KR100647313B1

KR100647313B1 - ＧａＮ 단결정 제조장치 및 이를 이용한 ＧａＮ 단결정잉고트의 제조방법

Info

Publication number: KR100647313B1
Application number: KR1020050007999A
Authority: KR
Inventors: 한재용
Original assignee: 삼성코닝 주식회사
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-11-23
Also published as: US7314515B2; US20080060573A1; US20060169200A1; US7449066B2; KR20060087138A

Abstract

GaN 단결정 제조장치 및 이를 이용한 GaN 단결정 잉고트(ingot)의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 상호 대향하는 천정과 바닥 및 이들 사이의 내부공간을 에워싸는 소정높이의 벽체를 포함하는 리액터, 상기 바닥에 설치되는 것으로 Ga 메탈이 수용되는 쿼르츠 용기, 상기 천정에 설치되는 것으로 상기 용기에 대향하여 GaN 기판이 장착되는 마운트, 상기 용기 내에 HCl 가스를 공급하는 제1가스공급장치, 상기 내부공간에 NH₃ 가스를 공급하는 제2가스공급장치 및 상기 벽체에 설치되는 것으로 상기 내부공간의 상부와 하부를 가열하되 하부를 상부에 비해 높은 온도로 가열하는 가열장치를 포함하는 GaN 단결정 제조장치가 제공된다. 또한, 상기 GaN 단결정 제조장치를 이용한 GaN 단결정 잉고트의 제조방법이 제공된다.

Description

ＧａＮ 단결정 제조장치 및 이를 이용한 ＧａＮ 단결정 잉고트의 제조방법{Apparatus for fabrication of GaN bulk single ctystal and fabrication method of GaN single ctystal ingot using the same}

도 1은 종래 HVPE법에 의한 GaN 기판의 제조공정을 보여주는 공정흐름도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GaN 단결정 제조장치의 개략적 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

20:리액터 20a:천정

20b:바닥 20c:벽체

22:내부공간 25:Ga 메탈

30:쿼르츠 용기 40:마운트

42:GaN 기판 44:GaN 단결정 잉고트

50:제1가스공급장치 60:제2가스공급장치

70:가열장치 70a:상부히터

70b:하부히터

본 발명은 GaN 단결정 제조장치 및 이를 이용한 GaN 단결정 잉고트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GaN 소스가스들의 이용효율 및 증착효율을 높여서 GaN 단결정을 에피텍셜 성장시킬 수 있는 GaN 단결정 제조장치 및 이를 이용한 GaN 단결정 잉고트의 제조방법에 관한 것이다.

GaN는 3.39eV의 직접천이형 밴드갭을 가지는 광대역반도체(wide bandgap semiconductor)로서 70년대 초부터 청색 발광소자를 비롯한 다양한 광전소자와 보호박막 등의 응용을 목적으로 연구되어왔던 물질이다. GaN는 상온에서 a=3.189Å c=5.185Å의 격자상수를 가지며, 질소의 전기 음성도가 커서 안정상태로는 우르자이트(wurtzite) 구조를, 준안정상태로는 징크블렌드(Zinc-blende) 구조를 가진다.

GaN를 이용한 광소자 개발에 있어서의 큰 문제점은 기판물질의 부재에 있다. 이러한 문제점을 해결하는 가장 좋은 방법은 GaN 단결정 잉고트(ingot)를 개발하여 이를 기판으로 이용하는 것이다. 그러나, GaN 단결정 잉고트(ingot)의 성장은 공정조건이 매우 어렵기 때문에 현재까지 5mm정도의 크기를 갖는 성장결과가 보고되고 있을 뿐이다. 후막 GaN를 성장하여 기판으로 사용하고자 하는 연구는 사파이어(sapphire)와 같은 이종기판 위에 ZnO와 같은 희생층을 증착하고 그 위에 후막 GaN를 성장한 후 희생층을 제거하는 것에 의해 프리스탠딩(freestanding) GaN 기판을 제작하려는 연구가 진행중이다.

후막 GaN 성장에 있어서는 HVPE(hydrogen vapor phase epitaxial) 성장법이 주로 이용되는데 HVPE법은 에피 성장속도가 시간당 50∼100㎛ 정도로 매우 빠르며, 박막 성장시 불순물 농도가 낮은 고순도의 에피층을 성장시킬 수 있고, 장치 제작이 다른 에피성장법에 비하여 단순하므로 저가로 제작할 수 있다는 장점을 갖는다.

먼저, HVPE법에 의해 사파이어 기판 위에 GaN 후막을 300-500㎛의 두께로 결정성장 시킨다(2). 그리고나서, 엑시머 레이저(excimer laser) 또는 YAG 레이저 등을 사용하여 레이저빔을 사파이어 기판을 통하여 GaN 계면에 조사하여 GaN 후막을 사파이어 기판으로부터 분리시킨다(4). 분리된 GaN 후막의 직경을 일정한 크기로 원형 가공하고, 표면을 경면처리한다(6). 마지막으로, 경면처리된 GaN 후막의 표면에 잔존하는 손상층(damage layer)을 건식에칭하여 제거한다(8).

미국특허 US 6,632,725 B2는 HVPE법에 의해 GaN의 에피텍셜 층(epitaxial layer)을 결정성장시키는 공정을 개시한다. 그러나, 개방된(open) 방식에 의한 CVD(chemical vapor deposition)법인 HVPE법에 의할 경우, GaCl과 NH₃가 반응하여 합성되는 GaN의 전체 양에 비하여 사파이어 기판 위에 결정성장되는 GaN의 양이 지나치게 적으므로 제조원가가 높게 된다. 통상적으로 합성된 GaN의 전체무게에 대한 사파이어 기판 위에 성장된 GaN 결정의 무게 비는 5%이하이며, 대부분의 합성된 GaN는 리액터(reactor)의 벽면에 부착되거나 배출구(exhaust)로 빠져 나가게 되므로 제조원가가 높은 원인 중의 하나가 된다. 또한, 사파이어 기판 위에 HVPE 방법 으로 GaN를 성장시킬 경우, 사파이어 기판과 GaN와의 격자상수 불일치로 인하여 결정성장 초기 1㎛ 두께이내에서 GaN 층에서의 결함밀도는 10¹⁰/cm² 이상으로 높다. 반면에, GaN 후막의 두께가 500㎛로 성장될 경우 결함밀도는 약 10⁶/ cm² 정도로 감소된다. 이와 같이 결정성장된 GaN 기판은 앞면과 뒷면의 결함밀도 차이에 의해서 휘게 되며, 통상적으로 뒷면의 결함밀도가 높기 때문에 GaN 기판은 아래로 볼록한 형태를 갖게 된다. 이와 같은 GaN 기판의 휨현상은 GaN 기판 상에서 소자의 고밀도 집적을 곤란하게 할 수 있다.

본 발명의 목적은 GaN 소스가스들의 이용효율 및 증착효율을 높여서 GaN 단결정을 에피텍셜 성장시킬 수 있는 GaN 단결정 제조장치 및 이를 이용한 GaN 단결정 잉고트의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따르면,

상호 대향하는 천정과 바닥 및 이들 사이의 내부공간을 에워싸는 소정높이의 벽체를 포함하는 리액터;

상기 바닥에 설치되는 것으로 Ga 메탈이 수용되는 쿼르츠 용기;

상기 천정에 설치되는 것으로 상기 용기에 대향하여 GaN 기판이 장착되는 마운트;

상기 용기 내에 HCl 가스를 공급하는 제1가스공급장치;

상기 내부공간에 NH₃ 가스를 공급하는 제2가스공급장치; 및

상기 벽체에 설치되는 것으로 상기 내부공간의 상부와 하부를 가열하되 하부를 상부에 비해 높은 온도로 가열하는 가열장치;를 포함하는 GaN 단결정 제조장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면,

상호 대향하는 천정과 바닥 및 이들 사이의 내부공간을 에워싸는 소정높이의 벽체를 포함하는 리액터를 준비하는 단계;

상기 천정에 열흡수 재질의 마운트를 설치하는 단계;

상기 마운트의 저면에 GaN 기판을 장착하는 단계;

상기 GaN 기판에 대응하여 상기 내부공간의 하부에 GaN 소스가스들을 준비하는 단계; 및

상기 내부공간의 상부와 하부를 가열하되 하부를 상부에 비해 높은 온도로 가열함으로써 상기 내부공간에 유도되는 순환대류를 이용하여 상기 GaN 소스가스들을 상기 GaN 기판 상에 공급하여 GaN 단결정을 에피텍셜 성장시키는 단계;를 포함하는 GaN 단결정 잉고트의 제조방법이 제공된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 닫혀진(closed) 리액터 내에서 GaN 소스가스들,예를 들어 GaCl 가스 및 NH₃ 가스 등이 순환하기 때문에 상기 리액터내에 투입되는 GaN 소스가스들의 이용효율 및 증착효율을 높일 수 있다. 또한, GaN 단결정의 에피텍셜 성장을 위해 씨드(seed)로서 동일한 격자상수를 가지는 동질의 GaN 기판 이 이용되기 때문에, 10⁶결함(defects)/㎠ 이하로 결함밀도가 작은 양질의 GaN 단결정을 얻을 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조장치 및 이를 이용한 GaN 단결정 잉고트 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조장치는 리액터(20), 상기 리액터(20) 내에 설치되는 것으로 Ga 메탈이 수용되는 쿼르츠 용기(30)와 GaN 기판이 장착되는 마운트(40), 상기 쿼르츠 용기(30) 내에 HCl 가스를 공급하는 제1가스공급장치(50), 상기 리액터(20)의 내부공간(22)에 NH₃ 가스를 공급하는 제2가스공급장치(60), 그리고 상기 리액터(20)의 내부공간(22)을 가열하는 가열장치(70)을 구비한다.

상기 리액터(20)는 상호 대향하는 천정(20a)과 바닥(20b) 및 이들 사이의 내부공간(22)을 에워싸는 소정높이의 벽체(20c)를 포함한다. 상기 쿼르츠 용기(30) 및 마운트(40)은 각각 상기 리액터(20)의 바닥(20b) 및 천정(20a)에 상호 대향되도록 설치된다. 여기에서, 상기 마운트(40)는 열전도성이 우수한 열흡수(hit sink) 재질로 제조된 것이며, 상기 마운트(40)의 저면에 장착되는 GaN 기판(42)의 열을 흡수한다.

상기 가열장치(70)는 상기 벽체(20c)에 설치되며, 상기 내부공간(22)의 상부 와 하부를 가열하되 하부를 상부에 비해 높은 온도로 가열한다. 바람직하게 상기 가열장치(70)는 상부히터(70a)와 하부히터(70b)를 포함할 수 있으며, 상기 상부히터(70a)와 하부히터(70b)는 각각 300 내지 900℃ 및 500 내지 1200℃의 가열온도범위를 가진다.

바람직하게, 상기 제1가스공급장치(50) 및 제2가스공급장치(60)는 각각 이송가스를 더 공급할 수 있다. 상기 이송가스는 수소, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나이다. 또한, 상기 리액터(20)에는 가스배출구(미도시)가 더 마련될 수 있으며, 상기 리액터의 내부압력이 1~10기압 이상으로 될 경우 상기 가스배출구를 통해 내부가스를 배출시켜 적정한 내부압력이 유지될 수 있다.

이와 같은 GaN 단결정 제조장치에서, 상기 가열장치(70)에 의해 내부공간(22)의 하부가 상부에 비해 더 고온으로 유지되며, 상기 벽체(20c)에 가까울수록 중심부에서 보다 더 고온으로 유지된다. 또한, 상기 마운트(40)는 열전도성이 우수하여 상기 GaN 기판(42)의 열을 흡수하게 되므로, 상기 GaN 기판(42)에서 가장 온도가 낮다. 따라서, 상기 내부공간(22)의 하부에 마련되는 GaN 소스가스들은 대류에 의해 벽체(20c)의 내면을 따라 상부로 상승하고, 상승된 GaN 소스가스들은 상기 GaN 기판(42)의 주위에서 냉각되어 하부로 하강하여 도 2에서 점선으로 표시되는 바와 같이 소스가스들의 순환경로를 형성한다. 물론, 상기 GaN 소스가스들의 순환중에, 상기 GaN 기판(42)에 소스가스들이 공급되어, 상기 GaN 기판(42)상에서 GaN 단결정이 에피텍셜 성장될 수 있다.

본 발명에 따른 GaN 단결정 제조장치에 의하면, 닫혀진(closed) 리액터(20) 내에서 GaN 소스가스들의 순환대류가 형성되어, GaN 소스가스들의 이용효율 및 증착효율을 높일 수 있다. 특히, 상기 리액터(20) 내에서 합성된 GaN 전체무게에 대한 기판상에 결정성장된 GaN 무게의 비율이 종래 5%에서 20% 이상으로 향상된다. 따라서, 종래 개방된 리액터를 이용하는 HVPE법에서 보다 GaN 단결정의 제조원가가 절감된다.

이하에서는 상기와 같은 본 발명에 따른 GaN 단결정 제조장치를 이용한 GaN 단결정 잉고트의 제조방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 상기와 같은 구조를 가지는 GaN 단결정 제조장치를 준비하여, 열흡수 재질의 상기 마운트(40)의 저면에 씨드(seed)로서 GaN 기판(42)을 장착한다. 다음에는 상기 GaN 기판(42)에 대응하여 상기 내부공간(22)의 하부에 GaN 소스가스들을 준비한다. 여기에서, GaN 소스가스들로 GaCl 가스 및 NH₃ 가스를 준비한다. 상기 GaCl 가스는 먼저 Ga 메탈을 준비하여, 상기 Ga 메탈에 HCl 가스를 공급하여 화학반응시킴으로써 얻어질 수 있다. 그 다음에, 상기 내부공간(22)의 상부와 하부를 가열하되 하부를 상부에 비해 높은 온도로 가열하여 상기 내부공간(22)에 도 2에서 점선으로 표시되는 바와 같이 GaN 소스가스들의 순환대류를 일으킨다. 여기에서, 상기 상부는 300 내지 900℃의 온도범위로 가열되고, 하부는 500 내지 1200℃의 온도범위로 가열된다. 또한, 상기 리액터(20)의 내부압력은 1 내지 10 기압으로 유지시킨다. 여기에서, 상기 내부공간(22)의 하부 및 상부에서 일어나는 주된 화학반응 을 각각 아래의 <화학식1> 및 <화학식2>에 나타내었다.

<화학식1>

Ga + HCl → GaCl + (1/2)H₂

GaN + HCl → GaCl + (1/2)N₂ + (1/2)H₂

<화학식2>

GaCl + NH₃ → GaN + HCl + H₂

상기 <화학식1> 및 <화학식2>에서 알 수 있는 바와 같이, 상부의 저온영역에서는 GaN이 형성되어 상기 GaN 기판(42) 상에 에피텍셜 성장될 수 있지만, 하부의 고온영역에서는 GaN의 결정성장이 억제된다. 여기에서, 상기 반응가스 및 생성가스는 각각 상기 리액터(20) 내에서 순환하게 되며, 이러한 순환과정이 반복되면서, GaN 단결정이 에피텍셜 성장되어 GaN 단결정 잉고트(44)를 얻을 수 있다. 바람직하게, 상기 내부공간에 이송가스가 더 공급될 수 있으며, 상기 이송가스는 수소, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나이다.

이와 같은 GaN 단결정 잉고트의 제조방법에 의하면, 닫혀진(closed) 리액터(20) 내에서 GaN 소스가스들,예를 들어 GaCl 가스 및 NH₃ 가스 등이 순환하기 때문에 상기 리액터(20)내에 투입되는 GaN 소스가스들의 이용효율 및 증착효율을 높일 수 있다. 특히, 상기 리액터(20) 내에서 HCl 가스는 GaN의 소스가스가 아니기 때문에, 소모되지 않으며 계속해서 리사이클링되어 사용된다. 또한, 본 발명의 제조방법에 따르면, GaN 단결정의 에피텍셜 성장을 위해 씨드(seed)로서 동일한 격자상수 를 가지는 동질의 GaN 기판이 이용되기 때문에, 종래 사파이어 기판을 이용하는 경우에 비해 결함밀도가 작은 양질의 GaN 단결정, 예를 들어 10⁶결함(defects)/㎠ 이하의 결함밀도를 가지는 GaN 단결정을 얻을 수 있다. 또한, 이와 같이 제조된 상기 GaN 단결정 필름은 균일한 결함밀도와 작은 내부스트레스 및 우수한 열적 안정성을 가진다. 따라서, 종래 큰 내부스트레스 및 열등한 열적특성으로 인하여 야기되는 GaN 기판의 휨현상이 나타나지 않는다.

<실시예>

리액터에 상기 리액터 내부공간의 상부 및 하부를 각각 저온과 고온 영역으로 가열하는 히터를 장착한다. 다음에, 상기 리액터 내의 고온영역에 Ga 메탈을 장입하고, 저온영역에 있는 열흡수 재질의 마운트에 씨드(seed)로서 GaN 기판을 장착한다. 그 다음에 진공장치 등을 이용하여 리액터 내부의 공기를 제거한다. 다음에, 상기 리액터 내에 NH₃를 공급하여 내부압력을 2~5기압으로 만들어 준다. 그리고나서, 고온영역의 온도를 850℃, 저온영역의 온도를 600℃로 하고 내부압력을 10기압에 맞추어 주고 상기 리액터내에 HCl과 NH₃ 가스를 공급하면, 하부 고온영역에서는 GaCl 등의 반응가스가 발생하게 되고 저온 영역에서는 GaCl과 NH₃가 반응하여 GaN과 함께 HCl과 H₂ 가스가 발생한다.

고온영역이 아래부분에 있고 리액터의 가장자리가 안보다 더 뜨거우며, GaN 씨드가 놓여 있는 곳이 가장 온도가 낮은 부분이 되므로 리액터의 내부에서는 가장 자리를 따라 기체가 상승하고 리액터의 중심을 따라 기체는 아래로 하강하는 대류가 발생한다. 이러한 대류에 의해 리액터의 아래에 있는 Ga 메탈과 하강한 HCl이 반응하여 GaCl이 다시 합성되어 상부의 고온영역으로 다시 이동하게 되어 순환하는 대류가 형성된다. 이때 소모되는 NH₃ 가스는 외부의 NH₃ 주입 장치에 의해 공급되며 HCl 가스는 GaN의 소스원소가 아니므로 반응에 의해 거의 소모되지 않는다. 이러한 순환과정을 거쳐 아래에 있는 원료가 소모될 때까지 상부의 GaN 씨드는 성장하게 되어 벌크 형태의 GaN 단결정이 성장된다. 통상적으로 두께 10mm정도의 GaN 단결정이 성장되기 위해서는 약 10일정도의 기간이 걸리게 된다. GaN 단결정 성장이 완료되면 공급가스의 밸브를 잠그고 온도를 내려 내부압력을 상압으로 맞춘 뒤, 리액터의 뚜껑을 열고 성장된 GaN 단결정과 원료 등을 꺼낸다.

본 발명에 따른 GaN 단결정 제조장치 및 제조방법에 의하면, 닫혀진(closed) 리액터 내에서 GaN 소스가스들,예를 들어 GaCl 가스 및 NH₃ 가스 등이 순환하기 때문에 상기 리액터내에 투입되는 GaN 소스가스들의 이용효율 및 증착효율을 높일 수 있다. 특히, 상기 리액터 내에서 HCl 가스는 GaN의 소스가스가 아니기 때문에, 소모되지 않으며 계속해서 리사이클링되어 사용된다. 상기와 같은, 본 발명에 의하면 상기 리액터 내에서 합성된 GaN 전체무게에 대한 기판상에 결정성장된 GaN 무게의 비율이 종래 5%에서 20% 이상으로 향상된다. 따라서, GaN 단결정의 제조원가가 절감된다.

또한, 본 발명에 따르면, GaN 단결정의 에피텍셜 성장을 위해 씨드(seed)로서 동일한 격자상수를 가지는 동질의 GaN 기판이 이용되기 때문에, 종래 사파이어 기판을 이용하는 경우에 비해 결함밀도가 작은 양질의 GaN 단결정, 예를 들어 10⁶결함(defects)/㎠ 이하의 결함밀도를 가지는 GaN 단결정을 얻을 수 있다. 또한, 이와 같이 제조된 상기 GaN 단결정은 균일한 결함밀도와 작은 내부스트레스 및 우수한 열적 안정성을 가진다. 따라서, 종래 큰 내부스트레스 및 열등한 열적특성으로 인하여 야기되는 GaN 기판의 휨현상이 나타나지 않는다.

이러한 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 몇몇의 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었으나, 이러한 실시예들은 단지 넓은 발명을 예시하고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 구조와 배열에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 이는 다양한 다른 수정이 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

Claims

상호 대향하는 천정과 바닥 및 이들 사이의 내부공간을 에워싸는 벽체를 포함하는 리액터;

상기 바닥에 설치되는 것으로 Ga 메탈이 수용되는 쿼르츠 용기;

상기 천정에 설치되는 것으로 상기 용기에 대향하여 GaN 기판이 장착되는 마운트;

상기 용기 내에 HCl 가스를 공급하는 제1가스공급장치;

상기 내부공간에 NH₃ 가스를 공급하는 제2가스공급장치; 및

상기 벽체에 설치되는 것으로 상기 내부공간의 상부와 하부를 가열하되 하부를 상부에 비해 높은 온도로 가열하는 가열장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가열장치는 상부히터와 하부히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조장치.
제 2 항에 있어서,

상기 상부히터는 300 내지 900℃의 가열온도범위를 가지며, 상기 하부히터는 500 내지 1200℃의 가열온도범위를 가지는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 마운트는 열흡수 재질인 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 리액터에 가스배출구가 더 마련된 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1가스공급장치는 상기 HCl 가스와 함께 수소, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 이송가스를 더 공급하는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2가스공급장치는 상기 NH₃ 가스와 함께 수소, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 이송가스를 더 공급하는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 제조장치.
상호 대향하는 천정과 바닥 및 이들 사이의 내부공간을 에워싸는 벽체를 포함하는 리액터를 준비하는 단계;

상기 천정에 열흡수 재질의 마운트를 설치하는 단계;

상기 마운트의 저면에 GaN 기판을 장착하는 단계;

상기 GaN 기판에 대응하여 상기 내부공간의 하부에 GaN 소스가스들을 준비하는 단계; 및

상기 내부공간의 상부와 하부를 가열하되 하부를 상부에 비해 높은 온도로 가열함으로써 상기 내부공간에 유도되는 순환대류를 이용하여 상기 GaN 소스가스들을 상기 GaN 기판 상에 공급하여 GaN 단결정을 에피텍셜 성장시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 잉고트의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 내부공간의 상부는 300 내지 900℃의 온도범위로 가열되고, 하부는 500 내지 1200℃의 온도범위로 가열되는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 잉고트의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 리액터의 내부압력은 1 내지 10 기압으로 유지되는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 잉고트의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 GaN 소스가스들을 준비하는 단계:는

GaCl 가스를 준비하는 단계; 및

NH₃ 가스를 준비하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 잉고트의 제조방법.
제 11 항에 있어서,

상기 GaCl 가스를 준비하는 단계:는

Ga 메탈을 준비하는 단계; 및

상기 Ga 메탈에 HCl 가스를 공급하여 GaCl 가스를 발생시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 잉고트의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 내부공간에 수소, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 이송가스가 더 공급되는 것을 특징으로 하는 GaN 단결정 잉고트의 제조방법.
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