 ,  H01L33/0045 ,  H01S5/0425 ,  H01S5/1039 ,  H01S5/1228 ,  H01S5/2009 ,  H01S5/2027 ,  H01S5/22 ,  H01S5/3211 ,  H01S5/3214 ,  H01S5/3216

摘要： The AlGaN upper cladding layer of a nitride laser diode is replaced by a non-epitaxial layer, such as metallic silver. If chosen to have a relatively low refractive index value, the mode loss from absorption in the non-epitaxial cladding layer is acceptably small. If also chosen to have a relatively high work-function, the non-epitaxial layer forms an electrical contact to the nitride semiconductors. An indium-tin-oxide layer may also be employed with the non-epitaxial cladding layer.

摘要翻译： 氮化物激光二极管的AlGaN上覆层由诸如金属银的非外延层代替。 如果选择具有相对低的折射率值，则在非外延包层中的吸收的模式损耗可以接受地小。 如果还选择具有较高的功函数，则非外延层与氮化物半导体形成电接触。 也可以在非外延包覆层中使用铟锡氧化物层。

公开(公告)号：US08000366B2

公开(公告)日：2011-08-16

申请号：US12276173

申请日：2008-11-21

申请人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

发明人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

IPC分类号： H01S5/00

CPC分类号： H01S5/34333 ,  B82Y20/00 ,  H01S5/0213 ,  H01S5/2013 ,  H01S5/3216

摘要： A semiconductor laser diode with a high indium content is provided with a lattice matched cladding layer or layers. One or both of the cladding layers may comprise bulk aluminum gallium indium nitride in the ratio of AlxGa1-x-yInyN and/or a short period superlattice structures of, for example, a plurality of alternating layer pairs of aluminum gallium indium nitride in the ratio of AlxGa1-x-yInyN and gallium indium nitride in the ratio of GasIn1-sN, providing a multi-quantum barrier (MQB) effect. Lattice matching of the cladding layer(s) and active layer reduce or eliminate strain, and the materials chosen for the cladding layers optimizes optical and carrier confinement. Alternatively, the lattice parameters may be selected to provide strain balanced MQBs, e.g., where the barrier layers are tensile-strained and the well layers compressed.

摘要翻译： 具有高铟含量的半导体激光二极管设置有格子匹配包层。 包覆层中的一个或两个可以包括Al x Ga 1-x-y In y N的比例的/或比如多个交替层叠的铝镓铟镓的短周期超晶格结构的块状铝镓氮化铟， 的Al x Ga 1-x-y In y N和氮化镓铟，其比例为GasIn1-sN，提供多量子势垒（MQB）效应。 包覆层和有源层的晶格匹配减少或消除应变，为包层选择的材料优化光学和载流子限制。 或者，可以选择晶格参数以提供应变平衡的MQB，例如，其中阻挡层是拉伸应变的，并且阱层被压缩。

公开(公告)号：US20100127236A1

公开(公告)日：2010-05-27

申请号：US12276173

申请日：2008-11-21

申请人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

发明人： David P. Bour ,  Christopher L. Chua ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

IPC分类号： H01L31/00 ,  H01L33/00

CPC分类号： H01S5/34333 ,  B82Y20/00 ,  H01S5/0213 ,  H01S5/2013 ,  H01S5/3216

摘要： A semiconductor laser diode with a high indium content is provided with a lattice matched cladding layer or layers. One or both of the cladding layers may comprise bulk aluminum gallium indium nitride in the ratio of AlxGa1-x-yInyN and/or a short period superlattice structures of, for example, a plurality of alternating layer pairs of aluminum gallium indium nitride in the ratio of AlxGa1-x-yInyN and gallium indium nitride in the ratio of GasIn1-sN, providing a multi-quantum barrier (MQB) effect. Lattice matching of the cladding layer(s) and active layer reduce or eliminate strain, and the materials chosen for the cladding layers optimizes optical and carrier confinement. Alternatively, the lattice parameters may be selected to provide strain balanced MQBs, e.g., where the barrier layers are tensile-strained and the well layers compressed.

摘要翻译： 具有高铟含量的半导体激光二极管设置有格子匹配包层。 包覆层中的一个或两个可以包括Al x Ga 1-x-y In y N的比例的/或比如多个交替层叠的铝镓铟镓的短周期超晶格结构的块状铝镓氮化铟， 的Al x Ga 1-x-y In y N和氮化镓铟，其比例为GasIn1-sN，提供多量子势垒（MQB）效应。 包覆层和有源层的晶格匹配减少或消除应变，为包层选择的材料优化光学和载流子限制。 或者，可以选择晶格参数以提供应变平衡的MQB，例如，其中阻挡层是拉伸应变的，并且阱层被压缩。

公开(公告)号：US08330144B2

公开(公告)日：2012-12-11

申请号：US13550504

申请日：2012-07-16

申请人： Andre Strittmatter ,  Noble M. Johnson ,  Mark Teepe ,  Christopher L. Chua ,  Zhihong Yang ,  John E. Northrup

发明人： Andre Strittmatter ,  Noble M. Johnson ,  Mark Teepe ,  Christopher L. Chua ,  Zhihong Yang ,  John E. Northrup

IPC分类号： H01L21/00

CPC分类号： H01L21/0262 ,  B82Y20/00 ,  H01L21/0237 ,  H01L21/02433 ,  H01L21/02458 ,  H01L21/0254 ,  H01L21/02609 ,  H01L21/02639 ,  H01L21/02647 ,  H01L33/007 ,  H01L33/0079 ,  H01L33/12 ,  H01L33/16 ,  H01S5/3202 ,  H01S5/34306 ,  H01S2304/12

摘要： A structure and method for producing same provides a solid-state light emitting device with suppressed lattice defects in epitaxially formed nitride layers over a non-c-plane oriented (e.g., semi-polar) template or substrate. A dielectric layer with “window” openings or trenches provides significant suppression of all diagonally running defects during growth. Posts of appropriate height and spacing may further provide suppression of vertically running defects. A layer including gallium nitride is formed over the dielectric layer, and polished to provide a planar growth surface with desired roughness. A tri-layer indium gallium nitride active region is employed. For laser diode embodiments, a relatively thick aluminum gallium nitride cladding layer is provided over the gallium nitride layer.

摘要翻译： 其结构和制造方法提供了在非c面取向（例如，半极性）模板或衬底上的外延形成的氮化物层中具有抑制的晶格缺陷的固态发光器件。 具有窗口或沟槽的电介质层在生长期间提供对所有对角线运行的缺陷的显着抑制。 适当高度和间距的柱可进一步抑制垂直运行的缺陷。 在电介质层上形成包含氮化镓的层，并且被抛光以提供具有期望粗糙度的平面生长表面。 采用三层氮化铟镓活性区。 对于激光二极管实施例，在氮化镓层上方设置相对厚的氮化镓铝覆层。

公开(公告)号：US08247249B2

公开(公告)日：2012-08-21

申请号：US12791552

申请日：2010-06-01

申请人： Andre Strittmatter ,  Noble M. Johnson ,  Mark Teepe ,  Christopher L. Chua ,  Zhihong Yang ,  John E. Northrup

发明人： Andre Strittmatter ,  Noble M. Johnson ,  Mark Teepe ,  Christopher L. Chua ,  Zhihong Yang ,  John E. Northrup

IPC分类号： H01L21/00

CPC分类号： H01L21/0262 ,  B82Y20/00 ,  H01L21/0237 ,  H01L21/02433 ,  H01L21/02458 ,  H01L21/0254 ,  H01L21/02609 ,  H01L21/02639 ,  H01L21/02647 ,  H01L33/007 ,  H01L33/0079 ,  H01L33/12 ,  H01L33/16 ,  H01S5/3202 ,  H01S5/34306 ,  H01S2304/12

摘要： A structure and method for producing same provides a solid-state light emitting device with suppressed lattice defects in epitaxially formed nitride layers over a non-c-plane oriented (e.g., semi-polar) template or substrate. A dielectric layer with “window” openings or trenches provides significant suppression of all diagonally running defects during growth. Posts of appropriate height and spacing may further provide suppression of vertically running defects. A layer including gallium nitride is formed over the dielectric layer, and polished to provide a planar growth surface with desired roughness. A tri-layer indium gallium nitride active region is employed. For laser diode embodiments, a relatively thick aluminum gallium nitride cladding layer is provided over the gallium nitride layer.

摘要翻译： 其结构和制造方法提供了在非c面取向（例如，半极性）模板或衬底上的外延形成的氮化物层中具有抑制的晶格缺陷的固态发光器件。 具有“窗口”开口或沟槽的电介质层在生长期间提供对所有对角线运行的缺陷的显着抑制。 适当高度和间距的柱可进一步抑制垂直运行的缺陷。 在电介质层上形成包含氮化镓的层，并且被抛光以提供具有期望粗糙度的平面生长表面。 采用三层氮化铟镓活性区。 对于激光二极管实施例，在氮化镓层上方设置相对厚的氮化镓铝覆层。

公开(公告)号：US09401452B2

公开(公告)日：2016-07-26

申请号：US13619598

申请日：2012-09-14

申请人： John E. Northrup ,  Bowen Cheng ,  Christopher L. Chua ,  Thomas Wunderer ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

发明人： John E. Northrup ,  Bowen Cheng ,  Christopher L. Chua ,  Thomas Wunderer ,  Noble M. Johnson ,  Zhihong Yang

IPC分类号： H01L33/00 ,  H01L33/06 ,  H01L33/14 ,  H01L33/32 ,  H01L21/02 ,  B82Y20/00 ,  H01S5/042 ,  H01S5/20 ,  H01S5/32 ,  H01S5/343 ,  H01S5/30 ,  H01S5/34

CPC分类号： H01L33/06 ,  B82Y20/00 ,  H01L21/0237 ,  H01L21/02458 ,  H01L21/02507 ,  H01L21/0251 ,  H01L21/0254 ,  H01L21/0262 ,  H01L33/007 ,  H01L33/0075 ,  H01L33/04 ,  H01L33/14 ,  H01L33/32 ,  H01S5/0421 ,  H01S5/0422 ,  H01S5/2009 ,  H01S5/3063 ,  H01S5/3202 ,  H01S5/3211 ,  H01S5/3216 ,  H01S5/3404 ,  H01S5/34333

摘要： A light emitting device includes a p-side heterostructure having a short period superlattice (SPSL) formed of alternating layers of AlxhighGa1-xhighN doped with a p-type dopant and AlxlowGa1-xlowN doped with the p-type dopant, where xlow≦xhigh≦0.9. Each layer of the SPSL has a thickness of less than or equal to about six bi-layers of AlGaN.

摘要翻译： 发光器件包括具有由掺杂有p型掺杂剂的Al x Ga Ga x Ga x Ga x Ga N交替层和掺杂有p型掺杂剂的Al x O x Ga 1-x low N形成的短周期超晶格（SPSL）的p侧异质结构，其中xlow≤xhigh≤ 0.9。 SPSL的每个层具有小于或等于约六个双层AlGaN的厚度。