KR100450781B1 - Method for manufacturing GaN single crystal - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a single crystalline of gallium-nitride is provided to prevent defects and cracks due to a lattice constant difference and a thermal expansion coefficient difference between a substrate and a GaN layer by using an SiC layer. CONSTITUTION: A SiC substrate is formed by implanting carbon ions into a Si substrate under the pressure of 10-9 torr and the temperature of 800 or more degrees centigrade. A SiC layer(60) having a thickness of 0.1 to 1 micrometer is formed by etching the SiC substrate. A GaN buffer layer(70) is stacked on a Si crystalline face of the SiC layer. A GaN single crystalline layer(80) having a thickness of 5 to 1000 micrometers is formed on the GaN buffer layer under the temperature of 1050 degrees centigrade, standard pressure, and the growing speed of 50 micrometers/h. The Si substrate is removed by injecting HCl gas into the Si substrate under the growing temperature of the GaN single crystalline layer.

Description

ＧａＮ 단결정 제조 방법{Method for manufacturing GaN single crystal}Method for manufacturing GaN single crystal

본 발명은 GaN 단결정(Single Crystalline of Gallium-Nitride)을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing GaN single crystal (Single Crystalline of Gallium-Nitride).

GaN을 재료로서 사용하여 제작되는 GaN계 반도체 소자는 파장이 200에서 650㎚와 등가인 에너지 밴드 갭을 갖고 있으며, 직접 전자 천이(Direct Electron Transition) 특성이 있으므로, 단파장 영역의 발광 소자로서 유용한 물질이다. 그리고, 이러한 GaN계 반도체 소자는 GaN 단결정 기판을 사용하는 호모에피탁씨에 의해 제조되는 것이 가장 바람직하다.A GaN semiconductor device fabricated using GaN as a material has an energy band gap with a wavelength equivalent to 200 to 650 nm, and has a direct electron transition, which is useful as a light emitting device in a short wavelength region. . The GaN semiconductor device is most preferably manufactured by Homo Epitaxy using a GaN single crystal substrate.

그런데, 반도체의 성장 온도에서 GaN 단결정 성분 중의 하나인 질소의 높은 증기압 때문에, GaN 단결정을 제작하기가 어렵다. 따라서, 종래에는 사파이어 단결정 또는 SiC 단결정을 기판으로 사용하여, MOCVD, MBE 및 HVPE 등의 기상 성장법에 의해 GaN 단결정을 제조하였다.However, due to the high vapor pressure of nitrogen which is one of the GaN single crystal components at the growth temperature of the semiconductor, it is difficult to produce a GaN single crystal. Therefore, conventionally, GaN single crystals were produced by vapor phase growth methods such as MOCVD, MBE, and HVPE, using sapphire single crystals or SiC single crystals as substrates.

도 1 내지 도 3에는 종래의 사파이어 또는 SiC 기판상에 GaN 단결정을 제조하는 단계가 도시되어 있다. 도 1에서와 같이, 두께가 300㎛ 정도의 사파이어 기판 또는 SiC 기판(10)을 준비한다. 그리고, 도 2에서와 같이, 사파이어 기판 또는 SiC 기판(10)위에, GaN 또는 AlGaN을 저온 성장시켜 두께가 500Å이 되는 버퍼층(20)을 형성한 후, 도 3에서와 같이, GaN 또는 AlGaN 버퍼층(20) 위에 GaN 에피층(30)을 형성시킨다.1 to 3 illustrate the steps of fabricating a GaN single crystal on a conventional sapphire or SiC substrate. As shown in FIG. 1, a sapphire substrate or SiC substrate 10 having a thickness of about 300 μm is prepared. As shown in FIG. 2, on the sapphire substrate or the SiC substrate 10, GaN or AlGaN is grown at low temperature to form a buffer layer 20 having a thickness of 500 GPa, and as shown in FIG. 3, the GaN or AlGaN buffer layer ( 20) a GaN epitaxial layer 30 is formed.

그런데, 사파이어 단결정(10)을 기판으로 사용하는 경우, 사파이어 단결정과 GaN과의 격자 상수의 차가 약 16%이고, 열팽창 계수의 차가 약 35%이어서, 사파이어와 GaN의 계면에서 스트레인(strain)이 유발될 수 있다. 그리고, 이 스트레인이결정내의 격자 결함을 발생시켜서, 고품질의 GaN 단결정의 성장을 어렵게 할 뿐만 아니라, GaN 단결정을 사용하여 제조된 소자의 수명을 단축시킨다. 특히, GaN 단결정의 두께가 10㎛ 이상인 경우, 크랙(crack)이 존재할 가능성이 크다.However, when the sapphire single crystal 10 is used as a substrate, the difference in lattice constant between the sapphire single crystal and GaN is about 16% and the difference in thermal expansion coefficient is about 35%, causing strain at the interface between sapphire and GaN. Can be. This strain causes lattice defects in the crystal, making it difficult to grow high-quality GaN single crystals, and also shorten the life of devices fabricated using GaN single crystals. In particular, when the thickness of the GaN single crystal is 10 µm or more, there is a high possibility that cracks are present.

SiC 단결정을 기판(10)으로 사용한 경우에는, SiC 단결정과 GaN과의 격자 상수 및 열 팽창 계수의 차가 사파이어보다 작고, 열 전도도 및 전기 전도도가 우수하기 때문에, GaN 단결정을 제조하는데 있어서 사파이어보다 많은 장점을 갖고 있지만, 사파이어보다 고가이며, 또한 SiC 단결정 내에 존재하는 마이크로파이프(Micropipe)가 GaN 에피층으로 전파되어 결정 구조가 불안정해지는 단점을 가지고 있다.When the SiC single crystal is used as the substrate 10, the difference between the lattice constant and the coefficient of thermal expansion between the SiC single crystal and GaN is smaller than that of sapphire, and the thermal conductivity and the electrical conductivity are excellent. However, it is more expensive than sapphire and has a disadvantage in that the micropipes present in the SiC single crystal are propagated to the GaN epilayer and the crystal structure becomes unstable.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, SiC 박막을 사용하여 격자 결함 및 크랙의 발생이 방지되도록 하는 GaN 단결정 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a GaN single crystal manufacturing method to prevent the occurrence of lattice defects and cracks using a SiC thin film.

도 1 내지 도 3은 종래의 GaN 단결정 제조 방법을 설명하기 위한 도면,1 to 3 are views for explaining a conventional GaN single crystal manufacturing method,

도 4는 본 발명에 따른 GaN 단결정을 제조하는데 사용되는 시스템의 개략적 단면도,4 is a schematic cross-sectional view of a system used to make a GaN single crystal according to the present invention;

그리고 도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 to 9 are diagrams for explaining a GaN single crystal manufacturing method according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10...사파이어 또는 SiC 기판 20...버퍼층10 ... sapphire or SiC substrate 20 ... buffer layer

30...GaN 에피층 40...반응 챔버30 ... GaN epilayer 40 ... reaction chamber

45, 50...Si 기판 42...서셉터(Susceptor)45, 50 ... Si substrate 42 ... Susceptor

43...제1 튜브 44...제2 튜브43 ... first tube 44 ... second tube

45...Ga 소스 60...SiC 박막45 ... Ga source 60 ... SiC thin film

70...GaN 버퍼층 또는 AlGaN 버퍼층70 ... GaN buffer layer or AlGaN buffer layer

80...GaN 에피층80 ... GaN epilayer

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조 방법은, (가) Si 기판위에 SiC 박막을 형성하는 단계와; (나) 상기 SiC 박막의 Si 결정면위에 GaN 버퍼층을 적층하는 단계와; (다) 상기 GaN 버퍼층위에 상기 GaN 버퍼층을 형성시키는 온도보다 높은 온도에서 GaN 단결정 박막을 성장시키는 단계와; (라) 상기 GaN 성장이 완료된 후, 상기 Si 기판을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, GaN single crystal manufacturing method according to the present invention, (A) forming a SiC thin film on a Si substrate; (B) depositing a GaN buffer layer on the Si crystal surface of the SiC thin film; (C) growing a GaN single crystal thin film at a temperature higher than the temperature for forming the GaN buffer layer on the GaN buffer layer; (D) after the GaN growth is completed, removing the Si substrate.

본 발명에 있어서, 상기 (가) 단계는 압력이 10-9torr 이하이고 온도가 800℃ 이상인 분위기에서 상기 Si 기판 상에 탄소 이온을 주입시키는 단계, 및 형성된 SiC 박막을 식각하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 상기 SiC 박막은 두께가 0.1㎛ 내지 1.0㎛가 되도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the step (a) preferably comprises the step of implanting carbon ions on the Si substrate in an atmosphere of a pressure of 10-9 torr or less and a temperature of 800 ℃ or more, and etching the formed SiC thin film Do. In this case, the SiC thin film is preferably such that the thickness is 0.1㎛ to 1.0㎛.

그리고, 상기 (다) 단계는, 온도가 1050℃이고, 압력은 1기압을 유지하면서 수소 화물 기상 에피택씨 방법으로 상기 GaN 단결정 박막을 성장시키며, 성장 속도를 50㎛/h 이하로 하여 5㎛ 내지 1000㎛의 두께가 되도록 하는 것이 바람직하다.In the step (c), the GaN single crystal thin film is grown by a hydride gas phase epitaxy method while maintaining a temperature of 1050 ° C. and a pressure of 5 μm with a growth rate of 50 μm / h or less. It is preferable to make thickness of 1000 micrometers.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a GaN single crystal manufacturing method according to the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 4에는 본 발명에 따른 GaN 단결정을 제조하는데 사용되는 시스템이 개략적으로 도시되어 있으며, 도 5 내지 도 9에는 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조 방법을 설명하기 위한 과정이 도시되어 있다.4 schematically illustrates a system used to manufacture a GaN single crystal according to the present invention, and FIGS. 5 to 9 illustrate a process for explaining a GaN single crystal manufacturing method according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 GaN 단결정을 제조하는데 사용된 시스템은, 모든 반응이 이루어지는 반응 챔버(Reaction Chamber)(40)를 갖춘다. 그리고, 이 반응 챔버(40) 내부에는 기판(45)을 위치시키기 위한 서셉터(Susceptor)(42)가 있다. 이 서셉터(42)는, 반응 챔버(40) 주위에 설치된 히터(미도시)의 가열에 의해서 반응 챔버(40) 내부의 기체를 오염시키지 않도록, 높은 열 저항 성질을 갖춘 물질로 제작되어 있다. 반응 챔버(40) 주위에 설치된 히터는, 기판(45)의 온도가 GaN 단결정의 성장에 적당한 온도가 되도록 서셉터(42)를 가열한다. 한편, 반응 기체 및 캐리어 기체가 주입되는 통로로서, 제1 튜브(43) 및 제2 튜브(44)가 반응챔버(40)에 연결되어 있으며, 제1 튜브(43)에서 주입되는 반응 기체와 반응하여 Ga의 원료가 생성되도록 하는 Ga 소스(45)가 반응 챔버(40) 내에 갖추어져 있다.4, the system used to produce the GaN single crystal according to the present invention is equipped with a reaction chamber 40 in which all reactions take place. The reaction chamber 40 has a susceptor 42 for positioning the substrate 45. The susceptor 42 is made of a material having high heat resistance so as not to contaminate gas inside the reaction chamber 40 by heating of a heater (not shown) provided around the reaction chamber 40. The heater provided around the reaction chamber 40 heats the susceptor 42 so that the temperature of the substrate 45 becomes a temperature suitable for the growth of the GaN single crystal. Meanwhile, as a passage through which the reaction gas and the carrier gas are injected, the first tube 43 and the second tube 44 are connected to the reaction chamber 40, and react with the reaction gas injected from the first tube 43. A Ga source 45 is formed in the reaction chamber 40 to generate Ga raw materials.

이와 같은 구조를 갖는 시스템에서, 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조 방법을 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.In the system having such a structure, a GaN single crystal manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIGS.

GaN은 육방정계와 정방정계의 두 결정 구조를 같지만, 육방정계의 결정 구조가 안정한 상이므로, GaN 소자 제작시 육방정계인 기판을 사용한다. 따라서, 육방정계 구조를 갖는 SiC 박막을 제조하기 위하여, 도 5에서 나타난 바와 같이, (111) 방향의 Si 단결정 기판(50)을 반응 챔버(40) 내의 서셉터(42) 위에 위치시킨다. 그리고, 도 6에서 나타난 바와 같이, Si 기판(50)상에 SiC 박막(60)을 형성시킨다. 이때, 반응 챔버(40) 내의 압력은 10-9torr이하가 되도록 하고, 반응 챔버(40) 주위의 히터에 의해 Si 기판(50)의 온도가 800℃ 이상이 되도록 한 후, -4가인 탄소 음이온을 빔으로서 주입시키는 탄소 음 이온 빔 적층 방법(Negative Carbon Ion Beam Deposition)에 의해서 SiC 박막(60)을 형성시킨다. 그리고, 적층이 끝난 후에는 형성된 SiC 박막의 식각 작업을 수행하여, 상기 SiC 박막(60)의 두께가 0.1㎛ 내지 1.0㎛가 되도록 한다. 그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 성장시킬 GaN 단결정과 SiC 박막(60) 사이의 격자 상수 차를 완화시키기 위해, 형성된 SiC 박막(60)의 실리콘 결정면 위에 GaN 또는 AlGaN을 저온에서 성장시킴으로써, 버퍼층(70)을 형성시킨다.GaN has hexagonal and tetragonal crystal structures, but since the hexagonal crystal structure is stable, GaN devices use hexagonal substrates. Therefore, in order to manufacture a SiC thin film having a hexagonal structure, as shown in FIG. 5, the Si single crystal substrate 50 in the (111) direction is positioned on the susceptor 42 in the reaction chamber 40. 6, an SiC thin film 60 is formed on the Si substrate 50. At this time, the pressure in the reaction chamber 40 is 10-9torr or less, and the temperature of the Si substrate 50 is 800 ° C or more by the heater around the reaction chamber 40, and then -4 valence carbon anion is added. The SiC thin film 60 is formed by a negative carbon ion beam deposition method which is injected as a beam. After the lamination is completed, the formed SiC thin film is etched so that the thickness of the SiC thin film 60 is 0.1 μm to 1.0 μm. As shown in FIG. 7, in order to alleviate the lattice constant difference between the GaN single crystal to be grown and the SiC thin film 60, by growing GaN or AlGaN on the silicon crystal surface of the formed SiC thin film 60 at a low temperature, the buffer layer Form 70.

이와 같이 형성된 GaN 또는 AlGaN 버퍼층(70)에 수소 화물 기상 에피택씨(Hydride or Hallide Vapor Phase Epitaxy:HVPE) 방법을 사용하여 GaN 단결정을 성장시킨다. 이와 같이 형성된 GaN 단결정(80)이 도시된 도 8을 참조하여 이 과정을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.The GaN single crystal is grown on the GaN or AlGaN buffer layer 70 thus formed by using a hydride or hallide vapor phase epitaxy (HVPE) method. This process will be described in more detail with reference to FIG. 8 where the GaN single crystal 80 formed as described above is as follows.

상기 GaN 단결정을 성장시키기 위해서, 반응 챔버(40)의 압력은 1기압이 되도록 하며, 히터에 의해 반응 챔버(40) 내의 온도가 상기 GaN 버퍼층(70)을 형성시킨 온도보다 높은 온도, 예컨대 1050℃로 되도록 한다. 이와 같이 형성된 분위기(atmosphere)에서, 반응 기체로서 HCI 기체를 제1 튜브(43)을 통해 주입시키며, NH3 기체를 제2 튜브(44)를 통해 주입시킨다. 그리고, 캐리어 기체로 N2 또는 Ar을 반응 기체와 함께 제1 튜브(43) 및 제2 튜브(44)중 적어도 어느 하나의 튜브를 통해 통해 주입시킨다. 그러면, 먼저 제1 튜브(43)를 통해 주입된 HCl 기체는 반응 챔버(40) 내의 Ga 소스(45)와 반응하여 CaCl을 생성하며, 생성된 GaCl은 갈륨(Ga)의 원료기체로서 이용된다. 그리고, 제2 튜브(44)를 통해 주입되는 NH3 기체는 질소(N)의 원료기체로서 이용된다. 이와 같은 반응을 나타내는 화학식은 다음과 같다.In order to grow the GaN single crystal, the pressure in the reaction chamber 40 is 1 atm, and the temperature in the reaction chamber 40 by the heater is higher than the temperature at which the GaN buffer layer 70 is formed, for example, 1050 ° C. To be In the atmosphere thus formed, HCI gas is injected through the first tube 43 as a reaction gas and NH 3 gas is injected through the second tube 44. Then, N2 or Ar is injected into the carrier gas through at least one of the first tube 43 and the second tube 44 together with the reaction gas. Then, HCl gas injected through the first tube 43 first reacts with the Ga source 45 in the reaction chamber 40 to generate CaCl, and the generated GaCl is used as a raw material gas of gallium (Ga). The NH 3 gas injected through the second tube 44 is used as a raw material gas of nitrogen (N). The chemical formula representing such a reaction is as follows.

Ga(ℓ) + HCl->GaCl + 1/2H2Ga (ℓ) + HCl-> GaCl + 1 / 2H2

GaCl + NH3 -> GaN + HCl +2H2GaCl + NH3-> GaN + HCl + 2H2

즉, 반응 챔버(40)의 온도 상승에 따라 고체 상태에서 액상 상태로 천이된 Ga 소스(45)에 기체 상태인 HCl을 주입하면, 위 화학식 1과 같은 반응을 일으켜서 GaCl이 생성된다. 그리고, 생성된 GaCl에 다시 기체 상태인 NH3를 주입하면, 위화학식 2와 같은 반응 결과로 GaN 증기(vapor)가 SiC 박막(60) 상에 헤테로에피택씨(Heteroepitaxy)된다. 이때, 결함이 적은 GaN 단결정을 얻기 위해서 HVPE 법에 의한 GaN 박막의 성장 속도는 50㎛/h 이하로 조절한다. 그리고, GaN 박막에 마이크로파이프 또는 크랙(crack)이 생성되지 않기 위해서, GaN 박막의 두께는 5㎛ 내지 100㎛가 될 때까지 GaN 박막을 성장시킨다. 그러면, 사파이어 기판위에서 성장된 GaN 박막보다 결함 밀도가 낮은 GaN 박막을 얻을 수 있다.That is, when gaseous HCl is injected into the Ga source 45 transitioned from the solid state to the liquid state as the temperature of the reaction chamber 40 rises, GaCl is generated by causing a reaction as shown in Chemical Formula 1 above. In addition, when NH 3, which is a gaseous state, is injected into the generated GaCl, GaN vapor is heteroepitaxy on the SiC thin film 60 as a result of the reaction shown in Chemical Formula 2 above. At this time, in order to obtain a GaN single crystal with few defects, the growth rate of the GaN thin film by the HVPE method is adjusted to 50 µm / h or less. In order to prevent the formation of micropipes or cracks in the GaN thin film, the GaN thin film is grown until the thickness of the GaN thin film is 5 μm to 100 μm. As a result, a GaN thin film having a lower defect density than a GaN thin film grown on a sapphire substrate can be obtained.

한편, 기판이 제거된 프리 스탠딩(Free Standing) GaN 단결정을 얻기 위해, GaN 성장이 완전히 완료된 후, 성장 온도 즉, 1050℃ 정도에서 서셉터(42)를 통하여 HCl 기체를 주입한다. 그러면, 아래의 화학식 3에 의한 반응으로 인하여 Si 기판(50)이 제거된다.Meanwhile, in order to obtain a free standing GaN single crystal from which the substrate is removed, after the GaN growth is completely completed, HCl gas is injected through the susceptor 42 at a growth temperature, that is, about 1050 ° C. Then, the Si substrate 50 is removed due to the reaction according to Chemical Formula 3 below.

Si + 4HCl ->SiCl4 +2H2Si + 4HCl-> SiCl 4 + 2H2

그러면, 최종적으로 도 9에 도시된 바와 같이, Si 기판(50)의 제거 후 형성된 프리 스탠딩 GaN 단결정이 제조된다. 도 9에 따르면, 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조 방법에 의하여 제조된 GaN 단결정은 0.1㎛ 내지 1.0㎛의 두께를 갖는 SiC 박막(60), 버퍼층(70) 그리고 GaN 단결정층(80)이 순차적으로 적층된 구조를 이루며, 상온까지의 냉각 과정에서도, 열팽창 계수의 차에 의해 발생되는 크랙이 발생되지 않는다.Then, as shown in FIG. 9, a free standing GaN single crystal formed after removal of the Si substrate 50 is manufactured. 9, in the GaN single crystal prepared by the GaN single crystal manufacturing method according to the present invention, a SiC thin film 60, a buffer layer 70, and a GaN single crystal layer 80 having a thickness of 0.1 μm to 1.0 μm are sequentially stacked. In the cooling process up to room temperature, no cracks are generated due to the difference in thermal expansion coefficient.

지금까지 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조 방법에 의하면, SiC 박막을 사용함으로써, 기판과 GaN 층에 존재하는 격자 상수 및 열팽창 계수의 차에 의한 결함이나 크랙을 방지할 수 있고, 고품질의 GaN 단결정을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조 방법에 의해 제조된 GaN 단결정 기판상에 GaN계 반도체 소자, 예컨대 단파장 영역의 발광 소자를 제조하는데 있어서, GaN 단결정 기판과 GaN 박막사이에 격자 상수나 열팽창 계수가 존재하기 않으므로, 고품질의 발광 소자를 제작할 수 있으며, 공정의 단순화 및 수율이 향상되어 제조 원가가 절감된다는 이점이 있다.As described so far, according to the GaN single crystal manufacturing method according to the present invention, by using the SiC thin film, it is possible to prevent defects and cracks due to the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient present in the substrate and the GaN layer, GaN single crystal of can be obtained. In addition, in manufacturing a GaN-based semiconductor device, such as a light emitting device having a short wavelength region, on a GaN single crystal substrate manufactured by the GaN single crystal manufacturing method according to the present invention, a lattice constant or a coefficient of thermal expansion exists between the GaN single crystal substrate and the GaN thin film. Therefore, it is possible to manufacture a high-quality light emitting device, there is an advantage that the manufacturing cost is reduced by simplifying the process and the yield is improved.

Claims (2)

(가) 압력이 10-9torr 이하이고 온도가 800℃ 이상인 분위기에서 Si 기판상에 탄소 이온을 주입하여 SiC 기판을 형성하고, 형성된 SiC 기판을 식각하여 Si 기판 위에 두께가 0.1㎛ 내지 1.0㎛인 SiC 기판을 형성하는 단계;(A) SiC substrate is formed by implanting carbon ions onto a Si substrate in an atmosphere of 10-9 torr or less and a temperature of 800 ° C. or higher, and etching the formed SiC substrate to SiC having a thickness of 0.1 μm to 1.0 μm on the Si substrate. Forming a substrate; (나) 상기 SiC 박막의 Si 결정면위에 GaN 버퍼층을 적층하는 단계;(B) depositing a GaN buffer layer on the Si crystal surface of the SiC thin film; (다) 상기 GaN 버퍼층위에 상기 GaN 버퍼층을 형성시키는 온도보다 높은 1050℃의 온도, 1기압 및 50㎛/h 이하의 성장속도를 유지하면서 수소화물 기상에피택씨방법으로 GaN 단결정 박막을 5㎛ 내지 1000㎛의 두께가 되도록 성장시키는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조 방법.(C) The GaN single crystal thin film may be formed from 5 μm to 5 μm by the hydride vapor phase epitaxy method while maintaining a temperature of 1050 ° C. higher than the temperature at which the GaN buffer layer is formed on the GaN buffer layer, 1 atmosphere, and a growth rate of 50 μm / h or less. A method of producing a GaN single crystal, characterized in that it is grown to a thickness of 1000㎛. (라) 상기 GaN 성장이 완료된 후, 상기 GaN 단결정 박막의 성장 온도에서 HCI 기체를 상기 Si 기판에 흘려 주어 상기 Si 기판을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조 방법.(D) after the GaN growth is complete, flowing the HCI gas to the Si substrate at the growth temperature of the GaN single crystal thin film to remove the Si substrate; GaN single crystal manufacturing method comprising a. (가) 압력이 10-9torr 이하이고 온도가 800℃ 이상인 분위기에서 Si 기판상에 탄소 이온을 주입하여 SiC 기판을 형성하고, 형성된 SiC 기판을 식각하여 Si 기판 위에 두께가 0.1㎛ 내지 1.0㎛인 SiC 기판을 형성하는 단계;(A) SiC substrate is formed by implanting carbon ions onto a Si substrate in an atmosphere of 10-9 torr or less and a temperature of 800 ° C. or higher, and etching the formed SiC substrate to SiC having a thickness of 0.1 μm to 1.0 μm on the Si substrate. Forming a substrate; (나) 상기 SiC 박막의 Si 결정면위에 AlGaN 버퍼층을 적층하는 단계;(B) depositing an AlGaN buffer layer on the Si crystal surface of the SiC thin film; (다) 상기 AlGaN 버퍼층위에 상기 AlGaN 버퍼층을 형성시키는 온도보다 높은 1050℃의 온도, 1기압 및 50㎛/h 이하의 성장속도를 유지하면서 수소화물 기상에피택씨방법으로 GaN 단결정 박막을 5㎛ 내지 1000㎛의 두께가 되도록 성장시키는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조 방법.(C) The GaN single crystal thin film may be formed from 5 μm to 5 μm by the hydride vapor phase epitaxy method while maintaining a temperature of 1050 ° C. higher than the temperature at which the AlGaN buffer layer is formed on the AlGaN buffer layer, 1 atmosphere, and a growth rate of 50 μm / h or less. A method of producing a GaN single crystal, characterized in that it is grown to a thickness of 1000㎛. (라) 상기 GaN 성장이 완료된 후, 상기 GaN 단결정 박막의 성장 온도에서 HCI 기체를 상기 Si 기판에 흘려 주어 상기 Si 기판을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조 방법.(D) after the GaN growth is complete, flowing the HCI gas to the Si substrate at the growth temperature of the GaN single crystal thin film to remove the Si substrate; GaN single crystal manufacturing method comprising a.
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