公开(公告)号：US20130214282A1

公开(公告)日：2013-08-22

申请号：US13399334

申请日：2012-02-17

申请人： Erdem Arkun ,  Radek Roucka ,  Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Michael Lebby

发明人： Erdem Arkun ,  Radek Roucka ,  Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Michael Lebby

IPC分类号： H01L29/20 ,  H01L21/20

CPC分类号： H01L21/02381 ,  H01L21/02458 ,  H01L21/02488 ,  H01L21/02513 ,  H01L21/0254 ,  H01L21/02645 ,  H01L29/0665 ,  H01L29/1075 ,  H01L29/2003

摘要： A method of fabricating a layer of single crystal semiconductor material on a silicon substrate including providing a crystalline silicon substrate and epitaxially depositing a nano structured interface layer on the substrate. The nano structured interface layer has a thickness up to a critical thickness. The method further includes epitaxially depositing a layer of single crystal semiconductor material in overlying relationship to the nano structured interface layer. Preferably, the method includes the nano structured interface layer being a layer of coherently strained nano dots of selected material. The critical thickness of the nano dots includes a thickness up to a thickness at which the nano dots become incoherent.

摘要翻译： 一种在硅衬底上制造单晶半导体材料层的方法，包括提供晶体硅衬底并在衬底上外延沉积纳米结构化界面层。 纳米结构界面层具有至多临界厚度的厚度。 该方法还包括以与纳米结构界面层重叠的关系外延沉积单晶半导体材料层。 优选地，该方法包括纳米结构界面层，其是选定材料的相干应变纳米点层。 纳米点的临界厚度包括达到纳米点变得不相干的厚度的厚度。

公开(公告)号：US08049100B2

公开(公告)日：2011-11-01

申请号：US12619621

申请日：2009-11-16

申请人： Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Richard Sewell ,  Scott Semans ,  F. Erdem Arkun ,  Michael Lebby

发明人： Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Richard Sewell ,  Scott Semans ,  F. Erdem Arkun ,  Michael Lebby

IPC分类号： H01L31/055 ,  H01L31/028

CPC分类号： H01L31/0725 ,  H01L21/02381 ,  H01L21/02422 ,  H01L21/0245 ,  H01L21/02488 ,  H01L21/02502 ,  H01L21/02507 ,  H01L21/02532 ,  H01L31/0745 ,  H01L31/1804 ,  Y02E10/52 ,  Y02E10/547 ,  Y02P70/521

摘要： Examples of device structures utilizing layers of rare earth oxides to perform the tasks of strain engineering in transitioning between semiconductor layers of different composition and/or lattice orientation and size are given. A structure comprising a plurality of semiconductor layers separated by transition layer(s) comprising two or more rare earth compounds operable as a sink for structural defects is disclosed.

摘要翻译： 给出了利用稀土氧化物层执行应变工程在不同组成和/或晶格取向和尺寸的半导体层之间转换中的任务的装置结构的实例。 公开了一种结构，其包括由过渡层分离的多个半导体层，所述过渡层包括可操作为用于结构缺陷的汇的两种或更多种稀土化合物。

公开(公告)号：US08039737B2

公开(公告)日：2011-10-18

申请号：US12619549

申请日：2009-11-16

申请人： Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Richard Sewell ,  Scott Semans ,  F. Erdem Arkun ,  Michael Lebby

发明人： Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Richard Sewell ,  Scott Semans ,  F. Erdem Arkun ,  Michael Lebby

IPC分类号： H01L31/055 ,  H01L31/028

CPC分类号： H01L31/0687 ,  H01L31/055 ,  Y02E10/52 ,  Y02E10/544

摘要： The use of rare-earth (RE+O, N, P) based materials to transition between two semiconductor materials is disclosed. Rare earth based oxides, nitrides and phosphides provide a wide range of lattice spacings enabling, compressive, tensile or stress-free lattice matching with Group IV, III-V, and Group II-VI compounds. Disclosed embodiments include tandem solar cells.

摘要翻译： 公开了使用稀土（RE + O，N，P）基材料在两种半导体材料之间的转变。 基于稀土的氧化物，氮化物和磷化物提供了宽范围的晶格间距，使得能够与IV族，III-V族和II-VI族化合物的压缩，拉伸或无应力晶格匹配。 公开的实施例包括串联太阳能电池。

公开(公告)号：US20120073648A1

公开(公告)日：2012-03-29

申请号：US12890537

申请日：2010-09-24

申请人： Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Scott Semans ,  F. Erdem Arkun ,  Michael Lebby

发明人： Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Scott Semans ,  F. Erdem Arkun ,  Michael Lebby

IPC分类号： H01L31/0232

CPC分类号： H01L31/055 ,  H01L31/02322 ,  H01L31/035218 ,  Y02E10/52

摘要： The invention relates to photovoltaic device structures of more than one layer comprising rare earth compounds and Group IV materials enabling spectral harvesting outside the conventional absorption limits for silicon.

摘要翻译： 本发明涉及多于一层的包含稀土化合物和第IV族材料的光伏器件结构，使得能够在硅的常规吸收限度之外进行光谱采集。

公开(公告)号：US08039738B2

公开(公告)日：2011-10-18

申请号：US12619637

申请日：2009-11-16

申请人： Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Richard Sewell ,  Scott Semans ,  F. Erdem Arkun ,  Michael Lebby

发明人： Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Richard Sewell ,  Scott Semans ,  F. Erdem Arkun ,  Michael Lebby

IPC分类号： H01L31/055 ,  H01L31/028

CPC分类号： H01L31/02322 ,  H01L31/056 ,  H01L31/0725 ,  H01L31/0745 ,  Y02E10/52

摘要： The use of rare-earth (RE and O, N, P) based materials to transition between two different semiconductor materials and enable up and/or down conversion of incident radiation is disclosed. Rare earth based oxides, nitrides and phosphides provide a wide range of lattice spacing enabling, compressive, tensile or stress-free lattice matching with Group IV, III-V, and Group II-VI compounds.

摘要翻译： 公开了使用稀土（RE和O，N，P）基材料在两种不同的半导体材料之间转变并实现入射辐射的上和/或下转换。 基于稀土的氧化物，氮化物和磷化物提供了宽范围的晶格间距，使得能够与IV，III-V族和II-VI族化合物的压缩，拉伸或无应力晶格匹配。

公开(公告)号：US20100122720A1

公开(公告)日：2010-05-20

申请号：US12619549

申请日：2009-11-16

申请人： Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Richard Sewell ,  Scott Semans ,  F. Erdem Arkun ,  Michael Lebby

发明人： Andrew Clark ,  Robin Smith ,  Richard Sewell ,  Scott Semans ,  F. Erdem Arkun ,  Michael Lebby

IPC分类号： H01L31/042

CPC分类号： H01L31/0687 ,  H01L31/055 ,  Y02E10/52 ,  Y02E10/544

摘要： The use of rare-earth (RE+O, N, P) based materials to transition between two semiconductor materials is disclosed. Rare earth based oxides, nitrides and phosphides provide a wide range of lattice spacings enabling, compressive, tensile or stress-free lattice matching with Group IV, III-V, and Group II-VI compounds. Disclosed embodiments include tandem solar cells.

摘要翻译： 公开了使用稀土（RE + O，N，P）基材料在两种半导体材料之间的转变。 基于稀土的氧化物，氮化物和磷化物提供了宽范围的晶格间距，使得能够与IV族，III-V族和II-VI族化合物的压缩，拉伸或无应力晶格匹配。 公开的实施例包括串联太阳能电池。

公开(公告)号：US09105471B2

公开(公告)日：2015-08-11

申请号：US13196919

申请日：2011-08-03

申请人： Andrew Clark ,  Erdem Arkun ,  Robin Smith ,  Michael Lebby

发明人： Andrew Clark ,  Erdem Arkun ,  Robin Smith ,  Michael Lebby

IPC分类号： H01L21/02 ,  H01L29/20

CPC分类号： H01L21/0254 ,  H01L21/02381 ,  H01L21/02439 ,  H01L21/02488 ,  H01L21/02505 ,  H01L29/2003

摘要： Rare earth oxy-nitride buffered III-N on silicon includes a silicon substrate with a rare earth oxide (REO) structure, including several REO layers, is deposited on the silicon substrate. A layer of single crystal rare earth oxy-nitride is deposited on the REO structure. The REO structure is stress engineered to approximately crystal lattice match the layer of rare earth oxy-nitride so as to provide a predetermined amount of stress in the layer of rare earth oxy-nitride. A III oxy-nitride structure, including several layers of single crystal rare earth oxy-nitride, is deposited on the layer of rare earth oxy-nitride. A layer of single crystal III-N nitride is deposited on the III oxy-nitride structure. The III oxy-nitride structure is chemically engineered to approximately crystal lattice match the layer of III-N nitride and to transfer the predetermined amount of stress in the layer of rare earth oxy-nitride to the layer of III-N nitride.

摘要翻译： 硅上的稀土氧氮化物缓冲III-N包括具有稀土氧化物（REO）结构的硅衬底，其包括几个REO层，沉积在硅衬底上。 一层单晶稀土氧氮化物沉积在REO结构上。 REO结构被应力工程化为大致晶格匹配稀土氮氧化物层，以便在稀土氮​​氧化物层中提供预定量的应力。 包含数层单晶稀土氧氮化物的III族氮氧化物结构沉积在稀土氮氧化物层上。 在III氧氮化物结构上沉积单层III-N氮化物层。 III族氮氧化物结构被化学工程化为与III-N族氮化物层大致晶格匹配并将预定量的稀土氮氧化物层中的应力传递到III-N族氮化物层。

公开(公告)号：US20150014676A1

公开(公告)日：2015-01-15

申请号：US13939721

申请日：2013-07-11

申请人： Rytis Dargis ,  Robin Smith ,  Andrew CLark ,  Erdem Arkun ,  Michael Lebby

发明人： Rytis Dargis ,  Robin Smith ,  Andrew CLark ,  Erdem Arkun ,  Michael Lebby

IPC分类号： H01L21/02

CPC分类号： H01L21/02381 ,  H01L21/02433 ,  H01L21/02488 ,  H01L21/02502 ,  H01L21/0254

摘要： A method of growing III-N material on a silicon substrate includes the steps of epitaxially growing a single crystal rare earth oxide on a silicon substrate, epitaxially growing a single crystal rare earth nitride on the single crystal rare earth oxide, and epitaxially growing a layer of single crystal III-N material on the single crystal rare earth nitride.

摘要翻译： 在硅衬底上生长III-N材料的方法包括以下步骤：在硅衬底上外延生长单晶稀土氧化物，在单晶稀土氧化物上外延生长单晶稀土氮化物，并外延生长层 的单晶III-N材料在单晶稀土氮化物上。

公开(公告)号：US08878188B2

公开(公告)日：2014-11-04

申请号：US13774962

申请日：2013-02-22

申请人： Rytis Dargis ,  Robin Smith ,  Andrew Clark ,  Erdem Arkun ,  Michael Lebby

发明人： Rytis Dargis ,  Robin Smith ,  Andrew Clark ,  Erdem Arkun ,  Michael Lebby

IPC分类号： H01L29/51 ,  H01L29/20 ,  H01L21/02

CPC分类号： H01L21/02192 ,  H01L21/02381 ,  H01L21/02433 ,  H01L21/0245 ,  H01L21/02458 ,  H01L21/02488 ,  H01L21/02502 ,  H01L21/02505 ,  H01L21/02516 ,  H01L21/0254 ,  H01L29/2003 ,  H01L29/7787

摘要： A rare earth oxide gate dielectric on III-N material grown on a silicon substrate includes a single crystal stress compensating template positioned on a silicon substrate. The stress compensating template is substantially crystal lattice matched to the surface of the silicon substrate. A GaN structure is positioned on the surface of the stress compensating template and substantially crystal lattice matched thereto. An active layer of single crystal III-N material is grown on the GaN structure and substantially crystal lattice matched thereto. A single crystal rare earth oxide dielectric layer is grown on the active layer of III-N material.

摘要翻译： 在硅衬底上生长的III-N材料上的稀土氧化物栅极电介质包括位于硅衬底上的单晶应力补偿模板。 应力补偿模板基本上与硅衬底的表面晶格匹配。 GaN结构位于应力补偿模板的表面上并且与其基本上晶格匹配。 在GaN结构上生长单晶III-N材料的活性层，并且与其基本上晶格匹配。 在III-N材料的有源层上生长单晶稀土氧化物介电层。

公开(公告)号：US20130032858A1

公开(公告)日：2013-02-07

申请号：US13196919

申请日：2011-08-03

申请人： Andrew Clark ,  Erdem Arkun ,  Robin Smith ,  Michael Lebby

发明人： Andrew Clark ,  Erdem Arkun ,  Robin Smith ,  Michael Lebby

IPC分类号： H01L29/12 ,  H01L21/20

CPC分类号： H01L21/0254 ,  H01L21/02381 ,  H01L21/02439 ,  H01L21/02488 ,  H01L21/02505 ,  H01L29/2003

摘要： Rare earth oxy-nitride buffered III-N on silicon includes a silicon substrate with a rare earth oxide (REO) structure, including several REO layers, is deposited on the silicon substrate. A layer of single crystal rare earth oxy-nitride is deposited on the REO structure. The REO structure is stress engineered to approximately crystal lattice match the layer of rare earth oxy-nitride so as to provide a predetermined amount of stress in the layer of rare earth oxy-nitride. A III oxy-nitride structure, including several layers of single crystal rare earth oxy-nitride, is deposited on the layer of rare earth oxy-nitride. A layer of single crystal III-N nitride is deposited on the III oxy-nitride structure. The III oxy-nitride structure is chemically engineered to approximately crystal lattice match the layer of III-N nitride and to transfer the predetermined amount of stress in the layer of rare earth oxy-nitride to the layer of III-N nitride.

摘要翻译： 硅上的稀土氧氮化物缓冲III-N包括具有稀土氧化物（REO）结构的硅衬底，其包括几个REO层，沉积在硅衬底上。 一层单晶稀土氧氮化物沉积在REO结构上。 REO结构被应力工程化为大致晶格匹配稀土氮氧化物层，以便在稀土氮​​氧化物层中提供预定量的应力。 包含数层单晶稀土氧氮化物的III族氮氧化物结构沉积在稀土氮氧化物层上。 在III氧氮化物结构上沉积单层III-N氮化物层。 III族氮氧化物结构被化学工程化为与III-N族氮化物层大致晶格匹配并将预定量的稀土氮氧化物层中的应力传递到III-N族氮化物层。