KR20150097182A - Non-polar substrate having hetero-structure and method for manufacturing the same, nitride semiconductor light emitting device using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a semiconductor substrate and device, and, specifically, relates to a non-polar substrate having a hetero-structure, a method for manufacturing the same, and a nitride semiconductor light emitting device using the same. The method of the present invention comprises the steps of: forming a nucleation layer using a nitride semiconductor on an r-plane sapphire substrate by using a-plane nitride semiconductor; forming a first semiconductor layer including a nitride semiconductor on which several pits having inclinations are formed on the nucleation layer; forming a porous mask layer on the first semiconductor layer; forming a second semiconductor layer including a nitride semiconductor on the porous mask layer; and forming a buffer layer to flatten an inclined plane on which a shape of the pit is spread on the second semiconductor layer.

Description

무분극 이종 기판 및 그 제조방법, 이를 이용한 질화물 반도체 발광 소자 {Non-polar substrate having hetero-structure and method for manufacturing the same, nitride semiconductor light emitting device using the same}[0001] The present invention relates to a non-polarized heterogeneous substrate, a method of manufacturing the same, and a nitride semiconductor light emitting device using the same,

본 발명은 반도체 기판 및 소자에 관한 것으로 특히, 무분극 이종 기판 및 그 제조방법, 이를 이용한 질화물 반도체 발광 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor substrate and a device, and more particularly, to a non-polarization heterogeneous substrate, a manufacturing method thereof, and a nitride semiconductor light emitting device using the same.

청색 발광 다이오드와 같은 반도체 소자의 재료로 사용되는 질화 갈륨은 육방정계(Wurzite) 결정 구조를 가지는 재료로서, 주로 c-면의 결정 방향으로 박막을 성장하게 된다. 그 이유는 c-면의 결정 방향으로 성장하는 경우가 수평 성장이 용이하여 전위 등의 결함이 적은 고 품질의 박막을 얻을 수 있기 때문이다.Gallium nitride used as a material of a semiconductor device such as a blue light-emitting diode is a material having a hexagonal crystal structure, and a thin film is grown mainly in the crystal direction of the c-plane. This is because the case of growing in the crystal direction of the c-plane facilitates horizontal growth, and a thin film of high quality with few defects such as dislocations can be obtained.

이때, 성장 방향을 기준으로 할 때 동일 평면 상에 질소층과 갈륨층이 교차하여 반복되는 결정 구조를 가지게 된다. 질소와 갈륨 사이에 강한 내부 필드가 존재하게 되고 이에 기인하여 분극 현상이 발생하게 된다.At this time, when the growth direction is taken as a reference, the nitride layer and the gallium layer are crossed and repeated on the same plane. There is a strong internal field between nitrogen and gallium, which causes polarization.

형성된 내부 필드는 자발 분극(spontaneous polarization) 및 압전 분극(piezo-electric field)의 두 가지 성분으로 나누어지고, InAlGaN 재료와 같은 서로 다른 격자 상수를 가지는 층이 삽입되는 경우, 분극 효과는 증가하여 양자 가둠 스타크 효과(quantum confined Stark effect)가 발생할 수 있다.The inner field formed is divided into two components, spontaneous polarization and piezo-electric field. When a layer having different lattice constants such as an InAlGaN material is inserted, the polarization effect is increased so that quantum confinement A quantum confined Stark effect may occur.

예를 들어, 청색 발광 다이오드에서처럼 p-형 및 n-형 질화 갈륨(GaN) 층 사이에 알루미늄 인듐 질화 갈륨(InAlGaN) 활성층이 삽입된 구조에서 격자 상수 차이에 의해 층 사이에 변형이 발생하고, 이는 내부 필드를 생성시켜 활성층 에너지 밴드 구조의 구부러짐을 야기시킬 수 있다. For example, in a structure in which a gallium aluminum indium gallium nitride (InAlGaN) active layer is inserted between p-type and n-type gallium nitride (GaN) layers as in a blue light emitting diode, deformation occurs between layers due to a difference in lattice constant An internal field may be generated to cause bending of the active layer energy band structure.

결과적으로 활성층 내에서 전자 및 정공의 파동 함수는 공간적으로 분리가 일어나고 에너지 간극의 크기도 감소하게 되는데, 재결합 효율 저하의 주요 원인이 될 수 있다.As a result, the wave function of electrons and holes in the active layer is spatially separated and the size of the energy gap is reduced, which may be a main cause of deterioration of recombination efficiency.

이러한 문제를 극복하고자 무분극(non-polar) 질화물 반도체층을 형성하는 연구들이 진행되고 있다. 하지만 현재까지 이종기판 위에 성장되는 무분극 GaN 박막의 경우 분극(polar) GaN 대비 성장조건이 취약하여 박막 내부에 많은 결함을 발생시킬 수 있고, 이러한 결함은 광소자 제작시 광 출력 및 효율 향상에 많은 문제점을 야기할 수 있다.In order to overcome this problem, studies are being conducted to form a non-polar nitride semiconductor layer. However, the nonpolarized GaN thin film grown on a heterogeneous substrate up to now can cause a lot of defects in the thin film due to the poor growth condition compared to polar GaN. Such defects are caused by a large amount of light output Can cause problems.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 무분극 이종 박막 성장 과정에서 발생하는 결정 결함의 형성을 최소화할 수 있고, 표면 특성을 향상시킬 수 있는 무분극 이종 기판 및 그 제조방법, 이를 이용한 질화물계 발광 소자를 제공하기 위한 것이다.The present invention is directed to a non-polarized hetero-substrate capable of minimizing the formation of crystal defects occurring in the process of growing a non-polarized hetero thin film and improving surface characteristics, a method for manufacturing the same, a nitride- .

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, r-면 사파이어 기판 상에 a-면 질화물계 반도체를 이용하여 핵 생성층을 형성하는 단계; 상기 핵 생성층 상에 경사를 가지는 다수의 피트가 형성된 질화물 반도체를 포함하는 제1반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1반도체층 상에 다공성 마스크층을 형성하는 단계; 상기 다공성 마스크층 상에 질화물 반도체를 포함하는 제2반도체층을 형성하는 단계; 및 상기 제2반도체층 상에 상기 피트의 형상이 전파되는 경사면을 평탄화시키는 완충층을 형성하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a nucleation layer using an a-plane nitride semiconductor on an r-plane sapphire substrate; Forming a first semiconductor layer on the nucleation layer, the first semiconductor layer including a plurality of pits having a slope on the nucleation layer; Forming a porous mask layer on the first semiconductor layer; Forming a second semiconductor layer including a nitride semiconductor on the porous mask layer; And forming a buffer layer on the second semiconductor layer to planarize an inclined surface on which the shape of the pit is propagated.

여기서, 상기 완충층은, 질소 가스를 캐리어 가스로 이용하여 형성할 수 있다.Here, the buffer layer can be formed by using nitrogen gas as a carrier gas.

여기서, 상기 피트는, 상기 질화물계 반도체의 결정 결함의 방향을 전환시키기 위한 것일 수 있다.Here, the pits may be for changing the direction of crystal defects of the nitride-based semiconductor.

여기서, 상기 다공성 마스크층은, 실리콘 질화막, 알루미늄 질화막, 실리콘 산화막, Al2O3, TiO2, HfO, ZnO, Ni, Cu, Ag, ITO, Al, 실리카 및 그래핀 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The porous mask layer may include at least one of a silicon nitride layer, an aluminum nitride layer, a silicon oxide layer, Al 2 O 3 , TiO 2 , HfO 2 , ZnO, Ni, Cu, Ag, ITO, Al, .

여기서, 상기 완충층 상에 질화물 반도체를 포함하는 제3반도체층을 형성하는 단계; 및 상기 제3반도체층 상에 질화물 반도체를 포함하는 제4반도체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Forming a third semiconductor layer including a nitride semiconductor on the buffer layer; And forming a fourth semiconductor layer including a nitride semiconductor on the third semiconductor layer.

이때, 상기 제1반도체층 및 제3반도체층 중 적어도 어느 하나는 수직 방향 성장이 우세한 3차원 성장 모드로 성장될 수 있다.At this time, at least one of the first semiconductor layer and the third semiconductor layer may be grown in a three-dimensional growth mode in which vertical growth predominates.

또한, 상기 제2반도체층 및 제4반도체층 중 적어도 어느 하나는 수평 방향 성장이 우세한 2차원 성장 모드로 성장될 수 있다.Also, at least one of the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer may be grown in a two-dimensional growth mode in which horizontal growth is dominant.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, r-면 사파이어 기판; 상기 사파이어 기판 상에 위치하고, a-면 질화물계 반도체를 포함하는 핵 생성층; 상기 핵 생성층 상에 위치하고, 제1결함 밀도를 가지며, 상면에 경사면을 가지는 다수의 피트가 위치하는 질화물 반도체를 포함하는 제1반도체층; 상기 제1반도체층 상의 적어도 상기 피트 상에 위치하는 다공성 마스크층; 상기 다공성 마스크층 상에 위치하며, 상기 제1결함 밀도보다 낮은 제 2결함 밀도를 가지는 질화물 반도체를 포함하는 제2반도체층; 및 상기 제2반도체층 상에 위치하고 상기 피트의 형상이 전파되는 경사면을 평탄화시키기 위한 완충층을 포함하여 구성될 수 있다.According to a second aspect of the present invention, the present invention provides an r-plane sapphire substrate; A nucleation layer located on the sapphire substrate and comprising an a-plane nitride-based semiconductor; A first semiconductor layer located on the nucleation layer and having a first defect density and including a nitride semiconductor in which a plurality of pits having slopes on an upper surface are located; A porous mask layer located on at least the pit on the first semiconductor layer; A second semiconductor layer located on the porous mask layer and including a nitride semiconductor having a second defect density lower than the first defect density; And a buffer layer positioned on the second semiconductor layer and planarizing an inclined surface on which the shape of the pit is propagated.

여기서, 상기 다공성 마스크층은, 실리콘 질화막, 알루미늄 질화막, 실리콘 산화막, Al2O3, TiO2, HfO, ZnO, Ni, Cu, Ag, ITO, Al, 실리카 및 그래핀 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The porous mask layer may include at least one of a silicon nitride layer, an aluminum nitride layer, a silicon oxide layer, Al 2 O 3 , TiO 2 , HfO 2 , ZnO, Ni, Cu, Ag, ITO, Al, .

여기서, 상기 제1질화물 반도체층 및 제2질화물 반도체층은, 상기 핵 생성층과 동일한 결정면을 가질 수 있다.Here, the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer may have the same crystal plane as the nucleation layer.

여기서, 상기 완충층 상에 위치하며 질화물 반도체를 포함하는 제3반도체층; 및 상기 제3반도체층 상에 위치하며 질화물 반도체를 포함하고 평탄화된 제4반도체층을 더 포함할 수 있다.A third semiconductor layer located on the buffer layer and including a nitride semiconductor; And a fourth semiconductor layer located on the third semiconductor layer and including a nitride semiconductor and being planarized.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제3관점으로서, 본 발명은, 상술한 이종 기판; 상기 이종 기판 상에 위치하고 질화물 반도체를 포함하는 제1전도성 반도체층; 상기 제1전도성 반도체층 상에 위치하는 활성층; 상기 활성층 상에 위치하고 질화물 반도체를 포함하는 제2전도성 반도체층; 상기 제1전도성 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1전극; 및 상기 제2전도성 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2전극을 포함하여 구성될 수 있다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: the above-described heterogeneous substrate; A first conductive semiconductor layer located on the heterogeneous substrate and including a nitride semiconductor; An active layer located on the first conductive semiconductor layer; A second conductive semiconductor layer located on the active layer and including a nitride semiconductor; A first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer; And a second electrode electrically connected to the second conductive semiconductor layer.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.The present invention has the following effects.

먼저, 핵 생성층 상에 위치하는 제1반도체층을 따라, 제1결함 밀도를 가지고 전위들이 상부로 전파되는데, 이러한 전위들은 다공성 마스크층에 의하여 일부가 효과적으로 차단될 수 있다.Initially, along the first semiconductor layer located on the nucleation layer, the dislocations propagate upward with a first defect density, some of which may be effectively blocked by the porous mask layer.

또한, 이러한 다공성 마스크층에 의하여 차단되지 않고 전파되는 전위들은 경사면을 가지는 피트에 의하여 전파 방향의 전환이 이루어지게 된다. 따라서 일부의 전위들은 서로 만나서 병합되기도 하고, 일부의 전위들은 제2반도체층의 형성에 따라 사선 방향으로 진행하여 소멸될 수 있다.Further, the potentials that are propagated without being blocked by the porous mask layer are switched in the propagation direction by the pits having the inclined faces. Therefore, some of the dislocations may be merged with each other, and some dislocations may be extinguished in the oblique direction according to the formation of the second semiconductor layer.

이와 같이, 다공성 마스크층과 경사면을 가지는 피트에 의하여 결정 결함의 병합 또는 소멸을 유도하여 효과적으로 결함을 감소시키는 것이 가능한 것이다.As described above, it is possible to effectively reduce the defects by inducing the merging or disappearance of the crystal defects by the pits having the porous mask layer and the inclined surface.

한편, 위에서 설명한 완충층 성장 이후에 계속적인 성장을 통해 상부 반도체 구조에 형성된 피트가 전달되는 형상의 완전한 봉합을 구현할 수 있다. 추가적인 결함 밀도의 감소를 위해 3차원 및 2차원 모드 교차 성장을 적용할 수 있고, 결과적으로 이종 기판을 이루는 박막의 결함 및 표면 특성의 개선할 수 있다.On the other hand, after the growth of the buffer layer described above, continuous growth can achieve complete sealing of the shape in which the pits formed in the upper semiconductor structure are transferred. Three-dimensional and two-dimensional mode crossing growth can be applied to further reduce the defect density, and as a result, defects and surface characteristics of the thin film constituting the different substrate can be improved.

또한, 결정 결함을 감소시키기 위하여 수직 방향의 성장이 우세한 3차원 성장을 통해 아일랜드 형상의 밀도와 거칠기를 증가시키거나 다공성 마스크층의 두께를 두껍게 형성할 수 있는데, 이러한 아일랜드 형상의 밀도 및 거칠기나 다공성 마스크층의 두께의 선택의 폭이 넓어지고, 결국 박막의 결함을 더 효과적으로 제어할 수 있는 것이다.Further, in order to reduce crystal defects, it is possible to increase the density and roughness of the island shape or to increase the thickness of the porous mask layer through three-dimensional growth in which vertical growth predominates, and the density and roughness or porosity The choice of the thickness of the mask layer is widened, and the defects of the thin film can be controlled more effectively.

결국, 이와 같은 과정에서 만들어지는 이종 기판의 상면에는 매우 적은 결함만이 전파될 수 있어, 고품질의 이종 기판을 제작할 수 있는 효과가 있다.As a result, only a very small number of defects can be propagated to the upper surface of the heterogeneous substrate formed in this process, and thus a high-quality heterogeneous substrate can be produced.

도 1은 무분극 이종 기판을 제작하는 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 2는 기판 상에 핵 생성층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 핵 생성층 상에 피트를 가지는 제1반도체층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4는 제1반도체층 상에 다공성 마스크층을 형성한 상태의 일례를 나타내는단면도이다.
도 5는 다공성 마스크층 상에 제2반도체층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6 및 도 7은 다공성 마스크층 상에 제2반도체층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 표면 사진이다.
도 8은 제2반도체층 상에 완충층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 9는 완충층 상에 각각 제3반도체층과 제4반도체층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 10은 완충층 형성 이후의 박막의 표면을 나타내는 사진이다.
도 11은 제4반도체층이 형성된 최종 이종 기판의 표면을 나타내는 사진이다.
도 12는 최종 성장된 이종 기판의 표면의 전자 투시 현미경 이미지이다.
도 13은 이종 기판을 이용하여 제작한 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 14는 이종 기판을 이용하여 제작한 발광 소자의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
1 is a flow chart showing an example of a process of manufacturing a non-polarization heterogeneous substrate.
2 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a nucleation layer is formed on a substrate.
3 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a first semiconductor layer having pits is formed on a nucleation layer.
4 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a porous mask layer is formed on a first semiconductor layer.
5 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a second semiconductor layer is formed on a porous mask layer.
6 and 7 are surface photographs showing an example of a state in which the second semiconductor layer is formed on the porous mask layer.
8 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a buffer layer is formed on the second semiconductor layer.
9 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a third semiconductor layer and a fourth semiconductor layer are formed on a buffer layer, respectively.
10 is a photograph showing the surface of the thin film after the formation of the buffer layer.
11 is a photograph showing the surface of the final dissimilar substrate on which the fourth semiconductor layer is formed.
12 is an electron microscope image of the surface of the finally grown heterogeneous substrate.
13 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting device manufactured using a different substrate.
14 is a cross-sectional view showing another example of a light emitting device manufactured using a different substrate.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between .

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and / or regions, such elements, components, regions, layers and / And should not be limited by these terms.

무분극 질화물계 반도체는 성장 방향으로의 분극 현상이 존재하지 않은 결정 재료를 의미하는데, c-면과 90°방향으로 회전시킨 방향으로 성장하여 구현할 수 있다. 여기서 질화물계 반도체는, 질화 갈륨(GaN), 인듐 질화 갈륨(InGaN), 알루미늄 질화 갈륨(AlGaN), 알루미늄 인듐 질화 갈륨(AlInGaN), 질화 인듐(InN) 및 질화 알루미늄(AlN) 등의 반도체를 모두 의미할 수 있다.The non-polarization nitride-based semiconductor means a crystal material having no polarization phenomenon in the growth direction, and can be realized by growing in a direction rotated in the 90 ° direction with the c-plane. Here, the nitride-based semiconductor is formed of a semiconductor such as gallium nitride (GaN), indium gallium nitride (InGaN), aluminum gallium nitride (AlGaN), aluminum indium gallium nitride (AlInGaN), indium nitride (InN) It can mean.

이 경우 성장 방향을 기준으로 할 때, 질화 갈륨의 예를 들면, 질소층과 갈륨층이 평면 내에서 동일한 수를 가지기 때문에 성장 방향으로의 내부 필드가 상쇄되어 분극 특성이 나타나지 않는다. 따라서 통상의 c-면 질화 갈륨의 압전 분극에 의한 에너지 밴드의 왜곡 현상이 발생하지 않게 되고, 활성층에서의 전자와 정공의 재결합 효율 감소와 같은 문제점을 개선할 수 있다는 장점을 가진다. In this case, when the growth direction is taken as a reference, for example, since the nitrogen layer and the gallium layer have the same number in the plane, the internal field in the growth direction is canceled and the polarization characteristic does not appear. Therefore, distortion of the energy band due to the piezoelectric polarization of the conventional c-plane gallium nitride does not occur, and the problems such as reduction of recombination efficiency of electrons and holes in the active layer can be improved.

또한 일정 두께 이하로 활성층 설계가 제한되는 c-면 질화 갈륨계 재료와는 달리, 두께의 제한을 크게 완화시킬 수 있어 대전류 구동에 적합한 활성층 설계가 가능할 수 있다. 현재까지, 이러한 이종 기판을 이용한 무분극 질화 갈륨의 박막 성장에 있어서는 주로 r-면의 사파이어 기판 상에 a-면 또는 m-면 질화 갈륨을 성장하는 기술이 활용된다.Unlike the c-plane gallium nitride-based material, which is limited in the active layer design to a certain thickness or less, the thickness limitation can be largely mitigated and the active layer design suitable for high current driving can be realized. Up to now, a technique for growing a-plane or m-plane gallium nitride on a r-plane sapphire substrate is utilized for growing a thin film of a non-polarized gallium nitride using such a dissimilar substrate.

발광 다이오드의 광전 효율은 크게 세 가지 종류의 효율로 구성된다. 활성층 외부에서 주입된 전자가 어느 정도 발광 재결합에 의해 광자(photon)으로 변환하는지를 나타내는 내부 양자 효율(internal quantum efficiency), 생성된 광자가 내부 결함 등에 의한 광 손실 없이 발광 다이오드 외부로 방출되는 정도를 나타내는 광 추출 효율(light extraction efficiency), 마지막으로 직렬 저항 성분에 의한 전압 강하를 표현하는 주입 효율(injection efficiency) 등으로 구분할 수 있다. The photovoltaic efficiency of a light emitting diode is roughly composed of three kinds of efficiencies. An internal quantum efficiency indicating how much electrons injected from the outside of the active layer are converted into photons by light emission recombination and a degree of emission of the generated photons to the outside of the light emitting diode Light extraction efficiency, and injection efficiency, which represents the voltage drop due to the series resistance component.

광 추출 효율을 향상시키기 위한 기술로는 주로 굴절률이 서로 다른 층들 사이에서 발생하는 내부 전반사(total internal reflection) 효과를 최소화시키도록 하는 설계 방식을 채용하고 있다. As a technique for improving the light extraction efficiency, a design method that minimizes a total internal reflection effect mainly occurring between layers having different refractive indexes is adopted.

무분극 질화 갈륨계 이종 박막 성장에서는 평면 방향으로 등방성의 성장 특성을 가지는 c-면 질화 갈륨과 달리, 평면 방향으로 이방성의 박막 성장 특성이 있으며 특히 c-면 방향으로의 성장이 우선되는 특징을 가진다. Unlike c-plane gallium nitride, which has an isotropic growth characteristic in the planar direction, the growth of a non-polarized gallium nitride-based thin film has an anisotropic thin film growth characteristic in a planar direction, and particularly a growth in a c-plane direction is preferred .

이에 따라서 특정 질화 갈륨의 두께 이하에서는 반도체층 내부에 피트(pit)를 포함하게 된다. 이러한 피트의 밀도와 크기는 박막 성장 조건에 따라 제어할 수 있다.Accordingly, the pit is contained in the semiconductor layer below the specific thickness of gallium nitride. The density and size of such pits can be controlled according to the growth conditions of the thin film.

일반적으로 박막 성장 초기에는 질화물계 반도체 아일랜드(island)들이 핵 생성층 상부에 형성되고, 이후 계속적으로 성장이 진행됨에 따라 아일랜드들의 크기가 점차 증가하면서 이웃한 아일랜드들과 합쳐지면서 평탄한 형상의 질화물계 반도체층을 형성하게 된다.Generally, in the initial stage of the growth of the thin film, nitride-based semiconductor islands are formed on the nucleation layer, and thereafter, as the growth progresses, the size of the islands gradually increases to be combined with neighboring islands, Layer.

이후, 계속적인 성장을 통하여 질화물계 반도체층은 일정 두께의 성장 후에 아일랜드들이 봉합(coalescence)되어 평탄한 표면이 만들어진다.Thereafter, through continuous growth, the nitride-based semiconductor layer is coalesced with islands to form a flat surface after a certain thickness of growth.

위에서 설명한 피트가 형성된 상태의 질화물계 반도체층 상에 나노 포러스(nano-porous) 구조를 가지는 다공성 마스크층을 형성하여 질화물계 반도체의 품질을 향상시킬 수 있다.The quality of the nitride-based semiconductor can be improved by forming a porous mask layer having a nano-porous structure on the nitride-based semiconductor layer with the above-described pits formed thereon.

이러한 나노 포러스 구조를 가지는 다공성 마스크층은 질화물계 반도체의 성장과 연속적으로 성장될 수 있으며, 적어도 질화물계 반도체의 피트 상에 위치하는 다공성 마스크층을 이용하여 질화물계 반도체의 품질을 향상시킬 수 있다.The porous mask layer having the nanoporous structure can be continuously grown with the growth of the nitride-based semiconductor, and the quality of the nitride-based semiconductor can be improved by using at least the porous mask layer located on the pit of the nitride-based semiconductor.

이하, 위에서 언급한 이종 기판을 이용한 무분극 질화물계 반도체의 박막 성장에 있어서는 r-면의 사파이어 기판 상에 a-면 또는 m-면 질화 갈륨과 같은 질화물계 반도체 재료를 성장시켜 제작할 수 있다. 이와 같은 과정으로 제작하는 무분극 이종 기판의 제조 공정을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, in the thin film growth of the non-polarization nitride based semiconductor using the above-mentioned heterogeneous substrate, a nitride-based semiconductor material such as an a-plane or m-plane gallium nitride may be grown on a r-plane sapphire substrate. A manufacturing process of a non-polarization heterogeneous substrate manufactured by the above process will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 무분극 이종 기판을 제작하는 과정의 일례를 나타내는 순서도이다. 아래에서 도면을 참조하여 기술되는 설명은 도 1을 함께 참조하여 설명한다.1 is a flow chart showing an example of a process of manufacturing a non-polarization heterogeneous substrate. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The following description with reference to the drawings is made with reference to FIG.

도 2는 기판 상에 핵 생성층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다. 무분극 이종 기판을 제작하기 위하여, 먼저, 도 2에서 도시하는 바와 같이, 기판(10) 상에 핵 생성층(20)을 형성한다(S10).2 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a nucleation layer is formed on a substrate. 2, a nucleation layer 20 is formed on a substrate 10 (S10).

여기서 기판(10)은 무분극(non-polar) 질화물계 반도체의 성장이 가능한 결정면을 가지는 기판(10)을 이용하며, r-면([1-102] 면) 사파이어 기판이 이용될 수 있다. Here, the substrate 10 uses a substrate 10 having a crystal plane capable of growing a non-polar nitride-based semiconductor, and an r-plane ([1-102] plane) sapphire substrate can be used.

그 외의 무분극을 가지는 다양한 기판이 이용될 수 있음은 물론이다. 즉, a-면 실리콘 카바이드(SiC), m-면 SiC, 스피넬(spinel) 등의 기판이 이용될 수도 있다.It goes without saying that various substrates having other non-polarization can be used. That is, a substrate such as a-plane silicon carbide (SiC), m-plane SiC, spinel, or the like may be used.

이하, r-면 사파이어 기판(10)을 이용하는 예를 들어 설명한다.Hereinafter, an example using the r-plane sapphire substrate 10 will be described.

즉, 핵 생성층(20)은 r-면 사파이어 기판(10) 상에 저온 또는 고온에서 성장시키는 질화 갈륨(GaN), 질화 알루미늄(AlN), 또는 알루미늄 질화 갈륨(AlGaN)과 같은 질화물계 반도체를 이용하여 형성된다.That is, the nucleation layer 20 may be formed by forming a nitride-based semiconductor such as gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN), or aluminum gallium nitride (AlGaN) on the r-plane sapphire substrate 10 grown at low temperature or high temperature .

이러한 핵 생성층(20)을 이루는 질화물계 반도체는 무분극(비극성) 또는 준극성 반도체층을 이룰 수 있다. 즉, a-면 또는 m-면 질화물계 반도체를 이용하여 핵 생성층(20)을 형성할 수 있다. The nitride semiconductor constituting the nucleation layer 20 may be a nonpolar (nonpolar) or semi-polar semiconductor layer. That is, the nucleation layer 20 can be formed using an a-plane or m-plane nitride-based semiconductor.

이와 같은 핵 생성층(20)을 포함하는 질화물계 반도체는 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) 또는 HVPE(hydride vapor phase epitaxy)와 같은 성장 장비에서 이루어질 수 있다. 아래에서는 MOCVD를 이용한 예를 들어 설명한다.The nitride-based semiconductor including the nucleation layer 20 may be grown on growth equipment such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or hydride vapor phase epitaxy (HVPE). An example using MOCVD will be described below.

핵 생성층(20)의 두께는 10 내지 2,000 nm의 두께를 가지는 것이 유리하다.It is advantageous that the thickness of the nucleation layer 20 has a thickness of 10 to 2,000 nm.

또한, 핵 생성층(20)의 성장 조건은 400 내지 1,200 ℃의 온도 범위에서, 5족 물질과 3족 물질의 비율인 Ⅴ/Ⅲ 비율은 500 내지 10,000의 범위로, 그리고 성장 압력은 50 내지 200 mbar에서 성장하는 것이 유리하다.The growth conditions of the nucleation layer 20 are such that the V / III ratio of the Group 5 material and the Group 3 material is in the range of 500 to 10,000 and the growth pressure is in the range of 50 to 200 It is advantageous to grow in mbar.

이와 같은 핵 생성층(20)을 형성하기 전에 사파이어 기판(10)을 암모니아(NH3) 분위기에서 열처리(annealing)하는 공정이 더 포함될 수 있다.A process of annealing the sapphire substrate 10 in an ammonia (NH 3 ) atmosphere may be further included before forming the nucleation layer 20.

도 3은 핵 생성층 상에 피트를 가지는 제1반도체층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a first semiconductor layer having pits is formed on a nucleation layer.

핵 생성층(20) 상에, 도 3에서와 같이, 질화물계 반도체를 이용하여 제1반도체층(30)을 형성한다(S20).3, a first semiconductor layer 30 is formed on the nucleation layer 20 by using a nitride-based semiconductor (S20).

이때의 성장 조건은 성장 온도 900 내지 1,200 ℃ 사이, 성장 압력 50 내지 300 mbar 사이, 그리고 Ⅴ/Ⅲ 비율은 50 내지 5,000의 범위로 성장하는 것이 유리하다.At this time, it is advantageous to grow the growth conditions at a growth temperature of 900 to 1,200 DEG C, a growth pressure of 50 to 300 mbar, and a V / III ratio of 50 to 5,000.

이때, 성장된 질화물계 반도체의 형상이 아일랜드 형태를 유지하고 있는 상태, 즉, 상부에 피트(31)가 위치하는 상태에서 박막 성장을 중단한다.At this time, the growth of the thin film is stopped in a state in which the shape of the grown nitride-based semiconductor maintains the island shape, that is, the pit 31 is located on the upper side.

이러한 피트(31)는 경사면(33)을 가지게 된다. 따라서, 제1반도체층(30)의 상면은 평탄한 면과 경사면이 동시에 존재하는 면이 된다.The pits 31 have inclined faces 33. [ Therefore, the upper surface of the first semiconductor layer 30 becomes a plane in which the flat surface and the inclined surface exist simultaneously.

또한, 이러한 제1반도체층(30)은 핵 생성층(20)과 동일한 결정면을 가지는 반도체로 형성되는데, 즉, a-면 또는 m-면의 결정면을 가지는 질화물계 반도체로 형성된다. 이후에 성장되는 반도체층은 모두 이러한 결정면을 따라 성장될 수 있다. 이하, 질화물계 반도체는 a-면을 가지는 경우를 일례로 설명한다.In addition, the first semiconductor layer 30 is formed of a semiconductor having the same crystal plane as the nucleation layer 20, that is, a nitride semiconductor having an a-plane or an m-plane crystal plane. All the semiconductor layers to be grown thereafter can be grown along these crystal planes. Hereinafter, the case where the nitride-based semiconductor has an a-plane will be described as an example.

이후, 경우에 따라, 이러한 피트(31)가 존재하는 제1반도체층(30)의 표면의 식각을 진행할 수도 있다. 이러한 식각에 의하여 피트(31)의 크기와 넓이는 확대될 수 있고, 피트(31)에 의하여 경사진 결정면의 비율이 증가할 수 있다.Thereafter, the etching of the surface of the first semiconductor layer 30 in which such pits 31 are present may be proceeded as occasion demands. By this etching, the size and the width of the pit 31 can be enlarged, and the ratio of the inclined crystal face by the pit 31 can be increased.

이와 같이, 식각에 의하여 피트(31)가 차지하는 면적 비율이 증가할 수 있으나, 경우에 따라서는 식각을 수행하지 않고 이후의 과정을 진행할 수도 있다. 그 이유 중 하나는 피트(31)의 비율을 성장 조건에 의하여 조절 가능하기 때문이다.As described above, although the area ratio occupied by the pits 31 by etching may increase, the following process may be performed without performing etching depending on the case. One of the reasons is that the ratio of the pits 31 can be controlled by the growth conditions.

이상과 같이, 경사면(33)을 가지는 피트(31)가 존재하는 경우, 이 경사면(33)에 의하여 결정 결함이 전파되는 방향이 변경될 수 있는데, 즉, 관통 전위(threading dislocation)와 같은 결함이 전파되는 방향이 굽어지거나 전환될 수 있다.As described above, in the case where the pit 31 having the inclined face 33 exists, the direction in which the crystal defect propagates due to the inclined face 33 can be changed, that is, a defect such as threading dislocation The propagating direction can be bent or switched.

따라서, 이를 통하여 결함의 병합 및 소멸이 발생할 수 있으며, 결과적으로 결함의 밀도가 크게 감소하게 된다. 결국 경사면(33)을 가지는 피트(31)의 비율, 즉, 경사면과 평탄한 면 사이의 비율은 결함을 감소시키는 박막 성장에 있어서 중요한 변수 중 하나로 작용할 수 있다.Therefore, the merging and destruction of defects may occur through this, resulting in a marked reduction in the density of defects. As a result, the ratio of the pits 31 having the inclined plane 33, that is, the ratio between the inclined plane and the flat plane can act as one of important parameters in the thin film growth for reducing defects.

또한, 이러한 피트(31)의 밀도는 성장 조건의 제어를 통하여 조절이 가능하다. 이러한 Ⅴ/Ⅲ 비율의 절대값은 질화물계 반도체를 성장하는 반응로의 크기와 종류에 따라 달라질 수 있으나 Ⅴ/Ⅲ 비율의 높고 낮음에 따라 피트가 발생하는 밀도의 경향은 위에서 설명한 바와 같다. 즉, Ⅴ/Ⅲ 비율이 커질수록 피트의 밀도가 증가하는 경향성을 보인다.In addition, the density of the pits 31 can be adjusted by controlling the growth conditions. Although the absolute value of the V / III ratio may vary depending on the size and type of the reactor for growing the nitride semiconductor, the tendency of density in which pits are generated according to the ratio of V / III ratio is as described above. That is, as the ratio of V / III increases, the density of pits increases.

도 4는 제1반도체층 상에 다공성 마스크층을 형성한 상태의 일례를 나타내는단면도이다.4 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a porous mask layer is formed on a first semiconductor layer.

도 4에서 도시하는 바와 같이, 피트(31)가 존재하는 제1반도체층(30) 상에 나노 포러스(nano-porous) 구조를 가지는 다공성 마스크층(40)을 형성한다(S30).4, a porous mask layer 40 having a nano-porous structure is formed on the first semiconductor layer 30 in which the pits 31 are present (S30).

이러한 다공성 마스크층(40)은 제1반도체층(30) 상에 단위 구조(41)들이 불규칙적으로 위치하거나, 단위 구조(41) 사이에 간극이 위치하는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 연속되지 않는 다공성(porous) 구조를 가진다. 따라서 제1반도체층(30)의 일부분은 드러난 상태가 된다.The porous mask layer 40 may be formed such that the unit structures 41 are irregularly positioned on the first semiconductor layer 30 or a gap is located between the unit structures 41. That is, it has a porous structure that is not continuous. Therefore, a part of the first semiconductor layer 30 becomes exposed.

이와 같이, 다공성 마스크층(40)은 적어도 일부분이 피트(31) 상에 위치하게 된다. 이러한 다공성 마스크층(40)의 두께는 수 nm에서 수십 nm의 크기를 가지며, 다공성을 이루기 위하여 1 nm 내지 10 nm의 두께로 형성하는 것이 유리하다.As such, at least a portion of the porous mask layer 40 is located on the pit 31. The thickness of the porous mask layer 40 is several nanometers to tens of nanometers, and it is advantageous to form the porous mask layer 40 to have a thickness of 1 nm to 10 nm in order to achieve porosity.

이러한 다공성 마스크층(40)은 실리콘 질화막, 알루미늄 질화막, 실리콘 산화막, Al2O3, TiO2, HfO, ZnO, Ni, Cu, Ag, ITO, Al, 실리카 및 그래핀 중 적어도 어느 하나의 물질을 이용하여 형성할 수 있다.The porous mask layer 40 may include at least one of a silicon nitride film, an aluminum nitride film, a silicon oxide film, Al 2 O 3 , TiO 2 , HfO 2 , ZnO, Ni, Cu, Ag, ITO, Al, Can be formed.

다공성 마스크층(40)은 피트(31)를 가지는 제1반도체층(30)의 성장이 완료된 후에 성장 장비 외부에서 형성할 수 있다. 그러나 선택하는 물질에 따라서는 반도체 박막 성장 장비 내부에서 직접 형성도 가능하다.The porous mask layer 40 can be formed outside the growth equipment after the first semiconductor layer 30 having the pits 31 is completely grown. However, depending on the material selected, it can also be formed directly inside the semiconductor thin film growth equipment.

다공성 마스크층(40)을 성장 장비 외부에서 형성하는 경우에는 그 물질의 선택이 상대적으로 자유롭고, 패턴을 형성하기 용이한 장점을 가진다.In the case where the porous mask layer 40 is formed outside the growth equipment, the material is relatively freely selected and the pattern is easily formed.

이와 같은 다공성 마스크층(40)의 형성은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) 방식 혹은 스퍼터(sputter) 등의 방식을 사용할 수 있다.The porous mask layer 40 may be formed by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method or a sputtering method.

이러한 다공성 마스크층(40)은 핵 생성층(20) 및 제1반도체층(30)으로부터 전파되는 결정 결함을 차단하는 역할을 수행할 수 있다. The porous mask layer 40 may function to block crystal defects propagated from the nucleation layer 20 and the first semiconductor layer 30.

즉, 다공성 마스크층(40)에 의하여 사파이어 기판(10) 상부와 질화물계 반도체 성장 초기에 발생된 결정 결함의 전파를 효과적으로 차단할 수 있다.That is, the diffusion of crystal defects generated at the top of the sapphire substrate 10 and at the initial growth of the nitride-based semiconductor can be effectively blocked by the porous mask layer 40.

더욱이, 이는 위에서 설명한 경사진 피트(31)를 이용하여 결정 결함이 전파되는 방향을 변경시킴으로써 결함의 병합 및 소멸을 발생시키는 방법과 함께, 질화물계 반도체의 결정 결함을 감소시킴으로써 고품질의 반도체를 형성할 수 있게 되는 것이다.Further, this is a method of generating defects by merging and disappearing by changing the direction in which the crystal defects propagate by using the inclined pits 31 described above, and by forming crystal of high quality by decreasing crystal defects of the nitride-based semiconductor It will be possible.

이러한 다공성 마스크층(40)은 다양한 방법으로 형성할 수 있는데, 1 내지 10 nm의 매우 얇은 두께를 가지는 유전체 막을 형성하는 경우, 제1반도체층(30)의 전체를 덮지는 않는 다공성의 박막이 형성될 수 있다.The porous mask layer 40 may be formed by various methods. When a dielectric film having a very thin thickness of 1 to 10 nm is formed, a porous thin film that does not cover the entire first semiconductor layer 30 is formed .

이와 같은 다공성 마스크층(40) 상에 계속하여 질화물 반도체층을 형성하여 표면이 평탄한 이종 기판을 형성할 수 있다. 따라서, 이와 같이 형성되는 이종 기판을 이용하여 반도체 소자를 제작할 수 있는 것이다.A nitride semiconductor layer may be continuously formed on the porous mask layer 40 to form a heterogeneous substrate having a smooth surface. Therefore, a semiconductor device can be manufactured using the thus-formed heterogeneous substrate.

도 5는 다공성 마스크층 상에 제2반도체층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a second semiconductor layer is formed on a porous mask layer.

표면이 평탄한 이종 기판의 형성을 위하여, 다공성 마스크층(40) 상에 상부 반도체 구조(50)를 형성할 수 있다. 즉, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 다공성 마스크층(40) 상에 제2반도체층(51)을 먼저 형성할 수 있다(S40).For formation of a heterogeneous substrate having a smooth surface, an upper semiconductor structure 50 may be formed on the porous mask layer 40. That is, as shown in FIG. 5, the second semiconductor layer 51 may be formed first on the porous mask layer 40 (S40).

이러한 제2반도체층(51)은 성장 조건을 조절하여 수평 방향의 성장이 보다 우세한 2차원 성장 모드로 형성될 수 있다.The second semiconductor layer 51 may be formed in a two-dimensional growth mode in which growth in the horizontal direction is more dominant by adjusting growth conditions.

한편, 이러한 다공성 마스크층(40) 상에 형성되는 상부 반도체 구조(50)를 평탄하게 형성하는데 있어서 한계가 따를 수 있다. On the other hand, there is a limit in forming the upper semiconductor structure 50 formed on the porous mask layer 40 in a flat manner.

예를 들어, 결정 결함을 감소시키기 위하여 이를 위해서 수직 방향의 성장이 우세한 3차원 성장을 통해 아일랜드 형상의 밀도와 거칠기를 증가시키거나 다공성 마스크층(40)의 두께를 두껍게 형성할 수 있는데, 이러한 과정에 의하여 결과적으로 불완전한 봉합(coalescence)의 확률이 높아질 수 있다. 따라서 평탄한 표면의 박막을 구현하는 데 있어서 어려움을 가질 수 있다.For example, in order to reduce crystal defects, it is possible to increase the density and roughness of the island shape or to increase the thickness of the porous mask layer 40 through three-dimensional growth in which vertical growth is dominant. May result in a higher probability of incomplete coalescence. Therefore, it may be difficult to realize a thin film on a flat surface.

도 6 및 도 7은 다공성 마스크층 상에 제2반도체층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 표면 사진이다.6 and 7 are surface photographs showing an example of a state in which the second semiconductor layer is formed on the porous mask layer.

도 6에서 도시하는 바와 같이, 제1반도체층(30)에 형성되었던 피트(31)가 봉합되지 않고 유지되는 형상을 보이고 있다. 이러한 상태에서 제2반도체층(51)의 성장을 계속하게 되면 표면의 상태가 도 7과 같은 상태로 형성될 수 있다.6, the pits 31 formed in the first semiconductor layer 30 are retained without being sealed. If the growth of the second semiconductor layer 51 continues in this state, the state of the surface can be formed as shown in FIG.

즉, 피트(31)가 봉합이 안 된 상태로 존재하거나 봉합 과정에서 불균일한 특성이 커져서 일부 영역에서 마운드(mound) 형태로 성장되는 등의 현상이 발생할 수 있다.That is, the pit 31 may exist in a state in which the pit 31 is not sealed, or may have a non-uniform property in the sealing process and may grow in a mound form in some areas.

따라서, 이와 같은 현상을 극복하기 위한 기술이 필요하다. 즉, 질화물 반도체의 a-면 박막 성장 과정에서 봉합(coalescence)을 촉진하는 과정이 필요할 수 있으며, 이러한 과정의 일례로서, 질화물 반도체 표면의 상태를 변화시켜 주는 것이 필요할 수 있다.Therefore, a technique for overcoming such a phenomenon is needed. That is, a process of promoting coalescence during the growth of the a-plane thin film of the nitride semiconductor may be required. As an example of such a process, it may be necessary to change the state of the surface of the nitride semiconductor.

앞서 설명한 바와 같이 a-면 질화갈륨(GaN) 박막은 결정 방향별로 서로 다른 성장 속도를 가지며, 극성의 c-면 GaN 박막과 비교하면 수평 성장(2차원 성장)이 용이하지 않아서 피트(31)로 인한 거친 표면의 완전한 평탄화(봉합)에 상대적으로 더 어려움을 가질 수 있다.As described above, the a-plane gallium nitride (GaN) thin film has different growth rates depending on crystal directions, and horizontal growth (two-dimensional growth) is not easy compared with the polar c-plane GaN thin film, Can be relatively more difficult to complete planarization (suture) of the rough surface caused.

박막 성장이 어느 정도 진행된 a-면 GaN 박막은 결정면 상태를 유지하려는 특성을 가지므로 박막 성장에서도 계속 피트(31) 형상이 남을 수 있다.Since the a-plane GaN thin film having a certain degree of thin film growth has the property of maintaining the crystal plane state, the shape of the pit 31 may remain even in the growth of the thin film.

도 8은 제2반도체층(51) 상에 완충층(52)을 형성한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing an example of a state in which the buffer layer 52 is formed on the second semiconductor layer 51. FIG.

이러한 피트(31)로 인한 형상의 평탄화를 위하여 피트(31)의 형상이 전파되는 경사면(33)을 평탄화시키기 위한 완충층(52)을 형성할 수 있다(S50).In order to planarize the shape due to the pits 31, a buffer layer 52 for planarizing the inclined surface 33 in which the shape of the pits 31 propagate may be formed (S50).

이와 같은 완충층(52)의 형성을 통하여 이미 형성된 결정 면에 대한 의존도를 상쇄시킬 수 있어 이후에 형성되는 GaN 반도체 구조(50)의 적층 과정에서는 평탄화가 더 용이해질 수 있다.By forming the buffer layer 52, the dependence on the already formed crystal plane can be canceled and the planarization can be facilitated in the process of stacking the GaN semiconductor structure 50 to be formed later.

이러한 완충층(52)는 질화 갈륨(GaN) 또는 알루미늄 질화 갈륨(AlGaN)을 이용하여 형성할 수 있으며, 그 두께는 1 내지 1000 nm의 두께로 성장할 수 있다.The buffer layer 52 may be formed using gallium nitride (GaN) or aluminum gallium nitride (AlGaN), and the thickness of the buffer layer 52 may be 1 to 1000 nm.

이때, 성장조건은 400 내지 1200 ℃의 온도범위에서 V/III 비율은 500 내지 10,000의 범위에서 성장할 수 있고, 성장압력은 50 내지 200 mbar에서 성장하는 유리할 수 있다. 또한, 이러한 성장 과정에서의 질소, 헬륨 등의 캐리어(carrier) 가스를 사용할 수 있다. 즉, 질소 또는 헬륨 분위기에서 완충층(52)을 형성할 수 있다. At this time, the growth condition can be in the range of 400 to 1200 ° C, the V / III ratio can be in the range of 500 to 10,000, and the growth pressure can be advantageously grown at 50 to 200 mbar. Further, a carrier gas such as nitrogen or helium in the growth process can be used. That is, the buffer layer 52 can be formed in a nitrogen or helium atmosphere.

이러한 완충층(52) 상에는 2차원 성장 모드 및 3차원 성장 모드의 성장을 번갈아 이용하여 박막을 형성할 수 있다.A thin film can be formed on the buffer layer 52 by alternately using the two-dimensional growth mode and the three-dimensional growth mode growth.

즉, 완충층(52) 성장 이후에 계속적인 성장을 통해 완전한 봉합을 구현할 수 있다. 이러한 방법을 통해, 추가적인 결함 밀도의 감소를 위해 3차원 및 2차원 모드 교차 성장을 적용할 수 있고, 결과적으로 이종 기판을 이루는 박막의 결함 및 표면 특성의 개선할 수 있다.That is, after the growth of the buffer layer 52, complete sealing can be achieved by continuous growth. Through this method, it is possible to apply three-dimensional and two-dimensional mode crossing growth for the purpose of further reducing the defect density, and as a result, it is possible to improve defects and surface characteristics of the thin film constituting the different substrate.

또한, 결정 결함을 감소시키기 위하여 수직 방향의 성장이 우세한 3차원 성장을 통해 아일랜드 형상의 밀도와 거칠기를 증가시키거나 다공성 마스크층(40)의 두께를 두껍게 형성할 수 있는데, 이러한 아일랜드 형상의 밀도 및 거칠기나 다공성 마스크층(40)의 두께의 선택의 폭이 넓어지고, 결국 박막의 결함을 더 효과적으로 제어할 수 있는 것이다.Further, in order to reduce crystal defects, it is possible to increase the density and roughness of the island shape or to increase the thickness of the porous mask layer 40 through three-dimensional growth in which vertical growth is dominant. The width of the roughness and the thickness of the porous mask layer 40 can be widened, and the defects of the thin film can be controlled more effectively.

3차원 성장 모드는 2차원 성장 모드보다 V/III 비율이 상대적으로 클 수 있다. 예를 들어, 3차원 성장 모드는 1500 이상, 그리고 2차원 성장 모드는 1000 이하일 수 있다.The three-dimensional growth mode may have a relatively higher V / III ratio than the two-dimensional growth mode. For example, the three-dimensional growth mode may be 1500 or more, and the two-dimensional growth mode may be 1000 or less.

또한, 성장 온도에 있어서, 3차원 성장 모드는 1000 ℃ 이하, 2차원 성장 모드는 1100 ℃ 이상일 수 있다.The three-dimensional growth mode may be 1000 占 폚 or lower and the two-dimensional growth mode may be 1100 占 폚 or higher at the growth temperature.

한편, 성장 압력에 있어서, 3차원 성장 모드는 500 mbar 이하, 그리고 2차원 성장 모드는 150 mbar 이상 500 mbar 이하일 수 있다.On the other hand, at the growth pressure, the three-dimensional growth mode may be 500 mbar or less, and the two-dimensional growth mode may be 150 mbar or more and 500 mbar or less.

이와 같은 2차원 성장 모드와 3차원 성장 모드의 박막 성장을 교대로 이용하여 완충층(52) 상에 형성되는 박막의 평탄화를 이룰 수 있다.By alternately using the two-dimensional growth mode and the three-dimensional growth mode thin film growth, the thin film formed on the buffer layer 52 can be planarized.

도 9는 완충층 상에 각각 제3반도체층과 제4반도체층을 형성한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a third semiconductor layer and a fourth semiconductor layer are formed on a buffer layer, respectively.

완충층(52) 상에는 위에서 설명한 3차원 성장 모드로 제3반도체층(53)을 형성할 수 있다(S60).The third semiconductor layer 53 may be formed on the buffer layer 52 in the three-dimensional growth mode described above (S60).

또한, 이러한 제3반도체층(53) 상에는 2차원 성장 모드로 제4반도체층(54)을 형성할 수 있다(S70).The fourth semiconductor layer 54 may be formed on the third semiconductor layer 53 in a two-dimensional growth mode (S70).

경우에 따라, 이러한 3차원 성장 모드의 제3반도체층(53) 및 2차원 성장 모드의 제4반도체층(54)은 수 회 번갈아 추가로 형성될 수도 있다.In some cases, the third semiconductor layer 53 in the three-dimensional growth mode and the fourth semiconductor layer 54 in the two-dimensional growth mode may be additionally formed alternately several times.

이와 같이, 제1반도체층(30) 및 제3반도체층(53) 중 적어도 어느 하나는 3차원 성장 모드로 형성될 수 있고, 제2반도체층(51) 및 제4반도체층(54) 중 적어도 어느 하나는 2차원 성장 모드로 형성될 수 있다.As described above, at least one of the first semiconductor layer 30 and the third semiconductor layer 53 can be formed in a three-dimensional growth mode, and at least one of the second semiconductor layer 51 and the fourth semiconductor layer 54 One of which may be formed in a two-dimensional growth mode.

도 10은 완충층 형성 이후의 박막의 표면을 나타내는 사진이고, 도 11은 제4반도체층이 형성된 최종 이종 기판의 표면을 나타내는 사진이다.10 is a photograph showing the surface of the thin film after the formation of the buffer layer, and Fig. 11 is a photograph showing the surface of the final different substrate on which the fourth semiconductor layer is formed.

도 7의 경우와 비교하면 완충층(52) 및 이후의 추가적인 GaN 박막(53, 54) 성장을 통해, 크게 개선된 상태의 박막이 최종적으로 형성된 것을 확인할 수 있다.Compared with the case of FIG. 7, it can be confirmed that the buffer layer 52 and the subsequent additional GaN thin films 53 and 54 are finally grown to form a greatly improved thin film.

도 12는 최종 성장된 이종 기판의 표면의 전자 투시 현미경(Transmission Electron Microscopy: TEM) 이미지로서, 전위 밀도는 9 × 108/cm2 수준으로 측정되었다.FIG. 12 is a transmission electron microscope (TEM) image of the surface of the finally grown heterogeneous substrate, and the dislocation density was measured at a level of 9 × 10 8 / cm 2 .

한편, 위에서 설명한 본 발명의 실시예에서, 질화물 반도체는 다공성 마스크층(40)의 다공성 구조의 열려 있는 영역을 통하여 성장되며, 막혀 있는 곳에서는 성장이 진행되지 못한다.On the other hand, in the embodiment of the present invention described above, the nitride semiconductor grows through the open region of the porous structure of the porous mask layer 40, and growth does not proceed where it is plugged.

이후, 박막 성장이 계속되는 경우에 수평 방향으로의 박막 성장을 통해 질화물계 반도체는 서로 병합되어 평탄한 면을 가지는 상부 반도체 구조(50)가 형성된다. 이와 같이, 고품질을 가지는 이종 기판이 만들어질 수 있다.Thereafter, when the thin film growth continues, the nitride semiconductor is merged with each other through the thin film growth in the horizontal direction to form the upper semiconductor structure 50 having a flat surface. Thus, a heterogeneous substrate having high quality can be produced.

이러한 상부 반도체 구조(50)는 위에서 설명한 과정에 의하여 결정 결함이 크게 감소된 고품질의 박막 특성을 가질 수 있다.The upper semiconductor structure 50 may have a high-quality thin film characteristic in which crystal defects are largely reduced by the process described above.

즉, 제2반도체층(51), 제3반도체층(53) 및 제4반도체층(54)을 포함하는 상부 반도체 구조(50)는 제1반도체층(30)보다 결정 결함의 밀도가 크게 감소된 특성을 가질 수 있다.That is, the upper semiconductor structure 50 including the second semiconductor layer 51, the third semiconductor layer 53, and the fourth semiconductor layer 54 has a significantly reduced crystal defect density than the first semiconductor layer 30 Lt; / RTI >

또한, 이러한 다공성 마스크층(40)에 의하여 차단되지 않고 전파되는 전위들은 경사면(33)을 가지는 피트(31)에 의하여 전파 방향의 전환이 이루어지게 된다. 따라서 일부의 전위들은 서로 만나서 병합되기도 하고, 일부의 전위들은 상부 반도체 구조(50)의 형성에 따라 사선 방향으로 진행하여 소멸되기도 한다.The potentials that are propagated without being blocked by the porous mask layer 40 are switched in the propagation direction by the pits 31 having the inclined faces 33. [ Therefore, some of the potentials may be merged with each other, and some of the potentials may be extinguished in the oblique direction as the upper semiconductor structure 50 is formed.

이와 같이, 다공성 마스크층(40)과 경사면을 가지는 피트(31)에 의하여 결정 결함의 병합 또는 소멸을 유도하여 효과적으로 결함을 감소시키는 것이 가능한 것이다.As described above, it is possible to effectively reduce defects by inducing the merging or disappearance of crystal defects by the porous mask layer 40 and the pits 31 having inclined faces.

결국, 이와 같은 과정에서 만들어지는 이종 기판의 상면에는 매우 적은 결함만이 전파될 수 있어, 고품질의 이종 기판을 제작할 수 있는 것이다. 이러한 결함에 의한 제2결함 밀도는 제1결함 밀도보다 크게 감소된 결함 밀도를 가지게 된다.As a result, only a very small number of defects can be propagated to the upper surface of the heterogeneous substrate formed in such a process, so that a high-quality heterogeneous substrate can be manufactured. The second defect density due to such a defect has a defect density which is greatly reduced from the first defect density.

한편, 위에서 설명한 완충층(52) 성장 이후에 계속적인 성장을 통해 상부 반도체 구조(50)에 형성된 피트(31)가 전달되는 형상의 완전한 봉합을 구현할 수 있다. 추가적인 결함 밀도의 감소를 위해 3차원 및 2차원 모드 교차 성장을 적용할 수 있고, 결과적으로 이종 기판을 이루는 박막의 결함 및 표면 특성의 개선할 수 있다.On the other hand, after the growth of the buffer layer 52 described above, continuous growth can achieve complete sealing of the shape in which the pits 31 formed in the upper semiconductor structure 50 are transferred. Three-dimensional and two-dimensional mode crossing growth can be applied to further reduce the defect density, and as a result, defects and surface characteristics of the thin film constituting the different substrate can be improved.

또한, 결정 결함을 감소시키기 위하여 수직 방향의 성장이 우세한 3차원 성장을 통해 아일랜드 형상의 밀도와 거칠기를 증가시키거나 다공성 마스크층(40)의 두께를 두껍게 형성할 수 있는데, 이러한 아일랜드 형상의 밀도 및 거칠기나 다공성 마스크층(40)의 두께의 선택의 폭이 넓어지고, 결국 박막의 결함을 더 효과적으로 제어할 수 있는 것이다.Further, in order to reduce crystal defects, it is possible to increase the density and roughness of the island shape or to increase the thickness of the porous mask layer 40 through three-dimensional growth in which vertical growth is dominant. The width of the roughness and the thickness of the porous mask layer 40 can be widened, and the defects of the thin film can be controlled more effectively.

이와 같은 이종 기판을 이용하여 질화물계 반도체를 이용한 다양한 반도체 소자가 제작될 수 있다.Various semiconductor devices using nitride-based semiconductors can be manufactured using such a different substrate.

이러한 반도체 소자는 질화물계 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드와 같은 발광 소자, 그리고 IGBT, HEMT와 같은 트랜지스터 소자 등을 포함할 수 있다.Such semiconductor devices may include light emitting devices such as nitride-based light emitting diodes or laser diodes, and transistor devices such as IGBTs and HEMTs.

이하, 이종 기판 상에 발광 다이오드와 같은 발광 소자를 제작하는 과정을 간략히 설명한다.Hereinafter, a process of fabricating a light emitting device such as a light emitting diode on a different substrate will be briefly described.

먼저, 도 13에서 도시하는 바와 같이, 수평형 발광 다이오드를 제작할 수 있다.First, as shown in Fig. 13, a horizontal light emitting diode can be manufactured.

이를 위하여, 먼저, 제4반도체층(54)이 상측에 위치하는 상부 반도체 구조(50)를 가지는 이종 기판 상에 n-형 반도체층(61), 활성층(62), 및 p-형 반도체층(63)을 포함하는 반도체층(60)을 성장시킨다.First, an n-type semiconductor layer 61, an active layer 62, and a p-type semiconductor layer (not shown) are formed on a heterogeneous substrate having an upper semiconductor structure 50 located on the upper side of the fourth semiconductor layer 54 63 are grown.

이후, 반도체층(60) 상에는 투명 전도성층(70)을 형성할 수 있고, 이 투명 전도성층(70) 상에는 p-형 전극(80)을 형성한다.Thereafter, a transparent conductive layer 70 can be formed on the semiconductor layer 60, and a p-type electrode 80 is formed on the transparent conductive layer 70.

그리고 n-형 반도체층(61)이 드러나도록 식각한 후에, 이 n-형 반도체층(61)에 n-형 전극(90)을 형성하면 도 13과 같은 수평형 발광 다이오드가 완성된다.After the n-type semiconductor layer 61 is etched so as to be exposed, the n-type electrode 90 is formed on the n-type semiconductor layer 61 to complete the horizontal light emitting diode as shown in FIG.

한편, 도 14에서 도시하는 바와 같은 수직형 발광 다이오드의 제작도 가능하다.On the other hand, it is also possible to fabricate a vertical type light emitting diode as shown in Fig.

이러한 수직형 발광 다이오드는, 제4반도체층(54)이 상측에 위치하는 이종 기판 상에 n-형 반도체층(61), 활성층(62), 및 p-형 반도체층(63)을 포함하는 반도체 구조(60)를 성장시킨다.The vertical light emitting diode includes a semiconductor layer including an n-type semiconductor layer 61, an active layer 62, and a p-type semiconductor layer 63 on a different substrate on which the fourth semiconductor layer 54 is disposed. The structure 60 is grown.

그리고, p-형 반도체층(63) 상에는 p-형 전극(81)을 형성하고, 이 p-형 전극(81)에 솔더층(82)을 이용하여 지지층(83)을 부착시킨다. 이러한 지지층(83)은 금속 또는 반도체를 포함할 수 있다.A p-type electrode 81 is formed on the p-type semiconductor layer 63 and a supporting layer 83 is attached to the p-type electrode 81 by using a solder layer 82. [ The support layer 83 may comprise a metal or a semiconductor.

다음에, 이 지지층(83)으로 지지된 상태로 이종 기판을 제거하면 n-형 반도체층(61)이 드러나게 되고, 이 드러난 면에 n-형 전극(91)을 형성하면 도 14와 같은 수직형 발광 다이오드 구조가 이루어지는 것이다.Next, when the dissimilar substrate is removed while being supported by the supporting layer 83, the n-type semiconductor layer 61 is exposed. When the n-type electrode 91 is formed on the exposed surface, The light emitting diode structure is formed.

한편, 이종 기판을 제거하는 과정에서, 위에서 설명한 경사면을 가지는 피트(31)가 형성되었던 면이 드러날 수 있고, 이 면을 식각하는 경우에, 이 피트(31) 또는 공기 간극에 의한 형상이 식각에 의하여 드러나서 전파되어 n-형 반도체층(61) 상까지 식각되면, 이러한 형상이 전파된 형태를 가지는 광 추출 구조(64)가 형성될 수 있다.On the other hand, in the process of removing the dissimilar substrate, the surface on which the pits 31 having the inclined surfaces described above are formed can be exposed. When this surface is etched, the shape due to the pits 31 or air gaps is etched The light extracting structure 64 having such a shape propagated can be formed when the light extracting structure 64 is exposed and propagated and etched to the n-type semiconductor layer 61.

따라서, 이와 같은 피트(31) 및 공기 간극은 광 추출 구조로 작용할 수 있어, 발광 소자의 광 출력이 향상될 수 있는 장점을 가진다.Therefore, such a pit 31 and the air gap can act as a light extracting structure, so that the light output of the light emitting device can be improved.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10: 사파이어 기판 20: 핵 생성층
30: 제1반도체층 31: 피트
33: 경사면 40: 다공성 마스크층
41: 단위 구조 50: 상부 반도체 구조
51: 제2반도체층 52: 완충층
53: 제3반도체층 54: 제4반도체층
10: sapphire substrate 20: nucleation layer
30: first semiconductor layer 31: pit
33: sloped surface 40: porous mask layer
41: unit structure 50: upper semiconductor structure
51: second semiconductor layer 52: buffer layer
53: third semiconductor layer 54: fourth semiconductor layer

Claims (12)

r-면 사파이어 기판 상에 a-면 질화물계 반도체를 이용하여 핵 생성층을 형성하는 단계;
상기 핵 생성층 상에 경사를 가지는 다수의 피트가 형성된 질화물 반도체를 포함하는 제1반도체층을 형성하는 단계;
상기 제1반도체층 상에 다공성 마스크층을 형성하는 단계;
상기 다공성 마스크층 상에 질화물 반도체를 포함하는 제2반도체층을 형성하는 단계; 및
상기 제2반도체층 상에 상기 피트의 형상이 전파되는 경사면을 평탄화시키는 완충층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판의 제조 방법.
forming a nucleation layer using an a-plane nitride-based semiconductor on an r-plane sapphire substrate;
Forming a first semiconductor layer on the nucleation layer, the first semiconductor layer including a plurality of pits having a slope on the nucleation layer;
Forming a porous mask layer on the first semiconductor layer;
Forming a second semiconductor layer including a nitride semiconductor on the porous mask layer; And
And forming a buffer layer on the second semiconductor layer for planarizing an inclined surface on which the shape of the pit is propagated.
제1항에 있어서, 상기 완충층은, 질소 가스를 캐리어 가스로 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판의 제조 방법.The method of manufacturing a non-polarization heterogeneous substrate according to claim 1, wherein the buffer layer is formed by using nitrogen gas as a carrier gas. 제1항에 있어서, 상기 피트는, 상기 질화물계 반도체의 결정 결함의 방향을 전환시키기 위한 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판의 제조 방법.The method of manufacturing a non-polarization heterogeneous substrate according to claim 1, wherein the pits are for changing the direction of crystal defects of the nitride-based semiconductor. 제1항에 있어서, 상기 다공성 마스크층은, 실리콘 질화막, 알루미늄 질화막, 실리콘 산화막, Al2O3, TiO2, HfO, ZnO, Ni, Cu, Ag, ITO, Al, 실리카 및 그래핀 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판의 제조 방법.2. The method of claim 1, wherein the porous mask layer comprises at least one of a silicon nitride film, an aluminum nitride film, a silicon oxide film, Al 2 O 3 , TiO 2 , HfO 2 , ZnO, Ni, Cu, Ag, ITO, Al, Wherein the substrate is a single crystal substrate. 제1항에 있어서,
상기 완충층 상에 질화물 반도체를 포함하는 제3반도체층을 형성하는 단계; 및
상기 제3반도체층 상에 질화물 반도체를 포함하는 제4반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Forming a third semiconductor layer including a nitride semiconductor on the buffer layer; And
And forming a fourth semiconductor layer including a nitride semiconductor on the third semiconductor layer. ≪ RTI ID = 0.0 > 31. < / RTI >
제5항에 있어서, 상기 제1반도체층 및 제3반도체층 중 적어도 어느 하나는 수직 방향 성장이 우세한 3차원 성장 모드로 성장되는 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판의 제조 방법.6. The method of claim 5, wherein at least one of the first semiconductor layer and the third semiconductor layer is grown in a three-dimensional growth mode in which vertical growth is dominant. 제5항에 있어서, 상기 제2반도체층 및 제4반도체층 중 적어도 어느 하나는 수평 방향 성장이 우세한 2차원 성장 모드로 성장되는 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판의 제조 방법.6. The method of claim 5, wherein at least one of the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer is grown in a two-dimensional growth mode in which horizontal growth predominates. r-면 사파이어 기판;
상기 사파이어 기판 상에 위치하고, a-면 질화물계 반도체를 포함하는 핵 생성층;
상기 핵 생성층 상에 위치하고, 제1결함 밀도를 가지며, 상면에 경사면을 가지는 다수의 피트가 위치하는 질화물 반도체를 포함하는 제1반도체층;
상기 제1반도체층 상의 적어도 상기 피트 상에 위치하는 다공성 마스크층;
상기 다공성 마스크층 상에 위치하며, 상기 제1결함 밀도보다 낮은 제 2결함 밀도를 가지는 질화물 반도체를 포함하는 제2반도체층; 및
상기 제2반도체층 상에 위치하고 상기 피트의 형상이 전파되는 경사면을 평탄화시키기 위한 완충층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판.
r-plane sapphire substrate;
A nucleation layer located on the sapphire substrate and comprising an a-plane nitride-based semiconductor;
A first semiconductor layer located on the nucleation layer and having a first defect density and including a nitride semiconductor in which a plurality of pits having slopes on an upper surface are located;
A porous mask layer located on at least the pit on the first semiconductor layer;
A second semiconductor layer located on the porous mask layer and including a nitride semiconductor having a second defect density lower than the first defect density; And
And a buffer layer positioned on the second semiconductor layer and planarizing an inclined surface on which the shape of the pit is propagated.
제8항에 있어서, 상기 다공성 마스크층은, 실리콘 질화막, 알루미늄 질화막, 실리콘 산화막, Al2O3, TiO2, HfO, ZnO, Ni, Cu, Ag, ITO, Al, 실리카 및 그래핀 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판.9. The method according to claim 8, wherein the porous mask layer comprises at least one of a silicon nitride film, an aluminum nitride film, a silicon oxide film, Al 2 O 3 , TiO 2 , HfO 2 , ZnO, Ni, Cu, Ag, ITO, Al, Wherein the substrate is a single crystal substrate. 제8항에 있어서, 상기 제1질화물 반도체층 및 제2질화물 반도체층은, 상기 핵 생성층과 동일한 결정면을 가지는 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판.The non-polarization heterogeneous substrate according to claim 8, wherein the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer have the same crystal plane as the nucleation layer. 제8항에 있어서,
상기 완충층 상에 위치하며 질화물 반도체를 포함하는 제3반도체층; 및
상기 제3반도체층 상에 위치하며 질화물 반도체를 포함하고 평탄화된 제4반도체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무분극 이종 기판.
9. The method of claim 8,
A third semiconductor layer located on the buffer layer and including a nitride semiconductor; And
And a fourth semiconductor layer disposed on the third semiconductor layer and including a nitride semiconductor and planarized.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항의 이종 기판;
상기 이종 기판 상에 위치하고 질화물 반도체를 포함하는 제1전도성 반도체층;
상기 제1전도성 반도체층 상에 위치하는 활성층;
상기 활성층 상에 위치하고 질화물 반도체를 포함하는 제2전도성 반도체층;
상기 제1전도성 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1전극; 및
상기 제2전도성 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
12. A heterogeneous substrate according to any one of claims 9 to 11;
A first conductive semiconductor layer located on the heterogeneous substrate and including a nitride semiconductor;
An active layer located on the first conductive semiconductor layer;
A second conductive semiconductor layer located on the active layer and including a nitride semiconductor;
A first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer; And
And a second electrode electrically connected to the second conductive semiconductor layer.
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