DE69838410T2 - Herstellungsverfahren einer optischen Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft optische Halbleitervorrichtungen, zum Beispiel eine Struktur zum Verbessern des Wirkungsgrads von Lichtemittern und Fotodetektoren, welche aus GaN-basierten Halbleitern hergestellt sind.
  • In der folgenden Diskussion ist ein III-N-Halbleiter ein Halbleiter, welcher ein Gruppe-III-Element und Stickstoff aufweist. III-N-Halbleiter, wie beispielsweise GaN, sind brauchbar zum Herstellen Licht emittierender Elemente, welche im blauen und violetten Bereich des optischen Spektrums emittieren. Diese Elemente umfassen Leuchtdioden und Laserdioden. Laserdioden, welche Halbleitermaterial basierend auf GaN nutzen, welches in den blauen und violetten Bereichen des Spektrums emittiert, bieten die Hoffnung, die Menge an Informationen, die auf einer optischen Platte gespeichert werden kann, wesentlich zu verbessern. Allerdings werden höhere Wirkungsgrade sowohl für Halbleiter-Lichtemitter und -Fotodetektoren benötigt. Dies ist ein besonders dringliches Problem bei GaN-basierten optischen Halbleitervorrichtungen, welche BN, AlN, GaN oder InN nutzen, welche Verbindungen von Stickstoff und Gruppe-III-Elementen, wie zum Beispiel B, Al, Ga und In und ihre gemischten kristallinen Halbleiter (nachfolgend GaN-basierte Halbleiter genannt), sind.
  • Licht emittierende Elemente basierend auf III-N-Halbleitern werden normalerweise durch Erzeugen einer p-n-Diodenstruktur hergestellt, welche einen Licht erzeugenden Bereich zwischen den p-Typ- und n-Typ-Schichten aufweist. Die Diode ist aus Schichten von III-N-Halbleitermaterialien gebildet. Nachdem die geeigneten Schichten aufgewachsen sind, werden Elektroden auf den p-Typ- und n-Typ-Schichten gebildet, um elektrische Verbindungen zum Betreiben des Licht emittierenden Elements bereitzustellen.
  • Eine Klasse von blauen und grünen Leuchtdioden (LEDs) oder Laserdioden (LDs) kurzer Wellenlänge nutzen verspannte GaInN/GaN-Quantenschächte oder verspannte GaInN/GaInN-Quantenschächte, welche zwischen den n-Typ- und p-Typ-Schichten angeordnet sind, um Licht durch die Rekombination von Löchern und Elektronen, die von diesen Schichten injiziert werden, zu erzeugen. In den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wird eine verspannte GaN-basierte Halbleiterschicht gebildet durch Aufwachsen lassen einer {0001}-Ebene eines normalen GaN-basierten Kristalls. Die resultierende Schicht weist ein großes piezoelektrisches Feld auf. Zum Beispiel wird in einer verspannten Ga0.9In0.1N-Schicht ein extrem großes piezoelektrisches Feld von ungefähr 1 MV/cm erzeugt.
  • Normalerweise, wenn ein elektrisches Feld in einem Quantenschacht oder Quantentopf existiert, neigt das Energieband der Quantenschacht-Schicht dazu, sich zu vergrößern so wie sich das elektrische Feld vergrößert. Als ein Ergebnis polarisieren die Wellenfunktionen der Elektronen und Löcher alternierend und die Überlappintegrale beider Wellenfunktionen werden kleiner. Da die optischen Eigenschaften, wie Lichtemissions- und -absorptionswirkungsgrade, von diesen Überlappintegralen abhängen, nimmt der Wirkungsgrad dieser Vorrichtungen mit zunehmenden elektrischen Feldern ab.
  • Ishibashi et al (1997; Jpn. J. Appl. Phys. 36, 1961-5) offenbaren eine optische Halbleitervorrichtung, welche eine Mehrzahl von GaN-basierten Halbleiterschichten umfasst, welche eine verspannte Quantenschacht-Schicht enthalten, wobei die verspannte Quantenschacht-Schicht ein piezoelektrisches Feld darin aufweist, welches eine Feldstärke aufweist, welche von der Wachstumsorientierung der verspannten Quantenschicht abhängt, wobei die Quantenschicht eine Wachstumsorientierung aufweist, bei welcher die piezoelektrische Feldstärke kleiner sein wird als der Maximalwert der piezoelektrischen Feldstärke als eine Funktion der Orientierung.
  • WO 96/24167 offenbart einen grünblauen bis ultravioletten Licht emittierenden Halbleiterlaser, welcher einen oberen Kontakt, einen oberen Bragg-Reflektor, einen unteren Bragg-Reflektor, eine Hüllschicht, eine aktive Schicht, eine Hüllschicht, einen Puffer, ein Substrat, einen unteren Kontakt und eine Passivierungsschicht aufweist. Ein Ga·N-Material auf einer Basisstruktur umfasst ein SiC-Substrat, welches gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 2H-SiC, 4H-SiC und a-Achsen orientiertem 6H-SiC. Hüllschichten weisen größere Bandlücken auf als die aktiven Schichten und sind komplementär gedopt.
  • EP 0 743 727 offenbart eine GaN-System-Gemisch-Halbleiter-Doppelheterostruktur in einer Licht emittierenden Vorrichtung, welche eine aktive Schicht umfasst, welche zwischen ersten und zweiten Hüllschichten eingeschlossen ist. Diese drei Schichten sind aus GaN-System-Gemisch-Halbleitermaterialien hergestellt. Die ersten, zweiten und dritten GaN-System-Gemisch-Halbleitermaterialien weisen erste, zweite und dritte hexagonale Kristallstrukturen auf Basisebenen auf, welche aus einer (0001)-Ebene um einen Winkel in einem Bereich von 0 Grad bis einigen wenigen Grad geneigt sind, und die Basisebenen sind im Wesentlichen parallel zu Grenzflächen der aktiven Schicht zu den ersten und zweiten Hüllschichten. Die GaN-System-Gemisch-Halbleiterdoppelheterostruktur weist ein Paar gegenüberliegender Resonanzflächen auf, welche vertikal zu einer Richtung orientiert sind, in welcher Licht emittiert wird, und für jede der ersten, zweiten und dritten hexagonalen Kristallstrukturen formt ein Paar einander gegenüberliegenden Ebenen in den sechs Ebenen vertikal zur Basisebene die gegenüberliegende Resonanzfläche. Die Doppelhetero struktur wird gebildet auf einer GaN-Epitaxie-Schicht durch selektives Flächenwachstum.
  • EP 0 716 457 offenbart eine Nitrid-Halbleiter Licht emittierende Vorrichtung, welche eine aktive Schicht einer Einzel-Quantenschacht-Struktur oder einen Multi-Quantenschacht aufweist, welche aus einem Nitrid-Halbleiter hergestellt sind, welcher Indium und Gallium enthält. Eine erste p-Typ-Hüllschicht, welche aus einem p-Typ-Nitrid-Halbleiter, welcher Aluminium und Gallium enthält, hergestellt ist, wird bereitgestellt in Kontakt mit einer Oberfläche der aktiven Schicht. Eine zweite p-Typ-Hüllschicht, welche aus einem p-Typ-Nitrid-Halbleiter, welcher Aluminium und Gallium enthält, hergestellt ist, wird auf der ersten p-Typ-Hüllschicht bereitgestellt. Die zweite p-Typ-Hüllschicht weist eine größere Bandlücke auf als die der ersten p-Typ-Hüllschicht. Eine n-Typ-Halbleiterschicht wird bereitgestellt in Kontakt mit der anderen Oberfläche der aktiven Schicht.
  • Niwa et al (1997; Appl. Phys. Lett. 70, 2159-61) offenbaren eine Laserdiode, welche auf Wurtzit-GaN basiert, in welchem verspannte GaN/AlGaN-Quantenschächte längs der Richtung senkrecht zu der {0001}-Achse aufgewachsen werden.
  • Die vorliegende Erfindung erstrebt es, eine verbesserte optische Halbleitervorrichtung bereitzustellen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 1 näher beschrieben, bereitgestellt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 8 näher beschrieben, bereitgestellt.
  • Die bevorzugte Ausführungsform kann eine verbesserte III-N-Halbleitervorrichtung bereitstellen, bei welcher der Wirkungsgrad der Lichterzeugung oder -detektion relativ zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen erhöht ist. Sie kann auch eine verspannte Quantenschacht-Schicht bereitstellen, welche ein verringertes piezoelektrisches Feld aufweist.
  • Die bevorzugte Ausführungsform ist eine optische Halbleitervorrichtung, welche eine Mehrzahl von GaN-basierten Halbleiterschichten aufweist, welche eine verspannte Quantenschacht-Schicht enthalten, in welcher die verspannte Quantenschacht-Schicht ein piezoelektrisches Feld aufweist, welches von der Orientierung der verspannten Quantenschacht-Schicht abhängt, wenn die Quantenschacht-Schicht aufwächst. Die verspannte Quantenschacht-Schicht wird aufwachsen gelassen mit einer Orientierung, bei welcher das piezoelektrische Feld kleiner ist als der Maximalwert der piezoelektrischen Feldstärke als eine Funktion der Orientierung. In Vorrichtungen, welche GaN-basierte Halbleiterschichten mit einer Wurtzit-Kristallstruktur aufweisen, ist die Wachstumsorientierung der verspannten Quantenschacht-Schicht um ungefähr 40°, 90° oder 140° aus der {0001}-Richtung der Wurtzit-Kristallstruktur geneigt. In Vorrichtungen, welche GaN-basierte Halbleiterschichten mit einer Zinkblende-Kristallstruktur aufweisen, ist die Wachstumsorientierung der verspannten Quantenschacht-Schicht um mindestens 1° aus der {111}-Richtung der Zinkblende-Kristallstruktur geneigt. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Wachstumsorientierung gewählt, um das piezoelektrische Feld in der verspannten Quantenschacht-Schicht zu minimieren.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen als Beispiel beschrieben, in welchen:
  • 1 die Kristallstruktur eines WZ-GaN-basierten Halbleiters darstellt.
  • 2 ist ein Diagramm des piezoelektrischen Feldes, welches in dem Quantenschacht erzeugt wird, in Abhängigkeit der Wachstumsorientierung des WZ-GaN-basierten Halbleiter-Quantenschachts.
  • 3 stellt die Kristallstruktur eines ZB-GaN-basierten Halbleiters dar.
  • 4 ist ein Diagramm der piezoelektrischen Feldstärke, welche in dem Quantenschacht erzeugt wird, in Abhängigkeit der in 3 gezeigten ersten Bahn.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht einer Kanten-emittierenden Laserdiode.
  • 6 ist ein Diagramm des relativen Lichterzeugungswirkungsgrads von Quantenschächten in einer Halbleitervorrichtung und einer aus dem Stand der Technik bekannten Halbleitervorrichtung als Funktionen der Schachtbreite.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht einer Kanten-emittierenden Laserdiode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die beschriebene Ausführungsform beruht auf der Beobachtung, dass das piezoelektrische Feld in einer verspannten Quantenschacht-Schicht von der Orientierung der Kristallstruktur der Quantenschacht-Schicht abhängt, und daher, durch Kontrollieren der Facettenorientierung, das piezoelektrische Feld minimiert werden kann. Die Art und Weise, auf die dies erreicht wird, kann einfacher verstanden werden mit Bezug auf zwei Typen von verspannten Quantenschacht-Strukturen, jenen basierend auf einer Wurtzit-Kristallstruktur und jenen basierend auf einer Zinkblende-Kristallstruktur.
  • Nun wird Bezug genommen auf 1, welche eine Wurtzit-Kristall-GaN-(WZ-GaN)-Struktur 10 darstellt. Das piezoelektrische Feld, welches in einem Kristall erzeugt wird, welcher eine Facettenorientierung längs des Bogens 11 in 1 aufweist, ist in 2 gezeigt als eine Funktion des Winkels θ zwischen der {0001}-Richtung und der Facettenorientierung. Die in 2 gezeigten Werte sind für verspannte Ga0.9In0.1N-Quantenschacht-Schichten. Das piezoelektrische Feld erreicht Maxima in der {0001}-Richtung oder der {0001}-Richtung und weist drei Orientierungen auf, in welchen das piezoelektrische Feld Null ist. Dasselbe Ergebnis wird für andere Bögen erzielt, zum Beispiel Bogen 12. Das heißt, das piezoelektrische Feld ist eindeutig bestimmt durch die Differenz im Winkel zwischen der {0001}-Richtung und der Facettenorientierung der betreffenden Ebene.
  • Somit ist aus 2 klar, dass es drei Sätze von Ebenen gibt, für welche es kein piezoelektrisches Feld gibt. Zum Beispiel die Ebene unter 90° zur C-Achse, das heißt die A-Ebene. {2-1-10}, die M-Ebene {0-110}, und so weiter. Die Ebenen um 40° und 140° herum bezogen auf die C-Achse stellen auch Ebenen bereit mit einem piezoelektrischen Feld, welches Null ist, das heißt die R-Ebenen {2-1-14}, {01-12}, und so weiter.
  • Die Stärke des piezoelektrischen Felds hängt von der Zusammensetzung der verspannten GaInN-Quantenschacht-Schicht ab. Die Ebenen-Orientierungen allerdings, in denen das Feld Null ist, sind allenfalls nur wenig geändert. Insbesondere die 90° Facettenorientierung gemessen von der {0001}-Richtung, wo das piezoelektrische Feld Null wird, hängt nicht von dem Verhältnis von Ga zu In ab. Die Ebenen-Orientierungen entsprechend den 40° und 140°-Orientierungen, die oben erörtert wurden, ändern sich um nicht mehr als maximal 5° von den 40° und 140°-Werten, welche für die in 2 gezeigte Zusammensetzung bestimmt werden.
  • Eine ähnliche Analyse kann auf andere Kristallstrukturen angewandt werden. Berücksichtigt wird eine Zinkblende-Kristallstruktur-GaN-basierte Halbleiterschicht, welche als ZB-GaN in der folgenden Diskussion bezeichnet ist. Eine verspannte ZB-Ga0.9In0.1N-Quantenschacht-Schicht kann auf GaN gebildet werden in einer Art und Weise analog zu der WZ-GaN-basierten Halbleiter kein verspannten Quantenschacht-Schicht, die oben erörtert wurde. 3 zeigt die Kristallstruktur 20 des ZB-GaN-basierten Halbleiters. Um die Diskussion zu vereinfachen, wird auch das mit Bezug zu 1 verwendete sphärische Koordinatensystem auch hier verwendet. Der Radiusvektor weist einen Polwinkel θ gemessen aus der {001}-Richtung und einen Kegelwinkel Φ um die {001}-Richtung auf. Erste und zweite Bahnen, welche einen konstanten Azimutwinkel Φ aufweisen, sind als 21 und 22 gezeigt.
  • Nun wird Bezug genommen auf 4, welche einen Plot des piezoelektrischen Felds in der verspannten Quantenschacht-Schicht in Abhängigkeit des Polwinkels θ für verschiedene Orientierungen der verspannten Quantenschacht-Schicht auf Pfad 21 ist. In 4, Φ = 45° und die {001}-Richtung entspricht = 0°. Die {111}-Richtung entspricht θ = 54,7°, die {110}-Richtung entspricht θ = 90°, und die {11-1}-Richtung entspricht θ = 125,3°. Aus 4 wird klar, dass das piezoelektrische Feld Maxima in der {111}-Richtung (θ um 55°) und der {11-1}-Richtung (θ um 125°) aufweist. Noch wichtiger ist, dass das piezoelektrische Feld für θ = 0, 90° und 180° auf Null geht.
  • Eine ähnliche Analyse mit Bezug auf Bahn 22 zeigt, dass das piezoelektrische Feld im Wesentlichen Null ist für alle Punkte längs dieser Bahn. Bahn 22 entspricht einer verspannten Ga0.9In0.1N-Quantenschacht-Schicht, in welcher die Wachstumsorientierung θ entspricht und Φ = 90°. Daher wird in einem verspannten Quantenschacht-Kristall auf ZB-GaN-basiertem Halbleiter nahezu kein piezoelektrisches Feld in der verspannten Quantenschacht-Schicht erzeugt, welche Wachstumsebenen aufweist, welche in der {001}-Ebene oder {011}-Ebene beginnen, und einen Facettenorientierungswinkel θ auf Bahn 22 aufweist. Ein ähnliches Ergebnis gilt für Ebenen, die zu diesen äquivalent sind.
  • Die Art und Weise, auf welche die oben beschriebenen Beobachtungen bei der Herstellung von Lichtemittern benutzt werden, wird nun mit Hilfe von 5 erklärt, welche eine Querschnittsansicht eines Lasers 30 nicht gemäß der Erfindung ist. Wenn die Kristallwachstumsorientierung ausgenommen wird, ist die Zusammensetzung jeder abgeschiedenen Schicht im Wesentlichen die, welche in einer konventionellen Laserdiode verwendet wird.
  • Laser 30 ist gebildet aus einer Zahl von Schichten. Eine n-Typ-GaN-Kontaktschicht 33, eine n-Typ-AlGaN-Hüllschicht 34, eine verspannte multiple Quantenschacht-Schicht 35, eine p-Typ-AlGaN-Hüllschicht 36 und eine p-Typ-GaN-Kontaktschicht 37 werden sukzessiv auf einem Substrat 31 abgeschieden, welches normalerweise Saphir, SiC oder GaN ist. Eine n-Elektrode 38 und eine p-Elektrode 39 werden wie gezeigt abgeschieden.
  • Die verspannte multiple Quantenschacht-Schicht 35 ist normalerweise gebildet aus GaInN/GaN oder GaInN/GaInN. Bei einer Laserdiode gemäß 5 werden die Schichten des Quantenschachts gezwungen so zu wachsen, dass das piezoelektrische Feld, welches durch die Schichten erzeugt wird, vernachlässigbar ist. Bei konventionellen Laserdioden wird die {0001}-Ebene eines Saphir-Substrats verwendet, um die verschiedenen Schichten aufwachsen zu lassen. Wie oben angemerkt, führt dies zu einem hohen piezoelektrischen Feld und mangelhaften Wirkungsgrad.
  • Wie oben bemerkt, gibt es eine Zahl von Ebenen, für welche das piezoelektrische Feld im Wesentlichen Null ist. Eine von diesen wird in einer Laserdiode verwendet. Die besondere Ebene wird vom Kristalltyp abhängen. Zum Beispiel, im Fall eines WZ-GaN-Lichtemitters, kann die {2-1-10}-Ebene des verspannten Quantenschicht-Materials gezwungen werden, durch Auswählen der geeigneten Wachstumsoberfläche des Substrats 31 zu wachsen. Wenn das Substrat Saphir ist, wird der Saphir derart geschnitten, dass die {01-12}-Ebene zum Aufwachsen lassen der Schicht 33 verwendet wird. Im Falle von SiC wird die {2-1-10}-Ebene verwendet. SiC mit einer Wachstumsebene {2-1-10} wird bevorzugt.
  • Der relative Wirkungsgrad einer so gebildeten Laserdiode und einer konventionellen Laserdiode, welche auf der {0001}-Ebene eines Saphir-Substrats aufgewachsen ist, ist in 6, als eine Funktion der Breite des Quantenschachts gezeigt. Kurve A ist der Wirkungsgrad für die oben mit Bezug zu 5 diskutierte Vorrichtung, an Kurve B ist der Wirkungsgrad der konventionellen Vorrichtung. Es wird aus dieser Figur verständlich, dass eine wesentliche Verbesserung im Wirkungsgrad der Lichterzeugung bereitgestellt wird.
  • Die bevorzugte Ausführungsform kann auch genutzt werden, um eine verbesserte Funktion bei Fotodetektoren bereitzustellen. Fotodetektoren, die durch Aufwachsen lassen der Vorrichtung auf der {0001}-Ebene eines Saphir-Substrats hergestellt werden, zeigen einen Wirkungsgrad und ein Absorptionsband, welche von der Lichtintensität abhängen. Insbesondere nimmt der Umwandlungswirkungsgrad mit der Lichtintensität zu, während der nutzbare Wellenlängenbereich abnimmt.
  • Bei einem Fotodetektor nicht gemäß der Erfindung wird die Vorrichtung auf ein Substrat aufwachsen gelassen, das in einem kleinen oder keinem piezoelektrischen Feld in der verspannten Quantenschacht-Schicht resultiert. So werden die Zunahme im Wirkungsgrad und die Verringerung des Absorptionsbandes wesentlich verringert oder ausgeschaltet. Im Allgemeinen ist die Wachstumstechnik für einen Fotodetektor dieselbe wie die, die zum Bilden eines Lichtemitters verwendet wird; allerdings werden dicker verspannte Quantenschacht-Schichten verwendet, um die Absorption des einfallenden Lichts zu verbessern.
  • Es wäre in vielen Fällen vorteilhaft, ein Saphir- oder SiC-Substrat zu verwenden, bei welchem die Schichten, außer für verspannte Quantenschächte, auf der {0001}-Ebene aufgewachsen werden, da s-Substrate, welche geschnitten sind, um ein Wachstum auf einer {0001}-Ebene zu bieten, kommerziell verfügbar sind. Nun wird Bezug genommen auf 7, welche eine Querschnittsansicht der optischen Halbleitervorrichtung 50 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, bei welcher nur die Schichten, welche nur die Lichtemission und -absorption betreffen, die gewünschte Facettenorientierung aufweisen. Vorrichtung 50 ist gebildet durch Aufwachsen lassen einer n-Typ GaN-Kontaktschicht 53 und einer n-Typ AlGaN-Hüllschicht 54 auf der {0001}-Ebenen-Orientierung auf dem Substrat 51, wie beispielsweise SiC oder GaN basierend auf konventioneller Technologie. Als nächstes wird durch selektives Aufwachsen lassen oder selektives Ätzen die {2-1-14}-Ebene oder {01-12}-Ebene gebildet. Die verspannte multiple GaInN/GaN- oder GaInN/GaInN-Quantenschacht-Schicht 55 wird dann durch Wiederholen des Kristallwachstums gebildet.
  • Als nächstes werden die verbleibenden p-Typ AlGaN-Hüllschicht 56 und die p-Typ GaN-Kontaktschicht 57 sukzessive abgeschieden und gebildet. Die p-Typ AlGaN-Hüllschicht 56 und die p-Typ GaN-Kontaktschicht 57 ändern die Kristallstruktur zurück in die, welche zu der {0001}-Ebene von der Facettenorientierung der Schacht-Schicht 55 korrespondiert, und werden Schichten mit spezifischer Dicke. Die n-Elektrode 58 und die p-Elektrode 59 werden jeweils als die Elektroden auf der n-Typ GaN-Kontaktschicht 53 und der p-Typ GaN-Kontaktschicht 57 gebildet. Die Wachstumsflächen 55A, 55B auf beiden Seiten der verspannten multiplen GaInN-Quantenschacht-Schicht 55 sind die {01-12}-Ebene oder die {2-1-14}-Ebene. Die p-Typ AlGaN-Hüllschicht 56 und die p-Typ GaN-Kontaktschicht 57 werden flache Wachstumsflächen. Um den nächsten Prozess zu vereinfachen, ist es ratsam, dass sie mehrere Mikrometer dick sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine AlN-Pufferschicht 52 auf das Substrat 51 aufgewachsen.
  • Wie oben erwähnt, hängt die spezifische Ebene, welche für das Aufwachsen lassen der Quantenschacht-Schicht gewählt wird, vom Kristalltyp ab. Bei ZB-GaN-basierten optischen Halbleitervorrichtungen kann die {001}-Ebene verwendet werden, da diese Ebene eine exzellente Kristallqualität aufweist und beinahe kein piezoelektrisches Feld erzeugt. Bei Vorrichtungen, welche auf verschiedenen Verbindungshalbleitern basieren, wie zum Beispiel AlN, kann gezeigt werden, dass sich das piezoelektrische Feld als eine Funktion der Facettenorientierung ähnlich verhält wie das oben beschriebene, wenn der Kristalltyp der gleiche ist. Die Orientierungsneigung θ, für welche das piezoelektrische Feld von Null, kann sich jedoch um bis zu 10° ändern.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Halbleitervorrichtung (50) mit einer verspannten Quantenschacht-III-Nitrid Licht emittierenden Schicht (55), welches Verfahren umfasst: Auswählen einer Facettenorientierung der III-Nitrid Licht emittierenden Schicht zum Steuern und/oder Regeln einer Feldstärke eines piezoelektrischen Feldes darin; und Wachsenlassen der III-Nitrid Licht emittierenden Schicht mit einer Wurtzit-Kristallstruktur mit der ausgewählten Facettenorientierung, wobei die ausgewählte Facettenorientierung bezogen auf die {0001}-Richtung der Wurtzit-Kristallstruktur unter einem Winkel, welcher so gewählt ist, dass die piezoelektrische Feldstärke in der Licht emittierenden Schicht vernachlässigbar ist, geneigt wird, wobei der Winkel ausgewählt wird aus ungefähr 40°, 90° oder 140° im Fall einer GaN-basierten Licht emittierenden Schicht, wobei das Verfahren ferner umfasst das Bereitstellen eines Substrats (51) mit einer ersten Facettenorientierung; das Wachsenlassen einer ersten Halbleiterschicht (54) auf dem Substrat, wobei die erste Halbleiterschicht wachsen gelassen wird mit der ersten sich von der ausgewählten Facettenorientierung unterscheidenden Facettenorientierung; Verändern einer exponierten Oberfläche der ersten Halbleiterschicht zum Bereitstellen einer Oberfläche, welche die gewählte Facettenorientierung aufweist; und Wachsenlassen der Licht emittierenden Schicht (55) auf der Oberfläche, welche die ausgewählte Facettenorientierung aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Substrat Saphir, SiC oder GaN ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Verändern der exponierten Oberfläche selektives Ätzen der ersten Halbleiterschicht umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Wachsenlassen einer zweiten Halbleiterschicht (56) auf der Licht emittierenden Schicht, wobei die zweite Halbleiterschicht mit einer Facettenorientierung wachsen gelassen wird, die ungefähr gleich der ersten Facettenorientierung ist.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Licht emittierende Schicht GaN-basiert ist und die ausgewählte Facettenorientierung um ungefähr 90° aus der {0001}-Richtung der Wurtzit-Kristallstruktur geneigt ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die ausgewählte Facettenorientierung die a-Ebene ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die ausgewählte Facettenorientierung die m-Ebene ist.
  8. Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Halbleitervorrichtung (50) mit einer verspannten Quantenschacht-III-Nitrid Licht emittierenden Schicht (55), wobei das Verfahren umfasst: Auswählen einer Facettenorientierung der III-Nitrid Licht emittierenden Schicht zum Steuern und/oder Regeln einer Feldstärke eines piezoelektrischen Felds darin; und Wachsenlassen der III-Nitrid Licht emittierenden Schicht mit einer Zinkblendekristallstruktur mit der ausgewählten Facettenorientierung, wobei die ausgewählte Facettenorientierung unter einem ausgewählten Winkel von mindestens 1° gegenüber der {111}-Richtung der Zinkblendekristallstruktur geneigt wird, wobei der Winkel derart ausgewählt wird, dass die piezoelektrische Feldstärke in der Licht emittierenden Schicht vernachlässigbar ist, wobei das Verfahren ferner umfasst das Bereitstellen eines Substrats (51) mit einer ersten Facettenorientierung; Wachsenlassen einer ersten Halbleiterschicht (54) auf dem Substrat, wobei die erste Halbleiterschicht wachsen gelassen wird mit der ersten sich von der ausgewählten Facettenorientierung unterscheidenden Facettenorientierung; Verändern der exponierten Oberfläche der ersten Halbleiterschicht zum Bereitstellen einer Oberfläche, die die ausgewählte Facettenorientierung aufweist; und Wachsenlassen der Licht emittierenden Schicht (55) auf der Oberfläche, welche die ausgewählte Facettenorientierung aufweist.
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