DEEP-UV-TRANSPARENT ALUMINUM NITRIDE CRYSTALS AND METHODS OF FORMING THEM

• Main Authors: SCHOWALTER, Leo, KIMURA, Toru, YAMAOKA, Keisuke, BONDOKOV, Robert, GRANDUSKY, James, WANG, Shichao, MIEBACH, Thomas, CHEN, Jianfeng
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 26.12.2019
• Subjects: AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR; BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMISTRY; CRYSTAL GROWTH; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; METALLURGY; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; SEMICONDUCTOR DEVICES; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; SINGLE-CRYSTAL-GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL

In various embodiments, single-crystal aluminum nitride boules and substrates have low Urbach energies and/or absorption coefficients at deep-ultraviolet wavelengths. The single-crystal aluminum nitride may function as a platform for the fabrication of light-emitting devices such as light-emitting diodes and lasers. The single-crystal aluminum nitride may be formed from the vapor phase with controlled levels of impurities such as carbon. The single-crystal aluminum nitride may be heat treated via quasi-isothermal annealing and controlled cooling to improve its ultraviolet absorption coefficient and/or Urbach energy. Dans divers modes de réalisation, des boules et des substrats de nitrure d'aluminium monocristallin ont de faibles énergies d'Urbach et/ou de faibles coefficients d'absorption aux longueurs d'onde ultraviolettes lointaines. Le nitrure d'aluminium monocristallin peut fonctionner comme une plate-forme pour la fabrication de dispositifs électroluminescents tels que des diodes électroluminescentes et des lasers. Le nitrure d'aluminium monocristallin peut être formé à partir de la phase vapeur à des niveaux régulés d'impuretés telles que le carbone. Le nitrure d'aluminium monocristallin peut être traité thermiquement par un recuit quasi-isotherme et un refroidissement régulé pour améliorer son coefficient d'absorption des ultraviolets et/ou l'énergie d'Urbach.