KR20140011071A - Method for separating epitaxial growth layer from growth substrate - Google Patents

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남기범
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Abstract

The present invention relates to a method for separating a nitride semiconductor layer from a growth substrate. Provided is the method for separating the nitride semiconductor layer from the growth substrate, which includes the steps of: preparing the growth substrate; growing a sacrificial layer on one surface of the growth substrate; forming a plurality of fine pores on the sacrificial layer; forming a plurality of cavities from the fine pores; and separating the growth substrate by using the cavities.

Description

질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법{METHOD FOR SEPARATING EPITAXIAL GROWTH LAYER FROM GROWTH SUBSTRATE}Separation method of nitride semiconductor layer and growth substrate {METHOD FOR SEPARATING EPITAXIAL GROWTH LAYER FROM GROWTH SUBSTRATE}

본 발명은 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a nitride semiconductor 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, energy corresponding to a height difference between the conduction band and the electromotive band, that is, an energy difference, 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 질화물 반도체층을 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, is sequentially formed of a plurality of semiconductor layers 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 growth, a portion of the p-type semiconductor layer and the active layer are etched to form an n-type electrode, and 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 질화물 반도체층을 효율적으로 분리하는 기술이다.The most important process technology in the vertical light emitting diode is a technology for efficiently separating the substrate and the nitride semiconductor 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 질화물 반도체층을 분리하는 기술이 요구된다.
Therefore, a technique for separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer at a more effective, simple and low cost is required.

본 발명의 목적은 보다 효과적이고, 간단하면서 저비용으로 분리 가능하며 분리 시 질화물 반도체층의 손상을 최소화하는 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for separating a growth substrate from a nitride semiconductor layer which is more effective, simpler and less costly detachable and minimizes damage to the nitride semiconductor layer upon separation.

또한, 본 발명의 다른 목적은 ECE 공정을 이용하여 미세 기공들을 형성하고, 메사 식각을 이용하여 상기 미세 기공들에 식각 용액을 효율적으로 침투시켜 대면적의 성장 기판과 질화물 반도체층을 용이하게 분리하는 방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to form fine pores using an ECE process, and to effectively infiltrate an etching solution into the fine pores using mesa etching to easily separate the large-area growth substrate and the nitride semiconductor layer. To provide a way.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 미세 기공을 선택적으로 형성하여 성장 기판 제거 시 균일하게 제거하여 공정 효율을 높이는 방법을 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is to provide a method of selectively forming fine pores to uniformly remove the growth substrate to increase process efficiency.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 성장 기판을 준비하는 단계; 상기 성장 기판의 일측 표면 상에 희생층을 성장시키는 단계; 상기 희생층 내에는 복수의 미세 기공을 형성하는 단계; 상기 복수의 미세 기공으로부터 복수의 공동을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 공동을 이용하여 상기 성장 기판을 분리하는 단계를 포함하는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, preparing a growth substrate; Growing a sacrificial layer on one surface of the growth substrate; Forming a plurality of fine pores in the sacrificial layer; Forming a plurality of cavities from the plurality of micropores; And separating the growth substrate by using the plurality of cavities.

상기 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법은 상기 복수의 미세 기공을 형성하기 이전 또는 이후에, 상기 희생층의 표면 상에는 절연 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of separating the nitride semiconductor layer from the growth substrate may further include forming an insulating pattern on a surface of the sacrificial layer before or after forming the plurality of micropores.

상기 복수의 미세 기공으로부터 복수의 공동을 형성하는 단계는 상기 희생층 상에 복수의 질화물 반도체층을 성장시키고, 상기 질화물 반도체층들이 성장되는 동안 상기 복수의 미세 기공으로부터 복수의 공동이 형성되는 단계일 수 있다.The forming of the plurality of cavities from the plurality of micropores may include growing a plurality of nitride semiconductor layers on the sacrificial layer, and forming a plurality of cavities from the plurality of micropores while the nitride semiconductor layers are grown. Can be.

상기 성장 기판을 준비하는 단계는 상기 성장 기판의 일측 표면에 스트라이프 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Preparing the growth substrate may include forming a stripe pattern on one surface of the growth substrate.

상기 스트라이프 패턴은 상기 성장 기판의 일측 표면을 건식 식각 또는 습식 식각으로 식각하여 형성하는 것일 수 있다.The stripe pattern may be formed by etching one surface of the growth substrate by dry etching or wet etching.

상기 스트라이프 패턴을 형성하는 단계는 상기 성장 기판의 일측 표면을 건식 식각하여 상기 성장 기판의 일측 표면에 상기 스트라이프 패턴을 형성한 후, 상기 스트라이프 패턴의 바닥면 상에 성장 억제층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the stripe pattern includes dry etching the surface of one side of the growth substrate to form the stripe pattern on one surface of the growth substrate, and then forming a growth suppression layer on the bottom surface of the stripe pattern. can do.

상기 성장 기판이 사파이어 기판인 경우, 상기 스트라이프 패턴은 상기 사파이어 기판의

Figure pat00001
방향과 60 내지 90도 방향으로 형성되고, 상기 성장 기판이 GaN 기판인 경우, 상기 스트라이프 패턴은 상기 GaN 기판의
Figure pat00002
방향과 60도 방향으로 형성되는 것일 수 있다.When the growth substrate is a sapphire substrate, the stripe pattern is formed of the sapphire substrate.
Figure pat00001
Direction and 60 to 90 degrees, and when the growth substrate is a GaN substrate, the stripe pattern is formed of the GaN substrate.
Figure pat00002
Direction and may be formed in a 60 degree direction.

상기 희생층은 n-GaN을 포함할 수 있다.The sacrificial layer may include n-GaN.

상기 희생층은 n의 불순물 농도가 서로 다른 적어도 두 층으로 이루어질 수 있다.The sacrificial layer may be formed of at least two layers having different impurity concentrations of n.

상기 복수의 미세 기공은 ECE(electro chemical etching) 공정으로 형성되는 것일 수 있다.The plurality of micropores may be formed by an ECE (electro chemical etching) process.

상기 복수의 미세 기공은 적어도 두 단계의 전압이 인가되어 형성되며, 먼저 인가된 전압이 나중에 인가된 전압에 비해 낮을 수 있다.The plurality of micropores may be formed by applying at least two voltages, and the first applied voltage may be lower than the voltage applied later.

상기 복수의 공동을 이용하여 상기 성장 기판을 분리하는 단계:는 상기 희생층 상에 질화물 반도체층들을 형성하는 단계; 상기 질화물 반도체층들 상에 지지 기판을 부착하는 단계; 및 상기 희생층에 기계적 스트레스를 인가하여 상기 성장 기판과 상기 질화물 반도체층들을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.Separating the growth substrate using the plurality of cavities: forming nitride semiconductor layers on the sacrificial layer; Attaching a support substrate on the nitride semiconductor layers; And separating the growth substrate and the nitride semiconductor layers by applying mechanical stress to the sacrificial layer.

상기 복수의 공동을 이용하여 상기 성장 기판을 분리하는 단계:는 상기 희생층 상에 질화물 반도체층들을 형성하는 단계; 상기 질화물 반도체층들 및 희생층을 메사 식각으로 식각하여 적어도 상기 공동들과 연결된 메사 라인을 형성하는 단계; 상기 질화물 반도체층들 상에 지지 기판을 부착하는 단계; 및 상기 메사 라인으로 식각 용액을 주입하여 상기 희생층을 식각하여 상기 성장 기판과 상기 질화물 반도체층들을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.Separating the growth substrate using the plurality of cavities: forming nitride semiconductor layers on the sacrificial layer; Etching the nitride semiconductor layers and the sacrificial layer by mesa etching to form mesa lines connected to at least the cavities; Attaching a support substrate on the nitride semiconductor layers; And injecting an etching solution into the mesa line to etch the sacrificial layer to separate the growth substrate and the nitride semiconductor layers.

상기 성장 기판은 그 일측 표면에 스트라이프 패턴을 포함하며, 상기 메사 라인은 상기 스트라이프 패턴과 연결될 수 있다.The growth substrate may include a stripe pattern on one surface thereof, and the mesa line may be connected to the stripe pattern.

상기 메사 라인과 상기 스트라이프 패턴은 서로 교차하도록 상기 메사 라인의 방향과 상기 스트라이프 패턴의 방향은 평행하지 않을 수 있다.The mesa line and the stripe pattern may not be parallel to each other so that the mesa line and the stripe pattern cross each other.

상기 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법은 상기 성장 기판과 질화물 반도체층들을 분리하는 단계 이후, 상기 절연 패턴을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of separating the nitride semiconductor layer and the growth substrate may further include removing the insulating pattern after separating the growth substrate and the nitride semiconductor layers.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 지지 기판; 및 상기 지지 기판 상에 구비된 복수의 반도체층을 포함하며, 상기 복수의 반도체층들의 최상부는 요철 및 거친 표면을 구비하는 발광 다이오드 소자를 제공한다.According to another aspect of the invention, the support substrate; And a plurality of semiconductor layers provided on the support substrate, and an uppermost portion of the plurality of semiconductor layers provides a light emitting diode device having irregularities and a rough surface.

상기 거친 표면은 거칠기가 다른 두 개의 표면을 포함할 수 있다.The rough surface may include two surfaces having different roughness.

상기 거칠기가 다른 두 개의 표면 중 하나의 표면은 상기 요철의 표면일 수 있다.One of two surfaces having different roughness may be a surface of the unevenness.

상기 거칠기가 다른 두 개의 표면 중 하나의 표면은 공동을 포함하는 층이 파단되어 형성된 표면일 수 있다.
One of two surfaces having different roughness may be a surface formed by breaking of a layer including a cavity.

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

또한, 본 발명에 의하면 ECE 공정을 이용하여 미세 기공들을 형성하고, 메사 식각을 이용하여 상기 미세 기공들에 식각 용액을 효율적으로 침투시켜 대면적의 성장 기판과 질화물 반도체층을 용이하게 분리하는 방법을 제공하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, a method of forming fine pores using an ECE process and efficiently infiltrating an etching solution into the fine pores using mesa etching to easily separate a large-area growth substrate from a nitride semiconductor layer. It is effective to provide.

또한, 본 발명에 의하면 미세 기공을 선택적으로 형성하여 성장 기판 제거 시 균일하게 제거하여 공정 효율을 높이는 방법을 제공하는 효과가 있다.
In addition, according to the present invention there is an effect of providing a method of selectively forming fine pores to uniformly remove the growth substrate to increase the process efficiency.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자의 일 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 8은 ECE 공정의 개념도이다.
도 9 및 도 10은 ECE 공정으로 형성된 미세 기공들의 실시 예들을 보여주는 단면도들이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자의 다른 실시 예를 도시한 사시도 및 단면도들이다.
도 14 내지 21은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도들이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자의 일 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 23은 성장 기판의 일측 표면에 스트라이프 패턴이 형성된 실시 예들을 보여주는 개념도이다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자의 다른 실시 예를 도시한 사시도 및 단면도들이다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도이다.
도 28 내지 도 33은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도이다.
도 34는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자의 일 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 35 내지 도 37은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자의 다른 실시 예를 도시한 사시도 및 단면도들이다.
1 to 6 are cross-sectional views illustrating a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of an LED device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present disclosure.
8 is a conceptual diagram of an ECE process.
9 and 10 are cross-sectional views illustrating embodiments of micropores formed by an ECE process.
11 to 13 are perspective views and cross-sectional views illustrating another embodiment of a light emitting diode device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present disclosure.
14 to 21 are cross-sectional views illustrating a method of separating a growth substrate from a nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a cross-sectional view of a light emitting diode device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present disclosure.
23 is a conceptual diagram illustrating an embodiment in which a stripe pattern is formed on one surface of a growth substrate.
24 to 26 are perspective views and cross-sectional views illustrating another embodiment of a light emitting diode device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention.
27 is a cross-sectional view illustrating a method of separating a growth substrate from a nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention.
28 to 33 are cross-sectional views illustrating a method of separating a growth substrate from a nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention.
34 is a cross-sectional view illustrating an LED device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
35 to 37 are perspective views and cross-sectional views showing another embodiment of a light emitting diode device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to another 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 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도들이다.1 to 6 are cross-sectional views illustrating a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자를 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 8은 ECE 공정의 개념도이다.8 is a conceptual diagram of an ECE process.

도 9 및 도 10은 ECE 공정으로 형성된 미세 기공들의 실시 예들을 보여주는 단면도들이다.9 and 10 are cross-sectional views illustrating embodiments of micropores formed by an ECE process.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법은 우선, 성장 기판(110)을 준비한다.Referring to FIG. 1, in the method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to an exemplary embodiment, first, the growth substrate 110 is prepared.

상기 성장 기판(110)은 사파이어 기판, GaN 기판, 유리 기판, 실리콘 카바이드(SiC) 기판 또는 실리콘(Si) 기판 등일 수 있으나, 바람직하게는 상기 성장 기판(110)은 사파이어 기판 또는 GaN 기판일 수 있다.The growth substrate 110 may be a sapphire substrate, a GaN substrate, a glass substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, a silicon (Si) substrate, or the like. Preferably, the growth substrate 110 may be a sapphire substrate or a GaN substrate. .

상기 성장 기판(110)을 MOCVD(metalorganic chemical vapour deposition) 등과 같은 에피 성장 장치의 챔버 내에 장입한 후, 상기 성장 기판(110) 상에 희생층(120)을 성장시킨다. 상기 희생층(120)은 불순물이 도핑된 GaN, 바람직하게는 n형 불순물이 고농도로 도핑된 n-GaN을 포함하여 이루어질 수 있다.The sacrificial layer 120 is grown on the growth substrate 110 after the growth substrate 110 is charged into a chamber of an epitaxial growth apparatus such as metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). The sacrificial layer 120 may include GaN doped with impurities, preferably n-GaN doped with high concentration of n-type impurities.

도 2를 참조하여 설명하면, 상기 희생층(120) 내에 복수의 미세 기공(130)을 형성한다.Referring to FIG. 2, a plurality of fine pores 130 are formed in the sacrificial layer 120.

상기 미세 기공(130)들은 ECE(electro chemical etching)공정으로 형성할 수 있다.The fine pores 130 may be formed by an electro chemical etching (ESE) process.

이때, 상기 ECE 공정은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 희생층(120)이 형성된 성장 기판(110)을 ECE 용액(112)에 담근 후, 전압을 인가하여 형성된 전기장에 의해 상기 미세 기공(130)들을 형성하는 공정일 수 있다.In this case, in the ECE process, as shown in FIG. 8, the fine substrate 130 is immersed by an electric field formed by dipping the growth substrate 110 having the sacrificial layer 120 formed therein into the ECE solution 112 and then applying a voltage. It may be a process of forming them.

상기 ECE 용액(112)은 전해질 용액일 수 있으며, 바람직하게는 옥산살(oxalic acid), HF 또는 NaOH을 포함하는 전해질 용액일 수 있다.The ECE solution 112 may be an electrolyte solution, preferably an electrolyte solution containing oxalic acid, HF or NaOH.

상기 ECE 공정은 상기 ECE 용액(112) 내에 음극 전극(114)을 구비하며, 상기 음극 전극(114)은 상기 ECE 용액(112) 내에 상기 희생층(120)을 담글 때 상기 희생층(120) 상에 구비되되, 일정 간격으로 이격되어 구비될 수 있도록 한다.The ECE process includes a cathode electrode 114 in the ECE solution 112, and the cathode electrode 114 is formed on the sacrificial layer 120 when the sacrificial layer 120 is immersed in the ECE solution 112. Is provided in, so as to be spaced apart at regular intervals.

상기 ECE 공정은 상기 희생층(120)에 상기 ECE 용액(112)에 담근 후, 상기 희생층(120)에는 (+) 전원을 인가하고, 상기 음극 전극(114)에는 (-) 전원을 인가하여 진행할 수 있다.In the ECE process, after immersing the ECE solution 112 in the sacrificial layer 120, positive power is applied to the sacrificial layer 120, and negative power is applied to the cathode electrode 114. You can proceed.

상기 미세 기공(130)들은 상기 희생층(120)의 표면으로부터 상기 희생층(120)의 내부로 일정 깊이까지 형성될 수 있다. 상기 미세 기공(130)들의 형성 깊이 및 직경 등은 인가 전압, 공정 시간, 상기 희생층(120)의 도핑 농도 또는 ECE 용액의 온도를 조절함으로써 조절할 수 있다.The micropores 130 may be formed to a predetermined depth into the sacrificial layer 120 from the surface of the sacrificial layer 120. The formation depth and diameter of the micropores 130 may be controlled by adjusting an applied voltage, a process time, a doping concentration of the sacrificial layer 120, or a temperature of an ECE solution.

이때, 상기 미세 기공(130)들은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 적어도 두 영역, 즉, 제1 미세 기공(132) 및 제2 미세 기공(134)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제2 미세 기공(134)은 상기 제1 미세 기공(132)에 비해 그 직경을 크게 하여 형성할 수 있다.In this case, the micropores 130 may include at least two regions, that is, the first micropores 132 and the second micropores 134, as shown in FIGS. 8 and 9. The second micropores 134 may be formed to have a larger diameter than the first micropores 132.

상기 미세 기공(130)들을 상기 제1 미세 기공(132) 및 제2 미세 기공(134)으로 형성하는 이유는 상기 희생층(120)의 표면에 가까운 영역, 즉 상기 제1 미세 기공(132)은 직경이 작은 미세 기공들로 형성하고, 상기 희생층(120) 내부, 즉, 상기 제2 미세 기공(134)은 직경이 큰 미세 기공들로 형성하여, 이후, 상기 희생층(120) 상에 질화물 반도체층(150)을 재성장할 때, 상기 질화물 반도체층(150)에는 손상을 적게 주는 동시에 상기 희생층(120) 내부에는 그 크기가 큰 공동(160)을 형성하거나 공동(160)의 수가 많아지도록 하기 위해서이다.The reason for forming the micropores 130 as the first micropores 132 and the second micropores 134 is a region close to the surface of the sacrificial layer 120, that is, the first micropores 132 The micropores having a small diameter are formed, and the inside of the sacrificial layer 120, that is, the second micropores 134 are formed with micropores having a large diameter, and then nitride is formed on the sacrificial layer 120. When the semiconductor layer 150 is regrown, the nitride semiconductor layer 150 is less damaged, and the cavity 160 having a larger size is formed in the sacrificial layer 120 or the number of the cavity 160 is increased. To do that.

도 9에 도시된 미세 기공(130)들의 제조 방법은 상기 희생층(120)을 ECE 용액을 담근 후, 적어도 두 단계의 전압으로 상기 미세 기공(130)들을 형성함으로써 제1 미세 기공(132) 및 제2 미세 기공(134)을 형성할 수 있다.In the method of manufacturing the fine pores 130 shown in FIG. Second micropores 134 may be formed.

즉, 상기 제1 미세 기공(132)을 제1 전압으로 형성한 후, 상기 제1 전압 보다 높은 전압인 제2 전압으로 상기 제2 미세 기공(134)을 형성함으로써 형성될 수 있다.That is, the first micropores 132 may be formed at a first voltage, and then the second micropores 134 may be formed at a second voltage that is higher than the first voltage.

따라서, 도 9에 도시된 미세 기공(130)들의 제조 방법은 미세 기공(130)들을 형성함에 있어 인가 전압을 적어도 두 단계로 나누어 다르게 인가함으로써 형성될 수 있다.Therefore, the method of manufacturing the micropores 130 illustrated in FIG. 9 may be formed by dividing an applied voltage in at least two steps in forming the micropores 130.

도 10에 도시된 미세 기공(130)들의 제조 방법은 상기 희생층(120)을 형성함에 있어, 불순물의 농도가 상이한 제1 희생층(122) 및 제2 희생층(124)을 형성한 후, 상기 제1 희생층(122) 및 제2 희생층(124)이 형성된 성장 기판(110)을 ECE 용액에 담근 후 전원을 인가함으로써 제1 미세 기공(132) 및 제2 미세 기공(134)을 형성할 수 있다. 이때 상기 제1 희생층(122)은 상기 제2 희생층(124)에 비해 불순물의 농도가 더 높게 하여 형성하는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing the fine pores 130 illustrated in FIG. 10, in forming the sacrificial layer 120, after forming the first sacrificial layer 122 and the second sacrificial layer 124 having different concentrations of impurities, The first micropores 132 and the second micropores 134 are formed by dipping the growth substrate 110 having the first sacrificial layer 122 and the second sacrificial layer 124 in an ECE solution and then applying power. can do. In this case, the first sacrificial layer 122 may be formed at a higher concentration of impurities than the second sacrificial layer 124.

따라서, 도 10에 도시된 미세 기공(130)들의 제조 방법은 희생층(120)을 형성함에 있어, 불순물의 농도가 상이한 적어도 두 층의 희생층(120)을 형성하고, ECE 공정을 실시함으로써 형성될 수 있다.Therefore, in the method of manufacturing the fine pores 130 shown in FIG. 10, the sacrificial layer 120 is formed by forming at least two sacrificial layers 120 having different impurity concentrations and performing an ECE process. Can be.

이때, 도 10에 도시된 미세 기공(130)들의 제조 방법은 상기 ECE 공정을 실시함에 있어, 인가 전압을 한 단계로 진행하는 것을 기본으로 하나, 인가 전압을 두 단계 이상으로 하여 진행할 수 있고, 또한, 상기 제1 미세 기공(132)의 크기를 더 크게 할 수도 있다.At this time, the method of manufacturing the fine pores 130 shown in FIG. 10 is based on proceeding the applied voltage in one step in performing the ECE process, but may proceed in two or more steps. In addition, the size of the first micropores 132 may be increased.

도 3을 참조하여 설명하면, 상기 미세 기공이 형성된 희생층(120) 상에 절연 패턴(140)을 형성한다.Referring to FIG. 3, an insulating pattern 140 is formed on the sacrificial layer 120 in which the micropores are formed.

상기 절연 패턴(140)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등과 같은 절연 물질로 형성될 수 있다.The insulating pattern 140 may be formed of an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride.

상기 절연 패턴(140)은 스트라이프 형태 또는 메쉬 형태로 오픈 영역을 구비할 수 있다.The insulating pattern 140 may have an open area in the form of a stripe or a mesh.

상기 절연 패턴(140)은 그 너비, 두께 및 형태 등은 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 이용하여 발광 다이오드 소자를 형성할 때, 다이싱을 고려하여 형성하고, 또한, 광 추출 효율을 고려하여 형성할 수 있다.The insulating pattern 140 has a width, a thickness, a shape, and the like, when the light emitting diode device is formed using the nitride semiconductor layer separated by the method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present invention. Can be formed in consideration of dicing and can be formed in consideration of light extraction efficiency.

상기 절연 패턴(140)은 240㎚의 두께로 형성될 수 있다.The insulating pattern 140 may be formed to a thickness of 240 nm.

도 4를 참조하여 설명하면, 상기 절연 패턴(140)이 형성된 희생층(120) 상에 복수의 질화물 반도체층(150)을 형성한다. Referring to FIG. 4, a plurality of nitride semiconductor layers 150 are formed on the sacrificial layer 120 having the insulating pattern 140 formed thereon.

상기 복수의 질화물 반도체층(150)은 상기 성장 기판(110)을 MOCVD 등과 같은 에피 성장 장치의 챔버 내에 재장입한 후, 재성장함으로써 이루어질 수 있다.The plurality of nitride semiconductor layers 150 may be made by re-growing the growth substrate 110 in a chamber of an epitaxial growth apparatus such as MOCVD.

즉, 상기 복수의 질화물 반도체층(150)은 상기 절연 패턴(140)의 오픈 영역에 의해 노출된 상기 희생층(120)의 표면으로부터 에피 성장하여 형성될 수 있다.That is, the plurality of nitride semiconductor layers 150 may be formed by epitaxial growth from the surface of the sacrificial layer 120 exposed by the open region of the insulating pattern 140.

이때, 상기 희생층(120)의 미세 기공(130)들은 상기 복수의 질화물 반도체층(150)이 에피 성장될 때, 복수의 공동(160)으로 형성될 수 있다.In this case, the fine pores 130 of the sacrificial layer 120 may be formed of a plurality of cavities 160 when the plurality of nitride semiconductor layers 150 are epitaxially grown.

상기 복수의 공동(160)은 복수의 미세 기공(130)이 하나로 합쳐짐으로써 형성될 수도 있고, 하나의 미세 기공(130)이 확장되어 형성될 수도 있다.The plurality of cavities 160 may be formed by combining a plurality of fine pores 130 into one, or may be formed by expanding one fine pore 130.

이때, 상기 복수의 질화물 반도체층(150)을 에피 성장시킬 때, 상기 에피 성장의 성장 온도 또는 주입되는 가스의 종류 및 유량을 조절하여 상기 공동(160)들의 크기, 위치 및 갯수 등을 조절할 수 있다. At this time, when epitaxially growing the plurality of nitride semiconductor layers 150, the size, position and number of the cavity 160 may be controlled by controlling the growth temperature of the epitaxial growth or the type and flow rate of the injected gas. .

상기 공동(160)들은 상기 희생층(120)의 상부 영역(이때, 상기 희생층(120)의 상부 영역은 상기 복수의 질화물 반도체층(150)과 접하는 계면에 가까운 영역을 의미함)에 주로 형성될 수 있다.The cavities 160 are mainly formed in an upper region of the sacrificial layer 120 (in this case, an upper region of the sacrificial layer 120 means a region close to an interface contacting the plurality of nitride semiconductor layers 150). Can be.

상기 공동(160)들은 상기 희생층(120)의 영역 중 상기 복수의 질화물 반도체층(150)과 가까운 영역에 존재하는 것에 비해 먼 곳에 존재하는 것이 그 크기가 더 크며, 상기 복수의 질화물 반도체층(150)과 멀어질 수 록 그 크기는 커지는 형태로 구비될 수 있다.The cavities 160 are larger in size than those in the region of the sacrificial layer 120 and close to the plurality of nitride semiconductor layers 150, and the plurality of nitride semiconductor layers ( The farther it is from 150), the larger the size may be provided.

한편, 도 4에서는 상기 복수의 질화물 반도체층(150)이 제1 질화물 반도체층(152) 및 제2 질화물 반도체층(154)을 포함하여 이루어진 것으로 도시하고 있으나, 단일층일 수도 있으며, 셋 층 이상의 복수 층으로 이루어질 수 있다.In FIG. 4, the plurality of nitride semiconductor layers 150 includes the first nitride semiconductor layer 152 and the second nitride semiconductor layer 154, but may be a single layer or a plurality of three or more layers. It may consist of layers.

상기 제1 질화물 반도체층(152)은 버퍼층일 수 있고, 상기 제2 질화물 반도체층(154)은 적어도 활성층을 포함하는 반도체층일 수 있다.The first nitride semiconductor layer 152 may be a buffer layer, and the second nitride semiconductor layer 154 may be a semiconductor layer including at least an active layer.

즉, 상기 제1 질화물 반도체층(152)은 n형 불순물이 도핑된 n-GaN층 또는 불순물이 도핑되지 않은 μ-GaN층일 수 있다.That is, the first nitride semiconductor layer 152 may be an n-GaN layer doped with n-type impurities or a μ-GaN layer doped with impurities.

상기 제2 질화물 반도체층(154)은 제1형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제2형 반도체층(미도시)을 포함하여 이루어질 수 있다.The second nitride semiconductor layer 154 may include a first type semiconductor layer (not shown), an active layer (not shown), and a second type semiconductor layer (not shown).

이때, 상기 제1형 반도체층(미도시)은 제1형 불순물, 예컨대, N형 불순물이 도핑된 Ⅲ-N 계열의 화합물 반도체, 예컨대 (Al, In, Ga)N 계열의 Ⅲ족 질화물 반도체층, 즉, N-GaN층일 수 있다.In this case, the first type semiconductor layer (not shown) is a III-N-based compound semiconductor doped with a first-type impurity, for example, an N-type impurity, such as (Al, In, Ga) N-based group III nitride semiconductor layer. That is, it may be an N-GaN layer.

상기 활성층(미도시)은 Ⅲ-N 계열의 화합물 반도체, 예컨대 (Al, Ga, In)N 반도체층으로 이루어질 수 있으며, 단일 층 또는 복수 층으로 이루어질 수 있고, 적어도 일정 파장의 광을 발광할 수 있다. 또한, 상기 활성층(미도시)은 하나의 웰층(미도시)을 포함하는 단일 양자웰 구조일 수도 있고, 웰층(미도시)과 장벽층(미도시)이 교대로 반복되어 적층된 구조인 다중 양자웰 구조로 구비될 수 있다. 이때, 상기 웰층(미도시) 또는 장벽층(미도시)은 각각 또는 둘 다 초격자 구조로 이루어질 수 있다.The active layer (not shown) may be formed of a III-N-based compound semiconductor, such as (Al, Ga, In) N semiconductor layer, may be formed of a single layer or a plurality of layers, and may emit light of at least a predetermined wavelength. have. In addition, the active layer (not shown) may be a single quantum well structure including one well layer (not shown), or a multiple quantum structure in which a well layer (not shown) and a barrier layer (not shown) are alternately stacked. It may be provided in a well structure. In this case, the well layer (not shown) or the barrier layer (not shown) may be formed of a superlattice structure, respectively or both.

상기 제2형 반도체층(미도시)은 제2형 불순물, 예컨대, P형 불순물이 도핑된 Ⅲ-N 계열의 화합물 반도체, 예컨대 (Al, Ga, In)N 계열의 Ⅲ족 질화물 반도체층, 즉, P-GaN층일 수 있다.The second type semiconductor layer (not shown) may be a III-N type compound semiconductor doped with a second type impurity, for example, a P type impurity, such as a (Al, Ga, In) N type III nitride semiconductor layer, that is, , P-GaN layer.

상기 제2 질화물 반도체층(154)은 초격자층(미도시) 또는 전자 브로킹층(미도시)를 더 포함할 수 있다.The second nitride semiconductor layer 154 may further include a superlattice layer (not shown) or an electron breaking layer (not shown).

이어서, 상기 복수의 질화물 반도체층(150) 상에 지지 기판(170)을 부착한다.Subsequently, the support substrate 170 is attached onto the plurality of nitride semiconductor layers 150.

상기 지지 기판(170)은 사파이어 기판, GaN 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.The support substrate 170 may be a sapphire substrate, a GaN substrate, a glass substrate, a silicon carbide substrate, or a silicon substrate, a conductive substrate made of a metal material, a circuit board such as a PCB, or a ceramic including ceramic. It may be a substrate.

이때, 도 4에서 도시하고 있지 않지만, 상기 복수의 질화물 반도체층(150)과 지지 기판(170) 사이에 본딩층(미도시)을 구비하여 상기 복수의 질화물 반도체층(150)과 지지 기판(170)을 접합할 수도 있다.Although not shown in FIG. 4, a bonding layer (not shown) is provided between the plurality of nitride semiconductor layers 150 and the support substrate 170 to provide the plurality of nitride semiconductor layers 150 and the support substrate 170. ) May be joined.

도 5를 참조하여 설명하면, 상기 성장 기판(110)과 질화물 반도체층(150)들을 분리하는 공정을 진행한다.Referring to FIG. 5, a process of separating the growth substrate 110 and the nitride semiconductor layer 150 is performed.

본 실시 예에서는 상기 복수의 공동(160)이 구비된 상기 희생층(120)에 기계적 스트레스를 가해 상기 공동(160)들을 따라 파괴가 전파되어 상기 희생층(120)이 도 5에 도시된 바와 같이 분리됨으로써 상기 성장 기판(110)과 상기 질화물 반도체층(150)들이 구비된 지지 기판(170)이 분리될 수 있다.In the present embodiment, mechanical stress is applied to the sacrificial layer 120 having the plurality of cavities 160 so that breakage propagates along the cavities 160 so that the sacrificial layer 120 is shown in FIG. 5. By separating, the growth substrate 110 and the support substrate 170 provided with the nitride semiconductor layers 150 may be separated.

도 6을 참조하여 설명하면, 상기 성장 기판(110)이 분리된 상기 질화물 반도체층(150)들이 구비된 지지 기판(170)에서 상기 절연 패턴(140)을 제거하는 공정을 진행할 수 있다.Referring to FIG. 6, the process of removing the insulating pattern 140 from the support substrate 170 including the nitride semiconductor layers 150 from which the growth substrate 110 is separated may be performed.

이때, 상기 성장 기판(110)이 분리되면서 상기 질화물 반도체층(150), 정확하게는 상기 질화물 반도체층(150)과 절연 패턴(140) 상에 상기 희생층(120)의 일부가 잔류하고, 상기 절연 패턴(140)을 제거하는 공정으로 상기 절연 패턴(140)을 제거할 때, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 질화물 반도체층(150) 상에 성장된 상기 희생층(120)의 일부는 잔류할 수 있다.In this case, as the growth substrate 110 is separated, a part of the sacrificial layer 120 remains on the nitride semiconductor layer 150, precisely, the nitride semiconductor layer 150 and the insulation pattern 140, and the insulation When removing the insulating pattern 140 by removing the pattern 140, a portion of the sacrificial layer 120 grown on the nitride semiconductor layer 150 may remain as shown in FIG. 6. have.

상기 잔류하는 희생층(120)의 일부의 표면인 제1 표면(126)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 거칠기가 거칠게 형성될 수 있다. 이는 상기 제1 표면(126)은 상기 공동(160)들의 내부 표면 또는 파괴가 전파되어 파단된 상기 희생층(120)의 표면이 노출되어 형성되기 때문이다.The first surface 126, which is a surface of a portion of the remaining sacrificial layer 120 may have a roughness as shown in FIGS. 5 and 6. This is because the first surface 126 is formed by exposing the inner surface of the cavities 160 or the surface of the sacrificial layer 120 broken by the propagation of the fracture.

또한, 상기 절연 패턴(140)이 제거되어 노출된 제1 질화물 반도체층(152)의 표면인 제2 표면(156) 역시 도 6에 도시된 바와 같이 거칠기가 거칠게 형성될 수 있다. 이는 상기 제2 표면(156)이 상기 절연 패턴(140)의 제거에 의해 노출된 표면이므로 상기 절연 패턴(140)을 식각하는 식각 용액 등에 의해 그 표면이 거칠게 형성되기 때문이다.In addition, the second surface 156, which is the surface of the first nitride semiconductor layer 152 exposed by removing the insulating pattern 140, may also have roughness, as shown in FIG. 6. This is because the second surface 156 is a surface exposed by the removal of the insulating pattern 140, so that the surface is roughened by an etching solution or the like that etches the insulating pattern 140.

이때, 상기 제1 표면(126)과 제2 표면(156)은 서로 다른 거칠기를 가질 수 있데, 이는 상기 제1 표면(126)과 제2 표면(156)이 서로 다른 층에서 형성되고, 다른 공정으로 형성되기 때문이다. At this time, the first surface 126 and the second surface 156 may have different roughness, which is the first surface 126 and the second surface 156 is formed in a different layer, different process Because it is formed.

도 7을 참조하여 설명하면, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 상기 지지 기판(170) 상에 상기 질화물 반도체층(150)들 및 상기 질화물 반도체층(150) 상에 구비된 상기 잔류하는 희생층(120)의 일부를 이용하여 발광 다이오드 소자를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 7, the nitride semiconductor layer (on the support substrate 170) is formed on the support substrate 170 by a method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to the exemplary embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6. 150 and a portion of the remaining sacrificial layer 120 provided on the nitride semiconductor layer 150 may be manufactured.

즉, 상기 잔류하는 희생층(120)의 일부 및 상기 질화물 반도체층(150)들을 메사 식각하여 상기 질화물 반도체층(150)들의 일부, 예컨대, 상기 제2 질화물 반도체층(154)의 제1형 반도체층(미도시)의 일부가 노출되도록 하는 메사 식각 공정, 상기 노출된 상기 제2 질화물 반도체층(154)의 제1형 반도체층(미도시)의 일부 상에 제1 전극(182)과 상기 질화물 반도체층(150)들 상에 제2 전극(184)을 형성하는 전극 형성 공정 및 상기 지지 기판(170)을 다이싱하여 개별의 발광 다이오드 소자를 제조하는 지지 기판 다이싱 공정 등을 실시하여 발광 다이오드 소자를 제조할 수 있다.In other words, a portion of the remaining sacrificial layer 120 and the nitride semiconductor layer 150 are mesa-etched to form a portion of the nitride semiconductor layer 150, for example, a first type semiconductor of the second nitride semiconductor layer 154. Mesa etching process to expose a portion of the layer (not shown), the first electrode 182 and the nitride on a portion of the first type semiconductor layer (not shown) of the exposed second nitride semiconductor layer 154 An electrode forming process of forming the second electrode 184 on the semiconductor layers 150 and a support substrate dicing process of dicing the support substrate 170 to manufacture individual light emitting diode elements may be performed. The device can be manufactured.

이때, 상기 발광 다이오드 소자는 상기 성장 기판(110)의 분리 또는 상기 절연 패턴(140)의 제거 공정 등에 의해 상기 질화물 반도체층(150)들의 표면 또는 상기 잔류하는 희생층(120)의 일부의 표면은 요철(186)을 형성하고, 그 표면이 거칠게 형성되어 있어, 상기 지지 기판(170) 상의 상기 질화물 반도체층(150)들 최상부의 표면은 요철(186) 및 거칠기가 거친 표면(126,156)을 구비하게 된다.In this case, the light emitting diode device may have a surface of the nitride semiconductor layers 150 or a part of the remaining sacrificial layer 120 formed by the separation of the growth substrate 110 or the removal of the insulating pattern 140. The concave-convex 186 is formed, and the surface thereof is formed to be rough so that the top surface of the nitride semiconductor layers 150 on the support substrate 170 have the concave-convex 186 and the rough surface 126, 156. do.

이로 인해, 상기 질화물 반도체층(150)들 상부의 표면으로 광이 추출되는 경우 광 추출 효율이 높아질 수 있다.Therefore, when light is extracted to the surfaces of the nitride semiconductor layers 150, the light extraction efficiency may be increased.

한편, 분리된 상기 성장 기판(110)은 그 표면에 잔류하는 희생층(120)의 일부 등을 제거하는 세정 공정을 진행한 후, 재사용될 수 있다.Meanwhile, the separated growth substrate 110 may be reused after the cleaning process of removing a portion of the sacrificial layer 120 remaining on the surface thereof.

도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자의 다른 실시 예를 도시한 사시도 및 단면도들이다.11 to 13 are perspective views and cross-sectional views illustrating another embodiment of a light emitting diode device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to an embodiment of the present disclosure.

이때, 도 11은 도 12의 A-A'선을 따라 절취한 단면도이고, 도 13은 도 12의 B-B'선을 따라 절취한 단면도이다.11 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 12, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 12.

도 11을 참조하여 설명하면, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 상기 지지 기판(170) 상에 상기 질화물 반도체층(150)들 및 상기 질화물 반도체층(150) 상에 구비된 상기 잔류하는 희생층(120)의 일부를 이용하여 발광 다이오드 소자를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 11, the nitride semiconductor layer (on the support substrate 170) is formed on the support substrate 170 by a method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to the exemplary embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6. 150 and a portion of the remaining sacrificial layer 120 provided on the nitride semiconductor layer 150 may be manufactured.

즉, 상기 질화물 반도체층(150)을 구비한 상기 지지 기판(170) 상에 층간 절연막(142)을 형성한다.That is, an interlayer insulating layer 142 is formed on the support substrate 170 having the nitride semiconductor layer 150.

이때, 상기 질화물 반도체층(150)은 복수 개로 분리될 수 있다. 상기 질화물 반도체층(150)의 분리는 상기 메사 식각 등을 이용하여 상기 질화물 반도체층(150)의 일부를 식각하여 상기 지지 기판(170)을 노출시켜 이룰 수 있다.In this case, the nitride semiconductor layer 150 may be separated into a plurality. The nitride semiconductor layer 150 may be separated by etching a part of the nitride semiconductor layer 150 using the mesa etching or the like to expose the support substrate 170.

도 11에서는 메사 식각 등에 의해 상기 질화물 반도체층(150)의 측면이 노출되어 상기 층간 절연막(142)이 이를 덮는 형태로 구비되어 있으나, 상기 질화물 반도체층(150)을 분리하지 않은 경우에는 상기 층간 절연막(142)은 상기 질화물 반도체층(150)의 상부를 덮는 형태로 구비될 수 있다.In FIG. 11, the side surface of the nitride semiconductor layer 150 is exposed by mesa etching or the like, so that the interlayer insulating layer 142 is covered. However, when the nitride semiconductor layer 150 is not separated, the interlayer insulating layer 150 is exposed. 142 may be provided to cover an upper portion of the nitride semiconductor layer 150.

상기 층간 절연막(142)은 개구부(144)를 구비할 수 있다. 상기 개구부(144)는 이후 설명되는 전극 연장부(188b)가 형성될 영역에만 구비될 수 있다. The interlayer insulating layer 142 may include an opening 144. The opening 144 may be provided only in an area in which the electrode extension 188b to be described later will be formed.

상기 층간 절연막(142)은 하부의 질화물 반도체층(150), 특히 최상부의 상기 제1 질화물 반도체층(152)을 보호하기 위해 구비될 수 있다. 물론 상기 층간 절연막(142)은 필요에 따라 생략될 수 있다.The interlayer insulating layer 142 may be provided to protect the lower nitride semiconductor layer 150, in particular, the uppermost first nitride semiconductor layer 152. Of course, the interlayer insulating layer 142 may be omitted as necessary.

도 12 및 도 13을 참조하여 설명하면, 상기 개구부(144)를 구비한 상기 층간 절연막(142)이 형성된 상기 지지 기판(170) 상에 상기 상부 전극부(188)를 형성한다.12 and 13, the upper electrode part 188 is formed on the support substrate 170 on which the interlayer insulating layer 142 having the opening 144 is formed.

상기 상부 전극부(188)의 상부 전극(188a)은 상기 층간 절연막(142) 상에 형성하고, 상기 전극 연장부(188b)는 상기 층간 절연막(142)의 개구부(144) 내에 형성한다.The upper electrode 188a of the upper electrode part 188 is formed on the interlayer insulating layer 142, and the electrode extension part 188b is formed in the opening 144 of the interlayer insulating layer 142.

따라서, 상기 전극 연장부(188b)는 제1 질화물 반도체층(152)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결되고, 상기 상부 전극(188a)은 상기 제1 질화물 반도체층(152)과 직접 접촉하지 않고, 상기 전극 연장부(188b)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.Accordingly, the electrode extension 188b is in direct contact with the first nitride semiconductor layer 152 and electrically connected thereto, and the upper electrode 188a is not in direct contact with the first nitride semiconductor layer 152. It may be electrically connected through the electrode extension 188b.

이때, 상기 전극 연장부(188b)는 하나 또는 복수 개 형성될 수 있다. 즉, 본 실시 예에서는 두 개의 전극 연장부(188b)를 구비하는 것으로 도시하고 있으나, 하나만 구비될 수 있고, 또한 셋 이상의 전극 연장부(188b)를 구비할 수도 있다.In this case, one or more electrode extensions 188b may be formed. That is, in the present embodiment, it is illustrated as having two electrode extensions 188b, but only one may be provided, and three or more electrode extensions 188b may be provided.

이어서, 상기 지지 기판(170)을 분리하는 지지 기판 분리 공정 또는 상기 지지 기판(170)과 그 상부에 구비된 상기 질화물 반도체층(150)을 분리하는 분리 공정 등을 진행하여 도 12에 도시된 바와 같은 발광 다이오드 칩을 복수 개 제조할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 12, a support substrate separation process for separating the support substrate 170 or a separation process for separating the support substrate 170 and the nitride semiconductor layer 150 provided thereon are performed. A plurality of the same light emitting diode chip can be manufactured.

도 14 내지 21은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도들이다.14 to 21 are cross-sectional views illustrating a method of separating a growth substrate from a nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention.

도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자를 도시한 단면도이다.FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to another exemplary embodiment of the present disclosure.

도 23은 성장 기판의 일측 표면에 스트라이프 패턴이 형성된 실시 예들을 보여주는 개념도이다.23 is a conceptual diagram illustrating an embodiment in which a stripe pattern is formed on one surface of a growth substrate.

도 14를 참조하여 설명하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법은 우선, 성장 기판(210)을 준비한다.Referring to FIG. 14, in the method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present disclosure, first, the growth substrate 210 is prepared.

이어서, 상기 성장 기판(210)의 일측 표면에 스트라이프 패턴(212)을 형성한다.Subsequently, a stripe pattern 212 is formed on one surface of the growth substrate 210.

상기 스트라이프 패턴(212)은 상기 성장 기판(210)의 일측 표면을 일정 깊이로 식각하여 바닥면(212a) 및 경사면(212b)을 포함하는 홈을 형성함으로써 형성될 수 있다.The stripe pattern 212 may be formed by etching one surface of the growth substrate 210 to a predetermined depth to form a groove including a bottom surface 212a and an inclined surface 212b.

상기 스트라이프 패턴(212)은 상기 성장 기판(210)의 일측 표면 상에 마스크 패턴을 형성하고, 건식 식각함으로써 형성될 수 있다.The stripe pattern 212 may be formed by forming a mask pattern on one surface of the growth substrate 210 and performing dry etching.

이때, 상기 스트라이프 패턴(212)은, 도 23의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 성장 기판(210)이 사파이어 기판인 경우, 상기 사파이어 기판의

Figure pat00003
방향과 60 내지 90도 방향(도 23의 (a)에서는 90도 방향인 것을 도시)이 되도록 형성한다.In this case, as illustrated in FIG. 23A, when the growth substrate 210 is a sapphire substrate, the stripe pattern 212 may be formed of the sapphire substrate.
Figure pat00003
Direction and the 60-90 degree direction (FIG. 23 (a) shows a 90 degree direction).

또한, 상기 스트라이프 패턴(212)은, 도 23의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 성장 기판(210)이 GaN 기판인 경우, 상기 GaN 기판의

Figure pat00004
방향과 60도 방향이 되도록 형성한다.In addition, as shown in FIG. 23B, when the growth substrate 210 is a GaN substrate, the stripe pattern 212 may be formed of the GaN substrate.
Figure pat00004
It is formed to be in the direction and 60 degrees direction.

이는 상기 스트라이프 패턴(212)이 형성된 상기 성장 기판(210)에 희생층(220)이 에피 성장할 때, 상기 스트라이프 패턴(212)의 양측의 상기 성장 기판(210)의 표면으로부터 상기 희생층(220)의 일부분이 성장하고, 상기 성장된 상기 희생층(220)의 일부분들이 각각 측면 성장하여 하나의 층으로 합쳐져 희생층(220)을 형성하기 때문이다. 즉, 상기에서 상술한 바와 같은 방향으로 상기 스트라이프 패턴(212)을 형성하는 경우, 상기 희생층(220)이 잘 머지(merge)되기 때문이다.This is because when the sacrificial layer 220 is epitaxially grown on the growth substrate 210 on which the stripe pattern 212 is formed, the sacrificial layer 220 is formed from the surfaces of the growth substrate 210 on both sides of the stripe pattern 212. This is because a portion of the portion grows, and portions of the grown sacrificial layer 220 are laterally grown to combine into one layer to form the sacrificial layer 220. That is, when the stripe pattern 212 is formed in the direction as described above, the sacrificial layer 220 is merged well.

이어서, 상기 스트라이프 패턴(212)의 바닥면(212a) 상에 성장 억제층(214)을 형성한다. 이는 이후, 상기 성장 기판(210) 상에 희생층(220)을 성장시킬 때, 상기 스트라이프 패턴(212)의 경사면(212b) 상에서는 상기 희생층(220)이 성장되지 않으나, 상기 스트라이프 패턴(212)의 바닥면(212a) 상에는 성장이 이루어질 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해서이다.Next, a growth inhibitory layer 214 is formed on the bottom surface 212a of the stripe pattern 212. This is because when the sacrificial layer 220 is grown on the growth substrate 210, the sacrificial layer 220 does not grow on the inclined surface 212b of the stripe pattern 212, but the stripe pattern 212 This is to prevent this because growth can be made on the bottom surface 212a of the.

상기 성장 억제층(214)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등과 같은 절연 물질로 형성될 수 있다The growth inhibitory layer 214 may be formed of an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride.

도 15를 참조하여 설명하면, 상기 스트라이프 패턴(212)이 형성된 상기 성장 기판(210) 상에 희생층(220)을 성장시킨다.Referring to FIG. 15, the sacrificial layer 220 is grown on the growth substrate 210 on which the stripe pattern 212 is formed.

상기 희생층(220)은 상기 성장 기판(210)을 MOCVD 등과 같은 에피 성장 장치의 챔버 내에 장입한 후, 에피 성장으로 성장시킨다. 상기 희생층(220)은 불순물이 도핑된 GaN, 바람직하게는 n형 불순물이 고농도로 도핑된 n-GaN을 포함하여 이루어질 수 있다.The sacrificial layer 220 is charged into the growth substrate 210 after the growth substrate 210 is charged into the chamber of the epitaxial growth apparatus such as MOCVD. The sacrificial layer 220 may include GaN doped with impurities, preferably n-GaN doped with high concentration of n-type impurities.

상기 희생층(220)을 형성할 때, 상기 희생층(220)의 성장 조건, 즉, 주입되는 가스들의 유량, 성장 온도 또는 성장 압력 등을 조절하여 상기 성장 억제층(214) 상에 형성된 희생층(220)의 일부 면(222)이 균일하도록 형성한다. 이는 상기 희생층(220)이 측면 성장하는 동안 상기 희생층(220)의 일부 면(222)이 균일하지 않으면, 식각이 상기 희생층(220)의 식각이 불균일하게 되어 상기 성장 기판(210)의 분리가 용이하지 않을 수 있기 때문이다.When the sacrificial layer 220 is formed, the sacrificial layer formed on the growth suppression layer 214 is controlled by controlling the growth conditions of the sacrificial layer 220, that is, the flow rate, growth temperature, or growth pressure of the injected gases. Some surfaces 222 of the 220 are formed to be uniform. This is because if the side surface 222 of the sacrificial layer 220 is not uniform while the sacrificial layer 220 is laterally grown, the etching becomes uneven in the sacrificial layer 220, and thus, the growth of the growth substrate 210. This is because the separation may not be easy.

본 실시 예에서는 상기 스트라이프 패턴(212)을 건식 식각하여 형성할 때, 상기 스트라이프 패턴(212)의 바닥면(212a) 상에서의 성장을 억제하기 위해 상기 성장 억제층(214)이 필요한 것으로 설명하고 있으나, 상기 바닥면(212a)에 요철이 형성되어 있거나, 상기 스트라이프 패턴(212)의 바닥면(212a)의 깊이가 깊은 경우에는 상기 성장 억제층(214)을 형성할 필요가 없을 수 있다.In the present embodiment, when the stripe pattern 212 is formed by dry etching, the growth suppression layer 214 is required to suppress the growth on the bottom surface 212a of the stripe pattern 212. When the unevenness is formed on the bottom surface 212a or when the depth of the bottom surface 212a of the stripe pattern 212 is deep, it may not be necessary to form the growth suppression layer 214.

이는 상기 희생층(220)을 형성할 때, 상기 바닥면(212a)에 요철이 형성된 경우에는 상기 바닥면(212a) 상에 성장이 발생하지 않고, 상기 바닥면(212a)의 깊이가 깊은 경우에는 성장이 잘 일어 나지 않을 뿐만 아니라 성장이 일어나도 상기 희생층(220)에는 영향을 주지 못하기 때문이다.When the sacrificial layer 220 is formed, growth is not generated on the bottom surface 212a when the unevenness is formed on the bottom surface 212a, and when the depth of the bottom surface 212a is deep. Not only does growth not occur well, but growth does not affect the sacrificial layer 220.

도 16을 참조하여 설명하면, 상기 희생층(220) 내에 복수의 미세 기공(230)을 형성한다.Referring to FIG. 16, a plurality of micropores 230 are formed in the sacrificial layer 220.

상기 미세 기공(230)들은 도 2, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 제1 미세 기공(132) 및 제2 미세 기공(134)을 포함하는 미세 기공(130)과 동일한 형태로 이루어질 수 있다. 그러므로 상기 미세 기공(230)을 형성하는 자세한 설명을 생략한다.The micropores 230 may have the same shape as the micropores 130 including the first micropores 132 and the second micropores 134 described with reference to FIGS. 2, 8, and 9. Therefore, detailed description of forming the micropores 230 will be omitted.

도 17을 참조하여 설명하면, 상기 희생층(220) 상에 절연 패턴(240)을 형성한다.Referring to FIG. 17, an insulating pattern 240 is formed on the sacrificial layer 220.

상기 절연 패턴(240)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등과 같은 절연 물질로 형성될 수 있다.The insulating pattern 240 may be formed of an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride.

상기 절연 패턴(240)은 스트라이프 형태 또는 메쉬 형태로 오픈 영역을 구비할 수 있다.The insulating pattern 240 may have an open area in the form of a stripe or a mesh.

이어서, 상기 절연 패턴(240)이 형성된 희생층(220) 상에 복수의 질화물 반도체층(250)을 형성한다. Subsequently, a plurality of nitride semiconductor layers 250 are formed on the sacrificial layer 220 on which the insulating pattern 240 is formed.

상기 복수의 질화물 반도체층(250)은 상기 성장 기판(210)을 MOCVD 등과 같은 에피 성장 장치의 챔버 내에 재장입한 후, 재성장함으로써 이루어질 수 있다.The plurality of nitride semiconductor layers 250 may be formed by remounting the growth substrate 210 in a chamber of an epitaxial growth apparatus such as MOCVD and the like, and then regrowing the growth substrate 210.

즉, 상기 복수의 질화물 반도체층(250)은 상기 절연 패턴(240)의 오픈 영역에 의해 노출된 상기 희생층(220)의 표면으로부터 에피 성장하여 형성될 수 있다.That is, the plurality of nitride semiconductor layers 250 may be formed by epitaxially growing from the surface of the sacrificial layer 220 exposed by the open region of the insulating pattern 240.

이때, 상기 희생층(220)의 미세 기공(230)들은 상기 복수의 질화물 반도체층(250)이 에피 성장될 때, 복수의 공동(260)으로 형성될 수 있다.In this case, the fine pores 230 of the sacrificial layer 220 may be formed of a plurality of cavities 260 when the plurality of nitride semiconductor layers 250 are epitaxially grown.

상기 복수의 공동(260)은 복수의 미세 기공(230)이 하나로 합쳐짐으로써 형성될 수도 있고, 하나의 미세 기공(230)이 확장되어 형성될 수도 있다.The plurality of cavities 260 may be formed by combining a plurality of micro pores 230 into one, or one micro pore 230 may be formed to be expanded.

이때, 상기 복수의 질화물 반도체층(250)을 에피 성장시킬 때, 상기 에피 성장의 성장 온도 또는 주입되는 가스의 종류 및 유량을 조절하여 상기 공동(260)들의 크기, 위치 및 갯수 등을 조절할 수 있다. At this time, when epitaxially growing the plurality of nitride semiconductor layers 250, the size, position and number of the cavities 260 may be controlled by controlling the growth temperature of the epitaxial growth or the type and flow rate of the injected gas. .

상기 공동(260)들은 상기 희생층(220)의 상부 영역(이때, 상기 희생층(220)의 상부 영역은 상기 복수의 질화물 반도체층(250)과 접하는 계면에 가까운 영역을 의미함)에 주로 형성될 수 있다.The cavities 260 are mainly formed in an upper region of the sacrificial layer 220 (in this case, an upper region of the sacrificial layer 220 means a region close to an interface contacting the plurality of nitride semiconductor layers 250). Can be.

상기 공동(260)들은 상기 희생층(220)의 영역 중 상기 복수의 질화물 반도체층(250)과 가까운 영역에 존재하는 것에 비해 먼 곳에 존재하는 것이 그 크기가 더 크며, 상기 복수의 질화물 반도체층(250)과 멀어질 수 록 그 크기는 커지는 형태로 구비될 수 있다.The cavities 260 are larger in size than those in the region of the sacrificial layer 220 that are close to the plurality of nitride semiconductor layers 250, and the plurality of nitride semiconductor layers ( The farther it is from 250), the larger the size may be provided.

한편, 도 17에서는 상기 복수의 질화물 반도체층(250)이 제1 질화물 반도체층(252) 및 제2 질화물 반도체층(254)을 포함하여 이루어진 것으로 도시하고 있으나, 단일 층일 수도 있으며, 셋 층 이상의 복수 층으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, although FIG. 17 illustrates that the plurality of nitride semiconductor layers 250 include the first nitride semiconductor layer 252 and the second nitride semiconductor layer 254, the plurality of nitride semiconductor layers 250 may be a single layer or a plurality of three or more layers. It may consist of layers.

상기 제1 질화물 반도체층(252)은 버퍼층일 수 있고, 상기 제2 질화물 반도체층(254)은 적어도 활성층을 포함하는 반도체층일 수 있다.The first nitride semiconductor layer 252 may be a buffer layer, and the second nitride semiconductor layer 254 may be a semiconductor layer including at least an active layer.

즉, 상기 제1 질화물 반도체층(252)은 n형 불순물도 도핑된 n-GaN층 또는 불순물이 도핑되지 않은 μ-GaN층일 수 있다.That is, the first nitride semiconductor layer 252 may be an n-GaN layer doped with n-type impurities or a μ-GaN layer doped with impurities.

상기 제2 질화물 반도체층(254)은 제1형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제2형 반도체층(미도시)을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제2 질화물 반도체층(154)은 초격자층(미도시) 또는 전자 브로킹층(미도시)를 더 포함할 수 있다.The second nitride semiconductor layer 254 may include a first type semiconductor layer (not shown), an active layer (not shown), and a second type semiconductor layer (not shown). In addition, the second nitride semiconductor layer 154 may further include a superlattice layer (not shown) or an electron breaking layer (not shown).

상기 제1형 반도체층(미도시), 활성층(미도시), 제2형 반도체층(미도시), 초격자층(미도시) 및 전자 브로킹층(미도시)은 본 발명의 일 실시 예에서 자세히 설명하고 있음으로 자세한 설명은 생략한다.The first type semiconductor layer (not shown), the active layer (not shown), the second type semiconductor layer (not shown), the superlattice layer (not shown), and the electronic blocking layer (not shown) may be used in an embodiment of the present invention. Detailed description is omitted since it is described in detail.

도 18 및 도 19를 참조하여 설명하면, 적어도 상기 질화물 반도체층(250)을 메사 식각을 실시하여 메사 라인(270)을 형성한다.Referring to FIGS. 18 and 19, at least the nitride semiconductor layer 250 is mesa-etched to form a mesa line 270.

상기 메사 라인(270)은 상기 희생층(220)을 식각하는 식각 용액을 주입하기 위한 것으로 적어도 상기 희생층(220)에 연결되도록 형성하는 것이 바람직하다.The mesa line 270 is for injecting an etching solution for etching the sacrificial layer 220, and is preferably formed to be connected to at least the sacrificial layer 220.

이때, 본 실시 예에서는 상기 성장 기판(210)의 일측 표면에 스트라이프 패턴(212)이 형성되어 있음으로 상기 메사 라인(270)은 상기 질화물 반도체층(250) 및 희생층(220)을 식각하여 상기 공동(260)들과 상기 스트라이프 패턴(212)까지 연결된 형태로 구비될 수 있다.In this embodiment, since the stripe pattern 212 is formed on one surface of the growth substrate 210, the mesa line 270 etches the nitride semiconductor layer 250 and the sacrificial layer 220. The cavities 260 and the stripe pattern 212 may be connected to each other.

본 실시의 변형으로 상기 성장 기판(210)에 상기 스트라이프 패턴(212)이 형성되지 않은 경우에는 상기 메사 라인(270)은 상기 희생층(220)의 공동(260)들까지 연결된 형태로 구비될 수도 있다.When the stripe pattern 212 is not formed on the growth substrate 210 according to the present embodiment, the mesa line 270 may be provided to be connected to the cavities 260 of the sacrificial layer 220. have.

상기 메사 라인(270)은, 도 19에 개시하고 있는 바와 같이, 상기 성장 기판(210) 전체에 걸쳐 형성될 수 있다.As shown in FIG. 19, the mesa line 270 may be formed over the entire growth substrate 210.

즉, 상기 성장 기판(210)을 평면으로 보았을 때, 일측 끝단에서 타측 끝단으로 상기 메사 라인(270)이 형성될 수 있다. 상기 메사 라인(270)은 상기 성장 기판(210) 상에 수직 또는 수평 방향으로 반복하여 배치되어 구비된 스트라이프 형태로 구비될 수 있다.That is, when the growth substrate 210 is viewed in a plane, the mesa line 270 may be formed from one end to the other end. The mesa line 270 may be provided in a stripe shape that is repeatedly disposed in the vertical or horizontal direction on the growth substrate 210.

또한, 상기 메사 라인(270)이 상기 성장 기판(210) 상에 수직 방향과 수평 방향으로 반복하여 배치되어 구비되어 수직 방향의 메사 라인(270)들과 수평 방향의 메사 라인(270)들이 서로 교차되어 구비되는 메쉬(mesh) 형태(도 19 참조)로 구비될 수 있다.In addition, the mesa line 270 is repeatedly disposed in the vertical direction and the horizontal direction on the growth substrate 210 so that the mesa lines 270 in the vertical direction and the mesa lines 270 in the horizontal direction cross each other. And may be provided in a mesh form (see FIG. 19).

한편, 상기 메사 라인(270)들은 상기 스트라이프 패턴(212)과 서로 교차하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 메사 라인(270)의 형성 방향과 상기 스트라이프 패턴(212)의 형성 방향이 서로 평행하지 않도록 형성할 수 있다.The mesa lines 270 may be formed to cross the stripe pattern 212. That is, the formation direction of the mesa line 270 and the formation direction of the stripe pattern 212 may be formed not to be parallel to each other.

이는 상기 메사 라인(270)들이 상기 스트라이프 패턴(212)과 보다 많이 연결되도록 하여 상기 메사 라인(270)을 통해 주입되는 식각 용액이 상기 성장 기판(210)의 표면에 골고루 주입될 수 있도록 하기 위해서이다.This is to allow the mesa line 270 to be more connected to the stripe pattern 212 so that the etching solution injected through the mesa line 270 can be evenly injected onto the surface of the growth substrate 210. .

도 20을 참조하여 설명하면, 상기 복수의 질화물 반도체층(250) 상에 지지 기판(280)을 부착한다.Referring to FIG. 20, the support substrate 280 is attached onto the plurality of nitride semiconductor layers 250.

상기 지지 기판(280)은 사파이어 기판, GaN 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.The support substrate 280 may be a sapphire substrate, a GaN substrate, a glass substrate, a silicon carbide substrate, or a silicon substrate, a conductive substrate made of a metal material, a circuit board such as a PCB, or a ceramic including ceramic. It may be a substrate.

이때, 도 20에서 도시하고 있지 않지만, 상기 복수의 질화물 반도체층(250)과 지지 기판(280) 사이에 본딩층(미도시)을 구비하여 상기 복수의 질화물 반도체층(250)과 지지 기판(280)을 체결하는 역할을 할 수도 있다.In this case, although not illustrated in FIG. 20, a bonding layer (not shown) is provided between the plurality of nitride semiconductor layers 250 and the support substrate 280 to support the plurality of nitride semiconductor layers 250 and the support substrate 280. It can also play a role of fastening.

이어서, 상기 성장 기판(210)과 질화물 반도체층(250)들을 분리하는 공정을 진행한다.Subsequently, a process of separating the growth substrate 210 and the nitride semiconductor layers 250 is performed.

상기 분리 공정은 상기 메사 라인(270)을 통해 식각 용액을 주입하여 상기 희생층(220)을 식각함으로써 이루어질 수 있다.The separation process may be performed by etching the sacrificial layer 220 by injecting an etching solution through the mesa line 270.

상기 식각 용액은 상기 메사 라인(270)을 통해 상기 스트라이프 패턴(212)으로 주입됨으로써, 상기 스트라이프 패턴(212) 상에 위치한 상기 희생층(220)의 일정 영역(224)이 먼저 식각된다. 이때, 식각되는 상기 희생층(220)의 일정 영역(224)은 그 단면이 사다리꼴 형태일 수 있다. 그러므로 상기 절연 패턴(240)을 형성할 때, 상기 희생층(220)의 사다리꼴 형태의 식각 영역을 감안하여 적절한 오픈 영역을 구비하도록 형성할 수 있다.The etching solution is injected into the stripe pattern 212 through the mesa line 270, so that a predetermined region 224 of the sacrificial layer 220 on the stripe pattern 212 is first etched. In this case, the cross-section of the predetermined region 224 of the sacrificial layer 220 may be trapezoidal in shape. Therefore, when the insulating pattern 240 is formed, the trapezoidal etching region of the sacrificial layer 220 may be formed to have an appropriate open region.

이때, 상기 식각 용액은 NaOH 및 H2O2를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 식각 용액은 NaOH : H2O2 : 초순수가 80 : 80 : 300(단위는 cc)의 비율로 포함되어 이루어질 수 있다.In this case, the etching solution may be made of NaOH and H 2 O 2 , the etching solution may be made of NaOH: H 2 O 2 : ultrapure water is included in the ratio of 80: 80: 300 (unit cc). .

상기 식각 공정은 60도에서 30분 동안 진행함으로써 상기 희생층(220)이 식각되어 분리된다. 이때, 상기 희생층(220)은 상기 공동(260)들을 구비하고 있고, 이로 인해 상기 희생층(220)이 보다 용이하게 식각 용액에 의해 식각됨으로써 상기 분리 공정이 손쉽게 이루어질 수 있다The etching process is performed at 60 degrees for 30 minutes to etch and separate the sacrificial layer 220. In this case, the sacrificial layer 220 is provided with the cavities 260, whereby the separation process can be easily etched by etching the sacrificial layer 220 by an etching solution.

상기 분리 공정을 변형될 수 있다. 즉, 상기 식각 공정의 식각 시간을 줄이는 등의 방법으로 상기 희생층(220)을 완전히 분리하지 않은 상태로 식각 공정을 완료하고, 상기 희생층(220)에 기계적 스트레스를 인가하는 공정을 더 진행하여 상기 성장 기판(210)을 분리하는 방법으로 분리 공정을 진행할 수도 있다.The separation process can be modified. That is, the etching process is completed in a state in which the sacrificial layer 220 is not completely separated by a method of reducing the etching time of the etching process, and the process of applying mechanical stress to the sacrificial layer 220 is further performed. The separation process may be performed by separating the growth substrate 210.

도 21을 참조하여 설명하면, 상기 성장 기판(210)을 상기 질화물 반도체층(250)으로부터 분리한 후, 상기 절연 패턴(240)을 제거하는 공정을 진행할 수 있다.Referring to FIG. 21, after removing the growth substrate 210 from the nitride semiconductor layer 250, a process of removing the insulating pattern 240 may be performed.

이때, 상기 절연 패턴(240)이 실리콘 산화물로 이루어진 경우에는 BOE(buffered oxide etchant)을 이용하여 제거할 수 있다.In this case, when the insulating pattern 240 is made of silicon oxide, the insulating pattern 240 may be removed by using a buffered oxide etchant (BOE).

상기 질화물 반도체층(150)의 표면은 상기 절연 패턴(240)의 제거에 의해 요철을 형성하고, 상기 희생층(220)을 식각하는 식각 용액 및 상기 절연 패턴(240)을 식각하는 BOE 등에 의해 거칠게 형성될 수 있다.The surface of the nitride semiconductor layer 150 is roughened by removing the insulating pattern 240, and roughened by an etching solution for etching the sacrificial layer 220 and a BOE for etching the insulating pattern 240. Can be formed.

상기 절연 패턴(240)을 제거한 후, 상기 분리된 표면에 금속성 물질, 예컨대 금속성 Ga을 제거하기 위해 HCl, NaOH 또는 H3SO4와 H2O2의 혼합물 중 어느 하나를 포함하는 용액에 담그는 공정을 더 진행할 수도 있다.After removing the insulating pattern 240, a step of dipping in a solution containing any one of HCl, NaOH or a mixture of H 3 SO 4 and H 2 O 2 to remove a metallic material, such as metallic Ga on the separated surface. You can also proceed further.

이때, 도 20 및 도 21에서는 상기 희생층(220)은 상기 식각 용액으로 식각하고, 상기 성장 기판(210)을 분리한 후, 상기 절연 패턴(240)은 BOE로 식각하여 제거하는 것으로 도시하고 설명하고 있으나, 상기 메사 라인(270)에 식각 용액을 주입하지 않고, 상기 BOE를 주입하여 상기 스트라이프 패턴(212) 및 공동(260)을 통해 상기 절연 패턴(240)을 식각하여 상기 지지 기판(210)을 상기 질화물 반도체층(250)으로부터 분리하는 동시에 상기 절연 패턴(240)을 제거하는 공정을 진행할 수 있다.20 and 21 illustrate that the sacrificial layer 220 is etched with the etching solution, the growth substrate 210 is separated, and the insulating pattern 240 is removed by etching with BOE. However, the supporting substrate 210 is formed by etching the insulating pattern 240 through the stripe pattern 212 and the cavity 260 by injecting the BOE without injecting an etching solution into the mesa line 270. May be separated from the nitride semiconductor layer 250 and the process of removing the insulating pattern 240 may be performed.

상기 식각 용액에 의해 상기 희생층(220)의 일정 영역(224)이 식각됨으로써 노출되는 상기 제1 질화물 반도체층(252)의 표면인 제3 표면(256)은 도 21에 도시된 바와 같이 거칠기가 거칠게 형성될 수 있다. 이는 상기 제3 표면(256)은 상기 식각 용액에 의해 상기 제1 질화물 반도체층(252)의 표면이 일부 식각되기 때문이다.As shown in FIG. 21, the third surface 256, which is the surface of the first nitride semiconductor layer 252, is exposed by etching the predetermined region 224 of the sacrificial layer 220 by the etching solution. It can be formed rough. This is because the surface of the first nitride semiconductor layer 252 is partially etched by the etching solution.

또한, 상기 절연 패턴(240)이 제거되어 노출된 제1 질화물 반도체층(252)의 표면인 제4 표면(258) 역시 도 21에 도시된 바와 같이 거칠기가 거칠게 형성될 수 있다. 이는 상기 제4 표면(258)이 상기 절연 패턴(240)의 제거에 의해 노출된 표면이므로 상기 절연 패턴(240)을 식각하는 식각 용액 등에 의해 그 표면이 거칠게 형성되기 때문이다.In addition, the fourth surface 258, which is the surface of the first nitride semiconductor layer 252 exposed by removing the insulating pattern 240, may have a roughness as shown in FIG. 21. This is because the fourth surface 258 is a surface exposed by the removal of the insulating pattern 240, and thus the surface is roughened by an etching solution for etching the insulating pattern 240.

이때, 상기 제3 표면(256)과 제4 표면(258)은 서로 다른 거칠기를 가질 수 있는데, 이는 상기 제3 표면(256)과 제4 표면(258)이 서로 다른 공정으로 형성되기 때문이다. In this case, the third surface 256 and the fourth surface 258 may have different roughness, because the third surface 256 and the fourth surface 258 are formed by different processes.

도 22를 참조하여 설명하면, 도 14 내지 도 21을 참조하여 설명한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 상기 지지 기판(280) 상에 구비된 상기 질화물 반도체층(250)들을 이용하여 발광 다이오드 소자를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 22, the nitride semiconductor provided on the support substrate 280 by a method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 14 to 21. The layers 250 may be used to fabricate a light emitting diode device.

즉, 상기 질화물 반도체층(250)들을 메사 식각하여 상기 질화물 반도체층(250)들의 일부, 예컨대, 상기 제2 질화물 반도체층(254)의 제1형 반도체층(미도시)의 일부가 노출되도록 하는 메사 식각 공정, 상기 노출된 상기 제2 질화물 반도체층(254)의 제1형 반도체층(미도시)의 일부 상에 제1 전극(292)과 상기 질화물 반도체층(250)들 상에 제2 전극(294)을 형성하는 전극 형성 공정 및 상기 지지 기판(280)을 다이싱하여 개별의 발광 다이오드 소자를 제조하는 지지 기판 다이싱 공정 등을 실시하여 발광 다이오드 소자를 제조할 수 있다.That is, the nitride semiconductor layers 250 may be mesa-etched to expose a portion of the nitride semiconductor layers 250, for example, a portion of the first type semiconductor layer (not shown) of the second nitride semiconductor layer 254. Mesa etching process, a first electrode 292 and a second electrode on the nitride semiconductor layer 250 on a portion of the first type semiconductor layer (not shown) of the exposed second nitride semiconductor layer 254 The light emitting diode device may be manufactured by performing an electrode forming process of forming the 294 and a support substrate dicing process of dicing the support substrate 280 to manufacture individual light emitting diode devices.

이때, 상기 발광 다이오드 소자는 상기 성장 기판(210)의 분리 또는 상기 절연 패턴(240)의 제거 공정 등에 의해 상기 질화물 반도체층(250)들의 표면은 요철(296)을 형성하고 그 표면이 거칠게 형성되어 있어, 상기 지지 기판(280) 상의 상기 질화물 반도체층(250)들 상부의 표면은 요철(296) 및 거칠기가 거친 표면(256, 258)을 구비하게 된다. 이로 인해, 상기 질화물 반도체층(250)들 최상부의 표면으로 광이 추출되는 경우 광 추출 효율이 높아질 수 있다.In this case, in the light emitting diode device, the surfaces of the nitride semiconductor layers 250 are formed with unevenness 296 due to the separation of the growth substrate 210 or the removal of the insulating pattern 240. Thus, the top surface of the nitride semiconductor layers 250 on the support substrate 280 may have unevenness 296 and rough surfaces 256 and 258. For this reason, when light is extracted to the top surface of the nitride semiconductor layers 250, the light extraction efficiency may be increased.

한편, 분리된 상기 성장 기판(210)은 그 표면에 잔류하는 희생층(220)의 일부 등을 제거하는 세정 공정을 진행한 후, 재사용될 수 있다.Meanwhile, the separated growth substrate 210 may be reused after a cleaning process of removing a portion of the sacrificial layer 220 remaining on the surface thereof.

도 24 내지 도 26은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자의 다른 실시 예를 도시한 사시도 및 단면도들이다.24 to 26 are perspective views and cross-sectional views illustrating another embodiment of a light emitting diode device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention.

이때, 도 24는 도 25의 A-A'선을 따라 절취한 단면도이고, 도 26은 도 25의 B-B'선을 따라 절취한 단면도이다.24 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 25, and FIG. 26 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 25.

도 24를 참조하여 설명하면, 도 14 내지 도 21을 참조하여 설명한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 상기 지지 기판(280) 상에 구비된 상기 질화물 반도체층(250)들을 이용하여 발광 다이오드 소자를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 24, the nitride semiconductor provided on the support substrate 280 by a method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 14 to 21. The layers 250 may be used to fabricate a light emitting diode device.

즉, 상기 질화물 반도체층(250)을 구비한 상기 지지 기판(280) 상에 층간 절연막(242)을 형성한다.In other words, an interlayer insulating layer 242 is formed on the support substrate 280 including the nitride semiconductor layer 250.

이때, 상기 질화물 반도체층(250)은 상기 메사 라인(270)에 의해 복수 개로 분리된 채로 상기 지지 기판(280) 상에 구비될 수 있다.In this case, the nitride semiconductor layer 250 may be provided on the support substrate 280 while being separated into a plurality by the mesa line 270.

상기 층간 절연막(242)은 개구부(244)를 구비할 수 있다. 상기 개구부(144)는 이후 설명되는 전극 연장부(298b)가 형성될 영역에만 구비될 수 있다.The interlayer insulating layer 242 may include an opening 244. The opening 144 may be provided only in an area in which the electrode extension 298b to be described later will be formed.

상기 층간 절연막(242)은 하부의 질화물 반도체층(250), 특히 최상부의 상기 제1 질화물 반도체층(252)을 보호하기 위해 구비될 수 있다. 물론 상기 층간 절연막(242)은 필요에 따라 생략될 수 있다.The interlayer insulating layer 242 may be provided to protect the lower nitride semiconductor layer 250, in particular, the uppermost first nitride semiconductor layer 252. Of course, the interlayer insulating layer 242 may be omitted as necessary.

도 25 및 도 26을 참조하여 설명하면, 상기 개구부(244)를 구비한 상기 층간 절연막(242)이 형성된 상기 지지 기판(280) 상에 상기 상부 전극부(298)를 형성한다.Referring to FIGS. 25 and 26, the upper electrode portion 298 is formed on the support substrate 280 on which the interlayer insulating layer 242 having the opening 244 is formed.

상기 상부 전극부(298)의 상부 전극(298a)은 상기 층간 절연막(242) 상에 형성하고, 상기 전극 연장부(298b)는 상기 층간 절연막(242)의 개구부(244) 내에 형성한다.The upper electrode 298a of the upper electrode portion 298 is formed on the interlayer insulating layer 242, and the electrode extension part 298b is formed in the opening 244 of the interlayer insulating layer 242.

따라서, 상기 전극 연장부(298b)는 제1 질화물 반도체층(252)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결되고, 상기 상부 전극(298a)은 상기 제1 질화물 반도체층(252)과 직접 접촉하지 않고, 상기 전극 연장부(298b)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.Therefore, the electrode extension part 298b is in direct contact with the first nitride semiconductor layer 252 and electrically connected thereto, and the upper electrode 298a is not in direct contact with the first nitride semiconductor layer 252. It may be electrically connected through the electrode extension 298b.

이때, 상기 전극 연장부(298b)는 하나 또는 복수 개 형성될 수 있다. 즉, 본 실시 예에서는 두 개의 전극 연장부(298b)를 구비하는 것으로 도시하고 있으나, 하나만 구비될 수 있고, 또한 셋 이상의 전극 연장부(298b)를 구비할 수도 있다.In this case, one or more electrode extensions 298b may be formed. That is, in the present exemplary embodiment, two electrode extensions 298b are illustrated, but only one may be provided, and three or more electrode extensions 298b may be provided.

이어서, 상기 지지 기판(280)을 분리하는 지지 기판 분리 공정 등을 진행하여 도 25에 도시된 바와 같은 발광 다이오드 칩을 복수 개 제조할 수 있다.Subsequently, a plurality of light emitting diode chips as illustrated in FIG. 25 may be manufactured by performing a support substrate separation process of separating the support substrate 280.

도 27은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도이다.27 is a cross-sectional view illustrating a method of separating a growth substrate from a nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention.

도 27을 참조하여 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법은 도 14 내지 도 21을 참조하여 설명한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법과 비교하여 상기 성장 기판(210)의 일측 표면에 스트라이프 패턴(212')을 구비하되, 그 단면 형상이 다르다는 점에서 차이가 있다. Referring to FIG. 27, a method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention is the growth substrate and the nitride semiconductor according to another embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 14 to 21. Compared to the method of separating the layers, the stripe pattern 212 ′ is provided on one surface of the growth substrate 210, but the cross-sectional shape is different.

이때, 상기 스트라이프 패턴(212')의 단면 형상은 대략 V자형이되, 한 쪽의 경사면이 덜 경사져 경사면의 길이가 길다는 특징이 있다.At this time, the cross-sectional shape of the stripe pattern 212 ′ is substantially V-shaped, but one of the inclined surfaces is less inclined, so the length of the inclined surfaces is long.

상기 스트라이프 패턴(212')은 상기 성장 기판(210)을 습식 식각으로 에칭하여 형성할 수 있다. 즉, 상기 스트라이프 패턴(212')은 상기 성장 기판(210)의 결정학적 특징에 따라 형성될 수 있다.The stripe pattern 212 ′ may be formed by etching the growth substrate 210 by wet etching. That is, the stripe pattern 212 ′ may be formed according to the crystallographic characteristics of the growth substrate 210.

상기 성장 기판(210)이 c-면(0001) 사파이어 기판일 경우, 상기 성장 기판(210)을 습식 식각하여 상기 스트라이프 패턴(212')을 형성하는 경우, 상기 스트라이프 패턴(212')은 희생층(220)이 성장되는 면인 c-면, 즉 (0001) 면은 노출되지 않고, 다른 면들이 노출된다.When the growth substrate 210 is a c-plane (0001) sapphire substrate, when the growth substrate 210 is wet etched to form the stripe pattern 212 ', the stripe pattern 212' is a sacrificial layer. The c-plane, that is, the (0001) plane, which is the surface on which 220 is grown, is not exposed, and other faces are exposed.

또한, 본 실시 예와 도 14 내지 도 21을 참조하여 설명한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법은 상기 스트라이프 패턴(212')의 경사면들은 c-면이 노출되지 않음으로 상기 스트라이프 패턴(212')의 경사면 상에는 성장이 이루어지지 않아 상기 스트라이프 패턴(212') 내부에는 성장 방지층을 구비하지 않아도 무방하다는 차이가 있다.In addition, in the method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to the present embodiment and another embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 14 to 21, the inclined surfaces of the stripe pattern 212 ′ are not exposed to the c-plane. As a result, growth does not occur on the inclined surface of the stripe pattern 212 ′, and there is a difference that a growth prevention layer may not be provided inside the stripe pattern 212 ′.

그러므로 본 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층 분리 방법은 상기 성장 기판(210)의 일측 표면에 스트라이프 패턴(212')을 형성하는 방법을 제외하고, 상기 성장 기판(210) 상에 상기 희생층(220)을 성장시키는 공정을 포함한 이후 공정은 도 14 내지 도 21을 참조하여 설명한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Therefore, in the method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to the present embodiment, except for the method of forming the stripe pattern 212 ′ on one surface of the growth substrate 210, the sacrificial layer is formed on the growth substrate 210. Since the process including growing the step 220 is the same as the method for separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 14 to 21 will not be described in detail.

도 28 내지 도 33은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법을 보여주는 단면도이다.28 to 33 are cross-sectional views illustrating a method of separating a growth substrate from a nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention.

도 34는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자를 도시한 단면도이다.34 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to another exemplary embodiment of the present disclosure.

도 28을 참조하여 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법은 우선, 성장 기판(310)을 준비한다.Referring to FIG. 28, in the method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention, first, the growth substrate 310 is prepared.

이어서, 상기 성장 기판(310)의 일측 표면에 스트라이프 패턴(312)을 형성한다.Subsequently, a stripe pattern 312 is formed on one surface of the growth substrate 310.

상기 스트라이프 패턴(312)은 상기 성장 기판(310)의 일측 표면을 일정 깊이로 식각하여 바닥면(312a) 및 경사면(312b)을 포함하는 홈을 형성함으로써 형성될 수 있다.The stripe pattern 312 may be formed by etching one surface of the growth substrate 310 to a predetermined depth to form a groove including a bottom surface 312a and an inclined surface 312b.

상기 스트라이프 패턴(312)은 상기 성장 기판(310)의 일측 표면 상에 마스크 패턴을 형성하고, 건식 식각함으로써 형성될 수 있다.The stripe pattern 312 may be formed by forming a mask pattern on one surface of the growth substrate 310 and performing dry etching.

이때, 도 28에서 도시하고 있지 않지만, 상기 스트라이프 패턴(312)은 도 27을 참조하여 설명한 습식 식각으로 식각한 상기 스트라이프 패턴(212')으로 형성할 수도 있다.Although not illustrated in FIG. 28, the stripe pattern 312 may be formed as the stripe pattern 212 ′ etched by the wet etching described with reference to FIG. 27.

이때, 상기 스트라이프 패턴(312)은 본 발명의 다른 실시 예에서 상술한 상기 스트라이프 패턴(212)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.In this case, since the stripe pattern 312 is the same as the stripe pattern 212 described above in another embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이어서, 상기 스트라이프 패턴(312)의 바닥면(312a) 상에 성장 억제층(314)을 형성한다. 상기 성장 억제층(314)은 본 발명의 다른 실시 예에서 상술한 상기 성장 억제층(214)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Next, a growth suppression layer 314 is formed on the bottom surface 312a of the stripe pattern 312. Since the growth suppression layer 314 is the same as the growth suppression layer 214 described above in another embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이어서, 상기 스트라이프 패턴(312)이 형성된 상기 성장 기판(310) 상에 희생층(320)을 성장시킨다.Subsequently, the sacrificial layer 320 is grown on the growth substrate 310 on which the stripe pattern 312 is formed.

상기 희생층(320)을 형성할 때, 상기 희생층(320)의 성장 조건, 즉, 주입되는 가스들의 유량, 성장 온도 또는 성장 압력 등을 조절하여 상기 성장 억제층(314) 상에 형성된 희생층(320)의 일부 면(322)이 균일하도록 형성한다. 이는 상기 희생층(320)이 측면 성장하는 동안 상기 희생층(320)의 일부 면(322)이 균일하지 않으면, 식각이 상기 희생층(320)의 식각이 불균일하게 되어 상기 성장 기판(310)의 분리가 용이하지 않을 수 있기 때문이다.When the sacrificial layer 320 is formed, the sacrificial layer formed on the growth suppression layer 314 by controlling the growth conditions of the sacrificial layer 320, that is, the flow rate, growth temperature, or growth pressure of the injected gases. Some surfaces 322 of 320 are formed to be uniform. This is because if the side surface 322 of the sacrificial layer 320 is not uniform while the sacrificial layer 320 is laterally grown, the etching causes the etching of the sacrificial layer 320 to be uneven. This is because the separation may not be easy.

그외 상기 희생층(320)은 본 발명의 다른 실시 예에서 상술한 상기 희생층(220)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Since the sacrificial layer 320 is the same as the sacrificial layer 220 described above in another embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이어서, 상기 희생층(320) 상에 절연 패턴(340)을 형성한다.Subsequently, an insulating pattern 340 is formed on the sacrificial layer 320.

상기 절연 패턴(340)은 이후 설명되는 바와 같이 미세 기공(330)을 형성함에 있어 상기 미세 기공(330)의 형성 위치 또는 형성 방향 등을 제어하는 역할을 할 수 있다.The insulating pattern 340 may serve to control the formation position or formation direction of the micropores 330 in forming the micropores 330 as described later.

상기 절연 패턴(340)은 그 표면을 적절하게 형성함으로써, 그 상부에 형성되는 질화물 반도체층(352)의 표면 개질이 좋게 형성될 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.The insulating pattern 340 may be formed to appropriately form a surface thereof so that the surface modification of the nitride semiconductor layer 352 formed thereon may be well formed.

상기 절연 패턴(340)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등과 같은 절연 물질로 형성될 수 있다.The insulating pattern 340 may be formed of an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride.

상기 절연 패턴(340)은 스트라이프 형태 또는 메쉬 형태로 오픈 영역을 구비할 수 있다.The insulating pattern 340 may have an open area in the form of a stripe or a mesh.

도 29를 참조하여 설명하면, 상기 희생층(320) 내에 복수의 미세 기공(330)을 형성한다.Referring to FIG. 29, a plurality of micropores 330 are formed in the sacrificial layer 320.

이때, 상기 미세 기공(330)은 상기 절연 패턴(340)에 의해 노출된 상기 희생층(320)의 표면으로부터 일정 깊이로 형성될 수 있다. 즉, 도 29에 도시된 바와 같이 상기 희생층(320)이 노출된 영역의 하부뿐만 아니라 상기 절연 패턴(340)의 가장 자리 하부에도 형성될 수 있다.In this case, the micropores 330 may be formed to a predetermined depth from the surface of the sacrificial layer 320 exposed by the insulating pattern 340. That is, as shown in FIG. 29, the sacrificial layer 320 may be formed not only under the exposed region but also under the edge of the insulating pattern 340.

이는 상기 미세 기공(330)이 상기 희생층(320)의 표면과 수직하는 방향뿐만 아니라 상기 희생층(320)의 표면에 대해 수직하지 않는 방향, 즉 비스듬한 방향으로도 형성되기 때문이다.This is because the fine pores 330 are formed not only in a direction perpendicular to the surface of the sacrificial layer 320 but also in a direction not perpendicular to the surface of the sacrificial layer 320, that is, in an oblique direction.

상기 미세 기공(330)들은 도 2, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한 제1 미세 기공(132) 및 제2 미세 기공(134)을 포함하는 미세 기공(130)과 동일한 형태로 이루어질 수 있다.The micropores 330 may have the same shape as the micropores 130 including the first micropores 132 and the second micropores 134 described with reference to FIGS. 2, 9, and 10.

그러므로 상기 미세 기공(330)을 형성하는 자세한 설명을 생략한다.Therefore, detailed description of forming the micropores 330 will be omitted.

도 30을 참조하여 설명하면, 상기 절연 패턴(340)이 형성된 희생층(320) 상에 복수의 질화물 반도체층(350)을 형성한다. Referring to FIG. 30, a plurality of nitride semiconductor layers 350 are formed on the sacrificial layer 320 on which the insulating pattern 340 is formed.

상기 복수의 질화물 반도체층(350)은 상기 성장 기판(310)을 MOCVD 등과 같은 에피 성장 장치의 챔버 내에 재장입한 후, 재성장함으로써 이루어질 수 있다.The plurality of nitride semiconductor layers 350 may be formed by re-growing the growth substrate 310 in a chamber of an epitaxial growth apparatus such as MOCVD.

즉, 상기 복수의 질화물 반도체층(350)은 상기 절연 패턴(340)의 오픈 영역에 의해 노출된 상기 희생층(320)의 표면으로부터 성장하여 형성될 수 있다.That is, the plurality of nitride semiconductor layers 350 may be formed by growing from the surface of the sacrificial layer 320 exposed by the open region of the insulating pattern 340.

이때, 상기 희생층(320)의 미세 기공(330)들은 상기 복수의 질화물 반도체층(350)이 성장될 때, 복수의 공동(360)으로 확장하여 형성될 수 있다.In this case, the fine pores 330 of the sacrificial layer 320 may be formed by extending into a plurality of cavities 360 when the plurality of nitride semiconductor layers 350 are grown.

상기 복수의 공동(360)은 복수의 미세 기공(330)이 하나로 합쳐짐으로써 형성될 수도 있고, 하나의 미세 기공(330)이 성장되어 형성될 수도 있다.The plurality of cavities 360 may be formed by combining a plurality of fine pores 330 into one, or may be formed by growing one fine pore 330.

이때, 상기 복수의 질화물 반도체층(350)을 에피 성장시킬 때, 상기 에피 성장의 성장 온도 또는 주입되는 가스의 종류 및 유량을 조절하여 상기 공동(360)들의 크기, 위치 및 갯수 등을 조절할 수 있다.At this time, when epitaxially growing the plurality of nitride semiconductor layers 350, the size, position and number of the cavity 360 may be controlled by controlling the growth temperature of the epitaxial growth or the type and flow rate of the injected gas. .

상기 공동(360)들은 도 30에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 절연 패턴(340)에 의해 노출된 상기 희생층(320)의 일정 영역과 상기 절연 패턴(340) 가장자리 하부의 상기 희생층(320)의 일정 영역에 걸쳐 대략 'U'자형으로 배치되어 구비될 수 있다. 이는 상기 미세 기공(330)이 상기 희생층(320)의 일측 표면에서 수직하는 방향뿐만 아니라 비스듬한 방향으로도 형성되어있기 때문에 상기 공동(360)들도 유사한 형태로 형성되었기 때문이다.As shown in FIG. 30, the cavities 360 have a predetermined region of the sacrificial layer 320 exposed by the insulating pattern 340 and the sacrificial layer 320 below the edge of the insulating pattern 340. It may be disposed in a substantially 'U' shape over a certain area. This is because the micropores 330 are formed in an oblique direction as well as the direction perpendicular to the surface of one side of the sacrificial layer 320 is formed in a similar shape.

한편, 도 30에서는 상기 복수의 질화물 반도체층(350)이 제1 질화물 반도체층(352) 및 제2 질화물 반도체층(354)을 포함하여 이루어진 것으로 도시하고 있으나, 단일 층일 수도 있으며, 셋 층 이상의 복수 층으로 이루어질 수 있다.In FIG. 30, the plurality of nitride semiconductor layers 350 include the first nitride semiconductor layer 352 and the second nitride semiconductor layer 354, but may be a single layer or a plurality of three or more layers. It may consist of layers.

상기 제1 질화물 반도체층(352)과 제2 질화물 반도체층(354)을 포함하는 복수의 질화물 반도체층(350)은 본 발명의 다른 실시 예에서 상술한 상기 제1 질화물 반도체층(252)과 제2 질화물 반도체층(254)을 포함하는 복수의 질화물 반도체층(250)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The plurality of nitride semiconductor layers 350 including the first nitride semiconductor layer 352 and the second nitride semiconductor layer 354 may include the first nitride semiconductor layer 252 and the first nitride semiconductor layer 252 described above in another embodiment of the present invention. Since the plurality of nitride semiconductor layers 250 including the two nitride semiconductor layers 254 are the same, detailed description thereof will be omitted.

도 31을 참조하여 설명하면, 적어도 상기 질화물 반도체층(350)을 메사 식각을 실시하여 메사 라인(370)을 형성한다.Referring to FIG. 31, mesa etching is performed on at least the nitride semiconductor layer 350 to form a mesa line 370.

상기 메사 라인(370)은 상기 희생층(320)을 식각하는 식각 용액을 주입하기 위한 것으로 적어도 상기 희생층(320)에 연결되도록 형성하는 것이 바람직하다.The mesa line 370 is to inject an etching solution for etching the sacrificial layer 320 and is preferably formed to be connected to at least the sacrificial layer 320.

이때, 본 실시 예에서는 상기 성장 기판(310)의 일측 표면에 스트라이프 패턴(312)이 형성되어 있음으로 상기 메사 라인(370)은 상기 질화물 반도체층(350) 및 희생층(320)을 식각하여 상기 공동(360)들과 상기 스트라이프 패턴(312)까지 연결된 형태로 구비될 수 있다. In this embodiment, since the stripe pattern 312 is formed on one surface of the growth substrate 310, the mesa line 370 etches the nitride semiconductor layer 350 and the sacrificial layer 320. The cavity 360 and the stripe pattern 312 may be connected to each other.

본 실시의 변형으로 상기 성장 기판(310)에 상기 스트라이프 패턴(312)이 형성되지 않은 경우에는 상기 메사 라인(370)은 상기 희생층(320)의 공동(360)들까지 연결된 형태로 구비될 수도 있다.When the stripe pattern 312 is not formed on the growth substrate 310 according to the present exemplary embodiment, the mesa line 370 may be provided to be connected to the cavities 360 of the sacrificial layer 320. have.

상기 메사 라인(370)은 본 발명의 다른 실시 예에서 상술한 상기 메사 라인(270)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Since the mesa line 370 is the same as the mesa line 270 described above in another embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이어서, 상기 복수의 질화물 반도체층(350) 상에 지지 기판(380)을 부착한다.Subsequently, the support substrate 380 is attached onto the plurality of nitride semiconductor layers 350.

상기 지지 기판(380)은 사파이어 기판, GaN 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.The support substrate 380 may be a sapphire substrate, a GaN substrate, a glass substrate, a silicon carbide substrate, or a silicon substrate, a conductive substrate made of a metal material, a circuit board such as a PCB, or a ceramic including ceramic. It may be a substrate.

이때, 도 31에서 도시하고 있지 않지만, 상기 복수의 질화물 반도체층(350)과 지지 기판(380) 사이에 본딩층(미도시)을 구비하여 상기 복수의 질화물 반도체층(350)과 지지 기판(380)을 체결하는 역할을 할 수도 있다.Although not illustrated in FIG. 31, a bonding layer (not shown) is provided between the plurality of nitride semiconductor layers 350 and the support substrate 380 to support the plurality of nitride semiconductor layers 350 and the support substrate 380. It can also play a role of fastening.

도 32를 참조하여 설명하면, 상기 성장 기판(310)과 질화물 반도체층(350)들을 분리하는 공정을 진행한다.Referring to FIG. 32, a process of separating the growth substrate 310 and the nitride semiconductor layer 350 is performed.

상기 분리 공정은 상기 메사 라인(370)을 통해 식각 용액을 주입하여 상기 희생층(320)을 식각함으로써 이루어질 수 있다.The separation process may be performed by etching the sacrificial layer 320 by injecting an etching solution through the mesa line 370.

상기 식각 용액은 상기 메사 라인(370)을 통해 상기 스트라이프 패턴(312)으로 주입됨으로써, 상기 스트라이프 패턴(312) 상에 위치한 상기 희생층(320)의 일정 영역(324)이 먼저 식각된다. 이때, 식각되는 상기 희생층(320)의 일정 영역(324)은 그 단면이 사다리꼴 형태일 수 있다. 그러므로 상기 절연 패턴(340)을 형성할 때, 상기 희생층(320)의 사다리꼴 형태의 식각 영역을 감안하여 적절한 오픈 영역을 구비하도록 형성할 수 있다.The etching solution is injected into the stripe pattern 312 through the mesa line 370, so that a predetermined region 324 of the sacrificial layer 320 positioned on the stripe pattern 312 is first etched. In this case, the cross-section of the predetermined region 324 of the sacrificial layer 320 to be etched may have a trapezoidal shape. Therefore, when the insulating pattern 340 is formed, it may be formed to have an appropriate open area in consideration of the trapezoidal etching area of the sacrificial layer 320.

상기 식각 용액을 이용하여 상기 희생층(320)을 식각함으로써 상기 성장 기판(310)을 분리하는 공정은 본 발명의 다른 실시 예에서 도 20을 참조하여 자세히 상술하고 있으므로 자세한 설명은 생략한다.The process of separating the growth substrate 310 by etching the sacrificial layer 320 using the etching solution is described in detail with reference to FIG. 20 in another embodiment of the present invention, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 33을 참조하여 설명하면, 상기 성장 기판(310)을 상기 질화물 반도체층(350)으로부터 분리한 후, 상기 절연 패턴(340)을 제거하는 공정을 진행할 수 있다.Referring to FIG. 33, after removing the growth substrate 310 from the nitride semiconductor layer 350, a process of removing the insulating pattern 340 may be performed.

이때, 상기 절연 패턴(340)을 제거하는 공정과 상기 희생층(320)의 제거 및 상기 절연 패턴(340)의 제거의 변형 예들은 본 발명의 다른 실시 예에서 도 21을 참조하여 자세히 상술하고 있으므로 자세한 설명은 생략한다.In this case, the process of removing the insulating pattern 340 and the modification of the removal of the sacrificial layer 320 and the removal of the insulating pattern 340 are described in detail with reference to FIG. 21 in another embodiment of the present invention. Detailed description will be omitted.

상기 절연 패턴(340)을 제거한 후, 상기 분리된 표면에 금속성 물질, 예컨대 금속성 Ga을 제거하기 위해 HCl, NaOH 또는 H3SO4와 H2O2의 혼합물 중 어느 하나를 포함하는 용액에 담그는 공정을 더 진행할 수도 있다.After removing the insulating pattern 340, a step of dipping in a solution containing any one of HCl, NaOH or a mixture of H 3 SO 4 and H 2 O 2 to remove a metallic material, such as metallic Ga on the separated surface. You can also proceed further.

상기 식각 용액에 의해 상기 희생층(320)의 일정 영역(324)이 식각됨으로써 노출되는 상기 제1 질화물 반도체층(352)의 표면인 제5 표면(356)은 도 32에 도시된 바와 같이 거칠기가 거칠게 형성될 수 있다. 이는 상기 제5 표면(356)은 상기 식각 용액에 의해 상기 제1 질화물 반도체층(352)의 표면이 일부 식각되기 때문이다.The fifth surface 356, which is the surface of the first nitride semiconductor layer 352 exposed by etching the predetermined region 324 of the sacrificial layer 320 by the etching solution, has a roughness as shown in FIG. 32. It can be formed rough. This is because the fifth surface 356 is partially etched from the surface of the first nitride semiconductor layer 352 by the etching solution.

또한, 상기 절연 패턴(340)이 제거되어 노출된 제1 질화물 반도체층(352)의 표면인 제6 표면(358) 역시 도 33에 도시된 바와 같이 거칠기가 거칠게 형성될 수 있다. 이는 상기 제6 표면(358)이 상기 절연 패턴(340)의 제거에 의해 노출된 표면이므로 상기 절연 패턴(340)을 식각하는 식각 용액 등에 의해 그 표면이 거칠게 형성되기 때문이다.In addition, the sixth surface 358, which is the surface of the first nitride semiconductor layer 352 exposed by removing the insulating pattern 340, may have a roughness as shown in FIG. 33. This is because the sixth surface 358 is a surface exposed by removing the insulating pattern 340, and thus the surface is roughened by an etching solution or the like that etches the insulating pattern 340.

이때, 상기 제5 표면(356)과 제6 표면(358)은 서로 다른 거칠기를 가질 수 있는데, 이는 상기 제5 표면(356)과 제6 표면(358)이 서로 다른 공정으로 형성되기 때문이다. In this case, the fifth surface 356 and the sixth surface 358 may have different roughness, since the fifth surface 356 and the sixth surface 358 are formed by different processes.

도 34를 참조하여 설명하면, 도 28 내지 도 33을 참조하여 설명한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 상기 지지 기판(380) 상에 구비된 상기 질화물 반도체층(350)들을 이용하여 발광 다이오드 소자를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 34, the nitride provided on the support substrate 380 by a method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 28 to 33. The light emitting diode device may be manufactured using the semiconductor layers 350.

즉, 상기 질화물 반도체층(350)들을 메사 식각하여 상기 질화물 반도체층(350)들의 일부, 예컨대, 상기 제2 질화물 반도체층(354)의 제1형 반도체층(미도시)의 일부가 노출되도록 하는 메사 식각 공정, 상기 노출된 상기 제2 질화물 반도체층(354)의 제1형 반도체층(미도시)의 일부 상에 제1 전극(392)과 상기 질화물 반도체층(350)들 상에 제2 전극(394)을 형성하는 전극 형성 공정 및 상기 지지 기판(380)을 다이싱하여 개별의 발광 다이오드 소자를 제조하는 지지 기판 다이싱 공정 등을 실시하여 발광 다이오드 소자를 제조할 수 있다.That is, the nitride semiconductor layers 350 are mesa-etched to expose a portion of the nitride semiconductor layers 350, for example, a portion of the first type semiconductor layer (not shown) of the second nitride semiconductor layer 354. Mesa etching process, a first electrode 392 and a second electrode on the nitride semiconductor layer 350 on a portion of the first type semiconductor layer (not shown) of the exposed second nitride semiconductor layer 354 The light emitting diode device may be manufactured by performing an electrode forming process of forming the 394 and a support substrate dicing process of dicing the support substrate 380 to manufacture individual light emitting diode devices.

이때, 상기 발광 다이오드 소자는 상기 성장 기판(310)의 분리 또는 상기 절연 패턴(340)의 제거 공정 등에 의해 상기 질화물 반도체층(3350)들의 표면은 요철(396)을 형성하고 그 표면이 거칠게 형성되어 있어, 상기 지지 기판(380) 상의 상기 질화물 반도체층(350)들 상부의 표면은 요철(396) 및 거칠기가 거친 표면(356, 358)을 구비하게 된다. 이로 인해, 상기 질화물 반도체층(350)들 최상부의 표면으로 광이 추출되는 경우 광 추출 효율이 높아질 수 있다.In this case, in the light emitting diode device, the surfaces of the nitride semiconductor layers 3350 are formed with unevenness 396 due to the separation of the growth substrate 310 or the removal of the insulating pattern 340. Therefore, the surface of the nitride semiconductor layers 350 on the support substrate 380 includes the unevenness 396 and the rough surfaces 356 and 358. For this reason, when light is extracted to the top surface of the nitride semiconductor layers 350, the light extraction efficiency may be increased.

한편, 분리된 상기 성장 기판(310)은 그 표면에 잔류하는 희생층(320)의 일부 등을 제거하는 세정 공정을 진행한 후, 재사용될 수 있다.Meanwhile, the separated growth substrate 310 may be reused after the cleaning process of removing a portion of the sacrificial layer 320 remaining on the surface thereof.

도 35 내지 도 37은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 분리된 질화물 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자의 다른 실시 예를 도시한 사시도 및 단면도들이다.35 to 37 are perspective views and cross-sectional views showing another embodiment of a light emitting diode device including a nitride semiconductor layer separated by a method of separating a growth substrate and a nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention.

이때, 도 35는 도 36의 A-A'선을 따라 절취한 단면도이고, 도 37은 도 36의 B-B'선을 따라 절취한 단면도이다.35 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 36, and FIG. 37 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 36.

도 35를 참조하여 설명하면, 도 28 내지 도 33을 참조하여 설명한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 성장 기판과 질화물 반도체층을 분리하는 방법에 의해 상기 지지 기판(380) 상에 구비된 상기 질화물 반도체층(350)들을 이용하여 발광 다이오드 소자를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 35, the nitride provided on the support substrate 380 by a method of separating the growth substrate and the nitride semiconductor layer according to another embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 28 to 33. The light emitting diode device may be manufactured using the semiconductor layers 350.

즉, 상기 질화물 반도체층(350)을 구비한 상기 지지 기판(380) 상에 층간 절연막(342)을 형성한다.In other words, an interlayer insulating layer 342 is formed on the support substrate 380 including the nitride semiconductor layer 350.

이때, 상기 질화물 반도체층(350)은 상기 메사 라인(370)에 의해 복수 개로 분리된 채로 상기 지지 기판(380) 상에 구비될 수 있다.In this case, the nitride semiconductor layer 350 may be provided on the support substrate 380 while being separated into a plurality by the mesa line 370.

상기 층간 절연막(342)은 개구부(344)를 구비할 수 있다. 상기 개구부(344)는 이후 설명되는 전극 연장부(298b)가 형성될 영역에만 구비될 수 있다.The interlayer insulating layer 342 may include an opening 344. The opening 344 may be provided only in an area in which the electrode extension 298b described later will be formed.

상기 층간 절연막(342)은 하부의 질화물 반도체층(350), 특히 최상부의 상기 제1 질화물 반도체층(352)을 보호하기 위해 구비될 수 있다. 물론 상기 층간 절연막(342)은 필요에 따라 생략될 수 있다.The interlayer insulating layer 342 may be provided to protect the lower nitride semiconductor layer 350, particularly, the uppermost first nitride semiconductor layer 352. Of course, the interlayer insulating layer 342 may be omitted as necessary.

도 36 및 도 37을 참조하여 설명하면, 상기 개구부(344)를 구비한 상기 층간 절연막(342)이 형성된 상기 지지 기판(380) 상에 상기 상부 전극부(398)를 형성한다.Referring to FIGS. 36 and 37, the upper electrode part 398 is formed on the support substrate 380 on which the interlayer insulating layer 342 having the opening 344 is formed.

상기 상부 전극부(398)의 상부 전극(398a)은 상기 층간 절연막(342) 상에 형성하고, 상기 전극 연장부(398b)는 상기 층간 절연막(342)의 개구부(344) 내에 형성한다.An upper electrode 398a of the upper electrode part 398 is formed on the interlayer insulating film 342, and the electrode extension part 398b is formed in the opening 344 of the interlayer insulating film 342.

따라서, 상기 전극 연장부(398b)는 제1 질화물 반도체층(352)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결되고, 상기 상부 전극(398a)은 상기 제1 질화물 반도체층(352)과 직접 접촉하지 않고, 상기 전극 연장부(398b)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.Accordingly, the electrode extension 398b is in direct contact with the first nitride semiconductor layer 352 and electrically connected thereto, and the upper electrode 398a does not directly contact the first nitride semiconductor layer 352. It may be electrically connected through the electrode extension 398b.

이때, 상기 전극 연장부(398b)는 하나 또는 복수 개 형성될 수 있다. 즉, 본 실시 예에서는 두 개의 전극 연장부(398b)를 구비하는 것으로 도시하고 있으나, 하나만 구비될 수 있고, 또한 셋 이상의 전극 연장부(398b)를 구비할 수도 있다.In this case, one or more electrode extensions 398b may be formed. That is, in the present embodiment, it is illustrated as having two electrode extensions 398b, but only one may be provided, and three or more electrode extensions 398b may be provided.

이어서, 상기 지지 기판(380)을 분리하는 지지 기판 분리 공정 등을 진행하여 도 36에 도시된 바와 같은 발광 다이오드 칩을 복수 개 제조할 수 있다.Subsequently, a plurality of light emitting diode chips as illustrated in FIG. 36 may be manufactured by performing a support substrate separation process of separating the support substrate 380.

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.

110, 210, 310 : 성장 기판 120, 220, 320 : 희생층
130, 230, 330 : 복수의 미세 기공 140, 240, 340 : 절연 패턴
150, 250, 350 : 복수의 질화물 반도체층 160, 260, 360 : 복수의 공동
270, 370 : 메사 라인 170, 280, 380 : 지지 기판
110, 210, 310: growth substrate 120, 220, 320: sacrificial layer
130, 230, 330: a plurality of fine pores 140, 240, 340: insulation pattern
150, 250, 350: a plurality of nitride semiconductor layers 160, 260, 360: a plurality of cavities
270, 370: mesa lines 170, 280, 380: support substrate

Claims (20)

성장 기판을 준비하는 단계;
상기 성장 기판의 일측 표면 상에 희생층을 성장시키는 단계;
상기 희생층 내에는 복수의 미세 기공을 형성하는 단계;
상기 복수의 미세 기공으로부터 복수의 공동을 형성하는 단계; 및
상기 복수의 공동을 이용하여 상기 성장 기판을 분리하는 단계를 포함하는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
Preparing a growth substrate;
Growing a sacrificial layer on one surface of the growth substrate;
Forming a plurality of fine pores in the sacrificial layer;
Forming a plurality of cavities from the plurality of micropores; And
And separating the growth substrate using the plurality of cavities.
청구항 1에 있어서, 상기 복수의 미세 기공을 형성하기 이전 또는 이후에,
상기 희생층의 표면 상에는 절연 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method according to claim 1, before or after forming the plurality of micropores,
And forming an insulating pattern on the surface of the sacrificial layer.
청구항 1에 있어서, 상기 복수의 미세 기공으로부터 복수의 공동을 형성하는 단계는 상기 희생층 상에 복수의 질화물 반도체층을 성장시키고, 상기 질화물 반도체층들이 성장되는 동안 상기 복수의 미세 기공으로부터 복수의 공동이 형성되는 단계인 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein the forming of the plurality of cavities from the plurality of micropores comprises: growing a plurality of nitride semiconductor layers on the sacrificial layer, and forming a plurality of cavities from the plurality of micropores while the nitride semiconductor layers are grown. The method of separating the nitride semiconductor layer and the growth substrate is formed.
청구항 1에 있어서, 상기 성장 기판을 준비하는 단계는 상기 성장 기판의 일측 표면에 스트라이프 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein preparing the growth substrate comprises forming a stripe pattern on one surface of the growth substrate.
청구항 4에 있어서, 상기 스트라이프 패턴은 상기 성장 기판의 일측 표면을 건식 식각 또는 습식 식각으로 식각하여 형성하는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 4, wherein the stripe pattern is formed by etching one surface of the growth substrate by dry etching or wet etching.
청구항 5에 있어서, 상기 스트라이프 패턴을 형성하는 단계는 상기 성장 기판의 일측 표면을 건식 식각하여 상기 성장 기판의 일측 표면에 상기 스트라이프 패턴을 형성한 후, 상기 스트라이프 패턴의 바닥면 상에 성장 억제층을 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 5, wherein the forming of the stripe pattern comprises dry etching one surface of the growth substrate to form the stripe pattern on one surface of the growth substrate, and then forming a growth suppression layer on a bottom surface of the stripe pattern. A nitride semiconductor layer and a growth substrate separation method comprising the step of forming.
청구항 4에 있어서, 상기 성장 기판이 사파이어 기판인 경우, 상기 스트라이프 패턴은 상기 사파이어 기판의
Figure pat00005
방향과 60 내지 90도 방향으로 형성되고,
상기 성장 기판이 GaN 기판인 경우, 상기 스트라이프 패턴은 상기 GaN 기판의
Figure pat00006
방향과 60도 방향으로 형성되는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 4, wherein when the growth substrate is a sapphire substrate, the stripe pattern is formed of the sapphire substrate.
Figure pat00005
Direction and in the 60-90 degree direction,
When the growth substrate is a GaN substrate, the stripe pattern is formed of the GaN substrate.
Figure pat00006
Direction and a nitride semiconductor layer and a growth substrate separation method formed in a 60 degree direction.
청구항 1에 있어서, 상기 희생층은 n-GaN을 포함하는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein the sacrificial layer comprises n-GaN.
청구항 8에 있어서, 상기 희생층은 n의 불순물 농도가 서로 다른 적어도 두 층으로 이루어진 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 8, wherein the sacrificial layer comprises at least two layers having n impurity concentrations different from each other.
청구항 1에 있어서, 상기 복수의 미세 기공은 ECE(electro chemical etching) 공정으로 형성되는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein the plurality of micropores are formed by an electrochemical etching (ECE) process.
청구항 10에 있어서, 상기 복수의 미세 기공은 적어도 두 단계의 전압이 인가되어 형성되며, 먼저 인가된 전압이 나중에 인가된 전압에 비해 낮은 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 10, wherein the plurality of micropores are formed by applying at least two steps of voltage, and the first applied voltage is lower than the voltage applied later.
청구항 1에 있어서, 상기 복수의 공동을 이용하여 상기 성장 기판을 분리하는 단계:는
상기 희생층 상에 질화물 반도체층들을 형성하는 단계;
상기 질화물 반도체층들 상에 지지 기판을 부착하는 단계; 및
상기 희생층에 기계적 스트레스를 인가하여 상기 성장 기판과 상기 질화물 반도체층들을 분리하는 단계를 포함하는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein separating the growth substrate using the plurality of cavities:
Forming nitride semiconductor layers on the sacrificial layer;
Attaching a support substrate on the nitride semiconductor layers; And
And separating the growth substrate and the nitride semiconductor layers by applying mechanical stress to the sacrificial layer.
청구항 1에 있어서, 상기 복수의 공동을 이용하여 상기 성장 기판을 분리하는 단계:는
상기 희생층 상에 질화물 반도체층들을 형성하는 단계;
상기 질화물 반도체층들 및 희생층을 메사 식각으로 식각하여 적어도 상기 공동들과 연결된 메사 라인을 형성하는 단계;
상기 질화물 반도체층들 상에 지지 기판을 부착하는 단계; 및
상기 메사 라인으로 식각 용액을 주입하여 상기 희생층을 식각하여 상기 성장 기판과 상기 질화물 반도체층들을 분리하는 단계를 포함하는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 1, wherein separating the growth substrate using the plurality of cavities:
Forming nitride semiconductor layers on the sacrificial layer;
Etching the nitride semiconductor layers and the sacrificial layer by mesa etching to form mesa lines connected to at least the cavities;
Attaching a support substrate on the nitride semiconductor layers; And
And injecting an etching solution into the mesa line to etch the sacrificial layer to separate the growth substrate and the nitride semiconductor layers.
청구항 13에 있어서, 상기 성장 기판은 그 일측 표면에 스트라이프 패턴을 포함하며, 상기 메사 라인은 상기 스트라이프 패턴과 연결된 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 13, wherein the growth substrate includes a stripe pattern on one surface thereof, and the mesa line is connected to the stripe pattern.
청구항 14에 있어서, 상기 메사 라인과 상기 스트라이프 패턴은 서로 교차하도록 상기 메사 라인의 방향과 상기 스트라이프 패턴의 방향은 평행하지 않는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 14, wherein the mesa line and the stripe pattern cross each other so that the direction of the mesa line and the stripe pattern are not parallel to each other.
청구항 12 또는 13에 있어서, 상기 성장 기판과 질화물 반도체층들을 분리하는 단계 이후,
상기 절연 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법.
The method of claim 12 or 13, after separating the growth substrate and nitride semiconductor layers,
Removing the insulating pattern; and separating the nitride semiconductor layer and the growth substrate.
지지 기판; 및
상기 지지 기판 상에 구비된 복수의 반도체층을 포함하며,
상기 복수의 반도체층들의 최상부는 요철 및 거친 표면을 구비하는 발광 다이오드 소자.
A support substrate; And
It includes a plurality of semiconductor layers provided on the support substrate,
The top of the plurality of semiconductor layers has a light emitting diode device having an uneven and rough surface.
청구항 17에 있어서, 상기 거친 표면은 거칠기가 다른 두 개의 표면을 포함하는 발광 다이오드 소자.
The light emitting diode device of claim 17, wherein the rough surface includes two surfaces having different roughnesses.
청구항 18에 있어서, 상기 거칠기가 다른 두 개의 표면 중 하나의 표면은 상기 요철의 표면인 발광 다이오드 소자.
The light emitting diode device according to claim 18, wherein one of two surfaces having different roughness is a surface of the unevenness.
청구항 18에 있어서, 상기 거칠기가 다른 두 개의 표면 중 하나의 표면은 공동을 포함하는 층이 파단되어 형성된 표면인 발광 다이오드 소자.The light emitting diode device of claim 18, wherein one of two surfaces having different roughness is a surface formed by breaking of a layer including a cavity.
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