PL211013B1

Phosphor single crystal substrate and method for preparing the same, and nitride semiconductor component using the same

Abstract

A luminescent component which has a phosphor substrate containing at least one element of Group 13 (IUPAC 1989) and containing a nitride of the general formula XN, where X is at least one element selected from B, Al, Ga and In, a nitride of the formula general XN:Y, where X is at least one element selected from B, Al, Ga and In, and Y is at least one element selected from Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd and Hg, or a nitride of the general formula XN:Y,Z, where X is at least one element selected from B, Al, Ga and In, Y is at least one element selected from Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd and Hg and Z is at least one element selected from C, Si, Ge, Sn, Pb, O and S; and a method of producing the luminescent component comprising forming a phosphor substrate using supercritical ammonia and forming the luminescent component on the substrate by vapor phase growth. The luminescent component of the invention has a spectral distribution capable of emitting white light and the like, and can be produced with good efficiency.

PL211013B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 7

Term

Term ended

Expired 13 December 2022, 3.8 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

7 claims: 3 independent, 4 dependent

  1. 1
    Podłoże luminoforowe wytworzone na drodze krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak, znamienne tym, że zawiera azotek zawierający co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród pierwiastków Grupy XIII (lUPAC 1989), o wzorze ogólnym XN, w którym X oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród B, Al, Ga oraz In; o wzorze ogólnym XN:Y, gdzie X oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród B, Al, Ga oraz In, zaś Y oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd oraz Hg, bądź o wzorze ogólnym XN:Y,Z, gdzie X oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród B, Al, Ga oraz In, Y oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd oraz Hg, zaś Z oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród C, Si, Ge, Sn, Pb, O oraz S.
  2. 2
    Urządzenie emitujące światło zawierające azotkową warstwę półprzewodnikową typu n, warstwę aktywną obejmującą półprzewodnik azotkowy oraz azotkową warstwę półprzewodnikową typu p osadzone na podłożu wzrostowym, znamienne tym, że wskazane podłoże jest podłożem luminoforowym zawierającym azotek wytworzony na drodze krystalizacji z nadkrytycznego roztworu zawierającego amoniak i zawierający co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród pierwiastków Grupy XIII (lUPAC 1989), o wzorze ogólnym XN, w którym X oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród B, Al, Ga oraz In; o wzorze ogólnym XN:Y, gdzie X oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród B, Al, Ga oraz In, zaś Y oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd oraz Hg, bądź o wzorze ogólnym XN:Y,Z, gdzie X oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród B, Al, Ga oraz In, Y oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd oraz Hg, zaś Z oznacza co najmniej jeden pierwiastek wybrany spośród C, Si, Ge, Sn, Pb, O oraz S.
  3. 3
    Urządzenie emitujące światło według zastrz. 2, znamienne tym, że ma co najmniej jedną warstwę luminoforową na wskazanym podłożu luminoforowym.
  4. 4
    Urządzenie emitujące światło według zastrz. 2, znamienne tym, że stanowi urządzenie emitujące światło typu struktury z kontaktem sferycznym, wyposażone w dwie elektrody - elektrodę typu p i elektrodę typu n, uformowane na tej samej płaszczyźnie.
  5. 5
    Sposób otrzymywania objętościowego monokryształu luminoforowego w autoklawie (1) do przeprowadzania rozpuszczalnika w stan nadkrytyczny, wyposażonym w środki kontroli konwekcji do ustalania przepływu konwekcyjnego oraz zespół pieców (4) wyposażony w urządzenie grzejne (5) oraz urządzenie chłodzące (6), znamienny tym, że temperaturę wewnątrz autoklawu reguluje się przy pomocy wskazanego urządzenia grzejnego (5) i/lub urządzenia chłodzącego (6) tak, aby uzyskać zadany gradient temperatury, materiał źródłowy (16) umieszcza się w strefie rozpuszczania (13), zaś zarodek (17) umieszcza się w strefie krystalizacji (14), przy czym strefy rozpuszczania (13) i krystalizacji (14) rozdzielone są przez środki kontroli konwekcji (2) obejmujące co najmniej jedną poziomą przegrodę (12) posiadającą otwór centralny i/lub obwodowe otwarcia, pomiędzy przegrodą i wewnętrzną ścianą autoklawu, a strefa rozpuszczania (13) usytuowana jest powyżej, zaś strefa krystalizacji (14) usytuowana jest poniżej tej przegrody (12), ustala się szybkość przepływu konwekcyjnego nadkrytycznego roztworu pomiędzy strefą rozpuszczania (13) i strefą krystalizacji (14), zdeterminowaną przez stopień otwarcia środków kontroli konwekcji (2) oraz różnicę temperatury pomiędzy strefą rozpuszczania (13) i strefą krystalizacji (14), rozpuszcza się azotek posiadający ujemny temperaturowy współczynnik rozpuszczalności w nadkrytycznym rozpuszczalniku zawierającym amoniak oraz co najmniej jony metalu alkalicznego z wytworzeniem roztworu nadkrytycznego i zapewnia się dostarczanie roztworu nadkrytycznego ze strefy rozpuszczania (13) do strefy krystalizacji (14), z umieszczonym w niej zarodkiem przez wskazane środki kontroli konwekcji (2) tak, że osiąga się selektywny wzrost kryształu azotkowego na zarodku utrzymując przesycenie nadkrytycznego roztworu względem zarodka, we wcześniej ustalonej, podwyższonej temperaturze i kontrolując stężenie na poziomie poniżej pewnej wartości tak, aby nie dopuścić do krystalizacji spontanicznej. PL 211 013 B1
  6. 6
    Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się autoklaw (1), w którym stosunek średnicy do całkowitej długości autoklawu zawiera się w granicach od 1/15 do 1/3, a stosunek otworów we wskazanej poziomej przegrodzie (12) w przeliczeniu na pole przekroju autoklawu ustalony jest na poziomie 30% lub niższym, i prowadzi się wzrost na zarodku z szybkością 10 pm/h lub wyższą.
  7. 7
    Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że jako mineralizator stosuje się co najmniej jeden pierwiastek spośród Li, Na i K oraz co najmniej jeden pierwiastek spośród Mg i Ca.