KR20130034480A - Method for separating epitaxial growth layer from growth substrate - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An epi layer for separating a growth substrate and a method thereof are provided to easily separate the epi layer from a growth substrate by using a notch which is formed in the growth substrate. CONSTITUTION: A growth substrate(100) is formed. A notch(150) is formed in the edge of the growth substrate. An epi layer(410) is formed on the growth substrate. A support substrate(420) is adhered on the epi layer. The epi layer is separated from the growth substrate by using the notch.

Description

에피층과 성장 기판 분리 방법{METHOD FOR SEPARATING EPITAXIAL GROWTH LAYER FROM GROWTH SUBSTRATE}METHOD FOR SEPARATING EPITAXIAL GROWTH LAYER FROM GROWTH SUBSTRATE}

본 발명은 에피층과 성장 기판 분리 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an epitaxial layer and a growth substrate separation method.

발광 다이오드는 기본적으로 P형 반도체와 N형 반도체의 접합인 PN 접합 다이오드이다.The light emitting diode is basically a PN junction diode which is a junction between a P-type semiconductor and an N-type semiconductor.

상기 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합한 뒤, 상기 P형 반도체와 N형 반도체에 전압을 인가하여 전류를 흘려주면, 상기 P형 반도체의 정공은 상기 N형 반도체 쪽으로 이동하고, 이와는 반대로 상기 N형 반도체의 전자는 상기 P형 반도체 쪽으로 이동하여 상기 전자 및 정공은 상기 PN 접합부로 이동하게 된다.When the P-type semiconductor and the N-type semiconductor are bonded to each other by applying a voltage to the P-type semiconductor and the N-type semiconductor, the light emitting diode (LED) Type semiconductor and the electrons of the N type semiconductor migrate toward the P type semiconductor, and the electrons and the holes move to the PN junction.

상기 PN 접합부로 이동된 전자는 전도대(conduction band)에서 가전대(valence band)로 떨어지면서 정공과 결합하게 된다. 이때, 상기 전도대와 가전대의 높이 차이 즉, 에너지 차이에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 상기 에너지가 광의 형태로 방출된다.The electrons moved to the PN junction are combined with holes as they fall from the conduction band to the valence band. At this time, the energy difference corresponding to the height difference, that is, the energy difference, of the conduction band and the home appliance is emitted, and the energy is emitted in the form of light.

이러한 발광 다이오드는 광을 발하는 반도체 소자로서 친환경, 저 전압, 긴 수명 및 저 가격 등의 특징이 있으며, 종래에는 표시용 램프나 숫자와 같은 단순 정보표시에 많이 응용되어 왔으나, 최근에는 산업기술의 발전, 특히 정보표시 기술과 반도체 기술의 발전으로 디스플레이 분야, 자동차 헤드램프, 프로젝터 등 다방면에 걸쳐서 사용되기에 이르렀다.Such a light emitting diode is a semiconductor device that emits light and has characteristics such as eco-friendliness, low voltage, long lifespan, and low cost. In the past, light emitting diodes have been widely applied to simple information display such as display lamps and numbers. In particular, with the development of information display technology and semiconductor technology, it has been used in various fields such as display fields, automobile headlamps and projectors.

일반적인 발광 다이오드, 예컨대, 수평형 발광 다이오드(lateral LED)는 성장 기판, 예컨대, 사파이어 기판 상에 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 복수의 반도체층, 즉 에피층을 순차적으로 성장시킨 후, p형 반도체층과 활성층의 일부를 식각하여 n형 전극을 형성하고, 상기 p형 반도체층 상에는 p형 전극을 형성한 후, 전압을 인가하여 발광다이오드를 구동한다.A general light emitting diode, such as a lateral LED, sequentially grows a plurality of semiconductor layers, that is, an epi layer, including an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer on a growth substrate, for example, a sapphire substrate. After the etching, a portion of the p-type semiconductor layer and the active layer are etched to form an n-type electrode, a p-type electrode is formed on the p-type semiconductor layer, and then a voltage is applied to drive the light emitting diode.

이러한 수평형 발광 다이오드의 제작방법은 간단하나, 상기 n형 전극에서 인가된 전류가 활성층으로 진행 시, 수평형으로 주입되기 때문에 공간에 대한 제약을 받으며, 전류 확산(current spreading)이 협소하여 전류효율이 저하된다.The manufacturing method of such a horizontal type light emitting diode is simple, but the current is applied to the n-type electrode when the current flows into the active layer is injected horizontally, it is limited by the space, the current spreading (current spreading) narrow current efficiency Is lowered.

또한, 상기 활성층의 일부를 식각함에 따라 상기 활성층에서 생성되는 광의 일부가 소모되며, 이로 인하여 광 추출효율이 다소 저하된다.In addition, as part of the active layer is etched, a part of the light generated in the active layer is consumed, and thus the light extraction efficiency is slightly reduced.

또한, 열전도성이 낮은 성장 기판을 사용함에 따라, 발광 다이오드에서 발생된 열에너지를 외부로 방출하기 어렵기 때문에 잔류 열에너지에 의해 발생하는 응력집중 현상이 현저히 높아진다.In addition, as the growth substrate having low thermal conductivity is used, it is difficult to release the heat energy generated from the light emitting diode to the outside, and the stress concentration phenomenon caused by the residual heat energy is significantly increased.

이러한 수평형 발광 다이오드의 문제점을 해결하기 위하여, 다양한 종류의 수직형 발광 다이오드가 개발되고 있다. 상기 수직형 발광 다이오드는 앞서 언급한 수평형 발광다이오드에 비해, 다소 복잡한 공정 및 제작비용이 소모되나, 광효율이나 전류효율이 높으며, 레이저에 의한 기판 제거법(Laser Lift-Off ; LLO)을 이용하여 사파이어 기판을 선택적으로 제거하기 때문에 열에 의한 발광 다이오드의 효율 저하를 방지할 수 있다.In order to solve such a problem of the horizontal type light emitting diode, various kinds of vertical type light emitting diodes have been developed. The vertical light emitting diode consumes a more complicated process and manufacturing cost than the aforementioned horizontal light emitting diode, but has high light efficiency and current efficiency, and sapphire using laser lift-off (LLO). Since the substrate is selectively removed, the efficiency of the light emitting diode due to heat can be prevented.

상기 수직형 발광 다이오드에서 가장 중요한 공정 기술은 레이저에 의한 기판과 에피층을 효율적으로 분리하는 기술이다.The most important process technology in the vertical light emitting diode is a technology for efficiently separating the substrate and the epi layer by a laser.

그러나, 상기 레이저에 의해 사파이어 기판을 분리 시, 상기 수직형 발광 다이오드, 즉, 복수의 반도체층에 주입되는 레이저의 강한 에너지에 의해 표면 크랙(crack)이 발생하며, 레이저의 강한 열 에너지 및 열 전달에 의해 활성층의 손상 및 열 손상(thermal damage)을 입을 수 있다.However, when the sapphire substrate is separated by the laser, surface cracks are generated by the strong energy of the vertical light emitting diode, that is, the laser injected into the plurality of semiconductor layers. This can result in damage to the active layer and thermal damage.

또한, 고가의 레이저를 사용함에 있어 복잡한 공정이 요구되며, 수율이 낮음과 동시에 대면적에 어려움을 지니고 있는 기술이다.In addition, a complicated process is required in using an expensive laser, and a technology having low yield and difficulty in large area.

따라서, 보다 효과적이고 간단하며 저비용으로 성장 기판과 에피층을 분리하는 기술이 요구된다.
Therefore, a technique for separating the growth substrate and the epi layer at a more effective, simple and low cost is required.

본 발명의 목적은 보다 효과적이고, 간단하면서 저비용으로 분리 가능하며 분리 시 에피층의 손상을 최소화하는 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a method for separating epitaxial layers from growth substrates that is more effective, simpler and less costly separable and minimizes damage to the epilayers upon separation.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 성장 기판을 준비하는 단계; 상기 성장 기판의 일측 표면의 가장자리에 노치를 형성하는 단계; 상기 성장 기판의 일측 표면 상에 에피층을 형성하는 단계; 상기 에피층 상에 지지 기판을 부착하는 단계; 및 상기 성장 기판의 노치를 이용하여 상기 에피층을 상기 성장 기판으로부터 분리하는 단계;를 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, preparing a growth substrate; Forming a notch at an edge of one surface of the growth substrate; Forming an epitaxial layer on one surface of the growth substrate; Attaching a support substrate on the epi layer; And separating the epitaxial layer from the growth substrate by using the notch of the growth substrate.

상기 노치를 형성하는 단계는 상기 성장 기판의 일측 표면 상에 그 크기가 점차 작아지며, 상기 성장 기판의 일측 표면의 가장자리를 노출시키는 복수 개의 노치 형성 패턴을 순차적으로 형성하고, 상기 노치 형성 패턴들을 이용하여 상기 성장 기판의 일측 표면을 식각하여 복수 개의 스텝(step)을 갖는 노치를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In the forming of the notch, the size of the notch is gradually reduced on one surface of the growth substrate, and a plurality of notch formation patterns are sequentially formed to expose an edge of one surface of the growth substrate, and the notch formation patterns are used. And etching a surface of one side of the growth substrate to form a notch having a plurality of steps.

상기 노치는 그 단면이 상기 성장 기판의 중심으로부터 멀어질 수 록 그 식각 깊이가 깊은 형태의 계단형 노치일 수 있다.The notch may be a stepped notch having a deep etching depth as the cross section thereof moves away from the center of the growth substrate.

상기 성장 기판의 일측 표면의 가장자리에 노치를 형성한 후, 상기 에피층을 형성하기 전에, 상기 노치 상에 노치 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include forming a notch buffer layer on the notch after forming the notch at the edge of one surface of the growth substrate and before forming the epi layer.

상기 노치 버퍼층을 형성하는 단계는 그 일측 표면의 가장자리에 노치를 구비한 상기 성장 기판 상에 버퍼 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 버퍼 절연막이 형성된 상기 성장 기판을 평탄화하는 공정을 진행하여 상기 노치 상의 노치 버퍼층의 표면을 상기 성장 기판의 일측 표면과 동일 높이로 일치시키는 단계;를 포함할 수 있다.The forming of the notch buffer layer may include forming a buffer insulating layer on the growth substrate having a notch at an edge of one surface thereof; And matching the surface of the notched buffer layer on the notch with the same height as one surface of the growth substrate by performing a process of planarizing the growth substrate having the buffer insulating layer formed thereon.

상기 에피층과 성장 기판 분리 방법은 상기 버퍼 절연막을 형성한 후, 상기 평탄화하는 공정 이전에, 상기 버퍼 절연막 중 상기 노치 상에 구비된 버퍼 절연막을 제외한 다른 버퍼 절연막은 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The epitaxial layer and the growth substrate separation method may further include removing the buffer insulating layer except for the buffer insulating layer provided on the notch, after forming the buffer insulating layer and before the planarization process. have.

상기 에피층과 성장 기판 분리 방법은 상기 노치 버퍼층을 형성한 후, 상기 노치 버퍼층 상에 추가 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The epitaxial layer and the growth substrate separation method may further include forming an additional buffer layer on the notch buffer layer after the notch buffer layer is formed.

상기 추가 버퍼층을 형성하는 단계는 상기 노치 버퍼층 상에 보호 금속층을 형성하는 단계; 및 상기 보호 금속층 상에 상기 성장 기판의 중심에서 멀어질 수 록 그 두께 두꺼워지는 계단 형태의 추가 버퍼층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.Forming the additional buffer layer includes forming a protective metal layer on the notch buffer layer; And forming an additional buffer layer having a step shape on the protective metal layer, the thickness of which becomes thicker as it moves away from the center of the growth substrate.

상기 에피층과 성장 기판 분리 방법은 상기 노치를 형성한 후, 상기 에피층을 형성하기 전에 상기 성장 기판 상에 상기 희생 반도체층을 형성하는 단계; 및 애노다이징(anodizing) 공정을 이용하여 상기 희생 반도체층에 계층적 다공 구조물(hierachical porous structure)을 형성하는 단계;를 더 포함하며, 상기 계층적 다공 구조물은 갈륨 산화물을 포함할 수 있다.The epitaxial layer and the growth substrate separation method may include forming the sacrificial semiconductor layer on the growth substrate after forming the notch and before forming the epi layer; And forming a hierarchical porous structure in the sacrificial semiconductor layer by using an anodizing process, wherein the hierarchical porous structure may include gallium oxide.

상기 에피층과 성장 기판 분리 방법은 상기 지지 기판을 부착한 후, 상기 에피층을 분리하기 전에, 상기 노치 버퍼층을 제거하는 단계; 및 상기 계층적 다공 구조물의 일부를 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.The epitaxial layer and the growth substrate separation method may include removing the notch buffer layer after attaching the support substrate and before separating the epitaxial layer; And removing a portion of the hierarchical porous structure.

상기 에피층을 형성하는 단계는 적어도 활성층을 포함하는 복수의 질화물계 반도체층을 형성하는 단계일 수 있다.Forming the epi layer may include forming a plurality of nitride based semiconductor layers including at least an active layer.

상기 에피층을 상기 성장 기판으로부터 분리하는 단계는 상기 성장 기판과 지지 기판에 각각 진공 척들을 부착하고, 상기 진공 척들을 서로 이격시킴으로써 이루어질 수 있다.Separating the epi layer from the growth substrate may be performed by attaching vacuum chucks to the growth substrate and the support substrate, respectively, and spaced apart from the vacuum chucks.

상기 진공 척들의 이격은 상기 성장 기판과 지지 기판의 일측 가장자리부터 순차적으로 이격되는 것일 수 있다.The vacuum chucks may be spaced sequentially from one edge of the growth substrate and the support substrate.

상기 노치를 형성하는 단계는 상기 성장 기판 상에 상기 성장 기판의 일측 표면의 가장자리를 노출시키는 노치 형성 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 노치 형성 패턴을 마스크로 하여 상기 성장 기판의 가장자리를 습식 용액으로 등방성 습식 식각하여 상기 노치를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.The forming of the notch may include forming a notch forming pattern on the growth substrate to expose an edge of one surface of the growth substrate; And isotropic wet etching the edge of the growth substrate with a wet solution using the notch forming pattern as a mask to form the notches.

상기 노치를 형성하는 단계는 상기 성장 기판 상에 패턴용 절연막을 형성하는 단계; 상기 패턴용 절연막 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트층을 리플로우(reflow)시켜 상기 포토레지스트층의 가장자리를 라운드화하는 단계; 상기 가장자리가 라운드화된 상기 포토레지스트층을 건식 식각하여 상기 패턴용 절연막의 가장자리를 라운화하는 단계; 및 상기 가장자리가 라운드화된 상기 패턴용 절연막을 건식 식각하여 상기 성장 기판의 가장자리에 상기 노치를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
The forming of the notch may include forming an insulating film for a pattern on the growth substrate; Forming a photoresist layer on the pattern insulating film; Reflowing the photoresist layer to round the edges of the photoresist layer; Dry etching the photoresist layer having the rounded edges to round the edges of the pattern insulating layer; And dry etching the pattern insulating film having rounded edges to form the notches on the edges of the growth substrate.

본 발명에 의하면, 보다 효과적이고, 간단하면서 저비용으로 분리 가능하며 분리 시 에피층의 손상을 최소화하는 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법을 제공하는 효과가 있다.
According to the present invention, there is an effect of providing a method of separating the epitaxial layer from the growth substrate which is more effective, simple and can be separated at a low cost and minimizes the damage of the epilayer during separation.

도 1 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도들이다.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도들이다.
도 17 내지 도 24는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도들이다.
도 25는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노치 형성 방법을 보여주는 단면도이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 노치 형성 방법을 보여주는 단면도이다.1 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of separating the growth substrate and the epi layer according to an embodiment of the present invention.
12 to 16 are cross-sectional views illustrating a method of separating the growth substrate and the epi layer according to another embodiment of the present invention.
17 to 24 are cross-sectional views illustrating a method of separating the growth substrate and the epi layer according to another embodiment of the present invention.
25 is a cross-sectional view illustrating a notch forming method according to another exemplary embodiment of the present invention.
26 is a cross-sectional view illustrating a notch forming method according to another exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도들이다.1 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of separating the growth substrate and the epi layer according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법은 우선 성장 기판(100)을 준비한다.Referring to FIG. 1, in the method of separating the growth substrate and the epi layer according to an embodiment of the present invention, the growth substrate 100 is prepared first.

이때, 상기 성장 기판(100)은 사파이어 기판, 유리 기판, 실리콘 카바이드(SiC) 기판 또는 실리콘(Si) 기판 등일 수 있으나, 바람직하게는 상기 성장 기판(100)은 사파이어 기판일 수 있다.In this case, the growth substrate 100 may be a sapphire substrate, a glass substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, a silicon (Si) substrate, or the like. Preferably, the growth substrate 100 may be a sapphire substrate.

상기 성장 기판(100)의 일측 표면 상에 제1 노치 형성 패턴(210)을 형성한다. 상기 제1 노치 형성 패턴(210)은 포토레지스트로 이루어진 패턴일 수도 있고, 절연막 등으로 이루어진 패턴일 수도 있다.The first notch forming pattern 210 is formed on one surface of the growth substrate 100. The first notch forming pattern 210 may be a pattern made of a photoresist or a pattern made of an insulating film or the like.

상기 제1 노치 형성 패턴(210)은 그 크기가 상기 성장 기판(100)의 크기보다는 작게 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 노치 형성 패턴(210)은 그 크기가 상기 성장 기판(100)의 일측 표면의 크기보다는 작아야 한다.The first notch formation pattern 210 may have a size smaller than that of the growth substrate 100. That is, the size of the first notch forming pattern 210 should be smaller than the size of one surface of the growth substrate 100.

이는 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 중 가장자리의 일정 영역, 즉, 상기 성장 기판(100)의 테두리들로부터 일정 폭은 노출되어야 하기 때문이다.This is because a predetermined width of the edge of one surface of the growth substrate 100, that is, a predetermined width from the edges of the growth substrate 100 must be exposed.

도 2를 참조하여 설명하면, 상기 제1 노치 형성 패턴(210)을 마스크로 하여 상기 성장 기판(100)의 가장자리를 식각한다. 이때, 상기 성장 기판(210)의 식각은 건식 식각 또는 습식 식각일 수 있다.Referring to FIG. 2, the edge of the growth substrate 100 is etched using the first notch formation pattern 210 as a mask. In this case, the growth substrate 210 may be etched by dry etching or wet etching.

상기 제1 노치 형성 패턴(210)을 이용하여 상기 성장 기판(100)을 식각한 후, 상기 제1 노치 형성 패턴(210)을 제거한다.After etching the growth substrate 100 using the first notch formation pattern 210, the first notch formation pattern 210 is removed.

상기 제1 노치 형성 패턴(210)을 제거한 후의 상기 성장 기판(100)의 가장자리에는 상기 성장 기판(100)의 일측 표면에서 일정 깊이로 식각된 제1 스텝(110)이 형성된다.After removing the first notch forming pattern 210, a first step 110 etched to a predetermined depth on one surface of the growth substrate 100 is formed at an edge of the growth substrate 100.

도 3을 참조하여 설명하면, 가장자리에 상기 제1 스텝(110)이 형성된 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 상에 제2 노치 형성 패턴(220)을 형성한다.Referring to FIG. 3, a second notch forming pattern 220 is formed on one surface of the growth substrate 100 having the first step 110 formed at an edge thereof.

상기 제2 노치 형성 패턴(220)은 상기 제1 스텝(110)이 형성되지 않은 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 상에 구비될 수 있다. 즉, 상기 제2 노치 형성 패턴(220)은 상기 제1 노치 형성 패턴(210)의 크기보다 작은 크기로 구비되어 상기 제2 노치 형성 패턴(220)은 적어도 상기 제1 스텝(110)은 덮지 않고 노출되도록 한다. The second notch forming pattern 220 may be provided on one surface of the growth substrate 100 on which the first step 110 is not formed. That is, the second notch forming pattern 220 is provided with a size smaller than the size of the first notch forming pattern 210 so that the second notch forming pattern 220 does not cover at least the first step 110. Allow exposure.

도 4를 참조하여 설명하면, 상기 제2 노치 형성 패턴(220)을 이용하여 상기 성장 기판(100)을 식각한다.Referring to FIG. 4, the growth substrate 100 is etched using the second notch formation pattern 220.

이때, 상기 제1 스텝(110)은 상기 제2 노치 형성 패턴(220)에 의해 노출되기 때문에 상기 제2 노치 형성 패턴(220)을 마스크로 하여 식각하는 경우, 상기 제1 스텝(110)은 더 깊이 식각될 수 있다.In this case, since the first step 110 is exposed by the second notch formation pattern 220, when the second notch formation pattern 220 is etched using a mask, the first step 110 is further increased. It can be deeply etched.

또한, 상기 제2 노치 형성 패턴(220)에 의해 노출된 상기 성장 기판(100)의 일측 표면은 일정 깊이로 식각되어 제2 스텝(120)을 형성한다.In addition, one surface of the growth substrate 100 exposed by the second notch forming pattern 220 is etched to a predetermined depth to form a second step 120.

상기 제2 스텝(120)이 형성된 후, 상기 제1 스텝(110)은 상기 제2 스텝(120) 보다 깊이 식각된 형태로 구비되며, 상기 제1 스텝(110)은 상기 제2 스텝(120)이 형성되기 전의 상기 제1 스텝(110) 보다 상기 성장 기판(100)의 일측 표면으로 더 깊이 식각되어 구비될 수 있다.After the second step 120 is formed, the first step 110 is more deeply etched than the second step 120, and the first step 110 is the second step 120. The substrate may be more deeply etched to one surface of the growth substrate 100 than the first step 110 before the formation.

그리고, 상기 제2 스텝(120)을 형성한 후, 상기 제2 노치 형성 패턴(220)을 제거할 수 있다.After the second step 120 is formed, the second notch forming pattern 220 may be removed.

도 5를 참조하여 설명하면, 상기에서 상술한 바와 같은 방법, 즉, 적어도 상기 제2 스텝(120)은 노출하도록 상기 성장 기판(100)의 일측 표면이 노출되는 제3 노치 형성 패턴(미도시)을 형성하고, 상기 제3 노치 형성 패턴(미도시)을 마스크로 하여 상기 성장 기판(100)의 가장 자리에 제3 스텝(130)을 형성하여 상기 성장 기판(100)의 일측 표면의 가장자리에 노치(150)를 형성한다.Referring to FIG. 5, a third notch forming pattern (not shown) in which one surface of the growth substrate 100 is exposed to expose the method as described above, that is, at least the second step 120. And a third step 130 formed at an edge of the growth substrate 100 by using the third notch formation pattern (not shown) as a mask and notched at an edge of one surface of the growth substrate 100. Form 150.

이때, 도 5에서, 상기 노치(150)는 상기 성장 기판(100)의 가장자리에 세 개의 스텝(110, 120, 130)이 형성된 형태인 것으로 도시하고 설명하고 있으나, 도 1 내 도 4를 참조하여 설명하는 바와 같은 방법으로 상기 성장 기판(100)의 일측 표면에 제4 노치 형성 패턴(미도시)을 형성한 후, 이를 마스크로 하여 제4 스텝(미도시)을 형성할 수도 있으므로, 상기 노치(150)는 상기 과정을 반복 실시함으로써 상기 성장 기판(100)의 가장자리에 보다 많은 스텝들을 형성한 형태로 구비될 수도 있다.In this case, in FIG. 5, the notch 150 is illustrated and described as having three steps 110, 120, and 130 formed on the edge of the growth substrate 100, but with reference to FIGS. 1 to 4. Since the fourth notch forming pattern (not shown) is formed on one surface of the growth substrate 100 by using the method described above, a fourth step (not shown) may be formed using the notch as a mask. 150 may be provided in a form in which more steps are formed on the edge of the growth substrate 100 by repeating the above process.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에서 상기 노치(150)는 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개의 스텝(110, 120, 130)을 구비하며, 그 단면이 상기 성장 기판(100)의 중심으로부터 멀어질 수 록 그 식각 깊이가 깊어지는 형태의 계단형의 노치(150)로 형성될 수 있다.Accordingly, in one embodiment of the present invention, the notch 150 has a plurality of steps 110, 120, and 130 as shown in FIG. 5, and a cross section thereof is far from the center of the growth substrate 100. It may be formed of a stepped notch 150 of the shape that the etching depth is deeper.

도 6을 참조하여 설명하면, 상기 노치(150)가 형성된 성장 기판(100)의 일측 표면 상에 버퍼 절연막(310)을 형성한다.Referring to FIG. 6, a buffer insulating layer 310 is formed on one surface of the growth substrate 100 on which the notch 150 is formed.

상기 버퍼 절연막(310)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 절연막 등과 같은 무기 절연막일 수 있고, 레진 등과 같은 유기 절연막일 수도 있다.The buffer insulating layer 310 may be an inorganic insulating layer such as a silicon oxide layer or a silicon insulating layer, or may be an organic insulating layer such as a resin.

이때, 상기 버퍼 절연막(310)은 상기 노치(150)를 포함하는 상기 성장 기판(100)의 전면에 걸쳐 형성될 수 있다.In this case, the buffer insulating layer 310 may be formed over the entire surface of the growth substrate 100 including the notch 150.

도 7을 참조하여 설명하면, 상기 버퍼 절연막(310) 상에 마스크 패턴(230)을 형성한 후, 상기 마스크 패턴(230)을 이용하여 상기 버퍼 절연막(310) 중 상기 노치(150) 상에 구비된 영역 상의 버퍼 절연막(310)을 제외한 다른 영역 상의 버퍼 절연막(310), 즉, 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 상에 구비된 버퍼 절연막(310)을 식각한다.Referring to FIG. 7, after the mask pattern 230 is formed on the buffer insulating layer 310, the mask pattern 230 is formed on the notch 150 of the buffer insulating layer 310 using the mask pattern 230. The buffer insulating layer 310 on other regions except for the buffer insulating layer 310 on the etched region, that is, the buffer insulating layer 310 provided on one surface of the growth substrate 100 is etched.

도 8을 참조하여 설명하면, 상기 마스크 패턴(230)을 제거한 후, 잔류하는 버퍼 절연막(310)을 평탄화하여 노치 버퍼층(320)을 형성한다.Referring to FIG. 8, after removing the mask pattern 230, the remaining buffer insulating layer 310 is planarized to form the notched buffer layer 320.

이때, 상기 평탄화는 상기 성장 기판(100)의 일측 표면과 상기 노치 버퍼층(320)의 표면이 동일 높이로 일치되도록, 상기 성장 기판(100)의 일측 표면과 상기 노치 버퍼층(320)은 연속되는 평면이 되도록 하는 역할을 한다.In this case, the planarization is a plane in which one surface of the growth substrate 100 and the notch buffer layer 320 are continuous so that one surface of the growth substrate 100 and the surface of the notch buffer layer 320 coincide with each other at the same height. To play a role.

이때, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명된 상기 노치 버퍼층(320)은 상기 버퍼 절연막(310)을 상기 성장 기판(100) 전면에 걸쳐 형성한 후, 불필요한 영역 상의 버퍼 절연막(310)은 식각 공정으로 식각한 후 평탄화하는 공정으로 형성하는 것으로 설명하고 있으나, 상기 버퍼 절연막(310)을 상기 성장 기판(100) 전면에 걸쳐 형성한 후, 상기 마스크 패턴(230)을 이용한 식각 공정을 실시하지 않고, 바로 평탄화 공정을 실시하여 형성할 수도 있다.In this case, the notch buffer layer 320 described with reference to FIGS. 6 to 8 forms the buffer insulating film 310 over the entire surface of the growth substrate 100, and then the buffer insulating film 310 on the unnecessary region is etched. Although it is described as being formed by a process of etching and then planarizing, after forming the buffer insulating film 310 over the entire growth substrate 100, without performing the etching process using the mask pattern 230, It can also be formed by performing a planarization process immediately.

상기 노치 버퍼층(320)은 상기 노치(150)가 구비된 성장 기판(100) 전면 상에 버퍼 절연막(310)을 형성한 후, 상기 버퍼 절연막(310)을 식각하고 평탄화하여 상기 노치(150)를 메우는 형태로 구비될 수 있다. 즉, 상기 노치 버퍼층(320)은 상기 성장 기판(100)의 가장자리에 노치(150)가 형성됨으로써 상기 성장 기판(100)의 가장자리의 스텝들을 메우는 역할을 할 수 있다.The notch buffer layer 320 forms a buffer insulating layer 310 on the entire surface of the growth substrate 100 provided with the notch 150, and then etching and planarizing the buffer insulating layer 310 to form the notch 150. Infill may be provided in the form. That is, the notch buffer layer 320 may fill the steps of the edge of the growth substrate 100 by forming the notch 150 at the edge of the growth substrate 100.

도 9를 참조하여 설명하면, 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 상에서 에피층(410)을 성장시킨다.Referring to FIG. 9, the epitaxial layer 410 is grown on one surface of the growth substrate 100.

그리고, 상기 에피층(410)을 성장한 후, 상기 에피층(410) 상에 지지 기판(420)을 부착한다. 이때, 상기 에피층(410)과 지지 기판(420) 사이에 접착층(미도시)을 포함할 수 있다.After the epi layer 410 is grown, the support substrate 420 is attached to the epi layer 410. In this case, an adhesive layer (not shown) may be included between the epi layer 410 and the support substrate 420.

이때, 상기 에피층(410)은 상기 성장 기판(100)의 일측 표면에서는 성장하되, 상기 노치 버퍼층(320)의 표면에서는 성장하지 않는다. 상기 노치 버퍼층(320) 상의 에피층(410)은 상기 노치 버퍼층(320)과 인접한 상기 성장 기판(100)의 일측 표면에서 성장된 에피층(410)이 수평 방향으로도 성장하여 상기 노치 버퍼층(320) 상부를 덮는 형태로 형성된 것일 수 있다.In this case, the epi layer 410 grows on one surface of the growth substrate 100, but does not grow on the surface of the notch buffer layer 320. The epitaxial layer 410 on the notch buffer layer 320 has the epitaxial layer 410 grown on one surface of the growth substrate 100 adjacent to the notch buffer layer 320 in the horizontal direction so that the notch buffer layer 320 is formed. It may be formed in the form to cover the top.

상기 에피층(410)은 버퍼층(미도시), 제1형 반도체층(미도시), 초격자층(미도시), 활성층(미도시), 전자 브로킹층(미도시) 및 제2형 반도체층(미도시)을 포함하는 복수 개의 질화물계 반도체층으로 성장될 수 있다. 이때, 상기 에피층(410)은 상기 활성층(미도시)을 제외한 다른 층들은 생략될 수 있다. 한편, 상기 버퍼층(미도시), 제1형 반도체층(미도시), 초격자층(미도시), 활성층(미도시), 전자 브로킹층(미도시) 및 제2형 반도체층(미도시)은 일반적인 발광 다이오드 소자의 구성일 수 있음으로 자세한 설명은 생략한다.The epi layer 410 may include a buffer layer (not shown), a first type semiconductor layer (not shown), a superlattice layer (not shown), an active layer (not shown), an electron blocking layer (not shown), and a second type semiconductor layer. It may be grown into a plurality of nitride-based semiconductor layer including (not shown). In this case, the epi layer 410 may be omitted other layers except the active layer (not shown). Meanwhile, the buffer layer (not shown), the first type semiconductor layer (not shown), the superlattice layer (not shown), the active layer (not shown), the electron blocking layer (not shown), and the second type semiconductor layer (not shown) May be a configuration of a general light emitting diode device, and thus detailed description thereof will be omitted.

한편, 상기 지지 기판(420)은 상기 에피층(410)을 지지하는 어떠한 종류의 기판일 수 있다. 즉, 상기 지지 기판(420)은 상기 성장 기판(100)과 마찬가지로 사파이어 기판, 유리 기판, 실리콘카바이드 기판 또는 실리콘 기판일 수도 있고, 금속 물질로 이루어진 도전성 기판일 수도 있고, PCB 등과 같은 회로 기판일 수도 있으며, 세라믹을 포함하는 세라믹 기판일 수도 있다.Meanwhile, the support substrate 420 may be any kind of substrate supporting the epi layer 410. That is, the support substrate 420 may be a sapphire substrate, a glass substrate, a silicon carbide substrate, or a silicon substrate, like the growth substrate 100, or may be a conductive substrate made of a metal material, or may be a circuit board such as a PCB. It may be a ceramic substrate containing a ceramic.

도 10을 참조하여 설명하면, 상기 성장 기판(100) 상에 상기 에피층(410)을 성장시키고, 상기 에피층(410) 상에 상기 지지 기판(420)을 부착한 후, 상기 노치 버퍼층(320)을 제거한다.Referring to FIG. 10, the epitaxial layer 410 is grown on the growth substrate 100, the support substrate 420 is attached to the epitaxial layer 410, and the notch buffer layer 320 is formed. ).

상기 노치 버퍼층(320)은 상기에서 상술한 바와 같이 실리콘 산화막 또는 실리콘 절연막 등과 같은 무기 절연막일 수 있고, 레진 등과 같은 유기 절연막 등을 포함하여 이루어질 수 있으므로 이러한 물질을 식각할 수 있는 물질을 이용하여 상기 노치 버퍼층(320)을 제거한다.The notch buffer layer 320 may be an inorganic insulating film, such as a silicon oxide film or a silicon insulating film, as described above, and may include an organic insulating film, such as a resin, and the like, using a material capable of etching such a material. The notch buffer layer 320 is removed.

즉, 상기 노치 버퍼층(320)은 상기 노치 버퍼층(320)을 식각할 수 있는 습식 식각 용액으로 습식 식각될 수 있다.That is, the notch buffer layer 320 may be wet etched with a wet etching solution capable of etching the notch buffer layer 320.

도 11을 참조하여 설명하면, 상기 지지 기판(420)이 부착된 상기 에피층(410)을 상기 성장 기판(100)으로부터 분리한다.Referring to FIG. 11, the epitaxial layer 410 on which the support substrate 420 is attached is separated from the growth substrate 100.

이때, 상기 에피층(410)의 분리는 상기 성장 기판(100)의 노치(150)를 이용하여 분리할 수 있다. 예컨대, 상기 성장 기판(100)의 타측 표면과 상기 지지 기판(420)의 표면에 각각 진공 척(미도시)들을 부착한 후, 상기 진공 척(미도시)들을 이격시켜, 상기 성장 기판(100)과 지지 기판(420) 사이에 점진적으로 기계적인 인장력(500)을 인가시킴으로써, 상기 노치(150)와 인접한 상기 성장 기판(100)과 에피층(410) 사이가 분리되기 시작하여 상기 에피층(410) 전체가 상기 성장 기판(100)으로부터 분리될 수 있다.In this case, the epitaxial layer 410 may be separated using the notch 150 of the growth substrate 100. For example, after attaching vacuum chucks (not shown) to the other surface of the growth substrate 100 and the surface of the support substrate 420, the vacuum chucks (not shown) are spaced apart from each other, so that the growth substrate 100 is separated. By gradually applying mechanical tensile force 500 between the substrate and the support substrate 420, the epitaxial layer 410 begins to separate between the growth substrate 100 and the epi layer 410 adjacent to the notch 150. ) May be entirely separated from the growth substrate 100.

이때, 상기 진공 척(미도시)들의 이격, 즉, 상기 성장 기판(100)과 지지 기판(420)의 이격은 상기 성장 기판(100)과 지지 기판(420)의 일측 가장자리부터 타측 가장자리로 순차적으로 이격되는 것이 바람직하다.In this case, the spaces of the vacuum chucks (not shown), that is, the spaces of the growth substrate 100 and the support substrate 420 are sequentially formed from one edge of the growth substrate 100 and the support substrate 420 to the other edge. It is preferred to be spaced apart.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법은 성장 기판에 노치를 형성하고, 상기 노치를 이용하여 에피층과 성장 기판을 분리시킴으로써, 보다 효과적이고, 간단하면서 저비용으로 분리 가능하며 분리 시 에피층의 손상을 최소화하는 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법을 제공하고 있다.Accordingly, the method of separating the growth substrate and the epitaxial layer according to an embodiment of the present invention by forming a notch on the growth substrate and separating the epitaxial layer and the growth substrate by using the notch, more effective, simple and low cost The present invention provides a method of separating the epitaxial layer from the growth substrate which is detachable and minimizes damage of the epitaxial layer.

도 12 내지 도 17은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도들이다.12 to 17 are cross-sectional views illustrating a method of separating the growth substrate and the epi layer according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하여 설명하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법은 우선, 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법 중 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 방법으로 상기 성장 기판(100)의 가장자리에 노치(150)을 형성하고, 상기 노치(150) 상에 노치 버퍼층(320)이 형성된 성장 기판(100)을 형성한다.Referring to FIG. 12, a method of separating the growth substrate and the epi layer according to another embodiment of the present invention first of all, a method of separating the growth substrate and the epi layer according to an embodiment of the present invention. The notch 150 is formed at the edge of the growth substrate 100 by the method described with reference to 8, and the growth substrate 100 having the notch buffer layer 320 is formed on the notch 150.

그리고, 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 상에 희생 반도체층(430)을 형성한다. 이때, 상기 희생 반도체층(430)은 GaN을 포함하는 질화갈륨 반도체층일 수 있다.The sacrificial semiconductor layer 430 is formed on one surface of the growth substrate 100. In this case, the sacrificial semiconductor layer 430 may be a gallium nitride semiconductor layer including GaN.

도 13을 참조하여 설명하면, 상기 희생 반도체층(430)에 계층적 다공 구조물(hierachical porous structure)(432)을 형성한다.Referring to FIG. 13, a hierarchical porous structure 432 is formed in the sacrificial semiconductor layer 430.

상기 계층적 다공 구조물(432)은 애노다이징(anodizing) 공정을 통해 이루어질 수 있다. 즉, 상기 희생 반도체층(430)이 형성된 성장 기판(100)을 전해 용액에 침지하고, 상기 희생 반도체층(430)을 음극 전원에 연결한 후 전원을 인가함으로써 이루어질 수 있다.The hierarchical porous structure 432 may be formed through an anodizing process. That is, the growth substrate 100 on which the sacrificial semiconductor layer 430 is formed may be immersed in an electrolytic solution, the sacrificial semiconductor layer 430 may be connected to a cathode power source, and then power may be applied.

상기 계층적 다공 구조물(432)은 상기 희생 반도체층(430)을 이루는 물질 중 Ga이 산화되어 갈륨산화물(GaOx)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 이때, 상기 계층적 다공 구조물(432)의 직경은 상기 희생 반도체층(430)에 인가되는 전압을 점진적으로 증가시킴으로써 상기 계층적 다공 구조물(432)의 표면으로부터 그 깊이가 깊어질 수 록 크게 할 수 있다. 즉, 상기 계층적 다공 구조물(432)은 상기 희생 반도체층(430)에 인가되는 전압을 변화시킴으로써 그 형태가 변화될 수 있다.The hierarchical porous structure 432 may be formed by oxidizing Ga to form gallium oxide (GaO x ) in the material forming the sacrificial semiconductor layer 430. In this case, the diameter of the hierarchical porous structure 432 may be increased so as to be deeper from the surface of the hierarchical porous structure 432 by gradually increasing the voltage applied to the sacrificial semiconductor layer 430. have. That is, the shape of the hierarchical porous structure 432 may be changed by changing a voltage applied to the sacrificial semiconductor layer 430.

도 14를 참조하여 설명하면, 상기 계층적 다공 구조물(432)이 형성된 상기 희생 반도체층(430) 상에 에피층(410)을 성장시키고, 상기 에피층(410) 상에 지지 기판(420)을 부착할 수 있다. 상기 에피층(410) 성장 및 상기 지지 기판(420) 부착은 도 9를 참조하여 설명하는 바와 동일함으로 자세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 14, an epitaxial layer 410 is grown on the sacrificial semiconductor layer 430 on which the hierarchical porous structure 432 is formed, and the support substrate 420 is formed on the epitaxial layer 410. I can attach it. Growth of the epi layer 410 and attachment of the support substrate 420 are the same as described with reference to FIG. 9, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 15를 참조하여 설명하면, 상기 노치 버퍼층(320)을 제거하여 상기 노치(150)를 노출시킨다. 상기 노치 버퍼층(320) 상에 형성된 상기 계층적 다공 구조물(432)도 노출될 수 있다.Referring to FIG. 15, the notch buffer layer 320 is removed to expose the notch 150. The hierarchical porous structure 432 formed on the notch buffer layer 320 may also be exposed.

도 16을 참조하여 설명하면, 상기 노치 버퍼층(320)이 제거되어 상기 노치(150)가 노출되며, 상기 계층적 다공 구조물(432)의 일부가 노출된 상기 성장 기판(100)을 습식 식각 용액에 침지하여 노출된 상기 계층적 다공 구조물(432)의 갈륨 산화물을 제거하고, 상기 습식 식각 용액이 상기 성장 기판(100)과 상기 희생 반도체층(430)의 계면, 특히, 상기 노치(150)가 형성된 영역의 상기 성장 기판(100)과 희생 반도체층(430)의 계면으로부터 점진적으로 침투하여 상기 계층적 다공 구조물(432)의 일부, 즉, 상기 갈륨 산화물을 점진적으로 식각하여 상기 성장 기판(100)과 희생 반도체층(430)이 점진적으로 분리되도록 한다.Referring to FIG. 16, the notch buffer layer 320 is removed to expose the notch 150, and the growth substrate 100 having a portion of the hierarchical porous structure 432 exposed to the wet etching solution. The gallium oxide of the hierarchical porous structure 432 is immersed and removed, and the wet etching solution is formed at an interface between the growth substrate 100 and the sacrificial semiconductor layer 430, in particular, the notch 150 is formed. It gradually penetrates from the interface between the growth substrate 100 and the sacrificial semiconductor layer 430 in the region and gradually etches a part of the hierarchical porous structure 432, that is, the gallium oxide, and the growth substrate 100. The sacrificial semiconductor layer 430 is gradually separated.

이때, 상기 습식 식각 용액은 상기 갈륨 산화물을 식각할 수 있는 식각 용액, 예컨대, HF 또는 BOE 등을 포함할 수 있다.In this case, the wet etching solution may include an etching solution capable of etching the gallium oxide, for example, HF or BOE.

한편, 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 성장 기판(100)과 지지 기판(420)에 각각 진공 척(미도시)을 부착한 후, 기계적인 인장력을 인가하여 상기 성장 기판(100)과 지지 기판(420)의 일측 가장자리로부터 타측 가장자리로 점진적으로 분리할 수도 있다.Meanwhile, as described above with reference to FIG. 11, a vacuum chuck (not shown) is attached to each of the growth substrate 100 and the support substrate 420, and then a mechanical tensile force is applied to the growth substrate 100 and the support substrate. It may be gradually separated from one edge of the 420 to the other edge.

상기 성장 기판(100)과 지지 기판(420)의 분리 후, 상기 지지 기판(420) 상에 구비된 상기 희생 반도체층(430)은 제거 공정을 통해 제거될 수 있다.After separation of the growth substrate 100 and the support substrate 420, the sacrificial semiconductor layer 430 provided on the support substrate 420 may be removed through a removal process.

도 17 내지 도 24는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도들이다.17 to 24 are cross-sectional views illustrating a method of separating the growth substrate and the epi layer according to another embodiment of the present invention.

도 17을 참조하여 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법은 우선, 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법 중 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 방법으로 상기 성장 기판(100)의 가장자리에 노치(150)을 형성하고, 상기 노치(150) 상에 노치 버퍼층(320)이 형성된 성장 기판(100)을 준비한다.Referring to FIG. 17, a method of separating the growth substrate and the epi layer according to another embodiment of the present invention first of all, a method of separating the growth substrate and the epi layer according to an embodiment of the present invention. The notch 150 is formed at the edge of the growth substrate 100 by the method described with reference to FIG. 8, and the growth substrate 100 having the notch buffer layer 320 formed on the notch 150 is prepared.

그리고, 상기 노치 버퍼층(320) 상에 보호 금속층(330)을 형성한다. 이때, 상기 보호 금속층(330)은 이후 공정에서 상기 노치 버퍼층(320)이 원치 않게 식각되는 것을 방지하는 역할을 한다.In addition, the protective metal layer 330 is formed on the notch buffer layer 320. In this case, the protective metal layer 330 serves to prevent unwanted etching of the notch buffer layer 320 in a subsequent process.

상기 보호 금속층(330)은 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 전체에 금속층을 증착한 후 이를 패터닝하여 형성할 수 있다.The protective metal layer 330 may be formed by depositing a metal layer on the entire surface of one side of the growth substrate 100 and then patterning the metal layer.

도 18을 참조하여 설명하면, 상기 보호 금속층(330)이 형성된 성장 기판(100) 상에 제1 추가 절연막(340)을 형성한다.Referring to FIG. 18, a first additional insulating layer 340 is formed on the growth substrate 100 on which the protective metal layer 330 is formed.

상기 제1 추가 절연막(340)은 상기 성장 기판(100) 전면에 걸쳐 구비될 수 있으며, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등과 같은 무기 절연막으로 이루어질 수 있고, 레진 등과 같은 유기 절연막으로 이루어질 수 있다.The first additional insulating layer 340 may be provided over the entirety of the growth substrate 100, and may be formed of an inorganic insulating layer such as a silicon oxide layer or a silicon nitride layer, or an organic insulating layer such as a resin.

도 19를 참조하여 설명하면, 상기 제1 추가 절연막(340) 상에 제1 추가 노치 패턴(240)을 형성한다.Referring to FIG. 19, a first additional notch pattern 240 is formed on the first additional insulating layer 340.

상기 제1 추가 노치 패턴(240)은 상기 제1 추가 절연막(340) 상에 구비되되, 상기 노치 버퍼층(320) 상에 위치하여 상기 노치 버퍼층(320)과 대응되도록 구비될 수 있다.The first additional notch pattern 240 may be provided on the first additional insulating layer 340, and may be disposed on the notch buffer layer 320 to correspond to the notch buffer layer 320.

도 20을 참조하여 설명하면, 상기 제1 추가 노치 패턴(240)을 이용하여 상기 제1 추가 절연막(340)을 식각하여 제1 추가 절연 패턴(350)을 형성한다.Referring to FIG. 20, the first additional insulation pattern 340 is etched using the first additional notch pattern 240 to form a first additional insulation pattern 350.

그리고 상기 제1 추가 노치 패턴(240)은 제거한다.The first additional notch pattern 240 is removed.

도 21을 참조하여 설명하면, 상기 제1 추가 절연 패턴(350)이 형성된 성장 기판(100) 상에 제2 추가 노치 패턴(250)을 형성한다.Referring to FIG. 21, a second additional notch pattern 250 is formed on the growth substrate 100 on which the first additional insulation pattern 350 is formed.

상기 제2 추가 노치 패턴(250)은 상기 제1 추가 절연 패턴(350)의 일부, 특히 상기 성장 기판(100)의 가장자리의 끝단이 노출되도록 구비될 수 있다.The second additional notch pattern 250 may be provided to expose a portion of the first additional insulating pattern 350, particularly, an edge of the edge of the growth substrate 100.

상기 제2 추가 노치 패턴(250)이 형성된 상기 성장 기판(100) 상에 제2 추가 절연막(360)을 형성한다. 이때, 상기 제2 추가 절연막(360)은 상기 제2 추가 노치 패턴(250)의 표면 모폴로지에 따라 불연속적으로 상기 제2 추가 노치 패턴(250)과 제1 추가 절연 패턴(350) 상에 구비될 수 있다.A second additional insulating layer 360 is formed on the growth substrate 100 on which the second additional notch pattern 250 is formed. In this case, the second additional insulating layer 360 may be disposed on the second additional notch pattern 250 and the first additional insulating pattern 350 discontinuously according to the surface morphology of the second additional notch pattern 250. Can be.

도 22를 참조하여 설명하면, 상기 제2 추가 노치 패턴(250)을 제거하여 제2 추가 절연 패턴(370)을 형성하여 추가 버퍼층(380)을 형성한다.Referring to FIG. 22, the second additional notch pattern 250 is removed to form a second additional insulating pattern 370 to form an additional buffer layer 380.

이때, 도 22에서는 상기 추가 버퍼층(380)이 보호 금속층(330), 제1 추가 절연 패턴(350) 및 제2 추가 절연 패턴(370)을 포함하고 있는 것으로 도시하고 있으나, 상기에서 상술한 공정을 반복하여 셋 이상의 추가 절연 패턴이 형성된 형태로 구비될 수 있다.In FIG. 22, the additional buffer layer 380 includes the protective metal layer 330, the first additional insulating pattern 350, and the second additional insulating pattern 370. Repeatedly, three or more additional insulation patterns may be formed.

이때, 상기 추가 버퍼층(380)은 상기 노치 버퍼층(320)과는 반대로 상기 성장 기판(100)의 중심으로부터 멀어질 수 록 그 두께가 두꺼워지는 계단 형태로 구비될 수 있다.In this case, the additional buffer layer 380 may be provided in a stepped shape in which the thickness thereof becomes thicker as it moves away from the center of the growth substrate 100 as opposed to the notch buffer layer 320.

도 23을 참조하여 설명하면, 상기 추가 버퍼층(380)이 형성된 상기 성장 기판(100) 상에 에피층(410)을 성장시키고, 상기 에피층(410)이 성장된 후, 상기 에피층(410) 상이 지지 기판(420)을 부착하는 공정을 진행할 수 있다.Referring to FIG. 23, an epitaxial layer 410 is grown on the growth substrate 100 on which the additional buffer layer 380 is formed, and after the epitaxial layer 410 is grown, the epitaxial layer 410 is formed. The process of attaching the support substrate 420 may be performed.

이때, 도에서 도시하고 있지 않지만, 본 발명의 다른 실시 예에서 설명하고 있는 바와 같이 상기 에피층(410)을 성장하기 전에 상기 희생 반도체층(430)을 먼저 형성한 후, 상기 계층적 다공 구조물(432)을 형성하는 공정을 진행할 수도 있다.In this case, although not shown in the figure, the sacrificial semiconductor layer 430 is first formed before the epitaxial layer 410 is grown, as described in another embodiment of the present invention, and then the hierarchical porous structure ( 432 may be formed.

도 24를 참조하여 설명하면, 상기 에피층(410) 및 지지 기판(420)을 형성한 후, 상기 노치 버퍼층(320) 및 추가 버퍼층(380)을 제거하여 상기 성장 기판(100)에는 노치(150)가 노출되도록 하고, 상기 에피층(410)에도 노치(415)가 노출되도록 한다.Referring to FIG. 24, after the epi layer 410 and the support substrate 420 are formed, the notch buffer layer 320 and the additional buffer layer 380 are removed to form the notch 150 in the growth substrate 100. ) Is exposed, and the notch 415 is also exposed to the epitaxial layer 410.

상기 에피층(410)의 노치(415)는 상기 노치 버퍼층(320) 상에 추가 버퍼층(380)이 구비되어 있고, 상기 성장 기판(100)에서 성장된 에피층(410)이 상기 추가 버퍼층(380)을 덮음으로써 형성될 수 있다.The notch 415 of the epi layer 410 is provided with an additional buffer layer 380 on the notch buffer layer 320, and the epi layer 410 grown on the growth substrate 100 is the additional buffer layer 380. ) Can be formed by covering.

이어서, 도에서는 도시하고 있지 않지만, 상기 에피층(410)과 지지 기판(420)을 상기 성장 기판(100)으로부터 분리할 수 있다. 이러한 분리는 상기 성장 기판(100)의 노치(150) 및 상기 에피층(410)의 노치(415)를 통해 더욱 용이하게 분리할 수 있다.Next, although not illustrated in the drawing, the epitaxial layer 410 and the support substrate 420 may be separated from the growth substrate 100. This separation may be more easily separated through the notch 150 of the growth substrate 100 and the notch 415 of the epi layer 410.

한편, 이러한 분리는 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법에서 상술하는 바와 같이 기계적 인장력을 이용할 수도 있고, 상기에서 상술한 바와 같이 상기 에피층(410)을 형성하기 전에 상기 계층적 다공 구조물(432)을 가진 희생 반도체층(430)을 형성한 후, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법에서 상술하는 바와 같이 상기 희생 반도체층(430)을 이용하여 분리할 수도 있다.On the other hand, such separation may use a mechanical tensile force as described above in the method for separating the growth substrate and the epi layer according to an embodiment of the present invention, before forming the epi layer 410 as described above After the sacrificial semiconductor layer 430 having the hierarchical porous structure 432 is formed, the sacrificial semiconductor layer 430 is described in detail in the method for separating the growth substrate and the epi layer according to another embodiment of the present invention. It can also be separated using.

이때, 상기에서 상술한 본 발명의 실시 예들에 따른 성장 기판과 에피층을 분리하는 방법들은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하는 바와 같이 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 상에 복수 개의 노치 형성 패턴(210, 220)을 순차적으로 형성하고, 상기 노치 형성 패턴(210, 220)들을 이용하여 상기 성장 기판(100)의 일측 표면의 가장자리 식각하여 복수 개의 스텝(110, 120, 130)을 갖는 노치(150)를 형성하는 방법을 개시하고 있으나, 이러한 상기 노치(150)는 하기 도 25 및 도 26을 참조하여 설명하는 다른 방법으로 형성된 다른 형태로 변경될 수 있다.At this time, the method of separating the growth substrate and the epi layer according to the embodiments of the present invention described above are formed with a plurality of notches on one surface of the growth substrate 100 as described with reference to FIGS. The notches having the plurality of steps 110, 120, and 130 are sequentially formed, and the edges of one surface of the growth substrate 100 are etched using the notch forming patterns 210 and 220. Although the method of forming 150 is disclosed, the notch 150 may be changed to another shape formed by another method described with reference to FIGS. 25 and 26.

도 25는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노치 형성 방법을 보여주는 단면도이다.25 is a cross-sectional view illustrating a notch forming method according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 25를 참조하여 설명하면, 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 상에 노치 형성 패턴(610)을 형성하고, 상기 노치 형성 패턴(610)을 마스크로 하여 습식 식각으로 상기 성장 기판(100)을 등방성 습식 식각을 실시하여 기울기가 점차적으로 작아지는 형태의 라운드진 노치(152)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 25, a notch formation pattern 610 is formed on one surface of the growth substrate 100, and the growth substrate 100 is wet-etched using the notch formation pattern 610 as a mask. Isotropic wet etching may be performed to form a rounded notch 152 in which the slope becomes smaller.

상기 노치 형성 패턴(610)은 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 상에 구비되되, 상기 성장 기판(100)의 일측 표면의 가장자리를 노출시키는 형태로 구비될 수 있다. 이때, 상기 노치 형성 패턴(610)에 의해 노출되는 상기 성장 기판(100)의 일측 표면의 가장자리는 상기 노치(152)의 크기에 비해 작은 영역이 노출되도록 한다.The notch forming pattern 610 may be provided on one surface of the growth substrate 100, and may be provided to expose an edge of one surface of the growth substrate 100. In this case, an edge of one surface of the growth substrate 100 exposed by the notch forming pattern 610 may expose a region smaller than the size of the notch 152.

이는 상기 등방성 습식 식각은 상기 노치 형성 패턴(610) 하부의 상기 성장 기판(100)을 언더컷(under-cut) 형태로 식각하기 때문에 상기 노치 형성 패턴(610)에 의해 노출된 영역 보다 큰 노치(152)가 형성되기 때문이다.This is because the isotropic wet etching etches the growth substrate 100 under the notch forming pattern 610 in an under-cut shape, and thus a notch 152 larger than the area exposed by the notch forming pattern 610. ) Is formed.

도 26은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 노치 형성 방법을 보여주는 단면도이다.26 is a cross-sectional view illustrating a notch forming method according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 26을 참조하여 설명하면, 상기 성장 기판(100)의 일측 표면 상에 패턴용 절연막(620)을 형성하고, 상기 패턴용 절연막(620) 상에 포토레지스트층(630)을 형성(도 26의 (a) 참조)한다.Referring to FIG. 26, a patterned insulating film 620 is formed on one surface of the growth substrate 100, and a photoresist layer 630 is formed on the patterned insulating film 620 (refer to FIG. 26). (a).

이어서, 상기 포토레지스트층(630)을 리플로우(reflow)시켜 상기 포토레지스트층(630)의 가장자리를 라운드화하여 가장자리가 라운드화한 포토레지스트층(632)을 형성(도 26의 (b) 참조)한다.Next, the photoresist layer 630 is reflowed to round the edges of the photoresist layer 630 to form a photoresist layer 632 having rounded edges (see FIG. 26B). )do.

이때, 상기 포토레지스트층(630)은 상기 포토레지스트층(630)을 이루는 물질의 유리전이 온도 이상으로 가열함으로써 리플로우, 특히, 상기 포토레지스트층(630)의 가장자리를 리플로우시킬 수 있다.In this case, the photoresist layer 630 may be reflowed, in particular, to reflow the edge of the photoresist layer 630 by heating above the glass transition temperature of the material constituting the photoresist layer 630.

이어서, 상기 가장자리가 라운드화한 포토레지스트층(632)이 형성된 성장 기판(100)을 건식 식각 공정을 진행한다.Subsequently, a dry etching process is performed on the growth substrate 100 having the photoresist layer 632 having rounded edges.

상기 건식 식각 공정을 진행함에 따라 상기 가장자리가 라운드화한 포토레지스트층(632)의 가장자리가 먼저 식각되어 없어지져, 가장자리가 식각된 포토레지스트층(634)이 형성되고, 이와 동시에 상기 패턴용 절연막(620)의 가장자리 역시 먼저 식각되기 시작하여 가장자리가 라운드화된 패턴용 절연막(622)이 형성(도 26의 (c) 참조)된다.As the dry etching process is performed, the edge of the rounded photoresist layer 632 is first etched away, thereby forming a photoresist layer 634 having an edge etched, and at the same time, the pattern insulating film ( The edge of 620 is also first etched to form a patterned insulating film 622 having a rounded edge (see FIG. 26C).

이어서, 상기 가장자리가 식각된 포토레지스트층(634)을 제거한 후, 상기 가장자리가 라운드화된 패턴용 절연막(622)이 형성된 상기 성장 기판(100)을 건식 식각하여 상기 성장 기판(100)의 가장자리에 노치(154)를 형성(도 26의 (d) 참조)한다.Subsequently, after removing the edge-etched photoresist layer 634, the growth substrate 100 having the patterned insulating layer 622 having rounded edges is dry-etched to an edge of the growth substrate 100. The notch 154 is formed (see FIG. 26D).

상기 노치(154)는 상기 가장자리가 라운드화된 패턴용 절연막(622)을 식각하기 시작하면, 상기 가장자리가 라운드화된 패턴용 절연막(622)의 가장자리 끝단, 즉, 상기 가장자리가 라운드화된 패턴용 절연막(622)의 영역 중 두께가 얇은 영역이 먼저 식각되어 상기 성장 기판(100)의 일측 표면이 노출되고, 노출된 상기 성장 기판(100)의 일측 표면, 특히 가장자리가 식각되어 기울기가 점차적으로 커지는 형태의 라운드진 노치(154)를 형성하게 된다.When the notch 154 begins to etch the patterned insulating layer 622 having rounded edges, the edge end of the patterned insulating layer 622 with rounded edges, that is, for the pattern with rounded edges A region having a thin thickness among the regions of the insulating layer 622 is first etched to expose one surface of the growth substrate 100, and one surface of the exposed growth substrate 100, particularly an edge thereof, is etched to gradually increase its slope. Rounded notches 154 are formed.

이상 본 발명을 상기 실시 예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
The present invention has been described above with reference to the above embodiments, but the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will appreciate that modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention and that such modifications and variations also fall within the present invention.

100 : 성장 기판 150 : 노치
410 : 에피층 420 : 지지 기판
430 : 희생 반도체층100: growth substrate 150: notch
410: epi layer 420: support substrate
430: sacrificial semiconductor layer

Claims (15)

성장 기판을 준비하는 단계;
상기 성장 기판의 일측 표면의 가장자리에 노치를 형성하는 단계;
상기 성장 기판의 일측 표면 상에 에피층을 형성하는 단계;
상기 에피층 상에 지지 기판을 부착하는 단계; 및
상기 성장 기판의 노치를 이용하여 상기 에피층을 상기 성장 기판으로부터 분리하는 단계;를 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
Preparing a growth substrate;
Forming a notch at an edge of one surface of the growth substrate;
Forming an epitaxial layer on one surface of the growth substrate;
Attaching a support substrate on the epi layer; And
Separating the epitaxial layer from the growth substrate by using the notch of the growth substrate.
청구항 1에 있어서, 상기 노치를 형성하는 단계는
상기 성장 기판의 일측 표면 상에 그 크기가 점차 작아지며, 상기 성장 기판의 일측 표면의 가장자리를 노출시키는 복수 개의 노치 형성 패턴을 순차적으로 형성하고, 상기 노치 형성 패턴들을 이용하여 상기 성장 기판의 일측 표면을 식각하여 복수 개의 스텝(step)을 갖는 노치를 형성하는 단계를 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein forming the notch
Its size gradually decreases on one surface of the growth substrate, and sequentially forms a plurality of notch forming patterns exposing edges of one surface of the growth substrate, and the one side surface of the growth substrate using the notch forming patterns. Forming a notch having a plurality of steps by etching the epitaxial layer and the growth substrate.
청구항 2에 있어서, 상기 노치는 그 단면이 상기 성장 기판의 중심으로부터 멀어질 수 록 그 식각 깊이가 깊은 형태의 계단형 노치인 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 2, wherein the notch is a stepped notch having a deep etching depth as the cross section thereof moves away from the center of the growth substrate.
청구항 1에 있어서, 상기 성장 기판의 일측 표면의 가장자리에 노치를 형성한 후, 상기 에피층을 형성하기 전에,
상기 노치 상에 노치 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein after forming a notch at the edge of one surface of the growth substrate, before forming the epi layer,
And forming a notch buffer layer on the notch.
청구항 4에 있어서, 상기 노치 버퍼층을 형성하는 단계는
그 일측 표면의 가장자리에 노치를 구비한 상기 성장 기판 상에 버퍼 절연막을 형성하는 단계; 및
상기 버퍼 절연막이 형성된 상기 성장 기판을 평탄화하는 공정을 진행하여 상기 노치 상의 노치 버퍼층의 표면을 상기 성장 기판의 일측 표면과 동일 높이로 일치시키는 단계;를 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 4, wherein forming the notch buffer layer is
Forming a buffer insulating film on the growth substrate having a notch at an edge of one surface thereof; And
And matching the surface of the notched buffer layer on the notch with the same height as one surface of the growth substrate by performing a process of planarizing the growth substrate having the buffer insulating layer formed thereon.
청구항 5에 있어서, 상기 버퍼 절연막을 형성한 후, 상기 평탄화하는 공정 이전에, 상기 버퍼 절연막 중 상기 노치 상에 구비된 버퍼 절연막을 제외한 다른 버퍼 절연막은 제거하는 단계를 더 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The epitaxial layer and the growth substrate of claim 5, further comprising removing the buffer insulating film except for the buffer insulating film provided on the notch, after forming the buffer insulating film and before the planarization process. Separation method.
청구항 4에 있어서, 상기 노치 버퍼층을 형성한 후, 상기 노치 버퍼층 상에 추가 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 4, further comprising forming an additional buffer layer on the notch buffer layer after forming the notch buffer layer.
청구항 7에 있어서, 상기 추가 버퍼층을 형성하는 단계는
상기 노치 버퍼층 상에 보호 금속층을 형성하는 단계; 및
상기 보호 금속층 상에 상기 성장 기판의 중심에서 멀어질 수 록 그 두께 두꺼워지는 계단 형태의 추가 버퍼층을 형성하는 단계;를 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 7, wherein forming the additional buffer layer
Forming a protective metal layer on the notch buffer layer; And
Forming an additional buffer layer on the protective metal layer in the form of a step which becomes thicker as it moves away from the center of the growth substrate.
청구항 1에 있어서, 상기 노치를 형성한 후, 상기 에피층을 형성하기 전에
상기 성장 기판 상에 상기 희생 반도체층을 형성하는 단계; 및
애노다이징(anodizing) 공정을 이용하여 상기 희생 반도체층에 계층적 다공 구조물(hierachical porous structure)을 형성하는 단계;를 더 포함하며,
상기 계층적 다공 구조물은 갈륨 산화물을 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, after forming the notch, before forming the epi layer.
Forming the sacrificial semiconductor layer on the growth substrate; And
And forming a hierarchical porous structure in the sacrificial semiconductor layer using an anodizing process.
And the hierarchical porous structure comprises an epitaxial layer comprising gallium oxide and a growth substrate.
청구항 1에 있어서, 상기 지지 기판을 부착한 후, 상기 에피층을 분리하기 전에,
상기 노치 버퍼층을 제거하는 단계; 및
상기 계층적 다공 구조물의 일부를 제거하는 단계;를 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method according to claim 1, after attaching the support substrate, before separating the epi layer,
Removing the notch buffer layer; And
Removing a portion of the hierarchical porous structure.
청구항 1에 있어서, 상기 에피층을 형성하는 단계는
적어도 활성층을 포함하는 복수의 질화물계 반도체층을 형성하는 단계인 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein forming the epi layer
A method of separating an epitaxial layer and a growth substrate, the step of forming a plurality of nitride based semiconductor layers including at least an active layer.
청구항 1에 있어서, 상기 에피층을 상기 성장 기판으로부터 분리하는 단계는
상기 성장 기판과 지지 기판에 각각 진공 척들을 부착하고, 상기 진공 척들을 서로 이격시킴으로써 이루어지는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein the separating the epitaxial layer from the growth substrate
And attaching vacuum chucks to the growth substrate and the support substrate, respectively, and separating the epitaxial layers and the growth substrate.
청구항 12에 있어서, 상기 진공 척들의 이격은 상기 성장 기판과 지지 기판의 일측 가장자리부터 순차적으로 이격되는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 12, wherein the vacuum chucks are spaced apart sequentially from one edge of the growth substrate and the support substrate.
청구항 1에 있어서, 상기 노치를 형성하는 단계는
상기 성장 기판 상에 상기 성장 기판의 일측 표면의 가장자리를 노출시키는 노치 형성 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 노치 형성 패턴을 마스크로 하여 상기 성장 기판의 가장자리를 습식 용액으로 등방성 습식 식각하여 상기 노치를 형성하는 단계;를 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein forming the notch
Forming a notch forming pattern on the growth substrate to expose an edge of one surface of the growth substrate; And
Epitaxially wet etching the edge of the growth substrate with a wet solution using the notch formation pattern as a mask to form the notches.
청구항 1에 있어서, 상기 노치를 형성하는 단계는
상기 성장 기판 상에 패턴용 절연막을 형성하는 단계;
상기 패턴용 절연막 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계;
상기 포토레지스트층을 리플로우(reflow)시켜 상기 포토레지스트층의 가장자리를 라운드화하는 단계;
상기 가장자리가 라운드화된 상기 포토레지스트층을 건식 식각하여 상기 패턴용 절연막의 가장자리를 라운화하는 단계; 및
상기 가장자리가 라운드화된 상기 패턴용 절연막을 건식 식각하여 상기 성장 기판의 가장자리에 상기 노치를 형성하는 단계;를 포함하는 에피층과 성장 기판 분리 방법.The method of claim 1, wherein forming the notch
Forming an insulating film for a pattern on the growth substrate;
Forming a photoresist layer on the pattern insulating film;
Reflowing the photoresist layer to round the edges of the photoresist layer;
Dry etching the photoresist layer having the rounded edges to round the edges of the pattern insulating layer; And
And dry etching the pattern insulating film having the rounded edges to form the notches at edges of the growth substrate.
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