KR101660364B1 - Method of manufacturing a substrate and method of manufacturing a light emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기초 기판 상에 나노로드를 성장시키는 단계와, 나노로드의 배향을 재정립시키는 단계와, 배향이 재정립된 나노로드 상에 질화물 단결정층을 형성하는 단계를 포함하는 기판 제조 방법이 제시된다.The present invention provides a substrate manufacturing method comprising the steps of growing a nano-rods on a base substrate, re-orienting the nano-rods, and forming a nitride single crystal layer on the nano-rods having the re-orientation.
Description
본 발명은 기판 제조 방법에 관한 것으로, 특히 사파이어 기판 상에 수소화물 기상 성장(Hydride Vapor Phase Epitaxy; HVPE)을 이용한 비극성 또는 반극성의 질화물 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a substrate, and more particularly, to a method for manufacturing a non-polar or semi-polar nitride substrate using hydride vapor phase epitaxy (HVPE) on a sapphire substrate.
질화물 반도체 소자 제조시 기재로서 이용되는 질화물계 단결정 기판은 (0001)면의 질화물 막으로서, 주로 c면 사파이어 단결정 기판 상에 성장을 통하여 얻어진다. 이러한 c면 질화물계 단결정은 갈륨층과 질소층이 반복적으로 적층되어 있어 전자와 정공의 분극 현상이 발생하게 된다. 따라서, 자발 분극(spontaneous polarization) 또는 압전 분극(piezoelectric polarization)에 의하여 형성되는 강한 전기장에 의해 에너지 밴드 구조가 변화하여 반도체 소자의 전기적 광학적 특성에 악영향을 주는 문제가 있다.The nitride-based single crystal substrate used as a base in the production of a nitride semiconductor device is a nitride film of (0001) plane, and is mainly grown on a c-plane sapphire single crystal substrate. These c-plane nitride single crystals are repeatedly laminated with a gallium layer and a nitrogen layer, resulting in polarization of electrons and holes. Therefore, there is a problem that the energy band structure changes due to a strong electric field formed by spontaneous polarization or piezoelectric polarization, thereby adversely affecting the electrical and optical characteristics of the semiconductor device.
이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 비극성(m면 또는 a면) 또는 반극성 질화물 결정을 성장시켜 분극 특성을 제어함으로써 발광 소자에 적용하는 방안에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 비극성 또는 반극성 기판은 c축의 질화물 결정의 벌크(bulk) 성장 후 수직 또는 사선으로 잘라 연마하여 제조하고 있다. 그런데, 이러한 방법은 질화물 결정의 벌크 성장이 현재 20㎜로 제한되어 있기 때문에 비극성 또는 반극성의 질화물 기판의 크기에 매우 제한적이라는 문제가 있다.In order to solve this problem, a lot of research is currently being conducted on the application of the non-polar (m-plane or a-plane) or semi-polar nitride crystal to the light emitting device by controlling the polarization characteristic. Currently, non-polar or semi-polar substrates are produced by bulk growth of nitride crystals in the c-axis, followed by cutting or polishing into vertical or diagonal lines. However, this method has a problem that the bulk growth of the nitride crystal is limited to 20 mm at present, so that the size of the non-polar or semi-polar nitride substrate is very limited.
따라서, 기재를 변경하여 대면적의 비극성 또는 반극성의 질화물 단결정을 성장시키기 위해 노력하고 있다. 예를 들어, 비극성 a면 질화물 단결정은 r면 사파이어를 이용하여 성장시키고, r면 질화물 단결정은 a면 사파이어를 이용하여 성장시키고 있다. 또한, 한국등록특허 제10-1251443호에는 LiAl2O, SiC, ZnO 등과 같은 고가의 기재를 사용하여 소기의 목적을 달성하려 하고 있다.Therefore, efforts have been made to grow a non-polar or semi-polar nitride single crystal having a large area by changing the substrate. For example, non-polarized a-plane nitride single crystals are grown using r-plane sapphire and r-plane single crystals are grown using a-plane sapphire. In Korean Patent No. 10-1251443, expensive materials such as LiAl 2 O, SiC, ZnO and the like are used to achieve the desired purpose.
그러나, 기재를 변경하여 비극성 또는 반극성의 질화물 결정을 성장시키게 되면, 성장 속도의 이방성으로 인하여 표면에 많은 결함들이 생성된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 기재의 표면에 패턴을 형성하여 수평으로 성장을 촉진함으로써 표면 결함을 제거하고 있다. 그러나, 다른 장비에서 패턴 공정을 수행하기 때문에 수율 문제와 이물질의 유입이 큰 문제로 대두되고 있다. 또한, 기재의 변경은 현재 시장에서 일반적으로 사용되고 있는 기판이 아니어서 기재 자체가 고가이고, 결국 제조 비용이 높아지는 문제가 있다.
However, when the substrate is changed to grow a non-polar or semi-polar nitride crystal, many defects are generated on the surface due to the anisotropy of the growth rate. In order to solve such a problem, surface defects are removed by forming a pattern on the surface of the substrate to promote horizontal growth. However, since the patterning process is performed in other equipment, yield problems and influx of foreign substances are becoming a big problem. In addition, the modification of the substrate is not a substrate commonly used in the market at present, so that the substrate itself is expensive, resulting in a problem of high manufacturing cost.
본 발명은 반극성 또는 비극성의 질화물 단결정 기판의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a mono-polar nitride or mono-polar substrate.
본 발명은 c면 사파이어를 이용하고 수소화 기상 성장 장치를 이용하여 나노 패턴과 성장을 동시에 수행하는 반극성 또는 비극성의 질화물 단결정 기판의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a semi-polar or non-polar nitride single crystal substrate in which nanopatterns and growth are simultaneously performed using a c-plane sapphire and a hydrogenated vapor phase growth apparatus.
본 발명은 반극성 또는 비극성 질화물 단결정 기판을 이용한 발광 소자 제조 방법을 제공한다.
The present invention provides a method for manufacturing a light emitting device using a mono-polar or non-polarized single crystal substrate.
본 발명의 일 양태에 따른 기판 제조 방법은 기초 기판 상에 나노로드를 성장시키는 단계; 상기 나노로드의 배향을 재정립시키는 단계; 및 상기 배향이 재정립된 나노로드 상에 질화물 단결정층을 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a substrate, comprising: growing a nano-rod on a base substrate; Refining the orientation of the nanorod; And forming a nitride single crystal layer on the nanorod having the reoriented orientation.
상기 기초 기판은 c면 사파이어 기판을 포함한다.The base substrate includes a c-plane sapphire substrate.
상기 나노로드를 성장시키기 이전에 상기 기초 기판의 표면을 질화 처리하는 단계를 더 포함한다.And nitriding the surface of the base substrate before growing the nano-rods.
상기 나노로드는 상기 기초 기판의 질화 처리 온도보다 낮은 온도에서 성장된다.The nano-rods are grown at a temperature lower than the nitriding temperature of the base substrate.
상기 나노로드는 450℃ 내지 750℃의 온도에서 성장된다.The nanorods are grown at a temperature of 450 ° C to 750 ° C.
상기 나노로드는 <101> 방향으로 배향이 재정립된다.The orientation of the nanorod is reversed in the <101> direction.
상기 나노로드의 배향 재정립은 상기 나노로드의 성장 온도보다 낮은 온도에서 실시한다.The orientation refinement of the nano-rods is performed at a temperature lower than the growth temperature of the nano-rods.
상기 나노로드의 배향 재정립은 25℃ 내지 50℃의 온도에서 실시한다.The orientation and refinement of the nanorod is performed at a temperature of 25 ° C to 50 ° C.
상기 질화물 단결정층은 <101> 방향으로 성장된다.The nitride single crystal layer is grown in the <101> direction.
상기 질화물 단결정층을 형성한 후 상기 기초 기판을 분리하고 상기 질화물 단결정층의 상기 나노로드가 형성된 면을 연마하는 단계를 더 포함한다.
Further comprising the step of separating the base substrate after the formation of the nitride single crystal layer and polishing the surface of the nitride single crystal layer on which the nano-rods are formed.
본 발명의 다른 양태에 따른 발광 소자의 제조 방법은 기초 기판 상에 나노로드를 성장시키고 상기 나노로드의 배향을 재정립시킨 후 상기 나노로드 상에 질화물 단결정층을 형성하여 기판을 제조하는 단계; 상기 기판 상에 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 적층 형성하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 반도체층 상에 제 1 및 제 2 전극을 각각 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a light emitting device, comprising: growing a nano-rod on a base substrate, refining the orientation of the nano-rod, and then forming a nitride single crystal layer on the nano- Forming a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer on the substrate; And forming first and second electrodes on the first and second semiconductor layers, respectively.
상기 질화물 단결정층을 형성한 후 상기 기초 기판을 분리하고 상기 질화물 단결정층의 상기 나노로드가 형성된 면을 연마하는 단계를 더 포함한다.Further comprising the step of separating the base substrate after the formation of the nitride single crystal layer and polishing the surface of the nitride single crystal layer on which the nano-rods are formed.
상기 제 1 및 제 2 전극을 형성하기 이전에 상기 제 2 반도체층 상의 상기 제 2 전극이 형성될 영역에 전류 차단층을 형서하는 단계와, 상기 전류 차단층을 포함한 상기 제 2 반도체층 상에 투명 전극을 형성하는 단계를 더 포함한다.
Forming a current blocking layer in a region where the second electrode is to be formed on the second semiconductor layer before forming the first and second electrodes; forming a current blocking layer on the second semiconductor layer including the current blocking layer And forming an electrode.
본 발명의 실시 예들에 따른 기판 제조 방법은 c면 사파이어 기판 상에 나노로드를 성장시킨 후 나노로드에 열충격을 가해 나노로드의 배향을 <101> 방향으로 재정립시키고, <101> 방향으로 배향된 나노로드 상에 질화물 단결정층을 성장시킨다. 질화물 단결정층은 나노로드의 배향 방향을 따라 <101> 방향으로 배향된 반극성 또는 비극성 질화물층으로 성장된다. 따라서, c면 사파이어 기판을 그대로 이용하여 그 상부에 반극성 또는 비극성 질화물 단결정층을 형성할 수 있고, 이를 기판으로 이용할 수 있다.A method of manufacturing a substrate according to embodiments of the present invention includes growing a nano-rod on a c-plane sapphire substrate and then applying a thermal shock to the nano-rod to re-orient the nano-rod in a <101> direction, A nitride single crystal layer is grown on the rod. The nitride single crystal layer is grown as a semi-polar or non-polar nitride layer oriented in the <101> direction along the orientation direction of the nanorods. Therefore, a semi-polar or non-polar nitride single crystal layer can be formed on the c-plane sapphire substrate as it is, and it can be used as a substrate.
본 발명에 의하면, 종래에는 기초 기판과 같은 축으로 질화물 단결정의 성장이 진행되지만, 본 발명은 기초 기판과 축을 달리하여 질화물 단결정을 성장시킬 수 있다. 따라서, 사파이어 기판 등의 저렴한 기초 기판을 이용하여 다양한 반극성 또는 비극성의 질화물 결정을 얻을 수 있다. 또한, 동일 장치 내에서 나노로드의 성장과, 나노로드의 배향 재정립, 그리고 질화물 결정층을 성장시킬 수 있어 공정 수율 향상 및 이물질 유입 방지 등의 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 의한 비극성 또는 반극성의 질화물 기판을 이용하여 발광 소자를 제조하면 전자와 전공의 분극이 발생하지 않아 내부 전기장을 제거할 수 있고, 그에 따라 전기적 광학적 특성을 향상시킬 수 있다.
According to the present invention, the growth of the nitride single crystal progresses in the same axis as that of the base substrate. However, the present invention can grow the nitride single crystal different from the axis of the base substrate. Therefore, a variety of semi-polar or non-polar nitride crystals can be obtained using an inexpensive base substrate such as a sapphire substrate. Further, it is possible to grow the nano-rods, the orientation of the nano-rods, and the nitride crystal layer in the same device, thereby improving the process yield and preventing the inflow of foreign matter. When a non-polar or semi-polar nitride substrate according to the present invention is used to manufacture a light emitting device, polarization of electrons and electrons does not occur, so that an internal electric field can be removed, thereby improving electrical and optical characteristics.
도 1은 본 발명에 이용되는 기판 제조 장치의 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 제조 방법의 공정 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 제조 방법의 공정 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 c면 사파이어 기판 상에 성장된 반극성의 질화물 단결정의 사진.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 c면 사파이어 기판 상에 성장된 반극성의 질화물 단결정의 현미경 사진.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 c면 사파이어 기판 상에 성장된 반극성의 질화물 단결정의 라만 및 엑스레이 결과.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 기판을 이용한 발광 소자의 단면도.1 is a schematic sectional view of a substrate manufacturing apparatus used in the present invention.
2 is a process flow diagram of a method of manufacturing a substrate according to an embodiment of the present invention.
3 is a process sectional view of a method of manufacturing a substrate according to an embodiment of the present invention.
4 is a photograph of a semi-polar nitride single crystal grown on a c-plane sapphire substrate according to an embodiment of the present invention.
5 is a micrograph of a semi-polar nitride single crystal grown on a c-plane sapphire substrate according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are Raman and X-ray results of a semi-polar nitride single crystal grown on a c-plane sapphire substrate according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are sectional views of a light emitting device using a substrate manufactured according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely.
도 1은 본 발명에 이용되는 기판 제조 장치의 개략 단면도이다. 본 발명에 이용되는 기판 제조 장치는 수소화 기상 성장(Hydride Vapor Phase Epitaxy; HVPE) 장치가 이용될 수 있다. HVPE 장치는 부위별로 독립적인 온도 조절이 가능한 퍼니스(Furnace) 내에 반응관을 구성하고, 반응관 내에 질화물층을 성장시키기 위한 원료 가스를 공급하는 소오스 영역(A)과, 원료 가스가 반응하여 나노로드 및 질화물층이 성장되는 성장 영역(B)과, 나노로드의 배향을 재정립하는 배향 영역(C)을 포함할 수 있다.1 is a schematic cross-sectional view of a substrate manufacturing apparatus used in the present invention. The substrate manufacturing apparatus used in the present invention may be a hydride vapor phase epitaxy (HVPE) apparatus. The HVPE apparatus comprises a source region (A) constituting a reaction tube in a furnace capable of independently controlling temperature in each region and supplying a source gas for growing a nitride layer in the reaction tube, and a source region A growth region B where a nitride layer is grown, and an orientation region C that reestablishes the orientation of the nanorod.
도 1을 참조하면, 본 발명에 이용되는 기판 제조 장치는 내부 공간에 소오스 영역(A), 성장 영역(B) 및 배향 영역(C)이 마련된 반응관(100)과, 반응관(100)의 외측 둘레에 마련되어 소오스 영역(A), 성장 영역(B) 및 배향 영역(C)의 온도를 각각 조절하는 제 1 내지 제 3 온도 조절부(210, 220, 230)와, 온도 조절부들(210, 220, 230) 사이에 배치되어 이들 사이의 열적 간섭을 줄여주는 단열 부재(310, 320)와, 소오스 영역(A)으로 원료 물질을 공급하는 소오스 공급부(400)를 포함할 수 있다. 또한, 성장 영역(B)과 배향 영역(C)을 이동할 수 있으며 기초 기판(10)을 지지하는 기판 지지대(500)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a substrate manufacturing apparatus used in the present invention includes a
반응관(100)은 내부가 비어있는 튜브 형태(Tube Type)로 제작될 수 있다. 이러한 반응관(100) 내부의 제 1 공간에는 원료 물질이 공급되는 소오스 영역(A)이 마련되고, 소오스 영역(A)과 연결되는 제 2 공간에는 기초 기판(10) 상에 박막이 성장되는 성장 영역(B)이 마련되며, 성장 영역(B)과 연결되는 제 3 공간에는 성장 영역(B)과 온도 구배를 갖는 배향 영역(C)이 마련된다. 즉, 반응관(100)의 일측으로부터 타측으로 소오스 영역(A), 성장 영역(B) 및 배향 영역(C)이 각각 마련된다.The
제 1 온도 조절부(210)는 소오스 영역(A)의 온도를 조절하기 위해 소오스 영역(A)의 반응관(100) 외측에 마련되고, 제 2 온도 조절부(220)는 성장 영역(B)의 온도를 조절하기 위해 제 1 가열부(210)와 소정 거리 이격되어 반응 영역(B)의 반응관(100) 외측에 마련된다. 또한, 제 3 온도 조절부(230)는 배향 영역(C)의 온도를 조절하기 위해 제 2 온도 조절부(220)와 소정 거리 이격되어 배향 영역(C)의 반응관(100) 외측에 마련된다. 여기서, 제 1 온도 조절부(210)는 소오스 영역(A)을 제 1 온도로 가열할 수 있고, 제 2 온도 조절부(220)는 성장 영역(B)을 제 2 온도로 가열할 수 있다. 그런데, 제 3 온도 조절부(230)는 배향 영역(C)의 온도를 나노로드를 소정의 방향으로 배향할 수 있는 온도로 가열할 수 있다. 예를 들어, 제 1 온도 조절부(210)는 Ga와 HCl이 반응하여 GaCl이 생성될 수 있는 온도로 소오스 영역(A)을 가열할 수 있고, 제 2 온도 조절부(220)는 기초 기판(10) 상에 나노 로드 및 질화물층이 각각 성장될 수 있는 온도로 성장 영역(B)을 가열할 수 있으며, 제 3 온도 조절부(230)는 기초 기판(10) 상에 성장된 나노 노드에 열충격이 가해져 <101> 방향으로 배향할 수 있도록 배향 영역(C)의 온도를 강하시킬 수 있다. 이를 위해 제 1 및 제 2 온도 조절부(210, 220)는 코어 히터(Core Heater), 판상 히터(Plate Heater) 등의 형태로 마련되어 반응관(100)의 외측 둘레 전체 또는 적어도 일부를 둘러싸도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 반응관(100) 외측 둘레에 코어 히터를 스프링 형태로 권취하거나, 또는 반응관(100) 외측 둘레를 따라 코어 히터를 S자 형태로 배열시킬 수 있다. 또한, 제 3 온도 조절부(230)는 냉매가 유동할 수 있는 냉각관 형태로 마련되어 반응관(100)의 외측 둘레 전체 또는 적어도 일부를 둘러싸도록 설치될 수 있다. 한편, 제 1, 제 2 및 제 3 온도 조절부(210, 220, 230)는 소오스 영역(A), 성장 영역(B) 및 배향 영역(C)의 온도를 세분하여 조절할 수 있도록 복수로 구성될 수 있다. 이를 통해, 세부 영역별로 온도 분포를 더욱 세밀하게 제어할 수 있고, 또한 독립적으로 제어할 수 있다.The
단열 부재(310, 320)는 제 1 온도 조절부(210)와 제 2 온도 조절부(220) 사이, 그리고 제 2 온도 조절부(220)와 제 3 온도 조절부(230) 사이에서 반응관(100)의 외측 둘레 전체 또는 적어도 일부를 감싸도록 마련된다. 이러한 단열 부재(310, 320)는 상대적으로 온도가 높은 제 2 온도 조졸부(220)에서 발생된 열이 상대적으로 온도가 낮은 제 1 및 제 3 온도 조절부(210, 230)로 전달되는 것을 최소화시켜 준다. 이로 인해, 소오스 영역(A), 성장 영역(B) 및 배향 영역(C) 사이의 열적 간섭이 현저히 줄어들어 소오스 영역(A) 및 배향 영역(C)의 온도 분포는 낮게 유지되면서도 소오스 영역(A)과 성장 영역(B) 사이에서는 온도 구배가 급격하게 일어난다. 소오스 영역(A)의 온도 분포를 낮게 유지함으로써 원료 가스들이 소오스 영역(A)에서 서로 반응하지 않고 성장 영역(B)으로 공급되게 하고, 급격한 온도 구배를 통해 성장 영역(B)으로 공급된 원료 가스의 반응성을 높여줌으로써 성장 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 성장 영역(B)과 배향 영역(C)이 급격한 온도 분포를 갖게 함으로써 성장 영역(B)에서 성장된 나노로드가 배향 영역(C)에서 열충격을 받게 하여 배향이 재정립될 수 있다. 한편, 소오스 영역(A)의 전단과 배향 영역(C)의 후단에 대응하는 반응관(100)의 외측 둘레에도 추가 단열 부재(330, 340)가 마련되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 외부 공간과 인접하여 열 손실이 우려되는 소오스 영역(A) 전단 및 배향 영역(C) 후단 영역에서도 목표 온도를 용이하게 유지할 수 있다.The
소오스 공급부(400)는 외부로부터 공급되는 증착 원료를 공급하기 위해 소오스 영역(A) 내에 마련된다. 소오스 공급부(400)는 기초 기판(10) 상에 성장시키고자 하는 박막의 종류에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 소오스 공급부(400)는 Ⅲ-V족의 p형 반도체 박막을 형성할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해 소오스 공급부(400)는 저압 상태 또는 진공 상태로 유지되는 반응관(100)의 일측에 마련된 제 1 및 제 2 가스 공급관(410, 420)과, 제 1 가스 공급관(410)의 중간에 마련되어 원료 물질, 예를 들어 Ga 등의 Ⅲ족 원소와 Mg 등의 p형 도펀트를 담기 위한 도가니(430)를 포함할 수 있다. 제 1 가스 공급관(410)은 예를 들어 GaN층 등의 질화물층을 형성하기 위해 Ga와 반응하여 GaCl을 형성하는 HCl 가스를 공급할 수 있고, 제 2 가스 공급관(420)은 GaN층을 형성하기 위해 제 1 가스 공급관(410)으로부터 공급되는 GaCl과 반응하는 NH3 가스 등의 V족 원소를 포함하는 원료 가스를 공급할 수 있다. 한편, 제 1 및 제 2 가스 공급관(410, 420)에 공급되는 원료 가스는 이송 가스(carrier gas), 예를 들어 N2, H2, Ar 등의 불활성 가스와 함께 공급될 수 있다.The
기판 지지대(500)는 성장 영역(B) 내에 마련되어 기초 기판(10)이 안착될 수 있다. 또한, 기판 지지대(500)는 성장 영역(B)과 배향 영역(C)을 이동할 수 있도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 성장 영역(B)과 배향 영역(C)의 반응관(100) 내측 하부에는 이동 수단(미도시)이 마련되고, 그 상부에 기판 지지대(500)가 마련되어 기판 지지대(500)가 성장 영역(B)과 배향 영역(C) 사이를 이동할 수 있다. 또한, 배향 영역(C)의 일측에는 반응관(100)의 내부 배기를 수행하는 배기부(600)가 연결된다.The
한편, 상기한 제 1 가열부(210), 제 2 가열부(220), 제 3 가열부(230) 및 단열 부재(310, 320, 330)의 외측을 감싸 보호하도록 반응관 하우징(700)이 마련된다. 또한, 반응관 하우징(700)은 상하 분리형(700a, 700b)으로 제작하여 결합시킬 수 있고, 결합 영역에서 열 손실로 인한 온도 불균일이 발생하지 않도록 결합 부위에 단열 패드를 설치할 수도 있다.
Meanwhile, the
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이고, 도 3은 공정 단면도이다.FIG. 2 is a process flow chart for explaining a substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a process sectional view.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 제조 방법은 기초 기판을 표면 처리하는 단계(S110)와, 표면 처리된 기초 기판 상에 나노로드를 성장시키는 단계(S120)와, 나노로드의 배향을 재정립하는 단계(S130)와, 배향이 재정립된 나노로드 상에 질화물 단결정층을 형성하는 단계(S140)를 포함한다. 이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 제조 방법을 도 3을 이용하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, a method of manufacturing a substrate according to an embodiment of the present invention includes a step S110 of surface-treating a base substrate, a step S120 of growing a nanorod on a surface-treated base substrate, (S130) of forming a nitride single crystal layer on the nano-rods, and a step (S140) of forming a nitride single crystal layer on the oriented nano-rods. A method of manufacturing a substrate according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 3(a)를 참조하면, 기초 기판(10)을 HVPE 장치 내의 장입시켜 성장 영역(B) 내의 기판 지지대(500) 상에 안착시킨다. 여기서, 기초 기판(10)은 그 상부에 나노로드를 성장시킬 수 있다면 어떠한 기판이라도 무방하며, 본 실시 예는 c면 사파이어 기판을 이용한다. 그리고, 장입된 기초 기판(10)과 성장 영역(B) 내부 온도의 평형을 맞추기 위해 예를 들어 10분∼30분 정도 유지한다. 이때, 성장 영역(B)은 질소 분위를 유지하며, 제 2 온도 조절부(220)를 이용하여 성장 영역(B)이 예를 들어 1000℃∼1100℃ 정도의 온도를 유지하도록 한다. 이어서, 대기 중에서 오염된 기초 기판(10)의 표면을 클리닝하기 위해 에칭 가스(etching gas)를 예를 들어 10분 이하 공급할 수 있다. 이때, 에칭 가스는 염화화합물 가스를 이용할 수 있으며, 100∼1000sccm 정도 공급할 수 있다. 그리고, 질소 함유 가스, 예를 들어 암모니아 가스를 소오스 공급부(400)를 통해 공급하여 기초 기판(10)을 표면 처리한다. 암모니아 가스는 예를 들어 500∼2000sccm의 양으로 10분∼30분 정도 공급할 수 있다. 암모니아 가스를 공급함으로써 기초 기판(10), 예를 들어 사파이어 기판 표면의 산소가 단원자 수준으로 암모니아에서 분해된 반응성 질소와 치환 반응이 일어난다. 이렇게 약 1000℃∼1100℃ 정도의 온도에서 c면 사파이어 기판을 표면 처리하면 사파이어 기판이 부분적으로 질소화되고, 그에 따라 나노로드가 성장될 수 있는 기반이 마련된다. 한편, 이러한 원자 수준의 반응은 외부에서 질화 정도를 측정할 수는 없지만 질화 처리 유무에 따라 기초 기판(10) 상에 성장되는 질화물층은 큰 차이를 보이게 된다. 3 (a), the
이어서, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 표면이 부분적으로 질소화된 기초 기판(10)의 온도를 낮춘 후 기초 기판(10) 상에 나노로드(20)를 성장시킨다. 나노로드(20)를 성장시키기 위해 제 2 온도 조절부(220)를 이용하여 성장 영역(B)의 온도를 450℃∼750℃ 정도로 낮춘다. 즉, HVPE 장치에서 나노로드(20)는 450℃∼750℃ 정도의 온도에서 성장이 촉진되며, 800℃ 이상의 온도에서 질화물 결정은 나노로드가 아닌 막으로 성장되므로 기초 기판(10) 상에 나노로드(20)를 성장시키기 위하여는 성장 영역(B)의 온도는 800℃ 이하로 설정해야 한다. 한편, 성장 영역(B)의 온도를 낮출 때 성장 영역(B)에는 질소와 암모니아를 예를 들어 5:1 내지 10:1의 비율로 공급한다. 이어서, 소오스 공급부(400)를 통해 금속을 포함하는 원료 가스와 질소를 포함하는 원료 가스, 예를 들어 암모니아를 공급하여 기초 기판(10) 상에 c축으로 성장된 나노로드(20)를 형성한다. 나노로드(20)는 예를 들어 AlN, GaN 등으로 형성할 수 있다. 한편, 나노로드(20)는 Ⅴ/Ⅲ족 비가 높아야 나노로드(20)가 서로가 합쳐지지 않고 c-방향으로 성장이 진행된다. 따라서, V/III족 비가 30∼100의 수준으로 금속 소스와 암모니아의 투입량을 조절하여 10분 동안 성장시킨다. 이렇게 성장된 나노로드(20)는 50∼300㎚의 폭과 1㎛ 이내의 길이를 갖는 형태로 1x108개/cm2 이내의 밀도로 형성된다.Then, the temperature of the partially nitrided
이어서, 도 3(c)에 도시된 바와 같이 나노로드(20)가 성장된 기초 기판(10)을 배향 영역(C)으로 이동시킨다. 즉, 이동 수단을 이용하여 기초 기판(10)이 안착된 기판 지지대(500)를 성장 영역(B)에서 배향 영역(C)으로 이동시킨다. 이때, 금속 소스와 암모니아의 공급을 중단하고 질소 분위기에서 나노로드(20)가 성장된 기초 기판(10)을 이동시킨다. 배향 영역(C)은 제 3 온도 조절부(230)에 의해 예를 들어 25℃∼50℃ 정도의 온도를 유지하며, 5분∼10분 동안에 기초 기판(10)을 이동시킨다. 따라서, 나노로드(20)가 <101> 방향으로 배향된다(20a). 그런데, 이동 시간이 지연되면 나노로드(20)의 방향 재정립이 발생되지 않고 결국 재성장시에 c-축 방향을 갖는 질화물 결정이 성장된다. 또한, 기초 기판(10)의 온도를 점진적으로 낮춰 냉각시킬 경우 기초 기판(10)과 나노로드(20) 사이에 스트레스가 발생되지 않아 나노로드(20)는 <001> 방향으로 정립된다. 따라서, 성장 영역(B)의 온도를 낮추는 것보다 기초 기판(10)을 25℃∼50℃ 정도의 온도를 유지하는 배향 영역(C)으로 이송함으로써 급격한 열충격을 부여하여 나노로드(20a)를 <101> 방향으로 배향시킬 수 있다. 즉, 배향 영역(C)으로 이동된 기초 기판(10) 상의 나노로드(20)는 질소 분위기에서 나노로드(20)의 비안정성과 갑작스런 열적 충격으로 사파이어와 질화물 결정의 높은 열팽창계수의 차이에 의해 분리가 일어나 나노로드가 재배향된다.Subsequently, the
이어서, 도 3(d)에 도시된 바와 같이, <101> 방향으로 배향된 나노로드(20a)가 형성된 기초 기판(10)을 1000℃∼1100℃ 정도의 온도를 유지하는 성장 영역(B)으로 이송한다. 그리고, 금속 함유 원료 가스와 질소 함유 원료 가스를 공급하여 350∼400㎛ 정도의 반극성의 질화물 단결정층(30)을 성장시킨다. 나노로드(20a)가 <101> 방향으로 배향되어 있으므로 1000℃∼1100℃의 고온에서 질화물 단결정층(30)을 성장시키면, <101> 방향으로 배향된 막으로 성장된다. 따라서, 질화물 단결정층(30)을 일정 두께로 계속 성장시키면 c면 사파이어 기판(10) 상에 성장된 반극성의 질화물 단결정 기판을 제조할 수 있다. 질화물 단결정층(30)은 1050℃∼1100℃의 온도에서 금속 함유 가스와 암모니아 가스의 혼합비가 3∼15 정도로 150분 정도 성장시켜 350㎛∼450㎛의 두께로 성장시킬 수 있다.3 (d), the
이후 도시되지 않았지만, 질화물 단결정층(30)으로부터 기초 기판(10)을 분리시킨 후 질화물 단결정층(30)의 표면을 연마할 수도 있다. 물론, 기초 기판(10) 상에 <101> 방향으로 배향된 나노로드(20a)가 형성되고 그 상부에 질화물 단결정층(30)이 형성된 구조를 기판으로 이용할 수도 있다.
Although not shown hereafter, the surface of the nitride
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 제조 방법은 기초 기판(10) 상에 나노로드(20)를 성장시킨 후 나노로드(20)에 열충격을 가해 나노로드(20)의 배향을 <101> 방향으로 재정립시키고, <101> 방향으로 배향된 나노로드(20a) 상에 질화물 단결정층(30)을 성장시킴으로써 질화물 단결정층(30)이 나노로드(20a)의 배향 방향을 따라 <101> 방향으로 배향된 반극성 또는 무극성의 질화물막으로 성장된다. 따라서, c면 사파이어 기판을 이용하여 그 상부에 반극성 또는 무극성의 질화물 단결정층을 형성할 수 있고, 이를 기판으로 이용할 수 있다.
As described above, in the method of manufacturing a substrate according to an embodiment of the present invention, after the nano-
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 c면 사파이어 기판 상에 350∼400㎛ 두께로 반극성의 질화물 단결정이 성장된 사진이다. 도시된 바와 같이 투명한 반극성 질화물 단결정이 성장됨을 볼 수 있다. 일반적으로 GaN 결정은 다결정으로 성장되면 빛의 난반사에 의하여 황색 빛깔을 나타낸다. 그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따라 성장된 질화물 단결정은 <101> 방향으로 잘 정립된 GaN 결정이 성장되었음을 확인할 수 있다.FIG. 4 is a photograph of a semi-polar nitride single crystal grown on a c-plane sapphire substrate to a thickness of 350-400 .mu.m according to an embodiment of the present invention. It can be seen that a transparent semi-polar nitride single crystal is grown as shown. Generally, when GaN crystals are grown as polycrystals, they show yellowish color due to diffuse reflection of light. However, it can be confirmed that GaN crystal grown in the <101> direction grows in the grown nitride single crystal according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 현미경 사진으로 잘 배향된 반극성 질화물 단결정을 볼 수 있다. 또한, 도 6 및 도 7은 도 5에 나타낸 기판을 라만과 엑스레이를 통하여 실제 결정이 <101>의 방향으로 배향된 결과를 나타낸다. 도 5의 현미경 사진을 보면 표면이 육각형의 위면이 형성되어 있고, c-축으로 길게 골이 형성되어 있는 것을 볼 수 있다. 결정에서 라만의 분석은 결정 방위에 따라 셀렉션 룰(selection rule)이 적용되어 측정하는 면에 따라 분자의 진동 에너지가 결정된다. 도 6에서 볼 때 분자의 진동 에너지가 한 방향에서는 532가 나왔고 샘플을 90도 회전하였을 때 533과 566에서 분자의 진동 에너지가 측정되었다. 이는 라만의 셀렉션 룰(selection rule)에 의하여 결정 윗면이 a-축으로 성장이 되었다는 것을 나타낸다. 또한, 엑스레이 측정 결과인 도 7을 보면 회절픽이 36도와 78도 부근에서 나타났다. 옆 갈륨나이트라이드의 회절 방향 표를 보면 도 5의 표면은 <101>로 배향되었고, 기타 다른 배향면은 나타나지 않는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 분석을 통하여 발명에서 이루고자 하는 목적이 잘 구현되었음을 나타낸다.
FIG. 5 is a micrograph of FIG. 4 showing a well-oriented semi-polar nitride single crystal. 6 and 7 show the results of orienting the substrate shown in FIG. 5 in the direction of an actual crystal through Raman and X-rays. In the microscope photograph of FIG. 5, it is seen that the top surface of the hexagonal surface is formed, and the long bone is formed on the c-axis. In Raman's analysis of the crystal, the selection rule is applied according to the crystal orientation, and the vibration energy of the molecule is determined according to the plane to be measured. 6, the vibration energy of the molecules was 532 in one direction and the vibration energy of the molecules was measured at 533 and 566 when the sample was rotated 90 degrees. This indicates that the crystal surface was grown on the a-axis by Raman's selection rule. Also, as shown in FIG. 7, which is the result of the X-ray measurement, the diffraction peaks appeared near 36 degrees and 78 degrees. In the diffraction direction table of the lateral gallium nitride, it can be seen that the surface of FIG. 5 is oriented to <101> and no other oriented surface appears. Therefore, this analysis shows that the purpose of the invention is well implemented.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 기판은 발광 소자를 제조하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 본 발명에 따라 제조된 기판을 이용한 발광 소자를 도 8 및 도 9를 이용하여 설명하면 다음과 같다.The substrate manufactured according to one embodiment of the present invention can be used for manufacturing a light emitting device. A light emitting device using the substrate manufactured according to the present invention will now be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 기판을 이용한 발광 소자의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a light emitting device using a substrate manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 기초 기판(10) 상에 <101> 방향으로 배향된 나노로드(20a) 및 질화물 단결정층(30)이 형성된 기판(40)이 제공되고, 기판(40) 상부에 제 1 반도체층(41), 활성층(42) 및 제 2 반도체층(43)이 적층 형성되며, 제 2 반도체층(43) 및 활성층(42)의 소정 영역이 식각되어 제 1 반도체층(41)의 소정 영역이 노출된 후 제 1 및 제 2 반도체층(41, 43) 상에 제 1 및 제 2 전극(44, 45)가 각각 형성된다. 또한, 도시되지 않았지만 제 2 전극(45) 하측의 제 2 반도체층(43) 상에 전류 차단층이 형성되고, 전류 차단층을 포함한 제 2 반도체층(43) 상부에 투명 전극(미도시)이 형성될 수 있다. 즉, 제 2 반도체층(43) 상의 소정 영역에 전류 차단층이 형성되고, 전류 차단층을 포함한 제 2 반도체층(43) 상에 투명 전극이 형성되며, 제 2 전극(45)은 전류 차단층과 중첩되어 형성될 수 있다.8, a
제 1 반도체층(41)은 N형 불순물이 도핑된 N형 반도체일 수 있고, 그에 따라 활성층(42)에 전자를 공급할 수 있다. 이러한 제 1 반도체층(41)은 예를 들어 Si가 도핑된 GaN층을 이용할 수 있다. 이를 위해 예를 들어 갈륨 소오스로서 트리메틸갈륨(trimethylgallium; TMGa) 또는 트리에틸갈륨(triethylgallium;TEGa), 질소 소오스로서 암모니아(NH3), 그리고 Si 불순물로서 SiH4 또는 SiH6를 유입시킬 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 제 1 반도체층(41)은 다양한 반도체 물질이 가능하다. 즉, GaN 대신에 InN, AlN(Ⅲ-Ⅴ족) 등과 같은 질화물이 형성될 수 있다. 이를 위해 갈륨 소오스 대신에 인듐 소오스 또는 알루미늄 소오스를 유입시킬 수 있다. 또한, 이러한 질화물을 일정한 비율로 혼합한 화합물이 이용될 수 있는데, 예를 들어 AlGaN을 이용할 수 있다. 또한, 제 1 반도체층(41)은 단일막으로 형성할 수도 있고, 다층막으로 형성할 수도 있다. The
활성층(42)은 소정의 밴드 갭을 가지며 양자 우물이 만들어져 전자 및 홀이 재결합되는 영역이다. 활성층(42)은 단일 양자 우물 구조(SQW) 또는 다중 양자 우물 구조(MQW)로 형성할 수 있는데, 다중 양자 우물 구조는 양자 우물층과 장벽층이 반복적으로 복수 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 다중 양자 우물 구조의 활성층(42)은 InGaN과 GaN이 반복적으로 적층되어 형성될 수 있다. InGaN을 형성하기 위해 예를 들어 트리메틸인듐(trimethylindium; TMIn) 또는 트리에틸인듐(triethylindium; TEIn) 등의 인듐 소오스와 TMGa 또는 TEGa 등의 갈륨 소오스, 그리고 암모니아(NH3) 등의 질소 소오스를 유입시킨다. 또한, GaN층은 갈륨 소오스 및 질소 소오스를 이용하여 GaN층으로 형성할 수 있다. 즉, 인듐 소오스, 갈륨 소오스 및 질소 소오스를 공급하여 InGaN으로 양자 우물층을 형성한 후 인듐 소오스의 공급을 중단하고 갈륨 소오스 및 질소 소오스의 공급을 유지하여 GaN층으로 장벽층을 형성한다. 물론, 활성층(42)은 AlGaN과 GaN이 반복적으로 적층되어 형성될 수도 있다. 여기서, 활성층(42)을 이루는 물질의 종류에 따라 전자 및 홀이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화되기 때문에 목표로 하는 파장에 따라 활성층(42)에 포함되는 반도체 재료를 조절하는 것이 바람직하다.The
제 2 반도체층(43)은 P형 불순물이 도핑된 반도체층일 수 있으며, 그에 따라 활성층(42)에 홀을 공급할 수 있다. 이러한 제 2 반도체층(43)은 예를 들어 Mg가 도핑된 GaN층을 이용할 수도 있다. 이를 위해 갈륨 소오스로서 TMGa 또는 TEGa, 질소 소오스로서 암모니아(NH3), 그리고, 마그네슘(Mg) 소오스로서 비스시클로펜타다이닐마그네슘(biscyclopentadienylmagnesium; Cp2Mg)을 유입시킬 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 물질이 가능하다. 즉, GaN 대신에 InN, AlN(Ⅲ-Ⅴ족) 등과 같은 질화물이 이용될 수 있고, 이러한 질화물을 일정한 비율로 혼합한 화합물이 이용될 수 있는데, 예를 들어 AlGaN, AlInGaN을 포함한 다양한 반도체 물질이 가능하다. 또한, 제 2 반도체층(43)은 단일막으로 형성할 수도 있고, 다층막으로 형성할 수도 있다.The
제 1 및 제 2 전극(44, 45)은 도전성 물질을 이용하여 형성할 수 있는데, 예를 들어 Ti, Cr, Au, Al, Ni, Ag 등의 금속 물질 또는 이들의 합금을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 전극(44, 45)은 단일층 또는 다층으로 형성할 수 있다. 제 1 전극(44)은 제 2 반도체층(43) 및 활성층(42)의 소정 영역이 제거되어 노출된 제 1 반도체층(41) 상에 형성되어 제 1 반도체층(41)에 전원을 공급한다. 또한, 제 2 전극(45)은 제 2 반도체층(43) 상에 형성되어 제 2 반도체층(43)에 전원을 공급한다. 한편, 제 1 전극(44)은 예를 들어 사각형 형상의 발광 소자의 일 모서리 부근에 형성되고, 제 2 전극(45)은 제 1 전극(44)이 형성된 면과 대향되는 면에 접하여 중앙부에 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 제 1 및 제 2 전극(44, 45)의 형성 위치는 다양하게 변경될 수 있다.The first and
한편, 도시되지 않았지만, 전류 차단층이 제 2 반도체층(43) 상부의 소정 영역에 형성될 수 있다. 즉, 전류 차단층은 제 2 전극(45)이 형성될 영역에 제 2 전극(45)의 형상을 따라 제 2 전극(45)보다 큰 면적으로 형성될 수 있다. 이러한 전류 차단층은 제 2 전극(45)으로부터 제 2 반도체층(43)으로 전류가 직접 인가되지 못하도록 한다. 즉, 제 2 전극(45)으로부터 제 2 반도체층(43)으로 전류가 직접 인가되면 제 2 전극(45) 하측의 전류 밀도가 다른 영역보다 높아 균일한 발광이 어렵고, 제 2 전극(45) 하측에서 생성된 광은 제 2 전극(45)에 의해 반사되어 출력되지 못하여 광 손실이 발생될 수 있다. 따라서, 전류 차단층을 형성하여 제 2 전극(45) 하측에서 광이 생성되지 못하도록 하여 균일한 발광 및 광 손실을 줄일 수 있다. 한편, 전류 차단층(45)은 SiO2 등의 절연 물질을 이용하여 형성할 수 있다.Although not shown, a current blocking layer may be formed on a predetermined region of the
또한, 전류 차단층을 포함한 제 2 반도체층(43) 상부에 투명 전극(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 전극은 제 2 전극(45)을 통해 인가되는 전류가 제 2 반도체층(43)에 고르게 공급되도록 한다. 즉, 제 2 반도체층(43)은 수직으로 예컨데 수Ω의 저항을 갖고 수평으로 예컨데 수백㏀을 갖기 때문에 수평 방향으로는 전류가 흐르지 않고 수직 방향으로만 전류가 흐르게 된다. 따라서, 제 2 반도체층(43)에 국부적으로 전원을 인가하게 되면 제 2 반도체층(43) 전체적으로 전류가 흐르지 않으므로 투명 전극을 형성하여 제 2 반도체층(43)에 전체적으로 전류가 흐를 수 있도록 한다. 또한, 투명 전극은 활성층(42)에서 발생된 광이 잘 투과될 수 있도록 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 전극은 ITO, IZO, ZnO, RuOx, TiOx, IrOx 등을 이용하여 형성할 수 있다.
In addition, a transparent electrode (not shown) may be formed on the
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 기판을 이용한 발광 소자의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of a light emitting device using a substrate manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 기초 기판(10) 상에 <101> 방향으로 배향된 나노로드(20a) 및 질화물 단결정층(30)이 형성된 후 질화물 단결정층(30)으로부터 기초 기판(10)이 분리되고 나노로드(20a)가 형성된 일면이 연마되어 기판(40)이 제공되고, 기판(40) 상부에 제 1 반도체층(41), 활성층(42) 및 제 2 반도체층(43)이 적층 형성되며, 제 2 반도체층(43) 및 활성층(42)의 소정 영역이 식각되어 제 1 반도체층(41)의 소정 영역이 노출된 후 제 1 및 제 2 반도체층(41, 43) 상에 제 1 및 제 2 전극(44, 45)가 각각 형성된다.
9, the
본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for explanation purposes only and not for the purpose of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
10 : 기초 기판 20 : 나노로드
20a : 배향 정렬된 나노로드
30 : 질화물 단결정층10: base substrate 20: nano rod
20a: Aligned nanorods
30: nitride single crystal layer
Claims (13)
상기 나노로드의 배향을 재정립시키는 단계; 및
상기 배향이 재정립된 나노로드 상에 질화물 단결정층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 나노로드 성장 및 배향 재정립은 동일 장비 내에서 실시되며, 상기 나노로드의 방향 재정립은 상기 나노로드의 성장 온도보다 낮은 온도에서 실시하는 기판 제조 방법.
Growing a nano-rod on the base substrate;
Refining the orientation of the nanorod; And
And forming a nitride single crystal layer on the nanorod having the orientation re-oriented,
Wherein the nano rod growth and orientation refinement are performed in the same equipment, and the direction re-orientation of the nano rod is performed at a temperature lower than a growth temperature of the nano rod.
The method of claim 1, wherein the base substrate comprises a c-plane sapphire substrate.
The method of claim 1, further comprising nitriding the surface of the base substrate prior to growing the nano-rods.
4. The method according to claim 3, wherein the nano-rods are grown at a temperature lower than the nitriding temperature of the base substrate.
5. The method of claim 4, wherein the nanorods are grown at a temperature of 450 ° C to 750 ° C.
[6] The method of claim 5, wherein the nanorod is reoriented in a <101> direction.
7. The method according to claim 6, wherein the orientation of the nano-rods is performed at a temperature of 25 ° C to 50 ° C.
7. The method of claim 6, wherein the nitride single crystal layer is grown in a <101> direction.
4. The method of manufacturing a substrate according to claim 1 or 3, further comprising separating the base substrate after forming the nitride single crystal layer and polishing the surface of the nitride single crystal layer on which the nano-rods are formed.
상기 기판 상에 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 적층 형성하는 단계;
상기 제 1 및 제 2 반도체층 상에 제 1 및 제 2 전극을 각각 형성하는 단계를 포함하고,
상기 나노로드 성장 및 배향 재정립은 동일 장비 내에서 실시되며, 상기 나노로드의 배향 재정립은 상기 나노로드의 성장 온도보다 낮은 온도에서 실시되는 발광 소자의 제조 방법.
Growing a nano-rod on a base substrate, refining the orientation of the nano-rod, and then forming a nitride single crystal layer on the nano-rod to produce a substrate;
Forming a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer on the substrate;
Forming first and second electrodes on the first and second semiconductor layers, respectively,
Wherein the nanorod growth and orientation refinement are performed in the same equipment, and the orientation refinement of the nanorod is performed at a temperature lower than the growth temperature of the nanorod.
12. The method of manufacturing a light emitting device according to claim 11, further comprising a step of separating the base substrate after forming the nitride single crystal layer and polishing the surface of the nitride single crystal layer on which the nano rods are formed.
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