KR20150088993A - 3족 질화물 웨이퍼 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나의 표면이 다른 표면과 시각적으로 구별가능한, GaN, AlN, InN, 및 이의 합금과 같은 3족 질화물 웨이퍼를 개시한다. 다중 와이어 톱과 같은 기계적 방법을 가지고 3족 질화물의 벌크 결정으로부터 상기 웨이퍼를 슬라이싱한 후, 상기 웨이퍼는 화학적으로 에칭되어 상기 웨이퍼의 하나의 표면이 다른 표면과 시각적으로 구별가능하게 되도록 한다. 본 발명은 또한 이러한 웨이퍼의 제조 방법을 개신한다.

Description

3족 질화물 웨이퍼 및 그의 제조 방법{GROUP Ⅲ NITRIDE WAFER AND ITS PRODUCTION METHOD}
(관련 출원의 상호 참조)
본 출원은, 그 전체가 하기에 설명된 바와 같이, 본 명세서에 참조에 의해 통합된, 2012년 8월 28일 출원된, Tadao Hashimoto, Edward Letts, 및 Sierra Hoff의 "3족 질화물 웨이퍼 및 그의 제조 방법"이라는 제하의, 미국특허가출원번호 제 61/694,119에 대한 우선권을 주장한다.
본 출원은 하기에 완전히 설명되는 것처럼 본 명세서에 그 전체가 참조에 의해 통합되는 하기의 미국특허출원에 연관된다.
2005년 7월 8일 출원된, Kenji Fujito, Tadao Hashimoto 및 Shuji Nakamura의, "오토클레이브를 이용한 임계초과 암모니아에서의 3족 질화물 결정 성장 방법"이라는 제하의 PCT 실용신안특허 출원 번호 제 US2005/024239, Attorney Docket 번호 30794.0129-WO-01(2005-339-1);
2006년 4월 7일 출원된, Tadao Hashimoto, Makoto Saito, 및 Shuji Nakamura의, "임계초과 암모니아에서의 대규모 표면적 갈륨 질화물 결정 성장 방법 및 대규모 표면적 갈륨 질화물 결정"이라는 제하의 미국특허가출원번호 제 60/790,310, Attorney Docket 번호 30794.179-US-P1(2006-204);의 35 U.S.C. 섹션 119(e)의 효익을 주장하는, 2007년 4월 6일 출원된, Tadao Hashimoto, Makoto Saito, 및 Shuji Nakamura의, "임계초과 암모니아에서의 대규모 표면적 갈륨 질화물 결정 성장 방법 및 대규모 표면적 갈륨 질화물 결정"이라는 제하의, 미국실용신안특허 출원 번호 제 11/784,339, Attorney Docket 번호 30794.179-US-U1(2006-204);
2007년 9월 19일 출원된, Tadao Hashimoto 및 Shuji Nakamura의, "갈륨 질화물 벌크 결정 및 그의 성장 방법"이라는 제하의 미국실용신안특허 출원 번호 제 60/973,662, Attorney Docket 번호 30794.244-US-P1(2007-809-1);
2007년 10월 25일 출원된, Tadao Hashimoto의, "임계초과 암모니아 및 질소혼합물에서의 3족 질화물 결정 성장 방법 및 그에 의해 성장된 3족 질화물 결정"이라는 제하의 미국실용신안특허 출원 번호 제 11/977,661, Attorney Docket 번호 30794.253-US-U1(2007-774-2);
2008년 2월 25일 출원된, Tadao Hashimoto, Edward Letts, Masanori Ikari의, "3족 질화물 웨이퍼 제조 방법 및 3족 질화물 웨이퍼"라는 제하의 미국실용신안특허 출원 번호 제 61/067,117, Attorney Docket 번호 62158-30002.00;
2008년 6월 4일 출원된, Edward Letts, Tadao Hashimoto, Masanori Ikari의, "암모노서멀 성장에 의한 최초 3족 질화물 시드로부터 개선된 결정화 3족 질화물 결정을 제조하는 방법"이라는 제하의 미국실용신안특허 출원 번호 제 61/058,900, Attorney Docket 번호 62158-30004.00;
2008년 6월 4일 출원된, Tadao Hashimoto, Edward Letts, Masanori Ikari의, "3족 질화물 결정을 성장시키는 고압 용기, 고압 용기를 이용하여 3족 질화물 결정을 성장시키는 방법, 및 3족 질화물 결정"이라는 제하의 미국실용신안특허 출원 번호 제 61/058,910, Attorney Docket 번호 62158-30005.00;
2008년 6월 12일 출원된, Tadao Hashimoto, Masanori Ikari, Edward Letts의, "3족 질화물 웨이퍼 테스트 방법 및 테스트 데이터를 가진 3족 질화물 웨이퍼"라는 제하의 미국실용신안특허 출원 번호 제 61/131,917, Attorney Docket 번호 62158-30006.00;
(기술 분야)
본 발명은 발광 다이오드(LEDs), 레이저 다이오드(LDs), 광 검출기, 및 트랜지스터와 같은 광전자장치 및 전자장치를 구비하는 다양한 장치 제조에 사용되는 반도체 웨이퍼에 관한 것이다. 보다 특정하여, 본 발명은 3족 질화물로 구성된 화합물 반도체 웨이퍼에 관한 것이다.
종래 기술의 설명
(본 특허 출원은 예를 들면 [x]와 같은 각 괄호 내에서 번호로 표시된 바와 같은 다수의 공개물 및 특허를 참조한다, 이들 공개물과 특허의 리스트는 "참조문헌"이라는 제하의 섹션에서 발견할 수 있다.)
갈륨 질화물(GaN)과 그의 연관된 3족 질화물 합금은 LEDs, LDs, 마이크로파 전력 트랜지스터(microwave power transistor) 및 태양광 블라인드(solar-blind) 광 검출기와 같은 다양한 광전자장치 및 전자장치의 주요 재료이다. 그러나, GaN 웨이퍼는 이러한 헤테로에피택셜(heteroepitaxial) 기판에 비해 매우 고가이기 때문에, 이들 장치의 대다수는 사파이어와 실리콘 카바이드와 같은 이종 기판(또는 웨이퍼) 상에 에피 택셜 성장된다. 3족 질화물의 헤테로에피택셜 성장이 매우 불량이거나 또는 필름 균열을 일으켜, 이는 고 파워 마이크로파 트랜지스터와 같은 최첨단 전자 장치의 구현을 방해한다.
헤테로에피택시에 의해 발생되는 모든 근본적인 문제를 해결하기 위해, 3족 질화물 벌크 결정으로부터 슬라이스된 3족 질화물 웨이퍼를 활용하는 것이 필수적이다. 대다수의 장치에 대해, GaN 웨이퍼는 그것이 웨이퍼의 도전성을 제어하는 데에 상대적으로 용이하고, GaN 웨이퍼는 대부분의 장치 층들에 가장 작은 격자/열 미스매칭을 제공할 것이기 때문에 바람직하다. 그러나, 고 융점 및 고온에서의 고 질소 기압에 기인하여, 벌크 GaN 결정을 성장시키는 것은 어려웠다. 현재, 대부분의 상용 GaN 웨이퍼는 수소화물 기체상 에피택시(HVPE)라고 하는 방법에 의해 산출된다. HVPE는 기체상 에피택셜 필름 성장법이고, 따라서 벌크형성 3족 질화물 결정을 산출하는 것은 어렵다. 결정 두께의 한계에 기인하여, 일반적인 선 결함(예를 들면, 전위) 및 결정 입계의 밀도는 높게는 105 내지 낮게는 106cm-2의 오더이다.
전위 및/또는 결정 입계의 밀도가 106cm-2 미만인 고 품질 GaN 웨이퍼를 얻기 위해, 암모노서멀(ammonothermal) 성장법이라고 하는 새로운 방법이 개발되었다[1-6]. 또한, 고압 용액 성장 또는 플럭스 법과 같은 기타 벌크 성장 법이 있다[7-10]. 106cm-2 미만의 전위 및/또는 결정 입계의 밀도를 가진 고품질의 GaN 웨이퍼가 암모노서멀 성장법 또는 기타 벌크 성장법에 의해 획득될 수 있다. 그러나 웨이퍼 제조를 위한 벌크 성장 법의 활용은 하나씩 HVPE로 웨이퍼가 제조될 때 경험하지 못한 새로운 문제를 발생시켰다. HVPE에서, 3족 질화물의 두꺼운 막은 사파이어 또는 갈륨비소와 같은 기판 상에서 에피택셜 성장된다. 그런다음, 기판은 기계적 또는 화학적으로 제거된다. 이러한 방식으로, 3족 질화물 웨이퍼의 하나의 측면은 에피택셜 성장 필름의 상부 표면이 일반적으로 둔덕(hillocks)과 같은 결정학적 특징을 보여주기 때문에 웨이퍼의 다른 측면과 명확하게 구별가능하다. 반면에, 벌크 성장법으로의 웨이퍼 제조는 일반적으로 성장 벌크 결정으로부터 웨이퍼를 슬라이싱하는 것을 포함한다. 벌크 결정은 일반적으로 다중 와이어 톱을 가지고 웨이퍼로 슬라이스된다. 다중 와이어 톱은 기계적인 절단 수단이기 때문에, 슬라이스된 웨이퍼의 양측 표면은 웨이퍼가 극성을 가질지라도 구별되지 않는다. 하나의 표면을 다른 표면과 구별하는 것은 웨이퍼 제조의 하기의 공정에 대해 중요하기 때문에, 웨이퍼가 구별가능한 표면을 가지도록 하는 것이 중요하다.
본 발명은 하나의 표면이 다른 표면과 시각적으로 구별가능한 3족 질화물 웨이퍼를 개시한다. 다중 와이어 톱과 같은 기계적 방법으로 3족 질화물의 벌크 결정으로부터 웨이퍼를 슬라이싱한 후에, 바람직하게는 화학적 에칭으로 웨이퍼가 에칭되어, 웨이퍼의 하나의 표면이 다른 표면과 시각적으로 구별가능하게 한다. 본 발명은 또한 이러한 웨이퍼의 제조 방법을 개시한다.
유사한 참조 번호들이 명세서 전체에 걸쳐 대응하는 부분을 표현하는 도면을 참조한다:
도 1은 본 발명의 3족 질화물 웨이퍼를 제조하는 일반적인 공정 흐름이고, 도면에서 각 번호는 하기를 나타낸다:
1. 제1 층
1a. 상기 제1 층의 표면
2. 제2 층
2a. 상기 제2 층의 표면
3. 제3층.
도 2는 본 발명의 3족 질화물을 제조하는 일반적인 공정 흐름이다.
도 3은 H3P04 에칭 후의 GaN 웨이퍼의 도면이고, 도면에서 각 번호는 하기를 나타낸다:
1. Ga-face(+극성 표면)
2. N-face(-극성 표면).
개요
본 발명의 3족 질화물 웨이퍼는 하나의 표면이 다른 표면과 시각적으로 구별가능한 웨이퍼를 제공한다. 상기 3족 질화물 웨이퍼는 다양한 광전자장치 및 전자장치 제조에 적합하다. 기상 에피택시법을 이용한 웨이퍼 제조 방법과는 달리, GaN, AlN, InN과 같은 3족 질화물, 또는 이러한 3족 질화물의 합금의 벌크 결정이 암모너서멀 성장법과 같은 벌크 성장법으로 성장된다. 그런다음, 3족 질화물 웨이퍼가 다중 와이어 톱과 같은 기계적 수단으로 벌크 결정으로부터 슬라이싱된다. 슬라이싱후, 웨이퍼의 양 표면은 표면들이 기계적 공정으로부터 거칠어졌기 때문에 거의 같게 보인다. 하나의 표면을 다른 표면과 식별하기 위해, 웨이퍼는 화학적으로 에칭된다. 적절한 화학적 에칭후에, 웨이퍼의 하나의 표면은 다른 표면과 시각적으로 구별가능하게 될 수 있다.
연속한 장치 제조에 적합한 3족 질화물 웨이퍼를 제조하기 위해, 웨이퍼의 하나의 표면이 연마된다. 본 발명은 잘못된 표면을 가공하도록 하는 실수를 방지할 수 있도록 연마되어야 하는 표면을 시각적으로 식별할 수 있게 하는 것이다.
발명의 기술 설명
본 발명은 잘못된 측을 가공처리하는 실수 없이 추가적인 연마 공정이 수행되도록 하나의 표면이 다른 표면과 시각적으로 구별가능한 3족 질화물 웨이퍼를 제공한다. 도 1은 본 발명의 하나의 예시를 제시한다. 고 배향 다결정 또는 단결정질 3족 질화물의 웨이퍼 형상의 층(3)은 예를 들면 웨이퍼가 톱 또는 레이저를 이용하여 잉곳으로부터 절단될 때 생성되는 제1 층(1)과 제2 층(2) 사이에 개재된다. 웨이퍼는 화학적으로 에칭되어 제1 층의 표면(1a)이 제2 층의 표면(2a)과 시각적으로 구별가능하도록 한다. 하나의 표면은 일반적으로 거칠기, 광 반사도 또는 컬러의 차이를 가지고 다른 표면과 구별가능하다.
일반적인 위상에서의 3족 질화물 결정은 섬유아연석(wurtzite) 구조를 가지며, 결정은 c-축을 따라서 극성을 가진다. 3족 질화물 벌크 결정으로부터 슬라이스된 3족 질화물 웨이퍼가 c-평면 배향을 가지거나(c-축에 대해 직교하여 슬라이스된 웨이퍼) 또는 반 극성의(semipolar) 배향(c-축에 대해 평행하지 않고 직교하지도 않게 슬라이스된 웨이퍼)을 가지는 경우, 웨이퍼는 극성을 가진다. 즉, 하나의 표면은 +극성(또는 3족 면(face))이고, 다른 표면은 -극성(또는 N 면(face))이다. 충분히 큰 절단 오류(miscut)를 가진 비극성인 a- 또는 m- 평면조차도 극성이 될 수 있다. +극성 표면 상의 화학적, 전기적, 물리적, 기계적, 및/또는 광학 속성이 -극성 표면 상의 속성들과 상이하기 때문에, 장치 제조를 위해 정확한 표면 가공을 하는 것이 매우 중요하다. 그러나, 슬라이싱 공정후, 양 표면들은 슬라이싱이 기계적인 수단을 통해서 수행되기 때문에 거의 동일하게 보인다. 화학적 에칭과 같은 적절한 에칭은 다른 표면과 시각적으로 상이한 표면을 생성하고; 따라서 추가적인 처리가 수행되어야 하는 표면이 어떤 표면인지의 모호성을 제거한다.
도 2는 본 발명에서 웨이퍼를 제조하는 방법의 하나의 예시를 제시한다. 먼저, GaN과 같은 3족 질화물의 벌크 결정은 암모너서멀 성장법, 플럭스 성장법 또는 고압 용액 성장법과 같은 벌크 성장법에 의해 성장된다. 그런다음 바람직한 배향의 웨이퍼가 예를 들면 다중 와이어 톱과 같은 기계적 수단으로 3족 질화물 벌크 결정으로부터 슬라이스된다. 슬라이싱후, 웨이퍼의 양 표면은 슬라이싱의 기계적 손상에 기인하여 거칠게 된다. 웨이퍼의 이러한 표면 손상 층은 손상에 의해 다결정질 상 및/또는 비정질 상이 될 수 있다. 이러한 기계적 또는 열 손상때문에, 양 표면은 웨이퍼가 극성을 가지고 있을 지라도 거의 동일하게 보인다. 그런다음, 웨이퍼는 하나의 표면이 다른 표면과 시각적으로 구별가능하기에 충분한 양으로 에칭된다. 에칭은 산, 염기 또는 기타 종류의 습윤 또는 건식 에칭액(etchant)으로 수행될 수 있다. 필요하다면, 에칭제의 온도는 공정을 가속시키기 위해 증가될 수 있다. 에칭은 손상된 층의 일부 또는 모두를 제거할 수 있다. 하나의 층의 3족 극성 면 또는 다른 층의 N-극성 면이 에칭될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 층 모두가 2개의 층의 표면 형상이 상이하게 되는 한은 에칭될 수 있다.
예시 1
GaN의 벌크 결정은 양분(nutrient)으로서의 다결정질 GaN, 용제로서의 임계초과 암모니아, 및 광화제로서의 나트륨(암모니아에 대해 5 mol%)을 이용하는 암모노서멀법을 가지고 성장된다. 온도는 500 내지 550℃ 사이이고, 압력은 170 내지 240 MPa 사이이다. 결정의 두께는 6.9mm이고, 표면적은 약 100mm2이다. 002 평면으로부터의 X선 회절의 반치전폭(FWHM)은 900 아크시컨트(arcsec)이다. 이 FWHM 수치로부터, 본 출원인은 선 결함 및 결정입계의 밀도가 106 cm-2 미만이라고 추정한다. 결정이 광학 및 전기 측정으로부터 특징지어지지 않을지라도, 이들 특징은 GaN의 벌크 결정에 대해 일반적인 특징이 될 것이라고 예측된다. 예를 들면, 형광(photoluminescence) 또는 캐소드 냉광(luminescence)이 약 370nm에서의 대역단 방출(band edge emission), 약 400nm에서의 청색 방출, 및/또는 약 600nm에서의 황색 냉광으로부터의 냉광을 나타내는 것이 예측된다. 도전 유형은 1017 내지 1020 cm-3의 캐리어 농도를 가진 n-형 또는 n+형이 될 것으로 예측된다. 이러한 결정의 광 흡수 계수는 50㎝-1이하일 것으로 예측된다. 결정의 격자 상수는 c-격자에 대해 51.84790nm 이고 a-격자에 대해 31.89343nm이다. GaN에 대한 격자 상수는 성장 조건에 따라 10% 내의 변화가 있을 수 있다.
결정은 다중 와이어 톱으로 c-평면 웨이퍼로 슬라이스된다. 웨이퍼 두께는 약 500미크론이고, 8개 웨이퍼가 이 특정한 결정으로부터 제조된다. 출원인은 와이어 피치를 변경시킴으로써 상이한 두께의 웨이퍼를 생산할 수 있다. 또한, 결정이 더 두껍거나 또는 와이어가 더 얇다면, 보다 많은 웨이퍼를 얻을 수 있다. 슬라이스 후에, 웨이퍼의 양 표면은 표면 손상에 기인하여 매우 유사하게 보인다. 슬라이스된 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어에 놓인다. 그런다음, 캐리어 내의 웨이퍼가 초음파 배스내의 아세톤에 침지되어 웨이퍼로부터 다이아몬드 슬러리와 유기 물질을 제거하도록 한다. 초음파 배스 내의 아세톤 세척은 다이아몬드 슬러리와 유기물질이 완벽하게 제거될 때까지 반복된다. 필요한 경우, 웨이퍼 표면은 섬유 와이퍼로 닦아낼 수 있다. 그런다음, 캐리어 내의 웨이퍼는 초음파 배스 내의 이소프로필 알콜에 침지되어 탈이온수를 가진 헹굼물로 후속하여 아세톤을 제거한다. 송풍기로 캐리어 내에서 또는 베이킹 오븐 내에서 웨이퍼를 약간 건조시킨 후에, 캐리어 내의 웨이퍼는 30초 동안 190℃에서 85wt% H3PO4에 침지된다. 그런다음, 웨이퍼는 탈이온수로 헹굼된다. 에칭 후에, N 표면(-극성 표면)은 화학 에칭에 기인하여 반들반들하게 되지만, 반면에 Ga 표면(+극성의 표면)은 자신의 외형을 변화시키지 않는다. 도 3에 도시된 바와 같이, Ga 표면은 광을 잘 반사시키지 못하는 반면, N 표면은 광을 잘 반사시켜서 표면이 시각적으로 구별가능하도록 한다.
양 웨이퍼 상의 표면의 상세가 분석되지 않았을 지라도, 표면이 기계적 및/또는 열을 가지고 하는 절단 공정(즉, 슬라이싱)으로 손상을 입었기 때문에 N 표면의 에칭이 일어날 가능성이 있다. 따라서, 본 발명의 에칭 기술은 바람직하게는 바람직한 화학적 에칭 공정 이전에 잉곳으로부터 웨이퍼를 절단하기 위한 기계적 공정을 활용한다. 화학적 에칭은 또한 3족 질화물 웨이퍼의 손상층을 완전히 또는 부분적으로 제거하는 데에 효과적일 수 있다.
장치 제조에 적합한 표면을 가지는 고 품질 GaN 웨이퍼는 웨이퍼의 GaN 면 또는 N 면을 연삭, 래핑, 및 연마함으로써 준비될 수 있다. 표면의 상이한 외형에 기인하여, 다른 표면을 잘못 연마하는 실수는 현저하게 감소될 것이고, 이는 생산 수율을 개선시킨다.
장점 및 개선
본 발명은 하나의 측면이 다른 측면과 시각적으로 구별가능한 3족 질화물 웨이퍼를 제공한다. 슬라이스 공정으로부터 연마 공정으로의 전이는 웨이퍼의 재장착을 포함하기 때문에, 각각의 표면을 다른 표면과 구별가능하도록 하는 것은 매우 중요하다. 본 발명의 3족 질화물 웨이퍼는 GaN과 같은 3족 질화물 웨이퍼의 전체 생산 수율을 개선시킨다.
가능한 수정
바람직한 실시예는 GaN 기판을 설명하지만, 기판은 AlN, AlGaN, InN, InGaN 또는 GaAlInN과 같은 다양한 조성의 3족 질화물 합금이 될 수 있다.
바람직한 실시예는 벌크 성장법과 같은 암모노서멀 성장을 기술하지만, 고압 용액 성장, 플럭스 성장, HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy), 물리적 기상 수송법, 또는 승화 성장법과 같은 기타 성장법이 이용될 수 있다.
바람직한 실시예는 c-평면 웨이퍼를 설명하지만, 본 발명은 10-1-1 평면, 20-2-1 평면, 11-21 평면, 및 11-22 평면을 포함하는 반 극성의 평면과 같은 기타 배향에 적용가능하다. 또한, 본 발명은, 웨이퍼가 +극성(Ga 면) 및 -극성(N 면) 표면을 가지는 한은, 기저 평면(basal plane)(c-평면, m-평면, a-평면, 및 반 극성의 평면)으로부터 배향이 어긋난 웨이퍼에 적용가능하다.
바람직한 실시예는 다중 와이어 톱, 내부 블레이드 톱과 같은 기타 슬라이싱 방법을 가지고 슬라이싱하는 것을 기술하지만, 외부 블레이트 톱과 단일 와이어 톱이 또한 이용될 수 있다. 추가로, 본 발명은 또한 연삭 및 박편화와 같은 기타 기계적 공정에 적용가능하다.
바람직한 실시예는 가열된 인산을 가지고 하는 에칭을 기술하지만, 염산, 황산, 질산, 플루오르화 수소산, 및 그의 혼합물과 같은 기타 산성 에칭제가 이용될 수 있다. 또한, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 그의 수용액, 그의 무수용액, 및 그의 공융용액(eutectic solution)과 같은 기본 에칭제가 이용될 수 있다. 추가로, 하나의 표면이 다른 표면과 시각적으로 구별가능한 한은 과산화수소, 요오드계 수용액(iodine-based solution)과 같은 기타 에칭제가 이용될 수 있다.
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Claims (35)

  1. GaxAlyIn1-x-yN(0≤x≤1, 0≤x+y≤1)의 조성을 가진 3족 질화물 웨이퍼로서, 양표면이 기계적 공정으로부터 거칠게 가공되고, 상기 표면들은 하나의 표면을 다른 표면과 시각적으로 구별가능하도록 화학적으로 처리되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 기계적 공정은 상기 웨이퍼를 3족 질화물 벌크 결정으로부터 슬라이스하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 기계적 공정은 상기 웨이퍼를 연삭하는 단계인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 웨이퍼는 다중 와이어 톱을 가지고 3족 질화물의 벌크 결정으로부터 슬라이스되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학 처리는 에칭인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 에칭은 습윤 에칭액을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 습윤 에칭액은 인산을 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학 처리는 50℃ 이상의 인산 또는 인산 혼합물에서의 에칭인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 배향은 마이너스 10°내지 플러스 10°의 오배향(misorientation)을 가진 c-평면인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  10. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배향은 마이너스 10°내지 플러스 10°의 오배향(misorientation)을 가진 반 극성의(semipolar) 평면인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  11. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배향은 마이너스 10°내지 마이너스 0.1° 또는 플러스 0.1° 내지 플러스 10°의 오배향(misorientation)을 가진 비 극성(nonpolar) 평면인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서, 표면적은 100㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성은 GaN인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  14. 고 배향 다결정질 또는 단결정질 3족 질화물의 제3 층의 대향하는 면들 위에 손상된 제3 족 질화물의 제1 층 및 제2 층을 구비하는 3족 질화물 웨이퍼로서, 상기 제1 층 및 제2 층은 기계적 공정을 통해서 형성되고 상기 제2 층의 표면은 화학적 에칭에 의해 상기 제1 층의 표면과 시각적으로 구별가능하게 만들어지는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 웨이퍼는 3족 질화물의 벌크 결정으로부터 슬라이스되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  16. 제14 항 또는 제15 항에 있어서, 상기 웨이퍼는 다중 와이어 톱을 가지고 3족 질화물의 벌크 결정으로부터 슬라이스되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  17. 제14 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학적 에칭은 산 또는 염기를 이용하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 화학적 에칭은 인산 또는 인산 혼합물을 이용하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  19. 제17 항 또는 제18 항에 있어서, 상기 화학적 에칭은 50℃ 이상의 인산 또는 인산 혼합물을 이용하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  20. 제14 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 표면적은 100㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  21. 제14 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 층의 선 결함 및 결정 입계의 밀도는 106cm-2 이하인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  22. 제14 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3족 질화물은 GaN인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼.
  23. 각각 3족 질화물의 손상된 층 또는 부분적으로 손상된 층을 구비한 제1 층과 제2 층, 및 고 배향 다결정질 또는 단결정질 3족 질화물을 구비하는 제3 층을 포함하는 3족 질화물 웨이퍼를 제조하는 방법으로서:
    (a) 3족 질화물 잉곳의 벌크 결정으로부터 웨이퍼를 기계적으로 슬라이스하는 단계; 및
    (b) 상기 제2 층의 표면이 상기 제1 층의 표면과 시각적으로 구별가능하도록 하는 조건하에서 상기 웨이퍼를 화학적으로 에칭하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  24. 제23 항에 있어서, 상기 웨이퍼는 다중 와이어 톱을 이용하여 상기 잉곳으로부터 절단되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  25. 제23 항 또는 제24 항에 있어서, 상기 화학적 에칭은 인산 또는 인산 혼합물을 이용하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  26. 제23 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학적 에칭은 50℃ 이상의 인산 또는 인산 혼합물을 이용하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  27. 제23 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 층의 선 결함 및 결정 입계의 밀도는 106cm-2 이하인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  28. 제23 항 내지 제27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3족 질화물은 GaN인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  29. 제28 항에 있어서, 상기 잉곳을 형성하기 위해 3족 질화물의 벌크 결정을 성장시키는 단계를 더 포함하고, 상기 3족 질화물의 벌크 결정 성장은 임계 초과 암모니아를 이용하고, 하기의 단계:
    (a) 고압 리액터에서 Ga 함유 양분(nutrient)을 충전하는(charging) 단계;
    (b) 상기 고압 리액터에서 적어도 하나의 시드 결정을 충전하는 단계;
    (c) 임계 초과 암모니아로의 Ga 함유 양분의 용해를 증가시키는 화학 첨가제를 충전하는 단계;
    (d) 상기 고압 리액터에서 암모니아를 충전하는 단계;
    (e) 고압 암모니아를 밀봉하는 단계;
    (f) 임계 초과 상태를 산출하기 위해 암모니아로 충분한 열을 제공하는 단계;
    (g) 상기 임계 초과 암모니아로 상기 Ga 함유 양분을 용해시키는 단계; 및
    (h) GaN을 상기 시드 결정상에서 결정화시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  30. 제14 항 내지 제22 항 중 어느 한 항의 웨이퍼의 상기 제1 층 또는 제2 층을 제거하는 단계, 및 장치를 제조하기에 충분한 표면 품질을 가진 상기 제3 층을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  31. 제30 항에 있어서, 상기 제거하는 단계를 연삭 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  32. 제30 항에 있어서, 상기 제거하는 단계를 래핑 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  33. 제30 항에 있어서, 상기 제거하는 단계는 연마 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  34. 제30 항에 있어서, 상기 제거하는 단계는 화학적 및 기계적 연마 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
  35. 제30 항 내지 제34 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3족 질화물은 GaN인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 웨이퍼 제조 방법.
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