KR101509309B1 - 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 장치 기판 - Google Patents

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Abstract

질화 갈륨 장치 기판은 대체 기판 상에 위치된 추가의 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 층을 포함한다.

Description

격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 장치 기판{GALLIUM NITRIDE DEVICE SUBSTRATE CONTAINING A LATTICE PARAMETER ALTERING ELEMENT}
사파이어 및 산화 규소는 질화 갈륨(GaN) 물질 시스템을 사용하여 형성된 많은 상이한 전자제품 및 광학 장치용 기판으로서 사용된다. 질화 갈륨 물질 시스템은 인듐(In), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al) 및 붕소(B)의 질소와의 합금을 지칭하고 질화물을 형성한다. 전형적으로, 장치는 인듐, 갈륨, 알루미늄, 붕소 및 질소의 다양한 조성을 사용하여 층을 형성함에 의해 제작하여 다양한 합금 조성을 창출한다. 상기 합금은 전형적으로 기판 상에 에피택셜(epitaxial) 층으로서 성장하거나 침착된다. 상기 에피택셜 층은 전형적으로 성장 기법, 예컨대 금속 유기 화학 증착(MOCVD)를 사용하여 형성되고, 또한 유기-금속 증기 상 에피택시(epitaxy)(OMVPE) 또는 다른 기법을 지칭한다. 질화 갈륨 물질 시스템을 사용하여 형성된 전형적인 물질은 질화 인듐 갈륨(InGaN), 질화 알루미늄 갈륨(AlGaN), 알루미늄 질화 인듐 갈륨(AlInGaN) 및 기타를 포함한다. 질화 갈륨 물질 시스템을 사용하여 형성된 전형적인 장치는 예를 들어 전자기 스펙트럼의 자외선 부분에서 전자기 스펙트럼의 청색 및 녹색 가시광선 부분까지 광을 방출하는 트랜지스터 및 발광 장치를 포함한다. 가시 스펙트럼의 청색 및 녹색 부분에서 광을 방출하는 발광 다이오드 및 청색 광을 방출하는 레이저 장치는 질화 갈륨 및 질화 인듐 갈륨을 포함하는 활성 영역을 갖는다.
광학전자 장치를 제작하기 위해서, 많은 물질 층은 장치가 완료될 때까지 기판 상에 서로 성장한다. 특정 조성에 따라서, 각각의 물질 층은 "임계 두께"로서 지칭된 것을 갖는다. 임계 두께는 사용되는 기판, 층을 형성하는 물질의 조성 및 층이 성장하는 성장 조건에 의존한다. 임계 두께를 정의하는 하나의 방법은 에피택셜 성장한 물질 층이 단층으로 발전하기 시작하는 두께이다. 단층은 물질의 결정 격자에 결함이다. 격자 매개변수가 일치하지 않을 때 단층이 형성되고 인접한 물질 층 사이에 존재한다. 단층은 물질의 광학 품질을 저하시킨다. 상기 층을 에피택셜적으로 형성할 때, 결정 구조를 예방하면서 가능한 만큼의 두께로 성장시켜 높은 광학 품질을 갖는 낮은-결함 물질을 수득하는 것이 바람직하다. 물질 층을 이들의 임계 두께 미만으로 잘 성장시킴에 의해 인접한 층 사이에 격자 불일치가 탄성 변형에 의해 보강된다. 그러나, 이는 장치의 용도를 제한할 수 있다.
추가로, 예로서 질화 갈륨 상에 성장한 질화 인듐 갈륨(InGaN)을 사용하여, 광학 장치의 파장을 확장시키는 인듐 함량을 증가는 질화 갈륨과 질화 인듐 갈륨 사이에 격자 불일치를 증가시키고 따라서 질화 인듐 갈륨 물질 층의 두께를 제한한다. 질화 인듐 갈륨 합금에서 두께 및 인듐 농도 둘다는 하부 질화 갈륨에 의한 격자 불일치 때문에 제한된다. 불행히도, 어떤 현재 이용가능한 기판 물질은 질화 인듐 갈륨에 일치하는 격자가 없다.
질화 갈륨 장치 기판은 대체 기판 상에 위치된 추가의 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 층을 포함한다.
질화 갈륨 장치 기판을 형성하는 방법은 제 1 희생 기판 상에 질화 갈륨 층을 형성하는 단계, 질화 갈륨 층 상에 추가의 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨의 제 1 층을 형성하는 단계, 대체 기판을 추가의 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 층에 부착시키는 단계 및 희생 기판 및 질화 갈륨 층을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법에 따라서, 대체 기판 상에 위치된 추가의 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 층을 포함하는 질화 갈륨 장치 기판이 제공된다.
본 발명은 다음 도면에 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다. 도면에서 성분은 본 발명의 원리를 명확하게 도시하도록 위치되는 대신 규모, 게다가, 도면에서 참조 번호는 몇 가지 관점을 통해 상응하는 부를 지칭한다.
도 1a 내지 1c는 본 발명의 실시태양에 따른 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 장치 기판을 집합적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시태양에 따른 기판을 형성하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3a 내지 3c는 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 장치 기판의 대안적 실시태양을 집합적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시태양에 따른 기판을 형성하기 위한 대안적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 장치 기판의 발명에 따른 실시태양에서 질화 인듐 갈륨의 기판을 형성하는 내용이 기술될 지라도, 다른 기판이 형성될 수 있다. 예를 들어, 질화 알루미늄 갈륨 기판이 형성될 수 있다.
도 1a 내지 1c는 질화 갈륨 장치 기판을 집합적으로 도시하는 도면이다. 다음에 기술된 장치는 금속 유기 화학 증착(MOCVD) 또는 다른 에피택셜 성장 방법을 사용하는 에피택셜 성장될 수 있다. 도 1a에서, 희생 기판(102)은 예시적으로 사파이어 또는 탄화 규소이다. 질화 갈륨의 완충 층(104)은 희생 기판(102) 상에 형성된다. 완충 층(104)은 전형적으로 500 내지 800℃의 범위에 상대적으로 낮은 성장 온도에서 형성되고 전형적으로 저온 완충 층으로서 지칭된다. 하나의 실시태양에서, 완충 층(104)은 질화 알루미늄으로 형성되고 전형적으로 약 5 내지 50nm 두께로 성장한다. 다르게는, 완충 층(104)이 질화 알루미늄 갈륨(AlGaN)으로 형성될 수 있고 또한 에칭 중단 층으로 기능할 수 있다. 완충 층(104)이 알루미늄을 포함하는 경우, 완충 층(104)의 대표적인 조성은 AlxGa1 -xN(이때, 0＜x≤1)이고, 바람직하게는 AlxGa1 - xN(이때, x=1)(AlN)이다.
질화 갈륨 중간 층(106)이 완충 층(104) 상에서 성장한다. 중간 층(106)을 약 1 내지 100㎛의 두께로 형성하고 n-유형 또는 p-유형으로 도핑할 수 있다. 본 발명에 따른 하나의 실시태양에서, 중간 층(106)을 n-유형으로 도핑하여 광-전기 에칭을 사용하여 이후 제거를 촉진시킨다. 중간 층(106)은 다양한 기법, 예컨대 통상적인 MOCVD 성장, 수소화 증기 상 에피택셜 성장(HVPE)을 사용하여 형성되거나 에피택셜 측면 과성장과 같은 기법을 사용하여 상대적인 두께 및 단층이 없는 물질 층을 형성할 수 있다. 에피택셜 측면 과성장을 사용하여 형성될 때, 유전체 물질은 중간 층(106)의 표면 상에 선택적으로 패턴화된다. 이어서, 이후의 질화 갈륨 물질이 층(106)의 노출된 표면으로부터 수직으로 성장한 후 유전체 마스크의 표면 상에 측면으로 성장하고 유전체 마스크 상에 단층이 없는 영역을 형성할 때까지 질화 갈륨의 성장을 지속한다. 상기 방법을 중간 층(106)의 목적 두께가 달성될 때까지 반복할 수 있다.
본 발명에 따른 하나의 실시태양에서, AlGaN의 추가의 에칭 중단 층(108)을 중간 층(106) 상에 형성한다. 에칭 중단 층은 AlxGa1 - xN(이때, 0≤x≤1)의 조성을 갖는다. 이후에서 보다 충분하게 기술된 바와 같이, 본 발명에 따른 하나의 실시태양에서 에칭 중단 층(108)은 기판(102), 완충 층(104) 및 하나 이상의 이후에 성장 층으로부터 중간 층(106)의 제거를 돕는다. 추가의 격자 매개변수 변경 원소를 갖는 질화 갈륨 층(110)을 에칭 중단 층(108)(포함될 경우) 중에 형성한다. 하나의 실시태양에서, 층(110)은 질화 인듐 갈륨을 포함하고 In0 .1Ga0 .9N의 조성을 갖는다. 그러나, 조성이 InxGa1 -xN(이때, 0＜x＜1)를 포함할 수 있다. 약 10% 인듐을 갖는 질화 인듐 갈륨 층(110)은 단층 형성 없이 질화 갈륨이 약 20nm 이하의 두께로 성장할 수 있지만, 상기 실시태양에서 바람직하게 약 10nm의 두께로 성장한다. 인듐을 질화 갈륨에 첨가함에 의해, 층(110)은 중간 층(106)의 격자 매개변수보다 큰 격자 매개변수를 갖는다. GaN의 면상 "a-축" 격자 상수는 약 3.19Å이고, InN의 a-축 격자 상수는 약 3.50Å이고, In0 .1Ga0 .9N의 완전 이완된 a-축 격자 상수는 약 3.196Å이다. 층(110)중 질화 인듐 갈륨과 중간 층(106)중 질화 갈륨 사이의 격자 불일치 때문에, 질화 인듐 갈륨 층(110)은 압축적으로 변형된 조건에서 성장함에 따라서 그의 격자 매개변수는 중간 층(106)의 격자 매개변수에 따른다.
본 발명의 또다른 실시태양에서, 층(110)은 알루미늄을 포함하고 Al0 .1Ga0 .9N의 조성을 갖는다. 그러나, 조성은 AlxGa1 -xN(0＜x＜1)을 포함할 수 있다. 약 10% 알루미늄을 갖는 질화 알루미늄 갈륨 층(110)은 단층 형성 없이 질화 갈륨이 약 200nm 이하의 두께로 성장할 수 있지만, 상기 실시태양에서 바람직하게 약 100nm의 두께로 성장한다. 알루미늄을 질화 갈륨에 첨가함에 의해, 층(110)은 중간 층(106)의 격자 매개변수보다 작은 격자 매개변수를 갖는다. 층(110)중 질화 알루미늄 갈륨과 중간 층(106)중 질화 갈륨 사이의 격자 불일치 때문에, 질화 알루미늄 갈륨 층(110)은 인장 변형된 조건에서 성장함에 따라서 그의 격자 매개변수는 중간 층(106)의 격자 매개변수에 따른다.
도 1b에서, 결합 물질(112)을 층(110) 상에 도포한다. 결합 물질(110)을 예를 들어 팔라듐, 텅스텐, 티탄 또는 이들의 조합을 함유하는 금속 합금일 수 있다. 결합 물질(112)을 사용하는 층(110)에 대체 기판(114)(또한 신규한 호스트 기판으로 지칭됨)을 부착시킨다. 예를 들어, 대체 기판(114)을 결합 물질(112), 및 열 및 압착의 조합을 사용하여 층(110)에 결합시킬 수 있다. 결합 물질(112)은 바람직하게 층(110)과 대체 기판(114) 사이에 내구적, 탄력적 유연한 연결을 제공하고, 또한 1000℃ 초과의 온도에서 견딜 수 있다. 하나의 실시태양에서, 대체 기판(114)은 1000℃ 이하 또는 초과의 온도를 견딜 수 있고 바람직하게는 부착된 층(110)의 열 팽창 계수(TCE)에 가까운 TCE를 갖는다. 예를 들어, 층(110)이 질화 인듐 갈륨인 경우, 대체 기판(114)은 바람직하게 질화 인듐 갈륨의 TCE에 유사한 TCE를 갖는다. 적합한 대체 기판 물질의 예로는 규소, 질화 갈륨 및 질화 알루미늄을 포함한다.
도 1c에서, 희생 기판(102), 완충 층(104), 중간 층(106) 및 존재하는 경우 에칭 중단 층(108)이 대체 기판(114)에 부착된 층(110)을 남기면서 제거된다. 중간 층(106)의 제거 후, 층(110)의 격자 구조 및 이후의 격자 구조는 이완함(즉, 층(110)중 인듐 함량에 따라서 팽창함)에 따라서 층(110)중 변형을 경감시킨다. 상기 예에서, 층(110)은 중간 층(106)의 제거 후 약 3.196Å의 격자 상수를 갖는 질화 인듐 갈륨 층이다.
희생 기판(102), 완충 층(104), 중간 층(106) 및 존재하는 경우 에칭 중단 층(108)을 에칭, 레이저 리프트-오프(lift-off) 또는 이들의 조합을 포함하는 다양한 기법에 의해 제거할 수 있다. 레이저 리프트-오프를 사용하여, 투명 대체 기판을 사용한다. 고 전력 자외선 레이저를 투명 희생 기판(102)을 통하여 조사하여 희생 기판(102), 및 희생 기판(102), 완충 층(104) 및 대부분의 중간 층(106)의 제거를 허용하는 희생 기판(102)과 중간 층(106)의 경계면에서 물질을 용융시킨다. 그러나, 상기 방법은 층(110)의 표면내에 질화 갈륨의 잔류 양을 남길 수 있다. 잔류하는 질화 갈륨을 예를 들어 광-전기 에칭 또는 또다른 에칭 방법에 의해 제거할 수 있다. 광-전기 에칭은 극성 의존성이고, 따라서 상기 실시태양에서 중간 층(106)을 n-유형 도핑하여 광-전기 에칭을 촉진할 수 있다. 에칭 중단 층(108)의 존재는 중간 층에서 남아있는 질화 갈륨의 제거를 촉진한다. 반응성 이온 에칭(REI) 또는 또다른 시차 건조-에칭 기법을 사용하여 에칭 중단 층(108)의 질화 알루미늄 갈륨을 제거하여 층(110)을 노출시킬 수 있다. 중간 층(106)의 제거는 층(110)의 격자 매개변수가 이완하여 질화 갈륨인 것보다 기판(100)의 표면을 형성하는 층(110)에 보다 근접한 격자 일치를 갖는 추가의 물질 층이 성장하는 질화 인듐 갈륨 또는 질화 알루미늄 갈륨 기판을 제공한다.
도 2는 본 발명에 따라 기판을 형성하기 위한 대표적인 방법을 예시하는 흐름도(200)이다. 흐름도에서 블록은 본 발명의 하나의 실시태양을 나타내고 제시된 순서로 수행할 필요는 없다. 블록(202)에서, 희생 기판(102)을 제공한다. 하나의 실시태양에서, 희생 기판(102)은 사파이어지만, 탄화 규소 또는 또다른 물질일 수 있다. 블록(204)에서, 완충 층(104)을 희생 기판(102) 상에 형성한다. 완충 층(104)를 상대적으로 낮은 온도에서 형성하고, 하나의 실시태양에서 이는 질화 갈륨이다. 다르게는, 완충 층(104)이 질화 알루미늄일 수 있고 에칭 중단 층으로서 기능할 수 있다.
블록(206)에서, 질화 갈륨의 중간 층(106)을 완충 층(104) 상에 형성한다. 블록(208)에서, 광학 에칭 중단 층(108)은 중간 층(106) 위에 형성된다. 에칭 중단 층(108)은 예를 들어 질화 알루미늄 갈륨일 수 있고 희생 기판(102)의 제거 후 중간 층(106)의 질화 갈륨의 제거를 촉진시킨다.
블록(212)에서, 격자 매개변수 변경 원소를 갖는 질화 갈륨 층(110)을 존재하는 경우 중간 층(106) 및 에칭 중단 층(108) 상에 형성한다. 층(110)은 인듐 또는 알루미늄 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 실시태양에서, 층(110)은 질화 인듐 갈륨이고, In0 .1Ga0 .9N의 조성을 갖고 약 10nm 두께이다. 블록(214)에서, 결합 물질(112)을 층(110) 상에 도포한다. 결합 물질(112)은 바람직하게 1000℃ 초과의 온도에서 견딜 수 있는 내구적, 탄력적 유연한 물질이다.
블록(216)에서, 결합 물질(112), 및 열 및 압착의 조합을 사용하여 층(110)에 대체 기판(114)을 부착시킨다. 블록(218)에서, 희생 기판(102), 완충 층(114), 중간 층(106) 및 존재하는 경우 에칭 중단 층(108)을 제거한다. 중간 층(106)의 제거는 층(110)의 격자 매개변수가 이완하여 질화 갈륨, 또는 질화 갈륨 상에 형성된 질화 인듐 갈륨인 것 보다 기판(100)의 표면을 형성하는 층(110)에 보다 근접한 격자 일치를 갖는 추가의 물질 층이 성장하는 질화 갈륨 장치 기판을 제공한다.
도 3a 내지 3c는 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 장치 기판의 대안적인 실시태양을 집합적으로 예시하는 도면이다. 도 3a에서, 기판(100)은 대체 기판(114), 결합 물질(112), 및 격자 매개변수 변경 원소를 갖는 질화 갈륨 층(110)을 포함한다. 하나의 실시태양에서, 층(110)은 약 10% 인듐 함량을 갖는 질화 인듐 갈륨을 포함한다.
도 3b에서, 추가의 격자 매개변수 변경 원소를 갖는 질화 갈륨 층(150)은 층(110) 위에 형성된다. 층(150)은 층(110)과 유사하지만 상이한 조성을 갖는다. 격자 매개변수의 목적하는 변화가 일어남에 따라서, 질화 갈륨 층(150)은 알루미늄, 인듐 또는 또다른 원소를 포함할 수 있다. 하나의 실시태양에서, 층(150)은 인듐을 포함하고 InxGa1 - xN(이때, 0.1≤x≤0.2)의 조성을 갖는다. 그러나, 층(150)의 조성은 InxGa1 -xN(이때, 0＜x＜1)일 수 있다.
약 20% 이하의 인듐을 갖는 질화 인듐 갈륨 층(150)은 단층의 형성 없이 약 20nm 이하의 두께로 질화 인듐 갈륨 층(110)에서 성장할 수 있지만, 하나의 실시태양에서 바람직하게 약 10nm의 두께로 성장한다. 상기에서 언급된 바와 같이, 질화 인듐 갈륨 층(110)은 약 10%의 인듐 함량을 갖는다. 층(110) 상에 층(150)을 형성함에 의해, 인듐이 풍부한 층(150)을 층(150)이 질화 갈륨 상에 형성하는 경우보다 두꺼운 두께로 형성할 수 있다. 층(110)은 점진적으로 증가된 인듐 함량을 갖는 층이 유용한 광학 전기 장치의 형성을 허용하는 두께로 형성될 수 있는 질화 갈륨 장치 기판을 형성한다. 여전히 존재하는 경우 층(110)(약 10% 인듐 함량을 가짐)과 층(150)(약 20% 인듐 함량을 가짐) 사이의 격자 불일치는 20% 인듐 함량을 갖는 질화 인듐 갈륨 층과 인듐 함량을 전혀 또는 거의 갖지 않는 질화 갈륨 층 사이에 격자 불일치보다 더 작다.
본 발명에 따른 또다른 실시태양에서, 층(150)을 약 10% 알루미늄 함량을 갖는 질화 알루미늄 갈륨 층(110) 상에 형성하고 AlxGa1 - xN(이때, 0.1≤x≤0.2)의 조성을 갖는다. 그러나, 층(150)의 조성이 AlxGa1 -xN(이때, 0＜x＜1)의 조성일 수 있다. 약 20% 이하의 알루미늄을 갖는 질화 알루미늄 갈륨 층(150)은 단층의 형성 없이 약 500nm 이하의 두께로 약 10% 알루미늄을 갖는 질화 알루미늄 갈륨 층중에 성장할 수 있지만, 하나의 실시태양에서 바람직하게 약 250nm의 두께로 형성한다. 알루미늄-함유 층(110) 상에 층(150)을 형성하여, 알루미늄이 풍부한 층(150)을, 층(150)이 질화 갈륨 상에 형성되는 경우보다 두꺼운 두께로 형성할 수 있다. 층(110)은 점진적으로 증가된 알루미늄 함량을 갖는 층이 유용한 광학 전기 장치의 형성을 허용하는 두께로 형성될 수 있는 질화 알루미늄 갈륨 장치 기판을 형성한다. 여전히 존재하는 경우 층(110)(약 10% 알루미늄 함량을 가짐)과 층(150)(약 20% 알루미늄 함량을 가짐) 사이의 격자 불일치는 20% 알루미늄 함량을 갖는 질화 알루미늄 갈륨 층과 알루미늄 함량을 전혀 또는 거의 갖지 않는 질화 갈륨 층 사이에 격자 불일치보다 더 작다.
결합 물질(112)에 유사한 결합 물질(160)을 층(150)의 표면에 도포한다. 추가의 대체 기판(172)을 상기에서 기술된 바와 같이 결합 물질(160)을 사용하여 층(150)에 부착시킨다. 추가의 대체 기판(172)은 대체 기판(114)과 동일한 품질을 나타내야 한다.
도 3c에서, 대체 기판(114)을 예를 들어 상기에서 기술된 바와 같은 에칭에 의해 제거한다. 대체 기판이 사파이어인 경우, 레이저 리프트-오프를 사용하여 제거할 수 있다. 대체 기판이 규소인 경우, 습윤 에칭 방법을 사용하여 제거할 수 있다. 상기 방식에서, 기술된 성장 방법을 반복함에 의해, 높은 인듐 또는 알루미늄 함량을 갖는 기판을 성장시켜 거의 단층 결함을 갖지 않고 높은 광학 품질을 갖는 질화 갈륨 물질 시스템에 광학 전기 장치의 형성을 위한 질화 인듐 갈륨 또는 질화 알루미늄 갈륨 장치 기판을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 기판을 형성하기 위한 대안적인 방법을 예시하는 흐름도(400)이다. 흐름도중 블록은 본 발명의 대안적인 실시태양을 나타내고 제시된 순서로 수행할 필요는 없다. 블록(402)에서, 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 장치 기판(100)을 제공한다. 하나의 실시태양에서, 약 10%의 인듐의 층(100)을 제공한다. 다르게는, 약 10%의 알루미늄의 층을 제공할 수 있다. 블록(404)에서, 격자 매개변수 변경 원소를 갖는 질화 갈륨 층(150)을 층(110) 상에 형성한다. 층(150)은 인듐, 알루미늄, 갈륨 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 실시태양에서, 층(150)은 인듐 및 갈륨을 포함하고 약 In0 .2Ga0 .8N의 조성을 갖고 약 10nm의 두께로 형성된다. 블록(406)에서, 결합 물질(160)을 층(150) 상에 도포한다. 결합 물질(160)은 바람직하게 1000℃ 초과의 온도에서 견딜 수 있는 내구적, 탄력적 유연한 물질이다.
블록(408)에서, 결합 물질(160), 및 열 및 압착의 조합을 사용하여 층(150)에 추가의 대체 기판(172)을 부착시킨다. 블록(412)에서, 본래의 대체 기판(114) 및 층(110)을 제거하여 추가의 대체 기판(172) 및 약 20% 인듐을 함유하는 질화 인듐 갈륨 층(150)을 남긴다. 층(110)의 제거는 층(50)의 격자 매개변수가 추가로 이완하여 질화 갈륨 또는 질화 인듐 갈륨 층(110)인 것보다 기판(300)의 표면을 형성하는 층(150)에 보다 근접한 격자 일치를 갖는 추가의 물질 층이 성장하는, 상기 예에서 인듐 함량 20%를 갖는 질화 인듐 갈륨 장치 기판을 제공한다. 상기 방법일 반복하여 점진적으로 증가하는 인듐 함량을 갖는 질화 인듐 갈륨 층을 창출할 수 있다. 다르게는, 알루미늄을 사용하여 층(150)을 형성하고 약 20% 알루미늄을 갖는 질화 알루미늄 갈륨 층을 제공할 수 있다.
상기 명세서는 본 발명에 따른 실시태양을 기술한다. 그러나 하기의 특허청구범위에서 정의된 본 발명은 기술된 정확한 실시태양으로 제한되지 않는 것으로 이해된다.

Claims (5)

  1. 대체 기판 상에 위치한 추가의 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 층 및 대체 기판과 질화 갈륨 층 사이의 결합 물질을 포함하는 질화 갈륨 장치 기판으로서,
    상기 추가의 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 층이 InxGa1-xN(이때, 0.1≤x≤0.5)의 조성을 갖고, 이때 InxGa1-xN의 조성은 이완되고, 3.196Å의 격자 상수를 가지며,
    상기 결합 물질이 팔라듐, 텅스텐, 티탄 또는 이들의 조합을 함유하는 금속 합금인, 질화 갈륨 장치 기판.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    추가의 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 층이 In0 .1Ga0 .9N의 조성을 갖는, 질화 갈륨 장치 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    추가의 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 층이 In0 .2Ga0 .8N의 조성을 갖는, 질화 갈륨 장치 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    추가의 격자 매개변수 변경 원소를 함유하는 질화 갈륨 층이 20nm 이하의 두께를 갖는, 질화 갈륨 장치 기판.
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