III-N Compound Semiconductor Crystal and Method for Producing a III-N Compound Semiconductor Crystal with Separation Layer

Simple SummaryContent extracted from patent full text and abstract with AI.

This invention relates to an improved process for producing high-quality III-nitride semiconductor crystals (such as gallium nitride, GaN) on foreign substrates. It specifically introduces a separation layer with controlled thickness and void content, which makes it easier to detach the bulk crystal from the template substrate. This results in bulk crystals with fewer cracks and reduced internal stress.

Use CasesContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Manufacturing high-quality GaN wafers for LED lighting and display industries
• Producing substrates for high-frequency and high-power electronic devices such as RF transistors and power amplifiers
• Growing III-nitride layers for laser diodes, especially in Blu-ray or solid-state lighting
• Enabling cost-effective production of large, freestanding III-nitride crystals for industrial semiconductor use

BenefitsContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Facilitates easier and cleaner removal of semiconductor crystals from substrates, reducing waste
• Produces bulk crystals with fewer cracks, improving material reliability and device yield
• Reduces internal stress in fabricated semiconductor layers, enhancing device performance and lifespan
• Supports scalable and cost-effective manufacturing of advanced optoelectronic and electronic devices

Technical Classifications (CPCs)

Inventors & Applicants

Patent Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von III-N-Verbindungshalbleiterkristallen auf einem Fremdsubstrat, insbesondere GaN, mit hoher Qualität. Insbesondere umfasst sind ein Template, welches ein Fremdsubstrat sowie eine dünne III-N-Schicht beinhaltet, und eine dickere, beispielsweise freistehende III-N-Bulkschicht.Überraschend wurde gefunden, dass bei Vorhandensein einer Separationsschicht innerhalb des III-N-Verbindungshalbleiterkristalls, die eine Dicke von mindestens 5 µm und Hohlräume von mindestens 10 bis 50 Volumenprozent aufweist, wobei die Hohlräume in mindestens einem lateralen Querschnitt eine laterale Ausdehnung von 20% bis 50% aufweisen, eine verbesserte Ablösung von einem Fremdsubstrat erfolgen kann. Dies führt zu rissfreieren und spannungsärmeren III-N-Bulkschichten, welche auf einem Template aufgewachsen werden können.