KR20030090996A - lifting - off Method with laser in a Growth chamber - Google Patents

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KR20030090996A
KR20030090996A KR1020020028909A KR20020028909A KR20030090996A KR 20030090996 A KR20030090996 A KR 20030090996A KR 1020020028909 A KR1020020028909 A KR 1020020028909A KR 20020028909 A KR20020028909 A KR 20020028909A KR 20030090996 A KR20030090996 A KR 20030090996A
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이석우
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엘지전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A laser lift-off method in a growth chamber is provided to form free standing nitride substrate regardless of variation of temperature or atmosphere by separating a substrate from a nitride material in the growth chamber through a laser lift-off method while not transferring the nitride material grown on the substrate. CONSTITUTION: Powder is received in a reaction receptacle built in the growth chamber(31) that receives heat by an electrical furnace(30). Heat is applied to the growth chamber and a susceptor connected to the substrate to maintain a uniform temperature difference between the growth chamber and the susceptor. N2 generating gas is injected into the growth chamber to grow a nitride material on the substrate. Laser light is irradiated to the susceptor to separate the nitride material and the substrate from the growth chamber.

Description

성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법{lifting - off Method with laser in a Growth chamber}Lifting-off Method with Laser in a Growth Chamber

본 발명은 기판 위에 성장된 질화물을 이동시키지 않고 성장 챔버내에서 레이저 리프트 오프 방법을 이용해 기판과 질화물을 분리시키는 성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser lift off method in a growth chamber in which the nitride is separated from the substrate using a laser lift off method in the growth chamber without moving the nitride grown on the substrate.

최근, 고 효율의 단파장 광소자에 대한 수요가 늘어남에 따라 이러한 용도에 적합한 것으로 알려져 있는 질화물 반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데,특히, 청자색 계열의 단파장 광소자 이외에 포스퍼(Phosphor)를 첨가하여 백색광을 만들 수 있게 되면서, 이 분야에 대한 관심의 폭이 날로 증대되어지고 있다.Recently, as the demand for high efficiency short wavelength optical devices increases, research into nitride semiconductors that are known to be suitable for such applications is being actively conducted. In particular, by adding phosphors in addition to the blue violet short wavelength optical devices, With the ability to produce white light, the interest in this field is increasing day by day.

한편, 이러한 질화물 계열의 레이저 다이오드와 같은 발광 소자에서는 기판으로 사파이어를 주로 사용하였으나, 질화물과 사파이어는 격자 상수 및 열 팽창 계수의 차이로 인해, 사파이어 기판에 질화물층을 형성하면, 고 밀도의 결정성 결함이 발생하는 문제점이 있었다.In the light emitting device such as a nitride laser diode, sapphire is mainly used as a substrate, but nitride and sapphire have high density crystallinity when a nitride layer is formed on the sapphire substrate due to a difference in lattice constant and thermal expansion coefficient. There was a problem that a defect occurred.

이를 해소하기 위하여 프리 스탠딩(Free standing)된 질화물 기판으로 발광 소자를 제조하려는 시도가 이루어지고 있는데, 이러한 프리 스탠딩 기판 제조 방법은, 사파이어 기판 위에 두꺼운 질화물층을 성장시킨 후, 기계적인 래핑(Mechanical lapping)공정을 수행하거나 도 1에 도시된 바와 같이, 투명한 사파이어 기판(11)에 레이저를 조사하여, 질화물층(10)과 사파이어 기판(11)의 계면 부분을 녹이는 레이저 리프트 오프 공정을 이용하여, 사파이어 기판을 제거하는 방식을 취하고 있다.In order to solve this problem, attempts have been made to fabricate a light emitting device using a free standing nitride substrate. In this method of manufacturing a free standing substrate, mechanical lapping is performed after a thick nitride layer is grown on a sapphire substrate. Sapphire using a laser lift-off process that melts the interface portion of the nitride layer 10 and the sapphire substrate 11 by performing laser irradiation on the transparent sapphire substrate 11 as shown in FIG. 1. The substrate is removed.

즉, 1000℃ 이상되는 고온의 성장 챔버에 설치된 사파이어 기판에 질화물층을 성장시킨 후, 질화물층이 성장된 사파이어 기판(이하 "시료"로 약칭함)을 성장 챔버의 외부로 이송시킨 다음, 사파이어 기판에 레이저를 조사하여, 질화물층을 사파이어 기판으로부터 이탈시켰다.That is, after the nitride layer is grown on the sapphire substrate installed in the high temperature growth chamber of 1000 ° C. or more, the sapphire substrate (hereinafter referred to as “sample”) on which the nitride layer is grown is transferred to the outside of the growth chamber, and then the sapphire substrate Was irradiated with a laser to separate the nitride layer from the sapphire substrate.

도 2a 내지 2d는 이러한 레이저 리프트 오프 방법에 관해 좀 더 상세히 설명하기 위해 도시한 공정 순서도로서, 이에 도시한 바와 같이 먼저, 이송암(33)을 성벨로우즈 주름관(35)을 관통하여 리프트 오프 챔버(31)로 삽입하고, 질화물층을 성장시킬 사파이어 기판(22)을 상기 이송암(33)에 올려놓는데, 이 때 상기 이송암은 상기 사파이어 기판(22)을 진공으로 흡착한다(도 2a).2A to 2D are flowcharts illustrating the laser lift-off method in more detail. As shown in the drawing, first, the transfer arm 33 passes through the bellows corrugated pipe 35 to lift-off chamber ( 31), a sapphire substrate 22 on which the nitride layer is to be grown is placed on the transfer arm 33, at which time the transfer arm adsorbs the sapphire substrate 22 in a vacuum (FIG. 2A).

이어, 게이트 밸브(30)를 열고, 상기 이송암(33)으로 성장 챔버(20)의 내부면에 사파이어 기판(22)을 안착시킨 후, 상기 이송암(33)을 리프트 오프 챔버(31)로 이송시킨 다음, 상기 게이트 밸브(30)를 닫는다.(도 2b)Subsequently, the gate valve 30 is opened, the sapphire substrate 22 is seated on the inner surface of the growth chamber 20 by the transfer arm 33, and then the transfer arm 33 is moved to the lift-off chamber 31. After the transfer, the gate valve 30 is closed (FIG. 2B).

그리고 나서, 전기로(21)를 이용해 성장 챔버(20)를 가열하여, 상기 성장 챔버(20)의 주입관(25)에서 주입되는 질소 또는 암모니아와 같은 기체로부터 생성된 N2와, 상기 성장 챔버(20) 내부의 갈륨 보트(24)에서 승화된 Ga분자를 결합시켜 상기 사파이어 기판(22)에 질화물층(23)을 성장시킨다.Then, the growth chamber 20 is heated by using the electric furnace 21, N 2 generated from a gas such as nitrogen or ammonia injected from the injection tube 25 of the growth chamber 20, and the growth chamber. (20) The nitride layer 23 is grown on the sapphire substrate 22 by bonding Ga molecules sublimed in the gallium boat 24 inside.

다음, 상기 사파이어 기판(22)의 상부에 질화물층(23)의 성장이 완료되면, 상기 게이트 밸브(30)를 열고, 상기 리프트 오프 챔버(31)에 머물고 있는 이송암(33)을 상기 성장 챔버(20)로 이송시켜 사파이어 기판(22)을 흡착한다(도 2c).Next, when growth of the nitride layer 23 is completed on the sapphire substrate 22, the gate valve 30 is opened, and the transfer arm 33 staying in the lift-off chamber 31 is moved to the growth chamber. It transfers to 20 and adsorb | sucks the sapphire substrate 22 (FIG. 2C).

그 다음, 사파이어 기판(22)을 흡착한 이송암(33)을 리프트 오프 챔버(31)로 이송하여, 상기 투명창(34)에 상기 사파이어 기판(22)이 마주보도록 회전시켜, 상기 사파이어 기판(22)에 레이저광을 조사하여 사파이어 기판(22)과 질화물층(23)을 분리한다(도 2d).Next, the transfer arm 33 which adsorbs the sapphire substrate 22 is transferred to the lift-off chamber 31, and rotated so that the sapphire substrate 22 faces the transparent window 34 so as to face the sapphire substrate ( The laser light is irradiated to 22 to separate the sapphire substrate 22 and the nitride layer 23 (FIG. 2D).

이러한 종래의 레이저 리프트 오프 방법은 전술한 바와 같이, 이송암을 이용해 질화물층이 성장된 사파이어 기판을 성장 챔버에서 리프트 오프 챔버로 이송해야 하는 공정을 수행하여야 한다.As described above, the conventional laser lift-off method must perform a process of transferring the sapphire substrate, in which the nitride layer is grown, from the growth chamber to the lift-off chamber using a transfer arm.

하지만, 이송 도중 질화물층이 성장된 사파이어 기판을 떨어뜨리는 경우가 발생하며, 또한 레이저 리프트 오프를 실행하는 리프트 오프 챔버는 1000℃ 정도가 되는 고온의 성장 챔버 온도와 동일하게 유지하기가 어려워서, 성장 챔버와 리프트 오프 챔버는 온도차가 발생하였는데, 이러한 양 챔버의 온도차는 질화물층에 마이크로 크랙(micro crack)이나 휘어짐(bending)등을 발생하게 하였으며, 아울러 성장 챔버와, 리프트 오프 챔버를 모두 계속적으로 가열하는 작업을 수행해야하기 때문에 제조 경비도 증가되는 문제점이 있었다.However, there are cases in which the nitride layer has dropped the grown sapphire substrate during transfer, and the lift-off chamber for performing laser lift-off is difficult to maintain at the same temperature as the high-growth growth chamber temperature of about 1000 ° C. The temperature difference between the and the lift-off chamber caused a temperature difference between the two chambers, causing micro cracks and bending in the nitride layer, and continuously heating both the growth chamber and the lift-off chamber. Since the work must be performed, there was a problem that the manufacturing cost is also increased.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위한 것으로, 질화물층이 성장된 기판을 성장 챔버에서 리프트 오프 챔버로 이동시키지 않고, 성장 챔버내에서 레이저 리프트 오프 방법을 이용해 기판과 질화물을 분리시킴으로써 온도나 분위기 변화없이 양질의 프리 스탠딩된 질화물 기판을 얻도록 하는 성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, without moving the substrate on which the nitride layer is grown from the growth chamber to the lift-off chamber, by separating the substrate and the nitride in the growth chamber by using a laser lift-off method in the temperature or atmosphere It is an object of the present invention to provide a laser lift-off method in a growth chamber to obtain a good free standing nitride substrate without change.

이를 위해 본 발명은 전기로에 의해 열을 전달받는 성장 챔버에 내장된 반응 용기에 분말을 수납하고, 상기 성장 챔버와, 기판이 연결된 서셉터에 열을 가하여상기 성장 챔버와 서셉터의 온도차를 T℃로 유지한 다음, 상기 성장 챔버로 N2생성 가스를 주입하여 상기 기판에서 질화물을 성장시킨 후, 상기 질화물의 성장이 완료되면, 상기 서셉터에 직접 또는 미러(mirror)를 통해 레이저 광을 조사하여 성장 챔버내에서 질화물과 기판을 분리시키도록 한다.To this end, the present invention stores the powder in a reaction vessel embedded in a growth chamber that receives heat by an electric furnace, and applies heat to the growth chamber and the susceptor to which the substrate is connected, thereby reducing the temperature difference between the growth chamber and the susceptor by T. After the growth of the nitride is completed by injecting the N 2 generating gas into the growth chamber, and the growth of the nitride is completed, by irradiating a laser light directly to the susceptor or through a mirror (mirror) Separate the nitride from the substrate in the growth chamber.

도 1은 일반적인 레이저 리프트 오프 방법을 개념적으로 도시한 도면이고,1 is a diagram conceptually illustrating a general laser lift-off method,

도 2a 내지 도 2d는 종래의 레이저 리프트 오프 방법을 좀 더 상세히 설명한 공정 순서도이고,2a to 2d is a process flow chart illustrating a conventional laser lift off method in more detail,

도 3은 본 발명인 성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법에 관한 제 1 실시예가 적용된 장치를 도시한 도면이고,FIG. 3 shows an apparatus to which the first embodiment of the present invention relates to a laser lift-off method in a growth chamber,

도 4는 본 발명인 성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법에 관한 제 2 실시예가 적용된 장치를 도시한 도면이다.FIG. 4 shows an apparatus to which the second embodiment of the present invention relates to a laser lift-off method in a growth chamber.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

30 : 전기로 31 : 성장 챔버30: electric furnace 31: growth chamber

32 : 보트 33 : 메탈 갈륨32: boat 33: metal gallium

34, 35 : 주입관 36 : 서셉터34, 35: injection tube 36: susceptor

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하는데, 설명할 실시예에서는 질화물 중에서 특히 질화갈륨을 성장시키는 예에 관해 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention, the embodiment to be described will be described with respect to the example of growing gallium nitride, particularly in the nitride.

<제 1 실시예><First Embodiment>

먼저 본 발명이 적용된 질화갈륨 기판 제조 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 수평 구조의 형태를 나타내고 있으며, 전기로(30)에서 가열된 열을 전달받는 성장 챔버와(31); 상기 성장 챔버(31)의 내부에 위치하며, 상기 성장 챔버(31)로부터 전달된 열에 의해 승화되는 Ga분자를 생성할 수 있는 분말이 담겨져 있는 보트(32)와; 상기 성장 챔버(31)를 통해 외부에서 상기 보트(32)의 일측부로 염화수소(HCl)를 주입하는 제 1 주입관(34)과; 상기 성장 챔버(31)로 N2를 생성하는 기체인 NH3를 주입하는 제 2 주입관(35)과; 상기 승화된 Ga분자와 N2가 결합된 질화갈륨을 성장시킬 수 있도록 기판을 안착시키고, 상기 성장 챔버(31)와 전기로(30)를 관통하여 외부로 노출된 서셉터(36)로 구성된다.First, the gallium nitride substrate manufacturing apparatus to which the present invention is applied, as shown in FIG. 3, has a horizontal structure, a growth chamber 31 which receives heat heated in an electric furnace 30; A boat (32) located inside the growth chamber (31) and containing powder capable of producing Ga molecules that are sublimed by heat transferred from the growth chamber (31); A first injection tube 34 for injecting hydrogen chloride (HCl) from the outside through the growth chamber 31 to one side of the boat 32; A second injection tube 35 for injecting NH 3 , which is a gas generating N 2 , into the growth chamber 31; It is composed of a susceptor 36 exposed to the outside through the growth chamber 31 and the electric furnace 30 to seat the substrate so as to grow the gallium nitride combined with the sublimed Ga molecule and N 2 . .

이렇게 구성된 장치에서 본 발명의 제 1 실시예는, 먼저 전기로(30)에서 가열한 열을 성장 챔버(31)를 통하여 상기 보트(32)로 전달한다.In the apparatus thus constructed, the first embodiment of the present invention first transfers the heat heated in the electric furnace 30 to the boat 32 through the growth chamber 31.

이 때, 상기 전기로에서 가열하여 전달한 열을 이용해 상기 성장 챔버(31)의 온도를 800℃ ~ 900℃ 정도로 유지하고, N2의 흐름(flow)을 조절해 상기 서셉터(36)의 온도를 1000℃ ~ 1050℃로 유지한다.At this time, the temperature of the growth chamber 31 is maintained at about 800 ° C. to 900 ° C. using heat transferred by heating in the electric furnace, and the temperature of the susceptor 36 is adjusted to 1000 by adjusting the flow of N 2 . It is maintained at ℃ ~ 1050 ℃.

이러한 상태에서, 염화수소(HCL) 가스를 제 1 주입관(34)을 통해 보트(32)로 주입하는데, 상기 보트(32)에는 분말이 수용되어 있으며, 상기 분말은 질화갈륨 분말이나 메탈 갈륨 또는 이들의 혼합된 분말 중 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.In this state, hydrogen chloride (HCL) gas is injected into the boat 32 through the first injection pipe 34, the powder is contained in the boat 32, the powder is gallium nitride powder or metal gallium or these Preference is given to using any one selected from mixed powders of.

이어, 주입된 염화수소 가스와 상기 분말이 상기 전기로에서 가열된 열을 통해 화학 반응하여 화합물이 형성된다.Subsequently, the injected hydrogen chloride gas and the powder are chemically reacted through the heat heated in the electric furnace to form a compound.

예를 들면, 상기 분말이 메탈 갈륨일 경우에 염화수소 분자와 갈륨분자가 반응하여 염화갈륨이 형성되는데 그 화학 반응식은 다음과 같다.For example, when the powder is metal gallium, hydrogen chloride molecules and gallium molecules react to form gallium chloride, and the chemical formula is as follows.

2Ga + 2HCL-> 2GaCl + H2 ↑ 2Ga + 2HCL-> 2GaCl + H 2 ↑

다음, 상기 보트(32)내에서 형성된 화합물은 성장 챔버로 토출되고, 상기 성장 챔버의 일측부에 연결된 제 2 주입관을 통해 N2생성 가스가 주입되면, 상기 성장 챔버내에서는 N분자 생성 가스와 토출된 화합물이 결합하여 질화갈륨이 형성된다.Next, when the compound formed in the boat 32 is discharged to the growth chamber, and the N 2 product gas is injected through the second injection pipe connected to one side of the growth chamber, the N molecule generating gas and The ejected compounds combine to form gallium nitride.

이 때, 상기 N2생성 가스는 암모니아(NH3) 가스를 사용하는 것이 바람직하며, 화학 반응식은 다음과 같다.At this time, the N 2 product gas is preferably used ammonia (NH 3 ) gas, the chemical reaction formula is as follows.

GaCl + NH3-> GaN + HCL + H2 ↑ GaCl + NH 3- > GaN + HCL + H 2 ↑

다음, 이렇게 형성된 질화갈륨(GaN)은 상기 서셉터(36)에 설치된 기판(도시하지 않음)에 안착되어 성장이 이루어지는데, 이 때, 기판은 사파이어 기판이나 실리콘 카바이드 등을 사용하는 것이 바람직하다.Next, gallium nitride (GaN) thus formed is mounted on a substrate (not shown) provided on the susceptor 36 to grow. At this time, it is preferable to use a sapphire substrate, silicon carbide, or the like.

한편, 상기 기판에 질화갈륨층의 성장이 완료되면, 서셉터(36)의 일측을 통하여 상기 기판의 이면에 레이저광을 조사하여 기판과 질화갈륨층을 리프트 오프시킨다.On the other hand, when the growth of the gallium nitride layer on the substrate is completed, the laser beam is irradiated to the back surface of the substrate through one side of the susceptor 36 to lift off the substrate and the gallium nitride layer.

이 때, 상기 서셉터(36)는 전기로(30)를 관통하여 외부에 노출되도록 하는 것이 바람직하며, 특히 질화갈륨 성장시에는 노출된 상기 서셉터(36)의 일측에 원형의 착탈식 히터(heater)를 설치하여 주위 온도와 같은 온도로 유지하도록 하고, 레이저 리프트 오프시에는 상기 착탈식 히터를 제거하여 그 공정을 수행하는 것이 바람직하다.At this time, the susceptor 36 is preferably exposed to the outside through the electric furnace 30, in particular, during the growth of gallium nitride, a circular removable heater (heater) on one side of the exposed susceptor 36 ) To maintain the same temperature as the ambient temperature, it is preferable to perform the process by removing the removable heater when the laser lift off.

아울러, 상기와 같이 레이저 광을 외부에 노출되어 있는 서셉터(36)의 일측을 통해 직접 조사할 수도 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이 장치의 위치 및 설치상태에 따라 미러(mirror)를 통해 상기 외부에 노출된 서셉터(36)의 일측으로 레이저 광을 조사하는 것이 바람직하다.In addition, although the laser light may be directly irradiated through one side of the susceptor 36 which is exposed to the outside as described above, as shown in FIG. It is preferable to irradiate laser light to one side of the susceptor 36 exposed to the outside.

<제 2 실시예>Second Embodiment

도 4는 본 발명의 제 2 실시예가 적용된 질화갈륨 기판 장치의 사시단면도로써 수직 구조의 형태를 나타내는데, 먼저 전기로(40)에서 가열된 열을 전달받는 성장 챔버(41)와; 상기 성장 챔버(41)의 내부에 위치하여 갈륨(Ga)분자를 생성할 수 있는 분말(42)이 담겨져 있는 반응 용기(43)와 , 상기 성장 챔버(41)로 N2를 생성하는 가스를 주입하는 적어도 하나 이상의 주입관(44, 45)과, 상기 반응 용기(43)의 상부에 설치된 질화갈륨층이 성장되는 기판(46)과, 상기 체결장치를 상기 기판(46)과 연결되며 튜브(47, 48)를 통해 외부와 유통되는 냉각기체를 이용해 온도 조절이 가능한 서셉터(49)로 구성된다.4 is a perspective cross-sectional view of a gallium nitride substrate device to which a second embodiment of the present invention is applied, and shows a form of a vertical structure, first comprising: a growth chamber 41 receiving heat heated in an electric furnace 40; A reaction vessel 43 containing a powder 42 which is located inside the growth chamber 41 and generates gallium (Ga) molecules, and a gas for generating N 2 is injected into the growth chamber 41. At least one injection tube 44, 45, a substrate 46 on which the gallium nitride layer is installed on the reaction vessel 43, and the fastening device is connected to the substrate 46, and the tube 47 is connected. It is composed of a susceptor 49, the temperature can be controlled by using a cooling gas flowing through the outside, 48).

이렇게 구성된 장치에서 본 발명의 제 2 실시예는 먼저 전기로(40)에서 가열된 열과 튜브(47, 48)를 통해 유통되는 N2의 흐름(flow)을 이용해 상기 성장 챔버(41)와 서셉터(49)의 온도를 1050℃ ~ 1100℃로 동일하게 조절한다.In this arrangement, the second embodiment of the present invention first uses the heat of the electric furnace 40 and the flow of N 2 circulated through the tubes 47 and 48 to the growth chamber 41 and the susceptor. The temperature of (49) is adjusted to be equal to 1050 ° C to 1100 ° C.

이는 온도가 1100℃를 초과하면 질화물이 분해되기 쉽고 1050℃ 미만이 되면 Ⅲ족 용융물 예를 들면 갈륨 분자(Ga)의 미세 결정이 합성되기가 쉽지 않아 추출되는 질화물양이 적어지기 때문이다.This is because when the temperature is higher than 1100 ° C., the nitride is easily decomposed, and when the temperature is lower than 1050 ° C., the fine crystals of Group III melts, for example, gallium molecules (Ga), are not easily synthesized, thereby reducing the amount of nitride to be extracted.

이런 상태에서 상기 주입관(44, 45)을 통해 성장 챔버(40) 내부에 약 50sccm(standard cubic centimeter per minute)의 유량으로 N2를 생성하는 가스인 NH3를 주입한다.In this state, NH 3 , a gas generating N 2 , is injected into the growth chamber 40 through the injection pipes 44 and 45 at a flow rate of about 50 sccm (standard cubic centimeter per minute).

이어, 상기 N2를 생성하는 가스인 NH3가 반응 용기(43)에 수납되어 있는 갈륨 분자(Ga)를 생성할 수 있는 분말, 예컨대 메탈 갈륨과 화학 반응하면 다음과 같은 화학 반응식으로 기술되는 질화갈륨이 발생되며 반응 시간은 약 1 ~ 4시간 정도로한다.Subsequently, when NH 3 , the gas for generating N 2 , is chemically reacted with a powder capable of producing gallium molecules (Ga) contained in the reaction vessel 43, for example, metal gallium, nitriding is described by the following chemical reaction formula: Gallium is generated and the reaction time is about 1 to 4 hours.

2Ga + 2NH3-> 2GaN + 3H2 ↑ 2Ga + 2NH 3- > 2GaN + 3H 2 ↑

이어, 상기 발생한 질화갈륨은 미세한 결정의 파우더(powder)형태로 서셉터 (49)하부에 위치된 기판(46)에 안착되고 다시 승화를 일으켜 기판(46)에 질화갈륨층이 성장된다.Subsequently, the generated gallium nitride is deposited on the substrate 46 positioned under the susceptor 49 in the form of fine crystal powder and sublimes again to grow a gallium nitride layer on the substrate 46.

이 때, 상기 기판(46)은 사파이어 기판이나 실리콘 카바이드 중에서 선택된 어느 하나를 사용하고, 특히 적어도 하나 이상을 안착하여 대량 생산을 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the substrate 46 may be any one selected from sapphire substrate and silicon carbide, and in particular, at least one or more substrates may be seated to allow mass production.

다음, 레이저광을 조사할 수 있는 장치(도시하지 않음)를 이용해, 상기 서셉터(49)로 질화갈륨층이 성장된 기판의 이면에 레이저 광을 조사하면, 상기 성장 챔버내(41)에서 온도의 하강 없이 기판과 질화갈륨층을 분리시킬 수 있게 되는데, 이 때 도 4에 도시된 바와 같이 미러(mirror)의 반사각을 이용해 레이저 광을 조사하는 것이 바람직하다.Next, when the laser light is irradiated on the rear surface of the substrate on which the gallium nitride layer is grown by the susceptor 49 by using an apparatus (not shown) capable of irradiating laser light, the temperature in the growth chamber 41 is increased. It is possible to separate the substrate and the gallium nitride layer without falling, but as shown in Figure 4 it is preferable to irradiate the laser light using the reflection angle of the mirror (mirror).

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명인 성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법은 기판 위에 성장된 질화물을 이동시키지 않고 레이저 리프트 오프 방법을 이용해 성장 챔버내에서 기판과 질화물을 분리시킴으로써 온도나 분위기 변화없이 양질의 프리 스탠딩된 질화물 기판을 얻을 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the laser lift-off method in the growth chamber of the present invention separates the substrate and the nitride in the growth chamber by using the laser lift-off method without moving the nitride grown on the substrate, without changing the temperature or the atmosphere. There is an effect of obtaining a free standing nitride substrate.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.

Claims (5)

전기로에 의해 열을 전달받는 성장 챔버에 내장된 반응 용기에 분말을 수납하는 제 1 단계;A first step of storing powder in a reaction vessel embedded in a growth chamber in which heat is transmitted by an electric furnace; 상기 성장 챔버와, 기판이 연결된 서셉터에 열을 가하여 상기 성장 챔버와 서셉터의 온도차를 일정하게 유지하는 제 2 단계;A second step of maintaining a constant temperature difference between the growth chamber and the susceptor by applying heat to the growth chamber and the susceptor to which the substrate is connected; 상기 성장 챔버로 N2생성 가스를 주입하여 상기 기판에서 질화물을 성장시키는 제 3 단계;Injecting an N 2 generation gas into the growth chamber to grow nitride on the substrate; 상기 질화물의 성장이 완료되면, 상기 서셉터에 레이저 광을 조사하여 성장 챔버내에서 질화물과 기판을 분리시키는 제 4 단계로 이루어지는 성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법.And a fourth step of separating the nitride from the substrate in the growth chamber by irradiating a laser light to the susceptor when the growth of the nitride is completed. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 단계는;The method of claim 1, wherein the fourth step; 미러(mirror)를 통해 상기 서셉터에 레이저 광을 조사하여 질화물과 기판을 분리시키는 것을 특징으로 하는 성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법.A laser lift-off method in a growth chamber characterized in that the nitride and the substrate are separated by irradiating laser light to the susceptor through a mirror. 제 1 항에 있어서, 상기 서셉터는;The method of claim 1, wherein the susceptor; 상기 성장 챔버 내부에 설치되고 일측이 상기 전기로를 관통하여 외부로 노출되어 있고,It is installed inside the growth chamber and one side is exposed to the outside through the electric furnace, 상기 제 4 단계는;The fourth step; 상기 외부로 노출되어 있는 서셉터 일측에 레이저 광을 조사하여 질화물과 기판을 분리시키는 것을 특징으로 하는 성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법.The laser lift-off method in the growth chamber, characterized in that the nitride and the substrate are separated by irradiating laser light to one side of the susceptor exposed to the outside. 제 3 항에 있어서, 상기 외부로 노출된 서셉터의 일측에 착탈식 히터가 설치되어 있고,According to claim 3, Removable heater is provided on one side of the susceptor exposed to the outside, 상기 제 4 단계는;The fourth step; 상기 외부로 노출된 서셉터의 일측에 설치된 착탈식 히터를 이탈시킨 다음 레이저 광을 조사하여 질화물과 기판을 분리시키는 것을 특징으로 하는 성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법.The detachable heater installed on one side of the susceptor exposed to the outside is separated and then the laser lift off method in the growth chamber, characterized in that the nitride and the substrate by separating the laser light. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 분말은;The powder; 질화 갈륨 분말, 갈륨 금속 분말이나 이의 혼합된 분말 중 선택된 것이며,Selected from gallium nitride powder, gallium metal powder or mixed powder thereof, 상기 기판은;The substrate; 사파이어 또는 실리콘 카바이드이고,Sapphire or silicon carbide, 상기 N2생성 가스는 암모니아(NH3) 가스인 것을 특징으로 하는 성장 챔버내에서의 레이저 리프트 오프 방법.And said N 2 product gas is ammonia (NH 3) gas.
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