KR100938000B1 - MANUFACTURE METHOD FOR ZnO BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR CRYSTAL AND ZnO BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR SUBSTRATE - Google Patents

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다카후미 야오
조명환
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스탄레 덴끼 가부시키가이샤
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도쿄 덴파 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 양호한 ZnO계 화합물 반도체결정을 얻을 수 있는 ZnO계 화합물 반도체결정의 제조방법을 제공한다. The present invention provides a method for producing a ZnO-based compound semiconductor crystal from which a good ZnO-based compound semiconductor crystal can be obtained.

본 발명은 (0001)면에서 구성되는 복수의 테라스가, m축 방향으로 계단상으로 이어진 주표면을 구비하고, 전기 복수의 테라스가 정하는 계단의, (0001)면을 기준으로 한 경사각이 2°이하인 ZnO 기판을 준비하고, 주표면상에, ZnO계 화합물 반도체 결정을 성장시킨다. According to the present invention, a plurality of terraces constituted by (0001) planes have a main surface extending in a step shape in the m-axis direction, and an inclination angle based on the (0001) planes of the stairs defined by the plurality of terraces is 2 °. The following ZnO substrates are prepared, and ZnO-based compound semiconductor crystals are grown on the main surface.

반도체결정, ZnO, 테라스, 계단, 표면경사도 Semiconductor Crystal, ZnO, Terrace, Stair, Surface Slope

Description

ZnO계 화합물 반도체 결정의 제조방법, 및 ZnO계 화합물 반도체기판 {MANUFACTURE METHOD FOR ZnO BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR CRYSTAL AND ZnO BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR SUBSTRATE} Method for producing a compound based on a semiconductor compound semiconductor crystal, and a compound based on a nano compound semiconductor substrate {MANUFACTURE METHOD FOR ZnO BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR CRYSTAL AND ZnO BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR SUBSTRATE}

도 1은 실시예에 따른 ZnO계 화합물 반도체 결정의 결정성장용 기판을 나타내는 개략적인 일부 파단(破斷)사시도이다.1 is a schematic partially broken perspective view showing a substrate for crystal growth of ZnO based compound semiconductor crystals according to an embodiment.

도2는 실시예에 따른 ZnO계 화합물 반도체 기판을 나타내는 개략적인 일부 파단 사시도이다.2 is a schematic partially broken perspective view illustrating a ZnO-based compound semiconductor substrate according to an embodiment.

도3a 내지 도3j는 본 발명자들이 m축 또는 a축 방향으로 다양한 표면경사각을 갖는 ZnO(0001) 기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층의 표면을, 원자력 현미경(atomic force microscope, AFM)으로 촬영한 AFM 상(像)이다.3A to 3J are AFM images of the surface of a ZnO single crystal layer grown on a ZnO (0001) substrate having various surface inclination angles in the m-axis or a-axis direction by an atomic force microscope (AFM). It is an image.

도 4는 ZnO 단결정층의 표면거칠기(root-mean-square, RMS)의 표면경사각 의존성을 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the surface tilt angle dependence of the surface roughness (root-mean-square, RMS) of the ZnO single crystal layer.

도 5는 ZnO 단결정층의 전자 이동도의 표면경사각 의존성을 나타내는 측정결과이다.  5 is a measurement result showing the surface tilt angle dependence of the electron mobility of the ZnO single crystal layer.

〈도면의 부호에 대한 설명〉<Description of Symbols in Drawings>

5: 결정성장용 기판 5: substrate for crystal growth

5a: 제1테라스5a: first terrace

15: ZnO계 화합물 반도체 결정층15: ZnO-based compound semiconductor crystal layer

15a: 제2테라스15a: 2nd Terrace

20: ZnO계 화합물 반도체 기판20: ZnO-based compound semiconductor substrate

본 발명은 산화아연(ZnO)계 화합물 반도체결정의 제조방법, 및 ZnO계 화합물 반도체기판에 관한 것이다. ZnO 등의 ZnO계 화합물 반도체는 와이드 갭 반도체의 하나로서, 그 여기자(勵起子) 결합 에너지는 60meV 정도로 크다. 그 ZnO계 화합물반도체를 활성층 재료로서 이용하여 발광소자를 구성하는 것에 의해, 질화갈륨계(GaN계) 화합물반도체를 활성층 재료로서 이용한 발광소자보다 발광효율이 높은 소자를 얻는 것이 이론상으로 가능하다. The present invention relates to a method for producing a zinc oxide (ZnO) compound semiconductor crystal, and a ZnO compound semiconductor substrate. ZnO-based compound semiconductors such as ZnO are one of the wide gap semiconductors, and their exciton bonding energy is as large as 60 meV. By constructing a light emitting device using the ZnO compound semiconductor as an active layer material, it is theoretically possible to obtain a device having a higher luminous efficiency than a light emitting device using a gallium nitride based compound semiconductor as an active layer material.

이 때문에, ZnO계 화합물 반도체는 청색발광소자 또는 자외발광소자에서의 활성층의 재료 등으로 기대되고 있다. For this reason, ZnO-based compound semiconductors are expected to be used as materials for active layers in blue light emitting devices or ultraviolet light emitting devices.

ZnO계 화합물 반도체를 발광소자의 활성층 재료로서 이용하기 위해서는, 우선 그 화합물 반도체의 단(單)결정층을 얻는 것을 필요로 한다. In order to use a ZnO-based compound semiconductor as an active layer material of a light emitting element, first, it is necessary to obtain a single crystal layer of the compound semiconductor.

ZnO계 화합물반도체의 단결정층은, 예를 들어 분자선 에피타시(molecularbeam epitaxy; MBE)나 레이저 어블레이션(ablation) 증착법에 의해, a 면 사파이어(sapphire) 기판상 또는 c 면 사파이어 기판상에 직접 또는 템플레이트층을 개재하여 형성된다. The single crystal layer of ZnO-based compound semiconductor is directly or templated on a surface sapphire substrate or c surface sapphire substrate, for example, by molecular beam epitaxy (MBE) or laser ablation deposition. It is formed through a layer.

ZnO계 화합물반도체의 결정구조는 육방결정의 하나인 우르츠광(鑛)구조이고, 다. a 면 사파이어 기판상 또는 c 면 사파이어 기판상에서의 결정성장은, 통상 - c 축(산소(O)면)방향으로 일으킨다. 템플레이트층으로서 예를 들면 갈륨(Ga)면 GaN막을 이용한 경우에는, ZnO계 화합물 반도체를 그 + c축(아연(Zn)면)방향으로 결정성장시키는 것도 가능하다. 또한 Zn면 ZnO기판에 있어서도 +c축 방향으로 결정 성장시킬 수 있다. The crystal structure of the ZnO-based compound semiconductor is a wurtzite structure, which is one of hexagonal crystals. Crystal growth on the a-plane sapphire substrate or the c-plane sapphire substrate is usually caused in the -c axis (oxygen (O) plane) direction. For example, when a gallium (Ga) plane GaN film is used as the template layer, it is also possible to crystal-grow the ZnO-based compound semiconductor in the + c-axis (zn plane) direction. Also in the Zn plane ZnO substrate, crystal growth can be performed in the + c axis direction.

ZnO계 화합물 반도체를 예를 들면 발광소자의 활성화층으로서 이용하기 위해서는, 결정결함이 적은 단결정층을 얻는 것이 바람직하다. 그러나 ZnO계 화합물 반도체의 단결정중에는 결정결함이 생기기 쉽다. In order to use a ZnO compound semiconductor, for example as an activation layer of a light emitting element, it is preferable to obtain a single crystal layer with few crystal defects. However, crystal defects tend to occur in the single crystal of the ZnO compound semiconductor.

본 발명자들은 육방정 결정구조의 ZnO계 화합물 반도체를 성장시키는 데에 바람직한 결정성장용 기판 등을 발명하였다. 예를 들면 일본 특허공개 2003-282602호 공보와 그 대응 미국특허 제6,673,478호를 참조하라. 이 결정성장용 기판은 사파이어 기판을 이용하고 있으나, 사파이어 기판에는 도전성이 없고, 기판 이면에 전극을 설치할 수 없다. The inventors have invented a crystal growth substrate and the like which are suitable for growing a ZnO compound semiconductor having a hexagonal crystal structure. See, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-282602 and its corresponding US Pat. No. 6,673,478. The sapphire substrate is used as the crystal growth substrate, but the sapphire substrate is not conductive and electrodes cannot be provided on the back surface of the substrate.

본 발명의 목적은 양질의 ZnO계 화합물 반도체결정을 얻을 수 있는 ZnO계 화합물 반도체결정의 제조방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method for producing a ZnO compound semiconductor crystal capable of obtaining a high quality ZnO compound semiconductor crystal.

또한 본 발명의 목적은 고품질의 ZnO계 화합물 반도체기판을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a high quality ZnO based compound semiconductor substrate.

본 발명의 일관점에 따르면, (A) (0001)면에서 구성되는 복수의 테라스(terrace)가, m축방향으로 계단상으로 연속적으로 배치된 주표면을 구비하고, 전기 복수의 테라스가 정하는 계단의, (0001)면을 기준으로 한 경사각이 2°이하인 ZnO기판을 준비하는 공정과, (B) 전기 주표면상에, ZnO계 화합물 반도체결저을 성장시키는 공정을 갖는 ZnO계 화합물 반도체결정의 제조방법이 제공된다. According to the consistency point of this invention, the several terraces comprised by (A) (0001) surface have the main surface arrange | positioned continuously in the step shape in the m-axis direction, and the stairs which a plurality of terraces decide Preparation of a ZnO-based compound semiconductor crystal having a step of preparing a ZnO substrate having an inclination angle of 2 ° or less with respect to the (0001) plane, and (B) growing a ZnO-based compound semiconductor bottom on the electrical main surface A method is provided.

또한 본 발명의 다른 관점에 따르면, (0001)면에서 구성되는 복수의 테라스가, m축 방향으로 계단상으로 연속적으로 배치된 주표면을 구비하고, 전기 복수의 테라스가 정하는 계단의, (0001)면을 기준으로 한 경사각이 2°이하인 ZnO 단결정의 하지기판(下地基板)과, 전기 하지기판의 주표면상에 형성된 ZnO계 화합물 반도체로 되는 에피타셜(epitaxial) 성장층을 갖는 ZnO계 화합물 반도체기판이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a plurality of terraces constituted by the (0001) plane have a main surface continuously arranged in a step shape in the m-axis direction, and (0001) of the stairs defined by the plurality of terraces. ZnO compound semiconductor substrate having an epitaxial growth layer consisting of a ZnO single crystal base substrate having an inclination angle of 2 ° or less from a plane and a ZnO compound semiconductor formed on the main surface of the electric base substrate This is provided.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 이하 상술한다.Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 ZnO계 화합물 반도체 결정의 제조방법을 설명한다. A method of manufacturing a ZnO-based compound semiconductor crystal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 실시예에 따른 ZnO계 화합물 반도체 결정의 결정성장용 기판을 나타내는 개략적인 일부파단(破斷)사시도이다. 1 is a schematic partially broken perspective view showing a substrate for crystal growth of ZnO-based compound semiconductor crystals according to an embodiment.

결정성장용 기판(5)은 육방정계의 우르츠광(Wurtzite)형 결정구조를 구비하는 ZnO 단결정으로 형성된다. 이하의 설명을 위하여, 결정성장용 기판(5)에서의 결정축(a축, c축, 그리고 m 축)의 방향을 나타내는 좌표계 C1을 도시하였다. 좌표계 C1에서, 밀러지수(MIRROR INDEX)[0001]로 나타내는 c축, 미러지수[1-100]으로 나타 내는 m축, 그리고 밀러지수 [11-20]으로 나타내는 a축은 서로 직교한다. 또한 밀러지수를 표기하는 경우, 부(負) 값에 대해서는 숫자의 위에 「바아(bar)」를 부기하는 것이 본래의 표기법이나, 본 명세서, 특허청구의 범위, 그리고 도면에서는 좌측에 마이너스 기호「-」를 부기하여 그 우측의 수치가 부인 것을 나타낸다. The crystal growth substrate 5 is formed of a ZnO single crystal having a hexagonal wurtzite crystal structure. For the following description, the coordinate system C1 which shows the direction of the crystal axis (a-axis, c-axis, and m-axis) in the crystal growth substrate 5 is shown. In the coordinate system C1, the c axis represented by the mirror index (MIRROR INDEX) [0001], the m axis represented by the mirror index [1-100], and the a axis represented by the mirror index [11-20] are orthogonal to each other. In addition, in the case of a Miller index, the "bar" above the number for the negative value is the original notation, but in the present specification, the claims, and in the drawings, the minus sign "- Is added to indicate that the value on the right is denied.

결정성장용 기판(5)의 주표면은, ZnO 단결정의 m축 방향으로 계단상으로 연속되는 다수의 (0001) 면으로 된 제1테라스(5a), 그리고 서로 인접하는 제1테라스(5a)사이를 접속하는 스텝(step)에 의해 구성된다. 또한 제1테라스(5a)는 ZnO 면이다. 여기서 “주표면”이라 함은 반도체 결정이 성장하는 웨이퍼의 앞면을 의미한다.The main surface of the crystal growth substrate 5 is formed between the first terraces 5a having a plurality of (0001) planes successively stepped in the m-axis direction of the ZnO single crystal, and the first terraces 5a adjacent to each other. It is comprised by the step of connecting. In addition, the first terrace 5a is a ZnO plane. Here, the "main surface" means the front surface of the wafer on which semiconductor crystals grow.

하단의 제1테라스(5a)로부터 상단의 제1테라스(5a)에 걸친 경사각((0001)면을 기준으로 한 주표면의 경사각, 전체 경사각)은, 2°이하, 바람직하기로는, 0.1° 이상 1°이하로 되도록 선정된다.The angle of inclination (the angle of inclination of the main surface and the total angle of inclination relative to the (0001) plane) from the lower first terrace 5a to the upper first terrace 5a is 2 ° or less, preferably 0.1 ° or more. It is selected to be less than 1 °.

그리고 1스텝의 높이는 예를 들면 2분자층의 두께(대략 0.52nm)이다.The height of one step is, for example, the thickness of the two-molecule layer (approximately 0.52 nm).

제1테라스(5a)를 갖는 결정성자용 기판(ZnO 기판)(5)는 예를 들면, 평탄한 (0001)면을 갖는 ZnO 기판에, 경사연마, 그리고 산소분위기중에서의 어닐링 등의 처리를 함으로써 만들 수 있다.The crystalline substrate (ZnO substrate) 5 having the first terrace 5a is made by, for example, treating a ZnO substrate having a flat (0001) surface with a gradient polishing and annealing in an oxygen atmosphere. Can be.

산소분위기중에서의 어닐링에 의하여 결정성장용 기판(ZnO 기판)(5)에 복수의 제1테라스를 형성하는 경우, 그 어닐링 조건은 예를 들면 1000℃, 1시간이다.In the case where a plurality of first terraces are formed on the crystal growth substrate (ZnO substrate) 5 by annealing in an oxygen atmosphere, the annealing conditions are, for example, 1000 ° C for 1 hour.

그리고 결정성장용 기판(ZnO 기판)(5)의 결정구조, 그리고 (0001)면을 기준으로 한 주표면의 경사각은, 예를 들면 X선 회절장치를 이용하여 확인할 수 있다.The crystal structure of the crystal growth substrate (ZnO substrate) 5 and the inclination angle of the main surface with respect to the (0001) plane can be confirmed using, for example, an X-ray diffraction apparatus.

이하, MBE 법에 의해 산화아연(ZnO) 단결정층을 형성하는 경우를 예를 들어, ZnO계 화합물 반도체 결정의 제조방법에 대하여 설명한다. 그리고 MBE 법을 실시하기에 앞서, 서멀 클리닝(thermal cleaning)(열처리)을 행하는 것이 일반적이다. 서멀 클리닝은 예를 들면 600~1000℃에서 약 30분간 행한다. Hereinafter, the manufacturing method of a ZnO type compound semiconductor crystal is demonstrated, for example, when forming a zinc oxide (ZnO) single crystal layer by MBE method. And before performing MBE method, it is common to perform thermal cleaning (heat processing). Thermal cleaning is performed for about 30 minutes at 600-1000 degreeC, for example.

결정성장용 기판(5)을 MBE장치의 성장실내의 기판홀더에 장착하고, 기판온도를 300~500℃(예를 들면 350℃)로 하고, 결정성장용 기판(5)에 아연(Zn) 빔(아연 분자선) 및 산소(O) 라디칼 빔(radical beam)(산소 라디칼 분자선)을 조사하여, 막두께가 30~100nm 의 산화아연(ZnO) 버퍼층을 형성한다. The crystal growth substrate 5 is mounted on the substrate holder in the growth chamber of the MBE apparatus, the substrate temperature is 300 to 500 ° C (for example 350 ° C), and the zinc (Zn) beam is placed on the crystal growth substrate 5. (Zinc molecular beams) and oxygen (O) radical beams (oxygen radical molecular beams) are irradiated to form a zinc oxide (ZnO) buffer layer having a film thickness of 30 to 100 nm.

Zn 빔 및 O 라디칼 빔의 조사를 일단 중지하고, ZnO 버퍼층 표면의 평탄성을 개선한다. 이 평탄성의 개선은 예를 들면 기판온도를 700~ 1000℃로 하고, 10~30분간 열처리(고온 클리닝)를 실시하는 것에 의하여 행할 수 있다. The irradiation of the Zn beam and the O radical beam is once stopped and the flatness of the ZnO buffer layer surface is improved. This flatness improvement can be performed by, for example, performing a heat treatment (high temperature cleaning) for 10 to 30 minutes at a substrate temperature of 700 to 1000 ° C.

기판온도를 ZnO 결정의 성장온도, 예를 들면 650~700℃로 하고 나서, ZnO 버퍼층에 Zn 빔 및 O 라디칼 빔을 동시에 조사하고, ZnO 버퍼층상에서 ZnO 결정을 그 +c 면(아연(Zn)면) 방향으로, 약 1㎛ 성장시킨다. The substrate temperature is a growth temperature of ZnO crystals, for example, 650 to 700 ° C., and then the ZnO buffer layer is irradiated with Zn beams and O radical beams simultaneously, and the ZnO crystals are formed on the ZnO buffer layer by the + c plane (zn plane). In the direction of 1).

도2는 본 발명의 실시예에 따른 ZnO 계 화합물 반도체 기판을 나타내는 개략적인 일부절단 사시도이다. 도1를 참조하여 설명한 과정을 거쳐, 본 도면에 나타낸 ZnO계 화합물 반도체 기판(20)이 제조된다. 2 is a schematic partially cut perspective view illustrating a ZnO based compound semiconductor substrate according to an embodiment of the present invention. Through the process described with reference to FIG. 1, the ZnO compound semiconductor substrate 20 shown in this figure is manufactured.

ZnO계 화합물 반도체기판(20)은 결정성장용기판(하지기판)(5)과, 결정성장용기판(5)에 형성된 ZnO계 화합물 반도체 결정층(15)을 갖는다. 필요에 따라, 양자사이에 ZnO계 화합물 반도체에 의해 형성된 막두께 30~100㎚의 버퍼층을 설치할 수 있다. The ZnO compound semiconductor substrate 20 has a crystal growth substrate (base substrate) 5 and a ZnO compound semiconductor crystal layer 15 formed on the crystal growth substrate 5. If necessary, a buffer layer having a film thickness of 30 to 100 nm formed of a ZnO-based compound semiconductor can be provided between them.

도1과 마찬가지로, 도2에 도시한 ZnO 계 화합물 반도체 결정층(15)에서의 결정축(a축, c축, 및 m축)의 방향을 나타내는 좌표계 C2를 도시했다. 이 도면에서 밀러지수 [0001]로 나타내는 c축, 밀러지수 [1-100]로 나타내는 m축, 그리고 밀러지수 [11-20]로 나타내는 a축은, 서로 직교한다. ZnO계 화합물 반도체 결정층(15)에서의 a축, m축 및 c축은 결정성장용 기판(ZnO)(5)에서의 a축, m축 및 c축에 각각 평행하다. 1, the coordinate system C2 which shows the direction of the crystal axis (a-axis, c-axis, and m-axis) in the ZnO type compound semiconductor crystal layer 15 shown in FIG. In this figure, the c-axis shown by the Miller index [0001], the m-axis shown by the Miller index [1-100], and the a-axis shown by the Miller index [11-20] are orthogonal to each other. The a-axis, m-axis, and c-axis in the ZnO-based compound semiconductor crystal layer 15 are parallel to the a-axis, m-axis, and c-axis in the crystal growth substrate (ZnO) 5, respectively.

ZnO 계 화합물 반도체 결정층(15)은, 결정성장용기판(ZnO)(5)상에 +c면(Zn면)에서 성장하고 있고, m축 방향으로 계단상으로 이어지는 다수의 (0001)면으로 되는 제2테라스(15a),그리고 서로 인접하는 제2테라스(15a) 사이를 접속하는 스텝을 포함한다. The ZnO-based compound semiconductor crystal layer 15 is grown on the crystal growth substrate (ZnO) 5 in the + c plane (Zn plane) and in a plurality of (0001) planes extending stepwise in the m-axis direction. And a step of connecting the second terrace 15a and the second terrace 15a adjacent to each other.

ZnO계 화합물 반도체 결정층(15)은, 에픽타셜 성장에 의하여 형성되기 때문에, 하단의 제2테라스(15a)로부터 상단의 제2테라스(15a)에 걸친 경사각은, 하지(下地)인 결정성장용 기판(하지기판)(5)에서의 경사각을 선정하는 것에 의해, 조정가능하고, 2°이하, 바람직하기로는, 0.1°이상 1°이하로 된다.Since the ZnO-based compound semiconductor crystal layer 15 is formed by epitaxial growth, the inclination angle from the second terrace 15a at the lower end to the second terrace 15a at the upper end is used for crystal growth. By selecting the inclination angle in the substrate (substrate substrate) 5, the angle is adjustable and is 2 ° or less, preferably 0.1 ° or more and 1 ° or less.

또한 1스텝의 높이는 예를 들면 2분자층의 두께(대략 0.52nm)이다. The height of one step is, for example, the thickness of the two-molecule layer (approximately 0.52 nm).

그리고 ZnO계 화합물 반도체 결정층(15)의 결정구조, 그리고 상기의 경사각은 예를 들면 X선 회절장치를 이용하여 확인할 수 있다. The crystal structure of the ZnO-based compound semiconductor crystal layer 15 and the inclination angle can be confirmed using, for example, an X-ray diffraction apparatus.

본 발명자들은 상기와 같이, m축 방향으로 표면 경사각을 갖는 결정성장용 기판(5) 상에 ZnO계 화합물 반도체 결정층(15)을 결정 성장시키는 것에 의해서, 양질의 ZnO계 화합물 반도체 결정층(15)을 얻을 수 있는 것을 확인했다. The present inventors crystal-grow the ZnO-based compound semiconductor crystal layer 15 on the crystal growth substrate 5 having the surface inclination angle in the m-axis direction as described above, thereby providing a high-quality ZnO-based compound semiconductor crystal layer 15 Checked out).

도 3a~3j는 본 발명자들이 m축 또는 a축 방향으로 표면경사각을 ZnO(0001) 기판((0001)면이 노출한 테라스가 주 표면을 구성하는 기판)상에 성장시킨 ZnO 단결정층의 표면을, 원자력 현미경(atomic force microscope, AFM)을 이용하여 촬영한 AFM 상이다. 3A to 3J illustrate the surface of a ZnO single crystal layer in which the inventors have grown a surface inclination angle on a ZnO (0001) substrate (a substrate on which a terrace exposed by the (0001) surface constitutes a main surface) in the m-axis or a-axis direction. , AFM image taken using an atomic force microscope (AFM).

도3a, 3c, 3e, 3g, 및 3i에 대하여, 화상부분은 ZnO 단결정층 표면에서의 5㎛ × 5㎛ 의 크기의 영약을 나타낸다. 그리고 도3b, 3d, 3f, 3h, 및 3j에 대하여, 화상부분은 ZnO 단결정표면에서의 1㎛×1㎛의 크기의 영역을 나타낸다. For FIGS. 3A, 3C, 3E, 3G, and 3i, the image portion shows a size of 5 mu m x 5 mu m on the surface of the ZnO single crystal layer. 3B, 3D, 3F, 3H, and 3J, the image portion shows an area of 1 mu m x 1 mu m on the ZnO single crystal surface.

도 3a 및 3b를 참조한다. 이 2매의 사진은 m축 방향으로 0.2° 표면경사각을 갖는 ZnO 기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층의 표면의 AFM 상이다. See FIGS. 3A and 3B. These two photographs are AFM images of the surface of a ZnO single crystal layer grown on a ZnO substrate having a 0.2 ° surface tilt angle in the m-axis direction.

도3a에 도시한 5㎛ × 5㎛ 크기의 영역에서의 표면거칠기 RMS는 0.4nm이었다. 그리고 도 3b에 도시한 1㎛ × 1㎛ 크기의 영역에서의 RMS는 0.3nm 이었다. 이와 같이, m축 방향으로 0.2° 표면경사각을 갖는 ZnO 기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층의 표면은 평탄하고, 우수한 표면형상을 나타내고 있다. The surface roughness RMS in the region of 5 mu m x 5 mu m size shown in Fig. 3a was 0.4 nm. And RMS in the 1 micrometer x 1 micrometer size area | region shown in FIG. 3B was 0.3 nm. As described above, the surface of the ZnO single crystal layer grown on the ZnO substrate having a 0.2 ° surface tilt angle in the m-axis direction is flat and exhibits excellent surface shape.

도 3c 및 도3d를 참조한다. 이 2매의 사진은 m축 방향으로 2° 표면경사각을 갖는 ZnO 기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층의 표면의 AFM 상이다. See FIGS. 3C and 3D. These two photographs are AFM images of the surface of a ZnO single crystal layer grown on a ZnO substrate having a 2 ° surface tilt angle in the m-axis direction.

도 3c에 도시한 5㎛ × 5㎛ 크기의 영역에서의 표면거칠기 RMS는 1.3nm이고, 도 3d에 도시한 1㎛ × 1㎛ 크기의 영역에서의 RMS는 1.0nm 이었다. m축 방향으로 0.2° 표면경사각을 갖는 ZnO 기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층의 표면 정도는 아니나, 평탄하고, 우수한 표면성상(表面性狀)을 나타내고 있다. The surface roughness RMS in the region of 5 μm × 5 μm shown in FIG. 3C was 1.3 nm, and the RMS in the region of 1 μm × 1 μm shown in FIG. 3D was 1.0 nm. The surface of the ZnO single crystal layer grown on the ZnO substrate having a 0.2 ° surface inclination angle in the m-axis direction is not flat but exhibits a flat and excellent surface property.

도 3e 및 도3f를 참조한다. 이 2매의 사진은 m축 방향으로 4° 표면경사각을 갖는 ZnO 기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층의 표면의 AFM 상이다. See FIGS. 3E and 3F. These two photographs are AFM images of the surface of a ZnO single crystal layer grown on a ZnO substrate having a 4 ° surface tilt angle in the m-axis direction.

도 3e에 도시한 5㎛ × 5㎛ 크기의 영역에서의 표면거칠기 RMS는 4.0nm이고, 도 3f에 도시한 1㎛ × 1㎛ 크기의 영역에서의 RMS는 2.2m 이었다. m축 방향으로 2° 표면경사각을 갖는 ZnO 기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층과 비교하면, 우수한 표면성상을 나타내고 있다고는 하기 어렵다. The surface roughness RMS in the region of 5 μm × 5 μm shown in FIG. 3E was 4.0 nm, and the RMS in the region of 1 μm × 1 μm shown in FIG. 3F was 2.2 m. Compared with a ZnO single crystal layer grown on a ZnO substrate having a 2 ° surface inclination angle in the m-axis direction, it is difficult to show excellent surface properties.

도 3g 및 도3h를 참조한다. 이 2매의 사진은 a축 방향으로 2° 표면경사각을 갖는 ZnO 기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층의 표면의 AFM 상이다. See FIGS. 3G and 3H. These two photographs are AFM images of the surface of a ZnO single crystal layer grown on a ZnO substrate having a 2 ° surface tilt angle in the a-axis direction.

도 3g에 도시한 5㎛ × 5㎛ 크기의 영역에서의 표면거칠기 RMS는 2.9nm이고, 도 3h에 도시한 1㎛ × 1㎛ 크기의 영역에서의 RMS는 1.9m 이었다. m축 방향으로 동일한 각도(2°)만큼의 표면경사각을 갖는 ZnO 기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층과 비교하면, 표면성상이 좋지 않다. 표면경사각은 a축 방향보다 m축 방향을 취하는 것이 효과적이라는 것을 알 수 있다. The surface roughness RMS in the region of 5 μm × 5 μm shown in FIG. 3G was 2.9 nm, and the RMS in the region of 1 μm × 1 μm shown in FIG. 3H was 1.9 m. Compared with a ZnO single crystal layer grown on a ZnO substrate having a surface inclination angle equal to the same angle (2 °) in the m-axis direction, the surface properties are not good. It can be seen that the surface inclination angle is effective to take the m-axis direction rather than the a-axis direction.

도 3i 및 도3j를 참조한다. 이 2매의 사진은 a축 방향으로 4° 표면경사각을 갖는 ZnO 기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층의 표면의 AFM 상이다. See FIGS. 3I and 3J. These two photographs are AFM images of the surface of the ZnO single crystal layer grown on a ZnO substrate having a 4 ° surface tilt angle in the a-axis direction.

도 3i에 도시한 5㎛ × 5㎛ 크기의 영역에서의 표면거칠기 RMS는 4.1nm이고, 도 3j에 도시한 1㎛ × 1㎛ 크기의 영역에서의 RMS는 3.2m 이었다. a축 방향으로 표면경사각을 2°로 한 경우와, 그리고 m축 방향으로 표면경사각을 4°로 한 경우 보다 표면성상(表面性狀)이 좋지 않다. The surface roughness RMS in the region of 5 μm × 5 μm shown in FIG. 3I was 4.1 nm, and the RMS in the region of 1 μm × 1 μm shown in FIG. 3J was 3.2 m. The surface properties are worse than when the surface inclination angle is 2 ° in the a-axis direction and when the surface inclination angle is 4 ° in the m-axis direction.

본 발명자들은 m축 또는 a축 방향으로 각각 표면경사각을 취하여, ZnO(0001) 기판상에 ZnO 단결정층을 성장시켜, 표면 거칠기(RMS)를 측정하였다.The present inventors took a surface inclination angle in the m-axis or a-axis directions, respectively, and grew a ZnO single crystal layer on a ZnO (0001) substrate to measure surface roughness (RMS).

도4는 ZnO 단결정층의 표면 거칠기(RMS)의 표면 경사각 의존성을 나타내는 그래프이다. 4 is a graph showing the surface tilt angle dependence of the surface roughness (RMS) of the ZnO single crystal layer.

횡축은 표면경사각을 단위「도(°)」로 나타내었다. 횡축 우방향으로는 a축 방향으로 표면경사각을 갖게 한 경우이고, 좌방향으로는 m 축 방향으로 표면경사각을 갖게 한 경우이다. 종축은 표면거칠기를 1㎛ × 1㎛ 크기의 영역에서 RMS을 단위「nm」로 나타내었다. 그래프의 기울기로부터, 표면경사각은 a축방향보다 m축 방향으로 취하는 것에 의해서 표면의 평탄성을 획득하기 쉽다는 것을 알 수 있다. The horizontal axis represents the surface tilt angle in units of degrees. In the horizontal axis right direction, the surface inclination angle is provided in the a-axis direction, and in the left direction, the surface inclination angle is provided in the m axis direction. The vertical axis represents the surface roughness in RMS in units of "nm" in the region of 1 占 퐉 x 1 占 퐉. From the inclination of the graph, it can be seen that the surface inclination angle is easy to obtain the flatness of the surface by taking in the m-axis direction rather than the a-axis direction.

표면 경사각을 m축 방향으로 0.4°로 한 때에, 가장 평탄하고, 우수한 표면성상을 갖는 ZnO 단결정층이 얻어지고 있다. RMS를 1nm 이하로 하는 표면 경사각의 범위는, m축 방향에 대해서는 2°이하, a축 방향에 대해서는 0.8°이하인 것으로 판단된다. RMS를 0.5nm 이하로 하는 표면 경사각의 범위는 1°이하라고 판단된다. When the surface inclination angle is 0.4 ° in the m-axis direction, the ZnO single crystal layer having the most flat and excellent surface property is obtained. It is judged that the range of the surface inclination-angle which makes RMS 1 nm or less is 2 degrees or less with respect to the m-axis direction, and 0.8 degrees or less with respect to the a-axis direction. The range of the surface inclination angle which makes RMS 0.5 nm or less is judged to be 1 degrees or less.

그리고 m 축 방향으로 취한 표면경사각이 1°이하 인 때에는, ZnO 단결정층의 표면에, 테라스와 스텝(0.52 nm)이 명료하게 관찰되고, 스텝 번칭(step bunching)이 일어나지 않고 있다는 것이 확인되었다. 또한 m축 방향으로 취한 표면 경사각이 4°인 때에는 스텝 번칭이 일어났다는 것이 확인되었다. When the surface inclination angle taken in the m-axis direction was 1 ° or less, the terrace and the step (0.52 nm) were clearly observed on the surface of the ZnO single crystal layer, and it was confirmed that step bunching did not occur. It was also confirmed that step bunching occurred when the surface inclination angle taken in the m-axis direction was 4 °.

또한 다양하게 조건을 바꿔 실험을 반복하는 중에, 본 발명자들은 ZnO 단결정층의 횡방향으로의 성장에 대하여, m축 방향으로의 성장속도보다 a축방향으로의 성장속도가 빠르다는 것을 발견하였다. 따라서 표면경사각은 m 축 방향으로 취하는 것이 바람직하다고 생각된다. Further, while repeating the experiment under various conditions, the present inventors found that the growth rate in the a-axis direction is faster than the growth rate in the m-axis direction for the growth in the transverse direction of the ZnO single crystal layer. Therefore, it is thought that the surface inclination angle is preferably taken in the m axis direction.

다음에 본 발명자들은 m축 또는 a축 방향으로 다양하게 표면 경사각을 취하 여, Zn0(0001)기판상에 성장시킨 ZnO 단결정층의 전자이동도를 측정하여, 결정성이 좋고 나쁨을 검토하였다. Next, the present inventors measured the electron mobility of the ZnO single crystal layer grown on the Zn0 (0001) substrate by taking the surface inclination angle in the m-axis or a-axis direction in various ways, and examined the crystallinity good and bad.

도5는 ZnO 단결정층의 전자이동도의 표면 경사각 의존성을 나타내는 측정결과이다. 횡축은 표면 경사각을 단위 「도(°)」로 표시하였다. 횡축 우방향으로는 a축 방향으로 표면 경사각을 잡은 경우를 나타내었다. 종축은 전자이동도를 단위 「㎠/Vs」로 나타내었다. 그리고 ZnO 단결정층에는 불순물의 도프(dope)는 행하지 않았다. 5 is a measurement result showing the surface tilt angle dependence of the electron mobility of the ZnO single crystal layer. In the horizontal axis, the surface inclination angle is expressed in units of degrees. In the horizontal axis right direction, the surface inclination angle was taken in the a-axis direction. The vertical axis represents electron mobility in units "cm 2 / Vs". The ZnO single crystal layer was not doped with impurities.

표면 경사각을 m 축 방향으로 잡은 경우가 a축 방향으로 잡은 경우보다 전자이동도가 높고, 결정성이 양호한 ZnO 단결정층이 형성되어 있다는 것을 알 수 있다. It can be seen that the case where the surface inclination angle is taken in the m-axis direction is higher than the case in which the angle of inclination is taken in the a-axis direction and a ZnO single crystal layer having good crystallinity is formed.

표면 경사도를 m축 방향으로 0.4°로 한 때, 전자이동도가 가장 높고, 결정성이 가장 양호한 ZnO 단결정층이 형성되어 있다. 그리고 m축 방향으로 2°이하의 표면 경사도를 잡았을 때 ZnO 단결정층의 전자이동도가 100㎠/Vs를 초과한다는 것을 알 수 있다. 또한 표면경사도를 1°이하로 한 경우에는 전자이동도는 130㎠/Vs이상인 것으로 판단된다. When the surface gradient is 0.4 ° in the m-axis direction, the ZnO single crystal layer having the highest electron mobility and the best crystallinity is formed. And when the surface inclination of 2 degrees or less in the m-axis direction is taken, it can be seen that the electron mobility of the ZnO single crystal layer exceeds 100 cm 2 / Vs. In addition, when the surface gradient is less than 1 °, the electron mobility is judged to be 130 cm 2 / Vs or more.

그리고 표면경사도를 m축 방향으로 4°로 한 때, 전자이동도는 60㎠/Vs정도가 되고, AFM에 의해서도, 결정성이 양호하지 않은 것으로 확인되었다. When the surface gradient was 4 ° in the m-axis direction, the electron mobility became about 60 cm 2 / Vs, and it was confirmed by AFM that the crystallinity was not good.

a축 방향으로 표면경사도를 취한 경우는, 0.7°라도, 전자이동도는 100㎠/Vs 이하가 되고, 양호한 결정성이 얻을 수 없다는 것을 알았다. When surface inclination degree was taken in the a-axis direction, even if it is 0.7 degrees, electron mobility became 100 cm <2> / Vs or less, and it turned out that favorable crystallinity cannot be obtained.

도4 및 도5의 측정결과로부터, m축 방향으로의 표면경사각은 2°이하, 보다 바람직하기로는 0.1° 이상 1° 이하로 하면 좋다고 생각된다. 여기서, 「0.1°이상」으로 한 것은, 0.1°미만의 경우, 제1테라스 상에 결정성이 양호한 ZnO 단결정을 형성시키기 것이 어렵게 되기 때문이다. From the measurement results of FIGS. 4 and 5, it is considered that the surface inclination angle in the m-axis direction may be 2 ° or less, more preferably 0.1 ° or more and 1 ° or less. Here, "0.1 degrees or more" is because when it is less than 0.1 degrees, it becomes difficult to form ZnO single crystal with good crystallinity on the first terrace.

그리고 표면 경사각이 2°를 초과하면, ZnO 단결정의 성장에 앞서 일반적으로 행해지는 서멀 클리닝(열처리)에 의해 ZnO 단결정기판의 표면 모퍼러지(morphology)가 악화하여, 그 위에 결정성이 양호한 ZnO 단결정을 성장시키기 어려운 경우가 있다. If the inclination angle exceeds 2 °, the surface morphology of the ZnO single crystal substrate is deteriorated by thermal cleaning (heat treatment) which is generally performed prior to the growth of the ZnO single crystal. It may be difficult to grow them.

이상, 실시예에 따라 본 발명을 설명하였으나 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면 실시예에 있어서, Zn면(+c 면)의 하지기판을 이용하였으나, O면(-c면)의 하지기판이라도 좋다. 그 경우에도 m축 방향으로 표면 경사각을 취하는 것에 의하여, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 그와, 다양한 변경, 개량, 조합 등이 가능하다는 것은 당업자에게 자명하다. As mentioned above, although this invention was demonstrated according to the Example, this invention is not limited to these. For example, in the embodiment, the substrate of the Zn plane (+ c plane) is used, but the substrate of the O plane (-c plane) may be used. Even in that case, the same effect can be obtained by taking the surface inclination angle in the m-axis direction. It is apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like are possible.

본 발명은 ZnO계 화합물 반도체 결정의 제조에 이용가능하다. The present invention can be used for the production of ZnO-based compound semiconductor crystals.

또한 ZnO계 화합물 반도체 기판은 발광 다이오드나 레이저 발진기 등의 발광소자, 전계효과 트랜지스터나 바이폴라 트랜지스터 등의 회로소자, 또는 수광소자 등 각종의 반도체 디바이스에 이용가능하다. The ZnO-based compound semiconductor substrate can be used for various semiconductor devices such as light emitting devices such as light emitting diodes and laser oscillators, circuit devices such as field effect transistors and bipolar transistors, or light receiving devices.

본 발명에 따르면 ZnO계 화합물 반도체결정의 결정성(結晶性)을 향상시키는 측면에서는, ZnO계 화합물 반도체를 그 +c축 (Zn면)성장시키는 것이 바람직하다. According to the present invention, from the viewpoint of improving the crystallinity of the ZnO-based compound semiconductor crystal, it is preferable to grow the ZnO-based compound semiconductor in the + c-axis (Zn plane).

상술의 ZnO계 화합물 반도체결정의 제조방법을 이용하는 것에 의해, ZnO계 화합물 반도체를 +c축(Zn면)방향으로 성장시킬 수 있으며, 또한 양질의 ZnO계 화합물 반도체결정을 얻을 수 있다.By using the above-described method for producing a ZnO-based compound semiconductor crystal, the ZnO-based compound semiconductor can be grown in the + c-axis (Zn plane) direction and a high-quality ZnO-based compound semiconductor crystal can be obtained.

Claims (18)

(A) (0001)면에서 구성되는 복수의 테라스가 m축 방향으로 계단상으로 이어진 주표면을 구비하고, 전기 복수의 테라스가 정하는 계단의, (0001)면을 기준으로 한 경사각이 0.1° 이상 1°이하인 ZnO 기판을 준비하는 공정과, (A) The plurality of terraces constituted by the (0001) plane have a main surface extending in the m-axis direction, and the inclination angle based on the (0001) plane of the stairs defined by the plurality of terraces is 0.1 ° or more. Preparing a ZnO substrate of 1 ° or less, (B) 전기 주표면상에, ZnO계 화합물 반도체 결정을 성장시키는 공정을 포함하는 ZnO계 화합물 반도체 결정의 제조방법.(B) A method for producing a ZnO-based compound semiconductor crystal, comprising the step of growing a ZnO-based compound semiconductor crystal on the electrical main surface. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 공정 (B) 전에, ZnO 기판의 주표면상에 ZnO을 포함하는 버퍼층을 형성하는 공정을 포함하는 ZnO계 화합물 반도체 결정의 제조방법.The method for producing a ZnO-based compound semiconductor crystal according to claim 1, comprising the step of forming a buffer layer containing ZnO on the main surface of the ZnO substrate before the step (B). 제 1 항에 있어서, 상기 공정 (A)는, 상기 ZnO 기판의 평탄한 (0001)면을 경사연마하는 공정, 그리고 상기 연마된 ZnO 기판을 산소분위기중에서 어닐링을 하는 공정을 포함하는 ZnO계 화합물 반도체 결정의 제조방법.The ZnO-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the step (A) comprises a step of gradient polishing a flat (0001) surface of the ZnO substrate and annealing the polished ZnO substrate in an oxygen atmosphere. Manufacturing method. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 공정 (B)는, ZnO계 화합물 반도체 결정을 0보다 크고 1nm 이하의 RMS 표면거칠기를 갖도록 성장하는 것을 특징으로 하는 ZnO계 화합물 반도체 결정의 제조방법.The method for producing a ZnO compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the step (B) grows the ZnO compound semiconductor crystal to have an RMS surface roughness of greater than 0 and 1 nm or less. 제 1 항에 있어서, 상기 공정 (B)는, 분자선 에피타시를 이용하여 상기 주표면상에 ZnO계 화합물 반도체 결정을 성장하는 것을 특징으로 하는 ZnO계 화합물 반도체 결정의 제조방법.The method for producing a ZnO-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein in the step (B), a ZnO-based compound semiconductor crystal is grown on the main surface using a molecular beam epitaxy. 제 1 항에 있어서, 상기 (0001)면의 인접하는 테라스들을 접속하는 스텝의 높이는 2분자층의 두께에 대응하는 것을 특징으로 하는 ZnO계 화합물 반도체 결정의 제조방법.The method of manufacturing a ZnO-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the height of the step of connecting adjacent terraces of the (0001) plane corresponds to the thickness of the two-molecule layer. (0001)면에서 구성되는 복수의 테라스가, m축 방향으로 계단상으로 이어진 주표면을 구비하고, 전기 복수의 테라스가 정하는 계단의, (0001)면을 기준으로 한 경사각이 0.1°이상 1°이하인 ZnO 단결정의 하지 기판과, The plurality of terraces constituted by (0001) planes have a main surface extending in the m-axis direction, and the inclination angle with respect to the (0001) planes of the stairs defined by the plurality of terraces is 0.1 ° or more and 1 °. A base substrate of ZnO single crystals, 전기 하지기판의 주표면상에 형성된 ZnO계 화합물 반도체로 되는 에피타셜 성장층을 갖는 ZnO계 화합물 반도체기판.A ZnO compound semiconductor substrate having an epitaxial growth layer of a ZnO compound semiconductor formed on a main surface of an electric substrate. 삭제delete 제 9 항에 있어서, 상기 하지 기판의 주표면 위와 에피타셜 성장층 아래에 ZnO을 포함하는 버퍼층을 형성한 ZnO계 화합물 반도체기판.10. The ZnO compound semiconductor substrate according to claim 9, wherein a buffer layer containing ZnO is formed on the main surface of the substrate and under the epitaxial growth layer. 삭제delete 제 9 항에 있어서, 상기 에피타셜 성장층은 0보다 크고 1nm 이하의 RMS 표면거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 ZnO계 화합물 반도체기판. 10. The ZnO-based compound semiconductor substrate of claim 9, wherein the epitaxial growth layer has an RMS surface roughness of greater than 0 and less than 1 nm. 제 9 항에 있어서, 상기 하지 기판의 주표면의 (0001)면의 인접하는 테라스들을 접속하는 스텝의 높이는 2분자층의 두께에 대응하는 것을 특징으로 하는 ZnO계 화합물 반도체기판.10. The ZnO-based compound semiconductor substrate according to claim 9, wherein the height of the step of connecting adjacent terraces of the (0001) plane of the main surface of the base substrate corresponds to the thickness of the two-molecule layer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1349203A2 (en) * 2002-03-26 2003-10-01 Stanley Electric Co., Ltd. A crystal-growth substrate and a ZnO-containing compound semiconductor device

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