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KR101933778B1 - Method for manufacturing a gallium nitride substrate - Google Patents

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KR101933778B1
KR101933778B1 KR1020170010707A KR20170010707A KR101933778B1 KR 101933778 B1 KR101933778 B1 KR 101933778B1 KR 1020170010707 A KR1020170010707 A KR 1020170010707A KR 20170010707 A KR20170010707 A KR 20170010707A KR 101933778 B1 KR101933778 B1 KR 101933778B1
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Abstract

본 발명은 질화 갈륨 기판 제조 방법을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 성장 기판 상에 적어도 하나의 윈도우 영역 및 돌출 영역을 포함하는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 성장 기판 상에 질화 갈륨(GaN; gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth)시켜, N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계; 상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 단계; 및 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a method of manufacturing a gallium nitride substrate. A method of fabricating a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention includes: forming a mask pattern including at least one window region and a protruding region on a growth substrate; Forming an epitaxial lateral overgrowth (ELOG) on gallium nitride (GaN) on the growth substrate to form gallium nitride including N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride; Selectively etching the N-polar gallium nitride; And removing the mask pattern.

Description

질화 갈륨 기판의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING A GALLIUM NITRIDE SUBSTRATE}METHOD FOR MANUFACTURING A GALLIUM NITRIDE SUBSTRATE [0001]

본 발명의 실시예들은 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth) 및 선택적 식각을 이용한 질화 갈륨 기판의 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention are directed to a method of fabricating a gallium nitride substrate using epitaxial lateral overgrowth (ELOG) and selective etching.

최근, 질화 갈륨(GaN)과 같은 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체는, 우수한 물리적, 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드(LD), 태양 전지, 광전자장치, 레이저 다이오드, 고-주파수 마이크로 전자장치와 같은 반도체 광소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다. Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체는 통상 AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어져있다. 이러한 질화물 반도체 광소자는 핸드폰의 백라이트(backlight)나 키패드, 전광판, 조명 장치와 같은 각종 제품의 광원으로 응용되고 있다.In recent years, III-V group nitride semiconductors such as gallium nitride (GaN) have been widely used in light emitting diodes (LED), laser diodes (LD), solar cells, optoelectronic devices, laser diodes, Devices and semiconductor optical devices. The III-V group nitride semiconductors are usually made of a semiconductor material having a composition formula of AlxInyGa1-x-yN (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? Such nitride semiconductor optical devices are used as light sources for various products such as a backlight of a cellular phone, a keypad, a display board, and a lighting device.

그러나, 질화 갈륨(GaN)은 실리콘(Si)과 달리 잉곳 제작이 거의 불가능하기 때문에 단결정 기판 제작에 큰 어려움이 있다. 따라서, 질화 갈륨은 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판 또는 실리콘 기판에 질화 갈륨 후막을 이종 에피텍시얼에 의해 성장시킨 후, 기판을 분리하여 질화 갈륨을 제조하였다.However, unlike silicon (Si), gallium nitride (GaN) is difficult to produce an ingot, and therefore it is difficult to manufacture a single crystal substrate. Thus, gallium nitride is grown on a sapphire substrate, a silicon carbide substrate, or a silicon substrate by heteroepitaxial growth of a gallium nitride film, and then the substrate is separated to produce gallium nitride.

그러나, 상기와 같이 질화 갈륨을 형성하는 방법은 층들 사이에 격자 짝을 잘못 짓기 때문에 팽팽하게 되거나 완화되고, 이로 인해 탈구의 가능성이 매우 높게 되어 디바이스의 수명 단축과 함께 실행의 한계를 가져오게 되는 문제점이 있었다.However, since the method of forming gallium nitride as described above is liable to be loosened or relaxed due to the misalignment of the lattice pairs between the layers, the possibility of dislocation becomes very high, which leads to a shortening of the life of the device, .

또한, 질화 갈륨을 고품질로 제조하는 것은 고품질의 벌크 결정 및/또는 이들 물질들의 결정 성질에 정합되는 적합한 성장 기판이 없기 때문에 질화 갈륨의 결정 성질들과 근접하게 정합되지 않는 성장 기판은 수용하기 어려운 밀도의 결함들과 전위들로 이어질 수 있다(질화 갈륨에 있어서, 특히 성장 기판과 GaN 사이의 계면에서 비롯되는 관통 전위(TD: threading dislocation)).In addition, the production of gallium nitride in high quality is not suitable for growth substrates that are not closely matched to the crystalline properties of gallium nitride because there is no suitable growth substrate to match high quality bulk crystals and / (E.g., threading dislocation (TD) in GaN, particularly at the interface between the growth substrate and GaN).

또한, 질화 갈륨을 분리하는 기술로 주로 레이저 리프트 오프(LLO; Laser Lift Off) 방식 또는 화학적 리프트 오프(CLO; Chemical Lift Off) 방식을 사용하였다.In addition, a laser lift off (LLO) method or a chemical lift off (CLO) method was used as a technique for separating gallium nitride.

그러나, 레이저 리프트 오프(LLO; Laser Lift Off) 방식은 레이저로 기판과 후막 사이 계면을 녹여서 분리하는 기술로 분리 과정에서 결함 발생율이 높고, 비용이 많이 발생하는 문제점이 있고, 화학적 리프트 오프(CLO; Chemical Lift Off) 방식은 비교적 저렴하고 분리 과정에서 추가적인 결함 발생률이 낮으나, 화학적으로 식각 가능한 희생층(sacrificial layer)이 필요하기 때문에, 희생층 상에 성장된 질화 갈륨의 결정성이 상대적으로 낮다는 문제점이 있었다.However, in the laser lift off (LLO) method, the interface between the substrate and the thick film is melted and separated by a laser, which causes a high defect occurrence rate and a high cost in the separation process, and a chemical lift off (CLO) The chemical lift off method is relatively inexpensive and the incidence of additional defects is low in the separation process. However, since a chemically etchable sacrificial layer is required, the crystallinity of the gallium nitride grown on the sacrificial layer is relatively low .

한국등록특허 제10-1355086호, "나노 필러 구조를 이용한 반극성 질화물층의 제조방법 "Korean Patent No. 10-1355086, " Method for producing a semi-polar nitride layer using a nanofiller structure & 미국등록특허 제7,462,893호, "Method of fabricating GaN"U.S. Patent No. 7,462,893, "Method of fabricating GaN" 유럽등록특허 제0966047호, "GaN single crystal substrate and method of producing same"European Patent No. 0966047, " GaN single crystal substrate and method of producing same "

Chu-Young Cho, Growth and separation of high quality GaN epilayer from sapphire substrate by lateral epitaxial overgrowth and wet chemical etching, 2010Chu-Young Cho, Growth and separation of high quality GaN epilayer from sapphire substrate by lateral epitaxial overgrowth and wet chemical etching, 2010 Seohwi Woo, Novel in-situ self-separation of a 2 in. free-standing m-plane GaN wafer from m-plane sapphire substrate by HCl chemical reaction etching in hydride vapor-phase epitaxy, 2016Seohwi Woo, Novel in-situ self-separation of a 2 in. free-standing m-plane GaN wafer from m-plane sapphire substrate by HCl chemical reaction etching in hydride vapor-phase epitaxy, 2016

본 발명의 실시예들의 목적은 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG)시켜, N-극성 질화 갈륨과 Ga-극성 질화 갈륨을 선택적으로 성장시킨 후, 선택적으로 N-극성 질화 갈륨을 제거하는 공정을 이용하여 고품질의 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨 기판 및 고품질의 질화 갈륨 템플릿(template) 기판을 제조하기 위한 것이다.An object of embodiments of the present invention is to epitaxially side-overgrow (ELOG) gallium nitride to selectively grow N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride, Free gallium nitride substrate and a high-quality gallium nitride template substrate using a process of removing gallium nitride.

본 발명의 실시예들의 목적은 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG)시켜, N-극성 질화 갈륨과 Ga-극성 질화 갈륨을 선택적으로 성장시킨 후, 선택적으로 N-극성 질화 갈륨을 제거하는 공정을 이용하여, 질화 갈륨 기판의 결함 비율을 감소시키기 위한 것이다.An object of embodiments of the present invention is to epitaxially side-overgrow (ELOG) gallium nitride to selectively grow N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride, To reduce the defect ratio of the gallium nitride substrate by using a process of removing gallium nitride.

본 발명의 실시예들의 목적은 희생층이 필요 없는 화학적 식각을 이용하여 질화 갈륨으로부터 성장 기판을 제거하여, 성장 기판 제거 공정으로 인한 질화 갈륨 기판의 손상을 감소시켜, 고품질의 질화 갈륨 기판의 특성을 유지시키기 위한 것이다.It is an object of embodiments of the present invention to remove the growth substrate from gallium nitride using a chemical etching that does not require a sacrificial layer to reduce damage to the gallium nitride substrate due to the growth substrate removal process and to improve the properties of a high quality gallium nitride substrate .

본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 성장 기판 상에 적어도 하나의 윈도우 영역 및 돌출 영역을 포함하는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 성장 기판 상에 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth)시켜, N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계; 상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 단계; 및 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.A method of fabricating a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention includes forming a mask pattern including at least one window region and a protrusion region on a growth substrate; Forming an epitaxial lateral overgrowth (ELOG) on gallium nitride (GaN) on the growth substrate to form gallium nitride including N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride; Selectively etching the N-polar gallium nitride; And removing the mask pattern.

상기 윈도우 영역 상에서는 상기 N-극성 질화 갈륨만 성장되도록 하고, 상기 돌출 영역 상에서는 상기 Ga-극성 질화 갈륨만 성장되거나, 상기 N-극성 질화 갈륨 및 상기 Ga-극성 질화 갈륨이 혼재되어 성장될 수 있다.Only the N-polarity gallium nitride may be grown on the window region, and the Ga-polar gallium nitride alone may be grown on the protruding region, or the N-polar gallium nitride and the Ga-polar gallium nitride may be mixed and grown.

상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 상기 단계는, 상기 Ga-극성 질화 갈륨을 측면 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.The step of selectively etching the N-polarity gallium nitride may include a step of growing the Ga-polar gallium nitride laterally.

상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 단계는, 수산화 칼륨(KOH; potassium hydroxide)을 사용할 수 있다.The step of selectively etching the N-polar gallium nitride may use potassium hydroxide (KOH).

상기 성장 기판은 사파이어(sapphire), 갈륨 비소(GaAs; gallium arsenide), 스피넬(spinel), 실리콘(Si; silicon), 인화 인듐(InP; indium phosphide) 또는 실리콘 카바이드(SiC; silicon carbide)일 수 있다.The growth substrate may be sapphire, gallium arsenide (GaAs), spinel, silicon (Si), indium phosphide (InP), or silicon carbide (SiC) .

상기 마스크 패턴은 실리콘 산화물(SiO2; silicon oxide), 실리콘 질화물(SiNx; silicon nitride) 또는 실리콘 산질화물(SiON; silicon oxynitride)일 수 있다.The mask pattern may be a silicon oxide; (silicon oxynitride SiON) (SiO 2;; silicon oxide), silicon nitride (SiNx silicon nitride), or silicon oxynitride.

본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 성장 기판 상에 적어도 하나의 윈도우 영역 및 돌출 영역을 포함하는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 성장 기판 상에 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth)시켜, N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계; 상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 단계; 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계; 상기 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨을 비정질 박막이 증착된 임시 기판 상에 부착시키는 단계 및 상기 비정질 박막이 증착된 임시 기판 상에 부착된 상기 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨을 측면 성장시키는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for fabricating a gallium nitride substrate, comprising: forming a mask pattern including at least one window region and a protruding region on a growth substrate; Forming an epitaxial lateral overgrowth (ELOG) on gallium nitride (GaN) on the growth substrate to form gallium nitride including N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride; Selectively etching the N-polar gallium nitride; Removing the mask pattern; The method of claim 1, further comprising: attaching free-standing gallium nitride containing Ga-polar gallium nitride on a temporary substrate on which an amorphous thin film is deposited; free-standing gallium nitride.

본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 템플릿(template) 기판 제조 방법은 성장 기판 상에 적어도 하나의 윈도우 영역 및 돌출 영역을 포함하는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 성장 기판 상에 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth)시켜, N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계; 및 상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 단계를 포함한다.A method of fabricating a gallium nitride template substrate according to an embodiment of the present invention includes forming a mask pattern including at least one window region and a protruding region on a growth substrate; Forming an epitaxial lateral overgrowth (ELOG) on gallium nitride (GaN) on the growth substrate to form gallium nitride including N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride; And selectively etching the N-polar gallium nitride.

본 발명의 실시예들에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG)시켜, N-극성 질화 갈륨과 Ga-극성 질화 갈륨을 선택적으로 성장시킨 후, 선택적으로 N-극성 질화 갈륨을 제거하는 공정을 이용하여 질화 갈륨 기판을 제조함으로써, 고품질의 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨 기판을 제조할 수 있다.The method of manufacturing a gallium nitride substrate according to embodiments of the present invention includes epitaxially lateral overgrowing (GaN) gallium nitride to selectively grow N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride , And selectively removing the N-polar gallium nitride to produce a gallium nitride substrate, a high-quality free-standing gallium nitride substrate can be manufactured.

본 발명의 실시예들에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG)시켜, N-극성 질화 갈륨과 Ga-극성 질화 갈륨을 선택적으로 성장시킨 후, 선택적으로 N-극성 질화 갈륨을 제거하는 공정을 이용함으로써, 질화 갈륨 기판의 결함 비율을 감소시킬 수 있다.The method of manufacturing a gallium nitride substrate according to embodiments of the present invention includes epitaxially lateral overgrowing (GaN) gallium nitride to selectively grow N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride , And selectively removing the N-polar gallium nitride, the defect ratio of the gallium nitride substrate can be reduced.

본 발명의 실시예들에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 희생층이 필요 없는 화학적 식각을 이용하여 질화 갈륨으로부터 성장 기판을 제거함으로써, 성장 기판 제거 공정으로 인한 질화 갈륨 기판의 손상을 감소시켜, 고품질의 질화 갈륨 기판의 특성을 유지시킬 수 있다.The method of manufacturing a gallium nitride substrate according to embodiments of the present invention reduces the damage of a gallium nitride substrate due to a growth substrate removal process by removing a growth substrate from gallium nitride by using a chemical etching that does not require a sacrificial layer, The characteristics of the gallium nitride substrate can be maintained.

도 1은 질화 갈륨의 N-극성 및 Ga-극성을 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판의 제조 방법을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법에서, 성장 기판 및 마스크 패턴 상에 형성된 Ga-극성 질화 갈륨을 도시한 평면도이다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법을 도시한 단면도 이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법에서, 성장 기판 및 마스크 패턴을 제거한 후의 Ga-극성 질화 갈륨을 도시한 평면도이다.1 is a diagram showing the N-polarity and Ga-polarity of gallium nitride.
2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing Ga-polar gallium nitride formed on a growth substrate and a mask pattern in a method of manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention.
4A to 4H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention.
5 is a plan view showing Ga-polar gallium nitride after removing a growth substrate and a mask pattern in a method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention.

이하에서, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들에 의해 권리범위가 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the rights is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the following description are chosen to be generic and universal in the art to which they are related, but other terms may exist depending on the development and / or change in technology, customs, preferences of the technician, and the like. Accordingly, the terminology used in the following description should not be construed as limiting the technical thought, but should be understood in the exemplary language used to describe the embodiments.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다. Also, in certain cases, there may be a term chosen arbitrarily by the applicant, in which case the detailed description of the meaning will be given in the corresponding description section. Therefore, the term used in the following description should be understood based on the meaning of the term, not the name of a simple term, and the contents throughout the specification.

한편, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되지 않는다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. On the other hand, the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 막, 층, 영역, 구성 요청 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 층, 양역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. It is also to be understood that when a section such as a film, a layer, an area, a configuration request, etc. is referred to as being "on" or "on" another part, And the like are included.

도 1은 질화 갈륨의 N-극성 및 Ga-극성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the N-polarity and Ga-polarity of gallium nitride.

질화 갈륨은 우수한 물리적, 화학적 특성으로 인해 다양한 광소자의 핵심 소재로 사용되고 있다. 질화 갈륨은 사파이어, 실리콘 카바이드 또는 실리콘 같은 성장 기판 상에 이종 에피텍시얼에 의해 성장시켜 사용된다.Gallium nitride has been used as a core material for various optical devices due to its excellent physical and chemical properties. Gallium nitride is grown and grown on heterogeneous epitaxial substrates such as sapphire, silicon carbide or silicon.

질화 갈륨을 성장시키기 위해서는 결정 품질에 유의하여야 한다. 특히, 결정 품질은 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth)를 활용함으로써 개선될 수도 있다.In order to grow gallium nitride, attention should be paid to crystal quality. In particular, the crystal quality may be improved by utilizing epitaxial lateral overgrowth (ELOG).

에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth)는 기판으로부터 수직 방향으로 질화 갈륨이 성장될뿐만 아니라 마스킹 패턴 위로도 측면 방향으로 성장될 수 있다.Epitaxial lateral overgrowth (ELOG) can be grown in the lateral direction as well as on the masking pattern as gallium nitride is grown vertically from the substrate.

또한, 질화 갈륨은 결함뿐만 아니라, 특히, 중요한 결정 성질로 "결정 극성(crystal polarity)"이 있다.In addition, gallium nitride has a " crystal polarity " as well as defects, especially important crystalline properties.

도 1을 참조하면, 갈륨(Ga) 원자들은 큰 회색 구로 도시되고, 질소(N) 원자들은 작은 흑색 구로 도시된다.Referring to FIG. 1, gallium (Ga) atoms are shown as large gray spheres, and nitrogen (N) atoms are shown as small black spheres.

도 1에 도시된 바와 같이, 질화 갈륨에서(예; 우르짜이트(wurtzite) 질화 갈륨) 각 갈륨 원자는 네 개의 질소 원자들에 사면체적으로 배위된다.As shown in Fig. 1, in gallium nitride (e.g., wurtzite gallium nitride), each gallium atom is tetrahedrally coordinated to four nitrogen atoms.

질화 갈륨은 방향에 따라, Ga-극성(+c; 10) 및 N-극성(-c; 20)으로 구분될 수 있다. 여기서 레이블 c는 에피택시 막의 평면에 대하여 수평한 결정 평면을 가리킨다.The gallium nitride may be classified into Ga-polarity (+ c; 10) and N-polarity (-c; Here, the label c indicates a horizontal crystal plane with respect to the plane of the epitaxial film.

질화 갈륨의 극성은 표면 성질은 아니나, 질화 갈륨의 벌크 성질에 지대한 영향을 미치는 점에 유의하는 것이 중요하고, 극성에 따라 상이한 성질이 발현될 수 있다. 따라서, 에피택시 질화 갈륨 성장층의 극성 특성을 활용하여 소자를 제작할 수 있다.It is important to note that the polarity of gallium nitride is not a surface property, but it has a great influence on the bulk properties of gallium nitride, and different properties may be expressed depending on the polarity. Therefore, the device can be fabricated utilizing the polarity characteristic of the epitaxially grown gallium nitride layer.

본 발명에서는 Ga-극성(+c; 10) 질화 갈륨 및 N-극성(-c; 20) 질화 갈륨을 선택적으로 성장시키고, 그 중 N-극성(-c; 20) 부분의 질화 갈륨만을 선택적으로 제거함으로써, 고품질의 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨 기판 혹은 고품질의 질화갈륨 템플릿(template) 기판을 제조할 수 있다.In the present invention, Ga-polar (+ c; 10) gallium nitride and N-polar (-c; 20) gallium nitride are selectively grown and only gallium nitride of the N- A high-quality free-standing gallium nitride substrate or a high-quality gallium nitride template substrate can be manufactured.

이하에서는, 도 2a 내지 도 2f를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판을 제조하는 기술에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a technique for manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2F.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판의 제조 방법을 도시한 단면도이다.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판의 제조 방법은 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth)시켜, N-극성 질화 갈륨(131) 및 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 포함하는 질화 갈륨(130)을 형성시킨다. 이후, 식각을 이용하여 N-극성 질화 갈륨(131)만 선택적으로 제거함으로써, 고품질의 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨 기판을 제조할 수 있다.A method of fabricating a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention includes epitaxial lateral overgrowth (ELOG) of gallium nitride (GaN) to form N-polar gallium nitride 131 and Ga-polar And gallium nitride 130 containing gallium nitride 132 is formed. Thereafter, only the N-polar gallium nitride 131 is selectively removed using etching, whereby a high-quality free-standing gallium nitride substrate can be manufactured.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판의 제조 방법의 N-극성 질화 갈륨(131)을 선택적으로 식각하는 단계는 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 측면 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of selectively etching the N-polar gallium nitride 131 in the method of manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention may include a step of laterally growing the Ga-polar gallium nitride 132 .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판의 제조 방법은 윈도우 영역(121) 상에는 N-극성 방향으로 성장된 질화 갈륨(이하, 'N-극성 질화 갈륨'라고 함)이 형성될 수 있고, 돌출 영역(122) 상에는 Ga-극성 방향으로 성장된 질화 갈륨(이하, 'Ga-극성 질화 갈륨'라고 함)이 성장될 수 있다.In the method of manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention, gallium nitride grown in the N-polar direction (hereinafter referred to as N-polar gallium nitride) may be formed on the window region 121 (Hereinafter referred to as Ga-polar gallium nitride) grown in the Ga-polar direction can be grown on the protruding region 122. [

도 2a는 성장 기판 상에 적어도 하나의 윈도우 영역 및 돌출 영역을 포함하는 마스크 패턴이 형성된 단면도이다.2A is a cross-sectional view in which a mask pattern including at least one window region and a protruding region is formed on a growth substrate.

마스크 패턴(120)은 성장 기판(110) 상에 증착 공정 또는 용액 공정을 이용하여 마스크층을 형성한 다음, 포토리소그래피 공정들을 이용하여 패터닝될 수 있다.The mask pattern 120 may be patterned using photolithography processes after forming a mask layer on the growth substrate 110 using a deposition process or a solution process.

마스크 패턴(120)은 패터닝 공정에 의해 윈도우 영역(121) 및 돌출 영역(122)을 포함할 수 있고, 후에 질화 갈륨은 마스크 패턴(120)의 윈도우 영역(121)을 통하여 성장될 수 있다.The mask pattern 120 may include a window region 121 and a protrusion region 122 by a patterning process and then gallium nitride may be grown through the window region 121 of the mask pattern 120. [

마스크 패턴(120)에 형성된 윈도우 영역(121) 또는 돌출 영역(122)은 도트 형상, 직사각형 형상, 타원형 형상 또는 스트라이프 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The window region 121 or the protrusion region 122 formed in the mask pattern 120 may have a dot shape, a rectangular shape, an elliptical shape, or a stripe shape, but is not limited thereto.

성장 기판(110)은 사파이어(sapphire), 갈륨 비소(GaAs; gallium arsenide), 스피넬(spinel), 실리콘(Si; silicon), 인화 인듐(InP; indium phosphide) 및 실리콘 카바이드(SiC; silicon carbide) 중 적어도 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 사파이어가 사용될 수 있다.The growth substrate 110 may include at least one of sapphire, gallium arsenide (GaAs), spinel, silicon (Si), indium phosphide (InP), and silicon carbide (SiC) At least one of them may be used, and preferably sapphire may be used.

마스크 패턴(120)은 실리콘 산화물(SiO2; silicon oxide), 실리콘 질화물(SiNx; silicon nitride) 및 실리콘 산질화물(SiON; silicon oxynitride) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 바람직하게는 실리콘 산화물이 사용될 수 있다.A mask pattern 120 of silicon oxide (SiO 2; silicon oxide), silicon nitride (SiNx; silicon nitride) and silicon oxynitride; may comprise at least one of (SiON silicon oxynitride), it is preferably of silicon oxide Can be used.

도 2b 및 도 2c는 성장 기판 상에 질화 갈륨을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG)시켜, N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨이 형성된 단면도이다.FIGS. 2B and 2C are cross-sectional views in which gallium nitride is epitaxially lateral over-grown (ELOG) on a growth substrate and gallium nitride containing N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride is formed.

N-극성 질화 갈륨(131) 및 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 포함하는 질화 갈륨(130)은 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG) 방법으로 성장된다.The gallium nitride 130 including the N-polar gallium nitride 131 and the Ga-polar gallium nitride 132 is grown by an epitaxial lateral overgrowth (ELOG) method.

에피택셜 측면 오버그로스(ELOG)는 성장 기판(110)으로부터 수직 방향으로뿐만 아니라 마스크 패턴(120) 상부의 측면 방향으로도 질화 갈륨(130)이 성장될 수 있다.The epitaxial lateral overgrowth ELOG can be grown not only in the vertical direction from the growth substrate 110 but also in the lateral direction over the mask pattern 120. [

먼저, 도 2b에서와 같이, 질화 갈륨(130)이 마스크 패턴(120)의 윈도우 영역(121)을 통하여 수직 성장된다. 이후, 성장의 마지막 단계에서, 마스크 패턴(120)의 돌출 영역(122)의 측방향으로 연장되어 질화 갈륨(130)이 성장될 수 있다.First, as shown in FIG. 2B, the gallium nitride 130 is vertically grown through the window region 121 of the mask pattern 120. Thereafter, in the final stage of growth, the gallium nitride 130 can be grown in the lateral direction of the protruding region 122 of the mask pattern 120.

이로 인해, 측방향으로 성장되는 질화 갈륨(130)은 일정 시간이 지난 후, 수직 성장된 질화 갈륨(130)이 병합되어 도 2c에서와 같이, 성장 기판(110) 및 마스크 패턴(120) 상부 표면에 전체적으로 성장된 질화 갈륨(130)이 형성될 수 있다.As a result, after the gallium nitride 130 grown in the lateral direction has grown for a predetermined time, the vertically grown gallium nitride 130 is merged to form the upper surface of the growth substrate 110 and the upper surface of the mask pattern 120, The entirely grown gallium nitride 130 may be formed.

성장된 질화 갈륨(130)은 마스크 패턴(120)의 윈도우 영역(121) 상에 성장된 N-극성 질화 갈륨(131) 및 마스크 패턴(120)의 돌출 영역(122) 상에 성장된 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 포함할 수 있다.The grown gallium nitride 130 is grown on the projected region 122 of the N-polar gallium nitride 131 and the mask pattern 120 grown on the window region 121 of the mask pattern 120, And may include gallium nitride (132).

또한, 윈도우 영역(121) 상에서는 N-극성 질화 갈륨(131)만 성장되도록 하고, 돌출 영역(122) 상에서는 Ga-극성 질화 갈륨(132)만 성장되거나, N-극성 질화 갈륨(131) 및 Ga-극성 질화 갈륨(132)이 혼재되어 성장될 수 있다.Only the N-polar gallium nitride 131 is grown on the window region 121 and only the Ga-polar gallium nitride 132 is grown on the projected region 122 or the N-polar gallium nitride 131 and Ga- The polar gallium nitride 132 may be mixed and grown.

윈도우 영역(121) 및 돌출 영역(122)을 포함하는 마스크 패턴(120) 상에 질화 갈륨(130)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG)시킬 때, 일반적으로 전 영역에서 N-극성 질화 갈륨(131) 혹은 Ga-극성 질화 갈륨(132) 한 종류만이 전 영역에 걸쳐 성장되게 된다.When the epitaxial lateral overgrowth (ELOG) of the gallium nitride 130 is performed on the mask pattern 120 including the window region 121 and the protruding region 122, the N-polarity gallium nitride 131 ) Or only one kind of Ga-polar gallium nitride 132 is grown over the entire region.

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 윈도우 영역(121) 및 돌출 영역(122)을 포함하는 마스크 패턴(120) 상에 질화 갈륨(130)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG)시킬 때, 특정 조건을 사용함으로써, 윈도우 영역(121) 상부에는 N-극성 질화 갈륨(131)만 성장되고, 돌출 영역(122) 상부에는 Ga-극성 질화 갈륨(132)만 성장되는 극성 반전(polarity inversion) 특성을 가질 수 있다.However, the method of manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention includes the steps of epitaxial lateral overgrowth (ELOG) of gallium nitride 130 on a mask pattern 120 including a window region 121 and a protrusion region 122, Polarity gallium nitride 131 is grown only on the window region 121 and only the Ga-polar gallium nitride 132 is grown on the protruding region 122 by using a specific condition inversion) property.

질화 갈륨(130)의 각 갈륨 원자는 네 개의 질소 원자들에 사면체적으로 배위되고, 방향에 따라 Ga-극성 질화 갈륨(132) 특성 및 N-극성 질화 갈륨(131) 특성을 가진다.Each gallium atom of the gallium nitride 130 is tetrahedrally coordinated to four nitrogen atoms and has a Ga-polar gallium nitride 132 characteristic and an N-polar gallium nitride 131 characteristic depending on the direction.

또한, 윈도우 영역(121) 상에 성장된 N-극성 질화 갈륨(131)은 돌출 영역(122) 상에 성장된 Ga-극성 질화 갈륨(132)보다 결함(defect) 비율이 높은 결함 영역일 수 있다. 따라서, N-극성 질화 갈륨(131)보다 Ga-극성 질화 갈륨(132)를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.The N-polarity gallium nitride 131 grown on the window region 121 may be a defect region having a higher defect ratio than the Ga-polar gallium nitride 132 grown on the protruding region 122 . Therefore, it is more preferable to use Ga-polar gallium nitride (132) rather than N-polar gallium nitride (131).

도 2d는 N-극성 질화 갈륨이 선택적으로 식각된 단면도이다.2D is a cross-sectional view in which N-polar gallium nitride is selectively etched.

질화 갈륨은 극성에 따라 식각 속도에서 차이를 나타낼 수 있다. Ga-극성 질화 갈륨(132)은 상대적으로 수산화 칼륨(KOH)에 대해 식각 내성을 갖는 반면, N-극성 질화 갈륨(131)은 수산화 칼륨(KOH)에 쉽게 식각되는 특성을 갖는다.Gallium nitride may exhibit different etching rates depending on the polarity. The Ga-polar gallium nitride 132 has an etching resistance to potassium hydroxide (KOH) relatively, while the N-polar gallium nitride 131 has a property of being easily etched into potassium hydroxide (KOH).

N-극성 질화 갈륨(131)은 수산화 칼륨(KOH; potassium hydroxide)을 이용한 습식 식각으로 제거될 수 있다.The N-polar gallium nitride 131 may be removed by wet etching using potassium hydroxide (KOH).

실시예에 따라서는, N-극성 질화 갈륨(131)은 추가적인 마스크를 사용하는 건식 식각 방법으로 식각될 수 있고, 건식 식각 방법은 RIE(Reactive Ion Etching), ECR(Electron Cyclotron Resonance) 또는 ICP(Inductively Coupled Plasma)일 수 있다.According to an embodiment, the N-polar gallium nitride 131 may be etched by a dry etching method using an additional mask, and the dry etching method may be RIE (Reactive Ion Etching), ECR (Electron Cyclotron Resonance) or ICP Coupled Plasma).

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 수산화 칼륨(KOH)을 이용한 화학적 식각만으로 추가적인 마스크 사용 없이도 선택적으로 N-극성 질화 갈륨(131)을 용이하게 제거할 수 있다.Accordingly, the method of manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention can selectively remove the N-polar gallium nitride 131 without using any additional mask by chemical etching using potassium hydroxide (KOH).

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 N-극성 질화 갈륨(131)만 선택적으로 제거하여 성장 기판(110) 상에 상대적으로 결함이 적은 Ga-극성 질화 갈륨(132)만 남게 된다.Accordingly, in the method of fabricating a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention, only the N-polar gallium nitride 131 is selectively removed, so that only a Ga-polar gallium nitride 132 having a relatively small defect is grown on the growth substrate 110 It remains.

도 2e는 Ga-극성 질화 갈륨을 측면 성장된 단면도이다.2E is a cross-sectional side view of Ga-polar gallium nitride.

본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 실시예에 따라, 마스크 패턴(120) 상에 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 측면 성장시키는 단계를 진행할 수 도 있다.The method of fabricating a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention may further include the step of laterally growing Ga-polar gallium nitride 132 on the mask pattern 120 according to an embodiment.

마스크 패턴(120) 상에 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 측면 성장시킴으로써, 질화 갈륨 기판(133)이 형성된다.The gallium nitride substrate 133 is formed by laterally growing the Ga-polar gallium nitride 132 on the mask pattern 120.

마스크 패턴(120) 상에 측면 성장되는 Ga-극성 질화 갈륨(132)은 성장 기판(110)에 접촉되지 않는다. 즉, 수직방향보다 수평방향으로 성장이 훨씬 빠르게 되도록하면 Ga-극성 질화 갈륨(132)은 하부 방향으로는 매우 느리거나 거의 성장되지 않기 때문에, Ga-극성 질화 갈륨(132)은 성장 기판(110)과 닿지 않도록(G) 형성될 수 있다.The Ga-polar gallium nitride 132 that is laterally grown on the mask pattern 120 does not contact the growth substrate 110. Since the Ga-polarized gallium nitride 132 grows very slowly or hardly in the lower direction if the growth is made much faster in the horizontal direction than in the vertical direction, the Ga-polarized gallium nitride 132 grows on the growth substrate 110, (G).

도 2f는 마스크 패턴이 제거된 질화 갈륨 기판 단면도이다.2F is a cross-sectional view of the gallium nitride substrate from which the mask pattern is removed.

본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판(133) 제조 방법은 마스크 패턴(120) 상에 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 측면 성장시키는 단계를 진행하지 않으면, 오프닝 영역(121)이 노출된 질화 갈륨 기판이 제조될 수 있고, 마스크 패턴(120) 상에 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 측면 성장시키는 단계를 진행하면, 노출 영역이 없는 도 2f와 같은 판 형태의 질화 갈륨 기판(133)이 제조될 수 있다.The method of fabricating the gallium nitride substrate 133 according to an embodiment of the present invention may be such that if the step of laterally growing the Ga-polar gallium nitride 132 on the mask pattern 120 is not performed, A gallium nitride substrate may be manufactured and the step of laterally growing the Ga-polar gallium nitride 132 on the mask pattern 120 may be performed to form a gallium nitride substrate 133 in the form of a plate, Can be produced.

마스크 패턴(120)은 화학적 식각을 통하여 제거될 수 있고, 플루오르화 수소산(HF) 및 버퍼 옥사이드 에천트(Buffered Oxide Etchant) 중 어느 하나 또는 이들 하나 이상의 조합에 의한 혼합 용액인 것을 이용한 습식 식각에 의해 진행될 수 있으며, 바람직하게는 플루오르화 수소산(HF)이 사용될 수 있다.The mask pattern 120 may be removed by chemical etching and may be formed by wet etching using a mixed solution of any one or combination of one or more of hydrofluoric acid (HF) and buffered oxide etchant And preferably, hydrofluoric acid (HF) may be used.

본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판(133) 제조 방법은 희생층이 필요 없는 화학적 식각을 이용하여 질화 갈륨 기판(133)을 기판으로부터 제거함으로써, 성장 기판(110) 제거 공정으로 인한 질화 갈륨 기판(133)의 손상을 감소시켜, 고품질의 질화 갈륨 기판(133) 특성을 유지시킬 수 있다.The method of manufacturing a gallium nitride substrate 133 according to an embodiment of the present invention includes the steps of removing a gallium nitride substrate 133 from a substrate using a chemical etching process that does not require a sacrificial layer, Damage to the substrate 133 can be reduced, and the quality of the gallium nitride substrate 133 of high quality can be maintained.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판(133) 제조 방법은 고품질의 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨 기판을 제조할 수 있다.Therefore, the method of manufacturing the gallium nitride substrate 133 according to an embodiment of the present invention can produce a high-quality free-standing gallium nitride substrate.

질화 갈륨 기판(133)은 성장 기판(110)이 배치되었던 면인 제1 면 및 제1 면과 대향되는 제2 면을 포함할 수 있다.The gallium nitride substrate 133 may include a first surface that is a surface on which the growth substrate 110 is disposed and a second surface that faces the first surface.

질화 갈륨 기판(133) 수득 시, 상부에 제2 면이 위치하고 하부에 제1 면이 위치하도록 질화 갈륨 기판(133)을 수득한다면, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 Ga-극성 방향으로 질화 갈륨을 성장시켰기 때문에, Ga-극성 질화 갈륨 기판(133)을 수득할 수 있다.When the gallium nitride substrate 133 is obtained, the gallium nitride substrate 133 is obtained such that the second surface is located on the upper surface and the first surface is located on the lower surface. In the gallium nitride substrate 133 according to an embodiment of the present invention, Since the gallium nitride is grown in the polar direction, the Ga-polar gallium nitride substrate 133 can be obtained.

그러나, 질화 갈륨 기판(133) 수득 시, 상부에 제1 면이 위치하고 하부에 제2 면이 위치하도록 질화 갈륨 기판(133)을 수득한다면, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 Ga-극성 방향으로 질화 갈륨을 성장시켜 형성하였기 때문에, 상하가 반전되어 N-극성 질화 갈륨 기판(133)을 수득할 수 있다.However, when the gallium nitride substrate 133 is obtained, when the gallium nitride substrate 133 is obtained such that the first surface is located on the upper surface and the second surface is located on the lower surface, the gallium nitride substrate manufacturing method according to one embodiment of the present invention Polarity direction, and thus the N-polarity gallium nitride substrate 133 can be obtained.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 질화 갈륨 기판(133)의 상하부 방향에 따라, N-극성 및 Ga-극성을 선택적으로 활용할 수 있다.Therefore, the method of fabricating a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention can selectively utilize N-polarity and Ga-polarity along the upper and lower directions of the gallium nitride substrate 133.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 결함이 상대적으로 적은 Ga-극성 방향으로 질화 갈륨을 성장시킨 질화 갈륨 기판(133)을 제조함으로써, 질화 갈륨 기판의 결함 비율을 감소시킬 수 있다.In addition, the method of manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention reduces the defect ratio of the gallium nitride substrate by manufacturing the gallium nitride substrate 133 in which gallium nitride is grown in the Ga-polar direction with relatively few defects .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법을 이용하여 제조된 질화 갈륨 기판은 발광 소자 및 발광 소자를 기반으로 하는 디스플레이에 사용할 수 있다.Also, the gallium nitride substrate manufactured using the gallium nitride substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention can be used for a display based on a light emitting device and a light emitting device.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법을 이용하여 제조된 질화 갈륨 기판을 활용하여 발광 소자를 제조함으로써, 발광 램프(luminescent lamp)를 대체할 수 있는 전반 조명(general lighting)에 활용될 수 있다.Further, by fabricating a light emitting device using the gallium nitride substrate manufactured by the method of manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a general light emitting device capable of replacing a luminescent lamp Can be utilized.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 템플릿 기판을 제조하기 위해, 성장 기판(110) 및 마스크 패턴(120)을 제거하는 공정을 진행하지 않을 수 있다.In order to manufacture the gallium nitride template substrate according to an embodiment of the present invention, the growth substrate 110 and the mask pattern 120 may not be removed.

본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 템플릿 기판 제조 방법은 성장 기판(110) 및 마스크 패턴(120)을 제거하는 공정을 진행하지 않는 것을 제외하면, 도 2a 내지 도 2e에서 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법과 동일하므로, 중복되는 구성요소에 대해서는 생략하기로 한다.2A to 2E, except that the growth substrate 110 and the mask pattern 120 are not removed, the method of manufacturing a gallium nitride template substrate according to an embodiment of the present invention is not limited thereto. The method of manufacturing the gallium nitride substrate according to the embodiment is the same as that of the method of manufacturing the gallium nitride substrate according to the embodiment.

즉, 도 2a 내지 도 2e에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법과 동일하게 제조한 다음, 공정을 완료하면, 성장 기판(110), 마스크 패턴(120) 및 질화 갈륨 기판(133)이 순차적으로 형성된 질화 갈륨 템플릿 기판이 제조된다.2A to 2E, after completing the fabrication process, the growth substrate 110, the mask pattern 120, and the gallium nitride substrate 100. [ (133) are successively formed on the gallium nitride substrate.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 템플릿 기판 제조 방법은 마스크 패턴(120) 상에 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 측면 성장시키는 단계를 진행하지 않으면, 오프닝 영역(121)이 노출된 질화 갈륨 기판이 제조될 수 있고, 마스크 패턴(120) 상에 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 측면 성장시키는 단계를 진행하면, 노출 영역이 없는 판 형태의 질화 갈륨 기판(133)이 제조될 수 있다.In the method of manufacturing a gallium nitride template substrate according to an embodiment of the present invention, if the step of laterally growing the Ga-polar gallium nitride 132 on the mask pattern 120 is not performed, the opening area 121 is exposed A gallium nitride substrate can be manufactured and the step of laterally growing the Ga-polar gallium nitride 132 on the mask pattern 120 can be performed to produce a plate-shaped gallium nitride substrate 133 having no exposed region have.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법에서, 성장 기판 및 마스크 패턴 상에 형성된 Ga-극성 질화 갈륨을 도시한 평면도이다.FIG. 3 is a plan view showing Ga-polar gallium nitride formed on a growth substrate and a mask pattern in a method of manufacturing a gallium nitride substrate according to an embodiment of the present invention.

성장 기판(110) 상에는 도트 형상을 갖는 윈도우 영역(121)을 제외한 영역에 Ga-극성 질화 갈륨(132)이 형성되어 있다.On the growth substrate 110, Ga-polar gallium nitride 132 is formed in a region except a window region 121 having a dot shape.

따라서, Ga-극성 질화 갈륨(132)이 형성되지 않은 윈도우 영역(121)에는 성장 기판(110)이 노출된다.Accordingly, the growth substrate 110 is exposed in the window region 121 where the Ga-polar gallium nitride 132 is not formed.

이하에서는, 도 4a 내지 도 4h를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 4H.

본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 임시 기판을 사용하는 것을 제외하면 도 2a 내지 도 2f에서 설명한 바와 동일하므로, 중복되는 구성요소에 대해서는 생략하기로 한다.The method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention is the same as that described with reference to FIGS. 2A to 2F except that a temporary substrate is used, so that redundant components will not be described.

도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법을 도시한 단면도 이다.4A to 4H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 성장 기판(210) 상에 적어도 하나의 윈도우 영역(221) 및 돌출 영역(222)을 포함하는 마스크 패턴(220)을 형성하는 단계, 성장 기판(210) 상에 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG)시켜, N-극성 질화 갈륨(231) 및 Ga-극성 질화 갈륨(232)을 포함하는 질화 갈륨(230)을 형성하는 단계 및 N-극성 질화 갈륨(231)을 선택적으로 식각하는 단계를 포함한다.A method of fabricating a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention includes forming a mask pattern 220 including at least one window region 221 and a protrusion region 222 on a growth substrate 210, Epitaxial side overgrowth (ELOG) of gallium nitride (GaN) on the substrate 210 to form gallium nitride 230 including N-polar gallium nitride 231 and Ga-polar gallium nitride 232 And selectively etching the N-polar gallium nitride (231).

또한, 성장 기판(210) 및 상기 마스크 패턴(220)을 제거하는 단계, Ga-극성 질화 갈륨(232)을 임시 기판(250) 상에 부착시키는 단계, Ga-극성 질화 갈륨(232)을 측면 성장시키는 단계를 포함한다.The step of removing the growth substrate 210 and the mask pattern 220, attaching the Ga-polar gallium nitride 232 on the temporary substrate 250, the step of growing the Ga-polar gallium nitride 232 to a lateral growth .

도 4a는 성장 기판 상에 적어도 하나의 윈도우 영역 및 돌출 영역을 포함하는 마스크 패턴이 형성된 단면도이다.4A is a sectional view in which a mask pattern including at least one window region and a protruding region is formed on a growth substrate.

마스크 패턴(220)은 패터닝 공정에 의해 윈도우 영역(221) 및 돌출 영역(222)을 포함할 수 있고, 후에 질화 갈륨(230)은 마스크 패턴(220)의 윈도우 영역(221)을 통하여 성장될 수 있다.The mask pattern 220 may include a window region 221 and a protruding region 222 by a patterning process and then the gallium nitride 230 may be grown through the window region 221 of the mask pattern 220 have.

바람직하게는, 성장 기판(210)은 사파이어가 사용될 수 있다.Preferably, the growth substrate 210 may be sapphire.

바람직하게는 마스크 패턴(220)은 실리콘 산화물이 사용될 수 있고, 마스크 패턴(220)의 윈도우 영역(221)은 도트 형상, 직사각형 형상, 타원형 형상 또는 스트라이프 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the mask pattern 220 may be silicon oxide, and the window region 221 of the mask pattern 220 may have a dot shape, a rectangular shape, an elliptical shape, or a stripe shape. However, the present invention is not limited thereto.

도 4b 및 도 4c는 성장 기판 상에 질화 갈륨을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG)시켜, N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.FIGS. 4B and 4C are cross-sectional views illustrating epitaxial lateral overgrowth (ELOG) of gallium nitride on a growth substrate to form gallium nitride containing N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride.

N-극성 질화 갈륨(231) 및 Ga-극성 질화 갈륨(232)을 포함하는 질화 갈륨(230)은 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG) 방법으로 성장될 수 있다.The gallium nitride 230 including the N-polar gallium nitride 231 and the Ga-polar gallium nitride 232 may be grown by an epitaxial lateral overgrowth (ELOG) method.

먼저, 도 4b에서와 같이, 질화 갈륨(230)은 마스크 패턴(220)의 윈도우 영역(221)을 통하여 수직 성장된다. 이후, 성장의 마지막 단계에서, 마스크 패턴(220)의 돌출 영역(222)의 측방향으로 연장되어 질화 갈륨(230)이 성장될 수 있다.First, as shown in FIG. 4B, the gallium nitride 230 is vertically grown through the window region 221 of the mask pattern 220. Thereafter, in the final stage of the growth, the gallium nitride 230 may be grown in the lateral direction of the protruding region 222 of the mask pattern 220.

이로 인해, 도 4c에서와 같이, 성장 기판(210) 및 마스크 패턴(220) 상부 표면에 전체적으로 질화 갈륨(230)이 형성될 수 있다.4C, the gallium nitride 230 may be formed entirely on the upper surface of the growth substrate 210 and the mask pattern 220.

성장된 질화 갈륨(230)은 마스크 패턴(220)의 윈도우 영역(221) 상에 성장된 N-극성 질화 갈륨(231) 및 마스크 패턴(220)의 돌출 영역(222) 상에 성장된 Ga-극성 질화 갈륨(132)을 포함할 수 있다.The grown gallium nitride 230 is grown on the projected region 222 of the N-polar gallium nitride 231 and the mask pattern 220 grown on the window region 221 of the mask pattern 220, And may include gallium nitride (132).

또한, 윈도우 영역(221) 상에서는 N-극성 질화 갈륨(231)만 성장되도록 하고, 돌출 영역(222) 상에서는 Ga-극성 질화 갈륨(232)만 성장되거나, N-극성 질화 갈륨(231) 및 Ga-극성 질화 갈륨(232)이 혼재되어 성장될 수 있다.Only the N-polarized gallium nitride 231 is grown on the window region 221 and only the Ga-polarized gallium nitride 232 is grown on the projected region 222 or the N-polarized gallium nitride 231 and Ga- The polar gallium nitride 232 may be mixed and grown.

또한, 윈도우 영역(221) 상에 성장된 N-극성 질화 갈륨(231)은 돌출 영역(222) 상에 성장된 Ga-극성 질화 갈륨(232)보다 결함(defect) 비율이 높은 결함 영역일 수 있다. 따라서, N-극성 질화 갈륨(231)보다 Ga-극성 질화 갈륨(232)를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.The N-polarity gallium nitride 231 grown on the window region 221 may be a defect region having a higher defect ratio than the Ga-polar gallium nitride 232 grown on the protruding region 222 . Therefore, it is more preferable to use Ga-polar gallium nitride 232 than the N-polarity gallium nitride 231.

도 4d는 N-극성 질화 갈륨이 선택적으로 식각된 단면도이다.4D is a cross-sectional view in which N-polar gallium nitride is selectively etched.

N-극성 질화 갈륨(231)은 수산화 칼륨(KOH; potassium hydroxide)을 이용한 습식 식각으로 제거될 수 있다.The N-polar gallium nitride 231 can be removed by wet etching using potassium hydroxide (KOH).

질화 갈륨은 극성에 따라 식각 속도에서 차이를 나타낸다. Ga-극성 질화 갈륨(232)은 상대적으로 수산화 칼륨(KOH)에 대해 식각 내성을 갖는 반면, N-극성 질화 갈륨(231)은 수산화 칼륨(KOH)에 쉽게 식각되는 특성을 갖는다.Gallium nitride differs in etching rate depending on the polarity. The Ga-polar gallium nitride 232 has an etching resistance to potassium hydroxide (KOH) relatively, while the N-polar gallium nitride 231 has a property of being easily etched into potassium hydroxide (KOH).

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 수산화 칼륨(KOH)을 이용한 화학적 식각만으로 추가적인 마스크 사용 없이도 선택적으로 N-극성 질화 갈륨(231)을 용이하게 제거할 수 있다.Accordingly, the method of manufacturing the gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention can selectively remove the N-polar gallium nitride 231 without using any additional mask by chemical etching using potassium hydroxide (KOH).

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 N-극성 질화 갈륨(231)만 선택적으로 제거하여 성장 기판(210) 상에 상대적으로 결함이 적은 Ga-극성 질화 갈륨(232)만 남게 된다.Therefore, in the method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention, only the N-polarity gallium nitride 231 is selectively removed to form a GaN-GaN layer 232 having relatively few defects on the growth substrate 210 It remains.

도 4e는 마스크 패턴이 제거된 단면도이다.4E is a cross-sectional view in which the mask pattern is removed.

마스크 패턴은 화학적 식각을 통하여 Ga-극성 질화 갈륨(232)로부터 제거될 수 있고, 플루오르화 수소산(HF) 및 버퍼 옥사이드 에천트(Buffered Oxide Etchant) 중 어느 하나 또는 이들 하나 이상의 조합에 의한 혼합 용액인 것을 이용한 습식 식각에 의해 진행될 수 있으며, 바람직하게는 플루오르화 수소산(HF)이 사용될 수 있다.The mask pattern may be removed from the Ga-polar gallium nitride 232 through chemical etching and may be a mixed solution of any one or combination of hydrofluoric acid (HF) and buffered oxide etchant , And preferably hydrofluoric acid (HF) may be used.

본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 희생층이 필요 없는 화학적 식각을 이용하여 Ga-극성 질화 갈륨(232)으로부터 성장 기판을 제거함으로써, 성장 기판 제거 공정으로 인한 질화 갈륨 기판의 손상을 감소시켜, 고품질의 질화 갈륨 기판 특성을 유지시킬 수 있다.The method of fabricating a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention includes removing the growth substrate from the Ga-polar gallium nitride 232 using a chemical etching process that does not require a sacrificial layer, So that the characteristics of the gallium nitride substrate of high quality can be maintained.

도 4f는 Ga-극성 질화 갈륨이 임시 기판 상에 부착된 단면도이다.4F is a cross-sectional view showing that Ga-polar gallium nitride is deposited on a temporary substrate.

Ga-극성 질화 갈륨(232)를 측면 성장시키기 위해서 Ga-극성 질화 갈륨(232)을 포함하는 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨(232)을 임시 기판(250) 상에 부착시킨다.A free-standing gallium nitride 232 containing Ga-polar gallium nitride 232 is deposited on the temporary substrate 250 to laterally grow the Ga-polar gallium nitride 232.

임시 기판(250)은 사파이어(sapphire), 갈륨 비소(GaAs; gallium arsenide), 스피넬(spinel), 실리콘(Si; silicon), 인화 인듐(InP; indium phosphide) 또는 실리콘 카바이드(SiC; silicon carbide)의 기재(251) 상부에 실리콘 산화물(SiOx; silicon oxide) 또는 실리콘 질화물(SiNx; silicon nitride)을 포함하는 비정질 박막의 보조층(252)이 증착된 템플릿이 사용될 수 있다.The temporary substrate 250 may include at least one of sapphire, gallium arsenide (GaAs), spinel, silicon (Si), indium phosphide (InP), or silicon carbide A template in which an auxiliary layer 252 of an amorphous thin film containing silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the substrate 251 may be used.

도 4g는 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨이 측면 성장된 단면도이다.4G is a cross-sectional view of free-standing gallium nitride grown laterally.

비정질 박막이 증착된 임시 기판(250) 상에 부착된 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨(232)을 측면 성장시킴으로써 질화 갈륨 기판(233)이 형성된다.A gallium nitride substrate 233 is formed by laterally growing a free-standing gallium nitride 232 adhered on a temporary substrate 250 on which an amorphous thin film is deposited.

도 4h는 임시 기판이 분리된 질화 갈륨 기판의 단면도이다.4H is a cross-sectional view of the gallium nitride substrate on which the temporary substrate is separated.

본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 임시 기판 상에 성장된 질화 갈륨 기판을 분리시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention may further include separating the grown gallium nitride substrate on the temporary substrate.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 기판 제조 방법은 고품질의 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨 기판을 제조할 수 있다.Accordingly, the method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention can produce a high-quality free-standing gallium nitride substrate.

본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 질화 갈륨 기판(233)의 상하부 방향에 따라, N-극성 및 Ga-극성을 선택적으로 활용 가능하다.The method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention can selectively utilize N-polarity and Ga-polarity depending on the upper and lower directions of the gallium nitride substrate 233.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법은 결함이 상대적으로 적은 Ga-극성 방향으로 질화 갈륨을 성장시켜 질화 갈륨 기판(233)을 제조함으로써, 질화 갈륨 기판의 결함 비율을 감소시킬 수 있다.In addition, the method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention can reduce the defect ratio of the gallium nitride substrate by manufacturing the gallium nitride substrate 233 by growing gallium nitride in a Ga-polar direction with relatively few defects .

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화 갈륨 기판 제조 방법에서, 성장 기판 및 마스크 패턴을 제거한 후의 Ga-극성 질화 갈륨을 도시한 평면도이다.5 is a plan view showing Ga-polar gallium nitride after removing a growth substrate and a mask pattern in a method of manufacturing a gallium nitride substrate according to another embodiment of the present invention.

Ga-극성 질화 갈륨(232)은 윈도우 영역(221)과 대응되는 도트 형상의 오프닝부를 포함한다.The Ga-polar gallium nitride 232 includes a dot-shaped opening corresponding to the window region 221.

그러나, 도 5는 도 3에서와는 다르게, Ga-극성 질화 갈륨(232)이 형성되지 않은 윈도우 영역(121)에 성장 기판(110)이 없다.However, in FIG. 5, unlike FIG. 3, the growth substrate 110 is not present in the window region 121 where the Ga-polar gallium nitride 232 is not formed.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

10: Ga-극성(+c) 20: N-극성(-c)
G; 갭 110: 성장 기판
120, 220: 마스크 패턴 121, 221: 윈도우 영역
122, 222, 322, 422: 돌출 영역 130, 230: 질화 갈륨
131, 231: N-극성 질화 갈륨 132, 232: Ga-극성 질화 갈륨
133, 233: 질화 갈륨 기판 210: 성장 기판
250: 임시 기판 251: 기재
252: 보조층10: Ga-polarity (+ c) 20: N-polarity (-c)
G; Gap 110: growth substrate
120, 220: mask pattern 121, 221: window area
122, 222, 322, 422: protruding regions 130, 230: gallium nitride
131, 231: N-polar gallium nitride 132, 232: Ga-polar gallium nitride
133, 233: gallium nitride substrate 210: growth substrate
250: temporary substrate 251: substrate
252: auxiliary layer

Claims (8)

성장 기판 상에 적어도 하나의 윈도우 영역 및 돌출 영역을 포함하는 마스크 패턴을 형성하는 단계;
상기 성장 기판 상에 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth)시켜, N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계;
상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 단계; 및
상기 마스크 패턴을 제거하는 단계
를 포함하고,
상기 N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계는 극성 반전(polarity inversion)을 이용하여 상기 윈도우 영역 상부에는 상기 N-극성 질화 갈륨만 성장되고, 상기 돌출 영역 상부에는 상기 Ga-극성 질화 갈륨만 성장되는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨 기판 제조 방법.
Forming a mask pattern including at least one window region and a protruding region on a growth substrate;
Forming an epitaxial lateral overgrowth (ELOG) on gallium nitride (GaN) on the growth substrate to form gallium nitride including N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride;
Selectively etching the N-polar gallium nitride; And
Removing the mask pattern
Lt; / RTI >
Wherein the step of forming gallium nitride including N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride comprises growing only the N-polar gallium nitride on the window region using polarity inversion, Wherein only the Ga-polar gallium nitride is grown.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 상기 단계는,
상기 Ga-극성 질화 갈륨을 측면 성장시키는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨 기판 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of selectively etching the N-polar gallium nitride comprises:
Growing the Ga-polarized gallium nitride on the side
Wherein the gallium nitride substrate is a silicon nitride substrate.
제1항에 있어서,
상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 단계는,
수산화 칼륨(KOH; potassium hydroxide)을 사용하는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨 기판 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step of selectively etching the N-polar gallium nitride may include:
Wherein potassium hydroxide (KOH) is used.
제1항에 있어서,
상기 성장 기판은 사파이어(sapphire), 갈륨 비소(GaAs; gallium arsenide), 스피넬(spinel), 실리콘(Si; silicon), 인화 인듐(InP; indium phosphide) 및 실리콘 카바이드(SiC; silicon carbide) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 질화 갈륨 기판 제조 방법.
The method according to claim 1,
The growth substrate may be at least one of sapphire, gallium arsenide (GaAs), spinel, silicon, indium phosphide (InP) and silicon carbide (SiC). Wherein the gallium nitride substrate is a silicon nitride substrate.
제1항에 있어서,
상기 마스크 패턴은 실리콘 산화물(SiO2; silicon oxide), 실리콘 질화물(SiNx; silicon nitride) 및 실리콘 산질화물(SiON; silicon oxynitride) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨 기판 제조 방법.
The method according to claim 1,
The mask pattern of silicon oxide (SiO 2; silicon oxide), silicon nitride (SiNx; silicon nitride) and silicon oxynitride (SiON; silicon oxynitride) at least one gallium nitride-substrate manufacturing method characterized in that it comprises one of the.
성장 기판 상에 적어도 하나의 윈도우 영역 및 돌출 영역을 포함하는 마스크 패턴을 형성하는 단계;
상기 성장 기판 상에 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth)시켜, N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계;
상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 단계;
상기 마스크 패턴을 제거하는 단계;
상기 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨을 비정질 박막이 증착된 임시 기판 상에 부착시키는 단계; 및
상기 비정질 박막이 증착된 임시 기판 상에 부착된 상기 프리-스탠딩(free-standing) 질화 갈륨을 측면 성장시키는 단계
를 포함하고,
상기 N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계는 극성 반전(polarity inversion)을 이용하여 상기 윈도우 영역 상부에는 상기 N-극성 질화 갈륨만 성장되고, 상기 돌출 영역 상부에는 상기 Ga-극성 질화 갈륨만 성장되는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨 기판 제조 방법.
Forming a mask pattern including at least one window region and a protruding region on a growth substrate;
Forming an epitaxial lateral overgrowth (ELOG) on gallium nitride (GaN) on the growth substrate to form gallium nitride including N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride;
Selectively etching the N-polar gallium nitride;
Removing the mask pattern;
Attaching a free-standing gallium nitride containing Ga-polar gallium nitride on a temporary substrate on which an amorphous thin film is deposited; And
Growing the free-standing gallium nitride adhered on the temporary substrate on which the amorphous thin film is deposited,
Lt; / RTI >
Wherein the step of forming gallium nitride including N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride comprises growing only the N-polar gallium nitride on the window region using polarity inversion, Wherein only the Ga-polar gallium nitride is grown.
성장 기판 상에 적어도 하나의 윈도우 영역 및 돌출 영역을 포함하는 마스크 패턴을 형성하는 단계;
상기 성장 기판 상에 질화 갈륨(GaN;gallium nitride)을 에피택셜 측면 오버그로스(ELOG; epitaxial lateral overgrowth)시켜, N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계; 및
상기 N-극성 질화 갈륨을 선택적으로 식각하는 단계
를 포함하고,
상기 N-극성 질화 갈륨 및 Ga-극성 질화 갈륨을 포함하는 질화 갈륨을 형성하는 단계는 극성 반전(polarity inversion)을 이용하여 상기 윈도우 영역 상부에는 상기 N-극성 질화 갈륨만 성장되고, 상기 돌출 영역 상부에는 상기 Ga-극성 질화 갈륨만 성장되는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨 템플릿(template) 기판 제조 방법.Forming a mask pattern including at least one window region and a protruding region on a growth substrate;
Forming an epitaxial lateral overgrowth (ELOG) on gallium nitride (GaN) on the growth substrate to form gallium nitride including N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride; And
Selectively etching the N-polar gallium nitride
Lt; / RTI >
Wherein the step of forming gallium nitride including N-polar gallium nitride and Ga-polar gallium nitride comprises growing only the N-polar gallium nitride on the window region using polarity inversion, Wherein only the Ga-polar gallium nitride is grown on the GaN substrate.
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