KR100357116B1 - Growing Method for Nitride Semiconductor Film - Google Patents
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Abstract
질화물 반도체막 성장 방법을 제공하기 위한 것으로서, 기판 위에 제 1 GaN 에피 박막층을 형성하고 제 1 질화물 에피 박막층 위에 마스크 물질을 형성한 후, 제 1 질화물 에피 박막층의 소정 영역이 노출되도록 마스크 물질을 식각하여 마스크를 형성하는 단계와, 노출된 제 1 질화물 에피 박막층 위에 제 2 질화물 에피 박막층을 성장시켜 마스크의 소정 영역이 노출되도록 마스크의 측면 및 소정의 상면까지 성장시키는 단계와, 마스크를 제거하고 마스크가 제거된 기판 위에 제 3 질화물 에피 박막층을 후속 성장하는 단계로 구성되며, 측면 성장에 의해 표면으로 전달되는 전파 전위(threading dislocation)의 밀도를 낮추고, 마스크를 중간에 제거하여 줌으로써 마스크와 질화물 에피 박막층 사이에 발생하는 응력을 제거하여 결정학적인 방향의 기울어짐 현상을 억제하여 결함의 밀도를 감소 및 기판 위에 크랙이 발생하지 않는 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체의 이종 구조를 형성할 수 있다.A method of providing a nitride semiconductor film growth method, comprising: forming a first GaN epi thin film layer on a substrate, forming a mask material on the first nitride epi thin film layer, and then etching the mask material to expose a predetermined region of the first nitride epi thin film layer Forming a mask, growing a second nitride epitaxial thin film layer on the exposed first nitride epitaxial thin film layer to grow to the side and a predetermined top surface of the mask to expose a predetermined area of the mask; removing the mask and removing the mask And subsequent growth of the third nitride epitaxial thin film layer on the formed substrate, by lowering the density of threading dislocation transferred to the surface by lateral growth, and removing the mask in the middle, between the mask and the nitride epitaxial thin film layer. Tilt phenomenon in crystallographic direction by removing stress Suppressed may form a heterostructure of Ⅲ-Ⅴ that a crack does not occur on the substrate and decrease the defect density of the nitride semiconductor.
Description
본 발명은 고품질 반도체 기판 형성 방법에 관한 것으로, 특히 질화물 반도체막 성장 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a high quality semiconductor substrate, and more particularly to a method for growing a nitride semiconductor film.
GaN, InN, AlN 및 그들의 고용체인 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체는 UV(ultraviolet)에서 적색에 이르는 LED(light emitting diode), LD(laser diode), 광검출기 등의 광소자와 넓은 밴드 갭(bandgap)을 이용한 고온, 고출력 전자 소자 등에 이용되고 있다.GaN, InN, AlN and their solid solution III-V nitride semiconductors have a wide bandgap and optical devices such as light emitting diodes (LEDs), laser diodes (LDs), and photodetectors ranging from UV (ultraviolet) to red. It is used for high temperature, high output electronic devices using the same.
상기 소자들은 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체의 단결정 박막, 즉 에피 박막층으로 구성되며, 우수한 에피 박막을 얻기 위해서는 결함이 적은 동종의 단결정 물질 기판이 필요하다. 그러나 아직까지 GaN 등의 단결정 성장이 어려워 2 인치 이상의 대면적 단결정 기판을 얻기가 어려운 실정이다.The devices are composed of a single crystal thin film of an III-V nitride semiconductor, that is, an epi thin film layer, and in order to obtain an excellent epi thin film, a homogeneous single crystal material substrate having few defects is required. However, it is still difficult to obtain single crystal substrates of 2 inches or more due to difficult growth of single crystals such as GaN.
따라서 현재까지 질화물 반도체를 이용한 소자는 대부분 사파이어나 SiC 등의 이종 기판 위에 성장되고 있으나, 질화물 반도체와의 격자 상수 및 열팽창 계수의 차이가 커서 에피 박막 내부의 전위(dislocation), 크랙(crack) 등의 결함이 많이 존재하기 때문에 누설 전류의 통로, 비발광 부위 등으로 작용하여 소자의 성능을 저하시키게 된다.Therefore, until now, devices using nitride semiconductors are mostly grown on dissimilar substrates such as sapphire and SiC. However, since the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient with nitride semiconductor is large, dislocations, cracks, etc. in the epitaxial thin film are large. Since there are many defects, it acts as a passage of leakage current, a non-light emitting portion, and the like, thereby degrading the performance of the device.
도 1a 내지 도 1d 는 종래 기술에 따른 GaN 측면 에피 성장 공정을 나타낸 도면이다.1A to 1D illustrate a GaN side epitaxial growth process according to the prior art.
먼저 도 1a 에 도시한 바와 같이, 사파이어, 실리콘, SiC 등의 이종 기판(1) 위에 GaN 에피 박막(2)을 성장한다.First, as shown in FIG. 1A, a GaN epitaxial thin film 2 is grown on a dissimilar substrate 1 such as sapphire, silicon, SiC, or the like.
이어, 도 1b 에 도시된 바와 같이 선택적으로 패턴을 형성한 후 도 1c 에 도시된 바와 같이 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 박막층 등의 마스크 물질의 일부분을 식각하여 GaN 에피 박막(2)을 노출하고 마스크(3)를 형성한다. 패턴을 형성한 후, 도 1d 에 도시된 바와 같이 다시 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 GaN 에피 박막(4)을 형성한다.Subsequently, after selectively forming a pattern as shown in FIG. 1B, as shown in FIG. 1C, a portion of a mask material such as silicon oxide, silicon nitride, and a metal thin film layer is etched to expose the GaN epitaxial film 2 and the mask. (3) is formed. After the pattern is formed, a III-V nitride GaN epitaxial thin film 4 is again formed as shown in FIG. 1D.
도 2 는 종래 기술에 따른 GaN 측면 에피 성장에 의한 결함 감소를 나타낸 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the reduction of defects due to GaN side epitaxial growth according to the prior art.
상기와 같은 측면 에피 성장 방법으로 GaN 기판을 형성할 경우에는 마스크(3)가 형성된 곳의 전파 전위(threading dislocation)가 감소한다. 그러나 측면 에피 성장법에 의해 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체막을 형성할 경우에 마스크(3)와 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체막인 GaN 에피 박막(4) 사이의 열팽창 계수의 차이에 의한 응력이 발생한다. 특히, GaN 에피 박막(4)의 성장 온도가 비교적 높기 때문에 열팽창 계수의 차이에 의한 응력이 더욱 중요하게 작용한다.When the GaN substrate is formed by the lateral epitaxial growth method as described above, the threading dislocation where the mask 3 is formed is reduced. However, when the III-V nitride semiconductor film is formed by the lateral epitaxial growth method, stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the mask 3 and the GaN epitaxial film 4 which is the III-V nitride semiconductor film is generated. In particular, since the growth temperature of the GaN epi thin film 4 is relatively high, the stress due to the difference in thermal expansion coefficient is more important.
상기 응력은 기판(1) 위에 소자 구조를 형성하였을 때 AlGaN/InGaN/GaN등의 여러 이종 에피층의 계면에서 발생하는 응력에 더해져 소자 구조 내부에 크랙(crack)등의 결함을 발생시켜 소자 성능 및 수명을 저하시킨다. 매우 큰 응력이 발생할 경우에는 마스크(3)로 이용된 박막층이 떨어져 나오기도 한다.When the stress is formed on the substrate 1, the stress is added to the stress generated at the interface of several different epilayers, such as AlGaN / InGaN / GaN, to generate defects such as cracks in the device structure, thereby improving device performance and Decreases the service life. When very large stresses occur, the thin film layer used as the mask 3 may come off.
도 3 은 현재 널리 이용되고 있는 사파이어 기판(1) 위에 GaN 에피 박막(4)을 측면 에피 성장법으로 성장한 기판의 결정학적인 방향의 변화 및 표면 형상을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the change in the crystallographic direction and the surface shape of a substrate on which a GaN epitaxial thin film 4 is grown by a side epitaxial growth method on a sapphire substrate 1 currently widely used.
화살표는 GaN 에피 박막(4)의 <0001>방향을 나타내며, 이러한 결정학적인 방향의 기울어짐은 크게는 수 도에 이르며, 마스크(3)가 크고 측면 성장이 크게 일어날수록 그 경계에서 결함이 발생한다. 즉, 서로 다른 결정학적 방향을 가지고 측면성장된 GaN 에피 박막(4)이 서로 만나는 부분에는 결정학적인 방향의 기울어짐이 크고 표면이 기울어지며, 측면 성장된 부분의 계면에서 깊은 홈(7)등의 높은 밀도의 결함이 형성된다.The arrow indicates the <0001> direction of the GaN epitaxial film 4, and the inclination of this crystallographic direction is largely several degrees, and the defect occurs at the boundary as the mask 3 is large and the lateral growth is large. . That is, in the region where the GaN epitaxial films 4 grown side by side with different crystallographic directions meet each other, the slope of the crystallographic direction is large and the surface is inclined, such as the deep grooves 7 at the interface of the side grown portions. High density defects are formed.
따라서 결함을 줄여주기 위해서는 마스크(3) 영역의 크기를 줄여주어야 하는데, 이 경우 측면 성장법에 의해 결함 밀도가 감소하는 영역이 줄어들게 된다. 이렇듯 평탄한 표면의 기판이 얻어지지 않으면 그 위에 형성되는 소자 구조가 제대로 이루어지지 못할 뿐만 아니라, 공정상의 어려움을 유발한다. 또한 결함 밀도를 낮추기 위해 전체 두께를 크게 할 경우에는 전체 응력의 발생량이 커진다.Therefore, in order to reduce the defects, the size of the mask 3 region should be reduced. In this case, the region where the defect density decreases by the lateral growth method is reduced. If a substrate having such a flat surface is not obtained, the device structure formed thereon may not be properly formed, and process difficulties may be caused. In addition, when the total thickness is increased to lower the defect density, the amount of total stress is increased.
이상에서 설명한 종래 기술에 따른 질화물 반도체막 성장 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.The nitride semiconductor film growth method according to the related art described above has the following problems.
기판 위에 소자 구조를 형성할 때 기판의 이종 에피층의 계면에서 발생하는 응력과, 마스크 물질과 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 사이의 열팽창 계수의 차이로 발생하는 응력으로 인해 마스크의 크기가 커질수록 에피층의 결정학적인 방향은 크게 기울어지기 때문에, 측면 성장된 박막층이 서로 만나는 소자 구조 내부에 크랙(crack)등의 높은 밀도의 결함과, 표면의 기울어짐과, 홈(groove) 등이 발생하여 소자 성능과 소자 수명의 저하 및 공정상 어려운 문제점이 있다.When the device structure is formed on the substrate, the epilayer increases as the size of the mask increases due to the stress generated at the interface of the dissimilar epilayer of the substrate and the difference in thermal expansion coefficient between the mask material and the III-V nitride semiconductor. Since the crystallographic direction of is inclined greatly, defects of high density such as cracks, surface inclination, grooves, etc. are generated inside the device structure where the side-grown thin film layers meet each other. There is a problem of deterioration of device life and process difficulty.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, GaN 기판을 이용한 LED, LD, 트랜지스터 등의 광소자 및 전자 소자에서, 결함이 적고 내부의 응력이 낮으며 표면 평활도가 우수한 질화물 반도체막 성장 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, in the optical and electronic devices such as LED, LD, transistor using a GaN substrate, nitride semiconductor film with less defects, low internal stress and excellent surface smoothness The purpose is to provide a growth method.
도 1 은 종래 기술에 따른 GaN 측면 에피 성장 공정도1 is a GaN side epitaxial growth process diagram according to the prior art
도 2 는 종래 기술에 따른 GaN 측면 에피 성장에 의한 결함 감소 모식도2 is a schematic diagram of defect reduction caused by GaN side epitaxial growth according to the related art.
도 3 은 종래 기술에 따른 성장 공정에 의한 결정학적 방향의 기울어짐을 나타낸 표면 형상 모식도Figure 3 is a schematic diagram of the surface shape showing the inclination of the crystallographic direction by the growth process according to the prior art
도 4 는 본 발명에 따른 GaN 측면 에피 성장 공정도Figure 4 is a GaN side epitaxial growth process according to the present invention
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 기판 2 : GaN 에피 박막1: Substrate 2: GaN epi thin film
3 : 마스크 4 : GaN 에피 박막3: mask 4: GaN epi thin film
5 : GaN 에피 박막 6 : GaN 에피 박막5: GaN epi thin film 6: GaN epi thin film
7 : 홈7: home
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 질화물 반도체막 형성 방법의 특징은 기판 위에 제 1 질화물 에피 박막층을 형성하는 단계와, 상기 제 1 질화물 에피 박막층 위에 마스크 물질을 형성한 후, 상기 제 1 질화물 에피 박막층의 소정 영역이 노출되도록 상기 마스크 물질을 식각하여 마스크를 형성하는 단계와, 상기 노출된 제 1 질화물 에피 박막층 위에 제 2 질화물 에피 박막층을 성장시켜 상기 마스크의 소정 영역이 노출되도록 마스크의 측면 및 소정의 상면까지 성장시키는 단계와, 상기 마스크를 제거하는 단계와, 상기 마스크가 제거된 기판 위에 제 3 질화물 에피 박막층을 후속 성장하는 단계를 포함하여 구성되는데 있다.A feature of the nitride semiconductor film forming method according to the present invention for achieving the above object is the step of forming a first nitride epi thin film layer on a substrate, and after forming a mask material on the first nitride epi thin film layer, the first Etching the mask material to expose a predetermined region of the nitride epitaxial layer, and forming a mask; growing a second nitride epitaxial layer on the exposed first nitride epitaxial layer to expose a predetermined region of the mask; And growing to a predetermined top surface, removing the mask, and subsequently growing a third nitride epitaxial layer on the substrate from which the mask is removed.
상기 제 1, 제 2 및 제 3 질화물 에피 박막층은 Ⅲ-Ⅴ족의 화합물 반도체이고, 상기 마스크 물질은 실리콘 산화물(), 실리콘 질화물(), Cr, Ti, Ta 중 어느 하나로 형성되고, 상기 마스크의 두께는 50㎚∼3㎛이며, 상기 마스크의 폭은 3∼30㎛이다.The first, second and third nitride epitaxial thin film layers are compound semiconductors of group III-V, and the mask material is silicon oxide ( ), Silicon nitride ( ), Cr, Ti, Ta, the thickness of the said mask is 50 nm-3 micrometers, and the width | variety of the said mask is 3-30 micrometers.
그리고, 상기 노출된 제 1 질화물 에피 박막층의 폭은 1∼10㎛이다.The width of the exposed first nitride epitaxial layer is 1 to 10 μm.
상기 측면 성장된 제 2 질화물 에피 박막층 사이의 거리는 0.1∼5㎛이며, 상기 측면 성장된 제 2 질화물 에피 박막층 사이의 각도는 45∼100도 이며, 상기 제 3 질화물 에피 박막층의 두께는 2∼300㎛이다.The distance between the laterally grown second nitride epi thin film layer is 0.1 to 5 μm, the angle between the laterally grown second nitride epi thin film layers is 45 to 100 degrees, and the thickness of the third nitride epi thin film layer is 2 to 300 μm. to be.
본 발명의 특징에 따른 작용은 기판 위에 마스크를 형성하고 일정 시간 지난 다음 마스크를 제거하는 구성으로 측면 성장법으로 질화물 에피 박막층을 성장시키기 때문에 마스크 위에 성장된 질화물 에피 박막층의 결함 밀도를 줄여 줄 수 있고, 측면 성장시 질화물 에피 박막층이 서로 닿지 않을 때 마스크를 제거하여 줌으로써 마스크와 질화물 에피 박막층 사이의 응력을 제거하여 마스크를 제거하지 않았을 경우 발생하는 마스크 위에서의 결정 방향이 기우는 것을 최소화하며, 이로 인한 결함의 감소 및 표면 평활도의 증진을 얻을 수 있다.According to an aspect of the present invention, since the nitride epi thin film layer is grown by the side growth method to form a mask on the substrate and removes the mask after a certain time, the defect density of the nitride epi thin film grown on the mask can be reduced. By removing the mask when the nitride epitaxial layers do not touch each other during lateral growth, the stress between the mask and the nitride epitaxial layer is removed to minimize the tilting of the crystal direction on the mask that occurs when the mask is not removed. Reduction of defects and enhancement of surface smoothness can be obtained.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 질화물 반도체막 형성 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the nitride semiconductor film forming method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4a 내지 도 4d 는 본 발명에 따른 측면 에피 성장 공정도를 나타내는 도면이다.4A to 4D are diagrams illustrating a lateral epitaxial growth process diagram according to the present invention.
도 5 는 상기 측면 에피 성장을 중지한 시편의 단면도를 나타낸다.5 shows a cross-sectional view of the specimen with the lateral epitaxial growth stopped.
도 4a 에 도시된 바와 같이, 사파이어, 실리콘, SiC 등의 이종 기판(1) 위에 형성된 GaN 에피 박막(2) 위에 마스크(3)로 이용할 물질을 형성한 후 직선형으로 마스크 물질을 식각하여 측면 성장을 위한 마스크(3) 패턴을 실시한다. 마스크(3) 물질은 실리콘 산화물(), 실리콘 질화물(), Cr, Ti, Ta 등의 금속 박막으로 이루어진다.As shown in FIG. 4A, a material to be used as a mask 3 is formed on a GaN epitaxial film 2 formed on a heterogeneous substrate 1 such as sapphire, silicon, SiC, etc., and then sidewall growth is performed by etching the mask material in a straight line. The mask 3 pattern is implemented. The mask (3) material is silicon oxide ( ), Silicon nitride ( ), Cr, Ti, Ta, and the like.
도 5 에 도시된 바와 같이, 마스크(3)의 두께는 50㎚∼3㎛이고, 상기 마스크(3)의 폭(m)은 3∼30㎛이며, 마스크(3) 물질이 식각되어 GaN 에피 박막(2)이 드러난 폭(W)은 1∼10㎛이다.As shown in FIG. 5, the thickness of the mask 3 is 50 nm to 3 μm, the width m of the mask 3 is 3 to 30 μm, and the material of the mask 3 is etched to form a GaN epitaxial thin film. The exposed width W of (2) is 1-10 micrometers.
상기와 같은 측면 에피 성장 방법으로 GaN 기판을 형성할 경우에는 전파 전위(threading dislocation)가 감소한다. 즉, GaN 에피 박막(2)이 노출된 부분에서는 아래에 존재하는 결함이 위로 전파되지만, 마스크(3)로 덮인 부분은 측면 성장에 의해 성장이 이루어지기 때문에 아래에서 오는 결함이 없어서 결함 밀도가 낮아지게 된다. 또한 아래에서 전파되는 결함도 측면 성장시 약간 옆으로 기울어지면서 전파되거나, 기울어진 결함끼리 반응하여 위로 전달되지 않으므로 마스크(3)로 덮인 영역은 결함이 적은 영역이 된다.When the GaN substrate is formed by the lateral epitaxial growth method as described above, the threading dislocation is reduced. That is, in the part where the GaN epi thin film 2 is exposed, a defect existing below propagates upward, but the part covered by the mask 3 is grown by lateral growth, so that there is no defect coming from below, so that the defect density is low. You lose. In addition, the defects propagated from below also propagate while being inclined slightly to the side during side growth, or the inclined defects do not transfer upward in response, so that the area covered with the mask 3 becomes a region with less defects.
이어, 도 4b 에 도시된 바와 같이 패턴이 형성된 기판(1) 위에 GaN 에피 박막(5)을 형성시킨다. 이때 측면 성장된 GaN 에피 박막(5)이 서로 만나기 전에 성장을 중지시킨다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 측면 성장된 GaN 에피 박막(5) 사이의 거리(d)는 0.1∼5㎛이고, 측면 성장된 GaN 에피 박막(5)의 각도(θ)는 45∼100도 이다.Next, as shown in FIG. 4B, the GaN epitaxial thin film 5 is formed on the patterned substrate 1. At this time, the growth is stopped before the laterally grown GaN epi thin film 5 meets each other. As shown in FIG. 5, the distance d between the laterally grown GaN epitaxial thin film 5 is 0.1 to 5 μm, and the angle θ of the laterally grown GaN epitaxial thin film 5 is 45 to 100 degrees. .
이어, 도 4c 에 도시된 바와 같이, 마스크(3)를 식각하여 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 4C, the mask 3 is etched and removed.
그리고 도 4d 에 도시된 바와 같이, 후속 성장을 하여 GaN 에피 박막(6)을 형성하여 두꺼운 GaN 기판을 형성한다. 그리고, 최종 성장된 GaN 기판의 두께(t)는 2∼300㎛이다.As shown in FIG. 4D, subsequent growth is performed to form a GaN epi thin film 6 to form a thick GaN substrate. The thickness t of the finally grown GaN substrate is 2 to 300 µm.
이와 같이, 마스크(3)를 제거하여도, GaN 에피박막(5)이 측면 성장된 후이므로, 기판(1)과 마스크(3) 사이에 존재하는 응력과 상기 마스크(3)와 후속 성장된 GaN 에피 박막(6) 사이의 열팽창 계수의 차이로 발생하는 응력이 작아지게 된다.따라서, 상기 방법으로 제작된 GaN 에피 박막(6) 위에 AlGaN/InGaN/GaN등의 이종 에피 박막층 구조를 형성하여도 전위(dislocation) 형성, 크랙(crack) 발생의 결함이 줄어든다.In this manner, even when the mask 3 is removed, the GaN epitaxial film 5 is later grown, so that the stress existing between the substrate 1 and the mask 3 and the GaN grown subsequent to the mask 3 are increased. The stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the epi thin films 6 becomes small. Therefore, even if a hetero epi thin film layer structure such as AlGaN / InGaN / GaN is formed on the GaN epi thin film 6 produced by the above method, the potential defects in dislocation formation and cracking are reduced.
본 발명에 따른 질화물 반도체막 성장방법을 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The nitride semiconductor film growth method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4D.
먼저, 사파이어 기판(1) 위에 GaN 에피 박막(2)이 2㎛ 일 때까지 성장시킨다.First, the GaN epi thin film 2 is grown on the sapphire substrate 1 until it is 2 mu m.
성장된 GaN 에피 박막(2) 표면에 PECVD 법으로 마스크(3) 물질로등의 유전막을 형성한 후 선택적으로 제거하여 마스크(3)를 형성한다.On the surface of the grown GaN epi thin film (2) as a mask (3) material by PECVD After the dielectric film is formed, the dielectric film is selectively removed to form the mask 3.
상기 마스크(3) 물질인는 건식 식각법을 이용하여 선택적으로 제거한다.Material of the mask (3) Is selectively removed using dry etching.
마스크(3) 물질이 선택적으로 제거된 상기 GaN 에피 박막(2)의 노출된 부분(w)이 3㎛, 마스크(3)의 폭(m)이 9㎛로 형성되도록 패턴을 형성한 후, 감광막을 제거하고 산 처리로 세정한 후 흐르는 물에 씻는다.After the pattern is formed such that the exposed portion w of the GaN epi thin film 2 from which the mask 3 material is selectively removed is formed to have a thickness of 3 μm and the width m of the mask 3 is 9 μm, Remove, rinse with acid treatment and rinse under running water.
반응기 내에 상기 기판(1)을 넣고 GaN 에피 박막(5)을 성장하다가, 측면 성장된 영역 사이의 간격이 2㎛ 정도일 때 성장을 멈춘다.The substrate 1 was placed in the reactor, and the GaN epitaxial film 5 was grown. The growth was stopped when the gap between the side-grown regions was about 2 μm.
이어, 불산을 이용하여 마스크(3)로 이용된박막층을 제거한 후 흐르는 물에 세정한다. 그리고 상기 기판(1)을 반응기 내에 넣고 GaN 에피 박막(6)을 5㎛ 정도 더 성장한다.Subsequently, the hydrofluoric acid was used as the mask 3 The thin film layer is removed and washed with running water. Then, the substrate 1 is placed in a reactor, and the GaN epi thin film 6 is further grown by about 5 μm.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 질화물 반도체막 성장 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The nitride semiconductor film growth method according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, LED, 레이저 다이오드, 광검출기, 고온 및 고출력용 전자 소자 등에 이용되는 질화물 반도체막을 성장함에 있어서, 마스크를 이용한 측면 성장에 의해 상기 반도체막 표면으로 전달되는 전파 전위(threading dislocation)의 밀도를 낮추어 상기 소자의 성능을 향상시키는 효과가 있다.First, in the growth of nitride semiconductor films used for LEDs, laser diodes, photodetectors, high temperature and high output electronic devices, the density of threading dislocations transferred to the surface of the semiconductor films by side growth using a mask is reduced. There is an effect of improving the performance of the device.
둘째, 마스크를 중간에 제거하여 마스크와 질화물 반도체막인 GaN 에피 박막층 사이에 발생하는 응력을 제거하여 주기 때문에 결정학적인 방향의 기울어짐과, 표면의 기울어짐 및 홈 형성이 억제되어 이로 인한 결함의 밀도가 감소하고 표면 평활도가 개선되어 상기 소자의 성능을 향상시키는 효과가 있다.Second, because the mask is removed in the middle, the stress generated between the mask and the GaN epi thin film layer, which is a nitride semiconductor film, is eliminated, so that the inclination of the crystallographic direction, the inclination of the surface and the formation of grooves are suppressed, and thus the density of defects. Is reduced and surface smoothness is improved, thereby improving the performance of the device.
셋째, 마스크를 중간에 제거하여 마스크와 질화물 반도체막인 GaN 에피 박막층 사이에 발생하는 응력을 제거하여 주기 때문에 기판 위에 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체의 이종 구조를 형성하여도 크랙등의 결함이 발생하지 않아 상기 소자의 성능을 향상시키는 효과가 있다.Third, because the mask is removed in the middle, the stress generated between the mask and the GaN epi thin film layer, which is a nitride semiconductor film, is eliminated, so that defects such as cracks do not occur even when the heterostructure of the group III-V nitride semiconductor is formed on the substrate. There is an effect of improving the performance of the device.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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Cited By (2)
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