Brevet FR2809866A1 — publié le 20011207

PROCEDE DE CROISSANCE AMORPHE ET POLYCRISTALLINE POUR COMPOSE SEMI-CONDUCTEUR A BASE DE NITRURE DE GALLIUM DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de croissance amorphe et/ou polycristalline en particulier un procédé de croissance amorphe ou polycristalline pour un composé semi-conducteur a base de nitrure de gallium. CONTEXTE DE L'INVENTION Les dispositifs à composés semi-conducteurs ont trouvé une application utile dans les dispositifs d'affichage et de communication, etc. Plus particulièrement, les composés semi-conducteurs à base de sont intéressants du fait de leur aptitude à émettre de la lumière bleue et de leur fonction d'émission de photons très efficace. Le composé semi conducteur à base de GaN est un matériau à largeur de bande interdite directe ayant une vitesse de transfert d'énergie très efficace et qui a une large répartition de largeurs de bande interdite. brevet US n 5 563 422 propose un procédé de fabrication de composés semi-conducteurs à base de GaN, dans lequel des composés semi-conducteurs à base de GaN cristallin sont spécifiquement utilisés pour fabriquer des diodes électroluminescentes. Cependant, les composés semi-conducteurs à base de GaN cristallins ont les problèmes de coût élevé et de faible rendement. Par conséquent, le but de la présente invention de fournir un procédé de fabrication de composés semi conducteurs à base de GaN ayant un coût inférieur et un rendement supérieur. Pour atteindre le but précité, le procédé de fabrication de composés semi-conducteurs â base de selon la présente invention comprend les étapes suivantes ( croissance en phase vapeur d'une premiere couche de composé semi-conducteur amorphe et/ou polycristallin sur un substrat par la formation de InXAlyGa(l_X_y)N (0 divers buts et avantages de la présente invention seront plus aisément compris d'après la description détaillée suivante lorsqu'elle est lue conjointement avec le dessin annexé, dans lequel BREVE DESCRIPTION DU DESSIN figure 1 est une vue en coupe du dispositif à compose semi-conducteur fabriqué selon le premier mode de misé en oeuvre préféré de la présente invention ; figure 2 est une vue en coupe du dispositif à compose semi-conducteur fabriqué selon le second mode de mise en oeuvre préféré de la présente invention. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE MISE EN OEUVRE PREFERE présente invention est destinée à fournir un procédé de croissance amorphe et polycristalline pour un composé semi-conducteur à base de nitrure de gallium. Le dispositif à /composé semi-conducteur fabriqué selon le premier mode de mise en oeuvre préféré de la présente invention est présente à la figure 1 D'abord, le procédé en phase vapeur permet la croissance d'une première couche de composé semi conducteur amorphe et/ou polycristallin 100 un substrat 10, par la formation de In,AlyGa( ,ç_y)N (0,0000 Ensuite, le procédé en phase vapeur permet la croissance d'une première couche supplémentaire de composé semi-conducteur amorphe et/ou polycristallin 102 sur la première couche de composé semi-conducteur 100 par la même formation, mais avec ou sans le même paramètre, à une épaisseur de 0,0001 à 10,00 um, et à une deuxième température de croissance entre 800 et 1200 C. La première couche de composé semi-conducteur 100 et la première couche supplémentaire de composé semi conducteur 102 peuvent être dopées avec des impuretés de type p et/ou n en une concentration de 1014-2Z EA/cm3 pour fournir un redresseur, une DEL ou des dispositifs photodétecteurs. En outre, la première couche de composé semi-conducteur 100 et la première couche supplémentaire de composé semi-conducteur 102 peuvent être dopées avec des impuretés de type i en une concentration de 1014-2z EA/cm3 pour fournir un élément à fonction de résistivité en haut ou en bas ( in high or low ). L'impureté de type p est choisie dans le groupe constitué par le zinc, le magnésium, le béryllium, le strontium, le baryum et le cadmium. L'impureté de type n est choisie dans le groupe constitué par le silicium, le germanium, l'étain, le soufre, le tellure et le sélénium. En outre, un chauffage, un recuit, bombardement de faisceaux d'électrons à une température entre 601 C et 1200 C, et une durée de traitement entre 1 et 50 minutes peuvent être réalisés après traitement ci-dessus. Le gaz de réaction contient de l'ammoniac ou de l'hydrazine, ou de l'ammoniac-hydrazine combinés avec du triméthylaluminium et le gaz de réaction peut en outre contenir un gaz unique ou combiné de triméthyl- gallium et/ou triéthylgallium. Par ailleurs, le gaz de réaction contient en outre au moins un gaz de diéthyl- zinc triméthyl-zinc, triméthyl-indium et cyclo pentadiényl-magnésium. figure 2 est une vue en coupe du dispositif composé semi-conducteur fabriqué selon le second mode de mise en oeuvre préféré de la présente invention. abord, le procédé en phase vapeur permet croissance d'une première couche de composé semi conducteur amorphe et/ou polycristallin 100 sur un substrat 10 par la formation de In,AlyGa(l_X_y)N (0,0000 Ensuite, le procédé en phase vapeur permet la croissance d'une première couche supplémentaire de composé semi-conducteur amorphe et/ou polycristallin 102 sur la première couche de composé semi conducteur 100 par la même formation, mais avec ou sans le même parametre, à une épaisseur de 0,0001 à 10, um, et à une deuxième température de croissance entre 800 et 1200 Ensuite, le procédé en phase vapeur permet la croissance d'une seconde couche de composé semi conducteur amorphe et/ou polycristallin 2 sur la premiere couche supplémentaire de composé semi conducteur 102 par la même formation, mais à une troisième température de croissance inférieure à ladite deuxieme température de croissance. Ensuite, le procédé en phase vapeur permet la croissance d'une seconde couche supplémentaire de composé semi-conducteur amorphe et/ou polycristallin 202 la seconde couche de composé semi conducteur 200 par la même formation, mais à une quatrième température de croissance supérieure à ladite troisième température de croissance. La première couche de composé semi-conducteur 100 et la première couche supplémentaire de composé semi conducteur 102 ; la seconde couche de composé semi conducteur 200 et la seconde couche supplémentaire de composé semi-conducteur 202 peuvent être dopées avec des impuretés de type i, p et/ou n à une concentration de 1014-2Z EA/cm' pour fournir une broche, un dispositif à structure P/N ou d'autres dispositifs. L'impureté de type p est choisie dans le groupe constitué par le zinc, le magnésium, le béryllium, le strontium, le baryum et le cadmium. L'impureté de type n est choisie dans le groupe constitué par silicium, le germanium, l'étain, le soufre, le tellure et le sélenium. En outre, un chauffage, un recuit, un bombardement de faisceaux d'électrons à une température entre 601 C et 1200 C, et une durée de traitement de 1 a 50 minutes peuvent être réalisés après le traitement ci-dessus. Le gaz réactionnel contient de l'ammoniac ou de l'hydrazine, ou de l'ammoniac-hydrazine combinés avec du triméthylaluminium et le gaz réactionnel peut en outre contenir. un gaz unique ou combiné triméthyl- gallium et/ou triéthylgallium. Par ailleurs, le gaz de réaction contient en outre au moins un gaz de diéthyl- zinc, triméthyl-zinc, triméthyl-indium cyclo- pentadiényl-magnésium. Les couches de composé semi-conducteur peuvent être appliquées ensemble ou individuellement en homostructure, hétérostructure ou double hétéro- structure, par exemple puits quantique/puits quantique multiple ou super-réseau, de structures à largeur de bande interdite différentes pour différents composés semi-conducteurs. En outre, les étapes de développement de semi conducteur de croissance en phase vapeur, mise en place ( spotting ), d'attachement par époxy, de dépôt, de revêtement électrolytique et d'épitaxie par jets moléculaires (MBE) peuvent être incorporées dans les procédés ci-dessus. Le tableau suivant explique les compositions possibles d'un système à deux couches présenté à la figure 1. N lère 2e type de dispositifs couche couche jonction possibles 1 N N homo/hétéro diode 2 N N hetero diode 3 N I hétéro diode 4 P N hétéro diode 5 P P homo7hétéro diode 6 P I hétéro diode 7 I N hétéro diode 8 I P hétéro diode 9 I Ï homo/hétéro résistance * homo : homojonction ; hétéro : hétérojonction De plus, le tableau précité peut être généralisé à un système de couches de composés semi-conducteurs plus complexes. Par exemple, l'héterojonction double peut être formée par un système avec plusieurs couches. Bien que la présente invention ait été décrite en faisant référence à son mode de réalisation préféré, il convient de comprendre que l'invention n'est pas limitée aux détails de celui-ci Diverses substitutions et modifications sont suggérées dans la description précitée, et d'autres seront evidentes à l'homme du métier dans ce domaine de la technique. Par conséquent, toutes ces substitutions et modifications sont destinées à être englobées dans le cadre de l'invention telle que définie dans les revendications annexées. REVENDICATIONS Procédé de croissance amorphe et/ou polycristalline pour composé semi-conducteur à base de GaN, comprenant les étapes suivantes a) croissance en phase vapeur d une première couche de composé semi-conducteur amorphe et/ou polycristallin sur un substrat par la formation de In"AlyGap_,_y)N (0, 0000