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1. WO2021044824 - ÉLÉMENT SEMI-CONDUCTEUR ÉMETTANT DE LA LUMIÈRE INFRAROUGE PROCHE ET SON PROCÉDÉ DE PRODUCTION

Numéro de publication WO/2021/044824
Date de publication 11.03.2021
N° de la demande internationale PCT/JP2020/030790
Date du dépôt international 13.08.2020
CIB
C30B 25/16 2006.01
CCHIMIE; MÉTALLURGIE
30CROISSANCE DES CRISTAUX
BCROISSANCE DES MONOCRISTAUX; SOLIDIFICATION UNIDIRECTIONNELLE DES MATÉRIAUX EUTECTIQUES OU DÉMIXTION UNIDIRECTION- NELLE DES MATÉRIAUX EUTECTOÏDES; AFFINAGE DES MATÉRIAUX PAR FUSION DE ZONE; PRODUCTION DE MATÉRIAUX POLYCRISTALLINS HOMOGÈNES DE STRUCTURE DÉTERMINÉE; MONOCRISTAUX OU MATÉRIAUX POLYCRISTALLINS HOMOGÈNES DE STRUCTURE DÉTERMINÉE; POST-TRAITEMENT DE MONOCRISTAUX OU DE MATÉRIAUX POLYCRISTALLINS HOMOGÈNES DE STRUCTURE DÉTERMINÉE; APPAREILLAGES À CET EFFET
25Croissance des monocristaux par réaction chimique de gaz réactifs, p.ex. croissance par dépôt chimique en phase vapeur
02Croissance d'une couche épitaxiale
16Commande ou régulation
H01L 33/32 2010.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
33Dispositifs à semi-conducteurs ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, spécialement adaptés pour l'émission de lumière; Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de ces dispositifs ou de leurs parties constitutives; Détails
02caractérisés par les corps semi-conducteurs
26Matériaux de la région électroluminescente
30contenant uniquement des éléments du groupe III et du groupe V de la classification périodique
32contenant de l'azote
H01L 21/20 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
21Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de dispositifs à semi-conducteurs ou de dispositifs à l'état solide, ou bien de leurs parties constitutives
02Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
04les dispositifs présentant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement, ou une région de concentration de porteurs de charges
18les dispositifs ayant des corps semi-conducteurs comprenant des éléments du groupe IV de la classification périodique, ou des composés AIIIBV, avec ou sans impuretés, p.ex. des matériaux de dopage
20Dépôt de matériaux semi-conducteurs sur un substrat, p.ex. croissance épitaxiale
H01L 21/205 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
21Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de dispositifs à semi-conducteurs ou de dispositifs à l'état solide, ou bien de leurs parties constitutives
02Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
04les dispositifs présentant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement, ou une région de concentration de porteurs de charges
18les dispositifs ayant des corps semi-conducteurs comprenant des éléments du groupe IV de la classification périodique, ou des composés AIIIBV, avec ou sans impuretés, p.ex. des matériaux de dopage
20Dépôt de matériaux semi-conducteurs sur un substrat, p.ex. croissance épitaxiale
205en utilisant la réduction ou la décomposition d'un composé gazeux donnant un condensat solide, c. à d. un dépôt chimique
C30B 29/38 2006.01
CCHIMIE; MÉTALLURGIE
30CROISSANCE DES CRISTAUX
BCROISSANCE DES MONOCRISTAUX; SOLIDIFICATION UNIDIRECTIONNELLE DES MATÉRIAUX EUTECTIQUES OU DÉMIXTION UNIDIRECTION- NELLE DES MATÉRIAUX EUTECTOÏDES; AFFINAGE DES MATÉRIAUX PAR FUSION DE ZONE; PRODUCTION DE MATÉRIAUX POLYCRISTALLINS HOMOGÈNES DE STRUCTURE DÉTERMINÉE; MONOCRISTAUX OU MATÉRIAUX POLYCRISTALLINS HOMOGÈNES DE STRUCTURE DÉTERMINÉE; POST-TRAITEMENT DE MONOCRISTAUX OU DE MATÉRIAUX POLYCRISTALLINS HOMOGÈNES DE STRUCTURE DÉTERMINÉE; APPAREILLAGES À CET EFFET
29Monocristaux ou matériaux polycristallins homogènes de structure déterminée caractérisés par leurs matériaux ou par leur forme
10Composés inorganiques ou compositions inorganiques
38Nitrures
C23C 16/34 2006.01
CCHIMIE; MÉTALLURGIE
23REVÊTEMENT DE MATÉRIAUX MÉTALLIQUES; REVÊTEMENT DE MATÉRIAUX AVEC DES MATÉRIAUX MÉTALLIQUES; TRAITEMENT CHIMIQUE DE SURFACE; TRAITEMENT DE DIFFUSION DE MATÉRIAUX MÉTALLIQUES; REVÊTEMENT PAR ÉVAPORATION SOUS VIDE, PAR PULVÉRISATION CATHODIQUE, PAR IMPLANTATION D'IONS OU PAR DÉPÔT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR, EN GÉNÉRAL; MOYENS POUR EMPÊCHER LA CORROSION DES MATÉRIAUX MÉTALLIQUES, L'ENTARTRAGE OU LES INCRUSTATIONS, EN GÉNÉRAL
CREVÊTEMENT DE MATÉRIAUX MÉTALLIQUES; REVÊTEMENT DE MATÉRIAUX AVEC DES MATÉRIAUX MÉTALLIQUES; TRAITEMENT DE SURFACE DE MATÉRIAUX MÉTALLIQUES PAR DIFFUSION DANS LA SURFACE, PAR CONVERSION CHIMIQUE OU SUBSTITUTION; REVÊTEMENT PAR ÉVAPORATION SOUS VIDE, PAR PULVÉRISATION CATHODIQUE, PAR IMPLANTATION D'IONS OU PAR DÉPÔT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR, EN GÉNÉRAL
16Revêtement chimique par décomposition de composés gazeux, ne laissant pas de produits de réaction du matériau de la surface dans le revêtement, c. à d. procédés de dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
22caractérisé par le dépôt de matériaux inorganiques, autres que des matériaux métalliques
30Dépôt de composés, de mélanges ou de solutions solides, p.ex. borures, carbures, nitrures
34Nitrures
CPC
C23C 16/34
CCHEMISTRY; METALLURGY
23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
16Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
22characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
34Nitrides
C30B 25/16
CCHEMISTRY; METALLURGY
30CRYSTAL GROWTH
BSINGLE-CRYSTAL-GROWTH
25Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
02Epitaxial-layer growth
16Controlling or regulating
C30B 29/38
CCHEMISTRY; METALLURGY
30CRYSTAL GROWTH
BSINGLE-CRYSTAL-GROWTH
29Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
10Inorganic compounds or compositions
38Nitrides
H01L 21/20
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
21Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
04the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
18the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
20Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth ; solid phase epitaxy
H01L 21/205
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
21Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
04the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
18the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
20Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth ; solid phase epitaxy
205using reduction or decomposition of a gaseous compound yielding a solid condensate, i.e. chemical deposition
H01L 33/32
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
33Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
02characterised by the semiconductor bodies
26Materials of the light emitting region
30containing only elements of group III and group V of the periodic system
32containing nitrogen
Déposants
  • 国立大学法人大阪大学 OSAKA UNIVERSITY [JP]/[JP]
Inventeurs
  • 市川 修平 ICHIKAWA Shuhei
  • 吉岡 尚輝 YOSHIOKA Naoki
  • 藤原 康文 FUJIWARA Yasufumi
  • 舘林 潤 TATEBAYASHI Jun
Mandataires
  • 上代 哲司 JODAI Tetsuji
  • 神野 直美 JINNO Naoyoshi
  • 清水 敏 SHIMIZU Satoshi
Données relatives à la priorité
2019-16033903.09.2019JP
Langue de publication japonais (JA)
Langue de dépôt japonais (JA)
États désignés
Titre
(EN) NEAR INFRARED LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING SAME
(FR) ÉLÉMENT SEMI-CONDUCTEUR ÉMETTANT DE LA LUMIÈRE INFRAROUGE PROCHE ET SON PROCÉDÉ DE PRODUCTION
(JA) 近赤外発光半導体素子とその製造方法
Abrégé
(EN)
Provided are: a near infrared light-emitting semiconductor element that does not contain any harmful elements and that makes it possible to obtain near infrared light of a stable wavelength in a narrow band regardless of the operating environment; and a method for producing the near infrared light-emitting semiconductor element. GaN is used in the method for producing a near infrared light-emitting semiconductor element, and an active layer added in order to substitute Tm with Ga is formed on GaN in a reaction container at a growth rate of 0.1-30 μm/h without removal from said reaction container using an organometallic vapor phase growth method under temperature conditions of 600-1400ºC in a series of formation steps including formation of a p-type layer and an n-type layer. GaN is used in the near infrared light-emitting semiconductor element, and said near infrared light-emitting semiconductor element includes an active layer sandwiched between an n-type layer and a p-type layer on a substrate. An organometallic vapor phase growth method is used to add the active layer to the GaN in order to substitute Tm with Ga.
(FR)
L'invention concerne un élément semi-conducteur émettant de la lumière infrarouge proche, qui ne contient pas d'éléments nocifs et qui permet d'obtenir une lumière infrarouge proche de longueur d'onde stable dans une bande étroite indépendamment de l'environnement de fonctionnement ; et un procédé de production de l'élément semi-conducteur émettant de la lumière infrarouge proche. Le GaN est utilisé dans le procédé de production d'un élément semi-conducteur émettant de la lumière infrarouge proche, et une couche active ajoutée pour remplacer Tm par Ga est formée sur GaN dans un récipient de réaction à un taux de croissance de 0,1 à 30 µm/h sans retrait dudit récipient de réaction à l'aide d'un procédé de croissance en phase vapeur organométallique dans des conditions de température de 600 à 1 400 °C au cours d'une série d'étapes de formation comprenant la formation d'une couche de type p et d'une couche de type n. Le GaN est utilisé dans l'élément semi-conducteur émettant de la lumière infrarouge proche, et ledit élément semi-conducteur émettant de la lumière infrarouge proche comprend une couche active prise en sandwich entre une couche de type n et une couche de type p sur un substrat. Un procédé de croissance en phase vapeur organométallique est utilisé pour ajouter la couche active au GaN afin de remplacer Tm par Ga.
(JA)
有害な元素を含まず、動作環境に依らず安定した波長の近赤外発光を、狭帯域で得ることができる近赤外発光半導体素子とその製造方法を提供する。 GaNを用いた近赤外発光半導体素子の製造方法であって、GaNに、有機金属気相成長法を用いて、600~1400℃の温度条件の下、反応容器から取り出すことなく、反応容器内において、TmをGaと置換するように添加した活性層を、0.1~30μm/hの成長速度で、p型層とn型層の形成と一連の形成工程において形成する近赤外発光半導体素子の製造方法。GaNを用いた近赤外発光半導体素子であって、基板上に、n型層とp型層に挟まれた活性層を有し、活性層は、GaNに、有機金属気相成長法を用いて、TmをGaと置換するように添加した活性層である近赤外発光半導体素子。
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