[发明专利]通过基底和外延层图案化限制在III-氮化物异质结构中的应变松弛

说明书

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.Section119(e)要求由James S.Speck、Anurag Tyagi、Steven P.DenBaars和Shuji Nakamura在2010年10月26日提交的发明名称为“LIMITING STRAIN RELAXATION IN III-NITRIDE HETEROSTRUCTURES BY SUBSTRATE AND EPITAXIAL LAYER PATTERNING”，代理人案卷号为30794.387-US-P1(2010-804)的共同未决和共同转让的美国临时申请序列号61/406,876的权益，该申请通过引用并入本文。

本申请涉及由James S.Speck、Anurag Tyagi、Alexey Romanov、Shuji Nakamura和Steven P.DenBaars同日与其一起提交的发明名称“VICINAL SEMIPOLAR III-NITRIDE SUBSTRATES TO COMPENSATE TILT FO RELAXED HETERO-EPITAXIAL LAYERS”，代理人案卷号为30794.386-US-U1(2010-973)的共同未决和共同转让的美国实用新型专利申请序列号xx/xxx,xxx，该申请根据35U.S.C.Section119(e)要求由James S.Speck、Anurag Tyagi、Alexey Romanov、Shuji Nakamura和Steven P.DenBaars在2010年10月26日提交的发明名称为“VICINAL SEMIPOLAR III-NITRIDE SUBSTRATES TO COMPENSATE TILT FO RELAXED HETERO-EPITAXIAL LAYERS”，代理人案卷号为30794.386-US-P1(2010-973)的共同未决和共同转让的临时专利申请序列号61/406,899的权益，该申请通过引用并入本文。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及限制在III-氮化物基底/外延层上生长的异质外延III-氮化物层的应变松弛的方法，这是通过图案化所述基底/外延层实现的。

2.相关技术的描述

(注意：本申请参考了许多不同的出版物，如在整个说明书中通过括号内的一个或多个参考编号所示，例如[x]。根据这些参考编号排序的这些不同出版物的列表可在下面标题为“参考文献”的部分中找到。这些出版物每一篇均通过引用并入本文。)

不管通过光电子装置生长在非极性/半极性III-氮化物基底上提供的许多优势，在失配异质界面（异质结面，heterointerface）上的失配位错(MD)形成[1,2]可使得装置制造厂商难以完全实现预期的固有优势。对于半极性III-氮化物基装置，经由预先存在的穿透位错（threading dislocation）的滑移的应力松弛可以限制可在下面的基底/膜上共格生长的应变异质外延膜的组成/厚度。这反过来可限制装置设计空间，例如发光二级管(LEDs)/激光二极管(LDs)的发射波长范围。

此外，由于由较薄/较低组成波导(通常InGaN)和包覆层(通常AlGaN)提供的差的光学波导，LD的性能可受到影响。本发明提供通过上面提及的滑移过程限制应力-松弛的方式，因此减少了对装置设计空间的约束，允许应用较厚/较高组成应变的III-氮化物合金外延层。所提议的装置可被用作各种商业、工业或科学应用的光源。这些非极性或半极性氮化物LEDs和二极管激光器可期望在与c-平面氮化物LEDs和二极管激光器相同的应用中找到实用性。这些应用包括固态投影显示器、高分辨率印刷机、高密度光学数据存储系统、下一代DVD播放器、高效固态照明、光学感测应用和医疗应用。

发明概述

所公开的发明提供了通过图案化III-氮化物基底/外延层，限制在所述基底/外延层上生长的异质外延III-氮化物层的应变松弛（strain relaxation）的方法。本发明进一步包括装置在图案化的III-氮化物基底上的生长和制造。