KR20030084476A - Method for lifting off Nitride chemical material group - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이저를 이용한 질화물의 리프트 오프 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플레이트 상부에 위치한 웨이퍼에 라인 레이저 광을 조사하여 리프트 오프 공정의 안정화와 양산성을 향상시킬 수 있도록 한 질화물계 물질의 리프트 오프 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lift-off method of a nitride using a laser, and more particularly, to lift a nitride-based material to improve the stabilization and mass production of the lift-off process by irradiating a line laser light to a wafer located on the plate. It's about how to turn off.
최근, 고 효율의 단파장 광소자에 대한 수요가 늘어남에 따라, 이러한 용도에 적합한 것으로 알려져 있는 질화물계 물질의 화합물 반도체에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.Recently, as the demand for high-efficiency short-wavelength optical devices increases, many studies on compound semiconductors of nitride-based materials known to be suitable for such applications have been conducted.
특히, 질화물계 물질 중에서 질화갈륨은(GaN)은 밴드 갭(band gap)에너지가 3.39eV의 직접 천이형인 광폭 밴드 갭 반도체로서, 단파장 영역의 발광 소자 제조에 유용한 물질이다.In particular, gallium nitride (GaN), a nitride-based material, is a wide bandgap semiconductor having a band gap energy of 3.39 eV, a direct transition type, and is a useful material for manufacturing a light emitting device having a short wavelength region.
이러한 질화갈륨은 융점에서의 높은 질소 증기압 때문에 일반적인 액상 결정 성장시 1500℃ 이상의 고온과 약 1500 기압 이상의 질소 압력이 필요하며, 이에 따라 대량 생산이 어려울 뿐만 아니라, 현재 사용 가능한 결정의 크기도 80㎟ 정도의 박판형이기 때문에, 이를 소자 제작에 사용하기 어려운 점이 있다.These gallium nitrides require high temperatures of 1500 ° C or higher and nitrogen pressures of about 1500 atm or higher for normal liquid crystal growth due to the high nitrogen vapor pressure at the melting point, which is difficult to mass produce, and the size of crystals currently available is 80 mm2. Because of its thin plate shape, it is difficult to use this for device fabrication.
따라서, 질화갈륨을 이용한 발광 소자는 이종 기판 상에 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition), MBE(molecular beam epitaxy), HVPE(hydride or halide vapor phase epitaxy), SVPE(sublimition vapor phase epitaxy)와 같은 기상 성장법에 의해 박막을 성장하였다.Therefore, a light emitting device using gallium nitride has vapor phase growth such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), hydride or halide vapor phase epitaxy (HVPE), and sublimition vapor phase epitaxy (SVPE). The thin film was grown by the method.
이 때, 이종 기판으로는 실리콘 카바이드(SiC)나 사파이어 단결정이 이용되어 왔는데, 실리콘 카바이드는 고온에서 안정하고, 질화갈륨과 같은 육방정계의 구조를 갖고 있으며, 또한 질화갈륨과의 격자 상수 및 열팽창계수 차가 사파이어보다 작고, 열전도도 및 전기 전도도가 우수한 장점이 있으나 가격이 사파이어보다 비싸고, 실리콘 카바이드내의 결함이 질화갈륨으로 직접 전파되어 소자의 광 특성을 저하시키는 단점이 있다.At this time, silicon carbide (SiC) or sapphire single crystal has been used as a heterogeneous substrate. Silicon carbide is stable at high temperature, has a hexagonal structure such as gallium nitride, and has a lattice constant and thermal expansion coefficient with gallium nitride. Cars are smaller than sapphire, have excellent thermal and electrical conductivity, but are more expensive than sapphire, and defects in silicon carbide propagate directly to gallium nitride, thereby degrading optical characteristics of the device.
한편, 사파이어를 제외한 다른 물질 예를 들면 실리콘 카바이드(SiC), GaAs의 경우에는 질화갈륨층을 성장시킨 다음 식각 용액을 사용하여 기반 물질을 제거할 수 있다.Meanwhile, in the case of other materials except sapphire, for example, silicon carbide (SiC) and GaAs, a gallium nitride layer may be grown, and then the base material may be removed using an etching solution.
하지만 사파이어의 경우에는 적당한 식각 용액이 없기 때문에 래핑(lapping)이나 레이저 리프트 오프 방법이 사용되고 있으며, 특히 "래핑에 의한 사파이어의 제거"는 질화갈륨층이 조그만 스트레스나 충격에도 쉽게 깨어지기 때문에 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 광을 조사하여 핫 플레이트(Hot plate) 상부(10)에 부착된 질화갈륨층(11)을 투명한 사파이어 기판(12)과 분리하는 레이저 리프트 오프 방법이 주로 사용되고 있다.However, in the case of sapphire, lapping or laser lift-off method is used because there is no suitable etching solution, and in particular, "removing sapphire by lapping" is shown in FIG. 1 because the gallium nitride layer is easily broken by a small stress or impact. As shown in the drawing, a laser lift-off method of irradiating laser light to separate the gallium nitride layer 11 attached to the hot plate upper portion 10 from the transparent sapphire substrate 12 is mainly used.
이러한 종래의 레이저 리프트 오프 공정을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at such a conventional laser lift off process in more detail as follows.
먼저 1000℃ 이상 고온의 챔버(13)에서 사파이어 기판(12)에 질화갈륨층(11)을 성장시킨 후, 외부로 이송시킨다.First, the gallium nitride layer 11 is grown on the sapphire substrate 12 in the chamber 13 having a high temperature of 1000 ° C. or higher, and then transferred to the outside.
이어, 핫 플레이트 상부에 에폭시 본드를 사용하여 질화갈륨을 접착시키고, 사파이어 기판에 사각형 또는 원형의 스폿 레이저(spot laser) 예를 들면 파장355nm의 Q-switched Nd :YAG나 248nm의 파장을 가진 엑시머 레이저(Excimer laser)의 광을 포커싱하여 조사한다.Then, gallium nitride is bonded to the top of the hot plate using an epoxy bond, and a square or circular spot laser, for example, Q-switched Nd: YAG or 248 nm wavelength excitation laser, is applied to the sapphire substrate. Focus and irradiate the light of the (Excimer laser).
그러면, 질화갈륨층과 사파이어 기판의 경계면에 레이저 광에 의한 열 에너지가 집중이 되어 갈륨 메탈과 질소분자로 분리될 수 있을 만큼 높은 온도인 약 8000C가 됨으로써 레이저 광이 지나가는 부분에서 순간적으로 질화갈륨과 사파이어 기판의 분리가 일어난다.Then, the thermal energy of the laser light is concentrated on the interface between the gallium nitride layer and the sapphire substrate, and the temperature is about 800 0 C, which is high enough to separate the gallium metal and the nitrogen molecules. Separation of gallium and sapphire substrates occurs.
하지만, 이러한 종래의 레이저 리프트 오프 방법은, 상기와 같이 스폿 레이저 광을 사용하기 때문에 레이저 광 또는 기판을 움직여 웨이퍼의 전면에 골고루 레이저 광을 조사해야 한다.However, since the conventional laser lift-off method uses the spot laser light as described above, the laser light or the substrate must be moved to irradiate the laser light evenly on the entire surface of the wafer.
이에 따라, 사파이어 기판과 질화갈륨층을 분리하기 위한 조사 시간이 많이 걸려 양산성이 저하되고, 특히 레이저 광을 좌에서 우로 여러 번 반복해서 움직여야 하기 때문에 레이저 광의 출력 균일성이 저하되는 문제점이 있다.Accordingly, a large amount of irradiation time for separating the sapphire substrate and the gallium nitride layer takes a long time, resulting in a decrease in mass productivity. In particular, since the laser light must be repeatedly moved from left to right several times, the output uniformity of the laser light is deteriorated.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위한 것으로, 종래 질화물층과 사파이어 기판의 분리시 사용되는 사각형 또는 원형의 스폿 레이저 광을 라인 레이저 광으로 대체하여 이를 핫 플레이트 상부에 위치한 복수개의 웨이퍼에 순서대로 조사하여 레이저 리프트 오프 공정의 안정화와 양산성을 향상시킬 수 있도록 한 라인 레이저 광을 이용한 질화물계 물질의 리프트 오프 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention replaces a square or circular spot laser light conventionally used for separating a nitride layer from a sapphire substrate with a line laser light, and sequentially replaces the spot laser light with a plurality of wafers located above the hot plate. An object of the present invention is to provide a lift-off method of a nitride-based material using line laser light to improve stabilization and mass productivity of a laser lift-off process by irradiation.
이를 위해 본 발명은 사파이어 기판 상부에 기상 성장법 등을 통해 질화물층을 성장시키고, 성장시킨 질화물층을 에폭시 본드를 이용해 핫 플레이트 상부에 접착시킨 다음, 미리 설정된 방향에 따라 사파이어 기판을 통해 조사되는 라인 레이저 광을 이용해 질화물층과 사파이어 기판을 분리시키도록 한다.To this end, in the present invention, a nitride layer is grown on the sapphire substrate through vapor phase growth, etc., the grown nitride layer is bonded to the top of the hot plate using an epoxy bond, and then a line is irradiated through the sapphire substrate in a predetermined direction. Laser light is used to separate the nitride layer from the sapphire substrate.
도 1a내지 도 1b는 일반적인 리프트 오프 방법을 개념적으로 도시한 도면이고,1A to 1B are conceptual views illustrating a general lift off method,
도 2는 본 발명에 적용되는 리프트 오프 방법을 개념적으로 도시한 도면이고,2 is a view conceptually illustrating a lift off method applied to the present invention;
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 적용되는 실시예를 도시한 도면이다.3A to 3D are diagrams showing an embodiment applied to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
30 : 제 1 챔버 31 : 히팅 퍼니스30: first chamber 31: heating furnace
32 : 사파이어 기판 33 : 질화갈륨층32: sapphire substrate 33: gallium nitride layer
34 : 갈륨보트 35 : 주입관34: gallium boat 35: injection tube
36 : 갈륨 분말 37 : 배출관36: gallium powder 37: discharge pipe
40 : 게이트 밸브 50 : 제 2 챔버40 gate valve 50 second chamber
51 : 히팅 RF코일 52 : 이송암51: heating RF coil 52: transfer arm
53 : 벨로우즈(Bellows)53: bellows
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저 본 발명의 리프트 오프 방법은 금속 유기 화학 기상 증착법(metal organic chemical vapor deposition : MOCVD), 빔 에피택시 (molecular beam epitaxy : MBE), 하이드라이드 기상 박막 증착법(hydride or halide vapor phase epitaxy : HVPE)과 같은 기상 성장법 등을 통해 이종 기판 상부에 질화물계 물질이 성장된 웨이퍼를 형성한다.First, the lift-off method of the present invention includes metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), beam epitaxy (MBE), hydride or halide vapor phase epitaxy (HVPE), and A wafer in which a nitride-based material is grown is formed on the dissimilar substrate through the same vapor growth method.
이어, 형성한 웨이퍼를 가열 장치(Heater)로 이송시켜 상기 질화물계 물질을 가열 장치 상부에 부착하여 고정시킨다.Subsequently, the formed wafer is transferred to a heater, and the nitride-based material is attached to and fixed on the heating apparatus.
이 때, 고정 방법은 가열 장치 상부에, 에폭시(epoxy) 본드를 이용해 접착시켜 고정시키거나, 별도의 진공 척(chuck)을 형성하여 고정시키는데, 특히 가열 장치 상부에 SUS 또는 Al 플레이트(plate)를 형성하고, 형성한 플레이트 상부에 고온 접착제를 이용하여 질화물계 물질을 접착시켜 고정시키는 것이 바람직하다.At this time, the fixing method is fixed by attaching an epoxy bond on top of the heating device or by forming a separate vacuum chuck, in particular, by placing SUS or Al plate on the top of the heating device. It is preferable to form and attach and fix a nitride-based material on the formed plate by using a high temperature adhesive.
그리고, 상기 가열 장치는 핫 플레이트(Hot plate)를 사용하는 것이 바람직한데 600℃ ~ 900℃까지 온도 조절이 가능하여야 한다.In addition, the heating device is preferably using a hot plate (Hot plate) should be able to control the temperature to 600 ℃ ~ 900 ℃.
이는, 질화물계 물질 예를 들면 질화갈륨(GaN)과, 기판으로 주로 사용되는사파이어의 격자 상수 차이가 약 16%정도 나고, 열팽창 계수의 차이가 약 25%정도되기 때문에 질화물층 성장 온도인 1000℃에서 상온(약 25℃)으로 내릴 경우 웨이퍼가 볼록하게 나온 형태로 휘어지고 이에 따라 레이저 광의 조사시 포커싱 및 패턴이 달라지기 때문에 공정의 효율이나 재현성이 저하될 수가 있어, 웨이퍼를 최소한 600℃이상으로 가열하여 그 휘어지는 정도를 줄이도록 하는 것이 바람직하다.This is because the difference between the lattice constants of nitride-based materials such as gallium nitride (GaN) and sapphire mainly used as a substrate is about 16%, and the difference in thermal expansion coefficient is about 25%. If the wafer is lowered to room temperature (approximately 25 ℃), the wafer is bent in a convex shape, and thus the focusing and pattern may be changed when irradiating the laser light, which may lower the efficiency and reproducibility of the process. It is preferable to reduce the amount of warpage by heating.
다음, 가열 장치 상부에 질화물계 물질이 하부로 향하도록 웨이퍼를 고정시키고 상기 가열 장치의 온도를 설정 온도 범위내로 조절시키고 나면, 상기 이종 기판 상부로 고출력의 라인 레이저 광을 수직 방향으로 조사한다.Next, after the wafer is fixed so that the nitride-based material is directed downward on the heating device, and the temperature of the heating device is adjusted within a set temperature range, high power line laser light is irradiated vertically on the dissimilar substrate.
이 때, 챔버나 외기의 분위기에서 조사하는 것이 바람직하며, 도 2에 도시된 바와 같이 길이(L)와 선폭(W)을 가진 라인 레이저 광을 미리 설정된 방향 예를 들면 좌에서 우로 또는 상에서 하로 조사한다.At this time, it is preferable to irradiate in an atmosphere of a chamber or outside air, and as shown in FIG. 2, a line laser light having a length L and a line width W is irradiated from a predetermined direction, for example, from left to right or top to bottom. do.
상기 조사 방향은 얼마든지 그 변형이 가능하며, 또한 상기와 같이 웨이퍼가 부착된 핫 플레이트를 고정시키고 레이저 광의 조사 위치를 이동시켜도 될 뿐만 아니라, 이와 달리 레이저광의 조사 위치를 고정시킨 다음 핫 플레이트를 이동시켜 조사할 수도 있다.The irradiation direction can be modified as much as possible, and as described above, the hot plate to which the wafer is attached may be fixed and the irradiation position of the laser light may be moved. Alternatively, the hot plate may be moved after fixing the irradiation position of the laser light. You can also investigate.
그리고, 상기 라인 레이저 광의 길이(L)는 일반적인 기판의 직경(2) 보다 약간 크게 하고, 선폭(W)은 이종 기판과 질화물층의 경계면에서 질화물의 분리가 일어날 수 있는 광 출력 밀도의 범위 내에서 가능한 크게 하는 것이 바람직하다.In addition, the length L of the line laser light is slightly larger than the diameter 2 of the general substrate, and the line width W is within the range of the light output density where separation of nitride may occur at the interface between the heterogeneous substrate and the nitride layer. It is desirable to make it as large as possible.
아울러, 가열 장치 상부에 단위 웨이퍼를 하나씩 위치시켜 조사할 수도 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 단위 웨이퍼를 가열 장치 상부에 다수개 위치시켜 한 번의 광 출력으로 다수 웨이퍼의 리프트 오프 공정을 수행하는 것이 바람직하다.In addition, the unit wafers may be irradiated by placing one unit wafer on top of the heating apparatus, but as illustrated in FIG. 2, the plurality of unit wafers are placed on the heating apparatus to perform a lift-off process of the plurality of wafers with one light output. It is preferable.
이러한 라인 레이저 광을 이용한 리프트 오프 공정은 종래 스폿 레이저 광을 이용한 리프트 오프 공정에 비해 다음과 같은 큰 장점이 있다.The lift-off process using the line laser light has the following great advantages over the lift-off process using the conventional spot laser light.
1) 본 발명의 리프트 오프 공정은 라인 레이저 광을 이용하기 때문에 종래의 스폿 레이저 광을 이용하는 것보다 단위 웨이퍼의 리프트 오프 공정시 상대적으로 그 조사 시간(scanning time)이 단축된다는 장점이 있다.1) Since the lift-off process of the present invention uses line laser light, the scanning time is relatively shorter during the lift-off process of the unit wafer than the conventional spot laser light.
2) 그리고, 종래 질화물계 물질의 리프트 오프 공정은 레이저 광을 좌, 우 상하로 여러 번 움직여야 하나, 본 발명은 상대적으로 그 움직임의 횟수가 적기 때문에 단위 웨이퍼에 조사되는 광의 출력 균일성을 향상시킬 수가 있다.2) In the conventional lift-off process of a nitride-based material, the laser light must move the laser light up and down several times, but the present invention improves the output uniformity of the light irradiated onto the unit wafer because the number of movements is relatively small. There is a number.
3)또한, 본 발명은 라인 레이저 광을 이용하기 때문에 가열 장치 상부에 여러 개의 단위 웨이퍼를 위치시켜 놓고 한 번의 광 출력으로 여러 단위 웨이퍼의 리프트 오프 공정을 수행할 수 있어 양산성을 크게 향상시킬 수 있는 등의 장점이 있다.3) In addition, since the present invention uses the line laser light, it is possible to place several unit wafers on the heating device and to perform lift-off process of several unit wafers with one light output, thereby greatly improving mass productivity. There are such advantages.
다음, 상기 라인 레이저 광을 도 2에 도시된 바와 같이 조사하면, 질화물층과 이종 기판의 경계면에 레이저 광에 의한 열에너지가 집중되어 순간적으로 질화물 예를 들면, Ⅲ-Ⅴ족 원소로 이루어진 질화물계 물질에서 Ⅴ족 원소는 라인 레이저 광의 열에너지에 의해 기화되어 외부로 빠져 나오게 되고 Ⅲ족 원소는 메탈 형태로 상기 이종 기판과 질화물계 물질의 경계면상에 남게 된다.Next, when the line laser light is irradiated as shown in FIG. 2, thermal energy by laser light is concentrated at the interface between the nitride layer and the dissimilar substrate, and a nitride-based material made of nitride, for example, a group III-V element. In Group V element is vaporized by the thermal energy of the line laser light to escape to the outside and the Group III element is left on the interface between the dissimilar substrate and the nitride material in the form of metal.
이렇게 남게 된 갈륨 메탈을 30℃이상의 온도에서 가열하고 액화시키거나,염화수소(HCL)와 같은 식각 용액으로 제거하여 리프트 오프 공정을 종료한다.The gallium metal thus left is heated and liquefied at a temperature above 30 ° C., or removed with an etching solution such as hydrogen chloride (HCL) to terminate the lift-off process.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명한다. 그리고, 후술할 실시예에 적용되는 이종 기판은 "사파이어 기판"으로, 질화물계 물질은 "질화갈륨(GaN)"으로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3D. In addition, the heterogeneous substrate applied to the embodiment to be described later is referred to as a "sapphire substrate", and the nitride-based material is referred to as "gallium nitride (GaN)".
본 발명의 일실시예는 먼저 도 3a에 도시된 바와 같이, 제 2 챔버(50)에 이송암(52)을 벨로우즈(53) 주름관을 관통하여 삽입한 다음, 질화갈륨층이 성장될 사파이어 기판(32)을 상기 이송암(52)에 올려놓으면, 이송암(52)이 상기 사파이어 기판(32)을 진공으로 흡착한다.According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3A, the transfer arm 52 is inserted into the second chamber 50 through the bellows 53 corrugated pipe, and then the sapphire substrate on which the gallium nitride layer is to be grown ( When 32 is placed on the transfer arm 52, the transfer arm 52 sucks the sapphire substrate 32 in a vacuum.
그런 다음, 게이트 밸브(40)를 열고, 상기 이송암(52)으로 제 1 챔버(30)의 내부면에 사파이어 기판(32)을 안치시키고, 상기 이송암(52)을 상기 제 2 챔버(50)로 이송시킨 다음 상기 게이트 밸브(40)를 닫는다(도 3b).Then, the gate valve 40 is opened, the sapphire substrate 32 is placed on the inner surface of the first chamber 30 by the transfer arm 52, and the transfer arm 52 is placed on the second chamber 50. ) And then close the gate valve 40 (FIG. 3b).
이어 상기 제 1 챔버(30) 외주면의 히팅 퍼니스(31)를 가열하면, 상기 제 1 챔버(30)의 주입관(35)에서 주입되는 질소 또는 암모니아와 같은 기체로부터 생성된 N분자와, 상기 제 1 챔버(30) 내부의 갈륨보트(34)에서 승화된 갈륨 분자가 결합되어 상기 사파이어 기판(32)의 상부에 질화갈륨층(33)이 성장된 웨이퍼가 형성된다.Subsequently, when the heating furnace 31 of the outer circumferential surface of the first chamber 30 is heated, N molecules generated from a gas such as nitrogen or ammonia injected from the injection tube 35 of the first chamber 30, and the first The gallium molecules sublimed in the gallium boat 34 in the first chamber 30 are bonded to form a wafer on which the gallium nitride layer 33 is grown on the sapphire substrate 32.
형성이 완료되면, 상기 게이트 밸브(40)를 열어 상기 제 2 챔버(50)에 머물고 있는 이송암(52)을 상기 제 1 챔버로 이송시켜, 상기 질화갈륨층(33)을 흡착하여(도 3c) 웨이퍼를 상기 제 2 챔버(50)로 이송시킨다(도 3d).When the formation is completed, the gate valve 40 is opened to transfer the transfer arm 52 staying in the second chamber 50 to the first chamber to adsorb the gallium nitride layer 33 (FIG. 3C). ) The wafer is transferred to the second chamber 50 (FIG. 3D).
이어, 웨이퍼를 상기 제 2 챔버(50)로부터 빼내어 별도의 챔버(도시하지 않음)에 마련되어 있는 핫 플레이트(도시하지 않음) 상부에 에폭시 본드와 같은 고온 접착제를 이용하여 고정시킨다.Subsequently, the wafer is removed from the second chamber 50 and fixed using a high temperature adhesive such as an epoxy bond on top of a hot plate (not shown) provided in a separate chamber (not shown).
그리고 나서 상기 투명한 사파이어 기판의 좌단측에서부터 우단측으로 고출력의 라인 레이저 광을 조사한다.Then, a high power line laser light is irradiated from the left end side to the right end side of the transparent sapphire substrate.
이 때, 상기 라인 레이저 광의 길이(L)는 일반적인 기판의 직경보다 약간 크게 하는 것이 바람직하고, 선폭(W)은 사파이어 기판과 질화갈륨층의 경계면상에서 상기 질화갈륨층의 분리가 일어날 수 있는 광 출력 밀도의 범위 내에서 가능한 크게 하는 것이 바람직한데 구체적으로는 경계면에서의 광 출력밀도가 최소 400mJ/㎠이상이면서 그 선폭이 100㎛이상인 것이 바람직하다.At this time, the length (L) of the line laser light is preferably made slightly larger than the diameter of the general substrate, the line width (W) is the light output that can be separated from the gallium nitride layer on the interface between the sapphire substrate and gallium nitride layer It is desirable to make it as large as possible within the range of density. Specifically, it is preferable that the light output density at the interface is at least 400 mJ / cm 2 or more and its line width is 100 μm or more.
한편, 상기 라인 레이저 광을 웨이퍼에 조사하면, 질화갈륨층과 사파이어 기판의 경계면에 레이저에 의한 열에너지가 집중되어 순간적으로 갈륨 메탈과 질소 분자가 분리되고, 분리된 질소 분자는 기화되어 결국 상기 질화갈륨과 사파이어 기판의 경계면에는 갈륨 메탈만이 남게 된다.On the other hand, when the line laser light is irradiated on the wafer, the thermal energy of the laser is concentrated on the interface between the gallium nitride layer and the sapphire substrate to instantly separate the gallium metal and nitrogen molecules, the separated nitrogen molecules are vaporized and eventually the gallium nitride Only gallium metal remains at the interface between the and sapphire substrates.
그런 다음 갈륨 메탈을 30℃이상의 온도에서 가열하여 액화시켜 질화갈륨층을 사파이어 기판으로부터 분리하면 본 발명이 적용된 실시예의 공정 과정이 종료된다.Then, the gallium metal is heated and liquefied at a temperature of 30 ° C. or higher to separate the gallium nitride layer from the sapphire substrate, thereby completing the process of the embodiment to which the present invention is applied.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 질화물계 물질의 리프트 오프 방법은 라인 레이저 광을 핫 플레이트 상부에 위치한 웨이퍼에 조사하게 되면 종래 리프트 오프 방법을 수행했을 때보다 상대적으로 조사 시간을 단축시킬 수가있으며, 또한 한 번의 레이저 광 출력으로 여러 웨이퍼의 리프트 오프 공정을 수행할 수 있어 그 공정의 안정성과 양산성을 비약적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, in the lift-off method of the nitride-based material according to the present invention, when the line laser light is irradiated onto the wafer located above the hot plate, the irradiation time can be relatively shortened than when the conventional lift-off method is performed. In addition, since the lift-off process of several wafers can be performed with one laser light output, the stability and mass productivity of the process can be remarkably improved.
본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.
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