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WO2024248360A1 - Method for forming gallium oxynitride layer - Google Patents

Method for forming gallium oxynitride layer Download PDF

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Publication number
WO2024248360A1
WO2024248360A1 PCT/KR2024/006469 KR2024006469W WO2024248360A1 WO 2024248360 A1 WO2024248360 A1 WO 2024248360A1 KR 2024006469 W KR2024006469 W KR 2024006469W WO 2024248360 A1 WO2024248360 A1 WO 2024248360A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
forming
gallium
gallium nitride
reactant material
nitride layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/KR2024/006469
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
원경훈
윤서준
안민우
황철주
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jusung Engineering Co Ltd
Original Assignee
Jusung Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jusung Engineering Co Ltd filed Critical Jusung Engineering Co Ltd
Publication of WO2024248360A1 publication Critical patent/WO2024248360A1/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/02249Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by combined oxidation and nitridation performed simultaneously
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    • H01L21/0226Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]

Definitions

  • the present invention relates to a method for forming a gallium nitride layer.
  • Oxide semiconductors have the advantage of high mobility and can exhibit large resistance changes depending on the oxygen content, making it easy to obtain desired properties.
  • the oxide constituting the gallium nitride layer can be formed at a relatively low temperature during the manufacturing process of oxide semiconductors, the manufacturing cost is low.
  • the oxide semiconductor may be deposited using atomic layer deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), etc.
  • ALD atomic layer deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • the process of depositing the oxide semiconductor if only one method is used, there is a problem that the film quality of the oxide semiconductor is uneven or that it takes a long time to form the oxide semiconductor.
  • the oxide semiconductor when using, for example, atomic layer deposition (ALD) as a method for depositing an oxide semiconductor, the oxide semiconductor can be formed by depositing a source material and a reactant material. At this time, after completing the step of spraying the source material and the step of spraying the reactant material, unnecessary source material or reactant material may remain in the chamber, which may be a factor that inhibits the film quality of the oxide semiconductor.
  • ALD atomic layer deposition
  • the present invention has been designed to overcome the shortcomings of the aforementioned method for forming a gallium oxynitride layer, and aims to provide a method for forming a gallium oxynitride layer capable of forming an excellent film quality of the gallium oxynitride layer while reducing the time required for depositing the gallium oxynitride layer.
  • the present invention provides a method for forming a gallium nitride (GaON) layer on a substrate, the method comprising the steps of: spraying a source material containing gallium (Ga); spraying a first reactant material containing nitrogen to form a gallium nitride layer; and spraying a second reactant material containing oxygen on the gallium nitride layer.
  • a gallium nitride GaON
  • the present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, wherein the source material contains trimethyl gallium (TMGa).
  • TMGa trimethyl gallium
  • the present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, wherein the first reactant material contains either nitrogen (N 2 ) or ammonia (NH 3 ).
  • the present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, wherein the second reactant material contains either oxygen (O 2 ) or nitrous oxide (N 2 O).
  • the present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, further comprising a step of forming a plasma containing hydrogen (H 2 ) gas or argon (Ar) gas between the step of injecting the source material and the step of injecting the first reactant material.
  • the present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, which forms a plasma containing oxygen during the step of injecting the first reactant material.
  • the present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, which further includes a step of forming a plasma containing hydrogen (H 2 ) gas or argon (Ar) gas after the step of injecting the second reactant material.
  • the present invention provides a method for forming a gallium nitride (GaON) layer on a substrate, the method including the steps of spraying a source material containing gallium (Ga); spraying a first reactant material containing nitrogen; and spraying a second reactant material containing oxygen.
  • the present invention relates to a method for producing a gallium nitride layer, wherein the first source material contains trimethyl gallium (TMGa), the first reactant material contains one of nitrogen (N 2 ) and ammonia (NH 3 ), and the second reactant material contains one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O).
  • TMGa trimethyl gallium
  • N 2 nitrogen
  • NH 3 ammonia
  • O 2 oxygen
  • N 2 O nitrous oxide
  • the present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, which forms a plasma containing oxygen during the steps of injecting the first source material, the first reactant material, and the second reactant material.
  • the present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, further comprising a step of forming a plasma containing hydrogen (H 2 ) gas or argon (Ar) gas after the step of injecting the first source material, the step of injecting the first reactant material, and the step of injecting the second reactant material.
  • the present invention provides a method for forming a gallium oxynitride (GaON) layer on a substrate, comprising: forming a first gallium oxynitride layer; and forming a second gallium oxynitride layer on the first gallium oxynitride layer, wherein the step of forming one of the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer uses one of the gallium oxynitride layer forming methods described above, and the step of forming the other gallium oxynitride layer uses one of the gallium oxynitride layer forming methods described above.
  • GaON gallium oxynitride
  • the present invention provides a method for forming a gallium oxynitride layer, wherein the step of forming the first gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above, and the step of forming the second gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above.
  • the present invention provides a method for forming a gallium oxynitride layer, comprising the step of forming a third gallium oxynitride layer containing gallium nitride on the second gallium oxynitride layer, wherein the step of forming the third gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above.
  • the present invention provides a method for forming a gallium oxynitride layer, wherein the step of forming the first gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above, and the step of forming the second gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above.
  • the present invention provides a method for forming a gallium oxynitride layer, comprising the step of forming a third gallium oxynitride layer containing gallium nitride on the second gallium oxynitride layer, wherein the step of forming the third gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above.
  • the first gallium oxynitride layer is formed by atomic layer deposition (ALD), and the second gallium oxynitride layer is formed by chemical vapor deposition (CVD), so that the film quality of the gallium oxynitride layer including the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer can be improved, while also increasing the speed at which the gallium oxynitride layer is formed.
  • ALD atomic layer deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • the first gallium oxynitride layer is formed by atomic layer deposition (ALD)
  • the second gallium oxynitride layer is formed by chemical vapor deposition (CVD)
  • the third gallium oxynitride layer is formed by atomic layer deposition (ALD)
  • the present invention when depositing the first gallium nitride layer using an atomic layer deposition (ALD) method, by applying plasma between the step of spraying the first source material and the step of spraying the first reactant material, and by applying plasma after the step of spraying the second reactant material, it is possible to prevent impurities from being generated by the first source material, the first reactant material, and the second reactant material.
  • ALD atomic layer deposition
  • the present invention when depositing the third gallium nitride oxide layer using an atomic layer deposition (ALD) method, by applying plasma between the step of spraying the third source material and the step of spraying the fifth reactant material, and by applying plasma after spraying the sixth reactant material, it is possible to prevent impurities from being generated by the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material.
  • ALD atomic layer deposition
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a drawing showing a device for manufacturing a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, a first component referred to below may also be a second component within the technical concept of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to one embodiment of the present invention.
  • the gallium oxynitride layer includes a first gallium oxynitride layer (121) and a second gallium oxynitride layer (122).
  • the first gallium oxynitride layer may be formed through atomic layer deposition (ALD)
  • the second gallium oxynitride layer may be formed through chemical vaporization deposition (CVD).
  • the above first gallium nitride layer (121) is formed on a substrate (100).
  • the substrate (100) may be a glass or silicon (Si) wafer, but is not limited thereto.
  • the first gallium oxynitride layer (121) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the first gallium oxynitride layer (121) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.
  • the first gallium oxynitride layer (121) can be formed using an atomic layer deposition (ALD) method. Since the first gallium oxynitride layer (121) is formed using the atomic layer deposition method, the film quality of the first gallium oxynitride layer (121) becomes excellent.
  • ALD atomic layer deposition
  • the first gallium nitride layer (121) may be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • PEALD plasma enhanced atomic layer deposition
  • the second gallium nitride layer (122) is formed on the first gallium nitride layer (121).
  • the second gallium oxynitride layer (122) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the second gallium oxynitride layer (122) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.
  • the second gallium oxynitride layer (122) can be formed using a chemical vapor deposition method (CVD).
  • CVD chemical vapor deposition method
  • the second gallium oxynitride layer (122) can be formed more quickly than when an atomic layer deposition method is used.
  • the second gallium nitride layer (122) may be formed using plasma enhanced chemical vaporization deposition (PECVD).
  • PECVD plasma enhanced chemical vaporization deposition
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • the gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention is composed of a first gallium oxynitride layer (121), a second gallium oxynitride layer (122), and a third gallium oxynitride layer (123).
  • the gallium oxynitride layer according to the embodiment of FIG. 2 is identical to the gallium oxynitride layer according to the embodiment of FIG. 1, except for the third gallium oxynitride layer (123), and therefore, the following description will focus on the different configurations.
  • the above first gallium nitride layer (121) is formed using an atomic layer deposition method, and the above second gallium nitride layer (122) is formed using a chemical vapor deposition method.
  • the third gallium nitride layer (123) is formed on the second gallium nitride layer (122).
  • the third gallium oxynitride layer (123) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the third gallium oxynitride layer (123) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.
  • the third gallium oxynitride layer (123) can be formed using an atomic layer deposition (ALD) method. Since the third gallium oxynitride layer (123) is formed using the atomic layer deposition method, the film quality of the third gallium oxynitride layer (123) becomes excellent.
  • ALD atomic layer deposition
  • the third gallium nitride layer (123) may be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • PEALD plasma enhanced atomic layer deposition
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to one embodiment of the present invention.
  • a method for forming a gallium nitride layer includes a process of spraying a first source material (S110), a process of spraying a first reactant material (S120), a process of spraying a second reactant material (S130), and a process of spraying a second source material, a third reactant material, and a fourth reactant material (S140).
  • the process of spraying the first source material (S110), the process of spraying the first reactant material (S120), and the process of spraying the second reactant material (S130) may use atomic layer deposition (ALD).
  • ALD atomic layer deposition
  • the process of spraying the first source material (S110), the process of spraying the first reactant material (S120), and the process of spraying the second reactant material (S130) can be performed in a vacuum chamber, and specifically, the substrate (100) is placed on a susceptor provided at the bottom of the vacuum chamber, and the first source material, the first reactant material, and the second reactant material are sprayed through a gas injection port provided at the top of the vacuum chamber to form the first gallium nitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2) on the substrate (100).
  • the process of spraying the first source material onto the substrate (100), then spraying the first reactant material, and then spraying the second reactant material can be repeated in one cycle.
  • the first source material may include a material including gallium (Ga).
  • the material may be a precursor material or a gas material.
  • the material containing the gallium (Ga) may be, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa). Meanwhile, the material containing the gallium (Ga) is not limited thereto and may vary depending on knowledge in the art.
  • the process of spraying the first reactant material (S120) can be performed.
  • the first reactant material may include either ammonia (NH 3 ) or nitrogen (N 2 ).
  • the first reactant material (S120) can be sprayed with or without forming plasma.
  • the first gallium oxynitride layer can be formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S120) of spraying the first reactant material, the first gallium oxynitride layer can be formed using plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • ALD atomic layer deposition
  • PEALD plasma-enhanced atomic layer deposition
  • the plasma may include oxygen (O 2 ).
  • the process of spraying the second reactant material (S130) can be performed.
  • the second reactant material may include either oxygen (O 2 ) or nitrous oxide (N 2 O), in which case gallium oxynitride (GaON) may be obtained as the first gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2).
  • the second reactant material can be sprayed with or without forming plasma.
  • the first gallium oxynitride layer can be formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S130) of spraying the second reactant material, the first gallium oxynitride layer can be formed using plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • ALD atomic layer deposition
  • PEALD plasma-enhanced atomic layer deposition
  • the plasma may include oxygen (O 2 ).
  • the first gallium nitride layer can be formed by atomic layer deposition (ALD or PEALD) to provide excellent film quality.
  • ALD atomic layer deposition
  • the process of injecting the second reactant material (S130) After the process of injecting the second reactant material (S130) is performed, the process of injecting the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material (S140) can be performed.
  • the process (S140) of spraying the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material may utilize a chemical vapor deposition (CVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the process (S110) of spraying the first source material, the process (S120) of spraying the first reactant material, and the process (S130) of spraying the second reactant material, the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material are simultaneously sprayed onto the first gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2) through the gas injection ports, thereby forming the second gallium oxynitride layer (see 122 of FIGS. 1 and 2) on the first gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2) by a chemical vapor deposition method.
  • the second source material may be a material containing gallium (Ga).
  • the second source material may include, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa).
  • the third reactant material may include one of ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ), and the fourth reactant material may include one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O).
  • gallium oxynitride (GaON) can be obtained as the second gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2 ).
  • the second source material and the second reactant material may be sprayed with or without forming plasma.
  • the second gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2) is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method, and if plasma is formed in the process (S130) of spraying the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material, the second gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2) can be formed using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).
  • the plasma may include oxygen (O 2 ).
  • the above second gallium nitride layer (see 121 in FIGS. 1 and 2) can be formed by chemical vapor deposition (CVD or PECVD), so that the deposition time can be shortened.
  • a process of injecting a purge gas may be added between each of the processes (S110, S120, S130, S140).
  • a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the first source material (S110) and the process of injecting the first reactant material (S120)
  • a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the first reactant material (S120) and the process of injecting the second reactant material (S130)
  • a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the second reactant material (S130) and the processes of injecting the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material (S140).
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • a method for forming a gallium oxynitride layer includes a process of spraying a first source material (S110), a process of spraying a first reactant material (S120), a process of spraying a second reactant material (S130), a process of spraying the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material (S140), a process of spraying the third source material (S150), a process of spraying the fifth reactant material (S160), and a process of spraying the sixth reactant material (S170).
  • the process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170) may utilize atomic layer deposition (ALD).
  • ALD atomic layer deposition
  • the process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170) can be performed in a vacuum chamber, and specifically, the substrate (100) on which the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer are formed is placed on a susceptor provided at the bottom of the vacuum chamber, and the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material are sprayed through a gas injection port provided at the top of the vacuum chamber to form the third gallium oxynitride layer (see 123 of FIG. 2) on the second gallium oxynitride layer.
  • the process of spraying the third source material on the substrate (100), then spraying the fifth reactant material, and then spraying the sixth reactant material can be repeated in one cycle.
  • the process (S150) of spraying the third source material may be performed after the process (S130) of spraying the second source material and the second reactant material.
  • the third source material may include a material including gallium (Ga).
  • the material may be a precursor material or a gas material.
  • the material containing the gallium (Ga) may be, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa). Meanwhile, the material containing the gallium (Ga) is not limited thereto and may vary depending on knowledge in the art.
  • the process of spraying the fifth reactant material (S160) can be performed.
  • the fifth reactant material may include either ammonia (NH 3 ) or nitrogen (N 2 ).
  • the fifth reactant material (S160) can be sprayed with or without forming plasma.
  • the third gallium oxynitride layer can be formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S160) of spraying the fifth reactant material, the third gallium oxynitride layer can be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • ALD atomic layer deposition
  • PEALD plasma enhanced atomic layer deposition
  • the plasma may include oxygen (O 2 ).
  • the process of spraying the sixth reactant material (S170) can be performed.
  • the sixth reactant material may include either oxygen (O 2 ) or nitrous oxide (N 2 O), in which case gallium oxynitride (GaON) may be obtained as the third gallium oxynitride layer (see 123 in FIG. 2).
  • the sixth reactant material can be sprayed with or without forming plasma.
  • the third gallium oxynitride layer can be formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S170) of spraying the sixth reactant material, the third gallium oxynitride layer (see 123 of FIG. 2) can be formed using plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • ALD atomic layer deposition
  • PEALD plasma-enhanced atomic layer deposition
  • the plasma may include oxygen (O 2 ).
  • the third gallium nitride oxide layer (see 123 in FIG. 2) can be formed by atomic layer deposition (ALD or PEALD) to improve film quality.
  • ALD atomic layer deposition
  • a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S110, S120, S130, S140, S150, S160, S170).
  • a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the first source material (S110) and the process of injecting the first reactant material (S120)
  • a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the first reactant material (S120) and the process of injecting the second reactant material (S130)
  • a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the second reactant material (S130) and the process of injecting the second source material
  • the third reactant material and the fourth reactant material (S140) a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the second source material, the third reactant material and the fourth reactant material (S140) and the process of injecting the third source material (S150), and a process of injecting a purge
  • a process of injecting a purge gas between the processes (S160) may be added, and a process of injecting a purge gas may be added between the process (S160) of injecting the fifth reactant material and the process (S170) of injecting the sixth reactant material.
  • FIG. 5 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • a method for forming a gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention includes a step of injecting a first source material (S110), a step of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S115), a step of injecting a first reactant material (S120), a step of injecting a second reactant material (S130), a step of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S135), and a step of injecting the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material (S140).
  • the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 5 is the same as the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 3 except for the steps of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S115, S135), and therefore, the following description will focus on different configurations.
  • the process (S115, S135) of applying plasma containing the hydrogen or argon gas may be performed after the process (S110) of injecting the first source material or after the process (S130) of injecting the second reactant material.
  • plasma containing hydrogen or argon gas In the process of applying plasma containing hydrogen or argon gas (S115, S135), plasma containing hydrogen gas (H 2 ) or argon (Ar) gas can be applied into the chamber. Specifically, the process of spraying the first source material (S110) can be performed so that plasma containing hydrogen or argon gas can be applied onto the substrate (100) on which the first source material is adsorbed. In this case, impurities remaining on the substrate (100) without being adsorbed can be removed.
  • a process (S130) of spraying the second reactant material may be performed so that plasma including hydrogen or argon gas is applied on the substrate (100) on which the first source material, the first reactant material, and the second reactant material react to form the first gallium oxynitride layer.
  • plasma including hydrogen or argon gas is applied on the substrate (100) on which the first source material, the first reactant material, and the second reactant material react to form the first gallium oxynitride layer.
  • impurities remaining on the substrate (100) without reacting can be removed.
  • the process of spraying the first source material (S110), the process of spraying the first reactant material (S120), and the process of spraying the second reactant material (S130) are performed using an atomic layer deposition method, the content of impurities on the surface or inside of the first gallium nitride layer formed can be minimized.
  • the method may additionally include a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas after the process (S140) of injecting the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material.
  • a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S110, S115, S120, S130, S135, S140).
  • FIG. 6 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • a method for forming a gallium oxynitride layer includes a process of injecting a first source material (S110), a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S115), a process of injecting a first reactant material (S120), a process of injecting a second reactant material (S130), a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S135), a process of injecting a second source material, a third reactant material, and a fourth reactant material (S140), a process of injecting a third source material (S150), a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S155), a process of injecting a fifth reactant material (S160), a process of injecting a sixth reactant material (S170), and a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S175).
  • the method for forming a gallium nitride layer according to FIG. 6 is the same as the method for forming a gallium nitride layer according to FIG. 5 except for the process of spraying the third source material (S150) and the process of applying plasma including hydrogen gas or argon gas (S175), so the following description will focus on different configurations.
  • the process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170) are the same as the process of spraying the third source material, the process of spraying the fifth reactant material, and the process of spraying the sixth reactant material according to FIG. 4. Therefore, the process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170) can use an atomic layer deposition method, and at this time, the third gallium nitride oxide layer can be formed.
  • the process (S155, S175) of applying plasma containing the hydrogen or argon gas may be performed after the process (S150) of injecting the third source material or after the process (S170) of injecting the sixth reactant material.
  • plasma containing the hydrogen or argon gas S155, S175
  • plasma containing hydrogen gas (H 2 ) or argon (Ar) gas can be applied into the chamber.
  • the process of spraying the third source material (S150) can be performed so that plasma containing the hydrogen or argon gas can be applied onto the second gallium nitride oxide layer on which the third source material is adsorbed. In this case, impurities remaining on the substrate (100) without being adsorbed can be removed.
  • a process (S170) for spraying the sixth reactant material may be performed so that plasma including hydrogen or argon gas is applied on the substrate (100) on which the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material react to form a third gallium oxynitride layer.
  • plasma including hydrogen or argon gas is applied on the substrate (100) on which the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material react to form a third gallium oxynitride layer.
  • impurities remaining on the substrate (100) without reacting can be removed.
  • the process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170) are performed using an atomic layer deposition method, the content of impurities on the surface or inside of the third gallium nitride layer formed can be minimized.
  • a process of applying plasma including hydrogen gas or argon gas may be additionally included between the process (S140) of injecting the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material and the process (S150) of injecting the third source material.
  • a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S110, S115, S120, S130, S135, S140, S150, S155, S160, S170, S175).
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • a gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention comprises a first gallium oxynitride layer (221) and a second gallium oxynitride layer (222).
  • the first gallium oxynitride layer may be formed through chemical vapor deposition (CVD)
  • the second gallium oxynitride layer may be formed through atomic layer deposition (ALD).
  • the above first gallium nitride layer (221) is formed on a substrate (200).
  • the substrate (200) may be a glass or silicon (Si) wafer, but is not limited thereto.
  • the first gallium oxynitride layer (221) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the first gallium oxynitride layer (221) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.
  • the first gallium oxynitride layer (221) can be formed using a chemical vapor deposition method (CVD).
  • CVD chemical vapor deposition method
  • the first gallium oxynitride layer (221) can be formed more quickly than when an atomic layer deposition method is used.
  • the first gallium nitride layer (221) may be formed using plasma enhanced chemical vaporization deposition (PECVD).
  • PECVD plasma enhanced chemical vaporization deposition
  • the second gallium nitride layer (222) is formed on the first gallium nitride layer (221).
  • the second gallium oxynitride layer (222) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the second gallium oxynitride layer (222) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.
  • the second gallium oxynitride layer (222) can be formed using atomic layer deposition (ALD). Since the second gallium oxynitride layer (222) is formed using the atomic layer deposition method, the film quality of the second gallium oxynitride layer (222) becomes excellent.
  • ALD atomic layer deposition
  • the second gallium nitride layer (222) may be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • PEALD plasma enhanced atomic layer deposition
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • the gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention is composed of a first gallium oxynitride layer (221), a second gallium oxynitride layer (222), and a third gallium oxynitride layer (223).
  • the gallium oxynitride layer according to the embodiment of FIG. 8 is identical to the gallium oxynitride layer according to the embodiment of FIG. 7, except for the third gallium oxynitride layer (223), and therefore, the following description will focus on the different configurations.
  • the above first gallium nitride layer (221) is formed using a chemical vapor deposition method, and the above second gallium nitride layer (222) is formed using an atomic layer deposition method.
  • the third gallium nitride layer (223) is formed on the second gallium nitride layer (222).
  • the third gallium oxynitride layer (223) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the third gallium oxynitride layer (223) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.
  • the third gallium oxynitride layer (223) can be formed using a chemical vapor deposition method (CVD).
  • CVD chemical vapor deposition method
  • the third gallium oxynitride layer (223) can be formed more quickly than when the atomic layer deposition method is used.
  • the third gallium nitride layer (223) may be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • PEALD plasma enhanced atomic layer deposition
  • FIG. 9 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • a method for forming a gallium nitride layer includes a process of spraying a first source material, a first reactant material, and a second reactant material (S210), a process of spraying a second source material (S220), a process of spraying a third reactant material (S230), and a process of spraying a fourth reactant material (S240).
  • the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material may utilize a chemical vapor deposition (CVD) method.
  • the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material may be performed in a vacuum chamber, and specifically, the substrate (200) is placed on a susceptor provided at the bottom of the vacuum chamber, and the first source material, the first reactant material, and the second reactant material are simultaneously sprayed onto the substrate (200) through a gas injection port provided at the top of the vacuum chamber, thereby forming a first gallium nitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8) on the substrate (200) by a chemical vapor deposition method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the first source material may be a material including gallium (Ga).
  • the first source material may include, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa).
  • the first reactant may include one of ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ), and the second reactant may include one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O).
  • gallium oxynitride (GaON) can be obtained as the first gallium oxynitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8 ).
  • the first source material, the first reactant material, and the second reactant material can be sprayed with or without forming plasma.
  • the first gallium oxynitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8) is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method, and if plasma is formed in the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material, the first gallium oxynitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8) can be formed using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).
  • the plasma may include oxygen (O 2 ).
  • the first gallium nitride layer (see 221 in FIGS. 7 and 8) can be formed by a chemical vapor deposition method, so that the deposition time can be shortened.
  • the process (S220) of spraying the second source material, the process (S230) of spraying the third reactant material, and the process (S240) of spraying the fourth reactant material may be performed.
  • the process of spraying the second source material (S220), the process of spraying the third reactant material (S230), and the process of spraying the fourth reactant material (S240) can utilize atomic layer deposition (ALD).
  • ALD atomic layer deposition
  • the first gallium oxynitride layer is formed through the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material, the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material are sprayed onto the first gallium oxynitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8) through the gas injection port, thereby forming the second gallium oxynitride layer (see 222 of FIGS. 7 and 8) on the first gallium oxynitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8) by atomic layer deposition.
  • the process of spraying the second source material on the first gallium nitride layer can be repeated in one cycle.
  • the second source material may include a material including gallium (Ga).
  • the material may be a precursor material or a gas material.
  • the material containing the gallium (Ga) may be, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa). Meanwhile, the material containing the gallium (Ga) is not limited thereto and may vary depending on knowledge in the art.
  • the process of spraying the third reactant material (S230) can be performed.
  • the third reactant material may include either ammonia (NH 3 ) or nitrogen (N 2 ).
  • the third reactant material (S230) can be sprayed with or without forming plasma.
  • the second gallium oxynitride layer can be formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S230) of spraying the third reactant material, the second gallium oxynitride layer can be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • ALD atomic layer deposition
  • PEALD plasma enhanced atomic layer deposition
  • the plasma may include oxygen (O 2 ).
  • the process of spraying the fourth reactant material (S240) can be performed.
  • the fourth reactant material may include either oxygen (O 2 ) or nitrous oxide (N 2 O), in which case gallium oxynitride (GaON) may be obtained as the second gallium oxynitride layer (see 222 of FIGS. 7 and 8).
  • the fourth reactant material can be sprayed with or without forming plasma.
  • the second gallium oxynitride layer (see 222 of FIGS. 7 and 8) is formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S240) of spraying the fourth reactant material, the second gallium oxynitride layer can be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • PEALD plasma enhanced atomic layer deposition
  • the plasma may include oxygen (O 2 ).
  • the above second gallium nitride layer (see 222 of FIGS. 7 and 8) can be formed by atomic layer deposition (ALD or PEALD) to provide excellent film quality.
  • ALD atomic layer deposition
  • a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S210, S220, S230, S240).
  • FIG. 10 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • a method for forming a gallium oxynitride layer includes a process (S210) for spraying a first source material, a first reactant material, and a second reactant material, a process (S220) for spraying a second source material, a process (S230) for spraying a third reactant material, a process (S240) for spraying a fourth reactant material, and a process (S250) for spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material.
  • a process (S210) for spraying a first source material, a first reactant material, and a second reactant material includes a process (S220) for spraying a second source material, a process (S230) for spraying a third reactant material, a process (S240) for spraying a fourth reactant material, and a process (S250) for spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material.
  • the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material may utilize a chemical vaporization deposition (CVD) method.
  • CVD chemical vaporization deposition
  • the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material can be performed in a vacuum chamber, and specifically, the substrate (200) on which the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer are formed is placed on a susceptor provided at the bottom of the vacuum chamber, and the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material are simultaneously sprayed through a gas injection port provided at the top of the vacuum chamber to form the third gallium oxynitride layer (see 223 of FIG. 8) on the second gallium oxynitride layer.
  • the process (S250) of injecting the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material may be performed after the process (S240) of injecting the fourth reactant material.
  • the third source material may be a material including gallium (Ga).
  • the third source material may include, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa).
  • the fifth reactant material may include one of ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ), and the sixth reactant material may include one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O).
  • gallium oxynitride (GaON) can be obtained as the third gallium oxynitride layer.
  • the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material can be sprayed with or without forming plasma.
  • the third gallium oxynitride layer (see 223 of FIG. 8) is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method, and if plasma is formed in the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material, the third gallium oxynitride layer (see 223 of FIG. 8) can be formed using a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method.
  • the plasma may include oxygen (O 2 ).
  • the third gallium nitride oxide layer (see 223 in FIG. 8) can be formed by chemical vapor deposition (CVD or PECVD), so that the deposition time can be shortened.
  • a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S210, S220, S230, S240, S250).
  • FIG. 11 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • a method for forming a gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention includes a step (S210) of injecting a first source material, a first reactant material, and a second reactant material, a step (S215) of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas, a step (S220) of injecting a second source material, a step (S230) of injecting a third reactant material, and a step (S240) of injecting a fourth reactant material.
  • the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 11 is the same as the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 9 except for the step (S215) of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas, and therefore, the following description will focus on different configurations.
  • the process (S215) of applying plasma containing the hydrogen or argon gas may be performed after the process (S210) of injecting the first source material, the first reactant material, and the second reactant material.
  • plasma containing hydrogen gas (H 2 ) or argon (Ar) gas can be applied into the chamber.
  • the process of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material (S210) can be performed so that the plasma containing hydrogen or argon gas can be applied on the substrate (200) on which the first source material, the first reactant material, and the second reactant material react and form the first gallium oxynitride layer.
  • impurities remaining on the substrate (200) without reacting can be removed.
  • the content of impurities on the surface or inside of the first gallium nitride layer formed through the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material can be minimized.
  • the method may further include a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas between the process of injecting the second source material (S220) and the process of injecting the third reactant material (S230).
  • the method may further include a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas after the process of injecting the fourth reactant material (S240).
  • a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S210, S215, S220, S230, S240).
  • FIG. 12 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • a method for forming a gallium nitride layer includes a process of injecting a first source material, a first reactant material, and a second reactant material (S210), a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S215), a process of injecting a second source material (S220), a process of injecting a third reactant material (S230), a process of injecting a fourth reactant material (S240), a process of injecting the third source material, a fifth reactant material, and a sixth reactant material (S250), and a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S255).
  • the method for forming a gallium nitride layer according to FIG. 12 is the same as the method for forming a gallium nitride layer according to FIG. 11 except for the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material and the process (S255) of applying plasma including hydrogen gas or argon gas, so the following description will focus on different configurations.
  • the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material is the same as the process of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material according to Fig. 10. Therefore, the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material can use a chemical vapor deposition method, and at this time, the third gallium nitride oxide layer can be formed.
  • the process (S255) of applying plasma containing the hydrogen or argon gas may be performed after the process (S250) of injecting the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material.
  • plasma containing the hydrogen or argon gas (S255) may be applied into the chamber.
  • plasma containing hydrogen gas (H 2 ) or argon (Ar) gas may be applied into the chamber.
  • the plasma containing the hydrogen or argon gas may be applied on the third gallium nitride oxide layer formed after the process of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material (S250) is performed.
  • the method may further include a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas between the process of injecting the second source material (S220) and the process of injecting the third reactant material (S230).
  • the method may further include a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas between the process of injecting the fourth reactant material (S240) and the process of injecting the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material (S250).
  • a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S210, S215, S220, S230, S240, S250, S255).
  • FIG. 13 is a drawing showing a device for manufacturing a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.
  • a gallium nitride layer manufacturing device is a device for depositing a gallium nitride layer, and has an upper dome (352) and a lower dome (358).
  • Process gases that is, a source material and a reactant material
  • the process gases that is, the source material and the reactant material
  • the source material and the reactant material can be injected through a gas injection unit.
  • the gas injection unit has one or more injectors, and can inject a process gas into a process space by one or more injectors.
  • a process space can be located below the upper dome (352).
  • the process gas can be prevented from flowing into the lower dome (358), thereby suppressing deposition of an abnormal layer on the lower dome (358).
  • a uniform layer can be formed without rotating the substrate (374).
  • gallium oxide (GaON) of this process can also be formed using a plasma enhanced ALD (PEALD) device employing an inductively coupled plasma source.
  • PEALD plasma enhanced ALD
  • the device for manufacturing a gallium nitride layer having the upper dome (352) and the lower dome (358) has a liner (354, 356) to prevent deposition of an unnecessary layer on the inner wall of the chamber (360).
  • the liner (354, 356) can be periodically replaced or cleaned.
  • the lamp heater (366) positioned at the bottom of the lower dome (358) is a ring-shaped lamp heater, and a plurality of lamp heaters may be provided.
  • the plurality of lamp heaters (366) can independently control power to uniformly heat the substrate (374).
  • a high vacuum pump (390) consisting of a turbo molecular pump (TMP) connected to the exhaust of the chamber (360) maintains a base vacuum inside the chamber (360), thereby forming a stable plasma at a pressure of several Torr or less even during the process.
  • TMP turbo molecular pump
  • the device for manufacturing a gallium nitride layer of the present invention can form a uniform layer on the substrate (374) at high speed by providing infrared rays reflected from an electromagnetic shielding housing (330) back to the substrate (374) while reducing performance degradation caused by infrared heating of an antenna (310) forming an inductively coupled plasma disposed on the upper dome (352).
  • a gallium nitride layer manufacturing device (300) includes: a chamber (360) having a side wall; a substrate support member (372) provided inside the chamber and supporting a substrate; an upper dome (352) formed of a transparent dielectric material and covering an upper surface of the chamber (360); an antenna (310) disposed on an upper portion of the upper dome (352) and forming an inductively coupled plasma; and an electromagnetic shielding housing (330) disposed to surround the antenna (310).
  • the electromagnetic shielding housing (330) can be heated by a heater.
  • the above antenna (310) includes two one-turn unit antennas, and the two one-turn unit antennas can be connected in parallel to an RF power source (340).
  • the plasma of the step of generating hydrogen plasma performed after the step of injecting the reactant material and the step of generating plasma performed between the step of injecting the source material and the step of injecting the reactant material can be formed by the antenna (310).
  • the source material and the reactant material can be injected into the process space within the upper dome (352) and the lower dome (358) by an injector (not shown).
  • the source material and the reactant material can be injected into the chamber (360) by the injector in the direction of the upper dome (352) or in the horizontal direction.
  • the chamber (360) is formed of a conductor, the internal space of the chamber (360) has a cylindrical shape, and the external shape of the chamber (360) may have a rectangular parallelepiped shape.
  • the chamber (360) may be cooled by cooling water.
  • the chamber (360), the upper dome (352), and the lower dome (358) are combined to provide a sealed space.
  • a substrate entrance (360a) may be provided on one side of the chamber (360), and an exhaust port (360b) may be provided on the other side of the chamber (360) facing the substrate entrance (360a).
  • the exhaust port (360b) may be connected to a high vacuum pump (390).
  • the high vacuum pump (390) may be a turbo molecular pump.
  • the high vacuum pump (390) maintains a low base pressure and may maintain a pressure of several torr or less even during the process.
  • An upper surface of the exhaust port (360b) may be equal to or lower than an upper surface of the substrate entrance (360a).
  • the upper dome (352) may be made of a transparent dielectric such as quartz, sapphire, or ceramic.
  • the upper dome (352) may be made of a ceramic material. Ceramic materials have better corrosion resistance and corrosion resistance than quartz.
  • the upper dome (352) can be inserted into a protrusion formed on the upper surface of the chamber (360) and combined with the chamber (360).
  • the combined portion of the upper dome (352) combined with the chamber (360) for vacuum sealing may have a washer shape.
  • the upper dome (352) may be arc-shaped or oval-shaped.
  • the upper dome (352) can transmit infrared rays incident from below.
  • Infrared rays reflected from the electromagnetic shielding housing (330) can penetrate the upper dome (352) and enter the substrate (374).
  • the lower dome (358) may be made of quartz or sapphire as a transparent dielectric.
  • the lower dome (358) may include a washer-shaped joining portion that joins to a ledge formed on a lower surface of the chamber (360), a funnel-shaped lower dome body that extends downward from the joining portion, and a cylindrical pipe that extends downward from the center of the lower dome body.
  • the lower dome (358) may be inserted into the ledge formed on the lower surface of the chamber (360) and joined to the chamber (360).
  • the joining portion of the lower dome (358) that joins to the chamber (360) for vacuum sealing may be washer-shaped.
  • the driving shaft of the first lifter (384) and the driving shaft of the second lifter (382) may be inserted and placed within the cylindrical pipe of the lower dome (358).
  • the purge gas supplied through the lower dome (358) may be supplied through a path.
  • the path may be the cylindrical pipe of the lower dome (358).
  • the purge gas may be an inert gas such as argon.
  • the upper liner (354) may be made of a transparent dielectric material.
  • the upper liner (354) may be made of quartz, alumina, sapphire, or aluminum nitride.
  • the upper liner (354) may be made of a material that inhibits deposition of the above layer.
  • the insulation (362) is arranged between the lower surface of the chamber (360) and the reflector (361) and may have a ring shape.
  • the insulation (362) may reduce heat transfer from the heated reflector (361) to the chamber (360).
  • the insulation (362) may be made of a ceramic material.
  • the upper surface of the insulation (362) may have a ledge.
  • the ledge of the insulation (362) and the ledge of the lower surface of the chamber (360) may receive and vacuum-seal the washer-shaped joining portion of the lower dome (358).
  • the concentric ring-shaped lamp heater (366) may include a plurality of concentric ring-shaped lamp heaters and may be connected to a power source (364).
  • the concentric ring-shaped lamp heaters (366) are arranged at regular intervals along the inclined surface of the lower dome (358), and the concentric ring-shaped lamp heaters (366) may be divided into three groups and may be supplied with power independently of each other.
  • the concentric ring-shaped lamp heaters (366) may be inserted and aligned into a ring-shaped groove formed on the inclined surface of the reflector (361).
  • the concentric lamp heaters (366) may be halogen lamp heaters, and may be eight in number.
  • the three lamp heaters at the bottom may form a first group, the two lamp heaters in the middle may form a second group, and the three lamp heaters at the top may form a third group.
  • the first group may be connected to a first power source (364a), the second group may be connected to a second power source (364b), and the third group may be connected to a third power source (364c).
  • the first to third power sources (364a to 364c) may be independently controlled to uniformly heat the substrate.
  • the RF power source (340) can supply RF power to the antenna (310) through an impedance matching box (342) and a power supply line (343).
  • the antenna (310) through which RF current flows must secure a sufficient cross-sectional area for high current, and it is preferable to form a closed loop to form sufficient magnetic flux.
  • the antenna (310) can use a vertically erected strip line to minimize resistance increase due to heating by absorbing infrared rays incident from above or below.
  • the antenna (310) provides high transmittance to infrared rays.
  • the antenna (310) may be coated with gold (Au) or silver (Ag) to increase infrared reflection.
  • a two-layer antenna (310) may be used to secure sufficient magnetic flux.
  • the circular unit antenna may be arranged at the upper surface where RF power is supplied, thereby reducing power loss due to capacitive coupling.
  • the lower dome (358) covers the lower surface of the chamber (360) and may be formed of a transparent dielectric material and have the same curvature as the upper dome (352).
  • the lamp heater (366) may be placed on the lower surface of the lower dome (358).
  • the reflector (361) may be placed on the lower surface of the lamp heater (366).
  • a control unit for controlling the RF power source (340) may be further included.
  • a source material supply path (not shown) for supplying a raw material gas and a reactant material supply path (not shown) may be formed separately.
  • a substrate may be placed into the chamber (360) on the substrate support member (372) for a layer forming process.
  • the substrate (374) may include various substrates for forming a gallium nitride (GaON) layer.
  • the substrate support member (372) may be provided with, for example, an electrostatic chuck or the like so that the substrate (374) can be secured and supported, and the substrate (374) may be held in place by electrostatic force, or the substrate (374) may be supported by vacuum suction or mechanical force.
  • the clamp (350) may be arranged to cover the edge of the upper dome (352).
  • the clamp (350) may be formed of a conductor and may be cooled by cooling water.
  • the lower surface of the clamp (350) may have a protrusion to be coupled with a washer-shaped coupling portion of the upper dome (352) and may include a curved portion (150a) to cover a portion of the curved portion of the upper dome (352).
  • the curved portion (150a) of the clamp (350) may be gold-plated to reflect infrared rays.
  • the inner diameter of the clamp (350) may be substantially the same as the inner diameter of the upper liner (354). In addition, the inner diameter of the clamp (350) may be the same as the diameter of the antenna housing (330).
  • the chamber housing (332) can be placed on the clamp (350) and arranged to cover the antenna housing (330).
  • the gas containing the source material for example, gallium
  • a gas containing oxygen (O) as a reactant material
  • the gas containing the source material for example, gallium
  • the gas containing the reactant material for example, oxygen

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Abstract

The present invention provides a method for forming a gallium oxynitride (GaON) layer on a substrate, the method for forming a gallium oxynitride layer comprising the steps of: spraying a source material containing gallium (Ga); forming a gallium nitride layer by spraying a first reactant material containing nitrogen; and spraying a second reactant material containing oxygen onto the gallium nitride layer.

Description

산화질화갈륨층의 형성 방법Method for forming a gallium nitride layer

본 발명은 산화질화갈륨층의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a gallium nitride layer.

산화물 반도체(Oxide semiconductor)는 높은 이동도(mobility)를 가지며, 산소의 함량에 따라 큰 저항 변화를 가질 수 있기 때문에 원하는 물성을 용이하게 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 산화물 반도체의 제조 과정에서 비교적 낮은 온도에서 산화질화갈륨층을 구성하는 산화물이 성막될 수 있기 때문에 제조비용이 저렴하다.Oxide semiconductors have the advantage of high mobility and can exhibit large resistance changes depending on the oxygen content, making it easy to obtain desired properties. In addition, since the oxide constituting the gallium nitride layer can be formed at a relatively low temperature during the manufacturing process of oxide semiconductors, the manufacturing cost is low.

산화물 반도체를 증착하는 방법은 다양할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물 반도체는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 화학 기상 증착법(Chemical Vaporization Deposition; CVD) 등을 이용하여 증착될 수 있다. 그러나, 상기 산화물 반도체를 증착하는 과정에서 하나의 방법을 이용하여 증착하는 경우에는 상기 산화물 반도체의 막질이 고르지 않거나 또는 상기 산화물 반도체를 형성하는데 오랜 시간이 걸리는 문제가 있다.There may be various methods for depositing oxide semiconductors. For example, the oxide semiconductor may be deposited using atomic layer deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), etc. However, in the process of depositing the oxide semiconductor, if only one method is used, there is a problem that the film quality of the oxide semiconductor is uneven or that it takes a long time to form the oxide semiconductor.

나아가, 산화물 반도체를 증착하는 방법으로 예를 들어, 원자층 증착법(ALD)을 이용하는 경우에, 상기 산화물 반도체는 소스 물질 및 리액턴트 물질을 증착하여 형성될 수 있다. 이때, 소스 물질을 분사하는 단계와 리액턴트 물질을 분사하는 단계를 마치고 챔버 내에 불필요한 소스 물질 또는 리액턴트 물질이 남아있을 수 있고, 이는 상기 산화물 반도체의 막질을 저해하는 요소가 될 수 있다.Furthermore, when using, for example, atomic layer deposition (ALD) as a method for depositing an oxide semiconductor, the oxide semiconductor can be formed by depositing a source material and a reactant material. At this time, after completing the step of spraying the source material and the step of spraying the reactant material, unnecessary source material or reactant material may remain in the chamber, which may be a factor that inhibits the film quality of the oxide semiconductor.

본 발명은 전술한 산화질화갈륨층 형성 방법의 단점을 극복하기 위하여 고안된 것으로서, 산화질화갈륨층의 막질을 우수하게 형성하면서도, 상기 산화질화갈륨층을 증착하는데 걸리는 시간을 감소시킬 수 있는 산화질화갈륨층의 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been designed to overcome the shortcomings of the aforementioned method for forming a gallium oxynitride layer, and aims to provide a method for forming a gallium oxynitride layer capable of forming an excellent film quality of the gallium oxynitride layer while reducing the time required for depositing the gallium oxynitride layer.

본 발명은, 기판 상에 산화질화갈륨(GaON)층을 형성하는 방법으로서, 갈륨(Ga)을 함유하는 소스 물질을 분사하는 단계; 질소를 함유하는 제1 리액턴트 물질을 분사하여 질화갈륨층을 형성하는 단계; 및 상기 질화갈륨층 상에 산소를 함유하는 제2 리액턴트 물질을 분사하는 단계를 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium nitride (GaON) layer on a substrate, the method comprising the steps of: spraying a source material containing gallium (Ga); spraying a first reactant material containing nitrogen to form a gallium nitride layer; and spraying a second reactant material containing oxygen on the gallium nitride layer.

본 발명은, 상기 소스 물질은 트리메틸 갈륨(TMGa)을 함유하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, wherein the source material contains trimethyl gallium (TMGa).

본 발명은, 상기 제1 리액턴트 물질은 질소(N2) 또는 암모니아(NH3) 중 어느 하나를 함유하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, wherein the first reactant material contains either nitrogen (N 2 ) or ammonia (NH 3 ).

본 발명은, 상기 제2 리액턴트 물질은 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 함유하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, wherein the second reactant material contains either oxygen (O 2 ) or nitrous oxide (N 2 O).

본 발명은, 상기 소스 물질을 분사하는 단계 및 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 단계 사이에는 수소(H2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스를 함유하는 플라즈마를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, further comprising a step of forming a plasma containing hydrogen (H 2 ) gas or argon (Ar) gas between the step of injecting the source material and the step of injecting the first reactant material.

본 발명은, 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 단계 시 산소를 함유하는 플라즈마를 형성하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, which forms a plasma containing oxygen during the step of injecting the first reactant material.

본 발명은, 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 단계 이후에 수소(H2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스를 함유하는 플라즈마를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, which further includes a step of forming a plasma containing hydrogen (H 2 ) gas or argon (Ar) gas after the step of injecting the second reactant material.

본 발명은, 기판 상에 산화질화갈륨(GaON)층을 형성하는 방법으로서, 갈륨(Ga)을 함유하는 소스 물질을 분사하는 단계; 질소를 함유하는 제1 리액턴트 물질을 분사하는 단계; 및 산소를 함유하는 제2 리액턴트 물질을 분사하는 단계를 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium nitride (GaON) layer on a substrate, the method including the steps of spraying a source material containing gallium (Ga); spraying a first reactant material containing nitrogen; and spraying a second reactant material containing oxygen.

본 발명은, 상기 제1 소스 물질은 트리메틸 갈륨(TMGa)을 함유하고, 상기 제1 리액턴트 물질은 질소(N2) 및 암모니아(NH3) 중 어느 하나를 함유하며, 상기 제2 리액턴트 물질은 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 함유하는 질산화갈륨층 제조 방법.The present invention relates to a method for producing a gallium nitride layer, wherein the first source material contains trimethyl gallium (TMGa), the first reactant material contains one of nitrogen (N 2 ) and ammonia (NH 3 ), and the second reactant material contains one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O).

본 발명은, 상기 제1 소스 물질을 분사하는 단계, 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 단계 및 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 단계 시 산소를 함유하는 플라즈마를 형성하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, which forms a plasma containing oxygen during the steps of injecting the first source material, the first reactant material, and the second reactant material.

본 발명은, 상기 제1 소스 물질을 분사하는 단계, 제1 리액턴트 물질을 분사하는 단계 및 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 단계 이후에 수소(H2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스를 함유하는 플라즈마를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium nitride layer, further comprising a step of forming a plasma containing hydrogen (H 2 ) gas or argon (Ar) gas after the step of injecting the first source material, the step of injecting the first reactant material, and the step of injecting the second reactant material.

본 발명은, 기판 상에 산화질화갈륨(GaON)층을 형성하는 방법으로서, 제1 산화질화갈륨층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 산화질화갈륨층 상에 제2 산화질화갈륨층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 산화질화갈륨층 및 상기 제2 산화질화갈륨층 중 어느 하나의 산화질화갈륨층 형성하는 단계는 전술한 어느 하나의 산화질화갈륨층 형성 방법을 이용하고, 나머지 하나의 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 전술한 어느 하나의 산화질화갈륨층 형성 방법을 이용하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium oxynitride (GaON) layer on a substrate, comprising: forming a first gallium oxynitride layer; and forming a second gallium oxynitride layer on the first gallium oxynitride layer, wherein the step of forming one of the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer uses one of the gallium oxynitride layer forming methods described above, and the step of forming the other gallium oxynitride layer uses one of the gallium oxynitride layer forming methods described above.

본 발명은, 상기 제1 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 전술한 어느 하나의 산화질화갈륨층 형성 방법을 이용하고, 상기 제2 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 전술한 어느 하나의 산화질화갈륨층 형성 방법을 이용하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium oxynitride layer, wherein the step of forming the first gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above, and the step of forming the second gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above.

본 발명은, 상기 제2 산화질화갈륨층 상에 갈륨 질산화물을 함유하는 제3 산화질화갈륨층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제3 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 전술한 어느 하나의 산화질화갈륨층 형성 방법을 이용하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium oxynitride layer, comprising the step of forming a third gallium oxynitride layer containing gallium nitride on the second gallium oxynitride layer, wherein the step of forming the third gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above.

본 발명은, 상기 제1 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 전술한 어느 하나의 산화질화갈륨층 형성 방법을 이용하고, 상기 제2 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 전술한 어느 하나의 산화질화갈륨층 형성 방법을 이용하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium oxynitride layer, wherein the step of forming the first gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above, and the step of forming the second gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above.

본 발명은, 상기 제2 산화질화갈륨층 상에 갈륨 질산화물을 함유하는 제3 산화질화갈륨층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제3 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 전술한 어느 하나의 산화질화갈륨층 형성 방법을 이용하는 산화질화갈륨층 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming a gallium oxynitride layer, comprising the step of forming a third gallium oxynitride layer containing gallium nitride on the second gallium oxynitride layer, wherein the step of forming the third gallium oxynitride layer uses any one of the gallium oxynitride layer forming methods described above.

상기 구성에 의한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention with the above configuration, the following effects are achieved.

본 발명에 따르면, 제1 산화질화갈륨층은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)으로 형성하고, 제2 산화질화갈륨층은 화학 기상 증착법(Chemical Vaporization Deposition; CVD)으로 형성하여서, 제1 산화질화갈륨층 및 제2 산화질화갈륨층을 포함하는 산화질화갈륨층의 막질을 우수하게 하면서도 상기 산화질화갈륨층이 형성되는 속도도 높일 수 있다.According to the present invention, the first gallium oxynitride layer is formed by atomic layer deposition (ALD), and the second gallium oxynitride layer is formed by chemical vapor deposition (CVD), so that the film quality of the gallium oxynitride layer including the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer can be improved, while also increasing the speed at which the gallium oxynitride layer is formed.

본 발명에 따르면, 제1 산화질화갈륨층은 원자층 증착법(ALD), 제2 산화질화갈륨층은 화학 기상 증착법(CVD), 제3 산화질화갈륨층은 원자층 증착법(ALD)으로 형성하여서 상기 제1 산화질화갈륨층 내지 제3 산화질화갈륨층을 포함하는 산화질화갈륨층의 막질을 우수하게 하면서도 상기 산화질화갈륨층이 형성되는 속도도 높일 수 있다.According to the present invention, the first gallium oxynitride layer is formed by atomic layer deposition (ALD), the second gallium oxynitride layer is formed by chemical vapor deposition (CVD), and the third gallium oxynitride layer is formed by atomic layer deposition (ALD), thereby making it possible to improve the film quality of the gallium oxynitride layers including the first gallium oxynitride layer to the third gallium oxynitride layer while also increasing the speed at which the gallium oxynitride layer is formed.

본 발명에 따르면, 상기 제1 산화질화갈륨층을 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 증착하는 경우에 있어서, 제1 소스 물질을 분사하는 단계와 제1 리액턴트 물질을 분사하는 단계 사이에 플라즈마를 가하고, 제2 리액턴트 물질을 분사하는 단계 이후에 플라즈마를 가함으로써, 상기 제1 소스 물질, 상기 제1 리액턴트 물질 및 상기 제2 리액턴트 물질에 의해 불순물이 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, when depositing the first gallium nitride layer using an atomic layer deposition (ALD) method, by applying plasma between the step of spraying the first source material and the step of spraying the first reactant material, and by applying plasma after the step of spraying the second reactant material, it is possible to prevent impurities from being generated by the first source material, the first reactant material, and the second reactant material.

본 발명에 따르면, 상기 제3 산화질화갈륨층을 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 증착하는 경우에 있어서, 제3 소스 물질을 분사하는 단계와 제5 리액턴트 물질을 분사하는 단계 사이에 플라즈마를 가하고, 제6 리액턴트 물질을 분사한 후에 플라즈마를 가함으로써, 상기 제3 소스 물질, 상기 제5 리액턴트 물질 및 상기 제6 리액턴트 물질에 의해 불순물이 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, when depositing the third gallium nitride oxide layer using an atomic layer deposition (ALD) method, by applying plasma between the step of spraying the third source material and the step of spraying the fifth reactant material, and by applying plasma after spraying the sixth reactant material, it is possible to prevent impurities from being generated by the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화질화갈륨층의 개략적인 단면도이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to one embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층의 개략적인 단면도이다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 3 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to one embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 4 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 5 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 6 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층의 개략적인 단면도이다.FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층의 개략적인 단면도이다.FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 9 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 10 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 11 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 12 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 제조 장치를 나타낸 도면이다.FIG. 13 is a drawing showing a device for manufacturing a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention, and the methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described in detail below together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and these embodiments are provided only to make the disclosure of the present invention complete and to fully inform a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs of the scope of the invention, and the present invention is defined only by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining embodiments of the present invention are exemplary, and therefore the present invention is not limited to the matters illustrated. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. When the terms “includes,” “has,” “consists of,” etc. are used in this specification, other parts may be added unless “only” is used. When a component is expressed in the singular, it includes a case where the plural is included unless there is a specifically explicit description.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.When interpreting a component, it is interpreted as including the error range even if there is no separate explicit description.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.When describing a positional relationship, for example, when the positional relationship between two parts is described as 'on ~', 'upper ~', 'lower ~', 'next to ~', etc., one or more other parts may be located between the two parts, unless 'right' or 'directly' is used.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.When describing a temporal relationship, for example, when describing a temporal relationship using phrases such as 'after', 'following', 'next to', or 'before', it can also include cases where there is no continuity, as long as 'right away' or 'directly' is not used.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although the terms first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, a first component referred to below may also be a second component within the technical concept of the present invention.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.The individual features of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, and may be technically linked and driven in various ways, and each embodiment may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화질화갈륨층의 개략적인 단면도이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to one embodiment of the present invention.

도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 산화질화갈륨층은 제1 산화질화갈륨층(121) 및 제2 산화질화갈륨층(122)을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 제1 산화질화갈륨층은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)을 통해서 형성되고, 상기 제2 산화질화갈륨층은 화학 기상 증착법(Chemical Vaporization Deposition; CVD)을 통해서 형성될 수 있다.As can be seen in FIG. 1, the gallium oxynitride layer according to one embodiment of the present invention includes a first gallium oxynitride layer (121) and a second gallium oxynitride layer (122). At this time, the first gallium oxynitride layer may be formed through atomic layer deposition (ALD), and the second gallium oxynitride layer may be formed through chemical vaporization deposition (CVD).

상기 제1 산화질화갈륨층(121)은 기판(100) 상에 형성된다. 이때, 상기 기판(100)은 유리 또는 실리콘(Si) 웨이퍼일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The above first gallium nitride layer (121) is formed on a substrate (100). At this time, the substrate (100) may be a glass or silicon (Si) wafer, but is not limited thereto.

상기 제1 산화질화갈륨층(121)은 산화물 반도체를 포함하여 이루어지고, 예를 들어, 상기 제1 산화질화갈륨층(121)은 갈륨을 함유하는 GaON(Gallium Oxynitride) 계열 산화물 반도체를 포함하여 이루어질 수 있다.The first gallium oxynitride layer (121) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the first gallium oxynitride layer (121) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.

상기 제1 산화질화갈륨층(121)은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1 산화질화갈륨층(121)이 상기 원자층 증착법을 이용하여 형성되기 때문에, 상기 제1 산화질화갈륨층(121)의 막질이 우수해진다.The first gallium oxynitride layer (121) can be formed using an atomic layer deposition (ALD) method. Since the first gallium oxynitride layer (121) is formed using the atomic layer deposition method, the film quality of the first gallium oxynitride layer (121) becomes excellent.

한편, 상기 제1 산화질화갈륨층(121)은 플라즈마 강화 원자층 증착법(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition; PEALD)을 이용하여 형성될 수도 있다.Meanwhile, the first gallium nitride layer (121) may be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).

상기 제2 산화질화갈륨층(122)은 상기 제1 산화질화갈륨층(121)상에 형성된다.The second gallium nitride layer (122) is formed on the first gallium nitride layer (121).

상기 제2 산화질화갈륨층(122)은 산화물 반도체를 포함하여 이루어지고, 예를 들어, 상기 제2 산화질화갈륨층(122)은 갈륨을 함유하는 GaON(Gallium Oxynitride) 계열 산화물 반도체를 포함하여 이루어질 수 있다.The second gallium oxynitride layer (122) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the second gallium oxynitride layer (122) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.

상기 제2 산화질화갈륨층(122)은 화학 기상 증착법(Chemical Vaporization Deposition; CVD)을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제2 산화질화갈륨층(122)이 상기 화학 기상 증착법을 이용하여 형성되는 경우에, 원자층 증착법을 이용하는 경우 비해서 빠르게 상기 제2 산화질화갈륨층(122)이 형성될 수 있다.The second gallium oxynitride layer (122) can be formed using a chemical vapor deposition method (CVD). When the second gallium oxynitride layer (122) is formed using the chemical vapor deposition method, the second gallium oxynitride layer (122) can be formed more quickly than when an atomic layer deposition method is used.

한편, 상기 제2 산화질화갈륨층(122)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vaporization Deposition; PECVD)을 이용하여 형성될 수도 있다.Meanwhile, the second gallium nitride layer (122) may be formed using plasma enhanced chemical vaporization deposition (PECVD).

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층의 개략적인 단면도이다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층은 제1 산화질화갈륨층(121), 제2 산화질화갈륨층(122) 및 제3 산화질화갈륨층(123)을 포함하여 이루어진다. 한편, 도 2의 실시예에 따른 산화질화갈륨층은 제3 산화질화갈륨층(123)을 제외하고는, 도 1의 실시예에 따른 산화질화갈륨층과 동일하므로, 아래에서는 상이한 구성을 위주로 설명하도록 한다.As can be seen in FIG. 2, the gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention is composed of a first gallium oxynitride layer (121), a second gallium oxynitride layer (122), and a third gallium oxynitride layer (123). Meanwhile, the gallium oxynitride layer according to the embodiment of FIG. 2 is identical to the gallium oxynitride layer according to the embodiment of FIG. 1, except for the third gallium oxynitride layer (123), and therefore, the following description will focus on the different configurations.

상기 제1 산화질화갈륨층(121)은 원자층 증착법을 이용하여 형성되며, 상기 제2 산화질화갈륨층(122)은 화학 기상 증착법을 이용하여 형성된다.The above first gallium nitride layer (121) is formed using an atomic layer deposition method, and the above second gallium nitride layer (122) is formed using a chemical vapor deposition method.

상기 제3 산화질화갈륨층(123)은 상기 제2 산화질화갈륨층(122) 상에 형성된다.The third gallium nitride layer (123) is formed on the second gallium nitride layer (122).

상기 제3 산화질화갈륨층(123)은 산화물 반도체를 포함하여 이루어지고, 예를 들어, 상기 제3 산화질화갈륨층(123)은 갈륨을 함유하는 GaON(Gallium Oxynitride) 계열 산화물 반도체를 포함하여 이루어질 수 있다.The third gallium oxynitride layer (123) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the third gallium oxynitride layer (123) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.

상기 제3 산화질화갈륨층(123)은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제3 산화질화갈륨층(123)이 상기 원자층 증착법을 이용하여 형성되기 때문에, 상기 제3 산화질화갈륨층(123)의 막질이 우수해진다.The third gallium oxynitride layer (123) can be formed using an atomic layer deposition (ALD) method. Since the third gallium oxynitride layer (123) is formed using the atomic layer deposition method, the film quality of the third gallium oxynitride layer (123) becomes excellent.

한편, 상기 제3 산화질화갈륨층(123)은 플라즈마 강화 원자층 증착법(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition; PEALD)을 이용하여 형성될 수도 있다.Meanwhile, the third gallium nitride layer (123) may be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 3 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to one embodiment of the present invention.

도 3에서 알 수 있듯이 본 발명의 일 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110), 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120), 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130) 및 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140)을 포함하여 이루어진다.As can be seen from FIG. 3, a method for forming a gallium nitride layer according to one embodiment of the present invention includes a process of spraying a first source material (S110), a process of spraying a first reactant material (S120), a process of spraying a second reactant material (S130), and a process of spraying a second source material, a third reactant material, and a fourth reactant material (S140).

이때, 상기 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110), 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120) 및 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)은 원자층 증착법(ALD)을 이용할 수 있다.At this time, the process of spraying the first source material (S110), the process of spraying the first reactant material (S120), and the process of spraying the second reactant material (S130) may use atomic layer deposition (ALD).

따라서, 상기 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110), 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120) 및 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)은 진공 챔버 내에서 수행할 수 있으며, 구체적으로, 진공 챔버의 아래쪽에 구비된 서셉터 위에 기판(100)을 올려놓고, 상기 진공 챔버의 위쪽에 구비된 가스 분사구를 통해서 상기 제1 소스 물질, 상기 제1 리액턴트 물질 및 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하여 상기 기판(100) 상에 상기 제1 산화질화갈륨층(도 1 및 도 2의 121 참조)을 형성할 수 있다.Therefore, the process of spraying the first source material (S110), the process of spraying the first reactant material (S120), and the process of spraying the second reactant material (S130) can be performed in a vacuum chamber, and specifically, the substrate (100) is placed on a susceptor provided at the bottom of the vacuum chamber, and the first source material, the first reactant material, and the second reactant material are sprayed through a gas injection port provided at the top of the vacuum chamber to form the first gallium nitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2) on the substrate (100).

상기 원자층 증착법을 이용할 경우, 상기 기판(100) 상에 상기 제1 소스 물질을 분사하고, 그 후에 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하며, 그 후에 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정을 하나의 사이클로 반복수행할 수 있다.When the above atomic layer deposition method is used, the process of spraying the first source material onto the substrate (100), then spraying the first reactant material, and then spraying the second reactant material can be repeated in one cycle.

상기 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110)에서 상기 제1 소스 물질은 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함할 수 있다. 이때, 상기 물질은 프리커서 물질(Precursor) 물질 또는 가스(Gas) 물질일 수 있다.In the process of spraying the first source material (S110), the first source material may include a material including gallium (Ga). At this time, the material may be a precursor material or a gas material.

상기 갈륨(Ga)을 포함하는 물질은, 예를 들어, 트리메틸갈륨(TriMethyl Gallium, TMGa)일 수 있다. 한편, 상기 갈륨(Ga)을 포함하는 물질은 이에 제한되는 것은 아니고, 당업계 지식에 따라 다양하게 변화할 수 있다.The material containing the gallium (Ga) may be, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa). Meanwhile, the material containing the gallium (Ga) is not limited thereto and may vary depending on knowledge in the art.

상기 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110)을 진행한 후에는 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120)이 진행될 수 있다.After the process of spraying the first source material (S110) is performed, the process of spraying the first reactant material (S120) can be performed.

상기 제1 소스 물질이 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함하는 경우에는 상기 제1 리액턴트 물질은 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.When the first source material includes a material including gallium (Ga), the first reactant material may include either ammonia (NH 3 ) or nitrogen (N 2 ).

상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120)을 진행하는 경우에는 플라즈마를 형성하거나 형성하지 않으면서 상기 제1 리액턴트 물질(S120)을 분사할 수 있다.When the process (S120) of spraying the first reactant material is performed, the first reactant material (S120) can be sprayed with or without forming plasma.

이때, 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120)에서 플라즈마를 형성하지 않는 경우에는 상기 제1 산화질화갈륨층은 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 형성되고, 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120)에서 플라즈마를 형성하는 경우에는 상기 제1 산화질화갈륨층은 플라즈마 강화 원자층 증착법(PEALD)을 이용하여 형성될 수 있다.At this time, if plasma is not formed in the process (S120) of spraying the first reactant material, the first gallium oxynitride layer can be formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S120) of spraying the first reactant material, the first gallium oxynitride layer can be formed using plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD).

상기 제1 반응물질을 분사하는 공정(S120)이 상기 플라즈마 강화 원자층 증착법을 이용하여 형성되는 경우에, 상기 플라즈마는 산소(O2)를 포함할 수 있다.When the process (S120) of injecting the first reactant is formed using the plasma-enhanced atomic layer deposition method, the plasma may include oxygen (O 2 ).

상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120)을 진행한 후에는 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)이 진행될 수 있다.After the process of spraying the first reactant material (S120) is performed, the process of spraying the second reactant material (S130) can be performed.

상기 제1 소스 물질이 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함하는 경우에는 상기 제2 리액턴트 물질은 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 이 경우에는 산화질화갈륨(GaON)이 상기 제1 산화질화갈륨층(도 1 및 도 2의 121 참조)으로 얻어질 수 있다.When the first source material includes a material including gallium (Ga), the second reactant material may include either oxygen (O 2 ) or nitrous oxide (N 2 O), in which case gallium oxynitride (GaON) may be obtained as the first gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2).

상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)을 진행하는 경우에는 플라즈마를 형성하거나 형성하지 않으면서 상기 제2 리액턴트 물질을 분사할 수 있다.When performing the process (S130) of spraying the second reactant material, the second reactant material can be sprayed with or without forming plasma.

이때, 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)에서 플라즈마를 형성하지 않는 경우에는 상기 제1 산화질화갈륨층은 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 형성되고, 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)에서 플라즈마를 형성하는 경우에는 상기 제1 산화질화갈륨층은 플라즈마 강화 원자층 증착법(PEALD)을 이용하여 형성될 수 있다.At this time, if plasma is not formed in the process (S130) of spraying the second reactant material, the first gallium oxynitride layer can be formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S130) of spraying the second reactant material, the first gallium oxynitride layer can be formed using plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD).

상기 제2 반응물질을 분사하는 공정(S130)이 상기 플라즈마 강화 원자층 증착법을 이용하여 형성되는 경우에, 상기 플라즈마는 산소(O2)를 포함할 수 있다.When the process of injecting the second reactant (S130) is formed using the plasma-enhanced atomic layer deposition method, the plasma may include oxygen (O 2 ).

제1 산화질화갈륨층은 원자층 증착법(ALD 또는 PEALD)으로 형성되어 막질이 우수해질 수 있다.The first gallium nitride layer can be formed by atomic layer deposition (ALD or PEALD) to provide excellent film quality.

상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)을 진행한 후에는 상기 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140)이 진행될 수 있다.After the process of injecting the second reactant material (S130) is performed, the process of injecting the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material (S140) can be performed.

상기 제2 소스 물질, 상기 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140)은 화학 기상 증착법(Chemical Vaporization Deposition; CVD)을 이용할 수 있다. 이때, 상기 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110), 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120) 및 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)을 통해 제1 산화질화갈륨층이 형성된 상기 챔버 내에서, 상기 가스 분사구를 통해서 상기 제2 소스 물질, 상기 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 상기 제1 산화질화갈륨층(도 1 및 도 2의 121 참조) 상에 동시에 분사함으로써, 화학적 기상 증착법에 의해서 상기 제1 산화질화갈륨층(도 1 및 도 2의 121 참조) 상에 상기 제2 산화질화갈륨층(도 1 및 도 2의 122 참조)을 형성할 수 있다.The process (S140) of spraying the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material may utilize a chemical vapor deposition (CVD) method. At this time, in the chamber in which the first gallium oxynitride layer is formed through the process (S110) of spraying the first source material, the process (S120) of spraying the first reactant material, and the process (S130) of spraying the second reactant material, the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material are simultaneously sprayed onto the first gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2) through the gas injection ports, thereby forming the second gallium oxynitride layer (see 122 of FIGS. 1 and 2) on the first gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2) by a chemical vapor deposition method.

상기 제2 소스 물질은 갈륨(Ga)을 함유하는 물질일 수 있다. 이때, 상기 제2 소스 물질은, 예를 들어, 트리메틸갈륨(TriMethyl Gallium, TMGa)을 포함할 수 있다.The second source material may be a material containing gallium (Ga). In this case, the second source material may include, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa).

상기 제3 리액턴트 물질은 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 제4 반응물질은 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The third reactant material may include one of ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ), and the fourth reactant material may include one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O).

상기 제2 소스 물질이 갈륨(Ga)을 함유하는 물질을 포함하고, 상기 제3 리액턴트 물질이 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 중 어느 하나를 포함하며, 상기 제4 리액턴트 물질이 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 포함하는 경우에는 산화질화갈륨(GaON)이 상기 제2 산화질화갈륨층(도 1 및 도 2의 121 참조)으로 얻어질 수 있다.When the second source material includes a material containing gallium (Ga), the third reactant material includes one of ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ), and the fourth reactant material includes one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O), gallium oxynitride (GaON) can be obtained as the second gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2 ).

상기 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140)을 진행하는 경우에는 플라즈마를 형성하거나 형성하지 않으면서 상기 제2 소스 물질 및 제2 리액턴트 물질이 분사될 수도 있다.When the process (S140) of spraying the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material is performed, the second source material and the second reactant material may be sprayed with or without forming plasma.

이때, 상기 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140)에서 플라즈마를 형성하지 않는 경우에는 상기 제2 산화질화갈륨층(도 1 및 도 2의 121 참조)은 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하여 형성되고, 상기 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)에서 플라즈마를 형성하는 경우에는 상기 제2 산화질화갈륨층(도 1 및 도 2의 121 참조)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 플라즈마는 산소(O2)를 포함할 수 있다.At this time, if plasma is not formed in the process (S140) of spraying the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material, the second gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2) is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method, and if plasma is formed in the process (S130) of spraying the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material, the second gallium oxynitride layer (see 121 of FIGS. 1 and 2) can be formed using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). At this time, the plasma may include oxygen (O 2 ).

상기 제2 산화질화갈륨층(도 1 및 도 2의 121 참조)은 화학적 기상 증착법(CVD 또는 PECVD)으로 형성되어 증착 시간이 단축될 수 있다.The above second gallium nitride layer (see 121 in FIGS. 1 and 2) can be formed by chemical vapor deposition (CVD or PECVD), so that the deposition time can be shortened.

도시하지는 않았지만, 각각의 공정들(S110, S120, S130, S140) 사이에는 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있다. 예로서, 상기 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110)과 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120) 사이에 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있고, 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120)과 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130) 사이에 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있으며, 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)과 상기 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140) 사이에 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있다.Although not illustrated, a process of injecting a purge gas may be added between each of the processes (S110, S120, S130, S140). For example, a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the first source material (S110) and the process of injecting the first reactant material (S120), a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the first reactant material (S120) and the process of injecting the second reactant material (S130), and a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the second reactant material (S130) and the processes of injecting the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material (S140).

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 4 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110), 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120), 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130), 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140), 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150), 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160) 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)을 포함하여 이루어진다. 이때, 도 4에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150), 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160) 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)을 제외하고는 도 3에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법과 동일하므로 아래에서는 상이한 구성을 위주로 설명하도록 한다.As can be seen in FIG. 4, a method for forming a gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention includes a process of spraying a first source material (S110), a process of spraying a first reactant material (S120), a process of spraying a second reactant material (S130), a process of spraying the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material (S140), a process of spraying the third source material (S150), a process of spraying the fifth reactant material (S160), and a process of spraying the sixth reactant material (S170). At this time, the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 4 is the same as the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 3 except for the process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170), and therefore, the following description will focus on different configurations.

상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150), 상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160) 및 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)을 이용할 수 있다.The process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170) may utilize atomic layer deposition (ALD).

따라서, 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150), 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160) 및 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)은 진공 챔버 내에서 수행할 수 있으며, 구체적으로, 진공 챔버의 아래쪽에 구비된 서셉터 위에 상기 제1 산화질화갈륨층 및 상기 제2 산화질화갈륨층이 형성된 기판(100)을 올려놓고, 상기 진공 챔버의 위쪽에 구비된 가스 분사구를 통해서 상기 제3 소스 물질, 상기 제5 리액턴트 물질 및 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하여 상기 제2 산화질화갈륨층 상에 상기 제3 산화질화갈륨층(도 2의 123 참조)을 형성할 수 있다.Therefore, the process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170) can be performed in a vacuum chamber, and specifically, the substrate (100) on which the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer are formed is placed on a susceptor provided at the bottom of the vacuum chamber, and the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material are sprayed through a gas injection port provided at the top of the vacuum chamber to form the third gallium oxynitride layer (see 123 of FIG. 2) on the second gallium oxynitride layer.

상기 원자층 증착법을 이용할 경우, 상기 기판(100) 상에 상기 제3 소스 물질을 분사하고, 그 후에 상기 제5 리액턴트 물질을 분사하며, 그 후에 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정을 하나의 사이클로 반복수행할 수 있다.When the above atomic layer deposition method is used, the process of spraying the third source material on the substrate (100), then spraying the fifth reactant material, and then spraying the sixth reactant material can be repeated in one cycle.

상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150)은 상기 제2 소스 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130) 후에 진행될 수 있다.The process (S150) of spraying the third source material may be performed after the process (S130) of spraying the second source material and the second reactant material.

상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150)에서 상기 제3 소스 물질은 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함할 수 있다. 이때, 상기 물질은 프리커서 물질(Precursor) 물질 또는 가스(Gas) 물질일 수 있다.In the process of injecting the third source material (S150), the third source material may include a material including gallium (Ga). At this time, the material may be a precursor material or a gas material.

상기 갈륨(Ga)을 포함하는 물질은, 예를 들어, 트리메틸갈륨(TriMethyl Gallium, TMGa)일 수 있다. 한편, 상기 갈륨(Ga)을 포함하는 물질은 이에 제한되는 것은 아니고, 당업계 지식에 따라 다양하게 변화할 수 있다.The material containing the gallium (Ga) may be, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa). Meanwhile, the material containing the gallium (Ga) is not limited thereto and may vary depending on knowledge in the art.

상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150)을 진행한 후에는 상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160)이 진행될 수 있다.After the process of spraying the third source material (S150) is performed, the process of spraying the fifth reactant material (S160) can be performed.

상기 제3 소스 물질이 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함하는 경우에는 상기 제5 리액턴트 물질은 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.When the third source material includes a material including gallium (Ga), the fifth reactant material may include either ammonia (NH 3 ) or nitrogen (N 2 ).

상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160)을 진행하는 경우에는 플라즈마를 형성하거나 형성하지 않으면서 상기 제5 리액턴트 물질(S160)을 분사할 수 있다.When the process (S160) of spraying the fifth reactant material is performed, the fifth reactant material (S160) can be sprayed with or without forming plasma.

이때, 상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160)에서 플라즈마를 형성하지 않는 경우에는 상기 제3 산화질화갈륨층은 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 형성되고, 상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160)에서 플라즈마를 형성하는 경우에는 상기 제3 산화질화갈륨층은 플라즈마 강화 원자층 증착법(PEALD)을 이용하여 형성될 수 있다.At this time, if plasma is not formed in the process (S160) of spraying the fifth reactant material, the third gallium oxynitride layer can be formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S160) of spraying the fifth reactant material, the third gallium oxynitride layer can be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).

상기 제5 반응물질을 분사하는 공정(S160)이 상기 플라즈마 강화 원자층 증착법을 이용하여 형성되는 경우에, 상기 플라즈마는 산소(O2)를 포함할 수 있다.When the process (S160) of injecting the fifth reactant is formed using the plasma-enhanced atomic layer deposition method, the plasma may include oxygen (O 2 ).

상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160)을 진행한 후에는 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)이 진행될 수 있다.After the process of spraying the fifth reactant material (S160) is performed, the process of spraying the sixth reactant material (S170) can be performed.

상기 제3 소스 물질이 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함하는 경우에는 상기 제6 리액턴트 물질은 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 이 경우에는 산화질화갈륨(GaON)이 상기 제3 산화질화갈륨층(도 2의 123 참조)으로 얻어질 수 있다.When the third source material includes a material including gallium (Ga), the sixth reactant material may include either oxygen (O 2 ) or nitrous oxide (N 2 O), in which case gallium oxynitride (GaON) may be obtained as the third gallium oxynitride layer (see 123 in FIG. 2).

상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)을 진행하는 경우에는 플라즈마를 형성하거나 형성하지 않으면서 상기 제6 리액턴트 물질을 분사할 수 있다.When the process (S170) of spraying the sixth reactant material is performed, the sixth reactant material can be sprayed with or without forming plasma.

이때, 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)에서 플라즈마를 형성하지 않는 경우에는 상기 제3 산화질화갈륨층(도 2의 123 참조)은 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 형성되고, 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)에서 플라즈마를 형성하는 경우에는 상기 제3 산화질화갈륨층(도 2의 123 참조)은 플라즈마 강화 원자층 증착법(PEALD)을 이용하여 형성될 수 있다.At this time, if plasma is not formed in the process (S170) of spraying the sixth reactant material, the third gallium oxynitride layer (see 123 of FIG. 2) can be formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S170) of spraying the sixth reactant material, the third gallium oxynitride layer (see 123 of FIG. 2) can be formed using plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD).

상기 제6 반응물질을 분사하는 공정(S170)이 상기 플라즈마 강화 원자층 증착법을 이용하여 형성되는 경우에, 상기 플라즈마는 산소(O2)를 포함할 수 있다.When the process of injecting the sixth reactant (S170) is formed using the plasma-enhanced atomic layer deposition method, the plasma may include oxygen (O 2 ).

상기 제3 산화질화갈륨층(도 2의 123 참조)은 원자층 증착법(ALD 또는 PEALD)으로 형성되어 막질이 우수해질 수 있다.The third gallium nitride oxide layer (see 123 in FIG. 2) can be formed by atomic layer deposition (ALD or PEALD) to improve film quality.

도시하지는 않았지만, 각각의 공정들(S110, S120, S130, S140, S150, S160, S170) 사이에는 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있다. 예로서, 상기 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110)과 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120) 사이에 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있고, 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120)과 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130) 사이에 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있고, 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)과 상기 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140) 사이에 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있고, 상기 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140)과 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150) 사이에 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있고, 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150)과 상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160) 사이에 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있으며, 상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160)과 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170) 사이에 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있다.Although not illustrated, a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S110, S120, S130, S140, S150, S160, S170). For example, a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the first source material (S110) and the process of injecting the first reactant material (S120), a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the first reactant material (S120) and the process of injecting the second reactant material (S130), a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the second reactant material (S130) and the process of injecting the second source material, the third reactant material and the fourth reactant material (S140), a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the second source material, the third reactant material and the fourth reactant material (S140) and the process of injecting the third source material (S150), and a process of injecting a purge gas may be added between the process of injecting the third source material (S150) and the process of injecting the fifth reactant material. A process of injecting a purge gas between the processes (S160) may be added, and a process of injecting a purge gas may be added between the process (S160) of injecting the fifth reactant material and the process (S170) of injecting the sixth reactant material.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 5 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110), 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S115), 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120), 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130), 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S135) 및 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140)을 포함하여 이루어진다. 이때, 도 5에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 상기 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S115, S135)을 제외하고는 도 3에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법과 동일하므로 아래에서는 상이한 구성을 위주로 설명하도록 한다.As can be seen in FIG. 5, a method for forming a gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention includes a step of injecting a first source material (S110), a step of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S115), a step of injecting a first reactant material (S120), a step of injecting a second reactant material (S130), a step of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S135), and a step of injecting the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material (S140). At this time, the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 5 is the same as the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 3 except for the steps of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S115, S135), and therefore, the following description will focus on different configurations.

상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S115, S135)은 상기 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110) 후에 진행되거나 또는 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130) 후에 진행될 수 있다.The process (S115, S135) of applying plasma containing the hydrogen or argon gas may be performed after the process (S110) of injecting the first source material or after the process (S130) of injecting the second reactant material.

상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S115, S135)에서는 수소 가스(H2) 또는 아르곤(Ar) 가스를 함유하는 플라즈마를 챔버 내에 가할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110)을 진행하여 상기 제1 소스 물질이 흡착된 기판(100) 상에 상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마가 가해질 수 있으며, 이 경우 흡착되지 않고 상기 기판(100) 상에 잔존하는 불순물이 제거될 수 있다.In the process of applying plasma containing hydrogen or argon gas (S115, S135), plasma containing hydrogen gas (H 2 ) or argon (Ar) gas can be applied into the chamber. Specifically, the process of spraying the first source material (S110) can be performed so that plasma containing hydrogen or argon gas can be applied onto the substrate (100) on which the first source material is adsorbed. In this case, impurities remaining on the substrate (100) without being adsorbed can be removed.

또는, 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)을 진행하여 상기 제1 소스 물질, 상기 제1 리액턴트 물질 및 상기 제2 리액턴트 물질이 반응하여 제1 산화질화갈륨층이 형성된 기판(100) 상에 상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마가 가해질 수 있으며, 이 경우 반응하지 않고 상기 기판(100) 상에 잔존하는 불순물이 제거될 수 있다.Alternatively, a process (S130) of spraying the second reactant material may be performed so that plasma including hydrogen or argon gas is applied on the substrate (100) on which the first source material, the first reactant material, and the second reactant material react to form the first gallium oxynitride layer. In this case, impurities remaining on the substrate (100) without reacting can be removed.

따라서, 상기 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110), 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120) 및 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130)을 원자층 증착법을 이용하여 진행하는 경우에 형성되는 상기 제1 산화질화갈륨층의 표면 또는 내부에 불순물의 함량을 최소화할 수 있다.Therefore, when the process of spraying the first source material (S110), the process of spraying the first reactant material (S120), and the process of spraying the second reactant material (S130) are performed using an atomic layer deposition method, the content of impurities on the surface or inside of the first gallium nitride layer formed can be minimized.

도시하지는 않았지만, 상기 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140) 이후에 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.Although not illustrated, the method may additionally include a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas after the process (S140) of injecting the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material.

도시하지는 않았지만, 각각의 공정들(S110, S115, S120, S130, S135, S140) 사이에는 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있다.Although not illustrated, a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S110, S115, S120, S130, S135, S140).

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 6 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 6에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 제1 소스 물질을 분사하는 공정(S110), 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S115), 제1 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S120), 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S130), 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S135), 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140), 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150), 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S155), 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160), 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170) 및 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S175)을 포함하여 이루어진다.As can be seen in FIG. 6, a method for forming a gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention includes a process of injecting a first source material (S110), a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S115), a process of injecting a first reactant material (S120), a process of injecting a second reactant material (S130), a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S135), a process of injecting a second source material, a third reactant material, and a fourth reactant material (S140), a process of injecting a third source material (S150), a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S155), a process of injecting a fifth reactant material (S160), a process of injecting a sixth reactant material (S170), and a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S175).

이때, 도 6에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150) 내지 상기 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S175)을 제외하고는 도 5에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법과 동일하므로 아래에서는 상이한 구성을 위주로 설명하도록 한다.At this time, the method for forming a gallium nitride layer according to FIG. 6 is the same as the method for forming a gallium nitride layer according to FIG. 5 except for the process of spraying the third source material (S150) and the process of applying plasma including hydrogen gas or argon gas (S175), so the following description will focus on different configurations.

상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150), 상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160) 및 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)은, 도 4에 따른 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정, 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정 및 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정과 동일하다. 따라서, 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150), 상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160) 및 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)은 원자층 증착법을 이용할 수 있고, 이때, 상기 제3 산화질화갈륨층이 형성될 수 있다.The process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170) are the same as the process of spraying the third source material, the process of spraying the fifth reactant material, and the process of spraying the sixth reactant material according to FIG. 4. Therefore, the process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170) can use an atomic layer deposition method, and at this time, the third gallium nitride oxide layer can be formed.

상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S155, S175)은 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150) 후에 진행되거나 또는 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170) 후에 진행될 수 있다.The process (S155, S175) of applying plasma containing the hydrogen or argon gas may be performed after the process (S150) of injecting the third source material or after the process (S170) of injecting the sixth reactant material.

상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S155, S175)에서는 수소 가스(H2) 또는 아르곤(Ar) 가스를 함유하는 플라즈마를 챔버 내에 가할 수 있다. 구체적으로, 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150)을 진행하여 상기 제3 소스 물질이 흡착된 상기 제2 산화질화갈륨층 상에 상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마가 가해질 수 있으며, 이 경우 흡착되지 않고 상기 기판(100) 상에 잔존하는 불순물이 제거될 수 있다.In the process of applying plasma containing the hydrogen or argon gas (S155, S175), plasma containing hydrogen gas (H 2 ) or argon (Ar) gas can be applied into the chamber. Specifically, the process of spraying the third source material (S150) can be performed so that plasma containing the hydrogen or argon gas can be applied onto the second gallium nitride oxide layer on which the third source material is adsorbed. In this case, impurities remaining on the substrate (100) without being adsorbed can be removed.

또는, 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)을 진행하여 상기 제3 소스 물질, 상기 제5 리액턴트 물질 및 상기 제6 리액턴트 물질이 반응하여 제3 산화질화갈륨층이 형성된 기판(100) 상에 상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마가 가해질 수 있으며, 이 경우 반응하지 않고 상기 기판(100) 상에 잔존하는 불순물이 제거될 수 있다.Alternatively, a process (S170) for spraying the sixth reactant material may be performed so that plasma including hydrogen or argon gas is applied on the substrate (100) on which the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material react to form a third gallium oxynitride layer. In this case, impurities remaining on the substrate (100) without reacting can be removed.

따라서, 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150), 상기 제5 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S160) 및 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S170)을 원자층 증착법을 이용하여 진행하는 경우에 형성되는 상기 제3 산화질화갈륨층의 표면 또는 내부에 불순물의 함량을 최소화할 수 있다.Accordingly, when the process of spraying the third source material (S150), the process of spraying the fifth reactant material (S160), and the process of spraying the sixth reactant material (S170) are performed using an atomic layer deposition method, the content of impurities on the surface or inside of the third gallium nitride layer formed can be minimized.

도시하지는 않았지만, 상기 제2 소스 물질, 제3 리액턴트 물질 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S140)과 상기 제3 소스 물질을 분사하는 공정(S150) 사이에 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.Although not described, a process of applying plasma including hydrogen gas or argon gas may be additionally included between the process (S140) of injecting the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material and the process (S150) of injecting the third source material.

도시하지는 않았지만, 각각의 공정들(S110, S115, S120, S130, S135, S140, S150, S155, S160, S170, S175) 사이에는 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있다.Although not illustrated, a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S110, S115, S120, S130, S135, S140, S150, S155, S160, S170, S175).

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층의 개략적인 단면도이다.FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 7에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층은 제1 산화질화갈륨층(221) 및 제2 산화질화갈륨층(222)을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 제1 산화질화갈륨층은 화학 기상 증착법(Chemical Vaporization Deposition; CVD)을 통해서 형성되고, 상기 제2 산화질화갈륨층은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)을 통해서 형성될 수 있다.As can be seen in FIG. 7, a gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention comprises a first gallium oxynitride layer (221) and a second gallium oxynitride layer (222). At this time, the first gallium oxynitride layer may be formed through chemical vapor deposition (CVD), and the second gallium oxynitride layer may be formed through atomic layer deposition (ALD).

상기 제1 산화질화갈륨층(221)은 기판(200) 상에 형성된다. 이때, 상기 기판(200)은 유리 또는 실리콘(Si) 웨이퍼일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The above first gallium nitride layer (221) is formed on a substrate (200). At this time, the substrate (200) may be a glass or silicon (Si) wafer, but is not limited thereto.

상기 제1 산화질화갈륨층(221)은 산화물 반도체를 포함하여 이루어지고, 예를 들어, 상기 제1 산화질화갈륨층(221)은 갈륨을 함유하는 GaON(Gallium Oxynitride) 계열 산화물 반도체를 포함하여 이루어질 수 있다.The first gallium oxynitride layer (221) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the first gallium oxynitride layer (221) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.

상기 제1 산화질화갈륨층(221)은 화학 기상 증착법(Chemical Vaporization Deposition; CVD)을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1 산화질화갈륨층(221)이 상기 화학 기상 증착법을 이용하여 형성되는 경우에, 원자층 증착법을 이용하는 경우 비해서 빠르게 상기 제1 산화질화갈륨층(221)이 형성될 수 있다.The first gallium oxynitride layer (221) can be formed using a chemical vapor deposition method (CVD). When the first gallium oxynitride layer (221) is formed using the chemical vapor deposition method, the first gallium oxynitride layer (221) can be formed more quickly than when an atomic layer deposition method is used.

한편, 상기 제1 산화질화갈륨층(221)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vaporization Deposition; PECVD)을 이용하여 형성될 수도 있다.Meanwhile, the first gallium nitride layer (221) may be formed using plasma enhanced chemical vaporization deposition (PECVD).

상기 제2 산화질화갈륨층(222)은 상기 제1 산화질화갈륨층(221)상에 형성된다.The second gallium nitride layer (222) is formed on the first gallium nitride layer (221).

상기 제2 산화질화갈륨층(222)은 산화물 반도체를 포함하여 이루어지고, 예를 들어, 상기 제2 산화질화갈륨층(222)은 갈륨을 함유하는 GaON(Gallium Oxynitride) 계열 산화물 반도체를 포함하여 이루어질 수 있다.The second gallium oxynitride layer (222) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the second gallium oxynitride layer (222) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.

상기 제2 산화질화갈륨층(222)은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제2 산화질화갈륨층(222)이 상기 원자층 증착법을 이용하여 형성되기 때문에, 상기 제2 산화질화갈륨층(222)의 막질이 우수해진다.The second gallium oxynitride layer (222) can be formed using atomic layer deposition (ALD). Since the second gallium oxynitride layer (222) is formed using the atomic layer deposition method, the film quality of the second gallium oxynitride layer (222) becomes excellent.

한편, 상기 제2 산화질화갈륨층(222)은 플라즈마 강화 원자층 증착법(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition; PEALD)을 이용하여 형성될 수도 있다.Meanwhile, the second gallium nitride layer (222) may be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).

도 8는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층의 개략적인 단면도이다.FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 8에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층은 제1 산화질화갈륨층(221), 제2 산화질화갈륨층(222) 및 제3 산화질화갈륨층(223)을 포함하여 이루어진다. 한편, 도 8의 실시예에 따른 산화질화갈륨층은 제3 산화질화갈륨층(223)을 제외하고는, 도 7의 실시예에 따른 산화질화갈륨층과 동일하므로, 아래에서는 상이한 구성을 위주로 설명하도록 한다.As can be seen in FIG. 8, the gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention is composed of a first gallium oxynitride layer (221), a second gallium oxynitride layer (222), and a third gallium oxynitride layer (223). Meanwhile, the gallium oxynitride layer according to the embodiment of FIG. 8 is identical to the gallium oxynitride layer according to the embodiment of FIG. 7, except for the third gallium oxynitride layer (223), and therefore, the following description will focus on the different configurations.

상기 제1 산화질화갈륨층(221)은 화학 기상 증착법을 이용하여 형성되며, 상기 제2 산화질화갈륨층(222)은 원자층 증착법을 이용하여 형성된다.The above first gallium nitride layer (221) is formed using a chemical vapor deposition method, and the above second gallium nitride layer (222) is formed using an atomic layer deposition method.

상기 제3 산화질화갈륨층(223)은 상기 제2 산화질화갈륨층(222) 상에 형성된다.The third gallium nitride layer (223) is formed on the second gallium nitride layer (222).

상기 제3 산화질화갈륨층(223)은 산화물 반도체를 포함하여 이루어지고, 예를 들어, 상기 제3 산화질화갈륨층(223)은 갈륨을 함유하는 GaON(Gallium Oxynitride) 계열 산화물 반도체를 포함하여 이루어질 수 있다.The third gallium oxynitride layer (223) is formed by including an oxide semiconductor, and for example, the third gallium oxynitride layer (223) may be formed by including a GaON (Gallium Oxynitride) series oxide semiconductor containing gallium.

상기 제3 산화질화갈륨층(223)은 화학 기상 증착법(Chemical Vaporization Deposition; CVD)을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제3 산화질화갈륨층(223)이 상기 화학 기상 증착법을 이용하여 형성되는 경우에, 원자층 증착법을 이용하는 경우 비해서 빠르게 상기 제3 산화질화갈륨층(223)이 형성될 수 있다.The third gallium oxynitride layer (223) can be formed using a chemical vapor deposition method (CVD). When the third gallium oxynitride layer (223) is formed using the chemical vapor deposition method, the third gallium oxynitride layer (223) can be formed more quickly than when the atomic layer deposition method is used.

한편, 상기 제3 산화질화갈륨층(223)은 플라즈마 강화 원자층 증착법(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition; PEALD)을 이용하여 형성될 수도 있다.Meanwhile, the third gallium nitride layer (223) may be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 9 is a schematic flowchart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 9에서 알 수 있듯이 본 발명의 일 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210), 제2 소스 물질을 분사하는 공정(S220), 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230) 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240)을 포함하여 이루어진다.As can be seen from FIG. 9, a method for forming a gallium nitride layer according to one embodiment of the present invention includes a process of spraying a first source material, a first reactant material, and a second reactant material (S210), a process of spraying a second source material (S220), a process of spraying a third reactant material (S230), and a process of spraying a fourth reactant material (S240).

상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210)은 화학 기상 증착법(Chemical Vaporization Deposition; CVD)을 이용할 수 있다. 상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210)은 진공 챔버 내에서 수행될 수 있으며 구체적으로, 진공 챔버의 아래쪽에 구비된 서셉터 위에 상기 기판(200)을 올려놓고, 상기 진공 챔버의 위쪽에 구비된 가스 분사구를 통해서 상기 제1 소스 물질, 상기 제1 리액턴트 물질 및 상기 제2 리액턴트 물질을 상기 기판(200) 상에 동시에 분사함으로써, 화학적 기상 증착법에 의해서 상기 기판(200) 상에 제1 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 221 참조)을 형성할 수 있다.The process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material may utilize a chemical vapor deposition (CVD) method. The process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material may be performed in a vacuum chamber, and specifically, the substrate (200) is placed on a susceptor provided at the bottom of the vacuum chamber, and the first source material, the first reactant material, and the second reactant material are simultaneously sprayed onto the substrate (200) through a gas injection port provided at the top of the vacuum chamber, thereby forming a first gallium nitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8) on the substrate (200) by a chemical vapor deposition method.

상기 제1 소스 물질은 갈륨(Ga)을 포함하는 물질일 수 있다. 이때, 상기 제1 소스 물질은, 예를 들어, 트리메틸갈륨(TriMethyl Gallium, TMGa)을 포함할 수 있다.The first source material may be a material including gallium (Ga). In this case, the first source material may include, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa).

상기 제1 반응물질은 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 제2 리액턴트 물질은 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The first reactant may include one of ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ), and the second reactant may include one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O).

상기 제1 소스 물질이 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함하고, 상기 제1 리액턴트 물질이 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 중 어느 하나를 포함하며, 상기 제2 리액턴트 물질이 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 포함하는 경우에는 산화질화갈륨(GaON)이 상기 제1 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 221 참조)으로 얻어질 수 있다.When the first source material includes a material including gallium (Ga), the first reactant material includes one of ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ), and the second reactant material includes one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O), gallium oxynitride (GaON) can be obtained as the first gallium oxynitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8 ).

상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210)을 진행하는 경우에는 플라즈마를 형성하거나 형성하지 않으면서 상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사할 수 있다.When the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material is performed, the first source material, the first reactant material, and the second reactant material can be sprayed with or without forming plasma.

이때, 상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210)에서 플라즈마를 형성하지 않는 경우에는 상기 제1 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 221 참조)은 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하여 형성되고, 상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210)에서 플라즈마를 형성하는 경우에는 상기 제1 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 221 참조)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 플라즈마는 산소(O2)를 포함할 수 있다.At this time, if plasma is not formed in the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material, the first gallium oxynitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8) is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method, and if plasma is formed in the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material, the first gallium oxynitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8) can be formed using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). At this time, the plasma may include oxygen (O 2 ).

제1 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 221 참조)은 화학적 기상 증착법으로 형성되어 증착 시간이 단축될 수 있다.The first gallium nitride layer (see 221 in FIGS. 7 and 8) can be formed by a chemical vapor deposition method, so that the deposition time can be shortened.

상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210)을 진행한 이후에는 상기 제2 소스 물질을 분사하는 공정(S220), 상기 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230) 및 상기 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240)이 진행될 수 있다.After the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material is performed, the process (S220) of spraying the second source material, the process (S230) of spraying the third reactant material, and the process (S240) of spraying the fourth reactant material may be performed.

상기 제2 소스 물질을 분사하는 공정(S220), 상기 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230) 및 상기 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240)은 원자층 증착법(ALD)을 이용할 수 있다.The process of spraying the second source material (S220), the process of spraying the third reactant material (S230), and the process of spraying the fourth reactant material (S240) can utilize atomic layer deposition (ALD).

상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210)통해 제1 산화질화갈륨층이 형성된 상기 챔버 내에서, 상기 가스 분사구를 통해서 상기 제2 소스 물질, 상기 제3 리액턴트 물질 및 상기 제4 리액턴트 물질을 상기 제1 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 221 참조) 상에 분사함으로써, 원자층 증착법에 의해서 상기 제1 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 221 참조) 상에 상기 제2 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 222 참조)을 형성할 수 있다.In the chamber where the first gallium oxynitride layer is formed through the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material, the second source material, the third reactant material, and the fourth reactant material are sprayed onto the first gallium oxynitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8) through the gas injection port, thereby forming the second gallium oxynitride layer (see 222 of FIGS. 7 and 8) on the first gallium oxynitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8) by atomic layer deposition.

상기 원자층 증착법을 이용할 경우, 상기 제1 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 221 참조) 상에 상기 제2 소스 물질을 분사하고, 그 후에 상기 제3 리액턴트 물질을 분사하며, 그 후에 상기 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정을 하나의 사이클로 반복수행할 수 있다.When the above-described atomic layer deposition method is used, the process of spraying the second source material on the first gallium nitride layer (see 221 of FIGS. 7 and 8), then spraying the third reactant material, and then spraying the fourth reactant material can be repeated in one cycle.

상기 제2 소스 물질을 분사하는 공정(S210)에서 상기 제2 소스 물질은 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함할 수 있다. 이때, 상기 물질은 프리커서 물질(Precursor) 물질 또는 가스(Gas) 물질일 수 있다.In the process of spraying the second source material (S210), the second source material may include a material including gallium (Ga). At this time, the material may be a precursor material or a gas material.

상기 갈륨(Ga)을 포함하는 물질은, 예를 들어, 트리메틸갈륨(TriMethyl Gallium, TMGa)일 수 있다. 한편, 상기 갈륨(Ga)을 포함하는 물질은 이에 제한되는 것은 아니고, 당업계 지식에 따라 다양하게 변화할 수 있다.The material containing the gallium (Ga) may be, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa). Meanwhile, the material containing the gallium (Ga) is not limited thereto and may vary depending on knowledge in the art.

상기 제2 소스 물질을 분사하는 공정(S220)을 진행한 후에는 상기 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230)이 진행될 수 있다.After the process of spraying the second source material (S220) is performed, the process of spraying the third reactant material (S230) can be performed.

상기 제2 소스 물질이 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함하는 경우에는 상기 제3 리액턴트 물질은 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.When the second source material includes a material including gallium (Ga), the third reactant material may include either ammonia (NH 3 ) or nitrogen (N 2 ).

상기 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230)을 진행하는 경우에는 플라즈마를 형성하거나 형성하지 않으면서 상기 제3 리액턴트 물질(S230)을 분사할 수 있다.When the process (S230) of spraying the third reactant material is performed, the third reactant material (S230) can be sprayed with or without forming plasma.

이때, 상기 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230)에서 플라즈마를 형성하지 않는 경우에는 상기 제2 산화질화갈륨층은 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 형성되고, 상기 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230)에서 플라즈마를 형성하는 경우에는 상기 제2 산화질화갈륨층은 플라즈마 강화 원자층 증착법(PEALD)을 이용하여 형성될 수 있다.At this time, if plasma is not formed in the process (S230) of spraying the third reactant material, the second gallium oxynitride layer can be formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S230) of spraying the third reactant material, the second gallium oxynitride layer can be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).

상기 제3 반응물질을 분사하는 공정(S230)이 상기 플라즈마 강화 원자층 증착법을 이용하여 형성되는 경우에, 상기 플라즈마는 산소(O2)를 포함할 수 있다.When the process of injecting the third reactant (S230) is formed using the plasma-enhanced atomic layer deposition method, the plasma may include oxygen (O 2 ).

상기 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230)을 진행한 후에는 상기 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240)이 진행될 수 있다.After the process of spraying the third reactant material (S230) is performed, the process of spraying the fourth reactant material (S240) can be performed.

상기 제2 소스 물질이 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함하는 경우에는 상기 제4 리액턴트 물질은 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 이 경우에는 산화질화갈륨(GaON)이 상기 제2 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 222 참조)으로 얻어질 수 있다.When the second source material includes a material including gallium (Ga), the fourth reactant material may include either oxygen (O 2 ) or nitrous oxide (N 2 O), in which case gallium oxynitride (GaON) may be obtained as the second gallium oxynitride layer (see 222 of FIGS. 7 and 8).

상기 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240)을 진행하는 경우에는 플라즈마를 형성하거나 형성하지 않으면서 상기 제4 리액턴트 물질을 분사할 수 있다.When performing the process (S240) of spraying the fourth reactant material, the fourth reactant material can be sprayed with or without forming plasma.

이때, 상기 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240)에서 플라즈마를 형성하지 않는 경우에는 상기 제2 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 222 참조)은 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 형성되고, 상기 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240)에서 플라즈마를 형성하는 경우에는 상기 제2 산화질화갈륨층은 플라즈마 강화 원자층 증착법(PEALD)을 이용하여 형성될 수 있다.At this time, if plasma is not formed in the process (S240) of spraying the fourth reactant material, the second gallium oxynitride layer (see 222 of FIGS. 7 and 8) is formed using atomic layer deposition (ALD), and if plasma is formed in the process (S240) of spraying the fourth reactant material, the second gallium oxynitride layer can be formed using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).

상기 제4 반응물질을 분사하는 공정(S240)이 상기 플라즈마 강화 원자층 증착법을 이용하여 형성되는 경우에, 상기 플라즈마는 산소(O2)를 포함할 수 있다.When the process (S240) of injecting the fourth reactant is formed using the plasma-enhanced atomic layer deposition method, the plasma may include oxygen (O 2 ).

상기 제2 산화질화갈륨층(도 7 및 도 8의 222 참조)은 원자층 증착법(ALD 또는 PEALD)으로 형성되어 막질이 우수해질 수 있다.The above second gallium nitride layer (see 222 of FIGS. 7 and 8) can be formed by atomic layer deposition (ALD or PEALD) to provide excellent film quality.

도시하지는 않았지만, 각각의 공정들(S210, S220, S230, S240) 사이에는 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있다.Although not illustrated, a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S210, S220, S230, S240).

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 10 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 10에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210), 제2 소스 물질을 분사하는 공정(S220), 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230), 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240) 및 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)을 포함하여 이루어진다. 이때, 도 10에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)을 제외하고는 도 9에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법과 동일하므로 아래에서는 상이한 구성을 위주로 설명하도록 한다.As can be seen in FIG. 10, a method for forming a gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention includes a process (S210) for spraying a first source material, a first reactant material, and a second reactant material, a process (S220) for spraying a second source material, a process (S230) for spraying a third reactant material, a process (S240) for spraying a fourth reactant material, and a process (S250) for spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material. At this time, the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 10 is the same as the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 9 except for the process (S250) for spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material, and therefore, a description will be made mainly of different configurations below.

상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)은 화학 기상 증착법(Chemical Vaporization Deposition; CVD)을 이용할 수 있다.The process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material may utilize a chemical vaporization deposition (CVD) method.

따라서, 상기 제3 소스 물질, 상기 제5 리액턴트 물질 및 상기 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)은 진공 챔버 내에서 수행할 수 있으며, 구체적으로, 진공 챔버의 아래쪽에 구비된 서셉터 위에 상기 제1 산화질화갈륨층 및 상기 제2 산화질화갈륨층이 형성된 기판(200)을 올려놓고, 상기 진공 챔버의 위쪽에 구비된 가스 분사구를 통해서 상기 제3 소스 물질, 상기 제5 리액턴트 물질 및 상기 제6 리액턴트 물질을 동시에 분사하여 상기 제2 산화질화갈륨층 상에 상기 제3 산화질화갈륨층(도 8의 223 참조)을 형성할 수 있다.Therefore, the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material can be performed in a vacuum chamber, and specifically, the substrate (200) on which the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer are formed is placed on a susceptor provided at the bottom of the vacuum chamber, and the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material are simultaneously sprayed through a gas injection port provided at the top of the vacuum chamber to form the third gallium oxynitride layer (see 223 of FIG. 8) on the second gallium oxynitride layer.

상기 제3 소스 물질, 상기 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)은 상기 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240) 이후에 진행될 수 있다.The process (S250) of injecting the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material may be performed after the process (S240) of injecting the fourth reactant material.

상기 제3 소스 물질은 갈륨(Ga)을 포함하는 물질일 수 있다. 이때, 상기 제3 소스 물질은, 예를 들어, 트리메틸갈륨(TriMethyl Gallium, TMGa)을 포함할 수 있다.The third source material may be a material including gallium (Ga). In this case, the third source material may include, for example, trimethylgallium (TriMethyl Gallium, TMGa).

상기 제5 리액턴트 물질은 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 제6 반응물질은 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The fifth reactant material may include one of ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ), and the sixth reactant material may include one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O).

상기 제3 소스 물질이 갈륨(Ga)을 포함하는 물질을 포함하고, 상기 제5 리액턴트 물질이 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 중 어느 하나를 포함하며, 상기 제6 리액턴트 물질이 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 포함하는 경우에는 산화질화갈륨(GaON)이 상기 제3 산화질화갈륨층으로 얻어질 수 있다.When the third source material includes a material including gallium (Ga), the fifth reactant material includes one of ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ), and the sixth reactant material includes one of oxygen (O 2 ) and nitrous oxide (N 2 O), gallium oxynitride (GaON) can be obtained as the third gallium oxynitride layer.

상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)의 경우에는 플라즈마를 형성하거나 형성하지 않으면서 상기 제3 소스 물질, 상기 제5 리액턴트 물질 및 상기 제6 리액턴트 물질을 분사할 수 있다.In the case of the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material, the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material can be sprayed with or without forming plasma.

이때, 상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)에서 플라즈마를 형성하지 않는 경우에는 상기 제3 산화질화갈륨층(도 8의 223 참조)은 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하여 형성되고, 상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)에서 플라즈마를 형성하는 경우에는 상기 제3 산화질화갈륨층(도 8의 223 참조)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 플라즈마는 산소(O2)를 포함할 수 있다.At this time, if plasma is not formed in the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material, the third gallium oxynitride layer (see 223 of FIG. 8) is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method, and if plasma is formed in the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material, the third gallium oxynitride layer (see 223 of FIG. 8) can be formed using a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method. At this time, the plasma may include oxygen (O 2 ).

상기 제3 산화질화갈륨층(도 8의 223 참조)은 화학적 기상 증착법(CVD 또는 PECVD)으로 형성되어 증착 시간이 단축될 수 있다.The third gallium nitride oxide layer (see 223 in FIG. 8) can be formed by chemical vapor deposition (CVD or PECVD), so that the deposition time can be shortened.

도시하지는 않았지만, 각각의 공정들(S210, S220, S230, S240, S250) 사이에는 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있다.Although not illustrated, a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S210, S220, S230, S240, S250).

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 11 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 11에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210), 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S215), 제2 소스 물질을 분사하는 공정(S220), 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230) 및 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240)을 포함하여 이루어진다. 이때, 도 11에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 상기 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S215)을 제외하고는 도 9에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법과 동일하므로 아래에서는 상이한 구성을 위주로 설명하도록 한다.As can be seen in FIG. 11, a method for forming a gallium oxynitride layer according to another embodiment of the present invention includes a step (S210) of injecting a first source material, a first reactant material, and a second reactant material, a step (S215) of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas, a step (S220) of injecting a second source material, a step (S230) of injecting a third reactant material, and a step (S240) of injecting a fourth reactant material. At this time, the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 11 is the same as the method for forming a gallium oxynitride layer according to FIG. 9 except for the step (S215) of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas, and therefore, the following description will focus on different configurations.

상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S215)은 상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210) 후에 진행될 수 있다.The process (S215) of applying plasma containing the hydrogen or argon gas may be performed after the process (S210) of injecting the first source material, the first reactant material, and the second reactant material.

상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S215)에서는 수소 가스(H2) 또는 아르곤(Ar) 가스를 함유하는 플라즈마를 챔버 내에 가할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210)을 진행하여 상기 제1 소스 물질, 상기 제1 리액턴트 물질 및 상기 제2 리액턴트 물질이 반응하여 제1 산화질화갈륨층이 형성된 기판(200) 상에 상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마가 가해질 수 있으며, 이 경우 반응하지 않고 상기 기판(200) 상에 잔존하는 불순물이 제거될 수 있다.In the process of applying plasma containing hydrogen or argon gas (S215), plasma containing hydrogen gas (H 2 ) or argon (Ar) gas can be applied into the chamber. Specifically, the process of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material (S210) can be performed so that the plasma containing hydrogen or argon gas can be applied on the substrate (200) on which the first source material, the first reactant material, and the second reactant material react and form the first gallium oxynitride layer. In this case, impurities remaining on the substrate (200) without reacting can be removed.

따라서, 상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210)을 통해 형성된 상기 제1 산화질화갈륨층의 표면 또는 내부에 불순물의 함량을 최소화할 수 있다.Accordingly, the content of impurities on the surface or inside of the first gallium nitride layer formed through the process (S210) of spraying the first source material, the first reactant material, and the second reactant material can be minimized.

도시하지는 않았지만, 상기 제2 소스 물질을 분사하는 공정(S220)과 상기 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230) 사이에 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240) 이후에 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.Although not illustrated, the method may further include a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas between the process of injecting the second source material (S220) and the process of injecting the third reactant material (S230). In addition, the method may further include a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas after the process of injecting the fourth reactant material (S240).

도시하지는 않았지만, 각각의 공정들(S210, S215, S220, S230, S240) 사이에는 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있다.Although not illustrated, a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S210, S215, S220, S230, S240).

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법의 개략적인 흐름도이다.FIG. 12 is a schematic flow chart of a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 12에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 제2 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S210), 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S215), 제2 소스 물질을 분사하는 공정(S220), 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230), 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240), 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250) 및 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S255)을 포함하여 이루어진다.As can be seen from FIG. 12, a method for forming a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention includes a process of injecting a first source material, a first reactant material, and a second reactant material (S210), a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S215), a process of injecting a second source material (S220), a process of injecting a third reactant material (S230), a process of injecting a fourth reactant material (S240), a process of injecting the third source material, a fifth reactant material, and a sixth reactant material (S250), and a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas (S255).

이때, 도 12에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법은 상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250) 및 상기 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S255)을 제외하고는 도 11에 따른 산화질화갈륨층 형성 방법과 동일하므로 아래에서는 상이한 구성을 위주로 설명하도록 한다.At this time, the method for forming a gallium nitride layer according to FIG. 12 is the same as the method for forming a gallium nitride layer according to FIG. 11 except for the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material and the process (S255) of applying plasma including hydrogen gas or argon gas, so the following description will focus on different configurations.

상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)은 도 10에 따른 상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정과 동일하다. 따라서, 상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)은 화학 기상 증착법을 이용할 수 있고, 이때, 상기 제3 산화질화갈륨층이 형성될 수 있다.The process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material is the same as the process of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material according to Fig. 10. Therefore, the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material can use a chemical vapor deposition method, and at this time, the third gallium nitride oxide layer can be formed.

상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S255)은 상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250) 후에 진행될 수 있다.The process (S255) of applying plasma containing the hydrogen or argon gas may be performed after the process (S250) of injecting the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material.

상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정(S255)에서는 수소 가스(H2) 또는 아르곤(Ar) 가스를 함유하는 플라즈마를 챔버 내에 가할 수 있다. 구체적으로, 상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)을 진행한 후에 형성된 상기 제3 산화질화갈륨층 상에 상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마가 가해질 수 있다.In the process of applying plasma containing the hydrogen or argon gas (S255), plasma containing hydrogen gas (H 2 ) or argon (Ar) gas may be applied into the chamber. Specifically, the plasma containing the hydrogen or argon gas may be applied on the third gallium nitride oxide layer formed after the process of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material (S250) is performed.

상기 수소 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하게 되면, 상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)을 진행한 후에 발생하는 불순물을 제거할 수 있다. 따라서, 상기 제3 소스 물질, 상기 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250)을 화학 기상 증착법을 이용하여 진행하는 경우에 형성되는 상기 제3 산화질화갈륨층의 표면 또는 내부에 불순물의 함량을 최소화할 수 있다.When the plasma containing the hydrogen or argon gas is applied, impurities generated after the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material can be removed. Therefore, when the process (S250) of spraying the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material is performed using a chemical vapor deposition method, the content of impurities on the surface or inside of the third gallium nitride layer formed can be minimized.

도시하지는 않았지만, 상기 제2 소스 물질을 분사하는 공정(S220)과 상기 제3 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S230) 사이에 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 제4 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S240)과 상기 제3 소스 물질, 제5 리액턴트 물질 및 제6 리액턴트 물질을 분사하는 공정(S250) 사이에에 수소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 플라즈마를 가하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.Although not illustrated, the method may further include a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas between the process of injecting the second source material (S220) and the process of injecting the third reactant material (S230). In addition, the method may further include a process of applying plasma containing hydrogen gas or argon gas between the process of injecting the fourth reactant material (S240) and the process of injecting the third source material, the fifth reactant material, and the sixth reactant material (S250).

도시하지는 않았지만, 각각의 공정들(S210, S215, S220, S230, S240, S250, S255) 사이에는 퍼지 가스를 분사하는 공정이 추가될 수 있다.Although not illustrated, a process of injecting purge gas may be added between each of the processes (S210, S215, S220, S230, S240, S250, S255).

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화질화갈륨층 제조 장치를 나타낸 도면이다.FIG. 13 is a drawing showing a device for manufacturing a gallium nitride layer according to another embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 산화질화갈륨층 제조 장치는 산화질화갈륨층을 증착하기 위한 장치로서, 상부 돔(352)과 하부 돔(358)을 구비하고 있다. 상기 상부 돔(352)으로 공정 가스 즉, 소스 물질과 리액턴트 물질을 각각 주입하고, 상부 돔(352)에서 공정 가스, 즉, 소스 물질과 리액턴트 물질을 배기할 수 있다. 상기 소스 물질과 리액턴트 물질은 가스 분사부를 통해 분사될 수 있다. 상기 가스 분사부는 하나 이상의 인젝터를 구비하며, 하나 이상의 인젝터에 의해 공정공간에 공정 가스를 분사할 수 있다. 상기 상부 돔(352)의 하부에 공정공간이 위치할 수 있다. 상기 하부 돔(358)으로 퍼지 가스를 공급하고 상기 상부 돔(352)으로 공정 가스를 공급하여, 공정 가스가 상기 하부 돔(358)으로 흐르는 것을 방지하여 상기 하부 돔(358)에 이상층의 증착을 억제할 수 있다. 또한, 균일한 플라즈마를 형성하여, 기판(374)을 회전시키지 않고서도 균일한층을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 13, a gallium nitride layer manufacturing device according to an embodiment of the present invention is a device for depositing a gallium nitride layer, and has an upper dome (352) and a lower dome (358). Process gases, that is, a source material and a reactant material, can be injected into the upper dome (352), respectively, and the process gases, that is, the source material and the reactant material, can be exhausted from the upper dome (352). The source material and the reactant material can be injected through a gas injection unit. The gas injection unit has one or more injectors, and can inject a process gas into a process space by one or more injectors. A process space can be located below the upper dome (352). By supplying a purge gas to the lower dome (358) and supplying a process gas to the upper dome (352), the process gas can be prevented from flowing into the lower dome (358), thereby suppressing deposition of an abnormal layer on the lower dome (358). In addition, by forming a uniform plasma, a uniform layer can be formed without rotating the substrate (374).

추가로 본 공정의 산화 갈륨(GaON)은 유도결합 플라즈마 소스를 채용하여 플라즈마 강화 (plasma enhanced) ALD(PEALD)장치로도 형성할 수 있다.Additionally, the gallium oxide (GaON) of this process can also be formed using a plasma enhanced ALD (PEALD) device employing an inductively coupled plasma source.

상기 상부 돔(352)과 하부 돔(358)을 구비한 산화질화갈륨층 제조 장치는 챔버(360)의 내벽에 불필요한층의 증착을 방지하기 위하여 라이너(354, 356)를 구비한다. 상기 라이너(354, 356)는 주기적으로 교체되거나 세정될 수 있다.The device for manufacturing a gallium nitride layer having the upper dome (352) and the lower dome (358) has a liner (354, 356) to prevent deposition of an unnecessary layer on the inner wall of the chamber (360). The liner (354, 356) can be periodically replaced or cleaned.

상기 하부 돔(358)의 하부에 배치된 램프 히터(366)는 링형상의 램프 히터이고, 복수 개가 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 램프 히터(366)는 독립적으로 전력을 제어하여 상기 기판(374)을 균일하게 가열할 수 있다.The lamp heater (366) positioned at the bottom of the lower dome (358) is a ring-shaped lamp heater, and a plurality of lamp heaters may be provided. The plurality of lamp heaters (366) can independently control power to uniformly heat the substrate (374).

챔버(360)의 배기부에 연결된 터보분자 펌프(TMP)로 이루어진 고진공 펌프(390)는 상기 챔버(360) 내부에 기저 진공을 유지하며, 그에 따라 공정 시에도 수 토르(Torr) 이하의 압력에서 안정적인 플라즈마를 형성할 수 있다.A high vacuum pump (390) consisting of a turbo molecular pump (TMP) connected to the exhaust of the chamber (360) maintains a base vacuum inside the chamber (360), thereby forming a stable plasma at a pressure of several Torr or less even during the process.

본 발명의 산화질화갈륨층 제조 장치는 상기 상부 돔(352)의 상부에 배치된 유도 결합 플라즈마를 형성하는 안테나(310)의 적외선 가열에 의한 성능 저하를 감소시키면서, 전자파 차폐 하우징(330)에서 반사된 적외선을 다시 상기 기판(374)에 제공하여 고속으로 균일한 층을 상기 기판(374) 상에 형성할 수 있다.The device for manufacturing a gallium nitride layer of the present invention can form a uniform layer on the substrate (374) at high speed by providing infrared rays reflected from an electromagnetic shielding housing (330) back to the substrate (374) while reducing performance degradation caused by infrared heating of an antenna (310) forming an inductively coupled plasma disposed on the upper dome (352).

도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 산화질화갈륨층 제조 장치(300)는, 측벽을 구비한 챔버(360); 상기 챔버 내부에 구비되며 기판을 지지하는 기판 지지부(372); 상기 챔버(360)의 상부면을 덮고 투명한 유전체 재질로 형성된 상부 돔(352); 상기 상부 돔(352)의 상부에 배치되어 유도 결합 플라즈마를 형성하는 안테나(310); 및 상기 안테나(310)를 감싸도록 배치되는 전자파 차폐 하우징(330)을 포함한다. 상기 전자파 차폐 하우징(330)은 히터에 의하여 가열될 수 있다.Referring to FIG. 13, a gallium nitride layer manufacturing device (300) according to one embodiment of the present invention includes: a chamber (360) having a side wall; a substrate support member (372) provided inside the chamber and supporting a substrate; an upper dome (352) formed of a transparent dielectric material and covering an upper surface of the chamber (360); an antenna (310) disposed on an upper portion of the upper dome (352) and forming an inductively coupled plasma; and an electromagnetic shielding housing (330) disposed to surround the antenna (310). The electromagnetic shielding housing (330) can be heated by a heater.

상기 안테나(310)는 두 개의 원턴(one-turn) 단위 안테나를 포함하고, 두 개의 원턴 단위 안테나는 RF 전원(340)에 대하여 병렬 연결될 수 있다.The above antenna (310) includes two one-turn unit antennas, and the two one-turn unit antennas can be connected in parallel to an RF power source (340).

리액턴트 물질을 분사하는 단계 이후에 수행하는 수소 플라즈마를 발생시키는 단계 및 소스 물질 분사 단계와 리액턴트 물질 분사 단계 사이에 수행하는 플라즈마를 발생시키는 단계의 플라즈마는 상기 안테나(310)로 형성할 수 있다.The plasma of the step of generating hydrogen plasma performed after the step of injecting the reactant material and the step of generating plasma performed between the step of injecting the source material and the step of injecting the reactant material can be formed by the antenna (310).

상기 소스 물질 및 리액턴트 물질은 상기 상부 돔(352)과 상기 하부 돔(358) 내의 공정공간에 인젝터(미도시)에 의해 분사될 수 있다. 상기 소스 물질 및 리액턴트 물질은 상기 인젝터에 의해 상기 상부 돔(352) 방향 또는 수평 방향으로 분사되어 상기 챔버(360) 내로 분사될 수 있다.The source material and the reactant material can be injected into the process space within the upper dome (352) and the lower dome (358) by an injector (not shown). The source material and the reactant material can be injected into the chamber (360) by the injector in the direction of the upper dome (352) or in the horizontal direction.

상기 챔버(360)는 도전체로 형성되고, 챔버(360)의 내부 공간은 원통 형상이고, 챔버(360)의 외부 형상은 직육면체 형상일 수 있다. 상기 챔버(360)는 냉각수에 의하여 냉각될 수 있다. 상기 챔버(360), 상기 상부 돔(352), 및 상기 하부 돔(358)은 결합하여 밀폐된 공간을 제공한다.The chamber (360) is formed of a conductor, the internal space of the chamber (360) has a cylindrical shape, and the external shape of the chamber (360) may have a rectangular parallelepiped shape. The chamber (360) may be cooled by cooling water. The chamber (360), the upper dome (352), and the lower dome (358) are combined to provide a sealed space.

상기 챔버(360)의 일 측면에는 기판 출입구(360a)가 구비되고, 상기 기판 출입구(360a)와 마주보는 상기 챔버(360)의 타 측면에는 배기구(360b)가 구비될 수 있다. 배기구(360b)는 고진공 펌프(390)에 연결될 수 있다. 고진공 펌프(390)는 터보분자 펌프일 수 있다. 상기 고진공 펌프(390)는 낮은 기저 압력(base pressure)을 유지하며, 공정 진행시에도 수 토르 이하의 압력을 유지할 수 있다. 상기 배기구(360b)의 상부면은 상기 기판 출입구(360a)의 상부면보다 같거나 낮을 수 있다.A substrate entrance (360a) may be provided on one side of the chamber (360), and an exhaust port (360b) may be provided on the other side of the chamber (360) facing the substrate entrance (360a). The exhaust port (360b) may be connected to a high vacuum pump (390). The high vacuum pump (390) may be a turbo molecular pump. The high vacuum pump (390) maintains a low base pressure and may maintain a pressure of several torr or less even during the process. An upper surface of the exhaust port (360b) may be equal to or lower than an upper surface of the substrate entrance (360a).

상기 상부 돔(352)은 투명한 유전체로 석영, 사파이어, 또는 세라믹으로 이루어질 수 있다. 상기 상부 돔(352)은 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 세라믹 재질은 석영보다 내식성과 부식성이 좋다.The upper dome (352) may be made of a transparent dielectric such as quartz, sapphire, or ceramic. The upper dome (352) may be made of a ceramic material. Ceramic materials have better corrosion resistance and corrosion resistance than quartz.

상기 상부 돔(352)은 상기 챔버(360)의 상부 면에 형성된 턱에 삽입되어 상기 챔버(360)와 결합할 수 있다. 진공 밀폐를 위하여 상기 챔버(360)와 결합하는 상기 상부 돔(352)의 결합 부위는 와셔 형상일 수 있다. 상기 상부 돔(352)은 원호형, 또는 타원형일 수 있다. 상기 상부 돔(352)은 하부에서 입사한 적외선을 투과시킬 수 있다.The upper dome (352) can be inserted into a protrusion formed on the upper surface of the chamber (360) and combined with the chamber (360). The combined portion of the upper dome (352) combined with the chamber (360) for vacuum sealing may have a washer shape. The upper dome (352) may be arc-shaped or oval-shaped. The upper dome (352) can transmit infrared rays incident from below.

전자파 차폐 하우징(330)에서 반사된 적외선은 상기 상부 돔(352)을 투과하여 기판(374)에 입사할 수 있다.Infrared rays reflected from the electromagnetic shielding housing (330) can penetrate the upper dome (352) and enter the substrate (374).

상기 하부 돔(358)은 투명한 유전체로 석영 또는 사파이어로 이루어질 수 있다. 상기 하부 돔(358)은 상기 챔버(360)의 하부면에 형성된 턱에 결합하는 와셔 형상의 결합 부위, 상기 결합 부위의 아래로 연장되는 깔대기 형상의 하부 돔 본체, 및 상기 하부 돔 본체의 중심에서 아래로 연장되는 원통 형상의 원통 파이프를 포함할 수 있다. 하부 돔(358)은 상기 챔버(360)의 하부 면에 형성된 턱에 삽입되어 상기 챔버(360)에 결합할 수 있다. 진공 밀폐를 위하여 상기 챔버(360)와 결합하는 상기 하부 돔(358)의 결합 부위는 와셔 형상일 수 있다.The lower dome (358) may be made of quartz or sapphire as a transparent dielectric. The lower dome (358) may include a washer-shaped joining portion that joins to a ledge formed on a lower surface of the chamber (360), a funnel-shaped lower dome body that extends downward from the joining portion, and a cylindrical pipe that extends downward from the center of the lower dome body. The lower dome (358) may be inserted into the ledge formed on the lower surface of the chamber (360) and joined to the chamber (360). The joining portion of the lower dome (358) that joins to the chamber (360) for vacuum sealing may be washer-shaped.

상기 제1 리프터(384)의 구동축 및 제2 리프터(382)의 구동축은 상기 하부 돔(358)의 원통 파이프 내에 삽입되어 배치될 수 있다. 상기 하부 돔(358)을 통하여 공급되는 퍼지 가스는 유로를 통하여 공급될 수 있다. 상기 유로는 상기 하부 돔(358)의 원통 파이프일 수 있다. 상기 퍼지 가스는 아르곤과 같은 불활성 가스일 수 있다.The driving shaft of the first lifter (384) and the driving shaft of the second lifter (382) may be inserted and placed within the cylindrical pipe of the lower dome (358). The purge gas supplied through the lower dome (358) may be supplied through a path. The path may be the cylindrical pipe of the lower dome (358). The purge gas may be an inert gas such as argon.

상부 라이너(354)는 투명한 유전체 재질로 이루어질 수 있다. 예로서, 상기 상부 라이너(354)는 석영, 알루미나, 사파이어, 또는 질화알미늄으로 이루어질 수 있다. 상기 상부 라이너(354)는 이상 층의 증착을 억제하는 물질로 이루어질 수 있다.The upper liner (354) may be made of a transparent dielectric material. For example, the upper liner (354) may be made of quartz, alumina, sapphire, or aluminum nitride. The upper liner (354) may be made of a material that inhibits deposition of the above layer.

단열부(362)는 상기 챔버(360)의 하부면과 반사체(361) 사이에 배치되고 링 형상일 수 있다. 상기 단열부(362)는 가열된 반사체(361)로부터 상기 챔버(360)로의 열전달을 감소시킬 수 있다. 상기 단열부(362)는 세라믹 재질일 수 있다. 상기 단열부(362)의 상부면은 턱을 구비할 수 있다. 상기 단열부(362)의 턱과 상기 챔버(360)의 하부면의 턱은 상기 하부 돔(358)의 와셔 형상의 결합 부위를 수용하고 진공 밀폐시킬 수 있다.The insulation (362) is arranged between the lower surface of the chamber (360) and the reflector (361) and may have a ring shape. The insulation (362) may reduce heat transfer from the heated reflector (361) to the chamber (360). The insulation (362) may be made of a ceramic material. The upper surface of the insulation (362) may have a ledge. The ledge of the insulation (362) and the ledge of the lower surface of the chamber (360) may receive and vacuum-seal the washer-shaped joining portion of the lower dome (358).

상기 동심원 형상의 램프 히터(366)은 복수의 동심원 형상의 링형 램프 히터를 포함하고 전원(364)에 연결될 수 있다. 상기 동심원 형상의 링형 램프 히터(366)는 상기 하부 돔(358)의 경사면을 따라 일정한 간격으로 배치되고, 상기 동심원 형상의 램프 히터(366)은 3개의 그룹으로 구분되어 서로 독립적으로 전력을 공급받을 수 있다. 상기 동심원 형상의 링형 램프 히터(366)는 반사체(361)의 경사면에 형성된 링 형상의 홈에 삽입되어 정렬될 수 있다.The concentric ring-shaped lamp heater (366) may include a plurality of concentric ring-shaped lamp heaters and may be connected to a power source (364). The concentric ring-shaped lamp heaters (366) are arranged at regular intervals along the inclined surface of the lower dome (358), and the concentric ring-shaped lamp heaters (366) may be divided into three groups and may be supplied with power independently of each other. The concentric ring-shaped lamp heaters (366) may be inserted and aligned into a ring-shaped groove formed on the inclined surface of the reflector (361).

예를 들어, 상기 동심원 형상의 램프 히터(366)은 할로겐 램프 히터이고, 8개일 수 있다. 하부의 3개의 램프 히터는 제1 그룹을 형성하고, 중간의 2개의 램프 히터는 제2 그룹을 형성하고, 상부의 3개의 램프 히터는 제3 그룹을 형성할 수 있다. 상기 제1 그룹은 제1 전원(364a)에 연결되고, 상기 제2 그룹은 제2 전원(364b)에 연결되고, 상기 제3 그룹은 제3 전원(364c)에 연결될 수 있다. 제1 내지 제3 전원(364a~364c)은 독립적으로 균일한 기판의 가열을 위하여 제어될 수 있다.For example, the concentric lamp heaters (366) may be halogen lamp heaters, and may be eight in number. The three lamp heaters at the bottom may form a first group, the two lamp heaters in the middle may form a second group, and the three lamp heaters at the top may form a third group. The first group may be connected to a first power source (364a), the second group may be connected to a second power source (364b), and the third group may be connected to a third power source (364c). The first to third power sources (364a to 364c) may be independently controlled to uniformly heat the substrate.

상기 RF 전원(340)은 임피던스 매칭 박스(342) 및 전력 공급선(343)를 통하여 상기 안테나(310)에 RF 전력을 공급할 수 있다. RF 전류가 흐르는 안테나(310)는 고전류를 위하여 충분한 단면적을 확보하여야 하며, 충분한 자속을 형성하기 위하여 폐루프를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 안테나(310)는 그 상부 또는 하부에서 입사하는 적외선을 흡수하여 가열에 의한 저항 증가를 최소화하기 위하여 수직으로 세워진 스트립 라인을 사용할 수 있다. 안테나(310)는 적외선에 대하여 높은 투광성을 제공한다.The RF power source (340) can supply RF power to the antenna (310) through an impedance matching box (342) and a power supply line (343). The antenna (310) through which RF current flows must secure a sufficient cross-sectional area for high current, and it is preferable to form a closed loop to form sufficient magnetic flux. The antenna (310) can use a vertically erected strip line to minimize resistance increase due to heating by absorbing infrared rays incident from above or below. The antenna (310) provides high transmittance to infrared rays.

또한, 상기 안테나(310)는 적외선 반사를 증가시키기 위하여 금(Au) 또는 은(Ag)로 코팅될 수 있다. 또한, 충분한 자속확보를 위하여, 2층 구조의 안테나(310)가 사용될 수 있다. 원턴 단위 안테나는 RF 전력를 공급받는 위치는 상부면에 배치되어, 축전 결합에 의한 전력 손실을 감소시킬 수 있다.In addition, the antenna (310) may be coated with gold (Au) or silver (Ag) to increase infrared reflection. In addition, a two-layer antenna (310) may be used to secure sufficient magnetic flux. The circular unit antenna may be arranged at the upper surface where RF power is supplied, thereby reducing power loss due to capacitive coupling.

상기 하부 돔(358)은 상기 챔버(360)의 하부면을 덮고 투명한 유전체 재질로 형성되고 상부 돔(352)과 같은 곡률을 가질 수 있다. 램프 히터(366)는 상기 하부 돔(358)의 하부면에 배치될 수 있다. 상기 반사체(361)는 상기 램프 히터(366)의 하부면에 배치될 수 있다.The lower dome (358) covers the lower surface of the chamber (360) and may be formed of a transparent dielectric material and have the same curvature as the upper dome (352). The lamp heater (366) may be placed on the lower surface of the lower dome (358). The reflector (361) may be placed on the lower surface of the lamp heater (366).

이외에도 상기 RF 전원(340)을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 예를 들어 원료 가스를 공급하기 위한 소스 물질 공급 경로(미도시)와 리액턴트 물질 공급 경로(미도시)는 분리되어 형성될 수 있다.In addition, a control unit (not shown) for controlling the RF power source (340) may be further included. Here, for example, a source material supply path (not shown) for supplying a raw material gas and a reactant material supply path (not shown) may be formed separately.

한편, 기판 지지부(372)에는 층 형성 공정을 위하여 상기 챔버(360) 내로 기판이 안착될 수 있다. 상기 기판(374)은 산화질화갈륨(GaON)층을 형성하기 위한 다양한 기판을 포함할 수 있다.Meanwhile, a substrate may be placed into the chamber (360) on the substrate support member (372) for a layer forming process. The substrate (374) may include various substrates for forming a gallium nitride (GaON) layer.

기판 지지부(372)는 상기 기판(374)이 안착되어 지지될 수 있도록, 예를 들어 정전척 등이 마련되어 기판(374)을 정전력에 의해 흡착 유지할 수도 있고, 진공 흡착이나 기계적 힘에 의해 기판(374)을 지지할 수도 있다.The substrate support member (372) may be provided with, for example, an electrostatic chuck or the like so that the substrate (374) can be secured and supported, and the substrate (374) may be held in place by electrostatic force, or the substrate (374) may be supported by vacuum suction or mechanical force.

클램프(350)는 상기 상부 돔(352)의 가장 자리를 덥도록 배치될 수 있다. 상기 클램프(350)는 도체로 형성되고, 냉각수에 의하여 냉각될 수 있다. 상기 클램프(350)의 하부면은 상기 상부 돔(352)의 와셔 형상의 결합 부위와 결합하도록 턱을 구비하고, 상기 상부 돔(352)의 곡선부의 일부를 덮도록 곡면부(150a)를 포함할 수 있다. 상기 클램프(350)의 곡면부(150a)는 금 도금되어 적외선을 반사할 수 있다. 상기 클램프(350)의 내경은 상기 상부 라이너(354)의 내경과 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 상기 클램프(350)의 내경은 안테나 하우징(330)의 직경과 동일할 수 있다.The clamp (350) may be arranged to cover the edge of the upper dome (352). The clamp (350) may be formed of a conductor and may be cooled by cooling water. The lower surface of the clamp (350) may have a protrusion to be coupled with a washer-shaped coupling portion of the upper dome (352) and may include a curved portion (150a) to cover a portion of the curved portion of the upper dome (352). The curved portion (150a) of the clamp (350) may be gold-plated to reflect infrared rays. The inner diameter of the clamp (350) may be substantially the same as the inner diameter of the upper liner (354). In addition, the inner diameter of the clamp (350) may be the same as the diameter of the antenna housing (330).

챔버 하우징(332)은 상기 클램프(350) 상에 배치되고 상기 안테나 하우징(330)을 덮도록 배치될 수 있다.The chamber housing (332) can be placed on the clamp (350) and arranged to cover the antenna housing (330).

한편, 소스 물질로 갈륨(Ga)을 함유한 가스를 공급하도록 구성될 수 있으며, 리액턴트 물질로서 산소(O)를 함유한 가스를 공급할 수 있다. 여기서, 소스 물질, 예로서 갈륨을 함유한 가스는 트리메틸갈륨(Trimethyl Gallium; TMGa) 가스를 포함할 수 있으며, 리액턴트 물질, 예로서 산소를 함유한 가스는 산소(O2) 가스 또는 아산화질소(N2O) 가스를 포함할 수 있다.Meanwhile, it may be configured to supply a gas containing gallium (Ga) as a source material, and may supply a gas containing oxygen (O) as a reactant material. Here, the gas containing the source material, for example, gallium, may include trimethyl gallium (TMGa) gas, and the gas containing the reactant material, for example, oxygen, may include oxygen (O 2 ) gas or nitrous oxide (N 2 O) gas.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the attached drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all aspects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas within a scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the rights of the present invention.

Claims (18)

기판 상에 산화질화갈륨(GaON)층을 형성하는 방법으로서,A method for forming a gallium nitride (GaON) layer on a substrate, 갈륨을 함유하는 소스 물질을 분사하는 단계;A step of spraying a source material containing gallium; 질소를 함유하는 제1 리액턴트 물질을 분사하여 질화갈륨층을 형성하는 단계; 및A step of forming a gallium nitride layer by spraying a first reactant material containing nitrogen; and 상기 질화갈륨층 상에 산소를 함유하는 제2 리액턴트 물질을 분사하여 산화질화갈륨층을 형성하는 단계를 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, comprising the step of forming a gallium nitride layer by spraying a second reactant material containing oxygen on the gallium nitride layer. 제1 항에 있어서,In the first paragraph, 상기 제1 소스 물질은 트리메틸 갈륨(TMGa)을 함유하는 산화질화갈륨층 형성 방법.The above first source material is a method for forming a gallium nitride layer containing trimethyl gallium (TMGa). 제1 항에 있어서,In the first paragraph, 상기 제1 리액턴트 물질은 질소(N2) 또는 암모니아(NH3) 중 어느 하나를 함유하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, wherein the first reactant material contains either nitrogen (N 2 ) or ammonia (NH 3 ). 제1 항에 있어서,In the first paragraph, 상기 제2 리액턴트 물질은 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 함유하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, wherein the second reactant material contains either oxygen (O 2 ) or nitrous oxide (N 2 O). 제1 항에 있어서,In the first paragraph, 상기 소스 물질을 분사하는 단계 및 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 단계 사이에는 수소(H2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스를 함유하는 플라즈마를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, the method further comprising a step of forming a plasma containing hydrogen (H 2 ) gas or argon (Ar) gas between the step of injecting the source material and the step of injecting the first reactant material. 제1 항에 있어서,In the first paragraph, 상기 제1 리액턴트 물질을 분사하는 단계는 산소를 함유하는 플라즈마를 형성하는 단계를 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, wherein the step of injecting the first reactant material includes a step of forming a plasma containing oxygen. 제1 항에 있어서,In the first paragraph, 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 단계 이후에 수소(H2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스를 함유하는 플라즈마를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, further comprising a step of forming a plasma containing hydrogen (H 2 ) gas or argon (Ar) gas after the step of injecting the second reactant material. 기판 상에 질산화갈륨(GaON)층을 형성하는 방법으로서,A method for forming a gallium nitride (GaON) layer on a substrate, 상기 기판 상에 제1 산화질화갈륨층을 형성하는 단계; 및A step of forming a first gallium nitride layer on the substrate; and 상기 제1 산화질화갈륨층 상에 제2 산화질화갈륨층을 형성하는 단계를 포함하고,Comprising a step of forming a second gallium nitride layer on the first gallium nitride layer, 상기 제1 산화질화갈륨층 및 상기 제2 산화질화갈륨층 중 어느 하나의 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 원자층 증착법(ALD)을 이용하고, 나머지 하나의 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium oxynitride layer, wherein the step of forming one of the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer uses atomic layer deposition (ALD), and the step of forming the other gallium oxynitride layer uses chemical vapor deposition (CVD). 제8 항에 있어서,In Article 8, 상기 제1 질산화갈륨층을 형성하는 단계는 원자층 증착법(ALD)을 이용하고, 상기 제2 질산화갈륨층을 형성하는 단계는 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하는 질산화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, wherein the step of forming the first gallium nitride layer uses atomic layer deposition (ALD), and the step of forming the second gallium nitride layer uses chemical vapor deposition (CVD). 제9 항에 있어서,In Article 9, 상기 제2 질산화갈륨층 상에 제3 질산화갈륨층을 형성하는 단계를 포함하고,Comprising a step of forming a third gallium nitride layer on the second gallium nitride layer, 상기 제3 질산화갈륨층을 형성하는 단계는 원자층 증착법(ALD)을 이용하는 질산화갈륨층 형성 방법.The step of forming the third gallium nitride layer is a method for forming a gallium nitride layer using an atomic layer deposition (ALD) method. 제8 항에 있어서,In Article 8, 상기 제1 질산화갈륨층을 형성하는 단계는 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하고, 상기 제2 질산화갈륨층을 형성하는 단계는 원자층 증착법(ALD)을 이용하는 질산화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, wherein the step of forming the first gallium nitride layer uses a chemical vapor deposition method (CVD), and the step of forming the second gallium nitride layer uses an atomic layer deposition method (ALD). 제11 항에 있어서,In Article 11, 상기 제2 질산화갈륨층 상에 제3 질산화갈륨층을 형성하는 단계를 포함하고,Comprising a step of forming a third gallium nitride layer on the second gallium nitride layer, 상기 제3 질산화갈륨층을 형성하는 단계는 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하는 질산화갈륨층 형성 방법.The step of forming the third gallium nitride layer is a method for forming a gallium nitride layer using a chemical vapor deposition method (CVD). 제8 항에 있어서,In Article 8, 상기 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 상기 제1 산화질화갈륨층 및 상기 제2 산화질화갈륨층 중 어느 하나의 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항의 산화질화갈륨층 형성 방법을 이용하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium oxynitride layer, the step of forming one of the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer using the atomic layer deposition (ALD) method, using the gallium oxynitride layer forming method of any one of claims 1 to 7. 제8 항에 있어서,In Article 8, 상기 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하여 상기 제1 산화질화갈륨층 및 상기 제2 산화질화갈륨층 중 다른 하나의 산화질화갈륨층을 형성하는 단계는 갈륨(Ga)을 함유하는 소스 물질, 질소를 함유하는 제1 리액턴트 물질 및 산소를 함유하는 제2 리액턴트 물질을 분하는 단계를 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium oxynitride layer, the step of forming the other of the first gallium oxynitride layer and the second gallium oxynitride layer using the chemical vapor deposition (CVD) method including the step of separating a source material containing gallium (Ga), a first reactant material containing nitrogen, and a second reactant material containing oxygen. 제14 항에 있어서,In Article 14, 상기 제1 소스 물질은 트리메틸 갈륨(TMGa)을 함유하고,The above first source material contains trimethyl gallium (TMGa), 상기 제1 리액턴트 물질은 질소(N2) 및 암모니아(NH3) 중 어느 하나를 함유하며,The above first reactant material contains either nitrogen (N2) or ammonia (NH3), 상기 제2 리액턴트 물질은 산소(O2) 및 아산화질소(N2O) 중 어느 하나를 함유하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, wherein the second reactant material contains either oxygen (O2) or nitrous oxide (N2O). 제14 항에 있어서,In Article 14, 상기 제1 소스 물질, 제1 리액턴트 물질 및 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 단계 이후에 수소(H2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스를 함유하는 플라즈마를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, the method further comprising a step of forming a plasma containing hydrogen (H2) gas or argon (Ar) gas after the step of injecting the first source material, the first reactant material, and the second reactant material. 제14 항에 있어서,In Article 14, 상기 제1 소스 물질, 상기 제1 리액턴트 물질 및 상기 제2 리액턴트 물질을 분사하는 단계는 산소를 함유하는 플라즈마를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, wherein the step of injecting the first source material, the first reactant material, and the second reactant material further includes the step of forming a plasma containing oxygen. 상부 돔, 하부 돔 및 히터를 포함하는 챔버 내에서 산화질화갈륨층을 형성하는 방법으로서,A method for forming a gallium nitride layer in a chamber including an upper dome, a lower dome, and a heater, 상기 챔버 내에 구비되는 기판 상에 갈륨(Ga)을 함유하는 소스 물질을 분사하는 단계;A step of spraying a source material containing gallium (Ga) onto a substrate provided in the chamber; 질소를 함유하는 제1 리액턴트 물질을 분사하여 질화갈륨층을 형성하는 단계; 및A step of forming a gallium nitride layer by spraying a first reactant material containing nitrogen; and 상기 질화갈륨층 상에 산소를 함유하는 제2 리액턴트 물질을 분사하여 산화질화갈륨층을 형성하는 단계를 포함하는 산화질화갈륨층 형성 방법.A method for forming a gallium nitride layer, comprising the step of forming a gallium nitride layer by spraying a second reactant material containing oxygen on the gallium nitride layer.
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