KR20100017798A - Ｉｉｉ 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법, ｉｉｉ 족 질화물 반도체 기판 및 반도체 발광 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법에서는, 비극성면을 갖는 종 결정을 준비하고, 상기 비극성면으로부터 III 족 질화물 반도체를 기상 중에서 성장시키는 성장 공정을 구비하고, 상기 성장 공정은, 상기 종 결정의 +C 축 방향으로 신장되도록 III 족 질화물 반도체를 성장시킨다. 이로써, 고품위이고 대면적의 비극성면을 갖는 III-V 족 화합물 질화물 반도체 결정을 얻을 수 있다.
III 족 질화물 반도체, 비극성면, 반도체 발광 디바이스

Description

ＩＩＩ 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법, ＩＩＩ 족 질화물 반도체 기판 및 반도체 발광 디바이스{METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR CRYSTAL OF NITRIDE OF ELEMENT BELONGING TO GROUP-III, SEMICONDUCTOR SUBSTRATE FORMED OF NITRIDE OF ELEMENT BELONGING TO GROUP-III, AND SEMICONDUCTOR LIGHT EMISSION DEVICE}
본 발명은, 예를 들어 GaN (질화갈륨) 과 같은 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법, III 족 질화물 반도체 기판 및 반도체 발광 디바이스에 관한 것이다.
질화갈륨 (GaN) 으로 대표되는 III 족 질화물 단결정은, 발광 다이오드 및 레이저 다이오드 등의 발광 디바이스나 HEMT 및 HBT 등의 고주파 및 고출력의 전자 디바이스에 적용되는 물질로서 유용하다. 이 때문에, 결정성이 높은 GaN 등의 III 족 질화물 반도체 결정을 효율적으로 제조할 필요가 있었다.
예를 들어 GaN 결정의 성장에 사용할 수 있는 가장 이상적인 기판은 GaN 기판이다. 그러나, GaN 은 질소의 평형 증기압이 Ga 에 비해 극단적으로 높기 때문에, 종래의 인상법 등을 이용하여 벌크 결정을 성장시키기가 곤란하다. 그 때문에, GaN 과는 상이한 재료로 이루어지는 기판, 즉, 이종 재료로 이루어지는 기판 (예를 들어 사파이어 기판, SiC 기판, Si 기판, GaAs 기판 등) 상에 GaN 결정을 성장시킨 후, 이종 기판을 제거함으로써 GaN 결정을 제조하는 방법이 취해지고 있다.
현재 가장 일반적인 GaN 기판은 C 면을 주면으로 하는 GaN 기판으로서, 그 HVPE 법 (Hydride Vapor Phase Epitaxy) 으로 두꺼운 GaN 층을 300 ㎛ 이상의 두께로 성장시키고 나서 하지 (下地) 기판을 제거하고, 그 GaN 자립 결정을 슬라이스 및/또는 연마하여, C 면을 주면으로 하는 GaN 기판을 얻는 방법이 알려져 있다. 또한 주면이란, 디바이스를 형성해야 하는 면, 혹은 구조체에서 가장 넓은 면을 의미하는 것으로 한다.
C 면을 표면으로 하는 GaN 기판을 사용한 InGaN 계 청색, 녹색 LED 나 LD 에 있어서는, 그 성장축인 C 축 방향으로 피에조 전계가 발생한다는 문제점이 있었다. 피에조 전계는 InGaN 층의 결정 구조가 변형되어 압전 분극이 생기기 때문에 발생하고, 이 분극에 의해 발광층에 주입되는 정공 (正孔) 과 전자가 떨어져서, 발광에 기여하는 재결합 확률이 저하되어 버린다. 이 때문에 내부 양자 효율이 낮아지고, 발광 디바이스의 외부 양자 효율의 저하로 연결된다. 상기 피에조 전계의 영향을 약하게 하기 위해 GaN 결정의 C 면에 수직인 A 면, M 면이라 불리는 비극성면을 성장면으로 한 InGaN 계 청색, 녹색 LED 나 LD 연구가 활발해지고 있다 (비특허 문헌 1).
그래서, 대면적이고 또한 결정성이 양호하며, 결함 밀도가 낮고, 고품질인, 비극성면의 표면을 갖는 GaN 기판 등의 III 족 질화물 반도체 기판에 대한 요구가 높아지고 있다.
특허 문헌 1 에는, C 면과 수직인 면, 예를 들어 (01-10) 면, (11-20) 면을 주면으로 하는 기판이 개시되어 있다. 단, 특허 문헌 1 에서는, 기판의 제조 방법은 개시되어 있지 않다.
특허 문헌 2 에는, C 면 상에 C 축 방향으로 결정을 성장시킨 후에 성장 방향과 평행한 면에서 결정을 슬라이스하는 방법과, 그 슬라이스에 의해 얻어진 결정의 전위선 (轉位線) 이 성장 방향으로 신장되어 있는 것이 기재되어 있다.
특허 문헌 3 에는, C 면 및 M 면을 갖는 복수의 질화물 반도체 바를 C 면끼리가 대향하여 M 면이 상면으로 되도록 배열하고, M 면 상에 질화물 반도체를 성장시키는 것이 개시되어 있다.
특허 문헌 4 에는, 융액 중에서 종 결정 GaN 의 A 면 또는 M 면에 GaN 을 성장시킨 후에, 다시 -C 축 방향으로 GaN 을 성장시키는 것이 개시되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평10-335750호
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 제2002-29897호
특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 제2006-315947호
특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 제2006-160568호
비특허 문헌 1 : 제27회 박막·표면 물리 기초 강좌 (1998년 11월 16일 발행)·응용 물리학회 박막·표면 물리 분과회 p75
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
특허 문헌 1 에는, C 면과 수직인 면을 주면으로 하는 기판은 개시되어 있으나, 그 제조 방법은 개시되어 있지 않다. 특허 문헌 2 에 기재된 방법에서는, C 축 방향으로 성장시킨 결정을 그 성장 방향과 평행한 면에서 슬라이스하므로, 슬라이스면에 평행한 전위선이 매우 많이 존재한다. 이와 같은 전위선이 매우 많이 존재하고 있는 기판은 디바이스 용도에 바람직하지 않다. 예를 들어 LED 등의 발광 디바이스에 있어서는, 기판 중에 흐르는 전류에 불균일성이 발생하여, 광 출력이 불균일해져 문제가 된다. 더욱 대면적인 기판을 얻기 위해서는, C 축 방향으로 매우 두꺼운 결정을 성장시킬 필요가 있다. 또한, 이와 같은 두꺼운 결정에 있어서, 전위 밀도로 평가될 수 있는 품질의 일양성 (一樣性) 을 보증하기는 어렵다. 특허 문헌 3 에 기재된 방법에서는, 이웃하는 질화물 반도체 바로부터 각각 성장한 결정이 회합하는 부분에서 결함이 발생할 수 있다. 특허 문헌 4 에 기재된 방법에서는, -C 축으로의 성장은 불순물의 취입이 많아, 결정의 품질에 문제가 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 배경을 감안하여 이루어진 것으로서, 예를 들어 고품위이고 대면적의 비극성면을 갖는 III 족 질화물 반도체 결정을 얻기 위해 유리한 제조 방법을 제공하는 것 및 고품위의 III 족 질화물 반도체 결정과 그것을 사용한 반도체 발광 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 하나의 측면은, III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법에 관련된 것으로서, 그 제조 방법은 비극성면을 갖는 종 결정을 준비하고, 상기 비극성면으로부터 III 족 질화물 반도체를 기상 중에서 성장시키는 성장 공정을 구비하고, 상기 성장 공정은, 상기 종 결정의 +C 축 방향으로 신장되도록 III 족 질화물 반도체를 성장시키는 것을 포함한다.
본 발명의 제 2 측면은, 표면으로서 비극성면을 갖는 III 족 질화물 반도체에 관련된 것으로서, 상기 III 족 질화물 반도체는, 상기 비극성면의 상기 표면의 근방 (예를 들어 상기 표면으로부터 깊이 200 ㎚ 의 범위 내의 영역) 에 있어서 캐소드 루미네선스법에 의해 상기 비극성면 측으로부터 관측한 경우에 관측되는 전위선의 길이가 10 ㎛ 이하이다.
본 발명의 제 3 측면은, 본 발명의 제 2 측면에 의한 III 족 질화물 반도체 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 디바이스에 관련된 것이다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 예를 들어 고품질이고 대면적의 비극성면을 갖는 III 족 질화물 반도체 결정을 얻기 위해 유리한 제조 방법이 제공된다. 또한, 본 발명의 III 족 질화물 반도체 결정에 의하면, 표면에 평행한 전위선이 존재하지 않을 뿐만 아니라, 하지의 결정 형태의 영향에 의한 결함이 발생하지 않는 고품질의 결정이기 때문에, 예를 들어 LED 등의 발광 디바이스 용도의 기판으로서 바람직하다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이 명세서에 있어서, 「∼」를 이용하여 나타내는 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
이 명세서에 있어서, 「C 면」이란, 육방정 구조 (우르츠강형 결정 구조) 에 있어서의 (0001) 면이다. III-V 족 화합물 반도체 결정에서는, 「C 면」은 III 족면이고, 질화갈륨에서는 Ga 면에 상당한다.
이 명세서에 있어서, {10-10} 면이란 「M 면」으로서, 육방정 구조 (우르츠강형 결정 구조) 에 있어서의 {1-100} 면과 등가인 면이고, 이것은 비극성면이며, 통상적으로는 벽개 (劈開) 면이다. {1-100} 면과 등가인 면은, (1-100) 면, (-1100) 면, (01-10) 면, (0-110) 면, (10-10) 면, (-1010) 면이다.
이 명세서에 있어서, {11-20} 면이란 「A 면」으로서, 육방정 구조 (우르츠강형 결정 구조) 에 있어서의 {11-20} 면과 등가인 면이고, 이것은 비극성면이다. {11-20} 면과 등가인 면은, (11-20) 면, (-1-120) 면, (1-210) 면, (-12-10) 면, (-2110) 면, (2-1-10) 면이 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태의 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법은, 비극성면을 갖는 종 결정을 준비하고, 상기 비극성면으로부터 III 족 질화물 반도체를 기상 중에서 성장시키는 성장 공정을 구비한다. 여기서, 상기 성장 공정은, 상기 종 결정의 +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 신장되도록 III 족 질화물 반도체를 성장시키는 것을 포함한다. 여기서 C 축 방향이란, ±0.01 ° 이내의 정밀도로 계측되는 C 축으로부터 25 ° 경사진 방향의 범위 내의 방향을 말하고, 바람직하게는 20 ° 경사진 방향의 범위 내의 방향이고, 보다 바람직하게는 10 ° 경사진 방향의 범위 내의 방향이고, 더욱 바람직하게는 5 ° 경사진 방향의 범위 내의 방향이다.
III 족 질화물 반도체의 성장에서는 전위가 발생하고, 그것이 결정 성장과 함께 연장될 수 있다. 여기서, 본 발명자들에 의해 확인된 사실에 의하면, 비극성면으로부터의 성장에 있어서, 예를 들어 전위는 주로 상기 비극성면의 법선 방향으로 연장되고, 표면에 대해 수직 방향으로는 거의 연장되지 않는다. 게다가, 종 결정의 상기 비극성면으로부터의 III 족 질화물 반도체의 성장에 있어서, 비극성면으로부터 +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 연장된 III 족 질화물 반도체 결정에는, 거의 전위가 포함되지 않는다.
본 발명에 있어서의 비극성면으로서, 육방정 구조에 있어서의 {10-10} 면이나 {11-20} 면, GaAs 등의 입방정 구조에 있어서의 {1-10} 면 등을 들 수 있다. 그 중에서도 {10-10} 면, {11-20} 면이 바람직하다. 이하에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 비극성면으로서 {10-10} 면 또는 {11-20} 면을 예로 들어 기술한다. 따라서, 이하의 기술에 있어서의 {10-10} 면 또는 {11-20} 면은 다른 비극성면으로 치환할 수 있다.
상기 종 결정은, 사파이어, SiC, ZnO 및 III 족 질화물 반도체를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 어느 것인 것이 바람직한데, III 족 질화물 반도체가 보다 바람직하고, GaN 이 가장 바람직하다.
III 족 질화물 반도체에 의해 종 결정에는 {10-10} 면 또는 {11-20} 면에 거의 평행한 면이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 여기서 거의 평행이란, 평행한 방향으로부터 ±0.2 ° 이내의 방향이고, 바람직하게는 ±0.1 ° 이내의 방향이고, 보다 바람직하게는 ±0.05 ° 이내의 방향이다.
여기서는 종 결정의 바람직한 범위를 한정하고 있는데, 종 결정의 {10-10} 면 또는 {11-20} 면으로부터 기울어진 면을 갖고 있어도 된다. 예를 들어 {10-10} 면으로부터 A 축 방향 (<11-20> 축 방향) 으로 5 ° 에서 15 ° 까지 기울어진 면이나, {10-10} 면으로부터 C 축 방향으로 5 ° 내지 15 ° 기울어진 면, 또한 {11-20} 면으로부터 M 축 방향 (<1-100> 방향) 으로 5 ° 에서 15 ° 까지 기울어진 면이나, {11-20} 면으로부터 C 축 방향으로 5 ° 에서 15 ° 까지 기울어진 면으로부터도 +C 축 방향으로 성장한다. 이후에도 상세하게 서술하지만, 어떠한 면으로부터 +C 축 방향으로 성장해도 형성된 결정에는 {10-10} 면 또는 {11-20} 면을 포함하는 면이 된다.
상기 종 결정은, 평면부를 갖고 있으면 어떠한 형상이어도 되고, 또한 평면부의 주연부 (周緣部) 의 적어도 일부에 직선을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 직선의 길이는 제한되지는 않지만, 25 ㎜ 이상이 바람직하고, 50 ㎜ 이상이 보다 바람직하고, 75 ㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 여기서 말하는 직선은, {10-10} 면 또는 {11-20} 면의 경계선인 것이 바람직하고, {10-10} 면 또는 {11-20} 면과 {0001} 면 사이의 경계선인 것이 보다 바람직하다.
{10-10} 면 또는 {11-20} 면과 이웃하는 면은 {0001} 면 이외에 어떠한 면이어도 된다. 즉, {10-10} 면 또는 {11-20} 면과 직교하고 있을 필요는 없고, {0001} 면으로부터 경사진 면이어도 된다. 예를 들어 {1-102} 면이나 {11-22} 면, {1-10-2} 면, {11-2-2} 면과 같은 반극성면이어도 된다.
{10-10} 면 또는 {11-20} 면은 직사각형인 것이 바람직하고, 단변의 길이는 0.1 ㎜ ∼ 5 ㎜ 인 것이 바람직하고, 0.1 ㎜ ∼ 1 ㎜ 인 것이 보다 바람직하고, 0.1 ㎜ ∼ 0.5 ㎜ 인 것이 더욱 바람직하다. 또한, {10-10} 면 또는 {11-20} 면의 면적은, 2.5 ㎟ (25 ㎜ × 0.1 ㎜) ∼ 500 ㎟ (100 ㎜ × 5 ㎜) 인 것이 바람직하고, 2.5 ㎟ (25 ㎜ × 0.1 ㎜) ∼ 100 ㎟ (100 ㎜ × 1 ㎜) 인 것이 보다 바람직하고, 2.5 ㎟ (25 ㎜ × 0.1 ㎜) ∼ 50 ㎟ (100 ㎜ × 0.5 ㎜) 인 것이 더욱 바람직하다.
상기 종 결정이 {0001} 면을 갖는 경우, {0001} 면은 정사각형 또는 직사각형인 것이 바람직하고, 단변의 길이는 1 ㎜ ∼ 20 ㎜ 인 것이 바람직하고, 1 ㎜ ∼ 15 ㎜ 인 것이 보다 바람직하고, 1 ㎜ ∼ 10 ㎜ 인 것이 더욱 바람직하다. 또한, {0001} 면의 면적은, 25 ㎟ (25 ㎜ × 1 ㎜) ∼ 2000 ㎟ (100 ㎜ × 20 ㎜) 인 것이 바람직하고, 25 ㎟ (25 ㎜ × 1 ㎜) ∼ 1500 ㎟ (100 ㎜ × 15 ㎜) 인 것이 보다 바람직하고, 25 ㎟ (25 ㎜ × 1 ㎜) ∼ 1000 ㎟ (100 ㎜ × 10 ㎜) 인 것이 더욱 바람직하다.
여기서 (0001) 면의 단변을 너무 작게 하면, +C 축 방향으로 크게 성장한 경우에는, 다른 방향으로의 성장도 진행되기 때문에, 종 결정이 직사각형인 경우에는 마주보는 {10-10} 면 또는 {11-20} 면이 접근해 있으므로, 결과적으로 +C 축 방향으로 성장한 결정끼리가 접합된다. 가장 바람직하게는 (0001) 면의 단변을 3 ㎜ 이상으로 하면 된다. 혹은 단변이 작을 때에는 종 결정의 마주보는 {10-10} 면 또는 {11-20} 면의 어느 일방의 면에 성장을 저해하는 마스크를 형성해도 된다.
상기 {10-10} 면은, ±0.01 ° 이내의 정밀도로 계측되는 상기 종 결정의 {10-10} 면에 대해 ±0.2 ° 이내의 OFF 각도를 갖는 면인 것이 바람직하다. 상기 {11-20} 면은, ±0.01 ° 이내의 정밀도로 계측되는 상기 종 결정의 {11-20} 면에 대해 ±0.2 ° 이내의 OFF 각도를 갖는 면인 것이 바람직하다. 이들 오프 각도는, 모두 ±0.1 ° 이내인 것이 보다 바람직하고, ±0.05 ° 이내인 것이 더욱 바람직하다.
상기 종 결정은, C 면을 갖는 III 족 질화물 반도체 기판을 형성하고, 상기 III 족 질화물 반도체 기판으로부터 {10-10} 면 또는 {11-20} 면이 나타나도록 잘라냄으로써 준비될 수 있다.
잘라내는 방법으로는, 줄, 연삭반, 내주 칼날 슬라이서, 와이어 쏘우 등으로 가공 (연삭, 절단) 하는 것, 연마에 의해 문지르는 것, 벽개에 의해 분할하는 것 등이 있는데, 벽개에 의해 상기 {10-10} 면 또는 {11-20} 면이 형성되는 것이 바람직하다. 벽개의 방법에 대해서는, 다이아몬드 스크라이버에 의해 노치를 넣어 쪼개도 되고, 레이저 스크라이버 장치를 사용해도 된다. 그대로 손으로 쪼개도 되고, 다른 토대에 탑재한 브레이킹 장치로 실시해도 된다.
상기 성장 공정에서는, HVPE 법, MOCVD 법 및 승화법 중 어느 것에 의해 III-V 족 화합물 반도체를 성장시키는 것이 바람직하다. 이들 중에서는, HVPE 법이 가장 바람직하다.
III 족 질화물 반도체는, AlGaN, AlInGaN, AlInGaAs, AlInGaP, AlGaInSb 의 조성을 갖는 것인 것이 바람직하고, AlGaN, AlInGaN, AlInGaAs, AlInGaP 의 조성을 갖는 것인 것이 보다 바람직하고, AlGaN, AlInGaN, AlInGaAs 의 조성을 갖는 것인 것이 더욱 바람직하고, AlGaN, AlN 의 조성을 갖는 것인 것이 가장 바람직하다.
AlGaN 의 조성을 갖는 III 족 질화물 반도체는, Al1-xGaxN 의 x 가 0 ∼ 1 인데, x 는 0.5 ∼ 1 인 것이 바람직하고, 0.7 ∼ 1 인 것이 보다 바람직하고, 0.9 ∼ 1 인 것이 더욱 바람직하다.
AlGaN 의 조성을 갖는 III 족 질화물 반도체를 성장시키는 성장 공정은, 적어도 GaCl 및 NH3 을 함유하는 분위기 중에서 실시될 수 있다. 그 분위기는, 캐리어 가스, 예를 들어 H2 및/또는 N2 를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 성장 공정의 온도는, 900 ℃ ∼ 1150 ℃ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 950 ℃ ∼ 1100 ℃ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 980 ℃ ∼ 1070 ℃ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, GaCl 의 분압은, 3 × 101 Pa ∼ 3 × 104 Pa 의 범위 내인 것이 바람직하고, 3 × 101 Pa ∼ 1 × 104 Pa 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 3 × 101 Pa ∼ 5 × 103 Pa 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. NH3 의 분압은, 1 × 103 ∼ 3 × 105 Pa 의 범위 내인 것이 바람직하고, 1 × 103 Pa ∼ 1 × 105 Pa 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1 × 103 Pa ∼ 5 × 104 Pa 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. GaCl 은, Ga 와 HCl 을 반응로의 내부 또는 외부에서 반응시켜 형성될 수 있다.
또한, AlN 의 조성을 갖는 III 족 질화물 반도체를 성장시키는 성장 공정은, 적어도 AlCl3 및/또는 AlCl 및 NH3 을 함유하는 분위기 중에서 실시될 수 있다. 그 분위기는, 캐리어 가스, 예를 들어 H2 및/또는 N2 를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 성장 공정의 온도는, 1050 ℃ ∼ 1250 ℃ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 1050 ℃ ∼ 1200 ℃ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1050 ℃ ∼ 1150 ℃ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, AlCl3 및/또는 AlCl 의 분압은, 3 × 101 Pa ∼ 3 × 104 Pa 의 범위 내인 것이 바람직하고, 3 × 101 Pa ∼ 1 × 104 Pa 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 3 × 101 Pa ∼ 5 × 103 Pa 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. NH3 의 분압은 1 × 103 Pa ∼ 3 × 105 Pa 의 범위 내인 것이 바람직하고, 1 × 103 Pa ∼ 1 × 105 Pa 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1 × 103 Pa ∼ 5 × 104 Pa 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. AlCl3 및/또는 AlCl 은, Al 과 HCl 을 반응시켜 형성되는데, 온도가 600 ℃ 정도인 비교적 저온에서는 AlCl3 의 생성이 메인으로 되고, 온도가 800 ℃ 정도인 비교적 고온에서는 AlCl 의 생성이 메인으로 된다.
상기 종 결정과, 상기 종 결정으로부터 성장시키는 III 족 질화물 반도체는, 양자 사이의 격자 상수의 차이나 열팽창 계수차에서 기인되는 결함이나 응력을 저감시키는 관점에서, 격자 상수가 가깝고, 열팽창 계수의 차이가 작은 것을 선택하 는 것이 바람직하다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태의 III-V 족 화합물 반도체 결정의 제조 방법에 있어서의 성장 공정의 실시에 바람직한 HVPE 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. HVPE 장치 (10) 는, 반응실 (100) 과, 반응실 (100) 내에 배치되어 종 결정 (S) 을 지지면 (107S) 상에 지지하는 지지부 (107) 와, 히터 (106) 를 구비할 수 있다. 반응실 (100) 에는, 공급로 (101, 102, 104) 를 통해, 제 1 캐리어 가스 (예를 들어 H2) (G1) 와, 제 2 캐리어 가스 (예를 들어 N2) (G2) 와, V 족 원료 가스 (예를 들어 NH3 가스) (G4) 가 각각 공급될 수 있다. 반응실 (100) 내의 리저버 (105) 에는, 공급로 (103) 를 통해 반응 가스 (예를 들어 HCl) 가 공급될 수 있다. 반응 가스 (예를 들어 HCl) 는, 리저버 (105) 내의 III 족 원료 (예를 들어 Ga) 와 반응하여 III 족 원료 가스 (예를 들어 GaCl 가스) (G3) 를 발생시킨다. 이 구성에 의해, 지지부 (107) 에 의해 지지된 종 결정 (S) 에는, 제 1 캐리어 가스 (예를 들어 H2) (G1) 와, 제 2 캐리어 가스 (예를 들어 N2) (G2) 와, III 족 원료 가스 (예를 들어 GaCl 가스) (G3) 와, V 족 원료 가스 (예를 들어 NH3 가스) (G4) 가 공급된다. 종 결정 (S) 은, 그 비극성면이 가스의 흐름에 거의 평행으로, 또는 그 비극성면이 지지부 (107) 의 지지면 (107S) 에 거의 수직으로 지지될 수 있다. 종 결정 (S) 이 C 면을 갖는 경우에는, 종 결정 (S) 은 그 C 면이 가스의 흐름에 거의 수직으로, 또는 그 C 면이 지지부 (107) 의 지지면 (107S) 에 거의 평행으로 배치될 수 있다. 전형적으로는, 종 결정 (S) 은 가스의 공급원측 (공급로 및 리저버측) 과 배기측 (배기로측) 사이에 배치될 수 있다. 반응실 (100) 내의 가스는, 배기로 (108) 를 통해 배기된다. 각 가스의 유량은, 전형적으로는 매스 플로우 컨트롤러 (MFC) 에 의해 제어된다.
도 1 에 나타내는 HVPE 장치 (10) 를 사용하여 실시될 수 있는 III-V 족 화합물 반도체의 성장 공정을 예시적으로 설명하면, HVPE 장치 (10) 의 반응실 (100) 을 NH3 의 존재하에서 900 ∼ 1150 ℃ 의 범위 내의 온도까지 승온시킨 후, H2 캐리어 가스 (G1), N2 캐리어 가스 (G2), Ga 와 HCl 의 반응 생성물인 GaCl 가스 (G3) 및 NH3 가스 (G4) 를 종 결정 (S) 으로서의 GaN 단결정 (이하, GaN 종 결정) 에 공급하면서, 기상 중에서 GaN 종 결정 (S) 으로부터 GaN 결정을 성장시킨다. 이 성장 공정에 있어서, 성장 압력을 5 × 104 ∼ 5 × 105 Pa 의 범위 내의 압력으로 하고, GaCl 가스 (G3) 의 분압을 3 × 101 ∼ 3 × 104 Pa 의 범위 내의 압력으로 하고, NH3 가스 (G4) 의 분압을 1 × 103 ∼ 3 × 105 Pa 의 범위 내의 압력으로 하는 것이 바람직하다. 캐리어 가스의 공급 속도는, 0.01 m/min ∼ 10.0 m/min 인 것이 바람직하고, 0.05 m/min ∼ 6.0 m/min 인 것이 보다 바람직하고, 0.1 m/min ∼ 3.0 m/min 인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 캐리어 가스 (G1, G2) 의 일방을 사용하지 않아도 된다. 이 성장 공정의 종료 후에 반응실 (100) 을 실온까지 강온시켰다. GaN 종 결정 (S) 으로는, 비극성면으로서 {10-10} 면 또는 {11-20} 면을 갖는 것이 바람직하다.
이 성장 공정에 의해, 비극성면으로부터 GaN 결정이 성장한다. GaN 결정은, GaN 종 결정 (S) 의 비극성면으로부터 주로 그 법선 방향으로 성장하고, 그 후에 GaN 종 결정 (S) 의 +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 연장되도록 성장한다. 성장하는 GaN 결정에 의해 GaN 종 결정의 비극성면에 거의 평행한 면이 형성된다. 여기서 거의 평행이란, 평행한 방향으로부터 ±0.2 ° 이내의 방향이고, 바람직하게는 ±0.1 ° 이내의 방향이고, 보다 바람직하게는 ±0.05 ° 이내의 방향이다.
종 결정의 {10-10} 면 또는 {11-20} 면으로부터 성장한 GaN 결정의 면은 전부가 평탄하게 형성되는 것은 아니다. 종 결정의 {10-10} 면 또는 {11-20} 면이 상기와 같이 바람직한 범위에서 형성되어 있는 경우에는, 성장한 GaN 결정에는 {10-10} 면 또는 {11-20} 면과 거의 평행한 면이 평탄하게 형성된다. 그러나 종 결정의 {10-10} 면 또는 {11-20} 면으로부터 기울어진 면으로부터 성장한 GaN 결정의 면은 부분적으로는 {10-10} 면 또는 {11-20} 면이 형성되는데, 종 결정의 {10-10} 면 또는 {11-20} 면의 기울기와 동일한 방향으로 스텝이 있고, 그 스텝 전부가 {10-10} 면 또는 {11-20} 면을 형성하는 것이다. {10-10} 면 또는 {11-20} 면으로부터의 기울기가 작으면 스텝의 면적은 크고, 기울기가 크면 스텝의 면적은 작아진다.
이와 같이 종 결정의 {10-10} 면 또는 {11-20} 면으로부터 기울어진 면으로부터 성장한 GaN 결정을 절단하여, 여러가지 경사진 {10-10} 면 또는 {11-20} 면을 제조하는 방법에도 응용할 수 있다.
성장 공정에 있어서의 +C 축 방향으로의 성장량과 그 이외의 방향으로의 성 장량의 비 (+C 축 방향/그 이외의 방향) 는, 통상 10 ∼ 100 이고, 15 ∼ 50 인 것이 보다 바람직하고, 20 ∼ 40 인 것이 더욱 바람직하다. +C 축 방향의 성장량은 +C 축 방향으로 성장한 길이를 측정함으로써 구해진다. 또한, C 축 이외의 방향 (예를 들어 M 축 방향) 의 성장량은, 성장 개시면으로부터 그 방향으로 성장한 길이가 얻어진 결정에서 측정함으로써 구해진다.
성장한 GaN 결정은, GaN 종 결정 (S) 의 결정 구조를 이어받은 단결정이 될 수 있다.
반응실 (100) 내에 배치되는 지지부 (107) 는, 예를 들어 SiC 표면을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 카본 부재를 SiC 로 코팅하여 구성될 수 있다. 지지부 (107) 는, 결정 성장하는 III-V 족 화합물 반도체의 상류측에서 가스의 흐름을 방해하는 부분을 갖지 않는 것이 바람직하다. 상류측에서 가스의 흐름을 방해하는 부분이 존재하면, 성장 공정에 있어서, 그 부분에 다결정 등의 결정이 성장하고, 반응 생성물, 예를 들어 GaN 의 성장에서는 HCl 가스가 발생하여, 얻어지는 결정에 악영향을 미칠 수 있다. 지지부 (107) 는, 가스 흐름의 상류측에서 보았을 때, 종 결정과 동일한 정도의 크기 또는 종 결정에 의해 지지부 (107) 가 숨겨지는 크기인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시형태의 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법은, 상기 성장 공정에서 성장한 III 족 질화물 반도체를 종 결정으로부터 분리하는 공정을 추가로 구비할 수 있다. 분리하는 방법으로는, 예를 들어 커팅, 슬라이스하는 방법이 있는데, 슬라이스가 바람직하다.
또한 III 족 질화물 반도체 결정은, 적어도 상기 종 결정의 표면 상에 성장한 부분은, 상기 종 결정의 단면으로부터 성장한 결정에 비해 표면으로부터의 관통 전위를 많이 포함하고 있기 때문에, 제거되어 있는 것이 바람직하다. 제거하는 방법으로는, 예를 들어 커팅, 슬라이스하는 방법이 있는데, 슬라이스가 바람직하다. 슬라이스하는 방법으로는, 예를 들어 와이어 슬라이스, 내주 칼날 슬라이스 등이 있는데, 어느 것이어도 된다.
슬라이스에 의해 얻어진 결정의 표면은, 슬라이스 칼날에 의해 표면의 요철이 크기 때문에, 그 결정을 반도체 기판으로서 사용하기 위해서는 연마 공정이 필요하다. 그 연마 방법은, 다이아몬드 슬러리에 의한 랩핑과 CMP 에 의해 실시하는 것이 바람직하다.
상기 분리 공정과 상기 연마 공정에 의해 완성된 기판을 평가하기 위해, 상기 연마 공정에서 연마한 표면으로부터 결정 중에 존재하는 전위에 대해 관측한다. 완성된 III 족 질화물 반도체 결정의 전위를 관측하는 방법에는, 투과형 전자 현미경법 (이하 TEM 법), 캐소드 루미네선스법 (이하 CL 법), 에칭에 의한 표면 피트를 AFM 이나 광학 현미경 등으로 관측하는 방법 등이 있다. 각각 방법의 관측할 수 있는 시야가 상이하며, TEM 법에서는 전위 밀도가 주로 5 × 106 개/㎠ 이상인 경우, CL 법에서는 전위 밀도가 주로 1 × 105 개/㎠ 이상인 경우, 에칭에 의한 표면 피트를 AFM 이나 광학 현미경 등으로 관측하는 방법에서는 전위 밀도가 주로 1 × 106 ∼ 1 × 103 개/㎠ 인 경우에 사용된다. 본 발명의 제조 방법에 의 하면, 주면 (가장 면적이 넓은 면) 의 표면에 관측되는 전위선의 길이가 10 ㎛ 이하인 III 족 질화물 반도체를 제조할 수 있다. 전위선의 길이는 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어 본 발명의 제조 방법에 의해 {10-10} 면 또는 {11-20} 면을 갖는 III 족 질화물 반도체를 제조하였을 때, 상기 {10-10} 면 또는 {11-20} 면의 표면의 근방 (상기 표면으로부터 200 ㎚ 이내의 범위 내의 영역) 에 있어서 캐소드 루미네선스법에 의해 상기 {10-10} 면 또는 {11-20} 면 측으로부터 관측한 경우에 관측되는 전위선의 길이가 10 ㎛ 이하인 것이 확인된다.
캐소드 루미네선스법에서는, 결정 표면의 전위 뿐만이 아니라 표면으로부터 수 100 ㎚ 깊이까지의 결정 내부의 전위도 관측된다. 한편, 에칭에 의한 표면 피트의 관측에서는, 표면에 존재하는 전위만을 관측하고 있다. 비특허 문헌 1 에서는 CL 법에 의해 어느 정도 깊이의 정보가 얻어졌는지를 나타내는 경험식으로서 다음의 식을 나타내고 있다.
Re = (2.76 × 10-2A/ρZ0.889)E1.67
여기서, Re 는 벌크 결정 중에서 입사 전자의 침입 길이 [㎛], ρ 는 물질의 밀도 [g/㎤], E 는 입사 전자의 에너지 [keV], A 는 질량수 [g/mol], Z 는 원자 번호이다.
이 식에 의하면, 예를 들어 GaN 에서는 가속 전압 5 kV 에서 관측한 경우에는 표면으로부터 대체로 200 ㎚, 가속 전압 3 kV 에서는 대체로 100 ㎚ 까지의 전 위를 관측하고 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시형태의 제조 방법에서는, {10-10} 면 또는 {11-20} 면을 갖는 종 결정의 주연부의 직선 길이와, +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 신장되는 성장 두께에 의해, 얻어지는 III 족 질화물 반도체의 크기가 결정된다. 그 때문에, +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로의 성장 속도가 빠르면 빠를수록 바람직하고, 구체적으로는, 그 성장 속도는 100 ㎛/h 이상이 바람직하고, 200 ㎛/h 가 보다 바람직하고, 300 ㎛/h 이상이 더욱 바람직하다. 또한 이 성장에는, 성장하는 영역이 상기 종 결정의 주연부에 집중되기 때문에, 표면 전체를 성장시키는 경우보다 성장 속도가 빨라진다는 특징이 있다. 이러한 점에서, 상기 {10-10} 면 또는 {11-20} 면의 면적이 1 ㎠ 이상인 것이 바람직하고, 2 ㎠ 이상이 보다 바람직하고, 5 ㎠ 이상이 더욱 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 III 족 질화물 반도체의 두께는, 통상 0.1 ㎜ ∼ 1 ㎜ 이고, 0.2 ㎜ ∼ 0.8 ㎜ 인 것이 바람직하고, 0.3 ㎜ ∼ 0.5 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어 본 발명의 제조 방법에 의해, {10-10} 면 또는 {11-20} 면의 면적이 1 ㎠ 이상이고, 두께가 0.3 ㎜ ∼ 0.5 ㎜ 인 III 족 질화물 반도체 기판을 제조할 수 있고, 보다 바람직하게는 {10-10} 면 또는 {11-20} 면의 면적이 2 ㎠ 이상이고, 두께가 0.3 ㎜ ∼ 0.5 ㎜ 인 III 족 질화물 반도체 기판을 제조할 수 있다.
결정 평가의 하나의 지표로서 곡률 반경이 있다. 곡률 반경은 기판의 결정면의 만곡도를 나타낸다. 곡률 반경은, X 선 회절 장치 (이하 XRD) 에 의해 측정될 수 있다. 기판 표면의 거리 ΔX 떨어진 2 점에 있어서, 기판 표면과 평행한 면의 ω 스캔 (로킹커브) 을 측정하여, 각각의 ω 각, ω1 과 ω2 를 얻는다. ΔX, ω1, ω2 로부터 결정면의 곡률 반경 R 은 다음 식으로부터 계산할 수 있다.
R = ΔX/(ω1 - ω2)
본 발명의 제조 방법에 의하면, XRD 법에 의해 측정되는 결정면의 곡률 반경이 15 m 이상인 III 족 질화물 반도체 기판을 제조할 수 있다. 곡률 반경은 15 m ∼ 1000 m 인 것이 바람직하고, 15 m ∼ 500 m 인 것이 보다 바람직하고, 15 m ∼ 100 m 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 III 족 질화물 반도체 기판은, Al1-xGaxN (0
Figure 112009076946319-PCT00001
x
Figure 112009076946319-PCT00002
1) 인 것이 바람직하고, 적어도 {10-10} 면, {11-20} 면과 같은 비극성면을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 III 족 질화물 반도체 기판 상에 형성되는 디바이스는 특별히 제한은 없지만, 발광 디바이스나 전자 디바이스 용도에 바람직하다. 이들 디바이스에는, 전위선이 적고, 휨이 작고, 면적을 크게 할 수 있다는 이점이 있다. 발광 디바이스에 있어서는, 대전류를 주입하였을 때의 파장 시프트가 없기 때문에, 전체 파장 영역에 있어서 바람직하다. 내부 양자 효율이라는 관점에서는, 특히 발광 파장이 제한되지는 않지만, 바람직하게는 발광 파장이 380 ㎚ 이상이고, 보다 바람직하게는 발광 파장이 440 ㎚ 이상이고, 더욱 바 람직하게는 발광 파장이 500 ㎚ 이상이다. 통상 사용되고 있는 극성면 기판 상에 형성된 발광 디바이스는, 내부 전계의 영향에 의해 발광 파장을 장파화하면, 내부 양자 효율은 낮아져 버린다. 한편, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 III 족 질화물 반도체 기판 상에 형성된 발광 디바이스는, 내부 전계의 영향을 무시할 수 있기 때문에, 440 ㎚ 이상의 장파장화한 디바이스에서도 양호한 내부 양자 효율을 기대할 수 있다. 실용적인 관점에서는, 특히 발광 파장이 500 ㎚ 이상인 발광 디바이스에 있어서 그 이점을 보다 살릴 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 몇 가지의 실시예와 비교예를 든다. 이하의 실시예 및 비교예는, 도 1 에 나타내는 HVPE 장치 (10) 를 사용하여 실시하였다. 여기서, 비교예는 본 발명의 범위를 제한하는 것을 목적으로 하여 예시된 것이 아니라, 보다 좋은 실시예보다 열등한 예를 제공하는 것을 목적으로 하여 예시된 것이다.
[실시예 1]
종 결정 (S) 으로서, 도 2 에 모식적으로 나타내는 4 개의 바 형상의 GaN 자립 기판 (이하, GaN 종 결정) 을 준비하였다. 주연부가 직선으로 구성된 GaN 종 결정 (S) 은, {0001} 면 (즉, C 면) 을 주면으로 하고, M 면을 장변의 단면으로 하고, A 면을 단변의 단면으로 하는 직육면체로서, 장변의 단면은 벽개에 의해 편평하게 형성되어 있다. 사이즈는, 장변이 약 40 ㎜, 단변이 약 10 ㎜, 두께는 약 400 ㎛ 이다.
도 1 에 나타내는 HVPE 장치 (10) 의 지지부 (107) 로서, 직경이 80 ㎜, 두 께가 20 ㎜ 인 SiC 코팅된 카본제의 지지부를 채용하였다. 도 3 에 예시적으로 나타내는 바와 같이, 지지부 (107) 상에 4 개의 GaN 종 결정 (S) 을 약 5 ㎜ 간격으로 배열시켜, 이하의 GaN 결정의 성장 공정을 실시하였다.
HVPE 장치 (10) 의 반응실 (100) 을 1040 ℃ 까지 승온시킨 후, H2 캐리어 가스 (G1), N2 캐리어 가스 (G2), Ga 와 HCl 의 반응 생성물인 GaCl 가스 (G3) 및 NH3 가스 (G4) 를 종 결정 (S) 으로서의 GaN 단결정 (이하, GaN 종 결정) 에 공급하면서, GaN 종 결정 (S) 으로부터 GaN 결정을 50 시간에 걸쳐 기상 중에서 성장시켰다. 이 성장 공정에 있어서, 성장 압력을 1.01 × 105 Pa 로 하고, GaCl 가스 (G3) 의 분압을 3.07 × 102 Pa 로 하고, NH3 가스 (G4) 의 분압을 1.27 × 104 Pa 로 하였다. 이 성장 공정의 종료 후에 반응실 (100) 을 실온까지 강온시켰다. 이로써, 도 4 에 모식적으로 나타내는 GaN 결정의 구조체가 얻어졌다.
이 성장 공정에 의해 얻어지는 GaN 결정 (200) 은, GaN 종 결정 (S) 의 M 면으로부터 그것의 +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 연장된 벽 형상 부분을 갖는다. 벽 형상 부분으로부터 잘라냄으로써, M 면을 주면으로 하는 직육면체 형상의 벌크 결정이 얻어졌다. 이 벌크 결정의 사이즈는, 장변 방향이 약 40 ㎜, 단변 방향이 32 ㎜, 두께가 약 2.5 ㎜ 였다. 이 벌크 결정을 커팅, 슬라이스, 연마함으로써, 20 ㎜ × 30 ㎜ × 400 ㎛ 의 복수 장의 M 면 자립 기판이 얻어졌다.
도 5 는 성장 공정을 통해 얻어진 M 면 자립 기판의 M 면 측으로부터 가속 전압 3 kV, 배율 2000 배로 관측한 CL (Cathode Luminescence) 이미지이다. 이 CL 이미지를 관측한 결과, 길이가 10 ㎛ 보다 긴 전위선은 전혀 관측되지 않았다.
이 실시예에서 사용한 CL 법의 측정 조건은, 가속 전압이 3 kV, 배율이 2000 배이고, 이 때의 관측 에어리어는 2.7 × 103 ㎛2 가 된다.
이 실시예에서 사용한 XRD 의 측정 조건은, X 선원이 CuK
Figure 112009076946319-PCT00003
선원, 입사측 콜리메이터 직경이 0.1 ㎜Φ, 디텍터측 슬릿 폭이 0.5 deg, ΔX 가 10 ㎜ ∼ 20 ㎜ 이다. 기판 표면이 {10-10} 면인 경우에는, 떨어진 2 점은 <0001> 축 방향 및 <11-20> 축 방향에 평행한 2 방향을, 기판 표면이 {11-20} 면인 경우에는, 떨어진 2 점은 <0001> 축 방향 및 <1-100> 축 방향에 평행한 2 방향을 측정하고, 각각의 방향의 곡률 반경을 산출하였다.
얻어진 M 면 자립 기판의 곡률 반경을 측정한 결과, <0001> 방향은 18.2 m, <11-20> 방향은 20.5 m 였다.
[실시예 2]
종 결정 (S) 으로서, 4 개의 바 형상의 GaN 자립 기판 (이하, GaN 종 결정) 을 준비하였다. GaN 종 결정 (S) 은, (0001) 면 (즉, C 면) 을 주면으로 하고, M 면에 대해 A 축 방향으로 0.2 ° 의 기울기를 갖는 면을 장변의 단면으로 하고, A 면을 단변의 단면으로 하는 직육면체이다. 사이즈는, 장변이 약 40 ㎜, 단변이 약 10 ㎜, 두께는 약 400 ㎛ 이다.
지지부 (107) 에 의한 GaN 종 결정 (S) 의 지지, GaN 결정의 성장 공정의 온 도, 가스 분압, 성장 시간은, 실시예 1 과 동일하게 하였다. GaN 결정의 성장 공정 종료 후, 실온까지 강온시켜, GaN 결정을 얻었다.
실시예 1 의 경우와 동일하게, 얻어진 GaN 결정의 구조체는, 도 4 에 모식적으로 나타내는 바와 같이 벽 형상 부분을 갖고 있었다. 벽 형상 부분으로부터 잘라냄으로써, M 면을 주면으로 하는 직육면체 형상의 벌크 결정이 얻어졌다. 이 벌크 결정의 사이즈는, 장변 방향이 약 40 ㎜, 단변 방향이 32 ㎜, 두께가 약 2.5 ㎜ 였다. 이 벌크 결정을 커팅, 슬라이스, 연마함으로써, 20 ㎜ × 30 ㎜ × 400 ㎛ 의 복수 장의 M 면 자립 기판이 얻어졌다.
얻어진 M 면 자립 기판의 M 면 측으로부터 가속 전압 3 kV, 배율 2000 배에서 관측한 CL (Cathode Luminescence) 이미지는, 실시예 1 에서 얻어진 결정과 거의 동등한 이미지이고, 길이가 10 ㎛ 보다 긴 전위선은 전혀 관측되지 않았다. 얻어진 M 면 자립 기판의 곡률 반경을 측정한 결과, <0001> 방향은 17.5 m, <11-20> 방향은 20.2 m 였다.
[실시예 3]
종 결정 (S) 으로서, 4 개의 바 형상의 GaN 자립 기판 (이하, GaN 종 결정) 을 준비하였다. GaN 종 결정 (S) 은, (0001) 면 (즉, C 면) 을 주면으로 하고, M 면에 대해 A 축 방향으로 0.4 ° 의 기울기를 갖는 면을 장변의 단면으로 하고, A 면을 단변의 단면으로 하는 직육면체이다.
지지부 (107) 에 의한 GaN 종 결정 (S) 의 지지, GaN 결정의 성장 공정의 온도, 가스 분압, 성장 시간은, 실시예 1 과 동일하게 하였다. GaN 결정의 성장 공정 종료 후, 실온까지 강온시켜, GaN 결정을 얻었다.
도 9 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 상기 성장 공정에 의해 얻어진 GaN 결정 (200') 은, GaN 종 결정 (S) 의 M 면으로부터 그것의 +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 연장된 벽 형상 부분을 갖는 점에서, 실시예 1, 2 와 공통적이다. 단, 실시예 3 에서는, 벽 형상 부분에 약 15 ㎜ 간격으로 단차 (段差) (201) 가 발생하였다.
[실시예 4]
종 결정 (S) 으로서, 도 2 에 모식적으로 나타내는 4 개의 바 형상의 GaN 자립 기판 (이하, GaN 종 결정) 을 준비하였다. 주연부가 직선으로 구성된 GaN 종 결정 (S) 은, {0001} 면 (즉, C 면) 을 주면으로 하고, M 면에 대해 A 축 방향으로 2 ° 의 기울기를 갖는 면을 장변의 단면으로 하고, A 면을 단변의 단면으로 하는 직육면체이다. 장변의 단면은 레이저 스크라이버로 절단함으로써 편평하게 형성되어 있다. 사이즈는, 장변이 약 40 ㎜, 단변이 약 10 ㎜, 두께는 약 400 ㎛ 이다.
이 GaN 종 결정을 사용하여, 실시예 1 과 동일한 조건으로 결정 성장시킨 결과, 도 9 에 모식적으로 나타내는 GaN 결정의 구조체가 얻어졌다.
이 성장 공정에 의해 얻어진 GaN 결정 (200') 은, GaN 종 결정 (S) 의 M 면으로부터 그것의 +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 연장된 벽 형상 부분을 갖는다. 벽 형상 부분으로부터 잘라냄으로써, M 면을 주면으로 하는 직육면체 형상의 벌크 결정이 얻어졌다. 이 벌크 결정의 사이즈는, 장변 방향이 약 40 ㎜, 단변 방향이 22 ㎜, 두께가 약 2.3 ㎜ 였다. 이 벌크 결정을 커팅, 슬라이스, 연마함으로써, 15 ㎜ × 30 ㎜ × 400 ㎛ 의 복수 장의 A 축 방향으로 2 도 경사진 M 면 자립 기판이 얻어졌다.
[실시예 5]
주면이 (0001) 면 (즉, C 면) 으로 이루어지는 두께 430 ㎛, 직경 2 인치의 사파이어 기판 위에 MOCVD 장치에 의해 표면이 (0001) 면으로 이루어지는 GaN 층을 두께 4 ㎛ 성장시킨 템플릿 기판을 준비하였다. 이어서, 이면의 사파이어측에 다이아몬드 스크라이버로, 약 10 ㎜ 간격으로, GaN 의 M 면과 평행한 방향으로 흠집을 내어 벽개시키고, 도 6 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 폭이 약 10 ㎜ 인 바 형상의 GaN 템플릿 기판을 GaN 종 결정 (S) 으로서 얻었다.
지지부 (107) 에 의한 GaN 종 결정 (S) 의 지지, GaN 결정의 성장 공정의 온도, 가스 분압, 성장 시간은, 실시예 1 과 동일하게 하였다. GaN 결정의 성장 공정 종료 후, 실온까지 강온시켜, GaN 결정을 얻었다.
실시예 1 의 경우와 동일하게, 얻어진 GaN 결정의 구조체는, M 면으로부터 연장된 벽 형상 부분을 갖고 있었다. 벽 형상 부분으로부터 잘라냄으로써, M 면을 주면으로 하는 직육면체 형상의 벌크 결정이 얻어졌다. 이 벌크 결정의 장변 방향의 길이는, 하지인 바 형상의 GaN 종 결정 (S) 의 길이에 따라 상이한데, 최대로 약 50 ㎜ 였다. 또한, 이 벌크 결정의 단변 방향의 길이는 35 ㎜, 두께는 약 2 ㎜ 였다. 이 벌크 결정을 커팅, 슬라이스, 연마함으로써, 20 ㎜ × 33 ㎜ × 400 ㎛ 의 복수 장의 M 면 자립 기판이 얻어졌다.
얻어진 M 면 자립 기판의 M 면 측으로부터 가속 전압 5 kV, 배율 2000 배로 관측한 CL (Cathode Luminescence) 이미지는 실시예 1 에서 얻어진 결정과 거의 동등한 이미지이고, 길이가 10 ㎛ 보다 긴 전위선은 전혀 관측되지 않았다. 얻어진 M 면 자립 기판의 곡률 반경을 측정한 결과, <0001> 방향은 17.8 m, <11-20> 방향은 19.6 m 였다.
[실시예 6]
종 결정 (S) 으로서, 도 7 에 모식적으로 나타내는 4 개의 바 형상의 GaN 자립 기판 (이하, GaN 종 결정) 을 준비하였다. GaN 종 결정 (S) 은, (0001) 면 (즉, C 면) 을 주면으로 하고, ±0.01 ° 이내의 정밀도로 계측되는 A 면에 대해 M 축 방향으로 ±0.2 ° 의 기울기를 갖는 면을 장변의 단면으로 하고, M 면을 단변의 단면으로 하는 직육면체로서, 각 단면은 커팅, 연마에 의해 편평하게 형성되어 있다. 사이즈는, 장변이 약 40 ㎜, 단변이 약 10 ㎜, 두께는 약 400 ㎛ 이다.
도 1 에 나타내는 HVPE 장치 (10) 의 지지부 (107) 로서, 직경이 80 ㎜, 두께가 20 ㎜ 인 SiC 코팅된 카본제의 지지부를 채용하였다. 지지부 (107) 상에 4 개의 GaN 종 결정 (S) 을 약 5 ㎜ 간격으로 배열시켜, 이하의 GaN 결정의 성장 공정을 실시하였다.
GaN 결정의 성장 공정의 온도, 가스 분압, 성장 시간은, 실시예 1 과 동일하게 하였다. GaN 결정의 성장 공정 종료 후, 실온까지 강온시켰다. 이로써, 도 8 에 모식적으로 나타내는 GaN 결정의 구조체가 얻어졌다.
이 성장 공정에 의해 얻어지는 GaN 결정 (200) 은, GaN 종 결정 (S) 의 M 면 으로부터 그것의 +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 연장된 벽 형상 부분을 갖는다. 벽 형상 부분으로부터 잘라냄으로써, A 면을 주면으로 하는 직육면체 형상의 벌크 결정이 얻어졌다. 이 벌크 결정의 사이즈는, 장변 방향이 약 40 ㎜, 단변 방향이 32 ㎜, 두께가 약 2.0 ㎜ 였다. 이 벌크 결정을 커팅, 슬라이스, 연마함으로써, 20 ㎜ × 30 ㎜ × 400 ㎛ 의 복수 장의 A 면 자립 기판이 얻어졌다.
얻어진 A 면 자립 기판의 A 면 측으로부터 가속 전압 3 kV, 배율 2000 배로 관측한 CL (Cathode Luminescence) 이미지는, 실시예 1 에서 얻어진 결정과 거의 동등한 이미지이고, 길이가 10 ㎛ 보다 긴 전위선은 전혀 관측되지 않았다. 얻어진 A 면 자립 기판의 곡률 반경을 측정한 결과, <0001> 방향은 19.8 m, <1-100> 방향은 20.6 m 였다.
[실시예 7]
종 결정 (S) 으로서 4 개의 바 형상의 SiC 기판 (SiC 종 결정) 을 준비하였다. SiC 종 결정 (S) 은, (0001) 면 (즉, C 면) 을 주면으로 하고, M 면을 장변의 단면으로 하고, A 면을 단변의 단면으로 하는 직육면체로서, 장변의 단면이 벽개에 의해 편평하게 형성되어 있다. 사이즈는, 장변이 약 40 ㎜, 단변이 약 13 ㎜, 두께는 약 330 ㎛ 였다.
도 1 에 나타내는 HVPE 장치 (10) 의 지지부 (107) 로서, 직경이 80 ㎜, 두께가 20 ㎜ 인 PBN 코팅된 카본제의 지지부를 채용하였다. HVPE 장치 (10) 의 반응실의 온도를 1150 ℃ 까지 승온시킨 후, H2 캐리어 가스 (G1), Al 과 HCl 의 반 응 생성물인 AlCl3 가스 (G3) 및 NH3 가스 (G4) 를 SiC 종 결정에 공급하면서, AlN 결정을 40 시간에 걸쳐 기상 중에서 성장시켰다. 이 성장 공정의 성장 압력을 9.5 × 104 Pa 로 하고, AlCl3 가스 (G3) 의 분압을 2.82 × 102 Pa 로 하고, NH3 가스 (G4) 의 분압을 1.03 × 104 Pa 로 하였다. 이 성장 공정의 종료 후에 반응실 (100) 을 실온까지 강온시켰다. 이로써, 도 4 에 모식적으로 나타내는 AlN 결정의 구조체가 얻어졌다.
얻어진 AlN 결정의 구조체는, 도 8 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 벽 형상 부분을 갖고 있었다. 벽 형상 부분으로부터 잘라냄으로써, M 면을 주면으로 하는 직육면체 형상의 벌크 결정이 얻어졌다. 이 벌크 결정의 사이즈는, 장변 방향이 약 40 ㎜, 단변 방향이 15 ㎜, 두께가 약 1.2 ㎜ 였다. 이 벌크 결정을 커팅, 슬라이스, 연마함으로써, 40 ㎜ × 13 ㎜ × 300 ㎛ 의 복수 장의 A 면 자립 기판이 얻어졌다.
얻어진 M 면 자립 AlN 기판의 M 면 측으로부터 가속 전압 3 kV, 배율 2000 배로 관측한 CL (Cathode Luminescence) 이미지는, 실시예 1 에서 얻어진 결정과 거의 동등한 이미지이고, 길이가 10 ㎛ 보다 긴 전위선은 전혀 관측되지 않았다. 얻어진 M 면 AlN 자립 기판의 곡률 반경을 측정한 결과, <0001> 방향은 22.8 m, <11-20> 방향은 23.6 m 였다.
[실시예 8]
종 결정 (S) 으로서, 4 개의 바 형상의 GaN 자립 기판 (이하, GaN 종 결정) 을 준비하였다. GaN 종 결정 (S) 은, (0001) 면 (즉, C 면) 을 주면으로 하고, A 면에 대해 M 축 방향으로 0.4 ° 의 기울기를 갖는 면을 장변의 단면으로 하고, M 면을 단변의 단면으로 하는 직육면체이다. 사이즈는, 장변이 약 40 ㎜, 단변이 약 10 ㎜, 두께는 약 400 ㎛ 이다.
지지부 (107) 에 의한 GaN 종 결정 (S) 의 지지, GaN 결정의 성장 공정의 온도, 가스 분압, 성장 시간은, 실시예 1 과 동일하게 하였다. GaN 결정의 성장 공정 종료 후, 실온까지 강온시켜, GaN 결정을 얻었다.
이 성장 공정에 의해 얻어지는 GaN 결정은, GaN 종 결정 (S) 의 M 면으로부터 그것의 +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 연장된 벽 형상 부분을 갖는 점에서, 실시예 6, 7 과 공통적이다. 그러나, 실시예 8 에서는, 벽 형상 부분에 단차 (201) 가 발생하였다.
[실시예 9]
실시예 1 과 완전히 동일하게, 4 개의 바 형상의 GaN 종 결정을 도 1 에 나타내는 HVPE 장치 (10) 의 지지부 (107) 상에 약 5 ㎜ 간격으로 배열시켰다. 그 후, 이하의 GaN 결정의 성장 공정을 실시하였다.
HVPE 장치 (10) 의 반응실 (100) 을 1050 ℃ 까지 승온시킨 후, H2 캐리어 가스 (G1), N2 캐리어 가스 (G2), Ga 와 HCl 의 반응 생성물인 GaCl 가스 (G3) 및 NH3 가스 (G4) 를 종 결정 (S) 으로서의 GaN 단결정 (이하, GaN 종 결정) 에 공급하 면서, GaN 종 결정 (S) 으로부터 GaN 결정을 50 시간에 걸쳐 기상 중에서 성장시켰다. 이 성장 공정에 있어서, 성장 압력을 1.01 × 105 Pa 로 하고, GaCl 가스 (G3) 의 분압을 1.26 × 102 Pa 로 하고, NH3 가스 (G4) 의 분압을 9.26 × 103 Pa 로 하였다. 이 성장 공정의 종료 후에 반응실 (100) 을 실온까지 강온시켰다. 이로써, 도 4 에 모식적으로 나타내는 GaN 결정의 구조체가 얻어졌다. NH3/GaCl 비를 증가시킴으로써, 종 결정에 부착되는 다결정이 감소하였다.
이 성장 공정에 의해 얻어지는 GaN 결정 (200) 은, GaN 종 결정 (S) 의 M 면으로부터 그것의 +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 연장된 벽 형상 부분을 갖는다. 벽 형상 부분으로부터 잘라냄으로써, M 면을 주면으로 하는 직육면체 형상의 벌크 결정이 얻어졌다. 이 벌크 결정의 사이즈는, 장변 방향이 약 40 ㎜, 단변 방향이 32 ㎜, 두께가 약 2.3 ㎜ 였다. 이 벌크 결정을 커팅, 슬라이스, 연마함으로써, 20 ㎜ × 30 ㎜ × 400 ㎛ 의 복수 장의 M 면 자립 기판이 얻어졌다.
얻어진 결정의 M 면 측에 대해, 실시예 1 과 동일한 조건으로 CL 이미지를 관측한 결과, 길이가 10 ㎛ 보다 긴 전위선은 전혀 관측되지 않았다.
[비교예 1]
종 결정 (S) 으로서, (0001) 면 (즉, C 면) 을 주면으로 하는 직경이 2 인치, 두께 400 ㎛ 의 원형의 자립 GaN 기판을 준비하였다. 이 종 결정 (S) 은, 단면이 원형이므로, M 면이나 A 면의 벽개면, 연마면은 없는 웨이퍼이다.
도 1 에 나타내는 HVPE 장치 (10) 의 지지부 (107) 로서, 직경이 80 ㎜, 두께가 20 ㎜ 인 SiC 코팅된 카본제의 지지부를 채용하고, 지지부 (107) 상에 GaN 종 결정 (S) 을 배치하였다. GaN 결정의 성장 공정의 온도, 가스 분압, 성장 시간은, 실시예 1 과 동일하게 하였다. GaN 결정의 성장 공정 종료 후, 실온까지 강온시켰다.
GaN 종 결정의 주변에는, 원주 상에 벽 형상의 결정이 약 10 ㎜ ∼ 20 ㎜ 정도의 높이로 부착되어 있었다. C 면에는, GaN 결정이 약 8 ㎜ 성장되어 있었으나, 표면은 피트가 많았다.
GaN 종 결정 (S) 주변의 벽 형상 다결정을 슬라이스, 벽개 등에 의해 가공하여 자립 기판을 얻고자 하였으나, 링 형상이기 때문에 흐슬부슬 쪼개져 버려, 판 형상의 기판을 얻을 수는 없었다.
C 면에 성장한 GaN 결정을 커팅, 슬라이스, 연마함으로써, 20 ㎜ × 8 ㎜ × 400 ㎛ 의 복수 장의 M 면 자립 기판을 얻었다.
도 10 은 성장 공정을 통해 얻어진 M 면 자립 기판의 M 면 측으로부터 가속 전압 5 kV, 배율 2000 배로 관측한 CL (Cathode Luminescence) 이미지이다. 이 CL 이미지를 관측한 결과, <0001> 축 방향과 평행한 10 ㎛ 이상의 길이가 있는 줄무늬 형상의 전위선, 경사진 전위선, 점 형상의 다크 스폿이 관측되었다. 다크 스폿 밀도의 산출은 곤란하지만, 전위선도 하나로서 고려하여 계산하면, 다크 스폿 밀도는 2.5 × 106 (㎝-2) 이었다. 얻어진 M 면 자립 기판의 곡률 반경을 측정 한 결과, <0001> 방향은 11.0 m, <11-20> 방향은 4.7 m 였다.
[비교예 2]
종 결정 (S) 으로서, (0001) 면 (즉, C 면) 을 주면으로 하는 사파이어 기판에 MOCVD 법으로 GaN 을 4 ㎛ 의 두께까지 성장시키고, 그 위에 SiNx 막에 의해 마스크 패턴 (라인·앤드·스페이스·패턴) 을 형성하였다. 마스크 패턴은, 개구부 (스페이스부) 를 3 ㎛ 폭으로, 마스크부 (라인부) 를 27 ㎛ 폭으로 하였다. 이어서, 그 개구부에 노출된 GaN 층으로부터 MOCVD 법으로 GaN 결정을 ELO (Epitaxial Lateral Overgrowth) 법으로 성장시켰다. 마스크부 (라인부) 는, <1-100> 축에 평행하게 연장된다. 성장 조건은, 형성되는 GaN 결정의 단면 형상이 직사각형이 되도록 조정하였다. 또한, 이웃하는 결정이 가로 방향 성장에 의해 SiNx 막으로 이루어지는 마스크부 위에서 회합하지 않도록 성장을 정지시켰다. 가로 방향 성장을 정지시킨 종단면에는 A 면이 나타나 있었다. 이와 같이 하여 GaN 종 결정 (S) 을 얻었다.
이 GaN 종 결정 (S) 은, (0001) 면 (즉, C 면) 을 주면으로 하고, A 면을 장변의 단면으로 한다. 사이즈는, 장변이 20 ㎜ ∼ 45 ㎜ 이지만, 폭은 약 20 ㎛ 로 작다. ELO 법에 의해 성장시키는 GaN 층의 두께는 10 ㎛ 정도이다.
지지부 (107) 에 의한 GaN 종 결정 (S) 의 지지, GaN 결정의 성장 공정의 온도, 가스 분압, 성장 시간은, 실시예 1 과 동일하게 하였다. GaN 결정의 성장 공정 종료 후, 실온까지 강온시켜, GaN 결정을 얻었다.
이 비교예 2 에서는, GaN 종 결정 (S) 의 단면 부분으로부터의 성장은 일어 나지 않고, C 면에서 매립되어 버려, 벽 형상의 성장이 되지 않았다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태의 III-V 족 화합물 반도체 결정의 제조 방법에 있어서의 성장 공정의 실시에 바람직한 HVPE 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 종 결정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3 은 반응실 내에 있어서의 종 결정의 배열의 예를 나타내는 도면이다.
도 4 는 성장 공정에 의해 얻어지는 GaN 결정의 구조체를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5 는 성장 공정을 통해 얻어진 M 면 자립 기판의 CL (Cathode Luminescence) 이미지이다.
도 6 은 종 결정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7 은 종 결정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은 성장 공정에 의해 얻어지는 GaN 결정의 구조체를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 9 는 성장 공정에 의해 얻어지는 GaN 결정의 구조체를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 10 은 성장 공정을 통해 얻어진 M 면 자립 기판의 CL (Cathode Luminescence) 이미지이다.

Claims (19)

  1. III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법으로서,
    비극성면을 갖는 종 결정을 준비하고, 상기 비극성면으로부터 III 족 질화물 반도체를 기상 중에서 성장시키는 성장 공정을 구비하고,
    상기 성장 공정은, 상기 종 결정의 +C 축 방향 (<0001> 방향) 으로 신장되도록 상기 III 족 질화물 반도체를 성장시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 종 결정은, 사파이어, SiC, ZnO 및 III 족 질화물 반도체를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 어느 것인 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 성장 공정에 있어서, 성장하는 III-V 족 화합물 반도체에 의해 상기 비극성면에 거의 평행한 면이 형성되는 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 종 결정은 평면부를 갖고, 상기 평면부의 주연부 (周緣部) 의 적어도 일부는 직선을 포함하는 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비극성면은, ±0.01 ° 이내의 정밀도로 계측되는 상기 종 결정의 비극성면에 대해 ±0.2 ° 이내의 OFF 각도를 갖는 면인 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    C 면을 갖는 III 족 질화물 반도체 기판을 형성하고, 상기 III 족 질화물 반도체 기판으로부터 비극성면이 나타나도록 상기 종 결정을 잘라내어 상기 성장 공정에 제공하는 공정을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 종 결정을 잘라내는 공정은, 벽개 (劈開) 에 의해 상기 비극성면을 형성하는 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비극성면이 {10-10} 면 또는 {11-20} 면인 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성장 공정은, HVPE 법, MOCVD 법 및 승화법 중 어느 것에 의해 상기 III 족 질화물 반도체를 성장시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 III 족 질화물 반도체는, Al1-xGaxN (0
    Figure 112009076946319-PCT00004
    x
    Figure 112009076946319-PCT00005
    1) 인 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 성장 공정은, 적어도 GaCl 및 NH3 을 함유하는 분위기 중에서 실시되고, 상기 GaCl 의 분압이 3 × 101 ∼ 3 × 104 Pa 의 범위 내, 상기 NH3 의 분압이 1 × 103 ∼ 3 × 105 Pa 의 범위 내인 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성장 공정에서 성장한 상기 III 족 질화물 반도체를 상기 종 결정으로부터 분리하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법.
  13. 표면으로서 비극성면을 갖는 III 족 질화물 반도체로서, 상기 비극성면의 상기 표면의 근방에 있어서 캐소드 루미네선스법에 의해 상기 비극성면 측으로부터 관측한 경우에 관측되는 전위선 (轉位線) 의 길이가 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 기판.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 비극성면의 면적이 5 ㎠ 이상인 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 기판.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 비극성면이 {10-10} 면 또는 {11-20} 면인 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 기판.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    XRD 법에 의해 측정되는 결정면의 곡률 반경이 15 m 이상인 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 기판.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 III 족 질화물 반도체 기판이 Al1-xGaxN (0
    Figure 112009076946319-PCT00006
    x
    Figure 112009076946319-PCT00007
    1) 인 것을 특징으로 하는 III 족 질화물 반도체 기판.
  18. 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 III 족 질화물 반도체 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서,
    발광 파장이 380 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 발광 디바이스.
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