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KR100951491B1 - Nitride Thin Film Growth Method - Google Patents

Nitride Thin Film Growth Method Download PDF

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KR100951491B1
KR100951491B1 KR1020020053868A KR20020053868A KR100951491B1 KR 100951491 B1 KR100951491 B1 KR 100951491B1 KR 1020020053868 A KR1020020053868 A KR 1020020053868A KR 20020053868 A KR20020053868 A KR 20020053868A KR 100951491 B1 KR100951491 B1 KR 100951491B1
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Abstract

사파이어와 같은 절연성의 이종 기판 하단에 유각(有角) 형상의 홈을 패터닝시켜, 질화물 박막을 성장시킨 다음 상온(常溫)으로 온도를 낮출 때, 기판 상단에서 자연스럽게 깨어짐이 발생하도록 함으로써 기판 상단으로 진행하는 스트레스(stress)를 줄여 질화물 박막에서 발생하는 크랙(crack)과 휘어짐(bending)을 방지한다.Patterning grooves at the bottom of an insulating heterogeneous substrate such as sapphire to grow the nitride thin film and then lowering the temperature to room temperature, causing cracks to naturally occur at the top of the substrate. This reduces stress and prevents cracking and bending occurring in the nitride thin film.

폴리싱, 기판, 성장, 질화물박막, 크랙, 휘어짐Polishing, Substrates, Growth, Nitride Thin Films, Cracks, Warpage

Description

질화물 박막 성장 방법{Method for growing Nitride chemical semiconductor}Method for growing Nitride chemical semiconductor

도 1a와 도 1b는 일반적인 질화물 박막 성장시 질화물 박막에서 크랙이나 휘어짐이 발생하는 양태를 도시한 도면이고,1A and 1B are views illustrating an embodiment in which cracks or warpage occur in a nitride thin film during general nitride thin film growth.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 따른 질화물 박막 성장 방법을 도시한 공정 순서도이고,2a to 2b is a process flowchart showing a nitride thin film growth method according to the invention,

도 3a는 본 발명에 적용되는 폴리싱 장치를 예로 들어 도시한 도면이고,Figure 3a is a view showing a polishing apparatus applied to the present invention as an example,

도 3b는 본 발명에 적용되는 폴리싱 장치를 이용해 기판을 연마하는 양태를 상세하게 도시한 도면이다.3B is a view showing in detail an embodiment of polishing a substrate using a polishing apparatus applied to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20, 37 : 기판 21 : 질화물 박막20, 37: substrate 21: nitride thin film

30 : 본체 31 : 연마판30: body 31: abrasive plate

32 : 구동 어셈블리 33, 35 : 지지대32: drive assembly 33, 35: support

34 : 지그(JIG) 36 : 슬러리 주입기34: JIG 36: slurry injector

38 : 캐리어 39 : 탄성 패드38: carrier 39: elastic pad

본 발명은 사파이어와 같은 절연성의 이종 기판 하단에 유각 형상의 홈을 패터닝시켜, 질화물 박막을 성장시킨 다음 상온(常溫)으로 온도를 낮출 때, 기판 상단에서 자연스럽게 깨어짐이 발생하도록 함으로써 기판 상단으로 진행하는 스트레스(stress)를 줄여 질화물 박막에서 발생하는 크랙(crack)과 휘어짐(bending)을 방지할 수 있도록 하는 질화물 박막 성장 방법에 관한 것이다.The present invention is to pattern the grooves of the angular shape on the bottom of the insulating heterogeneous substrate, such as sapphire, to grow the nitride thin film and then to lower the temperature to room temperature, so that the crack naturally occurs at the top of the substrate to proceed to the top of the substrate The present invention relates to a nitride thin film growth method for reducing stress and preventing cracking and bending occurring in the nitride thin film.

일반적으로 질화갈륨, 질화알루미늄 등과 같은 Ⅲ족 원소의 질화물 반도체는 열적 안정성이 우수하고, 직접 천이형의 에너지 띠 구조를 갖고 있어 최근 청색 및 자외선 영역의 발광 소자용 물질로 많은 각광을 받고 있으며, 특히 청색 및 녹색 발광 소자는 대규모 천연색 평판 표시 장치, 신호등, 실내 조명과 고밀도 광원, 고해상도 출력 시스템과 광통신 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있다.In general, nitride semiconductors of group III elements, such as gallium nitride and aluminum nitride, have excellent thermal stability and have a direct transition type energy band structure, which has recently attracted much attention as a material for light emitting devices in the blue and ultraviolet regions. Blue and green light emitting devices are used in a variety of applications such as large-scale color flat panel display, traffic light, indoor lighting and high density light source, high resolution output system and optical communication.

이러한 질화물 반도체는 육방 정계의 구조를 갖는 사파이어(Sapphire)나 실리콘 카바이드(SiC) 기판 등의 이종 기판에서 금속 유기 화학 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)이나 분자 빔 에피텍시(Molecular Beam Epitaxy ; MBE)공정을 통해 박막 성장이 가능하다.Such nitride semiconductors have a metal organic chemical vapor deposition or molecular beam epitaxy (MBE) on a heterogeneous substrate such as sapphire or silicon carbide (SiC) substrate having a hexagonal structure. Thin film growth is possible through the process.

한편, 현재까지 기판으로는 사파이어를 주로 사용하고 있지만, 질화물과의 격자 상수 및 열 팽창 계수에 있어 큰 차이를 가지고 있기 때문에 표면 가공 공정을 추가적으로 실시하여야 하는 부담이 있었다.On the other hand, sapphire is mainly used as a substrate until now, but since there is a big difference in lattice constant and thermal expansion coefficient with nitride, there was a burden of additional surface processing.

이런 문제를 원천적으로 해결하기 위해서는 단결정 질화물 박막을 기판으로 사용하여 소자를 제조하여야 하는데, 통상적으로 하이드라이드 기상 박막 성장(Hydride Vapor Phase Epitaxy)방법이나, 고온 고압에서 질소(N2)를 액화시켜 질화갈륨을 성장시키는 방법 또는 승화법으로 제조한다.In order to solve this problem fundamentally, a device must be manufactured using a single crystalline nitride thin film as a substrate. In general, a hydride vapor phase epitaxy method or nitridation by liquefying nitrogen (N 2 ) at a high temperature and high pressure. It is prepared by the method of growing gallium or by sublimation.

이러한 방법을 통해 기판으로 사용되는 질화물 박막을 제작하기 위해서는 300㎛이상의 두꺼운 질화물 박막을 성장시켜야 하는데, 일반적으로 고온에서 성장시키고 상온으로 온도를 내릴 때 사파이어 기판과 질화물 박막간의 열팽창계수의 차이로 인해 크랙(crack)이나 휘어짐(bending)이 발생한다.In order to fabricate a nitride thin film to be used as a substrate through this method, a thick nitride thin film of 300 µm or more must be grown. In general, when grown at high temperature and cooled down to room temperature, cracks are caused by the difference in thermal expansion coefficient between the sapphire substrate and the nitride thin film. Cracking or bending occurs.

즉, 도 1a에 도시된 바와 같이, 질화물 박막 성장은 1000℃ ~ 1080℃되는 고온 상태에서 사파이어 기판 상부에 질화물 박막을 성장시킨 다음, 10℃ ~ 30 ℃의 상온으로 온도를 내려 열처리 과정을 거치게 되는데(도 1b), 이 때 상기 사파이어 기판과 질화물 박막간의 열팽창 계수의 차이로 인해 스트레스(stress)가 발생되고, 발생된 스트레스(stress)는 상기 질화물 박막에 크랙(crack)이나 휘어짐(bending)을 초래하는 문제점이 있어 왔다.That is, as shown in Figure 1a, the nitride thin film is grown in the nitride thin film on the sapphire substrate in a high temperature state of 1000 ℃ ~ 1080 ℃, and then subjected to a heat treatment process to lower the temperature to room temperature of 10 ℃ ~ 30 ℃ In this case, stress is generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the sapphire substrate and the nitride thin film, and the generated stress causes cracks or bending in the nitride thin film. There has been a problem.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 사파이어와 같은 절연성의 이종 기판 하단에 유각 형상의 홈을 패터닝시켜, 질화물 박막을 성장시킨 다음 상온(常溫)으로 온도를 낮출 때, 기판 상단에서 자연스럽게 깨어짐이 발생하도록 하는 질화물 박막 성장 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, by patterning the grooves of the angular shape on the bottom of the insulating heterogeneous substrate, such as sapphire, growing the nitride thin film and then lowering the temperature to room temperature, naturally at the top of the substrate It is an object of the present invention to provide a nitride thin film growth method that causes cracking to occur.

이를 위해 본 발명은 기판의 하단(下端)에 폴리싱(polishing) 장치를 이용해 유각 형상의 홈을 형성한 다음, 상기 유각 형상의 홈이 형성된 기판의 하단(下端) 을 아래로 향하게 하여 상기 기판의 상단(上端)에 질화물 박막을 성장시킨 후, 성장이 완료되면, 상온(常溫)으로 온도를 내려 기판의 상단에서 크랙(crack)을 발생시키도록 한다.To this end, the present invention forms a groove-shaped groove on the bottom of the substrate using a polishing apparatus, and then faces the bottom of the substrate on which the groove-shaped groove is formed to face down. After the nitride thin film is grown on the upper layer, when the growth is completed, the temperature is lowered to room temperature to generate a crack at the upper end of the substrate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명은 폴리싱(polshing) 장치를 이용해 도 2a에 도시된 바와 같이, 사파이어(Al2O3)나 실리콘 카바이드(SiC)와 같은 이종 기판(20)의 하단(下端)을 연마하는데, 이 때, 이종 기판(20)의 하단(下端)에 유각 형상의 홈이 반복적으로 형성되도록 연마하는 것이 바람직하고, 특히 질화물 박막 성장 후 상온(常溫)하에서 깨어지는 기판 상단의 두께를 용이하게 조절하기 위해 상기 유각 형상의 홈이 톱날 형상의 홈이 되도록 연마하는 것이 가장 바람직하다.First, the present invention polishes a lower end of a heterogeneous substrate 20 such as sapphire (Al 2 O 3 ) or silicon carbide (SiC), as shown in FIG. 2A, using a polishing device. It is preferable to grind such that the grooves of the angular shape are repeatedly formed at the lower end of the dissimilar substrate 20, and in order to easily control the thickness of the upper part of the substrate broken under normal temperature after growing the nitride thin film. It is most preferable to polish so that the grooved groove may be a saw blade groove.

그리고, 상기 유각 형상의 홈, 예컨대 톱날 형상의 홈이 형성된 이종 기판 (20)하단(下端)의 두께(T2)는 100㎛ ~ 200㎛로 하고, 홈이 형성되지 않은 기판(20) 상단(上端)은 두께(T1)가 100㎛미만으로 하며, 연마된 홈의 폭(W)은 10㎛ ~ 1000㎛로 하는 것이 바람직하다.In addition, the thickness T2 of the lower end of the dissimilar substrate 20 on which the grooved grooves, for example, the saw blade-shaped grooves are formed, is 100 μm to 200 μm, and the top of the substrate 20 on which the grooves are not formed. The thickness T1 is less than 100 µm, and the width W of the polished groove is preferably 10 µm to 1000 µm.

다음, 이렇게 연마한 이종 기판(20)을 이용해 질화물 박막을 성장시키는데, 이 때 상기 유각 형상의 홈이 형성된 기판(20)의 하단(下端)을 아래로 향하게 하여 홈이 형성되지 않은 기판(20)의 상단(上端)에서 질화물 박막이 성장되도록 한다.Next, the nitride thin film is grown by using the thus polished dissimilar substrate 20. At this time, the groove 20 is not formed with the lower end of the substrate 20 having the recessed groove facing downward. Allow the nitride thin film to grow at the top of the top.

이 때, 염화물 기상 성장법(Halide Vapor Phase Epitaxy)이나 유기 금속 염 화물 기상 성장법(Metal Organic Chloride Vapor Phase Epitaxy), 또는 유기 금속 기상 성장법(Metal Organic Chemical Vapor Phase Deposition)등을 이용해 1000 ℃~ 1080℃에서 가능한 두껍게 성장시키는데, 특히 약 300㎛이상의 두께를 가지도록 성장시키는 것이 바람직하다.At this time, using the chloride vapor growth method (Halide Vapor Phase Epitaxy), the organic metal chloride vapor deposition method (Metal Organic Chloride Vapor Phase Epitaxy), or the organic metal vapor deposition method (Metal Organic Chemical Vapor Phase Deposition), etc. It is possible to grow as thick as possible at 1080 ° C., especially to have a thickness of about 300 μm or more.

다음, 기판(20) 상단(上端)에 약 300㎛이상의 두께를 가진 질화물 박막의 성장이 완료되면, 약 10℃ ~ 30℃정도의 상온(常溫)으로 온도를 낮추고 약 800℃에서 1시간 정도의 열처리 과정을 거친다(도 2b). Next, when the growth of the nitride thin film having a thickness of about 300 ㎛ or more on the substrate 20 is completed, lower the temperature to about 10 ℃ ~ 30 ℃ room temperature (about 1 hour at about 800 ℃) The heat treatment process (Fig. 2b).

이 때, 유각 형상의 홈이 형성되지 않은 기판(20)의 상단(上端)이 그 홈이 형성된 하단(下端)보다 상대적으로 얇기 때문에, 상기와 같이 상온(常溫)으로 온도를 내리게 되면, 기판과 질화물 박막간의 열팽창계수의 차이에 의해 스트레인(strain)이 발생되고, 발생된 스트레인에 의해 상기 기판 상단이 깨어지게 되며, 그 결과, 질화물 박막에서 받는 스트레스(stress)가 줄어들어 상기 질화물 박막에서 발생하는 크랙(crack)과 휘어짐(bending)을 방지할 수 있게 된다.At this time, since the upper end of the substrate 20 in which the groove-shaped groove is not formed is relatively thinner than the lower end in which the groove is formed, when the temperature is lowered to room temperature as described above, Strain is generated due to a difference in thermal expansion coefficient between nitride thin films, and the upper end of the substrate is broken by the generated strain, and as a result, stress received in the nitride thin film is reduced, so that cracks generated in the nitride thin film are reduced. It is possible to prevent cracking and bending.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3a와 도 3b를 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.

먼저 본 발명에 사용되는 이종 기판의 하단(下端)을 도 3에 도시된 폴리싱(polishing) 장치를 이용해 연마하는데, 상기 폴리싱 장치는 본체(30)와; 유각 형상의 홈이 형성된 패드가 부착되어 패드에 형성된 홈의 형상대로 기판을 연마하는 연마판(31)과; 상기 본체(30)와 연마판(31)을 연결하고 상기 연마판(31)을 회전시키는 구동 어셈블리(32)와; 상기 본체(30)의 일측에 설치된 지지대(33)에 의해 지지되어 기판(37)을 상기 연마판(31) 상부에 홀딩시키도록 압력을 인가하는 지그(34)와; 상기 본체(30)의 타측에 설치된 지지대(35)에 연결되어 연마판(31) 상부에 슬러리(slurry)를 주입하는 슬러리 주입기(36)로 이루어진다.First, the lower end of the dissimilar substrate used in the present invention is polished using the polishing apparatus shown in Fig. 3, which comprises: a main body 30; An abrasive plate 31 to which a pad having a groove-shaped groove is attached to polish the substrate in the shape of the groove formed in the pad; A drive assembly (32) connecting the main body (30) and the abrasive plate (31) to rotate the abrasive plate (31); A jig (34) supported by a support (33) installed on one side of the main body (30) to apply pressure to hold the substrate (37) on the polishing plate (31); It is made of a slurry injector 36 connected to the support 35 installed on the other side of the main body 30 to inject a slurry on the polishing plate 31.

그리고, 상기 지그(34)는 연마될 기판(37)을 홀딩시키는 캐리어(38)와, 홀딩시킨 기판(37)과 캐리어(38)의 하부 평면 사이에 탄성 패드(39)가 형성되어 있다.In addition, the jig 34 has a carrier 38 holding the substrate 37 to be polished, and an elastic pad 39 is formed between the held substrate 37 and the lower plane of the carrier 38.

이렇게 이루어진 폴리싱 장치에서, 우선, 기판(37)을 홀딩하고 있는 캐리어(39)의 자체 하중과 인가되는 압력을 이용해 상기 기판(37)을 연마판(31) 상부의 패드에 안착시킨다.In the polishing apparatus thus constructed, first, the substrate 37 is mounted on the pad on the upper portion of the polishing plate 31 by using the self-load of the carrier 39 holding the substrate 37 and the applied pressure.

이어, 슬러리 주입기(36)를 통해 필요한 량만큼의 슬러리(slurry)를 소나기(shower) 방식으로 연마판(31) 상부에 주입하는데 상기 슬러리(slurry)는 연마하고자 하는 기판에 따라 달리 사용하며, 예컨대, 상기 기판을 사파이어(Al2O3)나 실리콘 카바이드(SiC)와 같은 절연성의 이종 기판을 사용할 경우에는 다이아몬드 파우더(powder)를 사용하는 것이 바람직하다.Subsequently, the slurry injector 36 injects the required amount of slurry onto the polishing plate 31 in a shower manner. The slurry is used differently depending on the substrate to be polished. In the case of using an insulating heterogeneous substrate such as sapphire (Al 2 O 3 ) or silicon carbide (SiC), it is preferable to use diamond powder.

다음, 연마판(31) 상부에 기판(37)이 안착되고, 상기 연마판(31) 상부로 다이아몬드 파우더(powder)와 같은 슬러리가 주입되면, 주입된 슬러리는 상기 연마판(31)패드에 형성된 유각 형상의 홈으로 스며든다.Next, when the substrate 37 is seated on the polishing plate 31, and a slurry such as diamond powder is injected into the polishing plate 31, the injected slurry is formed on the pad of the polishing plate 31. Seeps into a grooved groove.

이 때, 상기 패드(pad)는 그 상단에 유각 형상의 홈이 반복적으로 형성되어 있는 것을 사용하도록 하는데, 여기서는 톱날 형상의 홈이 형성된 패드(pad)를 사용하며, 그 홈의 두께는 100㎛ ~ 200㎛로 하고, 폭(W)은 10㎛ ~ 1000㎛인 패드를 사용하는 것이 바람직하다. At this time, the pad (pad) is to use a groove having a repetitive groove-shaped groove is formed on the upper end, in this case, a pad having a groove-shaped groove is formed, the thickness of the groove is 100㎛ ~ It is preferable to set it as 200 micrometers, and to use the pad whose width W is 10 micrometers-1000 micrometers.                     

다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 슬러리(40)가 상기 연마판(31)의 패드에 형성된 홈(41)으로 스며든 상태에서, 상기 연마판(31)을 구동 어셈블리(32)를 통해 회전시켜 기판(37)을 공전시키면, 도 3b에 도시된 바와 같이 기판(37)을 홀딩하고 있는 캐리어(38)가 연마판(31) 상부에서 왕복 운동(back and forth motion)이나 궤도 운동(orbital motion) 또는 불규칙 운동(random -direct motion)등을 통해 상기 홀딩된 기판(37)의 하단을 골고루 연마시킨다.Next, as shown in FIG. 3B, the slurry 40 is rotated through the drive assembly 32 with the slurry 40 penetrating into the groove 41 formed in the pad of the polishing plate 31. When the substrate 37 is idled, the carrier 38 holding the substrate 37 moves back and forth or orbital on the polishing plate 31, as shown in FIG. 3B. Or the bottom of the held substrate 37 is evenly polished through random-direct motion or the like.

이 때, 상기 홀딩된 기판은 상기 연마판의 패드에 형성된 유각 형상의 홈에 따라 연마되는 형상이 나타나며, 그 결과 여기서는 톱날 형상의 홈이 반복적으로 형성된 구조가 기판 하단에 나타나게 된다. At this time, the held substrate appears to be polished according to the groove-shaped groove formed in the pad of the polishing plate, and as a result, a structure in which the saw blade-shaped groove is repeatedly formed appears at the bottom of the substrate.

다음 기판의 연마 과정이 완료되면, 연마한 기판을 측면 성장법등을 이용해 질화물 박막을 성장시키는데, 이 때 상기 유각 형상의 홈, 예컨대 톱날 형상의 홈이 형성된 기판의 하단(下端)을 아래로 향하게 하여 홈이 형성되지 않은 기판의 상단(上端)측에서 질화물 박막이 성장되도록 한다.When the polishing process of the next substrate is completed, the polished substrate is grown using a lateral growth method or the like to grow a nitride thin film. At this time, the bottom surface of the substrate on which the grooved grooves, for example, saw blade-shaped grooves are formed, faces downward. The nitride thin film is grown on the upper side of the substrate where the groove is not formed.

그리고, 성장법으로는 염화물 기상 성장법(Halide Vapor Phase Epitaxy)이나 유기 금속 염화물 기상 성장법(Metal Organic Chloride Vapor Phase Epitaxy), 또는 유기 금속 기상 성장법(Metal Organic Chemical Vapor Phase Deposition)등을 이용하며, 성장 온도는 1000 ℃~ 1080℃로 하여 가능한 두껍게 성장시키는데, 특히 약 300㎛이상의 두께를 가지도록 성장시키는 것이 바람직하다.As the growth method, a chloride vapor growth method (Halide Vapor Phase Epitaxy), an organic metal chloride vapor deposition method (Metal Organic Chloride Vapor Phase Epitaxy), or an organic metal vapor deposition method (Metal Organic Chemical Vapor Phase Deposition) is used. The growth temperature is 1000 ° C. to 1080 ° C. to grow as thick as possible, and it is particularly preferable to grow to have a thickness of about 300 μm or more.

다음, 기판 상단(上端)에 약 300㎛이상의 두께를 가진 질화물 박막의 성장이 완료되면, 약 10℃ ~ 30℃정도의 상온(常溫)으로 온도를 낮추고 약 800℃에서 1시 간 정도의 열처리 과정을 거친다. Next, when the growth of the nitride thin film having a thickness of more than about 300㎛ on the top of the substrate is completed, lower the temperature to room temperature (about 10 ℃ ~ 30 ℃) and heat treatment for about 1 hour at about 800 ℃ Go through

이 때, 상기 톱날 형상의 홈이 형성되지 않은 기판의 상단이 그 홈이 형성된 하단보다 상대적으로 얇기 때문에, 상온(常溫)으로 온도를 내릴 경우 기판과 질화물 박막간의 열팽창계수의 차이에 의해 상기 기판의 상단에서 스트레인(strain)이 발생되고, 발생된 스트레인에 의해 상기 기판 상단이 깨어지게 되며, 그 결과, 질화물 박막에서 받는 스트레스(stress)를 줄여 상기 질화물 박막에서 발생하는 크랙(crack)과 휘어짐(bending)을 방지할 수 있게 된다.At this time, since the upper end of the substrate on which the saw-shaped groove is not formed is relatively thinner than the lower end on which the groove is formed, when the temperature is lowered to room temperature, the substrate may be formed by the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the nitride thin film. Strain is generated at the upper end, and the upper end of the substrate is broken by the generated strain, and as a result, cracks and bending occurring in the nitride thin film are reduced by reducing stress received in the nitride thin film. ) Can be prevented.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 질화물 박막 성장 방법은 사파이어와 같은 절연성의 이종 기판 하단에 유각 형상의 홈을 패터닝시켜, 질화물 박막을 성장시킨 다음 상온(常溫)으로 온도를 낮출 때, 기판 상단에서 자연스럽게 깨어짐이 발생하도록 함으로써 기판 상단으로 진행하는 스트레스(stress)를 줄여 질화물 박막에서 발생하는 크랙(crack)과 휘어짐(bending)을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the nitride thin film growth method according to the present invention patterns a groove-shaped groove at the bottom of an insulating heterogeneous substrate such as sapphire, and grows the nitride thin film, and then lowers the temperature to room temperature. By naturally causing the crack to occur at the top of the substrate (stress) to reduce the stress (stress) to reduce the cracks (cending) and bending (bending) occurring in the nitride thin film has the effect.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. Although the invention has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.

Claims (7)

기판의 하단(下端)에 유각(有角) 형상의 홈을 형성하는 단계;Forming grooves having an angular shape at a lower end of the substrate; 상기 유각 형상의 홈이 형성된 기판의 하단(下端)을 아래로 향하게 하여 상기 기판의 상단(上端)에 질화물 박막을 성장시키는 단계; 및Growing a nitride thin film on an upper end of the substrate having the recessed groove facing downward; And 상기 질화물 박막의 성장이 완료되면, 상온(常溫)으로 온도를 내리는 단계When the growth of the nitride thin film is completed, lowering the temperature to room temperature 를 포함하며,Including; 상기 기판의 하단(下端)에 유각(有角) 형상의 홈을 형성하는 단계는The step of forming a groove having an angular shape at the bottom of the substrate 상기 기판을 유각 형상의 홈이 형성된 패드상에 부착하는 단계; 및 슬러리를 주입하고, 상기 기판의 하단을 상기 패드를 이용하여 연마하는 공정으로 유각 형상의 홈을 형성하는 단계를 포함하는 질화물 박막 성장 방법.Attaching the substrate on a pad having a groove-shaped groove; And injecting a slurry and forming a groove having a ridge shape by grinding a lower end of the substrate using the pad. 제 1 항에 있어서, 상기 유각(有角) 형상의 홈은The method of claim 1, wherein the groove-shaped groove 톱날 형상의 홈인 것을 특징으로 하는 질화물 박막 성장 방법.A nitride thin film growth method, characterized in that it is a saw blade-shaped groove. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 기판 상단(上端)의 두께가 상기 유각 형상의 홈이 형성된 기판 하단(下端)의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 질화물 박막 성장 방법.And the thickness of the upper end of the substrate is thinner than the thickness of the lower end of the substrate on which the groove-shaped groove is formed. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 기판 하단(下端)의 두께는 100㎛ ~ 200㎛이고, 상기 홈의 폭은 10 ~ 1000㎛이며, 상기 기판 상단(上端)의 두께는 100㎛를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 질화물 박막 성장 방법.The thickness of the lower end of the substrate is 100 µm to 200 µm, the width of the groove is 10 to 1000 µm, and the thickness of the upper end of the substrate does not exceed 100 µm. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 슬러리는 The slurry is 다이아몬드 파워더를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 박막 성장 방법.Nitride thin film growth method comprising a diamond power. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 질화물 박막의 성장은The growth of the nitride thin film 염화물 기상성장법, 유기금속 염화물 기상 성장법, 및 유기금 속 기상성장법중에서 적어도 하나를 선택하여 이용하는 것을 특징으로 하는 질화물 박막 성장 방법.A nitride thin film growth method comprising at least one of chloride vapor phase growth method, organometallic chloride vapor phase growth method, and organic metal vapor phase growth method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000066759A (en) * 1999-04-20 2000-11-15 구자홍 method for fabricating substate of GaN semiconductor laser diode
KR20020068854A (en) * 2001-02-23 2002-08-28 엘지전자 주식회사 method for growing nitride semiconductor film

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000066759A (en) * 1999-04-20 2000-11-15 구자홍 method for fabricating substate of GaN semiconductor laser diode
KR20020068854A (en) * 2001-02-23 2002-08-28 엘지전자 주식회사 method for growing nitride semiconductor film

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