KR20060030636A - 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판과 그 제조 방법. - Google Patents

질화물 반도체 성장용 사파이어 기판과 그 제조 방법. Download PDF

Info

Publication number
KR20060030636A
KR20060030636A KR20040079484A KR20040079484A KR20060030636A KR 20060030636 A KR20060030636 A KR 20060030636A KR 20040079484 A KR20040079484 A KR 20040079484A KR 20040079484 A KR20040079484 A KR 20040079484A KR 20060030636 A KR20060030636 A KR 20060030636A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sapphire substrate
nitride semiconductor
pattern
etching
sapphire
Prior art date
Application number
KR20040079484A
Other languages
English (en)
Inventor
김성진
유순재
Original Assignee
주식회사 이츠웰
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 이츠웰 filed Critical 주식회사 이츠웰
Priority to KR20040079484A priority Critical patent/KR20060030636A/ko
Publication of KR20060030636A publication Critical patent/KR20060030636A/ko

Links

Images

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

사파이어 기판 위에 질화물 반도체층을 성장할 때 격자결함을 최소화시키기 위한 수단으로 습식식각을 이용한 사파이어 기판위에 패턴을 형성하여 성장시키는 방법을 제안한다. 상기와 같이 패턴된 사파이어 기판위에 질화물 반도체를 성장시키면 성장 초기단계에 국부적으로 질화물 반도체가 성장하게 되므로 사파이어 기판과 질화물 반도체간의 격자상수 차이에 의한 결정결함이 줄어든다.
질화물 반도체, 사파이어, 결정결함

Description

질화물 반도체 성장용 사파이어 기판과 그 제조 방법.{Sapphire substrate for GaN growth and Manufacturing method of the same}
도 1은 평평한 사파이어 기판 위에 버퍼층을 포함하는 질화물 반도체를 성장시킨 것을 도시한 것이다.
도 2은 사파이어 기판 위에 역 삼각형 패턴이 형성하고 상기 사파이어 기판 위에 질화물 반도체가 성장되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3는 사파이어 기판 위에 역사다리꼴 패턴이 형성하고 상기 사파이어 기판 위에 질화물 반도체가 성장되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 사파이어 기판위에 패턴 형성하여 습식 식각시킨 후의 사파이어 기판의 표면사진이다.
도 5은 습식식각으로 사파이어 기판을 식각한 후의 단면 사진이다.
도 6는 패턴폭과 식각깊이와의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 7는 사파이어 기판 위에 형성된 패턴의 폭과 식각깊이와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 사파이어 기판위에 역삼각형 모양으로 형성된 패턴을 도시한 사시도이다.
도 9은 사파이어 기판위에 역사다리꼴 모양으로 형성된 패턴에 대하여, 패턴 의 다양한 폭을 나타낸 것이다.
*주요 도면 부호*
11 사파이어 기판
12 질화물 반도체층
13 식각마스크
본 발명은 질화물 반도체층을 성장시키는 사파이어 기초기판에 대한 것으로, 보다 상세하게는 사파이어 기판위에 패턴을 형성시켜 질화물 반도체층을 성장시킴으로써 결정결함을 감소시킨 사파이어 기초기판에 관한 것이다.
기초기판은 성장하고자 하는 박막의 종류에 따라 결정되는데, 기초기판위에 성장되는 박막의 격자상수가 다르게 되면 기초기판과 박막과의 격자상수 차에 의한 결정결함이 발생하여 효율적인 에피층의 형성이 불가능하기 때문이다. 이러한 문제 때문에 GaP 기판위에는 AlGaP, GaP/AlP 이종접합구조, InP기판위에는 InP, InGaAs 및 GaAs기판위에는 GaAs, GaAlAs, InGaP를 주로 성장 한다.
또한, GaN(질화물 반도체)의 경우에는 사파이어의 격자정수와 GaN의 그것과 비슷하기 때문에, 기판으로 사파이어를 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 같은 물질이 아니므로 결정결함이 발생할 수밖에 없다. 이를 방지하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 사파이어 기판 상에 GaN을 증착시켜 형성하는 버퍼층을 포함하는 성장방법이 주로 사용된다. 그러나 이 방법을 사용하였다 하더라도 기판과 상층부 결정 성장층 사이에 격자부정합(lattice mismatch)이 존재하기 때문에 결정성장된 막질 속에 다량의 결정결함(dislocation)을 포함한다.
위와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명은 습식식각으로 사파이어 기판을 식각하여 상기 패턴된 사파이어 기판위에 질화물 반도체층을 성장시킴으로써, 상기 질화물 반도체층과 사파이어 기판과의 격자정수의 차로 발생하는 결정결함을 줄이고자 한다.
본 발명은 질화물 반도체층을 형성하기 위하여 사용되는 사파이어 기초기판에 관한 것으로, 상기 사파이어 기초기판은 식각으로 인하여 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판을 제안한다.
상기 사파이어 기판위에 형성된 패턴은 x 또는 y 방향 중 어느 한 방향으로만 규칙적으로 평행하게 나열된 직선으로 구성되거나, x방향 및 y 방향으로 규칙적으로 나열된 다각형으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 사파이어 기판 위에 패턴을 형성하기 위하여 사용되는 식각마스크로는 SiO2을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 x 방향 또는 y 방향중 어느 한 방향으로만 규칙적으로 평행하게 나열된 패턴은 사파이어 표면위에 소정의 간격을 두고 평행하게 나열되는 직선이며, 패턴의 깊이가 깊어질수록 바닥면이 작아지는 패턴인 것이 바람직하다. 또한 상기 패턴은 사파이어 기판 표면위에 V자 홈을 형성한 것처럼 역삼각형 모양으로 이루어진 패턴이거나 역사다리꼴 모양의 패턴인 것이 더욱 바람직하다.
또한 본 발명에서 제안하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판은
a. 사파이어 기판위에 패턴 형성을 위한 식각마스크를 증착시키는 단계;b. 상기 사파이어 기판을 식각하는 단계;c. 식각을 마친 사파이어 기판의 식각마스크를 식각하여 제거하는 단계;를 포함한 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판의 제조방법을 제안한다..
상기 제조방법 중, a 단계에서의 식각마스크를 SiO2로 사용하는 것이 바람직하다. 또한 b 단계에서 100℃ 내지 500℃ 온도의 황산(H2SO4)과 인산(H3PO 4)으로 혼합된 식각용액을 사용한 습식식각을 사용하여 사파이어 기판을 식각하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 패턴된 사파이어 기판을 이용한 질화물 반도체층의 성장방법을 제안한다. 상기 패턴된 사파이어 기판을 이용하여 성장하는 질화물 반도체층은 버퍼층, n-형 접촉층, 활성층, p-형 접촉층을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 패턴된 사파이어 기판을 이용하여 성장하는 질화물 반도체층은 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)인 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
사파이어 기판의 패턴형성
질화물 반도체는 일반적으로 사파이어 기초기판(11) 위에 AlN, GaN와 같은 저온 버퍼층을 형성한 후 질화물 반도체층(12)를 형성하는 것이 일반적이다. 그러나 질화물 반도체층(12)의 격자정수와 사파이어 기판(11)의 격자정수 차 때문에 사파이어 기판(11)위에 성장된 질화물 반도체층(12)은 격자결함을 포함한다.
이에 본 발명은 이를 방지하기 위하여 습식식각으로 사파이어 기판을 식각하여 패턴된 사파이어 기판(11)위에 질화물 반도체층(12)을 성장시킴으로서 질화물 반도체층의 격자결함을 줄일 수 있는 방법을 제안한다.
패턴된 사파이어 기판(11)을 제작하는 과정은 다음과 같다. 사파이어 기판(11)을 매끈하게 경면 연마(polishing)한다. 여기서 사파이어 기판(11)의 경면연마는 CMP(chemical mechanical polishing), 알루미나슬러리(Al2O3 slurry), 다이아몬드 슬러리를 이용한 기계적 연마 또는 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO 3), 수산화칼륨(KOH), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치 (4H3PO4+4CH3COOH+HNO3 +H2O) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합 용액을 식각액으로 하는 습식식각에 의하여 진행한다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 사파이어 기판(11) 위에 역삼각형 패턴을 형성하고 상기 사파이어 기판(11) 위에 질화물 반도체층(12)이 성장되는 과정을 나타낸 도면이다. 도 3는 사파이어 기판 위에 역사다리꼴 패턴이 형성하고 상기 사파이어 기판 위에 질화물 반도체가 성장되는 과정을 나타낸 도면이다.
사파이어 기판(11)의 표면을 랩핑 및 연마(lapping and polishing)한다(도 2(a)), 이후 도 2(b)에 도시한 것처럼, 사파이어 기초기판(11)위에 패턴 형성되지 않는 부분, 즉 식각하지 않는 부분위에 식각마스크(13)를 형성시킨다. 후술할 습식식각을 하기 위해서, 상기 식각마스크(13)는 습식 식각에서 사용되는 황산과 인산의 혼합용액의 영향을 받지 않는 SiO2를 1㎛정도 증착시켜서 상기 사파이어 기판(11)의 패턴형성을 위한 식각마스크(13)로서 사용하는 것이 가장 바람직하다. 패턴 형성과 식각까지 마친 후에는 상기 식각마스크(13)를 식각하여 완전히 제거하는 것이 바람직하다. 식각마스크(13)의 가장 바람직한 예인 SiO2를 증착시킨 부분에는 질화물 반도체층(12)이 성장되지 않기 때문이다.
사파이어 기판(11)위에 식각마스크를 형성한 후에는 도 2(c)에 도시한 바와 같이, 식각마스크(13)를 포함하는 사파이어 기판(11)을 식각한다. 일반적으로 사파이어 기판 식각에 이용되는 방법은 크게 건식 식각과 습식 식각이 있다. 건식 식각에는 Plasma etching, Ion beam etching, Reactive ion etching, Ion milling 등이 있으며, 이방성 식각과 1 ㎛이하의 정밀 패턴의 형성이 가능하다는 정점을 가지고 있는 반면, 공정시간이 길고, 많은 비용이 요구되는 등의 단점을 가지고 있어 후술 할 습식 식각에 비해 경제성이 없다. 반면, 본 발명에서 제안하는 습식 식각은 화학용액을 이용하는 방법으로써, 미세한 패턴을 형성하기 어렵다는 단점이 있지만, 공정 시간이 짧고 경제적이며 생산성이 있고 사용 장치가 간단하다는 장점이 있다.
사파이어 기판(11)의 습식식각은 다음과 같은 방법으로 진행한다. 식각마스크(13)를 포함하는 사파이어 기판(11)을 100℃ 내지 500℃ 온도의 황산(H2SO4)과 인산(H3PO4)으로 혼합된 식각용액에 담가둔다. 여기서 식각 용액의 온도는 100℃ 이상으로 유지하는 것이 식각 시간 단축을 위하여 바람직하다. 식각 용액의 온도를 100℃이상으로 유지하기 위한 가열은 히터 위에 용액을 올려놓거나 히터를 직접 용액에 접촉하도록 하는 직접 가열 방식과 광흡수를 이용한 간접 가열 방식으로 할 수 있다.
도 4는 습식 식각 방법으로 사파이어 기판(11)을 식각한 후의 사파이어 기판(11)의 표면사진이다. 도 5을 보면, 식각된 경사면과 바닥이 아주 깨끗하고 잔유물이 없는 것을 알 수 있다. 사파이어 기판(11)은 325℃의 온도에서 20분 동안에 22.4㎛ 식각되어 1.1㎛/min의 식각 속도를 나타냈다. 이러한 식각 속도는 주목할 만한 것이고, 양산을 고려해보더라도 전혀 문제가 없을 것으로 판단되며, 습식 식각은 장비의 생산성에 제약을 받지 않으므로 대량생산 측면에서 그 어떤 방법보다 많은 장점이 있다고 할 수 있다.
또한 상기 사파이어 기판(11)의 식각을 위하여 사용되는 습식 식각은 이방성을 갖고 있기 때문에 도 2(d) 및 도 3(d)에서 도시한 바와 같이 본 발명에서 제안 하는 형태의 패턴을 형성할 수 있다. 상기 이방성 습식식각으로써, 황산(H2SO4)과 인산(H3PO4)이 혼합된 용액으로 다양한 선폭을 가지는 사파이어 기판(11)을 식각한 경우는, 도 6에 도시된 바와 같이, 식각된 깊이는 패턴의 폭에 따라 달랐으며, 상기 패턴의 폭이 넓을수록 그 패턴의 깊이는 깊어지고, 패턴의 폭이 좁은 경우에는 패턴의 식각깊이가 작아지도록 자동으로 식각이 정지되는 것을 확인할 수 있었다.
상기 이방성 습식 식각을 사용하게 되면, 식각의 방향을 이용하여 사파이어 기판(11) 패턴의 폭을 식각마스크(13)를 증착시킬 때 조절하게 되면, 자동으로 패턴의 깊이가 깊어질수록 폭이 좁아지면서 식각이 정지되게 된다. 상기와 같이 식각을 진행시키면 상기 사파이어 기판(11)의 패턴은 도 2(d) 및 도 3(c)에 도시한 것처럼 역삼각형 내지는 역사다리꼴 모양을 갖게 된다.
다시 말하면, 본 발명에서 제안하는 습식식각은 방향성을 가지고 있으며, 식각깊이는 패턴된 선폭에 의존한다. 주로 사용되는 사파이어 기초기판(11)은 (0001)의 C면이며 습식식각을 하면 방향에 따라 식각면의 각도는 M면, R면, A면에 따라 54° 또는 25°정도의 경사면을 이룬다. 이러한 현상은 (0001)의 C면과 식각된 (10-10)의 M면, (-1012)의 R면, (11-20)의 A면-식각파셋(etched facet)면이 식각 속도가 다르기 때문이다. 즉 사파이어 식각속도의 면방위 의존성을 살펴본 결과, C면>R면>M면>A면 순서이고, 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 식각깊이는 오픈된 선폭에 의해 결정되며 오픈된 선폭을 조절하면 자유자제로 식각깊이를 조절할 수 있 다는 것을 의미한다. 이것은 후술할 도 7에 도시한 그래프서 확인할 수 있다.
도 5에서 보는 바와 같이, 식각된 표면을 현미경으로 관찰한 결과, 표면 모폴로지(morphology)는 매우 깨끗했고 큰 두께편차도 관측할 수 없었다. (0001)면의 사파이어 기판(11)을 일정한 깊이까지 식각하면 식각된 단면은 뾰족한 삼각형 형태(V-grooved shaped)를 갖게 되어 그 어떤 다이아몬드 펜으로 홈을 형성할 때보다 깨끗하게 만들 수 있었다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 사파이어 기판(11)의 패턴은 그 깊이가 깊어질수록 상기 바닥면의 폭은 좁아진다. 따라서 패턴의 모양은 역삼각형 모양내지는 역사다리꼴 모양을 갖게 된다.
도 7은 표면의 패턴의 폭(D)과 패턴의 깊이(H)가 비례적인 관계에 있다는 것을 나타낸 그래프이다. 도 7에 도시하였듯이, 패턴의 폭(D)의 길이가 길수록 패턴의 깊이(H)는 깊어지는 것을 확인할 수 있다. 이것은 도 6에 도시된 바와도 일치한다. 도 6에서 a패턴의 표면의 폭을 Da, b패턴의 표면의 폭을 Db, c패턴의 표면의 폭을 Dc, d패턴의 표면의 폭을 Dd라고 도시하였다. 또한 a패턴의 높이를 Ha, b패턴의 높이를 Hb, c패턴의 높이를 Hc, d패턴의 높이를 Hd라고 도시하였다. 상기 도 6에 도시한 바와 같이, Da 〈 Db 〈 Dc 〈 Dd으로 식각마스크(13)를 증착시켰을 때, Ha 〈 Hb 〈 Hc 〈 Hd인 것을 확인할 수 있다.
도 9는 사파이어 기판(11)위에 역사다리꼴 모양으로 형성된 패턴에 대하여, 패턴의 다양한 폭과, 그에 따른 깊이를 나타낸 것이다. 식각 용액에 담가두는 시간 을 조절하면 패턴의 모양을 V모양(도 6) 내지 역사다리꼴 모양(도 9)으로 조절할 수 있다. 위에 설명하였듯이, 패턴의 폭(D)을 결정하면 패턴의 모양이 V자가 되면서 패턴의 깊이가 자동으로 조절된다. 패턴모양의 V자가 되기 전에 사파이어 기판(11)을 멈추게 되면 패턴은 역사다리꼴의 모양을 가지게 된다.
도 8은 사파이어 기판(11) 위에 역삼각형 모양으로 형성된 패턴을 도시한 사시도이다. 상기 도 8에 도시한 바와 같이, 사파이어 기판(11) 표면 위에 형성되는 역삼각형 혹은, 역사다리꼴 모양의 패턴은 x 방향 또는 y 방향 중 어느 한 방향으로만 형성된다. 상기와 같이 한 방향으로 형성되는 패턴은 소정의 간격을 두고 규칙적으로 배열되는데, 사파이어 기판(11) 표면을 위에서 내려다보면 표면 위에 직선이 간격을 두고 규칙적으로 배열되어 있는 것으로 보이게 된다. 또한 기판의 단면을 살펴보면, 패턴의 모양 즉, 역삼각형 내지는 역사다리꼴이 간격을 두고 규칙적으로 사파이어 기판(11)의 표면 위에 나열된 것으로 보이게 된다.
또한 상기 패턴은 x 방향 및 y 방향으로 평행하게 규칙적으로 나열되어 메쉬 형태로 형성된 다각형 모양으로도 할 수 있다. 상기와 같이 패턴을 형성한 후 사파이어 기판을 식각하면, 꼭지점이 사파이어쪽으로 향한 사면체 또는 바닥면이 좁은 면이 사파이어 쪽으로 향한 사파이어 육면체가 일정 간격을 두고 규칙적으로 나열된 형상을 띈다.
질화물 반도체의 성장
상기와 같이 패턴된 사파이어 기판(11)위에 질화물 반도체층(12)을 성장시킨 다. 사파이어 기판(11)위에 패턴을 형성한 목적은 질화물 반도체층(12)과 사파이어 기판(11)과의 격자정수의 차이로 인한 응력으로 인해 격자결함을 줄여주기 위함이다. 즉 평평한 사파이어 기판위에 질화물 반도체층을 성장하면, 초기 성장단계에서는 사파이어 격자정수를 갖고 성장하기 때문에 많은 결정결함을 갖고 성장하지만, 패턴된 사파이어 기판위에 성장시키면 초기 성장단계에서는 패턴된 사파이어의 표면형태로 성장하게 되어 표면응력을 줄일 수 있다.
도 2(e)내지 도 2(g)는 역삼각형 패턴된 사파이어 기판(11) 위에 질화물 반도체층(12)의 성장과정을 도시한 도면이다. 도 2(e)에 도시한 것처럼 질화물 반도체층(12)은 사파이어 표면(11)을 따라 성장하게 된다. 상기 패턴이 형성된 사파이어 기판의 표면에서의 질화물 반도체층(12)의 성장은 금속유기화학증착법(metal organic chemical vapor deposition)으로 암모니아(NH4), 삼메틸갈륨(trimethyl Gallium), 삼메틸 알루미늄(trimethyl aluminum)을 이용하여 400Å 내지 600Å 또는 100Å 내지 500Å의 질화물 반도체층을 성장한다. 이후에 성장된 질화물 반도체층은 제작하고자 하는 소자의 종류에 따라 단일층 또는 복수층으로 성장할 수 있고, 도전성질을 갖도록 Si, Mg, Sn, Zn 군 중 어느 하나 또는 복수의 원소를 불순물을 첨가하여 n-형 질화물계 반도체층 또는 p-형 질화물계 반도체층으로 만들 수 있다. 도핑농도는 제작하고자 하는 소자의 종류에 따라 다르며 1E15/㎤ 내지 1E21/㎤정도일 수 있다.
따라서 도핑농도에 따라 질화물 반도체를 고저항체 또는 도전성으로 구분하 며 고저항체인 경우 접촉저항은 1E3Ω㎠이상, 도전성인 경우는 0.0001-2Ω㎠이하가 되는 것이 바람직하다.
질화물 반도체 발광 소자를 제작하기 위하여 상기와 같이 패턴된 사파이어 기판(11)위에 n-형 접촉층, 활성층, p-형 접촉층을 포함하는 Inx(AlyGa1-y)N 질화물계 반도체층을 성장시킨다. 각 층마다 AlGaN, InGaN, AlGaInN 등으로 형성할 수 있다. 특히, 활성층은 Inx(AlyGa1-y)N의 장벽층과 Inx(Aly Ga1-y)N의 우물층으로 이루어진 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조를 가질 수 있고, In, Ga, Al의 조성비를 조절함으로써 InN(~2.2eV)밴드갭을 갖는 장파장에서부터 AlN(6.4eV)밴드갭을 갖는 단파장의 발광 다이오드까지 자유롭게 제작할 수 있다.
상기 사파이어 기판(11)의 표면은 역삼각형 모양으로 패턴이 형성되어 있으므로, 상기 역삼각형으로 패인 사파이어 기판(11)의 패턴과 패턴의 간격 부분에 질화물 반도체층(12)이 성장되시 시작한다. 이상과 같이 반도체가 점차 성장하면(도 2(f)), 역삼각형 부분에 성장한 질화물 반도체(12)와 간격부분에 성장한 질화물 반도체가 만나면서 같이 성장한다. 이후 질화물 반도체(12)가 점차 더 성장하게 되면 도 2(g)에 도시한 바와 같이 사파이어 기판(11)위에 성장하게 된다.
도 3(d)내지 도 3(f)은 역사다리꼴 모양으로 패턴된 사파이어 기판(11) 위에 질화물 반도체(12)가 성장하는 과정을 도시한 것이다. 역삼각형 모양으로 패턴된 사파이어 기판(11) 위에 질화물 반도체(12)가 성장하는 것(도 2)과 같은 방식으로 질화물 반도체(12)는 사파이어 기판(11) 표면을 따라 성장하면서(도 3(d)), 패턴이 형성된 부분과 간격부분에 차츰 성장한다.(도 3(e)) 이후 도 3(f)에 도시한 바와 같이, 역사다리꼴 패턴이 형성된 사파이어 기판(11)위에 질화물 반도체(12)가 성장한다.
평평한 사파이어 기판(11)위에 질화물 반도체(12)를 성장하게 되면, 상기 두 물질의 격자상수의 차이로 인해 질화물 반도체층(12)이 휘어지거나, 많은 결정결함이 발생하게 된다. 이러한 결정결함을 역삼각형 내지는 역사다리꼴 모양으로 사파이어 기판(11)에 패턴을 형성함으로써, 성장 초기 단계에 홈과 돌출부에 서로 독립적으로 질화물 반도체가 성장되어 결정결함을 줄일 수 있다.
이상과 같이, 사파이어 기판의 표면위에 패턴을 형성하여 질화물 반도체를 성장시키면, 상기 사파이어 기판의 패턴으로 인해 질화물 반도체는 초기 성장단계에서 홈과 돌기의 영역에서 독립적으로 성장함하기 때문에 격자결함을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한 습식식각로 패턴된 사파이어 기판을 제조하기 때문에 대량생산이 용이하고 재연성이 크다.

Claims (13)

  1. 질화물 반도체층을 형성하기 위하여 사용되는 사파이어 기초기판에 있어서,
    상기 사파이어 기초기판은 식각으로 인하여 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 사파이어 기판위에 형성된 패턴은 x 또는 y 방향 중 어느 한 방향으로만 규칙적으로 평행하게 나열된 직선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 사파이어 기판위에 형성되는 패턴은 x방향 및 y 방향으로 규칙적으로 나열된 다각형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 사파이어 기판 위에 패턴을 형성하기 위하여 사용되는 식각마스크로는 SiO2을 사용하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 패턴은 사파이어 표면위에 소정의 간격을 두고 평행 하게 나열되는 직선이며, 패턴의 깊이가 깊어질수록 바닥면이 작아지는 패턴인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 패턴은 사파이어 기판 표면위에 V자 홈을 형성한 것처럼 역삼각형 모양으로 이루어진 패턴인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 패턴은 사파이어 기판 위에 역사다리꼴 모양의 패턴인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판.
  8. a. 사파이어 기판위에 패턴 형성을 위한 식각마스크를 증착시키는 단계;
    b. 상기 사파이어 기판을 식각하는 단계;
    c. 식각을 마친 사파이어 기판의 식각마스크를 식각하여 제거하는 단계;
    를 포함하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서, a 단계에서의 식각마스크를 SiO2로 사용하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서, b 단계에서 100℃ 내지 500℃ 온도의 황산(H2SO4)과 인산 (H3PO4)으로 혼합된 식각용액을 사용한 습식식각을 사용하여 사파이어 기판을 식각하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판 제조방법.
  11. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴된 사파이어 기판을 이용한 질화물 반도체층의 성장방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 패턴된 사파이어 기판을 이용하여 성장하는 질화물 반도체층은 버퍼층, n-형 접촉층, 활성층, p-형 접촉층을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체층의 성장방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 패턴된 사파이어 기판을 이용하여 성장하는 질화물 반도체층은 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체층의 성장 방법.
KR20040079484A 2004-10-06 2004-10-06 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판과 그 제조 방법. KR20060030636A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20040079484A KR20060030636A (ko) 2004-10-06 2004-10-06 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판과 그 제조 방법.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20040079484A KR20060030636A (ko) 2004-10-06 2004-10-06 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판과 그 제조 방법.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060030636A true KR20060030636A (ko) 2006-04-11

Family

ID=37140593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20040079484A KR20060030636A (ko) 2004-10-06 2004-10-06 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판과 그 제조 방법.

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060030636A (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100941305B1 (ko) * 2006-12-18 2010-02-11 주식회사 실트론 질화물 반도체 기판 및 그 제조 방법
KR101025990B1 (ko) * 2007-09-28 2011-03-30 삼성엘이디 주식회사 미세패턴 형성방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자 제조방법
KR101039122B1 (ko) * 2010-03-11 2011-06-07 주식회사 나노케이 질화물 반도체의 이종 단결정 성장용 사파이어 기판 제조방법
KR101136063B1 (ko) * 2010-11-10 2012-04-18 전북대학교산학협력단 발광소자 및 그 제조방법
KR101391739B1 (ko) * 2012-10-05 2014-05-12 주식회사 에이앤디코퍼레이션 사파이어 기판의 표면 패턴 형성 방법
TWI466287B (zh) * 2010-11-22 2014-12-21 Nat Univ Chung Hsing Substrate for epitaxy and its manufacturing method
WO2022245096A1 (ko) * 2021-05-17 2022-11-24 서울바이오시스주식회사 자외선 발광 다이오드

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100941305B1 (ko) * 2006-12-18 2010-02-11 주식회사 실트론 질화물 반도체 기판 및 그 제조 방법
US7915698B2 (en) 2006-12-18 2011-03-29 Siltron, Inc. Nitride semiconductor substrate having a base substrate with parallel trenches
US8138003B2 (en) 2006-12-18 2012-03-20 Siltron, Inc. Method of manufacturing nitride semiconductor substrates having a base substrate with parallel trenches
KR101025990B1 (ko) * 2007-09-28 2011-03-30 삼성엘이디 주식회사 미세패턴 형성방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자 제조방법
KR101039122B1 (ko) * 2010-03-11 2011-06-07 주식회사 나노케이 질화물 반도체의 이종 단결정 성장용 사파이어 기판 제조방법
KR101136063B1 (ko) * 2010-11-10 2012-04-18 전북대학교산학협력단 발광소자 및 그 제조방법
TWI466287B (zh) * 2010-11-22 2014-12-21 Nat Univ Chung Hsing Substrate for epitaxy and its manufacturing method
KR101391739B1 (ko) * 2012-10-05 2014-05-12 주식회사 에이앤디코퍼레이션 사파이어 기판의 표면 패턴 형성 방법
WO2022245096A1 (ko) * 2021-05-17 2022-11-24 서울바이오시스주식회사 자외선 발광 다이오드

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3471685B2 (ja) 半導体基材及びその製造方法
JP4201541B2 (ja) 半導体結晶の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法
JP4741572B2 (ja) 窒化物半導体基板及びその製造方法
JP3556916B2 (ja) 半導体基材の製造方法
US8212287B2 (en) Nitride semiconductor structure and method of making same
JP4471726B2 (ja) 単結晶サファイア基板の製造方法
JP3662806B2 (ja) 窒化物系半導体層の製造方法
US20070176199A1 (en) Nitride-based group III-V semiconductor substrate and fabrication method therefor, and nitride-based group III-V light-emitting device
JP4651207B2 (ja) 半導体用基板とその製造方法
KR100878512B1 (ko) ＧａＮ 반도체 기판 제조 방법
JP5097291B2 (ja) 微細凹凸表面を有したエピタキシャル基板とその製造方法
JP3471700B2 (ja) 半導体基材
JP2005534182A (ja) 気相エピタキシにより低い欠陥密度を有する窒化ガリウム膜を作成するプロセス
KR20020010583A (ko) 반도체 기재와 그 제조 방법 및 반도체 결정의 제조 방법
KR101246832B1 (ko) 무극성 또는 반극성 ｉｉｉ족 질화물 기반 발광 다이오드 및 이의 제조방법
JP2012216603A (ja) 窒化物半導体発光素子およびその製造方法
JP3441415B2 (ja) 半導体結晶の製造方法
JP2008211250A (ja) 半導体基材及びその作製方法
KR101068865B1 (ko) 질화물 반도체 성장 기판 및 이를 이용한 발광 소자
US20090032835A1 (en) Iii-nitride semiconductor light emitting device
JP2003282551A (ja) 単結晶サファイア基板とその製造方法
JP2007281140A (ja) 化合物半導体基板、その製造方法及び半導体デバイス
US10892159B2 (en) Semipolar or nonpolar group III-nitride substrates
KR20060030636A (ko) 질화물 반도체 성장용 사파이어 기판과 그 제조 방법.
KR20030019151A (ko) 화합물 단결정의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration
NORF Unpaid initial registration fee