KR101786047B1 - Method for growing nitride semiconductor and nitride semiconductor substrate formed therefrom - Google Patents
Method for growing nitride semiconductor and nitride semiconductor substrate formed therefrom Download PDFInfo
- Publication number
- KR101786047B1 KR101786047B1 KR1020160165870A KR20160165870A KR101786047B1 KR 101786047 B1 KR101786047 B1 KR 101786047B1 KR 1020160165870 A KR1020160165870 A KR 1020160165870A KR 20160165870 A KR20160165870 A KR 20160165870A KR 101786047 B1 KR101786047 B1 KR 101786047B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gan
- nitride semiconductor
- layer
- substrate
- dot
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title abstract description 122
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title abstract description 116
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 158
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 40
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 claims 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 140
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M chlorogallium Chemical compound [Ga]Cl XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001657 homoepitaxy Methods 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/0254—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02455—Group 13/15 materials
- H01L21/02458—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
- H01L21/2251—Diffusion into or out of group IV semiconductors
- H01L21/2254—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/1026—Compound semiconductors
- H01L2924/1032—III-V
- H01L2924/1033—Gallium nitride [GaN]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
질화물 반도체층 성장 방법이 개시된다. 개시된 질화물 반도체층 성장 방법에 따르면, 기판을 준비하고, 이 기판 상에 질화물 반도체 도트를 형성한다. 그리고, 질화물 반도체 도트 상에 질화물 반도체층을 성장시킨다. 이와 같이 성장된 질화물 반도체층을 기판으로부터 분리하여 질화물 반도체 기판으로 사용할 수 있다.A method for growing a nitride semiconductor layer is disclosed. According to the disclosed method of growing a nitride semiconductor layer, a substrate is prepared and a nitride semiconductor dot is formed on the substrate. Then, a nitride semiconductor layer is grown on the nitride semiconductor dots. The nitride semiconductor layer thus grown can be separated from the substrate and used as a nitride semiconductor substrate.
Description
질화물 반도체층 성장 방법 및 이에 의해 형성되는 질화물 반도체 기판에 관한 것이다.A nitride semiconductor layer growing method, and a nitride semiconductor substrate formed thereby.
질화물 반도체를 이용한 전자산업은 그린(green) 산업의 발전과 성장에 부합하는 분야로 기대를 모으고 있다. 특히 질화물 반도체 중 하나인 GaN의 경우, 발광 다이오드(LED)를 포함한 고출력 전자부품 소자의 핵심 소자인 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드 중 청색 발광 다이오드의 제조에 널리 상용되고 있다. 이는 기존의 청색 영역의 빛을 내는 발광 소자의 반도체 물질인 징크 세레나이드(ZnSe) 보다, GaN를 이용한 청색 발광 다이오드가 GaN의 뛰어난 물리, 화학적 특성 때문에 휘도와 수명, 그리고 내부 양자효율이 우수하기 때문이다. 또한 GaN는 직접 천이형의 밴드갭 구조를 가지면서 In 이나 Al의 합금을 통해 1.9 ~ 6.2 eV 까지 밴드갭 조절이 가능하므로, 광소자로서의 이용 가치가 매우 크다. 또한 항복 전압이 높고, 고온에서도 안정하기 때문에 기존의 재료들로는 구현하지 못하는 고출력 소자나 고온 전자 소자 등 여러 분야에 유용하다. 예를 들어 풀 칼라 디스플레이(Full color display)를 이용한 대형 전광판이나, 신호등, 광기록 매체의 광원, 자동차 엔진의 고출력 트랜지스터 등에 적용될 수 있다. GaN 기판을 사용한 발광 다이오드(LED)의 경우 결함이 적고, 기판과 소자 층의 굴절율이 동일하고, 열전도도도 사파이어보다 약 4배 정도 크기 때문에, GaN는 고출력 LED의 제작에 필수 적이다.The electronics industry using nitride semiconductors is expected to meet the development and growth of the green industry. In particular, GaN, which is one of nitride semiconductors, is widely used for manufacturing blue light emitting diodes among red, green, and blue light emitting diodes, which are core elements of high output electronic component devices including light emitting diodes (LEDs). This is because blue light emitting diodes using GaN are superior to zinc selenide (ZnSe), which is a semiconductor material of light emitting devices that emit light in the blue region, because of their superior physical and chemical properties, to be. In addition, since GaN has a direct band gap bandgap structure and the band gap can be controlled from 1.9 to 6.2 eV through an alloy of In or Al, it is very useful as an optical device. In addition, it is useful in various fields such as high output devices and high temperature electronic devices which can not be realized by conventional materials since the breakdown voltage is high and stable at high temperature. For example, a large electric signboard using a full color display, a light source of a signal lamp, an optical recording medium, a high output transistor of an automobile engine, and the like. In the case of a light emitting diode (LED) using a GaN substrate, GaN is indispensable for the production of a high output LED since the defects are few, the refractive index of the substrate and the element layer are the same, and the thermal conductivity is about four times larger than sapphire.
기판 상에 질화물 반도체층 성장시 격자 상수 차이나 열팽창 계수 차이에 의해 계면에서 유발되는 스트레인(strain)에 의한 크랙(crack)이 없는 질화물 반도체층을 성장시킬 수 있는 질화물 반도체층 성장 방법 및 이에 의해 형성되는 질화물 반도체 기판을 제공한다.There is provided a nitride semiconductor layer growth method capable of growing a nitride semiconductor layer free of cracks due to strains induced at an interface due to a difference in lattice constant or a difference in thermal expansion coefficient between the nitride semiconductor layers grown on the substrate, A nitride semiconductor substrate is provided.
본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법은, 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판 상에 질화물 반도체 도트를 형성하는 단계와; 상기 질화물 반도체 도트 상에 질화물 반도체층을 성장시키는 단계;를 포함한다.A method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention includes: preparing a substrate; Forming a nitride semiconductor dot on the substrate; And growing a nitride semiconductor layer on the nitride semiconductor dot.
상기 질화물 반도체 도트과 질화물 반도체층 사이에 스트레스 완충층이 형성되는 단계;를 더 포함할 수 있다.And forming a stress buffer layer between the nitride semiconductor dot and the nitride semiconductor layer.
상기 질화물 반도체층은 HVPE 방법을 사용하여 성장될 수 있다.The nitride semiconductor layer can be grown using the HVPE method.
상기 기판 상에 HVPE에 의해 상기 질화물 반도체층 성장시 인시투(in-situ)로 상기 질화물 반도체 도트를 형성할 수 있다.The nitride semiconductor dots may be formed in-situ upon growth of the nitride semiconductor layer by HVPE on the substrate.
상기 질화물 반도체 도트는 한방향으로 정렬될 수 있다.The nitride semiconductor dots may be aligned in one direction.
상기 질화물 반도체 도트 크기에 따라 성장된 상기 질화물 반도체층의 두께를 제한할 수 있다.The thickness of the nitride semiconductor layer grown according to the size of the nitride semiconductor dots can be limited.
상기 질화물 반도체 도트의 크기는 대부분이 0.4μm 이상일 수 있다.Most of the size of the nitride semiconductor dots may be 0.4 탆 or more.
상기 질화물 반도체 도트의 크기는 대부분이 0.4 ~ 0.8μm일 수 있다. 이 경우, 성장된 상기 질화물 반도체층의 두께는 100 μm 이상 내지 1000μm 이하일 수 있다.Most of the size of the nitride semiconductor dots may be 0.4 to 0.8 mu m. In this case, the thickness of the grown nitride semiconductor layer may be 100 μm or more and 1000 μm or less.
상기 질화물 반도체 도트의 크기는 대부분이 0.4μm 이내일 수 있다. 이 경우, 상기 질화물 반도체층의 두께는 10μm 이하일 수 있다.The size of the nitride semiconductor dots may be within 0.4 [mu] m. In this case, the thickness of the nitride semiconductor layer may be 10 mu m or less.
상기 질화물 반도체층 및 상기 질화물 반도체 도트는 GaN를 포함할 수 있다.The nitride semiconductor layer and the nitride semiconductor dot may include GaN.
상기 기판은 사파이어 기판일 수 있다.The substrate may be a sapphire substrate.
상기 질화물 반도체층은 레이저 리프트오프(liftoff) 방법에 의해 상기 기판으로부터 분리되어, 질화물 반도체 기판으로 사용될 수 있다.The nitride semiconductor layer may be separated from the substrate by a laser liftoff method and used as a nitride semiconductor substrate.
상기 질화물 반도체 기판은 GaN 기판일 수 있다.The nitride semiconductor substrate may be a GaN substrate.
본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 기판은 상기한 질화물 반도체층 성장 방법에 의해 성장된 상기 질화물 반도체 도트와 상기 질화물 반도체층을 기판으로부터 분리하여 얻어질 수 있다.The nitride semiconductor substrate according to an embodiment of the present invention can be obtained by separating the nitride semiconductor dots grown by the above-described method for growing a nitride semiconductor layer and the nitride semiconductor layer from the substrate.
이때, 상기 질화물 반도체층 및 질화물 반도체 도트는 GaN를 포함하며, 상기 질화물 반도체 기판은 GaN 기판일 수 있다.Here, the nitride semiconductor layer and the nitride semiconductor dot may include GaN, and the nitride semiconductor substrate may be a GaN substrate.
상기 질화물 반도체층은 성장동안 상기 질화물 반도체 도트들이 서로 만나게 되는 스트레스 완화 두께 이상의 두께를 가질 수 있다.The nitride semiconductor layer may have a thickness equal to or greater than the stress relaxation thickness at which the nitride semiconductor dots meet each other during growth.
본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 기판은, 질화물 반도체 도트와; 상기 질화물 반도체 도트 상에 성장된 질화물 반도체층;을 포함할 수 있다.A nitride semiconductor substrate according to an embodiment of the present invention includes: a nitride semiconductor dot; And a nitride semiconductor layer grown on the nitride semiconductor dots.
상기 질화물 반도체 도트와 상기 질화물 반도체층 사이에 성장동안 스트레스 완충층이 더 형성될 수 있다.A stress buffer layer may be further formed between the nitride semiconductor dots and the nitride semiconductor layer during growth.
본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 기판은, 질화물 반도체층; 및 상기 질화물 반도체층 일면에 육각형태의 반도체 도트가 포함될 수 있다.A nitride semiconductor substrate according to an embodiment of the present invention includes a nitride semiconductor layer; And a hexagonal semiconductor dot on one surface of the nitride semiconductor layer.
질화물 반도체 도트를 핵으로 하여 질화물 반도체층을 성장시키므로, 기판 상에 질화물 반도체층 성장시 격자 상수 차이나 열팽창 계수 차이에 의해 계면에서 유발되는 스트레인(strain)에 의한 크랙(crack)이 없는 질화물 반도체층을 성장시킬 수 있다. Since the nitride semiconductor layer is grown using the nitride semiconductor dots as nuclei, a nitride semiconductor layer having no crack due to strain caused at the interface due to a difference in lattice constant or a difference in thermal expansion coefficient during growth of the nitride semiconductor layer Can grow.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 따라 사파이어 기판 상에 GaN를 성장시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 사파이어 기판으로부터 분리한 GaN층을 보여준다.
도 3은 사파이어 기판 상에 성장된 GaN 도트를 개략적으로 보여준다.
도 4a 및 도 4b는 GaN 성장을 위한 GaN 도트를 보여주는 SEM 사진이다.
도 5는 사파이어(Sapphire) 기판 상에 GaN 도트를 핵으로 하여 GaN 층을 성장시킬 때, GaN 도트와 GaN 층 사이에 스트레스(Stress) 완충층이 존재할 수 있음을 보여준다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 따라, GaN 도트 버퍼를 사용하여 성장된 직경 3인치, 4인치 후막 GaN/Sapphire를 개략적으로 보여주는 이미지이다.1 is a view illustrating a process of growing GaN on a sapphire substrate according to a method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention.
2 shows a GaN layer separated from a sapphire substrate.
3 schematically shows a GaN dot grown on a sapphire substrate.
4A and 4B are SEM photographs showing GaN dots for GaN growth.
FIG. 5 shows that a stress buffer layer may exist between a GaN dot and a GaN layer when a GaN layer is grown on a sapphire substrate using GaN dots as nuclei.
FIG. 6 is a schematic view showing a GaN / Sapphire 4 inch thick, 3 inch diameter, grown using a GaN dot buffer according to a method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention.
질화물 반도체 중 갈륨 나이트라이드(GaN)는 밴드갭(bandgap) 에너지가 약 3.39 eV이고, 직접 천이형인 와이드 밴드갭(wide bandgap) 반도체 물질로 단파장 영역의 발광 소자 제작 등에 유용한 물질이다.Gallium nitride (GaN) in a nitride semiconductor has a bandgap energy of about 3.39 eV and is a wide bandgap semiconductor material that is a direct transition type and is useful for manufacturing a light emitting device in a short wavelength region.
GaN 단결정은 융점에서 높은 질소 증기압 때문에 액상 결정 성장은 대략 1500℃ 이상의 고온과 대략 20000 기압의 질소 분위기가 필요하므로 대량 생산이 어려울 뿐만 아니라 현재 사용 가능한 결정 크기도 약 100㎟ 정도의 박판 형으로 이를 소자 제작에 사용하기는 곤란하다. Since the GaN single crystal has a high nitrogen vapor pressure at the melting point, the liquid crystal growth requires a high temperature of about 1500 ° C or higher and a nitrogen atmosphere of about 20000 atmospheres, which is not only difficult to mass-produce, but also has a crystal size of about 100 mm 2 It is difficult to use in production.
그래서, GaN 박막은 이종 기판 상에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), HVPE(Hydride or Halide Vapor Phase Epitaxy) 등의 기상 성장 법에 의해 성장하고 있다.Therefore, the GaN thin film is grown on a different substrate by a vapor phase growth method such as MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) or HVPE (Hydride or Halide Vapor Phase Epitaxy).
GaN 박막 제조 용 이종 기판으로는 사파이어(sapphire)가 가장 많이 사용되고 있는데 이는 사파이어가 GaN과 같은 육방정계 구조이며, 값이 싸고, 고온에서 안정하기 때문이다. Sapphire is the most widely used substrate for the production of GaN thin films because sapphire is a hexagonal structure such as GaN, is cheap and stable at high temperature.
그러나 사파이어는 GaN과 약 16%에 달하는 격자 상수 차이 및 약 35%에 달하는 열팽창 계수 차이에 의해 계면에서 스트레인(strain)이 유발된다. 이 스트레인(strain)이 결정 내 격자 결함을 발생시켜 고품질의 GaN 박막 성장이 어렵고, GaN 박막 상에 제조된 소자의 수명을 단축시킨다. 또한 사파이어 기판 상에 제조되는 발광 다이오드(LED)의 경우 결함 및 사파이어 기판과 GaN 박막의 굴절율 차이 때문에 발광 효율에 한계가 존재한다. 이를 극복하기 위해 GaN 기판과 같은 질화물 반도체 기판이 필요하며, 이러한 질화물 반도체 기판(GaN 기판) 상에 호모 에피탁시(homoepitaxy)에 의해 소자를 제조하는 것이 요구된다.However, sapphire causes strain at the interface due to the difference in lattice constant between GaN and about 16% and the difference in thermal expansion coefficient of about 35%. This strain causes crystal lattice defects in the crystal, making it difficult to grow a high-quality GaN thin film and shortening the lifetime of the device formed on the GaN thin film. In addition, in the case of a light emitting diode (LED) fabricated on a sapphire substrate, there is a limitation in luminous efficiency due to a defect and a difference in refractive index between the sapphire substrate and the GaN thin film. To overcome this, a nitride semiconductor substrate such as a GaN substrate is required, and it is required to manufacture the device by homoepitaxy on the nitride semiconductor substrate (GaN substrate).
본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 따르면, 예를 들어, HVPE 방법에 의해 기판과 질화물 반도체층 사이의 격자 상수와 열팽창 계수 등의 차에 의한 크랙 발생없도록 기판 상에 질화물 반도체층을 성장시킬 수 있다.According to the method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention, a nitride semiconductor layer is formed on a substrate so as not to be cracked due to a difference in lattice constant and thermal expansion coefficient between the substrate and the nitride semiconductor layer by, for example, HVPE Can grow.
질화물 반도체층을 성장시키기 위해, 먼저, 기판을 준비한다. 그리고, 이 기판 상에 질화물 반도체 도트(dot)를 형성한다. 이때, 질화물 반도체 도트는 한 방향으로 정렬되도록 형성된다. 상기 질화물 반도체 도트는, 기판과 후막 질화물 반도체층 사이의 격자 부정합이나 열팽창 계수 차이에 의한 크랙을 줄여줄 수 있다. 질화물 반도체 도트를 한 방향으로 정렬되도록 형성하는 경우, 질화물 반도체를 이 질화물 반도체 도트를 핵으로 하여 단결정으로 성장시킬 수 있다.In order to grow the nitride semiconductor layer, first, a substrate is prepared. Then, nitride semiconductor dots are formed on the substrate. At this time, the nitride semiconductor dots are formed so as to be aligned in one direction. The nitride semiconductor dots can reduce a lattice mismatch between the substrate and the thick film nitride semiconductor layer and a crack due to a difference in thermal expansion coefficient. When the nitride semiconductor dots are formed so as to be aligned in one direction, the nitride semiconductor can be grown as a single crystal with the nitride semiconductor dots as nuclei.
이후, 예컨대, III-V족 반도체 물질의 비율과 성장 온도 등을 조절하여 수직 및 수평 성장 속도를 조절하면, 질화물 반도체 도트 상에 이 질화물 반도체 도트를 핵으로 하여 질화물 반도체층을 성장시킬 수 있다. 질화물 반도체 도트가 한 방향으로 정렬되도록 형성되므로, 질화물 반도체층은 이 질화물 반도체 도트를 핵으로 하여 단결정으로 성장될 수 있다. 이때, 질화물 반도체층은 성장동안 상기 질화물 반도체 도트들이 서로 만나게 되는 스트레스 완화 두께 이상의 두께를 가지도록 성장시킨다. 질화물 반도체 도트와 질화물 반도체층 사이에는 성장동안 스트레스 완충층이 형성될 수 있다. 이 스트레스 완충층은 질화물 반도체층 성장과 같은 온도에서 연속 성장되는 것으로, 질화물 반도체 도트 위에 질화물 반도체층을 성장시키면, 성장되면서 질화물 반도체 도트 계면에서 발생된 전위가 서로 만나 일부 없어지게 되는 층을 말한다. 이 스트레스 완충층은 예를 들어, 대략 40 내지 50μm 정도의 두께를 가질 수 있다. 이 스트레스 완충층(50)의 두께는 질화물 반도체 도트들이 서로 만나게 되는 스트레스 완화 두께에 해당할 수 있다. Thereafter, the nitride semiconductor layer can be grown on the nitride semiconductor dots using the nitride semiconductor dots as nuclei, for example, by controlling the vertical and horizontal growth rates by controlling the ratio of the III-V semiconductor material and the growth temperature. Since the nitride semiconductor dots are formed so as to be aligned in one direction, the nitride semiconductor layer can be grown as a single crystal with the nitride semiconductor dots as nuclei. At this time, the nitride semiconductor layer is grown so as to have a thickness equal to or greater than the stress relaxation thickness at which the nitride semiconductor dots meet with each other during growth. A stress buffer layer may be formed between the nitride semiconductor dots and the nitride semiconductor layer during growth. This stress buffer layer is continuously grown at the same temperature as the growth of the nitride semiconductor layer. When the nitride semiconductor layer is grown on the nitride semiconductor dots, the stress buffer layer is a layer in which the dislocations generated at the interface of the nitride semiconductor dots are mutually grown and partially removed. The stress buffer layer may have a thickness of, for example, approximately 40 to 50 mu m. The thickness of the
이후, 레이저 리프트오프(Laser liftoff) 방법에 의해 기판으로부터 후막 질화물 반도체층을 분리하면, 프리스탠딩(freestanding) 질화물 반도체 기판을 얻을 수 있다. 이때, 프리스탠딩 질화물 반도체 기판은 질화물 반도체층과 상기 질화물 반도체층 일면에 포함된 질화물 반도체 도트를 포함할 수 있다. 또한 질화물 반도체층과 질화물 반도체 도트 사이에 스트레스 완충층이 존재할 수 있다. 프리스탠딩 질화물 반도체 기판에서, 질화물 반도체층 일면즉, 기판으로부터 분리된 면에는 질화물 반도체 도트가 존재할 수 있는데, 이때 질화물 반도체 도트는 육각형태를 가질 수 있다. Thereafter, when the thick film nitride semiconductor layer is separated from the substrate by a laser liftoff method, a freestanding nitride semiconductor substrate can be obtained. At this time, the free standing nitride semiconductor substrate may include a nitride semiconductor layer and a nitride semiconductor dot included in one surface of the nitride semiconductor layer. Further, a stress buffer layer may be present between the nitride semiconductor layer and the nitride semiconductor dots. In a free standing nitride semiconductor substrate, a nitride semiconductor dot may exist on one surface of the nitride semiconductor layer, that is, a surface separated from the substrate, wherein the nitride semiconductor dot may have a hexagonal shape.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 따르면, 예를 들어, HVPE에 의해 사파이어 기판 상에 후막 GaN을 성장하여, GaN 기판을 제조할 수 있다.According to the method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention, a GaN substrate can be manufactured by growing thick GaN on a sapphire substrate by, for example, HVPE.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 의해 사파이어 기판 상에 GaN를 성장시키는 경우를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the case of growing GaN on a sapphire substrate by the method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
후막 GaN 성장을 위한 이종 기판으로는 사파이어 기판이 사용될 수 있다. 이는 사파이어가 GaN과 같은 육방정계 구조이며, 값이 싸고, 고온에서 안정하기 때문이다. 그러나 사파이어는 전술한 바와 같이, GaN과의 격자 상수 차이 및 열팽창 계수 차이에 의해 계면에서 스트레인이 유발되고, 이 스트레인이 결정 내 격자 결함을 발생시키고, 크랙(crack)을 발생시킬 수 있다. 즉, 사파이어 기판 상에 GaN층을 형성할 때, GaN와 사파이어 사이의 격자 상수와 열팽창 계수 차에 의해 크랙이 발생할 수 있다.A sapphire substrate can be used as a hetero-substrate for thick-film GaN growth. This is because sapphire is a hexagonal structure such as GaN, is cheap, and stable at high temperature. However, as described above, sapphire causes a strain at the interface due to a difference in lattice constant and a difference in thermal expansion coefficient from GaN, and this strain can cause a lattice defect in the crystal and cause a crack. That is, when a GaN layer is formed on a sapphire substrate, a crack may occur due to a difference in lattice constant and thermal expansion coefficient between GaN and sapphire.
이러한 크랙 발생 가능성을 제거하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 따르면, 한 방향으로 정렬된 GaN 도트를 사용한다. 이 GaN 도트로부터 GaN를 수직, 수평 성장을 시켜 GaN 후막을 성장시킬 수 있다. GaN 도트 크기에 따라 크랙이 없는 후막 GaN 층의 두께가 결정될 수 있다.According to the method for growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention, a GaN dot aligned in one direction is used for eliminating the possibility of such a crack. The GaN thick film can be grown by vertically and horizontally growing GaN from this GaN dot. The thickness of the thick GaN layer without cracks can be determined according to the GaN dot size.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 따라 사파이어 기판(10) 상에 GaN를 성장시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1의 구조에서, 사파이어 기판(10)으로부터 후막 GaN 층(50)을 분리하여 얻어지는 프리스탠딩(freestanding) GaN 기판을 개략적으로 보여준다. 1 is a view illustrating a process of growing GaN on a
도 1을 참조하면, 질화물 반도체인 GaN를 성장시키기 위해, 먼저, 사파이어 기판(10)을 준비한다.Referring to FIG. 1, in order to grow GaN, which is a nitride semiconductor, a
그리고, 이 사파이어 기판(10) 상에 GaN 도트(30)를 형성한다. GaN 도트(30)는, 사파이어 기판(30)과 후막 GaN 층(50) 사이의 격자 부정합이나 열팽창 계수 차이에 의한 크랙을 줄여줄 수 있다. 도 1에서는 GaN 도트(30)를 층으로서 나타내었다. GaN 도트(30)는 GaN 도트층으로 표현될 수도 있다.Then,
GaN 도트(30)는 다음의 과정을 통해 형성될 수 있다.The GaN dot 30 may be formed through the following process.
예를 들어, 사파이어 기판(10)을 HVPE 반응기(reactor)에 장착한 후 고온에서, HCl과 Ga 금속을 반응시켜 GaCl을 형성한다. 그리고 이를 NH3와 반응시켜 얻어지는 GaN 도트(30)를 사파이어 기판(10) 상에 성장시킨다. 이러한 GaN 도트(30)를 형성하기 위해, 사파이어 기판(10)을 HVPE 반응기에 장착한 상태에서, 사파이어 기판(10)을 HCl + NH3로 처리하여, 사파이어의 산호를 제거하여 GaN 도트의 핵이 되는 AlN 핵을 먼저 형성할 수 있다. 그런 상태에서, HCl과 Ga 금속을 반응시켜 GaCl을 형성하고 이를 NH3와 반응시키면 AlN 핵으로부터 GaN가 성장되어 GaN 도트(30)가 형성될 수 있다. 이때, GaN 도트(30)는 고온 예컨대, 대략 900℃ 정도에서 성장할 수 있다.For example, after the
도 3을 참조하면, 이와 같이 성장된 GaN 도트(30)는 육방정계 형태를 가지고 있기 때문에 한 방향 예컨대, c축으로 잘 정렬될 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 사파이어 기판(10)에 성장된 GaN 도트들(30)을 보여주는 SEM 사진이다. 도 4a 및 도 4b의 SEM 사진으로부터 c축으로 잘 정렬된 GaN 도트들을 형성할 수 있음을 알 수 있다. Referring to FIG. 3, the GaN dot 30 grown in this way has a hexagonal system shape, and thus can be well aligned in one direction, for example, the c axis. 4A and 4B are SEM photographs showing the
이후, 예컨대, III-V족 반도체 물질의 비율과 성장 온도 등을 조절하여 수직 및 수평 성장 속도를 조절하면, GaN 도트(30) 상에 이 GaN 도트를 핵으로 하여 GaN를 성장시켜 GaN층(50)을 형성할 수 있다. 상기와 같이 GaN 도트는 육방정계 형태를 가져 한 방향으로 정렬되므로, GaN는 이 GaN 도트를 핵으로 하여 단결정으로 성장될 수 있다. Thereafter, the vertical and horizontal growth rates are adjusted by controlling the ratio of the III-V semiconductor material and the growth temperature, for example, and GaN is grown on the GaN dot 30 with the GaN dot as nuclei to form the GaN layer 50 ) Can be formed. Since the GaN dots have a hexagonal system and are aligned in one direction as described above, GaN can be grown as a single crystal with the GaN dot as a nucleus.
이때, GaN층(50) 반도체층은 성장동안 상기 GaN 도트(30)들이 서로 만나게 되는 스트레스 완화 두께 이상의 두께를 가지도록 성장시킨다. GaN 도트(30)와 GaN층(50) 사이에는, GaN 성장동안 스트레스 완충층(도 5의 40 참조)이 형성될 수 있다. 도 5는 사파이어(Sapphire) 기판 상에 GaN 도트(30)를 핵으로 하여 GaN 층(50)을 성장시킬 때, GaN 도트(30)와 GaN 층(50) 사이에 스트레스(Stress) 완충층(40)이 존재할 수 있음을 보여준다. At this time, the GaN layer (50) semiconductor layer grows so that the GaN dots (30) have a thickness equal to or more than the stress relaxation thickness that they meet with each other during growth. Between the
스트레스 완충층(40)은 GaN 층(50) 성장과 같은 온도에서 연속 성장되는 것으로, GaN 도트(30) 위에 GaN층(50)을 성장시키면, GaN가 성장되면서 GaN 도트(30) 계면에서 발생된 전위가 서로 만나 일부 없어지게 되면서 생긴다. 이 스트레스 완충층(40)은 전술한 바와 같이 예를 들어, 대략 40 내지 50μm 정도의 두께를 가질 수 있다. 스트레스 완충층(40)의 두께는 GaN 도트(30)의 크기에 따라 달라질 수 있다. The stress buffer layer 40 is continuously grown at the same temperature as the growth of the
대부분이 0.4μm 이상의 크기를 가지는 GaN 도트를 핵으로 하여 GaN를 성장시키는 경우, 핵들이 서로 만나게 되는 스트레스(stress) 완화 두께(coalescence)는 대략 40 내지 50μm 정도가 된다. 스트레스 완충층(50)의 두께는 스트레스 완화 두께에 해당할 수 있다. When GaN is grown using GaN dots having a size of 0.4 μm or more as a nucleus, the stress relaxation coalescence at which the nuclei are brought into contact with each other is about 40 to 50 μm. The thickness of the
따라서, 대부분이 0.4μm 이상의 크기를 가지는 GaN 도트(30)를 핵으로 하여 GaN를 성장시키는 경우, GaN 층(50) 두께가 대략 60 ~ 70μm 정도만 되어도 미러와 같은 상태가 되면서 크랙이 발생하지 않는다.Therefore, when GaN is grown using the GaN dot 30 having a size of 0.4 μm or more as a nucleus, even when the thickness of the
이와 같이 GaN 도트(30) 크기에 따라 스트레스 완화 두께 이상으로 GaN층(50)을 성장시키면, 크랙 없는 품질이 좋은 원하는 두께 범위의 GaN 층(50)을 형성할 수 있다.By growing the
이후, 레이저 리프트오프(Laser liftoff) 방법에 의해 사파이어 기판(10)으로부터 후막 GaN 층(50)을 분리하면, 도 2에서와 같은, GaN층(50) 및 GaN 도트(30)로 된 프리스탠딩(freestanding) GaN 기판을 얻을 수 있다. 이러한 프리스탠딩 GaN 기판 상에 초 고효율 발광다이오드를 제작할 수 있다. 이러한 프리스탠딩 GaN 기판의 일면 즉, 사파이어 기판(10)이 분리된 면에는 육각 형태의 GaN 도트(30)가 존재하게 된다. Thereafter, when the thick
여기서, 파장이 대략 360nm 보다 짧은 파장의 레이저 빔을 조사하면 GaN층(50)을 사파이어 기판(10)으로부터 분리할 수 있다. 이러한 레이저 리프트 오프를 위한 레이저 광원으로는 파장이 대략 1064nm인 Nd:YAG 레이저의 3차 조화파(3rd harmonic :약 321nm)를 이용하거나, 파장이 대략 248nm인 KrF 엑시머 레이저(excimer laser)나 파장이 대략 330nm인 XeCl 엑시머 레이저(excimer laser)를 이용할 수 있다. 이와 같이, 대략 360nm보다 짧은 파장의 레이저 빔을 조사하면, 사파이어 기판과의 계면에 존재하는 GaN층에서 흡수가 일어나, GaN가 Ga + 1/2N2로 되고, 이에 의해 사파이어 기판(10)으로부터 GaN층(50)이 분리되게 된다.Here, the
한편, 도 1 및 도 2에서는 스트레스 완충층은 GaN 도트(30) 상에 GaN를 성장시켜 원하는 두께를 가지는 GaN층(50)을 형성하는 동안 생길 수 있는 것이며, 그 스트레스 완충층의 두께는 원하는 두께로 GaN(50)을 성장시키기 위해 적용되는 GaN 도트(30)의 크기에 따라 달라질 수 있어 별도의 층으로서 구분이 되지 않을 수도록 있으므로, 스트레스 완충층의 도시를 생략하였다. 1 and 2, the stress buffer layer may be formed during the formation of the
상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 있어서, 질화물 반도체 예컨대, GaN는 HVPE 방법을 사용하여 성장될 수 있다. 이때, 예를 들어, 사파이어 기판(10) 상에 HVPE에 의한 GaN 성장시 인시트(in-situ)로 GaN 도트(30)를 성장할 수 있다.As described above, in the method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention, a nitride semiconductor such as GaN can be grown using the HVPE method. At this time, the GaN dot 30 may be grown in-situ on the
이러한 GaN 도트(30)를 사용하므로, 사파이어 기판(10) 상에 GaN 성장시 격자 상수 및 열팽창 계수 차에 의한 크랙이 없는 결정 품질이 향상된 고품질의 후막 GaN층(50)을 성장할 수 있다. Since the
도 4a 및 도 4b는 GaN 성장을 위한 GaN 도트를 보여주는 SEM 사진을 보여주는데, 도 4a에서, GaN 도트는 대부분 예를 들어, 대략 90% 정도가 0.4μm 이내의 크기를 가진다. 도 4b에서 GaN 도트의 대부분 예를 들어, 대략 90% 정도가 약 0.4 ~ 0.8μm의 크기를 가진다.FIGS. 4A and 4B are SEM images showing GaN dots for GaN growth. In FIG. 4A, GaN dots have a size of, for example, about 90% within 0.4 .mu.m in most cases. In FIG. 4B, for example, about 90% of GaN dots have a size of about 0.4 to 0.8 .mu.m.
도 4a에서와 같이 상대적으로 작은 크기의 GaN 도트는, 상대적으로 낮은 성장 온도 예를 들어, 약 980℃ ~ 990℃의 성장 온도에서 형성될 수 있다. 도 4b에서와 같이 상대적으로 큰 크기의 GaN 도트는, 상대적으로 높은 성장 온도 예를 들어, 약 1040℃의 성장 온도에서 형성될 수 있다. 여기서, 상기의 성장 온도는 예시적으로 보인 것으로, 원하는 크기의 GaN 도트를 형성하기 위한 성장 온도는 여러 성장 조건에 의해 달라질 수 있다.As shown in FIG. 4A, relatively small GaN dots may be formed at relatively low growth temperatures, for example, growth temperatures of about 980 ° C to 990 ° C. As shown in FIG. 4B, relatively large GaN dots may be formed at a relatively high growth temperature, for example, at a growth temperature of about 1040 ° C. Here, the growth temperature is shown as an example, and the growth temperature for forming GaN dots of a desired size may vary depending on various growth conditions.
도 4a에서와 같이, GaN 도트가 약 0.4 μm 이내의 크기를 가질 때, 이 GaN 도트를 핵으로 하여 성장된 GaN 층은, 약 10μm 이내의 두께에서 미러와 같은(mirror like) 상태로 된다. 따라서, 0.4μm 이내의 크기를 가지는 GaN 도트를 핵으로 하여 10μm 이내의 두께를 가지는 박형의 GaN(thin GaN)층을 성장시킬 수 있다. As shown in FIG. 4A, when the GaN dot has a size of about 0.4 占 퐉 or less, the GaN layer grown with the GaN dot as a nucleus becomes mirror-like at a thickness of about 10 占 퐉 or less. Therefore, a thin GaN (thin GaN) layer having a thickness of 10 m or less can be grown using a GaN dot having a size of 0.4 m or less as a nucleus.
도 4b에서와 같이, GaN 도트가 약 0.4μm 이상 예컨대, 약 0.4μm ~ 0.8μm 의 크기를 가질 때, 이 GaN 도트를 핵으로 하여 성장된 GaN 층은 고효율 발광다이오드 등을 제작할 수 있는 프리스탠딩(freestanding) GaN 기판으로 사용될 수 있는 충분한 두께 예를 들어, 100μm 이상, 1000μm 이하의 두께를 가질 수 있다. As shown in FIG. 4B, when the GaN dot has a size of about 0.4 탆 or more, for example, about 0.4 탆 to 0.8 탆, the GaN layer grown using the GaN dot as a nucleus is free standing freestanding GaN substrate, for example, a thickness of 100 占 퐉 or more and 1000 占 퐉 or less.
본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 따라 성장된 GaN층을 GaN 기판으로 사용하고자 하는 경우, GaN층은 예를 들어, 대략 300μm 이상의 두께 보다 구체적인 예로서, 대략 300 내지 400μm 이상의 두께로 성장시킬 수 있다. When the GaN layer grown according to the method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention is used as a GaN substrate, the GaN layer may have a thickness of about 300 to 400 m or more, for example, Can grow.
이와 같이, 약 0.4μm 이상 예를 들어, 0.4μm ~ 0.8μm 의 크기를 가지는 GaN 도트를 핵으로 하여 GaN를 성장시키면, 300μm 이상의 두께는 가지는 두꺼운 GaN 층을 형성하는 것이 가능하다. 이렇게 두껍게 성장된 GaN층을 기판으로부터 분리하면, 프리스탠딩 GaN 기판을 얻을 수 있다.As described above, when GaN is grown using GaN dots having a size of about 0.4 占 퐉 or more, for example, 0.4 占 퐉 to 0.8 占 퐉 as nuclei, it is possible to form a thick GaN layer having a thickness of 300 占 퐉 or more. By separating the thickly grown GaN layer from the substrate, a free-standing GaN substrate can be obtained.
여기서, 필요시 GaN 층을 300μm 이내의 두께로 성장시키는 것도 가능하며, 크랙없이 성장되는 조건하에서, GaN층은 원하는 두께를 가지도록 성장될 수 있다.Here, if necessary, the GaN layer can be grown to a thickness of 300 [mu] m or less, and under the condition of growing without cracking, the GaN layer can be grown to have a desired thickness.
대부분이 0.4μm 이상의 크기를 가지는 GaN 도트를 핵으로 하여 GaN를 성장시키는 경우, 핵들이 서로 만나게 되는 스트레스(stress) 완화 두께(coalescence)는 대략 40 내지 50μm 정도가 된다. 따라서, 대부분이 0.4μm 이상의 크기를 가지는 GaN 도트를 핵으로 하여 GaN를 성장시키는 경우, GaN 층 두께가 대략 60 ~ 70μm 정도만 되어도 미러와 같은 상태가 되면서 크랙이 발생하지 않는다.When GaN is grown using GaN dots having a size of 0.4 μm or more as a nucleus, the stress relaxation coalescence at which the nuclei are brought into contact with each other is about 40 to 50 μm. Therefore, when GaN is grown using GaN dots having a size of 0.4 μm or more as the nuclei, cracks do not occur even when the thickness of the GaN layer is about 60 to 70 μm.
이와 같이 GaN 도트 크기에 따라 스트레스 완화 두께 이상으로 GaN를 성장시키면, 크랙 없는 품질이 좋은 원하는 두께 범위의 GaN 층을 형성할 수 있다.If GaN is grown above the stress relaxation thickness according to the GaN dot size, a GaN layer with a desired thickness range with good crack-free quality can be formed.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 따라, GaN 도트 버퍼를 사용하여 성장된 직경 3인치, 4인치 후막 GaN/Sapphire를 개략적으로 보여주는 이미지이다.FIG. 6 is a schematic view showing a GaN / Sapphire 4 inch thick, 3 inch diameter, grown using a GaN dot buffer according to a method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention.
도 6에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 의하면, 크랙 없이 질화물 반도체층 예컨대, GaN층을 성장시킬 수 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 6, according to the method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention, a nitride semiconductor layer, for example, a GaN layer can be grown without cracks.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체층 성장 방법에 따라 사파이어 기판 상에 GaN를 성장시키는 경우를 설명하였는데, 이는 구체적인 예시를 보인 것일 뿐으로, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형 및 타 실시예가 가능하다.In the above description, GaN is grown on a sapphire substrate according to the method of growing a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention. However, this is only a specific example, and the present invention is not limited thereto, And other embodiments are possible.
10...사파이어 기판
30...GaN 도트
40...스트레스 완충층
50...GaN층10 ... sapphire substrate
30 ... GaN dot
40 ... stress buffer layer
50 ... GaN layer
Claims (17)
상기 기판 상에 GaN 도트를 형성하는 단계와;
상기 GaN 도트 상에 GaN층을 성장시키는 단계;를 포함하며,
상기 GaN 도트와 상기 GaN층 사이에 스트레스 완충층이 형성되는 단계;를 포함하며,
상기 GaN 도트는 0.4-0.8μm 크기를 가지는 GaN층 성장 방법.Preparing a substrate;
Forming GaN dots on the substrate;
And growing a GaN layer on the GaN dot,
And forming a stress buffer layer between the GaN dot and the GaN layer,
Wherein the GaN dot has a size of 0.4-0.8 mu m.
상기 GaN 도트 상에 성장된 GaN층과;
상기 GaN 도트와 상기 GaN층 사이에 형성된 스트레스 완충층;을 포함하며,
상기 GaN 도트는 0.4-0.8μm 크기를 가지는 GaN 기판.A GaN dot;
A GaN layer grown on the GaN dot;
And a stress buffer layer formed between the GaN dot and the GaN layer,
Wherein the GaN dot has a size of 0.4-0.8 mu m.
상기 GaN층 일면에 육각형태의 GaN 도트와;
상기 GaN 도트와 상기 GaN층 사이에 스트레스 완충층;을 포함하며,
상기 GaN 도트는 0.4-0.8μm 크기를 가지는 GaN 기판.GaN layer;
A hexagonal GaN dot on one surface of the GaN layer;
And a stress buffer layer between the GaN dot and the GaN layer,
Wherein the GaN dot has a size of 0.4-0.8 mu m.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100015247 | 2010-02-19 | ||
| KR20100015247 | 2010-02-19 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100082085A Division KR20110095796A (en) | 2010-02-19 | 2010-08-24 | Method for growing nitride semiconductor and nitride semiconductor substrate formed therefrom |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160146613A KR20160146613A (en) | 2016-12-21 |
| KR101786047B1 true KR101786047B1 (en) | 2017-10-17 |
Family
ID=44931363
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100082085A KR20110095796A (en) | 2010-02-19 | 2010-08-24 | Method for growing nitride semiconductor and nitride semiconductor substrate formed therefrom |
| KR1020160165870A KR101786047B1 (en) | 2010-02-19 | 2016-12-07 | Method for growing nitride semiconductor and nitride semiconductor substrate formed therefrom |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100082085A KR20110095796A (en) | 2010-02-19 | 2010-08-24 | Method for growing nitride semiconductor and nitride semiconductor substrate formed therefrom |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (2) | KR20110095796A (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070072320A1 (en) | 2000-07-07 | 2007-03-29 | Eric Frayssinet | Process for producing an epitalixal layer of galium nitride |
| WO2009015350A1 (en) | 2007-07-26 | 2009-01-29 | S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies | Epitaxial methods and templates grown by the methods |
| JP2009522822A (en) * | 2006-03-23 | 2009-06-11 | ナノガン リミテッド | Growth method using nanostructure adaptation layer and HVPE for producing high quality compound semiconductor material, single crystal compound semiconductor material, and substrate material |
-
2010
- 2010-08-24 KR KR1020100082085A patent/KR20110095796A/en active Application Filing
-
2016
- 2016-12-07 KR KR1020160165870A patent/KR101786047B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070072320A1 (en) | 2000-07-07 | 2007-03-29 | Eric Frayssinet | Process for producing an epitalixal layer of galium nitride |
| JP2009522822A (en) * | 2006-03-23 | 2009-06-11 | ナノガン リミテッド | Growth method using nanostructure adaptation layer and HVPE for producing high quality compound semiconductor material, single crystal compound semiconductor material, and substrate material |
| WO2009015350A1 (en) | 2007-07-26 | 2009-01-29 | S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies | Epitaxial methods and templates grown by the methods |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Japanese Journal of Applied Physics 40(3A), L192~L194 |
| Journal of Crystal Growth 205, pp.245-252* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110095796A (en) | 2011-08-25 |
| KR20160146613A (en) | 2016-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5274785B2 (en) | Method for forming AlGaN crystal layer | |
| TWI437637B (en) | Method for manufacturing gallium nitride single crystalline substrate using self-split | |
| KR101137911B1 (en) | Fabricating method for gallium nitride wafer | |
| JP5282978B2 (en) | Group III nitride semiconductor substrate | |
| JP2008235769A (en) | METHOD OF FORMING AlGaN CRYSTAL LAYER | |
| US10141184B2 (en) | Method of producing self-supporting nitride semiconductor substrate | |
| US9443727B2 (en) | Semi-polar III-nitride films and materials and method for making the same | |
| JP6284290B2 (en) | Nitride semiconductor layer growth method and nitride semiconductor substrate formed thereby | |
| JP2013230971A (en) | Group iii nitride semiconductor substrate for ld and group iii nitride semiconductor epitaxial substrate for ld using the same | |
| JP4899911B2 (en) | Group III nitride semiconductor substrate | |
| JP2009208991A (en) | Method for producing nitride semiconductor substrate | |
| KR20100104997A (en) | Nitride semiconductor substrate having dislocation blocking layer and manufacturing method thereof | |
| KR101786047B1 (en) | Method for growing nitride semiconductor and nitride semiconductor substrate formed therefrom | |
| KR101335937B1 (en) | Method for fabricating gan wafer using llo(laser lift-off) process | |
| US9012934B2 (en) | Method of forming semiconductor layer and semiconductor light emitting device | |
| KR20050033911A (en) | Method of producing a gallium nitride based singlecrystal substrate | |
| JP5430467B2 (en) | Group III nitride semiconductor growth substrate, group III nitride semiconductor free-standing substrate, group III nitride semiconductor device, and methods of manufacturing the same | |
| KR100834698B1 (en) | Method of forming gan layer and gan substrate manufactured using the same | |
| TW201705530A (en) | Nitride semiconductor template and method for manufacturing same | |
| JP2010524267A (en) | (AL, IN, GA, B) Method of depositing N | |
| KR20130078984A (en) | Method for fabricating gallium nitride substrate | |
| KR101144844B1 (en) | Gallium nitride base substrate and fabrication method of gallium nitride wafer | |
| JP2006185962A (en) | Substrate for semiconductor growth and manufacturing method for semiconductor film | |
| KR100839224B1 (en) | Method for manufacturing thick film of gan | |
| KR101532267B1 (en) | Method for manufacturing nitride-based light emitting device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |