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JP2010512661A - 高特性無極性ｉｉｉ族窒化物光デバイスの有機金属化学気相成長法（ｍｏｃｖｄ）による成長 - Google Patents

高特性無極性ｉｉｉ族窒化物光デバイスの有機金属化学気相成長法（ｍｏｃｖｄ）による成長 Download PDF

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JP2010512661A
JP2010512661A JP2009541331A JP2009541331A JP2010512661A JP 2010512661 A JP2010512661 A JP 2010512661A JP 2009541331 A JP2009541331 A JP 2009541331A JP 2009541331 A JP2009541331 A JP 2009541331A JP 2010512661 A JP2010512661 A JP 2010512661A
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grown
iii
growth
quantum well
temperature
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Pending
Application number
JP2009541331A
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English (en)
Inventor
マシュー・シー・シュミット
キム・クァン・シー
均 佐藤
スティーブン・ピー・デンバース
ジェームス・エス・スペック
シュウジ・ナカムラ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of California
Original Assignee
University of California
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • H10H20/0137—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser
    • H10P14/2901—
    • H10P14/2908—
    • H10P14/3216—
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Abstract

無極性のＩＩＩ族窒化物発光ダイオードおよびレーザ・ダイオードの特性改良を達成するデバイス成長とｐ電極処理の方法が開示される。重要な点は、低欠陥密度の基板またはテンプレート、厚い量子井戸、低温ｐ型ＩＩＩ族窒化物成長技術、及び電極用に透明な伝導性酸化物を用いることである。

Description

関連出願の相互参照関係
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、本発明の譲受人に譲渡された以下の同時係属の米国特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６９，５３５、出願日２００６年１２月１１日、マシュー Ｃ．シュミット（Ｍａｔｈｅｗ Ｃ．Ｓｃｈｍｉｄｔ）、キム クァン チューン（Ｋｗａｎｇ−Ｃｈｏｏｎｇ Ｋｉｍ）、佐藤 均（Ｈｉｔｏｓｈｉ Ｓａｔｏ）、スティーブン Ｐ．デンバース（Ｓｔｅｖｅｎ Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ）、ジェームス Ｓ．スペック（Ｊａｍｅｓ Ｓ．Ｓｐｅｃｋ）、およびシュウジ ナカムラ（Ｓｈｕｊｉ Ｎａｋａｍｕｒａ）による、発明の名称「高特性Ｍ面ＧａＮ光デバイスのＭＯＣＶＤ成長（ＭＯＣＶＤ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＨＩＧＨ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ Ｍ−ＰＬＡＮＥ ＧＡＮ ＯＰＴＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．２１２−ＵＳ−Ｐ１（２００７−３１６−１）。この出願は参照として本明細書中に組み込まれる。
本出願は、本発明の譲受人に譲渡された以下の同時係属の特許出願に関係するものである。
米国実用特許出願第１０／５８１，９４０号、出願日２００６年６月７日、テツオ フジイ（Ｔｅｔｓｕｏ Ｆｕｊｉｉ）、ヤン ガオ（Ｙａｎ Ｇａｏ）、イーブリン Ｌ． フー（Ｅｖｅｌｙｎ Ｌ．Ｈｕ）、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「表面粗化による高効率窒化ガリウムベースの発光ダイオード（ＨＩＧＨＬＹ ＥＦＦＩＣＩＥＮＴ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ ＢＡＳＥＤ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥＳ ＶＩＡ ＳＵＲＦＡＣＥ ＲＯＵＧＨＥＮＩＮＧ）」、代理人整理番号３０７９４．１０８−ＵＳ−ＷＯ（２００４−０６３）。この出願は米国特許法第３６５条（ｃ）に基づいて以下の特許の利益を主張するものである。
ＰＣＴ特許出願第ＵＳ２００３／０３９２１号、出願日２００３年１２月９日、テツオ フジイ、ヤン ガオ、イーブリン Ｌ．フー、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「表面粗化による高効率窒化ガリウムベースの発光ダイオード（ＨＩＧＨＬＹ ＥＦＦＩＣＩＥＮＴ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ ＢＡＳＥＤ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥＳ ＶＩＡ ＳＵＲＦＡＣＥ ＲＯＵＧＨＥＮＩＮＧ）」、代理人整理番号３０７９４．１０８−ＷＯ−０１（２００４−０６３）。
米国実用特許出願第１１／０５４，２７１号、出願日２００５年２月９日、ラジャット シャーマ（Ｒａｊａｔ Ｓｈａｒｍａ）、Ｐ．モルガン パチソン（Ｐ．Ｍｏｒｇａｎ Ｐａｔｔｉｓｏｎ）、ジョン Ｆ．ケディング（Ｊｏｈｎ Ｆ．Ｋａｅｄｉｎｇ）、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「半導体発光デバイス（ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ）」、代理人整理番号３０７９４．１１２−ＵＳ−０１（２００４−２０８）。
米国実用特許出願第１１／１７５，７６１号、出願日２００５年７月６日、村井 章彦（Ａｋｉｈｉｋｏ Ｍｕｒａｉ）、リー マッカーシー（Ｌｅｅ ＭｃＣａｒｔｈｙ）、ウメシュ Ｋ．ミシュラ（Ｕｍｅｓｈ Ｋ．Ｍｉｓｈｒａ）、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「オプトエレクトロニクス応用のための（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）ＮおよびＺｎ（Ｓ，Ｓｅ）ウェハボンディング方法（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＷＡＦＥＲ ＢＯＮＤＩＮＧ（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ ａｎｄ Ｚｎ（Ｓ，Ｓｅ） ＦＯＲ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１１６−ＵＳ−Ｕ１（２００４−４５５）。この出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／５８５，６７３号、出願日２００４年７月６日、村井 章彦、リー マッカーシー、ウメッシュ Ｋ．ミシュラ、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「オプトエレクトロニクス応用のための（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）ＮとＺｎ（Ｓ，Ｓｅ）のウェハボンディングの方法（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＷＡＦＥＲ ＢＯＮＤＩＮＧ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ ａｎｄ Ｚｎ（Ｓ，Ｓｅ） ＦＯＲ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１１６−ＵＳ−Ｐ１（２００４−４５５−１）。
米国実用特許出願第１１／６９７，４５７号、出願日２００７年４月６日、ベンジャミン Ａ． ハスケル（Ｂｅｎｊａｍｉｎ Ａ．Ｈａｓｋｅｌｌ）、メルヴィン Ｂ．マクローリン（Ｍｅｌｖｉｎ Ｂ．ＭｃＬａｕｒｉｎ）、スティーブン Ｐ．デンバース、ジェームス Ｓ．スペックおよびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「ハイドライド気相成長法による平坦で低転位密度のｍ面窒化ガリウムの成長（ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＰＬＡＮＡＲ ＲＥＤＵＣＥＤ ＤＩＳＬＯＣＡＴＩＯＮ ＤＥＮＳＩＴＹ Ｍ−ＰＬＡＮＥ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ ＢＹ ＨＹＤＲＩＤＥ ＶＡＰＯＲ ＰＨＡＳＥ ＥＰＩＴＡＸＹ）」、代理人整理番号３０７９４．１１９−ＵＳ−Ｃ１（２００４−６３６−３）。この出願は以下の出願の継続出願である。
米国実用特許出願第１１／１４０，８９３号、２００５年５月３１日出願、ベンジャミン Ａ．ハスケル、メルヴィン Ｂ．マクローリン、スティーブン Ｐ．デンバース、ジェームス Ｓ．スペック、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「ハイドライド気相成長法による平坦で低転位密度のｍ面窒化ガリウムの成長（ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＰＬＡＮＡＲ ＲＥＤＵＣＥＤ ＤＩＳＬＯＣＡＴＩＯＮ ＤＥＮＳＩＴＹ Ｍ−ＰＬＡＮＥ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ ＢＹ ＨＹＤＲＩＤＥ ＶＡＰＯＲ ＰＨＡＳＥ ＥＰＩＴＡＸＹ）」、代理人整理番号３０７９４．１１９−ＵＳ−Ｕ１（２００４−６３６−２）、現在では米国特許第７，２０８，３９３号として２００７年４月２４日付で発行されている。本出願は米国特許法第１１９条（e）に基づいて、以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／５７６，６８５号、２００４年６月３日出願、ベンジャミン Ａ． ハスケル、メルヴィン Ｂ．マクローリン、スティーブン Ｐ．デンバース、ジェームス Ｓ．スペック、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「ハイドライド気相成長法による平坦で低転位密度のｍ面窒化ガリウムの成長（ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＰＬＡＮＡＲ ＲＥＤＵＣＥＤ ＤＩＳＬＯＣＡＴＩＯＮ ＤＥＮＳＩＴＹ Ｍ−ＰＬＡＮＥ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ ＢＹ ＨＹＤＲＩＤＥ ＶＡＰＯＲ ＰＨＡＳＥ ＥＰＩＴＡＸＹ）」、代理人整理番号３０７９４．１１９−ＵＳ−Ｐ１（２００４−６３６−１）。
米国実用特許出願第１１／０６７，９５７号、出願日２００５年２月２８日、クロードＣ．Ａ．ワイズバッシュ（Ｃｌａｕｄｅ Ｃ．Ａ．Ｗｅｉｓｂｕｃｈ）、オウレリエン Ｊ． Ｆ．デーヴィッド（Ａｕｒｅｌｉｅｎ Ｊ．Ｆ．Ｄａｖｉｄ）、ジェームス Ｓ．スペック、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「パターン化された基板上の成長による、水平放出、垂直放出、ビーム成形、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ（ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ ＥＭＩＴＴＩＮＧ，ＶＥＲＩＴＣＡＬ ＥＭＩＴＴＩＮＧ，ＢＥＡＭ ＳＨＡＰＥＤ，ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ ＦＥＥＤＢＡＣＫ（ＤＦＢ） ＬＡＳＥＲＳ ＢＹ ＧＲＯＷＴＨ ＯＶＥＲ Ａ ＰＡＴＴＥＲＮＥＤ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ）」、代理人整理番号３０７９４．１２１−ＵＳ−０１（２００５−１４４−１）。
米国実用特許出願第１１／９２３，４１４号、出願日２００７年１０月２４日、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、オウレリエン Ｊ．Ｆ．デーヴィッド、ジェームス Ｓ．スペック、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「パターン化された基板上の成長による、単一および多色高効率発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＳＩＮＧＬＥ ＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＣＯＬＯＲ ＨＩＧＨ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ） ＢＹ ＧＲＯＷＴＨ ＯＶＥＲ Ａ ＰＡＴＴＥＲＮＥＤ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ）」、代理人整理番号３０７９４．１２２−ＵＳ−Ｃ１（２００５−１４５−２）。この出願は以下の特許の継続出願である。
米国特許第７，２９１，８６４号、発行日２００７年１１月６日、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、オウレリエン Ｊ．Ｆ．デーヴィッド、ジェームス Ｓ．スペック（、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「パターン化された基板上の成長による、単一および多色高効率発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＳＩＮＧＬＥ ＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＣＯＬＯＲ ＨＩＧＨ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ） ＢＹ ＧＲＯＷＴＨ ＯＶＥＲ Ａ ＰＡＴＴＥＲＮＥＤ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ）」、代理人整理番号３０７９４．１２２−ＵＳ−０１（２００５−１４５−１）。
米国実用特許出願第１１／０６７，９５６号、出願日２００５年２月２８日、オウレリエン Ｊ．Ｆ．デーヴィッド、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、およびスティーブン Ｐ．デンバース、発明の名称「最適化されたフォトニック結晶抽出器を有する高効率発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ） ＷＩＴＨ ＯＰＴＩＭＩＺＥＤ ＰＨＯＴＯＮＩＣ ＣＲＹＳＴＡＬ ＥＸＴＲＡＣＴＯＲ）」、代理人整理番号３０７９４．１２６−ＵＳ−０１（２００５−１９８−１）。
米国実用特許出願第１１／６２１，４８２、出願日２００７年１月９日、トロイ Ｊ．ベーカー（Ｔｒｏｙ Ｊ．Ｂａｋｅｒ）、ベンジャミン Ａ．ハスケル、ポール Ｔ．フィニ（Ｐａｕl Ｔ．Ｆｉｎｉ）、スティーブン Ｐ．デンバース、ジェームス Ｓ．スペック、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「平坦な半極性窒化ガリウムの成長技術（ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＦＯＲ ＴＨＥ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＰＬＡＮＡＲ ＳＥＭＩ−ＰＯＬＡＲ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ）」、代理人整理番号３０７９４．１２８−ＵＳ−Ｃ１（２００５−４７１−３）。この出願は次の特許出願の継続出願である。
米国実用特許出願第１１／３７２，９１４号、２００６年３月１０日出願、トロイ Ｊ．ベーカー、ベンジャミン Ａ．ハスケル、ポール Ｔ．フィニ、スティーブン Ｐ．デンバース、ジェームス Ｓ．スペック、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「平坦な半極性窒化ガリウムの成長技術（ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＦＯＲ ＴＨＥ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＰＬＡＮＡＲ ＳＥＭＩ−ＰＯＬＡＲ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ）」、代理人整理番号３０７９４．１２８−ＵＳ−Ｕ１（２００５−４７１−２）。この出願は現在、米国特許第７，２２０，３２４号として２００７年５月２２日付で発行されている。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて次の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／６６０,２８３号、２００５年３月１０日出願、トロイ Ｊ．ベーカー、ベンジャミン Ａ．ハスケル、ポール Ｔ．フィニ、スティーブン Ｐ．デンバース、ジェームス Ｓ．スペック、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「平坦な半極性窒化ガリウムの成長技術（ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＦＯＲ ＴＨＥ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＰＬＡＮＡＲ ＳＥＭＩ−ＰＯＬＡＲ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ）」、代理人整理番号３０７９４．１２８−ＵＳ−Ｐ１（２００５−４７１−１）。
米国実用特許出願第１１／４０３，６２４号、出願日２００６年４月１３日、ジェームス Ｓ．スペック、トロイ Ｊ．ベーカー、およびベンジャミン Ａ．ハスケルによる、発明の名称「自立（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎウェーハ製作のウェーハ分離技術（ＷＡＦＥＲ ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＦＯＲ ＴＨＥ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＦＲＥＥ−ＳＴＡＮＤＩＮＧ（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ ＷＡＦＥＲＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１３１−ＵＳ−Ｕ１（２００５−４８２−２）、この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／６７０，８１０号、出願日２００５年４月１３日、ジェームス Ｓ．スペック、トロイ Ｊ．ベーカー、およびベンジャミン Ａ．ハスケルによる、発明の名称「自立（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎウェーハ製作のためのウェーハ分離技術（ＷＡＦＥＲ ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＦＯＲ ＴＨＥ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＦＲＥＥ−ＳＴＡＮＤＩＮＧ（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ ＷＡＦＥＲＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１３１−ＵＳ−Ｐ１（２００５−４８２−１）。
米国実用特許出願第１１／４０３，２８８号、出願日２００６年４月１３日、ジェームス Ｓ．スペック、ベンジャミン Ａ．ハスケル、Ｐ．モルガン パチソン、およびトロイ Ｊ．ベーカーによる、発明の名称「（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ薄層を作製するためのエッチング技術（ＥＴＣＨＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＦＯＲ ＴＨＥ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＩＮ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ ＬＡＹＥＲＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１３２−ＵＳ−Ｕ１（２００５−５０９−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／６７０、７９０号、出願日２００５年４月１３日、ジェームス Ｓ．スペック、ベンジャミン Ａ．ハスケル、Ｐ．モルガン パチソン、およびトロイ Ｊ．ベーカーによる、発明の名称「（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ薄層を作製するためのエッチング技術（ＥＴＣＨＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＦＯＲ ＴＨＥ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＩＮ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ ＬＡＹＥＲＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１３２−ＵＳ−Ｐ１（２００５−５０９−１）。
米国実用特許出願第１１／４５４，６９１号、出願日２００６年６月１６日、村井 章彦、クリスティーナ イェ チェン（Ｃｈｒｉｓｔｉｎａ Ｙｅ Ｃｈｅｎ）、ダニエル Ｂ．トンプソン（Ｄａｎｉｅｌ Ｂ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）、リー Ｓ．マッカーシー（Ｌｅｅ Ｓ．ＭｃＣａｒｔｈｙ）、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびウメシュ Ｋ．ミシュラによる、発明の名称「光電子応用のための（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）ＮとＺｎＯとの直接ウェーハ・ボンディング構造とその作製方法（（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎ ＡＮＤ ＺｎＯ ＤＩＲＥＣＴ ＷＡＦＥＲ ＢＯＮＤＩＮＧ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＦＯＲ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ ＡＮＤ ＩＴＳ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ）」、代理人整理番号３０７９４．１３４−ＵＳ−Ｕ１（２００５−５３６−４）、この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／６９１，７１０号、出願日２００５年６月１７日、村井 章彦、クリスティーナ イェ チェン、リー Ｓ．マッカーシー、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびウメシュ Ｋ．ミシュラによる、発明の名称「光電子応用のための（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）ＮとＺｎＯの直接ウェーハ・ボンディング構造とその作製方法（（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎ ＡＮＤ ＺｎＯ ＤＩＲＥＣＴ ＷＡＦＥＲ ＢＯＮＤＩＮＧ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＦＯＲ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ， ＡＮＤ ＩＴＳ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ）」、代理人整理番号３０７９４．１３４−ＵＳ−Ｐ１（２００５−５３６−１）、
米国特許仮出願第６０／７３２，３１９号、出願日２００５年１１月１日、村井 章彦、クリスティーナ イェ チェン、ダニエル Ｂ．トンプソン、リー Ｓ．マッカーシー、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびウメシュ Ｋ．ミシュラによる、発明の名称「光電子応用のための（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）ＮとＺｎＯの直接ウェーハ・ボンディング構造とその作製方法（（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎ ＡＮＤ ＺｎＯ ＤＩＲＥＣＴ ＷＡＦＥＲ ＢＯＮＤＩＮＧ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＦＯＲ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ ＡＮＤ ＩＴＳ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ）」、代理人整理番号３０７９４．１３４−ＵＳ−Ｐ２（２００５−５３６−２）、および米国特許仮出願第６０／７６４，８８１号、出願日２００６年２月３日、村井 章彦、クリスティーナ イェ チェン、ダニエル Ｂ．トンプソン、リー Ｓ．マッカーシー、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびウメシュ Ｋ．ミシュラによる、発明の名称「光電子応用のための（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）ＮとＺｎＯとの直接ウェーハ・ボンディング構造とその作製方法（（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎ ＡＮＤ ＺｎＯ ＤＩＲＥＣＴ ＷＡＦＥＲ ＢＯＮＤＩＮＧ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＦＯＲ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ，ＡＮＤ ＩＴＳ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ）」、代理人整理番号３０７９４．１３４−ＵＳ−Ｐ３（２００５−５３６−３）。
米国実用特許出願第１１／４４４，０８４号、２００６年５月３１日出願、ビルゲ Ｍ．イメル（Ｂｉｌｇｅ Ｍ.Ｉｍｅｒ）、ジェームス Ｓ．スペック、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「単一工程の側壁を利用した選択横方向成長を用いた無極性窒化ガリウムの欠陥低減（ＤＥＦＥＣＴ ＲＥＤＵＣＴＩＯＮ ＯＦ ＮＯＮ−ＰＯＬＡＲ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥＳ ＷＩＴＨ ＳＩＮＧＬＥ−ＳＴＥＰ ＳＩＤＥＷＡＬＬ ＬＡＴＥＲＡＬ ＥＰＩＴＡＸＩＡＬ ＯＶＥＲＧＲＯＷＴＨ）」、代理人整理番号３０７９４．１３５−ＵＳ−Ｕ１（２００５−５６５−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、次の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／６８５，９５２号、２００５年５月３１日出願、ビルゲ Ｍ．イメル、ジェームス Ｓ．スペック、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「単一工程の側壁を利用した選択横方向成長を用いた無極性窒化ガリウムの欠陥低減（ＤＥＦＥＣＴ ＲＥＤＵＣＴＩＯＮ ＯＦ ＮＯＮ−ＰＯＬＡＲ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ ＷＩＴＨ ＳＩＮＧＬＥ−ＳＴＥＰ ＳＩＤＥＷＡＬＬ ＬＡＴＥＲＡＬ ＥＰＩＴＡＸＩＡＬ ＯＶＥＲＧＲＯＷＴＨ）」、代理人整理番号３０７９４．１３５−ＵＳ−Ｐ１（２００５−５６５−１）
米国実用特許出願第１１／８７０，１１５号、出願日２００７年１０月１０日、ビルゲ Ｍ．イメル、ジェームス Ｓ．スペック、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）による平坦な無極性ｍ面ＩＩＩ族窒化物の成長（ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＰＬＡＮＡＲ ＮＯＮ−ＰＯＬＡＲ Ｍ−ＰＬＡＮＥ ＩＩＩ−ＮＩＴＲＩＤＥ ＵＳＩＢＧ ＭＥＴＡＬＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＶＡＰＯＲ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ （ＭＯＣＶＤ））」、代理人整理番号３０７９４．１３６−ＵＳ−Ｃ１（２００５−５６６−３）、この出願は次の出願の継続出願である。
米国実用特許出願第１１／４４４，９４６号、出願日２００６年５月３１日、ビルゲ Ｍ．イメル、ジェームス Ｓ．スペック、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）による平坦な無極性｛１−１００｝ｍ面窒化ガリウムの成長（ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＰＬＡＮＡＲ ＮＯＮ−ＰＯＬＡＲ ｛１−１００｝ Ｍ−ＰＬＡＮＥ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ ＷＩＴＨ ＭＥＴＡＬＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＶＡＰＯＲ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ （ＭＯＣＶＤ））」、代理人整理番号３０７９４．１３６−ＵＳ−Ｕ１（２００５−５６６−２）、
この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて次の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／６８５，９０８号、２００５年５月３１日出願、ビルゲ Ｍ．イメル、ジェームス Ｓ．スペック、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）による平坦な無極性｛１−１００｝ｍ面窒化ガリウムの成長（ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＰＬＡＮＡＲ ＮＯＮ−ＰＯＬＡＲ ｛１−１００｝ Ｍ−ＰＬＡＮＥ ＧＡＬＬＩＵＭ ＮＩＴＲＩＤＥ ＷＩＴＨ ＭＥＴＡＬＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＶＡＰＯＲ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ （ＭＯＣＶＤ））」、代理人整理番号３０７９４．１３６−ＵＳ−Ｐ１（２００５−５６６−１）。
米国実用特許出願第１１／４４４，９４６号、２００６年６月１日出願、ロバート Ｍ．ファレル（Ｒｏｂｅｒｔ Ｍ．Ｆａｒｒｅｌｌ）、トロイ Ｊ．ベーカー、アーパン チャクラボーティ（Ａｒｐａｎ Ｃｈａｋｒａｂｏｒｔｙ）、ベンジャミン Ａ．ハスケル、Ｐ．モルガン パチソン、ラジャット シャーマ（Ｒａｊａｔ Ｓｈａｒｍａ）、ウメシュ Ｋ．ミシュラ、スティーブン Ｐ．デンバース、ジェームス Ｓ．スペック、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「半極性（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ薄膜、ヘテロ構造およびデバイスの成長と作製のための技術（ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＦＯＲ ＴＨＥ ＧＲＯＷＴＨ ＡＮＤ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＥＭＩＰＯＬＡＲ （Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ ＴＨＩＮ ＦＩＬＭＳ， ＨＥＴＥＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ， ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１４０−ＵＳ−Ｕ１(２００５−６６８)。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて次の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／６８６，２４４号、２００５年６月１日出願、ロバート Ｍ．ファレル、トロイ Ｊ．ベーカー、アーパン チャクラボーティ、ベンジャミン Ａ．ハスケル、Ｐ．モルガン パチソン、ラジャット シャーマ、ウメシュ Ｋ．ミシュラ、スティーブン Ｐ．デンバース、ジェームス Ｓ．スペック、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「半極性（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ薄膜、ヘテロ構造およびデバイスの成長と作製のための技術（ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＦＯＲ ＴＨＥ ＧＲＯＷＴＨ ＡＮＤ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＥＭＩＰＯＬＡＲ （Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ ＴＨＩＮ ＦＩＬＭＳ， ＨＥＴＥＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ， ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１４０−ＵＳ−Ｐ１(２００５−６６８−１)
米国実用特許出願第１１／２５１，３６５号、出願日２００５年１０月１４日、フレデリック Ｓ．ダイアナ（Ｆｒｅｄｅｒｉｃ Ｓ．Ｄｉａｎａ）、オウレリエン Ｊ． Ｆ．デーヴィッド、ピエール Ｍ．ペトロフ（Ｐｉｅｒｒｅ Ｍ．Ｐｅｔｒｏｆｆ）、およびクロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、発明の名称「多色発光装置の効率的な光取り出しおよび変換のためのフォトニック構造（ＰＨＯＴＯＮＩＣ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ ＦＯＲ ＥＦＦＩＣＩＥＮＴ ＬＩＧＨＴ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ ＩＮ ＭＵＬＴＩ−ＣＯＬＯＲ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１４２−ＵＳ−０１（２００５−５３４−１）
米国実用特許出願第１１／６３３，１４８号、出願日２００６年１２月４日、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「多数回のオーバーグロス法でパターン化された基板上への成長により作製された改良型の水平放出、垂直放出、ビーム成型形、分布帰還（ＤＦＢ）レーザ（ＩＭＰＲＯＶＥＤ ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ ＥＭＩＴＴＩＮＧ，ＶＥＲＴＩＣＡＬ ＥＭＩＴＴＩＮＧ，ＢＥＡＭ ＳＨＡＰＥＤ，ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ ＦＥＥＤＢＡＣＫ （ＤＦＢ） ＬＡＳＥＲＳ ＦＡＢＲＩＣＡＴＥＤ ＢＹ ＧＲＯＷＴＨ ＯＶＥＲ Ａ ＰＡＴＴＥＲＮＥＤ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＷＩＴＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＯＶＥＲＧＲＯＷＴＨ）」、代理人整理番号３０７９４．１４３−ＵＳ−Ｕ１（２００５−７２１−２）、この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／７４１，９３５号、出願日２００５年１２月２日、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「多数回のオーバーグロス法でパターン化された基板上への成長により作製された改良型の水平放出、垂直放出、ビーム成型形、分布帰還（ＤＦＢ）レーザ（ＩＭＰＲＯＶＥＤ ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ ＥＭＩＴＴＩＮＧ，ＶＥＲＴＩＣＡＬ ＥＭＩＴＴＩＮＧ，ＢＥＡＭ ＳＨＡＰＥＤ， ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ ＦＥＥＤＢＡＣＫ （ＤＦＢ） ＬＡＳＥＲＳ ＦＡＢＲＩＣＡＴＥＤ ＢＹ ＧＲＯＷＴＨ ＯＶＥＲ Ａ ＰＡＴＴＥＲＮＥＤ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＷＩＴＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＯＶＥＲＧＲＯＷＴＨ）」、代理人整理番号３０７９４．１４３−ＵＳ−Ｐ１（２００５−７２１−１）
米国実用特許出願第１１／５１７，７９７号、２００６年９月８日出願、マイケル イザ（Ｍｉｃｈａｅｌ Ｉｚａ）、トロイ Ｊ．ベーカー、ベンジャミン Ａ．ハスケル、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「有機金属化学気相成長法による半極性（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎの成長促進法（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＥＮＨＡＮＣＩＮＧ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＳＥＭＩＰＯＬＡＲ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎ ＶＩＡ ＭＥＴＡＬＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＶＡＰＯＲ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ）」、代理人整理番号３０７９４．１４４−ＵＳ−Ｕ１（２００５−７２２−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて次の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／７１５，４９１号、２００５年９月９日出願、マイケル イザ、トロイ Ｊ．ベーカー、ベンジャミン Ａ．ハスケル、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「有機金属化学気相成長法による半極性（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎの成長促進法（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＥＮＨＡＮＣＩＮＧ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＳＥＭＩＰＯＬＡＲ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎ ＶＩＡ ＭＥＴＡＬＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＶＡＰＯＲ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ）」、代理人整理番号３０７９４．１４４−ＵＳ−Ｕ１（２００５−７２２−１）
米国実用特許出願第１１／５９３，２６８号、出願日２００６年１１月６日、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、増井 久志（Ｈｉｓａｓｈｉ Ｍａｓｕｉ）、ナタリー Ｎ．フェローズ（Ｎａｔａｌｉｅ Ｎ．Ｆｅｌｌｏｗｓ）、および村井 章彦による、発明の名称「光取り出し効率の高い発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＬＩＧＨＴ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ））」、代理人整理番号３０７９４．１６１−ＵＳ−Ｕ１（２００６−２７１−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／７３４，０４０号、出願日２００５年１１月４日、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、増井 久志、ナタリー Ｎ．フェローズ、および村井 章彦による、発明の名称 「光取り出し効率の高い発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＬＩＧＨＴ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ））」、代理人整理番号３０７９４．１６１−ＵＳ−Ｐ１（２００６−２７１−１）
米国実用特許出願第１１／６０８，４３９号、出願日２００６年１２月８日、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびジェームス Ｓ．スペックによる、発明の名称「高効率の発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ））」、代理人整理番号３０７９４．１６４−ＵＳ−Ｕ１（２００６−３１８−３）、この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／７４８，４８０号、出願日２００５年１２月８日、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびジェームス Ｓ．スペックによる、発明の名称「高効率の発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ））」、代理人整理番号３０７９４．１６４−ＵＳ−Ｐ１（２００６−３１８−１）および、米国特許仮出願第６０／７６４，９７５号、出願日２００６年２月３日、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびジェームス Ｓ．スペックによる、発明の名称「高効率の発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ））」、代理人整理番号３０７９４．１６４−ＵＳ−Ｐ２（２００６−３１８−２）
米国実用特許出願第１１／６７６，９９９号、出願日２００７年２月２０日、ホン ゾーン（Ｈｏｎｇ Ｚｈｏｎｇ）、ジョン Ｆ．ケディング、ラジャット シャーマ、ジェームス Ｓ．スペック、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称 「半極性（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎ光電子デバイスの成長方法（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＳＥＭＩＰＯＬＡＲ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１７３−ＵＳ−Ｕ１（２００６−４２２−２）、この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／７７４，４６７号、出願日２００６年２月１７日、ホン ゾーン、ジョン・Ｆ．ケディング、ラジャット シャーマ、ジェームス Ｓ．スペック、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「半極性（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎ光電子デバイスの成長方法（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ ＳＥＭＩＰＯＬＡＲ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＤＥＶＩＣＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１７３−ＵＳ−Ｐ１（２００６−４２２−１）
米国実用特許出願第１１／８４０，０５７号、出願日２００７年８月１６日、マイケル イザ、佐藤 均、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「マグネシウム・ドープ（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎ層を成膜する方法（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ ＯＦ ＭＡＧＮＥＳＩＵＭ ＤＯＰＥＤ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ)Ｎ ＬＡＹＥＲＳ））、代理人整理番号３０７９４．１８７−ＵＳ−Ｕ１（２００６−６７８−２）、この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８２２，６００号、出願日２００６年８月１６日、マイケル イザ、佐藤 均、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「マグネシウム・ドープ（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ)Ｎ層を成膜する方法（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ ＯＦ ＭＡＧＮＥＳＩＵＭ ＤＯＰＥＤ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ)Ｎ ＬＡＹＥＲＳ））、代理人整理番号３０７９４．１８７−ＵＳ−Ｐ１（２００６−６７８−１）
米国実用特許出願第１１／９４０，８４８号、出願日２００７年１１月１５日、オウレリエン Ｊ．Ｆ．デーヴィッド、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称 「複数の取り出し器を通した高光取り出し効率の発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＬＩＧＨＴ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ） ＴＨＲＯＵＧＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＸＴＲＡＣＴＯＲＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１９１−ＵＳ−Ｕ１（２００７−０４７−３）、この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６６，０１４号、出願日２００６年１１月１５日、オウレリエン Ｊ．Ｆ．デーヴィッド、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「複数の取り出し器を通した高光取り出し効率の発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＬＩＧＨＴ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ） ＴＨＲＯＵＧＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＸＴＲＡＣＴＯＲＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１９１−ＵＳ−Ｐ１（２００７−０４７−１）および、米国特許仮出願第６０／８８３，９７７号、出願日２００７年１月８日、オウレリエン Ｊ． Ｆ．デーヴィッド、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「複数の取り出し器を通した高光取り出し効率の発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＬＩＧＨＴ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ） ＴＨＲＯＵＧＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＸＴＲＡＣＴＯＲＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１９１−ＵＳ−Ｐ２（２００７−０４７−２）
米国実用特許出願第１１／９４０，８５３号、出願日２００７年１１月１５日、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、ジェームス Ｓ．スペック、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「屈折率整合構造による高効率の、白色、単色または多色発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＷＨＩＴＥ，ＳＩＮＧＬＥ ＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＣＯＬＯＵＲ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥＳ （ＬＥＤＳ） ＢＹ ＩＮＤＥＸ ＭＡＴＣＨＩＮＧ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１９６−ＵＳ−Ｕ１（２００７−１１４−２）、この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６６，０２６号、出願日２００６年１１月１５日、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、ジェームス Ｓ．スペック、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「屈折率整合構造による高効率の、白色、単色または多色ＬＥＤ（ＨＩＧＨ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＷＨＩＴＥ，ＳＩＮＧＬＥ ＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＣＯＬＯＵＲ ＬＥＤ ＢＹ ＩＮＤＥＸ ＭＡＴＣＨＩＮＧ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１９６−ＵＳ−Ｐ１（２００７−１１４−１）
米国実用特許出願第１１／９４０，８６６号、出願日２００７年１１月１５日、オウレリエン Ｊ．Ｆ．デーヴィッド、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、スティーブン Ｐ．デンバース、およびステーシア ケラー（Ｓｔａｃｉａ Ｋｅｌｌｅｒ）による、発明の名称「構造物質中に発光体を持つ高光取り出し効率の発光ダイオード（ＬＥＤ）（ＨＩＧＨ ＬＩＧＨＴ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ （ＬＥＤ） ＷＩＴＨ ＥＭＩＴＴＥＲＳ ＷＩＴＨＩＮ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１９７−ＵＳ−Ｕ１（２００７−１１３−２）、この出願は米国特許法１１９（ｅ）項に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６６，０１５号、出願日２００６年１１月１５日、オウレリエン Ｊ．Ｆ．デーヴィッド、クロード Ｃ．Ａ．ワイズバッシュ、スティーブン Ｐ．デンバース、およびステーシア ケラーによる、発明の名称「構造物質中に発光体を持つ高光取り出し効率のＬＥＤ（ＨＩＧＨ ＬＩＧＨＴ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＬＥＤ ＷＩＴＨ ＥＭＩＴＴＥＲＳ ＷＩＴＨＩＮ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ）」、代理人整理番号３０７９４．１９７−ＵＳ−Ｐ１（２００７−１１３−１）
米国実用特許出願第１１／９４０，８７６号、出願日２００７年１１月１５日、イーブリン Ｌ．フー、シュウジ ナカムラ、ヨン ショク チョイ（Ｙｏｎｇ Ｓｅｏｋ Ｃｈｏｉ）、ラジャット シャーマ、およびチョーフー ワン（Ｃｈｉｏｕ−Ｆｕ Ｗａｎｇ）による、発明の名称「光電気化学的（ＰＥＣ）エッチングにより製作された空気ギャップ付きＩＩＩ族窒化物デバイスの構造的完全性のためのイオンビーム処理（ＩＯＮ ＢＥＡＭ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＦＯＲ ＴＨＥ ＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬ ＩＮＴＥＧＲＩＴＹ ＯＦ ＡＩＲ−ＧＡＰ ＩＩＩ−ＮＩＴＲＩＤＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＰＲＯＤＵＣＥＤ ＢＹ ＰＨＯＴＯＥＬＥＣＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ （ＰＥＣ） ＥＴＣＨＩＮＧ）」、代理人整理番号３０７９４．２０１−ＵＳ−Ｕ１（２００７−１６１−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６６，０２７号、出願日２００６年１１月１５日、イーブリン Ｌ．フー、シュウジ ナカムラ、ヨン ショク チョイ、ラジャット シャーマ、およびチョーフー ワンによる、発明の名称「光電気化学的（ＰＥＣ）エッチングにより製作された空気ギャップ付きＩＩＩ族窒化物デバイスの構造的完全性のためのイオンビーム処理（ＩＯＮ ＢＥＡＭ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＦＯＲ ＴＨＥ ＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬ ＩＮＴＥＧＲＩＴＹ ＯＦ ＡＩＲ−ＧＡＰ ＩＩＩ−ＮＩＴＲＩＤＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＰＲＯＤＵＣＥＤ ＢＹ ＰＨＯＴＯＥＬＥＣＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ （ＰＥＣ） ＥＴＣＨＩＮＧ）」、代理人整理番号３０７９４．２０１−ＵＳ−Ｐ１（２００７−１６１−１）
米国実用特許出願第１１／９４０，８８５号、出願日２００７年１１月１５日、ナタリー Ｎ．フェローズ、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「繊維模様のついた蛍光剤変換層をもつ発光ダイオード（ＴＥＸＴＵＲＥＤ ＰＨＯＳＰＨＯＲ ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ ＬＡＹＥＲ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ）」、代理人整理番号３０７９４．２０３−ＵＳ−Ｕ１（２００７−２７０−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６６，０２４号、出願日２００６年１１月１５日、ナタリー Ｎ．フェローズ、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「繊維模様のついた蛍光剤変換層をもつ発光ダイオード（ＴＥＸＴＵＲＥＤ ＰＨＯＳＰＨＯＲ ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ ＬＡＹＥＲ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ）」、代理人整理番号３０７９４．２０３−ＵＳ−Ｐ１（２００７−２７０−１）
米国実用特許出願第１１／９４０，８７２号、出願日２００７年１１月１５日、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラおよび増井 久志による、発明の名称「光取り出し効率の高い球形ＬＥＤ（ＨＩＧＨ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＳＰＨＥＲＥ ＬＥＤ）」、代理人整理番号３０７９４．２０４−ＵＳ−Ｕ１（２００７−２７１−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６６，０２５号、出願日２００６年１１月１５日、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、および増井 久志による、発明の名称「光取り出し効率の高い球形ＬＥＤ（ＨＩＧＨ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＳＰＨＥＲＥ ＬＥＤ）」、代理人整理番号 ３０７９４．２０４−ＵＳ−Ｐ１（２００７−２７１−１）
米国実用特許出願第１１／９４０，８８３号、出願日２００７年１１月１５日、シュウジ ナカムラ、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「自立した、透明な、鏡なし（ＳＴＭＬ）の発光ダイオード(ＳＴＡＮＤＩＮＧ ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＭＩＲＲＯＲ−ＬＥＳＳ （ＳＴＭＬ） ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ)」、代理人整理番号３０７９４．２０５−ＵＳ−Ｕ１（２００７−２７２−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６６，０１７号、出願日２００６年１１月１５日、シュウジ ナカムラ、およびスティーブン Ｐ．デンバースによる、発明の名称「自立した、透明な、鏡なしの（ＳＴＭＬ）発光ダイオード(ＳＴＡＮＤＩＮＧ ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＭＩＲＲＯＲ−ＬＥＳＳ （ＳＴＭＬ） ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ)」、代理人整理番号３０７９４．２０５−ＵＳ−Ｐ１（２００７−２７２−１）
米国実用特許出願第１１／９４０，８９８号、出願日２００７年１１月１５日、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびジェームス Ｓ．スペックによる、発明の名称「透明な、鏡なしの（ＴＭＬ）発光ダイオード(ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＭＩＲＲＯＲ−ＬＥＳＳ （ＴＭＬ） ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ)」、代理人整理番号３０７９４．２０６−ＵＳ−Ｕ１（２００７−２７３−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６６，０２３号、出願日２００６年１１月１５日、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびジェームス Ｓ．スペック、発明の名称「透明な、鏡なしの（ＴＭＬ）発光ダイオード(ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＭＩＲＲＯＲ−ＬＥＳＳ （ＴＭＬ） ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ)」、 代理人整理番号３０７９４．２０６−ＵＳ−Ｐ１（２００７−２７３−１）
米国実用特許出願第ｘｘ／ｘｘｘ，ｘｘｘ号、出願日２００７年１２月１１日、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「透明な、鏡なしの発光ダイオードのためのリード・フレーム（ＬＥＡＤ ＦＲＡＭＥ ＦＯＲ ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＭＩＲＲＯＲＬＥＳＳ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥ）」、代理人整理番号３０７９４．２１０−ＵＳ−Ｕ１（２００７−２８１−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６９，４５４号、出願日２００６年１２月１１日、スティーブン Ｐ．デンバース、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「ＴＭ−ＬＥＤのためのリード・フレーム（ＬＥＡＤ ＦＲＡＭＥ ＦＯＲ ＴＭ−ＬＥＤ）」、代理人整理番号３０７９４．２１０−ＵＳ−Ｐ１（２００７−２８１−１）
米国実用特許出願第ｘｘ／ｘｘｘ，ｘｘｘ号、出願日２００７年１２月１１日、シュウジ ナカムラ、スティーブン Ｐ．デンバース、およびヒロクニ アサミズ（Ｈｉｒｏｋｕｎｉ Ａｓａｍｉｚｕ）による、発明の名称「透明な発光ダイオード（ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．２１１−ＵＳ−Ｕ１（２００７−２８２−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６９，４４７号、出願日２００６年１２月１１日、シュウジ ナカムラ、スティーブン Ｐ．デンバース、およびヒロクニ アサミズによる、発明の名称「透明なＬＥＤ（ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＬＥＤＳ）」、代理人整理番号３０７９４．２１１−ＵＳ−Ｐ１（２００７−２８２−１）
米国実用特許出願第ｘｘ／ｘｘｘ，ｘｘｘ号、出願日２００７年１２月１１日、スティーブン Ｐ．デンバース、マシュー・Ｃ．シュミット、キム クァン・チューン、ジェームス Ｓ．スペック、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「無極性（ｍ面）および半極性発光デバイス（ＮＯＮ−ＰＯＬＡＲ （Ｍ−ＰＬＡＮＥ） ＡＮＤ ＳＥＭＩ−ＰＯＬＡＲ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．２１３−ＵＳ−Ｕ１（２００７−３１７−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６９，５４０号、出願日２００６年１２月１１日、スティーブン Ｐ．デンバース、マシュー・Ｃ．シュミット、クワン・チューン キム、ジェームス Ｓ．スペック、およびシュウジ ナカムラによる、発明の名称「無極性（ｍ面）および半極性発光デバイス（ＮＯＮ−ＰＯＬＡＲ （Ｍ−ＰＬＡＮＥ） ＡＮＤ ＳＥＭＩ−ＰＯＬＡＲ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．２１３−ＵＳ−Ｐ１（２００７−３１７−１）および、
米国実用特許出願第ｘｘ／ｘｘｘ，ｘｘｘ号、出願日２００７年１２月１２日、キム クァン・チューン、マシュー・Ｃ．シュミット、フェン ウー、平井 朝子、メルヴィン Ｂ．マクローリン、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびジェームス Ｓ．スペックによる、発明の名称「各種基板上の（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎのｍ面および半極性面の結晶成長（ＣＲＹＳＴＡＬ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ Ｍ−ＰＬＡＮＥ ＡＮＤ ＳＥＭＩＰＯＬＡＲ ＰＬＡＮＥＳ ＯＦ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎ ＯＮ ＶＡＲＩＯＵＳ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．２１４−ＵＳ−Ｕ１（２００７−３３４−２）。この出願は米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて以下の特許出願の利益を主張するものである。
米国特許仮出願第６０／８６９，７０１号、出願日２００６年１２月１２日、キム クァン・チューン、マシュー・Ｃ．シュミット、フェン ウー、平井 朝子、メルヴィン・Ｂ．マクローリン、スティーブン Ｐ．デンバース、シュウジ ナカムラ、およびジェームス Ｓ．スペックによる、発明の名称「各種基板上の（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎのｍ面および半極性面の結晶成長（ＣＲＹＳＴＡＬ ＧＲＯＷＴＨ ＯＦ Ｍ−ＰＬＡＮＥ ＡＮＤ ＳＥＭＩＰＯＬＡＲ ＰＬＡＮＥＳ ＯＦ （Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）Ｎ ＯＮ ＶＡＲＩＯＵＳ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ）」、代理人整理番号３０７９４．２１４−ＵＳ−Ｐ１（２００７−３３４−１）
これらの出願は全て、参照として本明細書中に組み込まれているものとする。
１．本発明の技術分野
本発明は、無極性ＩＩＩ族窒化物薄膜上の半導体デバイス、具体的には、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザ・ダイオード）、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）、ＲＣＬＥＤ（共振器ＬＥＤ）、およびＭＣＬＥＤ（微小共振器ＬＥＤ）の成長に関するものである。
２．関連技術の説明
（注：本願は、明細書を通して、例えば「非特許文献ｘ」のように参照番号ｘを括弧の中に示した、多くの異なる刊行物を参照する。番号ｘによって示されたこれらのさまざまな公開文書は、以下に「参考文献」と記されたセクションに見出すことが出来る。これらの刊行物のそれぞれは、参照として本明細書中に組み込まれているものとする。）
窒化ガリウム（ＧａＮ）ＬＥＤのような従来のＩＩＩ族窒化物光デバイスは、ウルツ鉱型単位胞のｃ方向に成長する。自発分極と圧電分極からの寄与で生じる正味分極は、薄膜成長の方向に起こる。その結果できあがる内蔵電界はバンド構造を傾かせ、量子井戸においてもっとも顕著にバンド構造を傾かせる。これは、ｃ面成長のＧａＮ光デバイスの特性に大きな影響を与える。傾いた量子井戸は、結果的に正孔と電子の波動関数の空間的な重なりを消滅させ、次に、発光再結合効率を低下させる。さらに、量子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ）で説明されるように、駆動電流の増加とともに発光波長は減少する（ブルー・シフト）［非特許文献１］。
ｍ面とａ面ＧａＮは、これらの面に垂直な分極電界がないため、非極性ＧａＮと規定される。それゆえに、ｃ面のようにバンド構造が傾くことはない。このことは、これらの面上の量子井戸構造はフラット・バンドであることを意味する。発光効率は理論的には高く、波長シフトは起こらない。無極性ＬＥＤに関する論文は最近報告されている［非特許文献２、３］。しかしながら、 出力電力と効率はｃ面ＬＥＤよりも遥かに低い。この良好ではない特性の主な理由は、一般的に高い転位密度に起因する。
現行の無極性ＧａＮ光デバイスは、市場に売り出すのに必要な特性標準を達成していない。報告されているｍ面ＬＥＤの最高パワーは、２０ｍＡにて１．７９ｍＷであり［非特許文献３］、ｍ面ＧａＮ上に成長した電気的に励起したＬＤは報告されていない。ｍ面ＧａＮ上に成長した光デバイスは、偏光した光を放出するという利点がある［非特許文献４］。これは、偏光器が必要なくなるという理由で、表示装置、とくにＬＣＤ（液晶表示装置）の後方照明への応用に適している。
このように、高い特性を持つ無極性ＩＩＩ族窒化物光デバイスを製作する方法を改良することがこの分野で必要とされている。本発明は、このニーズを満たすものである。
Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３６（１９９７），Ｌ３８２−Ｌ３８５ Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．４４（２００５），Ｌ１７３−Ｌ１７５ Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．４５（２００６），Ｌ１１９７−Ｌ１１９９ Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．４３（２００５），Ｌ１３２９−Ｌ１３３２
本発明は、高い特性をもつ無極性ＩＩＩ族窒化物光電子デバイス、より具体的には、非極性ＧａＮのＬＥＤおよびＬＤを実現するために必要な材料と成長条件を記述する。本発明は、共に用いることで例のないデバイス特性を製作するいくつかの重要概念を含む。
デバイスは、低欠陥密度基板上に成長される。この基板は、ハイドライド気相エピタキシャル成長法（ＨＶＰＥ）で成長したバルクのｍ面ＧａＮ基板であってもよいし、または、ＭＯＣＶＤまたはＨＶＰＥ法で成長したｍ面側壁横方向エピタキシャル・オーバーグロス（ＳＬＥＯ）テンプレートでもよい。非発光再結合センタの数を低減しキャリアの輸送特性を改善するために、活性領域から欠陥および積層欠陥を取り除くことが重要である。
活性領域の多重量子井戸（ＭＱＷ）構造中の量子井戸は、約８４５℃〜８９０℃の範囲の温度で約８〜１２ナノメートルの厚さになるまで成長される。この厚さは、通常のｃ面ＬＥＤ（約２．５ｎｍ）に比べて厚い。ＭＱＷ構造中の量子障壁は、約９１５℃〜９４０℃の範囲の温度で、約１０〜１８ナノメートルの厚さになるように成長される。
ｐ型ＧａＮは、比較的低温、すなわち量子障壁の成長温度で成長される。
光取り出し効率向上のために、透明伝導性酸化物電極がデバイス上に成膜される。このような酸化物は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）および対象の波長で透明な他の酸化物および材料を含むが、これらに限定はされない。
以下、図面を参照し、対応する部分には一貫して同じ参照番号を付与する。
好ましい実施形態の以下の説明では、添付の図面を参照する。添付の図面は本明細書の一部を形成し、本発明を実施することができる特定の実施例を例示するために示す。本発明の範囲から逸脱することなしに、他の実施形態を用いてもよく、構造的な変化がなされてもよいことは明らかである。
概要
本発明は、現状技術水準のｍ面ＧａＮ光デバイスを成長する方法を記述する。ここに表される技術は、ｍ面ＧａＮの改良されたＬＥＤ特性を達成するために用いられてきた。これらｍ面ＧａＮのＬＥＤは、現在存在する最高品質のc面ＧａＮのＬＥＤに匹敵する出力パワーを有する。この結果は、光電子デバイスにおける大きな発見を示すものである。
技術的な説明
本発明の高い特性をもつｍ面ＧａＮのＬＥＤは、超低欠陥密度の基板またはテンプレート上に成長される。これらの基板またはテンプレートは、バルクのｍ面ＧａＮ基板またはｍ面ＳＬＥＯテンプレートであってもよいが、これらに限定されるものではない。ＳＬＥＯテンプレートは、ｍ−ＳｉＣ、ＬｉＡｌＯｘおよびスピネルを含む多くの基板上に成長出来るが、これらに限定されない。さらに、適当にミスカットした基板上で成長すると、表面形態の安定性を改善することが出来る。現在の結果は、バルクのＧａＮ基板上で達成されており、以下の記述はこの場合に特定される。
図１は、本発明の好ましい実施形態による、成長直後のｍ面ＧａＮのＬＥＤ１０の概略図である。ｍ面ＧａＮのＬＥＤ１０は、低欠陥の基板またはテンプレート１２と、約１０μｍ厚さの緩衝層であるｎ型ＧａＮ（ｎ−ＧａＮ）層１４と、高い出力特性のために用いる厚い量子井戸をもつ多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を含む活性領域１０６と、厚さ約１０μｍのＡｌＧａＮ電子ブロック層１８と、厚さ約１６０ｎｍの３段階または３部分のｐ型ＧａＮ（ｐ−ＧａＮ)層２０とを含む。ｐ型ＧａＮ（ｐ−ＧａＮ)層２０の底部２２は、約８９０℃で、高いＭｇドーピングと約４０ｎｍの厚さをもって成長され、中心部２４は、約９５５℃で、軽いＭｇドーピングと約９０ｎｍの厚さをもって成長され、最上部２６は、約９５５℃で、高いＭｇドーピングと約３０ｎｍの厚さでもって成長されることを特徴とする。
このＬＥＤデバイス１０は、成長方向に垂直なｍ軸をもつバルクのＧａＮの小片上にＭＯＣＶＤ反応装置内で再成長される。使用される特定のバルクのＧａＮ基板で会合およびデバイス品質表面を達成するためには、非常に厚い初期ＧａＮ層１４、又は厚いＧａＮ緩衝層と呼ばれる層を成長することが必要である。この目的を達成するために、一般的に約８〜１５μｍの成長が必要である。薄膜は、適当な表面処理を用いることによって達成することも出来る。この初期ＧａＮ層１４にＳｉをドープすることにより、ｎドープのデバイス層１４を実現することができる。しかしながら、この層１４は、ｎドープの成長に切り替える前は、任意の厚さの非意図的ドープ（ＵＩＤ）層であってもよい。
活性領域１６は、ｎドープのＧａＮ層１４の後で成長される。活性領域１６中のＭＱＷ構造は、８０Åの井戸と１８０Åの障壁層の組の６周期の積層からなっているが、井戸と障壁層の数はより多くても少なくてもよい。量子井戸はＩｎＧａＮから作られていて、望みの発光波長に応じてＩｎの割合を幅広くすることができる。量子障壁はＧａＮから作られるが、量子井戸よりもＩｎの割合が少ないＩｎＧａＮ層として成長することも出来る。
量子井戸の厚さは約８〜１２ｎｍ、量子障壁の厚さは、約１０〜１８ｎｍがデバイス特性にとって最良である。本発明の範囲を逸脱することなしに、他の厚さの量子井戸、および他の厚さの量子障壁を用いることも出来る。量子障壁の厚さをより薄くし、これに限定されないが例えば約１０ｎｍなどにすることができ、それによりデバイス特性が最適化される可能性もある。
活性領域１０６は通常は８４５℃〜８９０℃の範囲の温度で成長されるが、これに限定されない。ＴＥＧ、ＮＨ３、およびＮ２のガス流量は、量子井戸と障壁の成長のどちらにおいても同じ値に保たれる。ＩｎＧａＮ量子障壁を用いた活性領域１６が用いられない場合は、量子井戸成長の期間だけＴＭＩを流す。ＩｎＧａＮ量子障壁を用いた活性領域１６が用いられる場合は、量子障壁のＩｎＧａＮ組成は、反応装置温度は同じに保持してＴＭＩのガス流量を低下させるか、または、温度を上げてＴＭＩガス流量を一定に保持することによって制御することが出来る。通常は、温度上昇に要する時間を避けるために前者の方法が用いられる。さらに、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮのようなＭＱＷ構造は、たいていレーザ・ダイオードにのみ用いられる。
デバイス１０の発光波長は、量子井戸層のＩｎ組成で制御される。Ｉｎ組成は、反応装置の温度を変えることによってもっともよく制御される。一般的には、一定のＴＭＩのガス流量で、低い温度で成長すると、Ｉｎ組成は高い温度での成長よりも大きくなる。
通常は、ｍ面ＬＥＤは、量子井戸層と障壁層の両方に対して一定の温度で成長される。しかしながら、二温度の活性領域１６を用いることも出来る。そのような活性領域１６では、量子障壁層は、量子井戸層よりも高い温度で成長される。
例えば、量子井戸層は厚さが約８〜１２ナノメートルになるように約８４５℃〜８９０℃の範囲の温度で成長される。量子井戸が成長された直後に、厚さ２〜５ｎｍのＧａＮのキャップが成長される。このキャップは、量子井戸の成長温度で成長され、実質的には量子障壁の最初の部分である。このキャップが成長されると、反応装置は、約９１５℃〜９４０℃の範囲の温度まで昇温され、この時点で、量子障壁の残りが約１０〜１８ナノメートルの厚さに成長される。温度は、量子井戸の成長温度にまで降温され、望みの数の量子井戸と量子障壁が成長されるまでその工程が繰り返される。
ＡｌＧａＮ阻止層１８が、ＭＱＷ構造１６の最後の量子障壁の後に成長される。この層１８のＡｌ組成は約１２〜２０％である。ＡｌＧａＮ阻止層１８は、量子障壁の成長温度で、又は少なくとも活性領域１６の成長温度と同様の温度で成長される。
ＡｌＧａＮ阻止層１８の後に、低温Ｍｇドープのｐ型ＧａＮ層２０が成長される。この層２０の詳細は、米国実用特許出願第１１／８４０，０５７号と米国特許仮出願第６０／８２２，６００号に記述されている。この出願はどちらも前述の相互参照関係で記述されており、参照として本明細書中に組み込まれているものとする。通常はこのような層２０は、比較的低温で、すなわち量子障壁の成長温度で成長される。例えば、量子井戸層の成長温度より約１５０℃未満だけ高い温度で成長され、厚さは上記のように１６０ｎｍであるが、デバイス設計に対して望まれる他の温度と他の厚さで成長することも出来る。さらに、層２０は、本発明の範囲を逸脱しない限り他の技術を用いて成長することが出来る。
図２は、ｐ電極２８とｎ電極３０とを含むＬＥＤ１０の概略図である。この実施形態では、ｐ電極２８とｎ電極３０は共にＩＴＯ層を含んでいる。ＩＴＯ層の厚さは２５０ｎｍであり、電子ビームを用いて成膜されている。ＩＴＯ層の厚さは約１５０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲である。ＩＴＯ成膜は、スパッタリングまたは化学気相成膜（ＣＶＤ）のような他の技術を用いて行うことも出来る。ＩＴＯ層にＮ２／Ｏ２中で６００℃で約５分間の熱処理を施して、ＩＴＯ層を透明にする。引き続き、Ｎ２中で１０分間熱処理を施し、ＩＴＯ層のシート伝導率を改善する。
出来上がったＩＴＯ層は、放出光に対してほぼ透明である。それ故、従来の方法で処理したＬＥＤの場合よりもより多くの光が、デバイス１０の上面より取り出される。もちろん、パッケージングの方法によりどの光が取り出されるかが決定する。以下に論じるＺｎＯと共に、このＩＴＯ層の存在により、デバイス１０内で起こる吸収の量を簡単に低減することができる。
図３もまた、ｐ電極３２とｎ電極３４とを含むＬＥＤの概略図である。しかしながら、この実施形態では、ｐ電極３２とｎ電極３４の両方はＺｎＯ層を含んでいる。ＺｎＯ層は、ＭＯＣＶＤ、スパッタリング、電子ビーム、又は他のＣＶＤ技術によって成膜できる。さらに、ＺｎＯ層は、アンドープ、又は、これに限定はされないが、ＡｌまたはＧａがドープされていてもよい。
ＩＴＯ層と同様に、ＺｎＯ層は放出光に対して非常に透明である。従来の方法で処理したＬＥＤの場合よりもより多くの光が、デバイス１０の上面より取り出される。
実験結果
図４は、本発明の好ましい実施形態によるｍ面ＬＥＤの出力電力と外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフである。図示のように、２０ｍＡでの電力は２５．４ｍＷ、発光波長は４０３ｎｍであり、外部量子効率は２０ｍＡで４１．４％である。ＥＱＥの曲線の性質は、c面ＧａＮのＬＥＤで見られるものとは異なる。ＥＱＥは２０ｍＡで尚上昇中であることに留意されたい。
図５は、出力電力対量子井戸の厚さを示すグラフであり、ｍ面ＬＥＤに対しては厚い井戸層（８〜１２ｎｍ）が最適であることを示している。この図は量子井戸の厚さに対する出力電力の依存性を示す。出力電力のピークは、８〜１６ｎｍの井戸幅の間にある。これに対し、通常のｃ面ＬＥＤは約２．５ｎｍの井戸幅で出力電力がピークになる。
処理工程
図６は、本発明の好ましい実施形態により行われる処理工程を示すフローチャートである。
ブロック３６は、無極性ＩＩＩ族窒化物基板またはテンプレート上に成長されるｎ型ＧａＮ層を表す。
ブロック３８は、ｎ−ＧａＮ層上に成長される量子井戸構造を含む活性領域を表す。
ブロック４０は、活性領域上に成長されるＡｌＧａＮ電子阻止層を表す。
ブロック４２は、ＡｌＧａＮ電子阻止層の上面に成長されるｐ型ＧａＮ層を表す。
ブロック４４は、デバイス上に成膜される電極を表す。
可能な変更と変形
本発明の可能な変更と変形は、３色の活性領域を採用することにより実現できる偏光した赤−緑−青（ＲＧＢ）光源を含む。そのような活性領域は、赤色、緑色、および青色光を放出する少なくとも３つの個別のバンド端を有する。個別のバンド端は、量子井戸中の（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ）Ｎ組成を制御するためにガス流量および温度を操作することによって作り出すことが出来る。
更に、活性領域は（Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｂ）Ｎの任意の組成であってよい。例えば、ＡｌＧａＮ／ＧａＮまたはＡｌＧａＮ／ＡｌＧａＮ活性領域は、紫外線（ＵＶ）スペクトルで発光するデバイスを作るために成長することが出来る。
最後に、前述した方法はＧａＮのａ面および任意の半極性面に対して適用することも出来る。
利点と改良点
本明細書に記述した方法は、ｍ面ＧａＮ上に高出力の光デバイスを実現する方法を示す。前述のＭＯＣＶＤ成長方法およびＩＴＯ電極を用いることにより、出力電力を非常に高く、高効率にすることができた。超低欠陥密度の基板上のデバイス成長を行うと、非発光再結合センタの数を低減し、デバイスの出力電力と効率が改良される。出力電力は、典型的なｃ面ＧａＮの量子井戸よりも厚い量子井戸を用いることにより更に増大する。更に、光取り出し効率は、透明酸化物電極（ＩＴＯ）を用いることによって増大する。最終結果として、世界記録になる特性を持つｍ面ＧａＮのＬＥＤが実現された。
エピタキシャル成長技術の革新は、ｍ面ＧａＮ基板またはテンプレート上のレーザ・ダイオードの成長にも適用できる。透明伝導性酸化物は、ｍ面ＧａＮのレーザ・ダイオードの製作に用いることが出来る。更に、本明細書に記述した方法は、ＧａＮのａ面および任意の半極性面に適用することも出来る。これらの場合、低欠陥の基板またはテンプレートは、それぞれの面方位のものでなければならない。
参考文献
以下の参考文献は、参照として本明細書中に組み込まれているものとする。
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結論
本明細書に記述した方法により、ｍ面ＧａＮ上に高出力光デバイスを実現することができる。これらの技術を用いて作り上げたｍ面ＧａＮ上のＬＥＤの２０ｍＡでの出力電力は、現行のｃ面ＬＥＤと同程度である。この方法によってはじめて、ｍ面光デバイスが市場に出すのにふさわしいものとなる。この高出力電力のｍ面ＬＥＤは、液晶表示装置（ＬＣＤ）、および分極光が必要とされる他の応用分野における偏光した光源として用いることが出来る。デバイスをさらに最適化することにより最終的に、ｍ面ＬＥＤは、出力電力と効率とにおいてｃ面ＬＥＤを凌駕することが考えられる。同じことが、ｍ面ＧａＮ上のレーザ・ダイオードに対しても言うことができる。
さらに、本発明の方法は、太陽電池、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、共振器発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、微小共振器発光ダイオード（ＭＣＬＥＤ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、および同様の基板上に搭載された、又は同様の半導体材料または処理工程を必要とするトランジスタ、ダイオード、および他の電子デバイスのようなその他の電子デバイス、光電子デバイス、又は光デバイスにとっても有益である。
ここでは横方向デバイスに関して記述されたが、本発明により、バルク基板を製造することができ、多くの基板材料上に垂直型デバイスを製造することもできる。たとえば、出来上がるデバイスのｎ電極が、本発明によって製造されるデバイスの導電性基板の底面上に存在することも可能である。本発明は、垂直デバイスに限定しようとするものではなく、むしろ、垂直デバイスは例示のためだけに表現されたものであり、本発明を制限するように意図されたものではない。
本発明は、ｍ面ＧａＮについて記述されたが、本発明の範囲の中で、他のウルツ鉱型結晶構造、および、他のＩＩＩ族窒化物材料も用いることが出来る。更に、ウルツ鉱型構造内の他の面は、ＩＩＩ族窒化物および他の材料の半極性および無極性構造と同様に、本発明の範囲内で用いることが出来る。ＬＥＤに関して記述されたが、本発明のｍ面成長技術は、また、レーザ・ダイオードおよび他のデバイスのような他のデバイスにも適用可能である。
これで本発明の好ましい実施形態の説明を終える。本発明の一つ以上の実施形態に関するこれまでの記述は、例示と説明を目的として表したものである。開示の形態そのものによって包括または限定しようとするものでもない。上記の教示に照らして多くの変更と変形が可能である。
厚いＧａＮ緩衝層、厚い量子井戸層および３段階ｐ−ＧａＮ成長層を用いた成長直後のｍ面ＧａＮのＬＥＤの概略図である。 熱処理したＩＴＯのｐ電極を用いた、処理後のｍ面ＬＥＤの概略図である。 ｐ電極としてＺｎＯを用いた、処理後のｍ面ＬＥＤの概略図である。 ｍ面ＬＥＤの世界新記録である出力電力と外部量子効率（ＥＱＥ）のグラフである。 出力電力対量子井戸の厚さのグラフであり、厚い井戸（８〜１２ｎｍ）がｍ面ＬＥＤにとって最適であることを示している。 本発明の好ましい実施形態による工程を示すフローチャートである。

Claims (21)

  1. （ａ）ｎ型ＩＩＩ族窒化物層を低欠陥の無極性ＩＩＩ族窒化物の基板またはテンプレート上に成長するステップと、
    （ｂ）量子井戸構造を含む活性領域を前記ｎ型ＩＩＩ族窒化物層上に成長するステップと、
    （ｃ）低温のｐ型ＩＩＩ族窒化物層を前記活性領域上に成長するステップと
    を備えた光電子デバイスの作製方法。
  2. 前記低欠陥の無極性ＩＩＩ族窒化物の基板またはテンプレートは、ハイドライド気相エピタキシャル成長法（ＨＶＰＥ）または安熱成長方法で成長したバルクの無極性ＩＩＩ族窒化物であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記低欠陥の無極性ＩＩＩ族窒化物の基板またはテンプレートは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）またはハイドライド気相エピタキシャル成長法（ＨＶＰＥ）で成長した非極性側壁横方向エピタキシャル・オーバーグロス（ＳＬＥＯ）テンプレートであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 量子井戸構造は、約８〜１２ナノメートルの厚さに成長されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 量子井戸構造は、約８４５℃〜８９０℃の範囲の温度で成長されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 前記量子井戸構造内の量子障壁は、約１０〜１８ナノメートルの厚さで成長されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 前記量子井戸構造内の量子障壁は、約９１５℃〜９４０度の範囲の温度で成長されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. 前記低温ｐ型ＩＩＩ族窒化物層は、量子障壁成長温度で成長されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  9. 前記デバイス上に透明酸化物電極を成膜するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 前記電極は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなることを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 請求項１に記載の方法を用いて作製された光電子デバイス。
  12. （ａ）低欠陥の無極性ＩＩＩ族窒化物の基板またはテンプレート上に成長したｎ型ＩＩＩ族窒化物層と、
    （ｂ）前記ｎ型ＩＩＩ族窒化物層上に成長したと量子井戸構造を含む活性領域と、
    （ｃ）前記活性領域上に成長した低温のｐ型ＩＩＩ族窒化物層と、
    を備えた光電子デバイス。
  13. 前記低欠陥の無極性ＩＩＩ族窒化物の基板またはテンプレートは、ハイドライド気相エピタキシャル成長法（ＨＶＰＥ）または安熱成長方法で成長したバルクの無極性ＩＩＩ族窒化物であることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
  14. 前記低欠陥の無極性ＩＩＩ族窒化物の基板またはテンプレートは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）またはハイドライド気相エピタキシャル成長法（ＨＶＰＥ）で成長した無極性側壁横方向エピタキシャル・オーバーグロス（ＳＬＥＯ）テンプレートであることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
  15. 量子井戸構造は、約８〜１２ナノメートルの厚さに成長されることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
  16. 量子井戸構造は、約８４５℃〜８９０℃の範囲の温度で成長されることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
  17. 前記量子井戸構造内の量子障壁は、約１０〜１８ナノメートルの厚さに成長されることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
  18. 前記量子井戸構造内の量子障壁は、約９１５℃から９４０℃の範囲の温度で成長されることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
  19. 前記低温のｐ型ＩＩＩ族窒化物層は、量子障壁成長温度で成長されることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
  20. 前記デバイス上に成膜された透明酸化物電極を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
  21. 前記電極は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなることを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
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