Abrégé

The proposed solution relates to a semiconductor device (30) comprising an epiwafer (10) and wherein a plurality of InGaN platelets (100), each InGaN platelet being monolithically grown on the epiwafer and configured with a top c-plane surface. An upper mask layer (200) is provided with mask apertures (220) over the InGaN platelets, wherein said mask apertures have a width which is smaller than said top c-plane surface. A plurality of microLED structures (240) comprising quantum well, QW, layers (242), are grown on the top c-plane surface in one of said mask apertures. The solution further relates to a microLED device (500) comprising the semiconductor device, and a method for fabricating the semiconductor device.

Classes IPC  ?

• H01L 27/15 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des composants semi-conducteurs avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, spécialement adaptés pour l'émission de lumière
• H01L 33/00 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails
• H01L 33/12 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une structure de relaxation des contraintes, p.ex. couche tampon
• H01L 33/16 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une structure cristalline ou une orientation particulière, p.ex. polycristalline, amorphe ou poreuse

Abrégé

A method for fabrication of an InGaN semiconductor template, comprising growing an InGaN pyramid having inclined facets on a semiconductor substrate; processing the pyramid by removing semiconductor material to form a truncated pyramid having a first upper surface; growing InGaN, over the first upper surface, to form an InGaN template layer having a c-plane crystal facet forming a top surface. The InGaN semiconductor template is suitable for further fabrication of semiconductor devices, such as microLEDs configured to emit red, green or blue light.

Classes IPC  ?

• H10H 20/821 - Corps caractérisés par leur forme particulière, p. ex. substrats incurvés ou tronqués des régions électroluminescentes, p. ex. jonctions du type non planaire
• H10H 20/01 - Fabrication ou traitement
• H10H 20/812 - Corps ayant des structures ou des superréseaux à effet quantique, p. ex. jonctions tunnel au sein des régions électroluminescentes, p. ex. structures de confinement quantique
• H10H 20/825 - Matériaux des régions électroluminescentes comprenant uniquement des matériaux du groupe III-V, p. ex. GaP contenant de l’azote, p. ex. GaN

Abrégé

BGRR) over a surface of the epiwafer in the respective InGaN platelets (100), wherein said height correlates with emission wavelength. The solution further relates to a microLED device (800) comprising the semiconductor structure, and a method for fabricating the semiconductor structure.

Classes IPC  ?

• H01L 27/15 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des composants semi-conducteurs avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, spécialement adaptés pour l'émission de lumière
• H01L 33/00 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails
• H01L 33/06 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une structure à effet quantique ou un superréseau, p.ex. jonction tunnel au sein de la région électroluminescente, p.ex. structure de confinement quantique ou barrière tunnel

Abrégé

A semiconductor device having a planar III-N semiconductor layer includes a substrate including a wafer and a buffer layer of a buffer material different from a material of the wafer, the buffer layer having a growth surface, an array of nanostructures epitaxially grown from the growth surface, a continuous planar layer formed by coalescence of upper parts of the nanostructures at an elevated temperature T, where the number of lattice cells spanning a center distance between adjacent nanostructures are different at the growth surface and at the coalesced planar layer, and a growth layer epitaxially grown on the planar layer.

Classes IPC  ?

• H01L 21/02 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
• H01L 33/00 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails
• H01L 33/12 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une structure de relaxation des contraintes, p.ex. couche tampon
• H01L 33/16 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une structure cristalline ou une orientation particulière, p.ex. polycristalline, amorphe ou poreuse
• C30B 25/04 - Dépôt suivant une configuration déterminée, p. ex. en utilisant des masques
• C30B 25/18 - Croissance d'une couche épitaxiale caractérisée par le substrat

Abrégé

A method for fabrication of an InGaN semiconductor template, comprising growing an InGaN pyramid having inclined facets on a semiconductor substrate; processing the pyramid by removing semiconductor material to form a truncated pyramid having a first upper surface; growing InGaN, over the first upper surface, to form an InGaN template layer having a c-plane crystal facet forming a top surface. The InGaN semiconductor template is suitable for further fabrication of semiconductor devices, such as microLEDs configured to emit red, green or blue light.

Classes IPC  ?

• H01L 33/00 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails
• H01L 33/06 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une structure à effet quantique ou un superréseau, p.ex. jonction tunnel au sein de la région électroluminescente, p.ex. structure de confinement quantique ou barrière tunnel
• H01L 33/24 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une forme particulière, p.ex. substrat incurvé ou tronqué de la région électroluminescente, p.ex. jonction du type non planaire
• H01L 33/32 - Matériaux de la région électroluminescente contenant uniquement des éléments du groupe III et du groupe V de la classification périodique contenant de l'azote

Abrégé

A semiconductor device including a nanostructure, including a planar layer of a III-nitride semiconductor crystal, which layer includes an array of epitaxially grown nanowire structures, and semiconductor material which is redistributed from said nanowire structures in a reformation step after epitaxial growth, arranged to fill out a spacing between the nanowire structures, where the array of nanowire structures and the semiconductor material form a coherent layer.

Classes IPC  ?

• H01L 21/02 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
• B82Y 40/00 - Fabrication ou traitement des nanostructures

Abrégé

A method of making a semiconductor device, comprising: forming a plurality of semiconductor seeds of a first III-nitride material through a mask provided over a substrate; growing a second III-nitride semiconductor material; planarizing the grown second semiconductor material to form a plurality of discrete base elements having a substantially planar upper surface. Preferably the step of planarizing involves performing atomic distribution of III type atoms of the grown second semiconductor material under heating to form the planar upper surface, and without supply of III type atoms is carried out during the step of planarization.

Classes IPC  ?

• H01L 33/00 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails
• H01L 33/08 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une pluralité de régions électroluminescentes, p.ex. couche électroluminescente discontinue latéralement ou région photoluminescente intégrée au sein du corps semi-conducteur
• H01L 33/24 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une forme particulière, p.ex. substrat incurvé ou tronqué de la région électroluminescente, p.ex. jonction du type non planaire
• H01L 33/32 - Matériaux de la région électroluminescente contenant uniquement des éléments du groupe III et du groupe V de la classification périodique contenant de l'azote
• H01L 33/38 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les électrodes ayant une forme particulière

Abrégé

A method for fabrication of an InGaN semiconductor template, comprising growing an InGa N pyramid having inclined facets on a semiconductor substrate; processing the pyramid by removing semiconductor material to form a truncated pyramid having a first upper surface; growing InGaN, over the first upper surface, to form an InGaN template layer having a c-plane crystal facet forming a top surface. The InGaN semiconductor template is suitable for further fabrication of semiconductor devices, such as microLEDs configured to emit red, green or blue light.

Classes IPC  ?

• H01L 21/02 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
• H01L 33/06 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une structure à effet quantique ou un superréseau, p.ex. jonction tunnel au sein de la région électroluminescente, p.ex. structure de confinement quantique ou barrière tunnel

Abrégé

A semiconductor device having a planar III-N semiconductor layer, comprising a substrate comprising a wafer (101) and a buffer layer (102), of a buffer material different from a material of the wafer, the buffer layer having a growth surface (1021); an array of nano structures (1010) epitaxially grown from the growth surface; a continuous planar layer (1020) formed by coalescence of upper parts of the nano structures at an elevated temperature T, wherein the number of lattice cells spanning a center distance between adjacent nano structures are different at the growth surface and at the coalesced planar layer; a growth layer (1030), epitaxially grown on the planar layer (1020).

Classes IPC  ?

• H01L 21/203 - Dépôt de matériaux semi-conducteurs sur un substrat, p. ex. croissance épitaxiale en utilisant un dépôt physique, p. ex. dépôt sous vide, pulvérisation
• H01L 21/02 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
• H01L 33/00 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails
• H01L 33/12 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une structure de relaxation des contraintes, p.ex. couche tampon
• H01L 33/16 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS NON COUVERTS PAR LA CLASSE - Détails caractérisés par les corps semi-conducteurs ayant une structure cristalline ou une orientation particulière, p.ex. polycristalline, amorphe ou poreuse

Abrégé

A semiconductor device including a nanostructure, comprising a planar layer (1020) of a Ill-nitride semiconductor crystal, which layer includes an array of epitaxially grown nanowire structures (1010), and semiconductor material (1016) which is redistributed from said nanowire structures in a reformation step after epitaxial growth, arranged to fill out a spacing between the nanowire structures, wherein the array of nanowire structures and the semiconductor material form a coherent layer.

Classes IPC  ?

• H01L 21/02 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
• B82Y 40/00 - Fabrication ou traitement des nanostructures

Abrégé

A semiconductor device having a planar III-N semiconductor layer, comprising a substrate comprising a wafer (101) and a buffer layer (102), of a buffer material different from a material of the wafer, the buffer layer having a growth surface (1021); an array of nano structures (1010) epitaxially grown from the growth surface; a continuous planar layer (1020) formed by coalescence of upper parts of the nano structures at an elevated temperature T, wherein the number of lattice cells spanning a center distance between adjacent nano structures are different at the growth surface and at the coalesced planar layer; a growth layer (1030), epitaxially grown on the planar layer (1020).

Classes IPC  ?

• H01L 21/02 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives

Abrégé

A semiconductor device including a nanostructure, comprising a planar layer (1020) of a Ill-nitride semiconductor crystal, which layer includes an array of epitaxially grown nanowire structures (1010), and semiconductor material (1016) which is redistributed from said nanowire structures in a reformation step after epitaxial growth, arranged to fill out a spacing between the nanowire structures, wherein the array of nanowire structures and the semiconductor material form a coherent layer.

Classes IPC  ?

• H01L 21/20 - Dépôt de matériaux semi-conducteurs sur un substrat, p. ex. croissance épitaxiale

Abrégé

GaN based nanowires are used to grow high quality, discreet base elements with c-plane top surface for fabrication of various semiconductor devices, such as diodes and transistors for power electronics.

Classes IPC  ?

• H01L 21/02 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
• B82Y 10/00 - Nanotechnologie pour le traitement, le stockage ou la transmission d’informations, p. ex. calcul quantique ou logique à un électron
• B82Y 40/00 - Fabrication ou traitement des nanostructures
• H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
• H01L 27/02 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface
• H01L 27/06 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant une pluralité de composants individuels dans une configuration non répétitive
• H01L 27/085 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ
• H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
• H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
• H01L 29/778 - Transistors à effet de champ avec un canal à gaz de porteurs de charge à deux dimensions, p.ex. transistors à effet de champ à haute mobilité électronique HEMT
• H01L 29/786 - Transistors à couche mince
• H01L 29/861 - Diodes
• H01L 29/872 - Diodes Schottky
• H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
• H01L 29/04 - Corps semi-conducteurs caractérisés par leur structure cristalline, p.ex. polycristalline, cubique ou à orientation particulière des plans cristallins
• H01L 29/20 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, uniquement des composés AIIIBV
• H01L 29/40 - Electrodes
• H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
• H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
• H01L 29/812 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une jonction PN ou une autre jonction redresseuse à grille Schottky

Abrégé

A method of making a semiconductor device, comprising: forming a plurality of semiconductor seeds of a first Ill-nitride material through a mask provided over a substrate; growing a second Ill-nitride semiconductor material on the seeds; planarizing the grown second semiconductor material to form a cohesive structure from the plurality of discrete base elements, said cohesive structure having a substantially planar upper surface.

Classes IPC  ?

• H01L 21/02 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives

Abrégé

A method of making a semiconductor device, comprising: forming a plurality of semiconductor seeds of a first III-nitride material through a mask provided over a substrate; growing a second III-nitride semiconductor material; planarizing the grown second semiconductor material to form a plurality of discrete base elements having a substantially planar upper surface. Preferably the step of planarizing involves performing atomic distribution of III type atoms of the grown second semiconductor material under heating to form the planar upper surface, and without supply of III type atoms is carried out during the step of planarization.

Classes IPC  ?

• H01L 21/20 - Dépôt de matériaux semi-conducteurs sur un substrat, p. ex. croissance épitaxiale

Abrégé

GaN based nanowires are used to grow high quality, discreet base elements with c-plane top surface for fabrication of various semiconductor devices, such as diodes and transistors for power electronics.

Classes IPC  ?

• H01L 21/02 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
• H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
• H01L 29/778 - Transistors à effet de champ avec un canal à gaz de porteurs de charge à deux dimensions, p.ex. transistors à effet de champ à haute mobilité électronique HEMT
• H01L 29/861 - Diodes
• H01L 29/872 - Diodes Schottky
• H01L 27/02 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface
• H01L 27/06 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant une pluralité de composants individuels dans une configuration non répétitive
• H01L 27/085 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ
• H01L 29/786 - Transistors à couche mince
• B82Y 10/00 - Nanotechnologie pour le traitement, le stockage ou la transmission d’informations, p. ex. calcul quantique ou logique à un électron
• B82Y 40/00 - Fabrication ou traitement des nanostructures
• H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
• H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
• H01L 29/04 - Corps semi-conducteurs caractérisés par leur structure cristalline, p.ex. polycristalline, cubique ou à orientation particulière des plans cristallins
• H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
• H01L 29/20 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, uniquement des composés AIIIBV
• H01L 29/40 - Electrodes
• H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
• H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
• H01L 29/812 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une jonction PN ou une autre jonction redresseuse à grille Schottky