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KR101254539B1 - 수직 구조 반도체 장치 - Google Patents

수직 구조 반도체 장치 Download PDF

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KR101254539B1
KR101254539B1 KR1020127006590A KR20127006590A KR101254539B1 KR 101254539 B1 KR101254539 B1 KR 101254539B1 KR 1020127006590 A KR1020127006590 A KR 1020127006590A KR 20127006590 A KR20127006590 A KR 20127006590A KR 101254539 B1 KR101254539 B1 KR 101254539B1
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gan
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semiconductor device
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유명철
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버티클 인코퍼레이티드
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Abstract

본 발명은 개선된 광 출력, 및 GaN 기반 합성 반도체 장치의 대량 생산을 위한 레이저 리프트-오프 프로세스를 갖는 새로운 수직 구조 합성 반도체 장치를 제조하는 신뢰할 수 있는 방법을 제공한다. 본 발명의 주제는 n-사이드 탑 수직 구조를 형성하기 위해 전자도금 방법에 의해, LLO 이전에 직접적 금속 지지 기판 적층을 이용하는 것이다. 또한, ITO DBR 층은 p-콘택트층 직후에 이용되어, 높은 반사도에 의해 광 출력을 강화한다. 또한, 용이한 조작 및 디-본딩을 위해, 다공성 금속 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼 본딩에 사용된다. 새로운 제조 프로세스는 종래의 LLO 기반 수직 장치 제조에 비해 더 신뢰할 수 있다. n-사이드 업 구조를 갖는 새로운 수직 장치의 광 출력은 동일한 GaN/InGaN 에피택셜막으로 제조된 측면 장치의 광 출력보다 2 또는 3 배 증가된다.

Description

수직 구조 반도체 장치{VERTICAL STRUCTURE SEMICONDUCTOR DEVICES}
본 발명은 상단 및 바닥 콘택트 구조를 갖는, GaN 기반 수직 구조 반도체 장치를 제조하는 방법 및 수직 구조 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
도 1 은 절연 사파이어 기판 (114) 상에 제조된 종래의 갈륨 질화물 (GaN) 반도체 장치 (100) 를 도시한다. 이 장치는 발광 다이오드 (LED; Light Emitting Diode), 레이저 다이오드 (LD; Laser Diode), 헤테로접합형 바이폴라 트랜지스터 (HBT; Hetero-junction Bipolar Transistor) 및 고전자 이동도 트랜지스터 (HEMT; High Electron Mobility Transistor) 와 같은 애플리케이션에 사용가능하다. 통상의 프로세스 동안, 이 장치는 사파이어 기판 상에 형성되고, 2 개의 전기적 콘택트가 장치의 상단측 상에 형성된다. P-콘택트 (102) 는 상단 상에 형성되고, 재료를 제거하여 n-금속 콘택트 (116) 를 형성하기 위해 메사 에칭이 이용된다. 그 결과를 측면 구조 장치라 하고, 정전기적 방전 (ESD) 에의 약한 저항성 및 열 방출을 포함하는 몇몇 문제점을 나타내는 경향이 있다. 이러한 2 개의 문제점은 장치 수율 및 유용한 수명을 제한한다. 또한, 사파이어 재료는 매우 단단하여, 웨이퍼 그리딩 및 연마, 및 장치 분리에 어려움이 발생한다. 장치 제조 수율은 래핑 (lapping), 연마 및 다이 분리를 포함하는 후 제조 프로세스에 의존한다.
도 2 는 수직 구조 GaN 기반 합성 반도체 (200) 를 제조하는데 유용한 제 2 의 통상의 기술을 도시한다. 통상적으로 UV 범위에 있는, 사파이어에 투명한 파장을 갖는 엑시머 레이저를 인가함으로써, 레이저 리프트-오프 (LLO; laser lift-off)) 프로세스가 사용되어 GaN 에피택셜층으로부터 사파이어 기판을 제거한다. 그 후, 수직 구조 장치를 제조하기 위해, 절연 사파이어 기판을 도체 또는 반도체 제 2 기판 (218) 으로 대체함으로써 장치가 제조된다. 이러한 프로세스는 레이저 리프트-오프에 의해 사파이어 기판을 제거한 후 제 2 기판에의 영속적 본딩 (bonding) 을 위해 통상적으로 웨이퍼 본딩 기술을 이용한다.
그러나, VLED (수직 LED) 의 대량 생산을 위한 큰 스케일의 레이저 리프트-오프 프로세스는 여전히 부족하다. 그 하나의 이유는, 에피택셜층 표면이 레이저 리프트-오프 후 전체 웨이퍼 표면에 걸쳐 평탄하지 않기 때문에, 지지 웨이퍼 (218) 와 에피택셜층 (214) 간의 본딩 접착층 (216) 및 영속적 제 2 기판 (218) 의 불균일성에 기인하여 큰 영역의 레이저 리프트-오프에는 어려움이 있기 때문이다. 이러한 웨이퍼 본딩 기술에 관련된 또 다른 문제점은 공융 (eutectic) 금속 본딩 프로세스 동안의 고온 및 고압에 기인한 금속 콘택트의 악화이다. 또한, 영속적 웨이퍼 본딩에 사용되는 Si 또는 GaAs 와 같은 기판은 열 손실 면에서 Cu 기반 금속 기판에 비해 최적의 기판이 아니다. 이러한 문제점은 최종 수율을 감소시키고, 상업적으로 실용적인 장치의 대량 생산에 대한 만족스런 해결책을 제공하지 못한다.
도 3 은 웨이퍼 본딩 문제를 극복하고, VLED 를 제조하도록 의도된 구조 (300) 를 도시한다. 웨이퍼 본딩 방법을 사용하는 대신, 장치 (300) 의 제조는 장치에 금속 지지부 (318) 를 접착하는 것을 포함한다. 그러나, 레이저 리프트-오프 프로세스 동안 본딩 레이저의 디-래미네이션 (de-lamination) 에 기인하여 수율은 낮은 것으로 알려져 있다. 고 에너지 레이저 충격파에 대해 본딩이 안전하지 않으면, GaN 에피택셜층은 레이저 리프트-오프 후에 휘어지거나 파괴될 수도 있고, 그 후, 웨이퍼 세정, 장치 제조, 디-본딩 (de-bonding) 및 장치 분리와 같은 후 (post) 레이저 리프트-오프 프로세스를 수행하기 어렵다. 그 결과, 최종 장치 프로세스 수율은 낮아진다.
도 3 에 도시된 기술에 기반한 수직 장치의 또 다른 문제점은 열악한 장치 성능이다. 균일한 레이저빔 에너지 분포를 개선하기 위해 사파이어 기판 상에 모래 송풍 (sand blast) 이 사용되기 때문에, 레이저 리프트-오프 후의 GaN 표면은 통상적으로 거칠고, 이것은 평탄하고, 부드러운 표면인 경우보다 낮은 광 출력을 유발한다. 또한, n-GaN 층 상에 형성된 금속 반사층은 ITO 와 같은 비금속 반사층만큼 반사율이 높지 못하다.
통상적 기술의 이러한 한계 때문에, GaN 기반 반도체 장치의 대량 생산에서 장치 성능 및 제조 수율을 개선할 수 있는 새로운 기술이 요구된다.
미국공개특허 2004/0072383호
본 발명은 GaN 기반 합성 반도체 장치의 대량 생산에 있어서 매우 개선된 광 출력 및 높은 수율의 레이저 리프트-오프 (LLO) 를 갖는 새로운 수직 구조 합성 반도체 장치를 제조하는 신뢰할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명의 주요한 주제는 n-측 상단 수직 구조를 형성하기 위해 전자도금 방식에 의한 LLO 이전에 직접적인 금속 지지 기판 적층을 이용하는 것이다. 또한, ITO DBR 층이 P-콘택트층 직후 이용되어 더 높은 반사도의 ITO 층에 의한 광 출력을 강화하는 것이다. 또한, 용이한 조작과 디-본딩을 위해 웨이퍼 본딩에 대해, 다공성 금속 웨이퍼 캐리어를 사용한다. 새로운 제조 프로세스는 단순하고, 종전의 LLO 기반 수직 장치 제조에 비해 더 신뢰할 수 있는 프로세스이다. n-사이드 업 구조를 갖는 새로운 수직 장치의 광 출력은 동일한 GaN/InGaN 에피택셜막으로 제조된 측면 장치의 광 출력보다 2 또는 3 배 높다.
본 발명의 예시적인 실시형태는 반도체 장치를 제조하는 방법으로 유도된다.
본 발명은 기판 상에 반도체층을 형성하는 단계, 반도체층 상에 금속층을 형성하는 단계, 반도체층으로부터 기판을 제거하는 단계, 기판이 제거된 반도체층 상에 하나 이상의 콘택트를 형성하는 단계, 및 반도체층을 복수의 개별 반도체 장치로 분리하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 본 발명은 반도체층과 기판 사이에 버퍼층을 형성하는 단계를 포함한다. 일 양태에서, 제거하는 단계는 반도체층과 기판 사이의 인터페이스에 레이저빔을 인가하는 단계 및 레이저 소스와 기판 사이에 확산 매체를 삽입하는 단계를 포함한다. 일 양태에서, 본 발명은 웨이퍼 캐리어를 금속층에 접착하는 단계를 포함한다. 일 양태에서, 분리하는 단계는 각각의 장치들 사이에 트렌치를 형성하는 단계, 장치의 노출부를 패시베이션하는 단계, 개별 반도체 장치를 지지막으로 전달하는 단계를 포함한다. 일 양태에서, 본 발명은 1 단계의 다이 본딩 및 와이어 본딩 기술을 사용하여 개별 반도체 장치를 리드 프레임 (lead frame) 에 집합시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 이점은 높은 수율 및 신뢰도를 갖는 반도체 장치를 제조하는 개선된 기술을 포함한다.
도 1 은 종래기술에 따른, 장치의 상단측 상에 2 개의 금속 콘택트가 형성된 측면 구조의 GaN 기반 LED 를 도시한다.
도 2 는 종래기술에 따른, 도체 또는 반도체 제 2 기판에 GaN 박막 멤브레인이 본딩된 수직 구조의 GaN 기반 LED 를 도시한다.
도 3 은 종래기술에 따른, 원시 사파이어 기판을 제거한 후 GaN 박막 멤브레인에 두꺼운 금속층이 접착된 수직 구조의 GaN 기반 LED 를 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치를 제조하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 사파이어 기판의 상단에 GaN 또는 AlN 버퍼층이 성장된 에피택셜 구조의 수직 장치를 도시한다. 또한, 도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 열장벽으로서 부가된 AlGaN 버퍼층을 도시한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, p-타입 콘택트 및 반사층을 형성하기 위한 p-GaN 에피택셜층의 상단 상의 p-콘택트 금속 및 ITO 투명 콘택트/DBR 층의 적층을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, ITO 와 금 (gold) 중간층 사이의 접착을 강화하기 위한 접착층을 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, GaN LED 층과 후속적으로 적층된 하드 구리층 사이의 응력 경감을 위해 전자도금 또는 무전해 (electro-less) 도금 방식을 사용하는 소프트 구리층 적층을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 기계적 견고함 및 더 높은 전기적, 열적 도전성을 제공하기 위해 전자도금 또는 무전해 도금 방식을 사용하는 하드 구리층 적층을 도시한다.
도 10 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 레이저 리프트-오프 이전에 도전성 접착 글루를 사용하여 다공성 지지 웨이퍼 캐리어에 접착되는, 구리로 전자도금 또는 무전해 도금된 GaN LED 웨이퍼를 도시한다.
도 11 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 레이저 리프트-오프 프로세스 동안 균일한 레이저빔 에너지 분포를 획득하기 위해 확산 매체를 사용하여 사파이어 기판을 통해 인가되는 엑시머 레이저빔을 도시한다.
도 12 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 레이저 리프트-오프 후의 사파이어 기판 제거 및 Ga 드롭 세정을 도시한다.
도 13 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, n-콘택트 형성 이전에 건식 에칭 및 GaN 표면 평탄화 에칭에 의한 GaN/AlGaN 버퍼층 제거를 도시한다.
도 14 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, GaN LED 층의 상단 상의 n-타입 ITO 투명 콘택트 형성을 도시한다.
도 15 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, n-ITO 층 상의 n-콘택트 형성 및 금 패드 금속화를 도시한다.
도 16 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 기계적 스크라이빙 (scribing) 도는 레이저 스크라이빙과 같은 건식 에칭 또는 기계적 방법에 의한 장치 분리를 도시한다.
도 17 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 보호 SiO2 패시베이션층 적층을 도시한다.
도 18 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 지지 웨이퍼 캐리어 제거 및 최종적 장치 구조를 도시한다.
도 19 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 다이싱 (dicing) 또는 레이저 스크라이빙의 의해 장치 분리를 도시한다.
도 20 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 리드 프레임 상의 수직 장치의 다이 본딩 또는 와이어 본딩을 도시한다.
본 발명을 특정한 장치 구조 및 실시형태를 참조하여 설명한다. 본 설명은 예시를 위한 것이고 본 발명을 실행하는 최상의 모드를 제공하는 것임을 당업자는 인식할 것이다. 본 발명은 본 발명에 따른 반도체 장치를 제조하기 위해 많은 형성 및 적층 단계를 포함한다. 본 개시는 다른 재료 상에 재료를 적층하는 것을 언급하고, 이것은 임의의 레퍼런스 프레임을 표현하여 설명하거나 묘사하며, 본 설명의 관련 분야 당업자에게 이해되는 바와 같이, 다른 재료의 상단, 위, 또는 아래에 재료를 적층하는 기술을 설명 및 커버하도록 의도된다. 예를 들어, 본 개시의 일부는 위로부터 제조된 반도체층을 설명하고, 다른 부분은 아래로부터 제조된 반도체층을 설명하며, 2 가지 경우 모두에서, 기존 층 상에 적층되는 새로운 층은 설명한 바와 같이 기존의 층 위 또는 아래에 적층되는 것을 의미한다. 본 명세서에서는 다양한 프로세스 파라미터가 제공되어, 최상의 모드를 제공하며, 파라미터의 변수는 프로세스, 구조 및 전술한 이점을 유도할 수도 있다. 본 발명의 변형이 예측되고 청구항에 포함된다.
A. 장치 구조 및 제조
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치를 제조하는 방법을 도시하는 흐름도 (400) 이다. 흐름도에 도시된 단계는 예시적인 실시형태 및 구조를 설명하기 위한 것이고, 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 방법의 변형예 및 그 결과로서의 구조의 일부를 포함한다. 단계 402 에서는 도 5 에 도시된 바와 같이 에피택셜 웨이퍼로 예시적 프로세스를 개시한다. 참조 번호 (500) 은 하나 이상의 장치일 수도 있는 반도체를 나타내도록 의도된다. 다양한 장치의 경우, 500a, 500b, 500c 등과 같은 알파벳 첨자를 갖는 부호가 제공된다. 도 5 내지 20 에서 도시된 반도체 구조 제조 및 패키지를 참조하여 단계를 설명한다.
도 5 내지 18 은, 기계적 지지 및 전기적 도전성을 위한 금속 기판을 형성하기 위한 적층 프로세스 및 원시 기판을 제거하기 위한 레이저 리프트-오프 프로세스를 사용하여, 본 발명의 실시형태에 따른 수직 구조의 GaN 기반 LED 를 제조하는 단계를 설명한다. 본 발명에서 설명하는 제조 방법은 LED 에 한정되지 않으며, 임의의 장치 구조, 상세하게는 레이저 다이오드 (LD), 헤테로접합형 바이폴라 트랜지스터 (HBT), 고전자 이동도 트랜지스터 (HEMT) 와 같은, 절연 기판 상에 성장된 GaN 기반 에피택셜 박막을 포함하는 임의의 장치 구조에 확장될 수 있다.
도 5 는 예를 들어, 사파이어 기판과 같은 기판 (502) 상에 형성되는 에피택셜 구조의 수직 장치 (500) 를 도시한다. GaN 또는 AlN 버퍼층 (504) 이 기판의 상단 상에 성장된다. 본 발명의 일 양태에서는, AlGaN 버퍼층 (506) 이 열장벽으로 동작하는 버퍼층 (504) 상에 형성된다. 결합 버퍼층이 참조 번호 (505) 로 도시되어 있고, 이하 설명하는 바와 같이 1 또는 2 개의 층 (504 및 506) 을 포함할 수도 있다.
다음으로, 번호 (508 내지 514) 에 의해 표현되는 GaN 기반 LED 구조 (515) 가 금속 유기 화학 증착 (MOCVD), 분자빔 에피택시 (MBE; molecular beam epitaxy), 기상 에피택시 또는 다른 기술과 같은 적절한 에피택셜 성장 기기로 사파이어 기판 (502) 상에 성장한다. n-GaN 층 (508) 이 형성되고, 다중 퀀텀 월 (MQW; multi-quantum well) 층 (510) 이 n-GaN 층 (508) 상에 형성된다. 선택적인 p-AlGaN 층 (512) 이 도시되어 있고, p-GaN 층이 도시되어 있다.
GaN 또는 AlN 의 단일층이 공통 버퍼층에 존재하는 통상적인 기술과는 달리, 본 발명은 GaN 또는 AlN 버퍼층 (504) 에 부가하여 AlGaN 버퍼층 (506) 을 이용하는 것이 바람직하지만, 2 층을 모두 요구하는 것은 아니다. AlGaN 층 (506) 은 열장벽 면에서 유용하다. 레이저 리프트-오프 프로세스 동안 GaN LED 층 (515) 과 접착 본딩층 간의 인터페이스의 온도가 250 ℃ 이상 증가할 수도 있음이 실험적으로 밝혀졌다. 따라서, 중합체 기반 접착층은 열화될 수도 있고, 열 증가에 의해 레이저 리프트-오프 동안 GaN LED 층과 반응할 수도 있으며, 이것은 디-본딩 프로세스 동안 열적으로 열화된 접착제를 제거하기 어렵게 한다. 본 발명에서, AlGaN 을 이용하는 것은 본딩 접착 열화를 감소시키게 하고, 따라서 장치 제조 수율을 개선시킨다. 또한, 총 에피택셜층 두께 는 GaN/접착 인터페이스에서의 온도 증가를 최소화하는 특정한 두께로 설정된다. 유용하게는, 에피택셜층의 두께는 200 ℃ 이하의 인터페이스 온도를 유지하기 위해 5 ㎛ 보다 두껍게 선택된다. 이를 달성하기 위해, n-GaN 층은 GaN 또는 AlN 버퍼층의 상단 상에 4 ㎛ 보다 더 두껍게 성장한다.
도 6 은 전자빔 증발 또는 스퍼터링과 같은 박막 적층법을 사용하여 적층된 p-타입 콘택트를 형성하기 위해 GaN LED 층 (515) 의 상단 상의 p-콘택트 금속 (516) 및 ITO 투명 콘택트/DBR 층 (518) 적층을 도시한다. 예시적인 p-콘택트 금속은 Ni/Au, Pd/Ni/Au, Ni/Pd/Au, 또는 Pd/Ir/Au 를 포함할 수도 있다. 박막 금속층 두께는 예를 들어, 각각 Ni/Au 에 대해서는 10 nm Ni 및 20 nm Au, Pd/Ni/Au 에 대해서는 10 nm Pd, 20 nm Ni, 30 nm Au, Pd/Ir/Au 에 대해서는 10 nm Pd, 20 nm Ir, 30 nm Au, Ni/Pd/Au 에 대해서는 20 nm Ni, 20 nm Pd, 100 nm Au 일 수 있다. 일반적으로, p-콘택트 금속은 Ni 을 함유하는 콘택트에 대해서는 300 ℃ 내지 500 ℃ 사이의 도가니에서 산소 분위기에서 2 분 동안 어닐링되며, 니켈을 함유하지 않은 금속 콘택트는 질소 분위기에서 어닐링된다.
박막 ITO (Indium Tin Oxide) 층 (518) 은 DBR (Distributed Bragg Reflector) 을 형성하기 위해, 전자빔 증발 또는 스퍼터링을 사용하여 적층된다. 양호한 광학 반사도를 획득하는 것은 수직 구조 장치에서 광 추출을 증가시키기 위해 중요하다. 일반적으로, 표면 발산 레이저와 같은 광자 복구를 요구하는 장치에 대해 산화물 기반 DBR 이 사용된다. 그러나, 이러한 산화물 기반 DBR 재료는 절연체이다. 따라서, 도전성 금속 기판을 갖는 이러한 특정 수직 장치에 대해 도전성 DBR 재료를 이용하는 것이 유용하다. ITO 는 금속 기판을 갖는 수직 장치에서 반사 DBR 재료에 대한 최적의 재료로 고려되지만, 다른 선택도 예상된다. ITO 의 반사도는 90 % 보다 높고, 금속 박막의 최상의 반사도는 약 50 내지 60 % 이다. 일 양태에서, ITO 박막 두께는 최적의 반사도를 획득하기 위해 75 내지 150 nm 의 범위에서 선택된다. 460 nm 에 대한 투과도는 300 ℃ 내지 500 ℃ 사이의 어닐링 온도에서 85 % 보다 높다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, ITO 층 (518) 과 금 중간층 (522) 사이에 접착을 강화하기 위한 접착층 (520) 적층을 도시한다. 두꺼운 소프트 금속막 지지부 (~50 ㎛) 를 갖춘 얇은 하드 GaN 에피택셜층 (5 ㎛ 미만) 을 갖는 수직 구조 장치를 제조하기 위해, 2 층 사이에 중간층을 형성하여 GaN 에피택셜층과 금속층 사이의 인터페이스에 형성되는 압축응력을 감소시키는 것이 유용하다. 중간층을 제공하는 또 다른 이유는, 금속 중간층이, 비금속 ITO 표면 상에 직접적으로 두꺼운 전자도금층을 적층하는 것보다 더 양호한 전자도금 특성을 나타내기 때문이다. 진공 챔버로부터 웨이퍼를 제거하지 않고 전자빔 증발기를 사용하여 약 1 ㎛ 두께의 금 (Au) 박막이 ITO 표면 상에 연속적으로 적층된다. 산화 또는 오염을 방지하기 위해 인시츄 연속 적층이 유용하며, 이것은 ITO 와 Au 층 사이의 양호한 박막 접착을 형성하기 위해 중요하다. ITO 와 Au 사이의 접착을 개선하기 위해, 30 내지 50 nm 두께의 Cr 또는 Ti 접착층이 ITO 와 Au 층 사이에 적층된다.
도 8 및 9 에서는, 전자도금 또는 무전해 도금에 의해 두꺼운 금속 지지층 (524, 526) 이 적층된다. 30 ㎛ 를 넘는 두께의 금속층을 형성하는데 있어서 다른 적층 방법에 비해 통상적으로 더 빠르고 저비용이기 때문에 전자도금 또는 무전해 도금이 사용된다. 이것은 비용 효율 면에서 수직 장치의 대량 생산에 더 유용하다. 금속 지지층의 주요 기능은, 지지층이 얇은 GaN 에피택셜층 (515) 에 대해 더 양호한 견고한 기계적 지지를 제공하고, 양호한 전기적 도전성 및 열 손실을 제공하는 것이다. 이러한 요건들을 충족시키기 위해, Au/Cr 또는 Au/Ti 접착층 상에 그레이드된 Cu 합금층이 적층되는 것이 바람직하다.
얇은 진공 증발된 Au 층 (522) 과 Cu 합금층 (524) 사이에 양호한 접착을 형성하기 위해 제 1 Cu 스트라이크층이 Cu 합금층 (524) 이전에 적층된다. 일 양태에서, 초기에, 두꺼운 금속층에 기인하여 형성되는 응력을 점진적으로 완화하기 위해 황산염 기반 소프트 구리층이 도금된다. 초기의 소프트 Cu 합금층 두께는 약 10 ㎛ 로 설정된다. 도금율은 3 내지 5 ㎛/시 로 설정되어 조밀하고 균일한 Cu 도금층을 형성한다. 저속의 도금율을 선택하는 또 다른 이유는, 이하 설명하는 지지 웨이퍼 캐리어로부터 웨이퍼를 디-본딩한 후 웨이퍼 보잉 (bowing) 을 방지하기 위한 것이다. GaN 에피택셜층 (515) 과 구리층 (524 내지 526) 사이의 인터페이스에서 형성되는 압축응력에 기인하여, 웨이퍼는 디-본딩 후 보잉할 수도 있다. 저속 도금율에 부가하여, 전자도금 용매에 유기 기반 접착제가 추가될 수 있고, 술포네이트 (sulphonate) 기반 도금 용매가 사용된다. 또한, 전자도금은 응력 형성을 최소화하기 위해 저온 (5 ℃) 에서 수행된다.
소프트 Cu 층 (524) 다음으로, 구조적 견고성을 제공하기 위해 시안화물 (cyanide) 또는 산 기반 배쓰를 사용하여 하드 Cu 층 (526) 이 도금된다. 하드 Cu 도금의 도금율은 약 15 ㎛/시 이다. Cu 합금 도금에 있어서, tin (Sn) 및 철 (Fe) 을 함유한 금속합금 도금 용매에 Cu 황산염 용매가 혼합되어, Cu 지지층의 기계적 강도 및 전기적 도전성을 개선한다. Cu 합금 지지층 (522) 의 총 두께는 약 50 내지 60 ㎛ 이다. Cu 합금 도금의 종료시에, 0.3 ㎛ 두께의 Au 층이 전자도금되어 산화로부터 Cu 합금 지지층을 보호한다. Au 보호층은, 수직 장치의 패키지를 위한 다이 본딩 및 와이어 본딩 프로세스 동안 개별적 다이와 금속 기반 에폭시 사이의 양호한 접착을 형성하는데 유용하다.
두꺼운 Cu 금속 지지층 (526) 이 전자도금에 의해 형성된 후, 사파이어 표면이 기계적으로 연마되어 사파이어 표면을 균일하게 한다. 사파이어 표면 평탄도는 레이저빔 에너지 밀도 분포 및 레이저 리프트된 GaN 표면의 최종 표면 형태를 제어하기 위해 중요하다. 레이저빔 에너지 밀도는 사파이어 표면의 표면 거칠기에 크게 의존한다. LLO 프로세스에 거친 사파이어 표면이 사용되면 낮은 레이저빔 에너지가 요구된다. 그러나, 표면이 거칠면, 레이저 리프트-오프 후 사파이어 표면 형태가 모사되기 때문에 레이저 리프트된 GaN 표면은 거칠게 된다. 한편, 연마된 표면이 사용되면, 더 높은 레이저빔 에너지가 요구된다. 레이저 리프트된 GaN 표면의 표면 형태는 연마된 사파이어 기판의 표면 형태와 매우 유사하다. 그러나, 더 높은 레이저빔은 통상적으로 과도한 레이저빔 에너지에 기인한 크랙 현상을 유발한다. 최적의 레이저 리프트-오프 결과 및 GaN 표면 형태를 획득하기 위해, 사파이어 표면의 표면 거칠기는 RMS 값에서 대략 10 내지 20 옹스트롬으로 선택된다.
도 10 에 도시된 바와 같이, 사파이어/GaN/Cu/Au 웨이퍼는 도전성 열가소성 에폭시 (530) 를 사용하여, 다공성 웨이퍼 캐리어 (532) 에 본딩된다. 다공성 웨이퍼 캐리어는 홀을 가진 스테인리스 강으로 제조된다. 금속 웨이퍼 캐리어를 사용하는 이유는, 유도 결합 플라즈마 (ICP; inductively coupled plasma) 에칭, 웨이퍼 프로빙 및 다이 분리 동안 전기적, 열적 전도를 제공하기 위해서이다. 금속 웨이퍼 캐리어를 사용함으로써, 후 제조 프로세스를 위해 캐리어로부터 웨이퍼를 제거할 필요성이 적어진다. 또한, 다공성 웨이퍼 캐리어는, 기포가 본딩 프로세스 동안 홀을 통해 쉽게 배출될 수 있기 때문에 기포가 없는 웨이퍼 본딩을 제공한다. 또한, 디-본딩 프로세스 동안 용매가 홀을 통해 관통할 수 있기 때문에, 사파이어/GaN/Cu/Au 웨이퍼와 웨이퍼 캐리어 사이의 용이한 디-본딩을 제공한다. 다공성 웨이퍼 캐리어를 사용함으로써, 전체 프로세스는 용이하고, 신뢰할 수 있고, 단순하며, 이것은 수직 장치의 제조에 대한 높은 제조 수율을 유도한다. 웨이퍼 캐리어의 예시적인 두께는 1/16 인치이고, 직경은 2.5 인치이다. 홀의 예시적인 총 수는 21 개 이고, 관통 홀 직경은 20/1000 인치이다. 예시적인 웨이퍼 캐리어 표면은 전자 연마되어, 접착제에 대한 균일한 본딩을 위한 평탄한 표면과 같은 미러를 형성한다.
은 기반 도전성 접착체가 사용되어 사파이어/GaN/Cu/Au 와 다공성 웨이퍼 캐리어를 본딩시킨다. 도전성 접착체는 웨이퍼 프로빙 및 다이 분리 에칭 프로세스에 대해 양호한 전기적, 열적 도전성을 제공하기 위해 사용된다. 열가소성 에폭시는 양호한 접착 강도 및 양호한 열 저항성을 갖는다. 열가소성 에폭시의 또 다른 이점은, 아세톤과 같은 용매에 매우 쉽게 분해될 수 있어서, 디-본딩 프로세스에 유용하다는 것이다.
본 발명에서는, 시트 형 에폭시의 막 두께가 액체 기반 접착제의 막 두께보다 더 균일하기 때문에 시트 형 열가소성 에폭시가 이용된다. 액체 기반 접착체의 스핀 코팅은 일반적으로 웨이퍼의 중심 영역보다 웨이퍼의 주변에 더 두꺼운 막 형성을 유도하기 때문에, 액체 기반 접착제는 이전의 본딩 프로세스에서 불균일한 두께 균일성 및 기포 형성을 유발한다. 이것은, 액체 기반 접착제가 다수의 스피닝에 의해 두꺼운 접착층을 획득하는데 있어서 통상적인 현상이다. 열가소성 에폭시의 본딩에 있어서, 127 ㎛ 두께의 시트 형 열가소성 에폭시가 금속 지지부와 다공성 웨이퍼 캐리어 사이에 샌드위치된다. 압력은 약 10 내지 15 psi 이고, 온도는 열간등압 성형기 (hot iso-static press) 에서 200 ℃ 미만으로 유지된다. 이러한 조건에서, 본딩 시간은 1 분 미만이다. 이러한 단기의 본딩 시간은, 접착제의 완전한 양생을 위해 6 시간을 넘는 양생 시간을 요구할 수도 있는 액체 기반 접착제에 대해 명확한 이점을 가진다. 또한, 단기 본딩 프로세스는 수직 장치 제조의 생산성을 크게 강화시킨다.
도 11 을 참조하면, 레이저 리프트-오프를 위해 248 nm KrF 자외선 (UV) 엑시머 레이저 (38 ns 의 펄스 기간) 가 사용된다. 이러한 파장을 선택하는 이유는, GaN/사파이어 인터페이스에서 GaN 을 금속성 Ga 와 가스성 질소 (N2) 로 분해하기 위해, 레이저가 사파이어는 통과하고 GaN 에피택셜층에서는 흡수되어야 하기 때문이다. 레이저빔 크기는 7 mm × 7 mm 사각빔으로 선택되고, 600 내지 1,200 mJ/cm2 사이의 빔 전력 밀도를 갖는다. 또한, 레이저빔 에너지 밀도가 사파이어 기판면의 표면 거칠기에 의존하는 것이 제안된다. 레이저 리프트-오프 후 평탄한 GaN 표면을 획득하기 위해, RMS 값에서 10 내지 20 옹스트롬으로 기계적 연마된 사파이어 기판에 대해 800 mJ/cm2 보다 높은 빔 에너지가 사용된다.
사파이어 기판의 표면 거칠기는 레이저 리프트-오프 후 평탄한 GaN 표면을 획득하기 위해 중요한 프로세스 파라미터이다. 연마되지 않은 사파이어 표면이 레이저 리프트-오프 동안 사용되면, GaN 표면은 거칠게 되고, 이것은 최종 장치를 형성한 후 거친 표면의 열악한 반사도에 기인하여 LED 장치의 열악한 광 출력을 유발시킨다. 그러나, 연마된 표면이 사용되면, 평탄한 GaN 표면이 획득될 수 있고, 따라서, 더 높은 광 출력을 획득할 수 있다. 그러나, 레이저빔은 연마된 사파이어면 상에 위치되기 때문에, 더 높은 레이저빔 전력으로 발산된 영역은 더 낮은 레이저빔 에너지로 발산된 영역에 비해 GaN 표면 상에서 크랙될 수도 있다. 따라서, 높은 수율의 레이저 리프트-오프 프로세스 및 높은 장치 성능을 동시에 획득하기 위해 사파이어 웨이퍼의 최적의 표면 거칠기를 선택하는 것이 중요하다. 통상적인 기술에 따르면, 모래 송풍이 통상적으로 사용되어 연마된 사파이어 표면 상에 균일한 레이저빔 분포를 획득하지만, 모래 송풍은 신뢰할 수 없고 반복적일 수 없어서 동일한 표면 거칠기를 일관되게 획득할 수 없다. 본 발명에서는, 248 nm UV 레이저에 투명한 재료로부터 생성되는 확산 매체 (552) 가 레이저빔과 사파이어 기판 사이에 배치되어 사파이어 표면 상에서 균일한 레이저빔 에어지 분포를 획득하고, 따라서 레이저 리프트-오프 프로세스 수율을 강화시킨다. 확산 매체의 rms (root mean square) 표면 거칠기는 30 ㎛ 으로 설정되고 사파이어가 확산기로 사용된다.
도 12 에 따르면, 레이저 리프트-오프 후, 초과적인 Ga 드롭 (503) 이 레이저 리프트-오프 동안의 GaN 분해로부터 유도되고, HCl 용액 (실온에서, HCl:H2O = 1:1) 으로 세정되거나 HCl 증기를 사용하여 30 초 동안 비등된다. Ga 는 실온에서 용융되기 때문에, Ga 는 레이저 리프트-오프 동안 액체상태로 형성되고; 따라서 염소 기반 산성액으로 용이하게 세정될 수 있다.
도 13 을 참조하면, n-타입 GaN 에피택셜층을 노출시키기 위해, 버퍼층 (505; 예를 들어, GaN 또는 AlN 및 AlGaN 버퍼층) 이 건식 에칭; 바람직하게는 유도 결합 반응성 이온 에칭 (ICP RIE) 에 의해 제거된다. 또한, 자동적인 평탄면을 형성하기 위해, ICP 연마가 n-GaN 표면 상에서 수행된다. 광 출력은 더 높은 반사적 표면에 따라 증가될 수 있기 때문에, 평탄한 표면은 후속적으로 적층되는 반사 구조로부터 높은 반사도를 생성하는데 중요하다.
도 14 를 참조하면, 수직 장치의 전류 확산을 개선시키기 위해, n-타입 ITO 투명 콘택트 (534) 가 n-GaN LED 표면 (515) 상에 형성된다. ITO 혼합물은 10 wt% 의 SnO2, 90 wt% 의 In2O3 이고, 실온에서 전자빔 증발 또는 스퍼터링 시스템을 사용하여 약 75 내지 200 nm 두께의 ITO 막의 층이 적층된다. ITO 막 적층 후 N2 분위기의 튜브 도가니에서 5 분 동안 어닐링이 수행된다. 어닐링 온도는 300 ℃ 내지 500 ℃ 사이에서 변화한다. ITO 막의 최소 저항율은 N2 분위기의 350 ℃ 어닐링 온도에서 약 10-4 Ωcm 미만이다. 460 nm 에 대한 투과도는 350 ℃ 초과의 어닐링 온도에서 85 % 초과이다.
도 15 를 참조하면, ITO 투명 콘택트 형성 후, n-ITO 표면 상에 Ti 및 Al 로 구성된 n-콘택트 (540) 가 형성된다. 다중 콘택트가 형성되기 때문에, 콘택트들을 540a, 540b, 540c 등으로 칭한다. n-콘택트 금속의 두께는 각각 Ti 에 대해서는 5 nm 및 Al 에 대해서는 200 nm 이다. n-콘택트 금속층과 패드 금소 (542) 사이의 양호한 접착을 형성하기 위해, 20 nm 의 Cr 이 접착층으로서 Al 의 상단 상에 적층된다. 패드 금속 적층에 있어서, 500 nm 의 금이 진공을 파괴하지 않으면서 전자빔 증발 챔버에서 Cr 의 상단 상에 연속적으로 적층된다. 옴 콘택트를 형성하기 위해, n-콘택트 금속이 N2 분위기에서 10 분 동안 250 ℃ 의 도가니에서 어닐링된다.
도 16 을 참조하면, GaN 표면을 세정한 후, 개별적인 장치들이 MICP (magnetized inductively coupled plasma) 건식 에칭 기술에 의해 분리된다. MICP 는 다른 건식 에칭 방법에 배히 에칭 속도를 가속화할 수 있다. 이것은 에칭 프로세스 동안 포토레지스트 마스크의 버닝을 방지할 수 있다. MICP 는 일반적으로, 통상적인 ICP 에 비해 약 2 배의 에칭 속도를 제공한다. 금속 또는 산화물 마스크를 제거하기 위해 설계된 화학물에 의해 금속 기판이 손상될 수 있기 때문에, 금속 지지부를 갖는 수직 장치의 프로세스에 대해 고속의 에칭 속도가 추천된다. 따라서, 다이 분리 에칭을 위한 포토레지스트 마스크를 사용하기 위해, 고속 에칭 기술이 제안된다. 분리 트렌치 치수는 폭 30 ㎛ 및 깊이 3.5 ㎛ 이고, 에칭 깊이는 에피택셜 웨이퍼 두께에 의존한다. 장치 분리를 위해 제안된 MICP 건식 에칭 조건은:
1. 총 유속: 100 sccm
2. 자기장의 강도: 15 가우스
3. 기판 온도: 70 ℃
4. 가스 혼합: 40%BCl3/40%Cl2/20%Ar
5. 전력/바이어스전압: 600W/-300V
6. 동작 압력: 30mTorr
7. 에칭 깊이 속도: 0.4 ㎛/분
8. 에칭 마스크: 포토레지스트 (AZ 9262)(두께: 24 ㎛)
이다.
또한, 기계적 다이싱 또는 레이저 스크라이빙에 의해 다이 분리가 수행된다. 장치 분리를 위한 다이싱 트렌치는 레이저 스크라이빙의 경우 폭이 50 ㎛ 이고, 기계적 다이싱의 경우 40 ㎛ 이다. 트렌치 깊이는 2 경우 모두에서 대략 10 ㎛ 깊이이다.
도 17 을 참조하면, 패시베이션층 (536) 이 장치의 노출부 상에 적층된다. 장치를 외부의 해로운 환경으로부터 보호하고 패시베이션층과 GaN 사이의 변조 반사율에 의한 광 출력을 증가시키기 위해, 수직 장치는 SiO2 박막 (536) 으로 패시베이션된다. 막은 250 ℃ 미만에서 PECVD (Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition) 으로 적층된다. 막 두께는 최적의 반사율을 위해 80 nm 로 유지된다.
도 18 을 참조하면, 패시베이션 적층 후, 다공성 지지 웨이퍼 캐리어가 용매를 사용하여 GaN/금속 지지 웨이퍼로부터 제거된다. 디-본딩 프로세스는 아세톤에서 0.5 내지 1 시간 동안 GaN/금속 웨이퍼의 침수를 포함하여, 도전성 접착층을 다공성 지지 웨이퍼 캐리어로부터 분해한다. 분리된 GaN/금속 웨이퍼는 자외선 세정기에서 이소프로판올로 더 침수되고 세정된다. GaN 장치 표면은 린스 및 건조기를 사용하여 DI 워터 로 더 세정된다.
도 19 를 참조하면, 웨이퍼로부터 개별 장치를 분리하기 위해, Nd;YAG 레이저를 사용하는 레이저 스크라이빙에 의해 장치를 다이스 아웃한다. 금속 기판을 갖춘 수직 장치를 가진 웨이퍼가 다공성 진공 처크 상에 배치된다. Nd;YAG 레이저는 MICP 로 형성된 30 ㎛ 폭의 트렌치에 포커스 온된다. 레이저 스크라이빙이 완료된 후, 분리된 칩들은 끈적한 웨이퍼 그립 테이프에 전달된다. 픽 (pick) 및 배치 프로세스 이전에, 분리된 칩들은 제 1 웨이퍼 그립으로부터 다른 웨이퍼 그립 (560) 으로 옮겨져 (flip) GaN 표면이 장치의 상단 상에 배치된다.
도 20 은 최종적인 장치 (500) 를 갖춘 와이어 본딩 프로세스를 도시하며, 여기서 참조번호 570 은 리드 프레임, 572 는 금 범프, 574 는 금 볼, 576 은 금 와이어, 578 은 와이어 본딩 장치이다. 통상적인 측면 장치에 비해, 금속 지지 수직 장치 (500) 는 특별한 다이 본딩 기술을 사용하여 조작된다. 본 발명에서는, 도 20 에 도시된 바와 같이 1 단계의 다이 본딩 및 와이어 본딩 기술이 이용된다. 다이 본딩 및 와이어 본딩 프로세스를 분리하는 대신에, 리드 프레임 표면 상에 금 범프를 갖는 리드 프레임 상에 분리된 단일 칩이 배치된다. 가열 및 압축 동작에 의해, 금 범프는 수직 장치의 금 표면과 은 코팅된 리드 프레임을 동시에 함께 접속시킬 수 있다. 따라서, 분리된 다이 본딩 및 와이어 본딩 프로세스를 수행할 필요가 없다. 이러한, 1 단계의 프로세스는 프로세스 시간을 감소시킬 수 있고, 용이하고 단순한 패키지 프로세스를 제공하여, 제조 비용 및 시간을 감소시킨다. 이러한 예시적인 패키지 기술을 설명한 반면, 본 발명에서는 다른 패키지 기술이 사용될 수 있다.
B. 예시적인 포인트 및 장점
본 명세서에서 의도한 이점 및 장점은 예시적이며, 본 발명의 이점 및 장점을 한정하지 않는다.
1. 예시적인 장치 포인트
a. p-GaN 보다 더 높은 캐리어 농도를 갖는 n-GaN 층을 통한 더 용이한 전류 확산에 기인한 더 높은 광 출력. n-GaN 의 전자 농도 (캐리어 농도) 는 1019/cm3 범위로 알려져 있으며, 이것은 p-GaN 에서의 홀 농도 (약 1017/cm3) 보다 크기에서 100 배이다. 따라서, p-n 접합으로 전류의 유입시 n-GaN 층을 통해 더 많은 광자가 생성될 수 있다. n-사이드 업 구조를 갖는 새로운 수직 장치의 광 출력은 동일한 GaN/InGaN 에피택셜층으로 생성된 p-사이드 업 구조를 갖는 측면 장치의 광 출력보다 2 또는 3 배 증가된다.
b. 금속 기판에 기인한 더 높은 열 방출. 수직 구조 장치의 금속 기판은 더 우수한 전기적, 열적 도전성을 제공하며, 이것은 장치 효율 및 신뢰도, 즉, 장치 수명 면에서 유용하다.
c. 측면 구조에 비해 수직 장치에서는 1 개의 금속 콘택트 패드만이 요구되어 장치 치수가 감소하기 때문에 더 많은 수의 장치를 획득할 수 있다. 절연 기판을 갖는 측면 장치에서는 2 개의 콘택트를 요구하는 반면, 수직 구조는 상단 측에 1 개의 콘택트만을 요구한다. 그 결과, 측면 장치에 비해, 수직 장치로부터 약 1.5 내지 2 배 더 많은 장치가 획득될 수 있다.
d. 수직 장치로부터 더 높은 전력 효율을 획득할 수 있다. 수직 장치에서는 전류 편중 (current crowding) 이 없으며; 따라서 광 출력이 전류 유입에 따라 선형이다. 반면, 측면 장치의 최대 광 출력은 전류 편중 효과때문에 더 빨리 포화 (saturation) 된다. 이것은 고체상태 조명을 위한 백색 LED 와 같은 고 전력 장치에 있어서 중요하다.
e. 측면 장치에 비해 높은 정전기적 방전 (ESD) 환경에 견딜 수 있다; 측면 장치의 ESD 저항은 약 100 V 인 반면, 일반적으로 금속 기판을 갖춘 수직 장치의 ESD 저항은 10,000 V 보다 높다. 이것은, 자동차 애플리케이션에서 사용되는 장치들에 있어서, 장치들이 높은 전압 환경에 자주 노출되기 때문에 중요하다.
2. 예시적인 프로세스 포인트.
a. 전자 도금과 같은 금속 적층에 의해 GaN 에피택셜층에 직접 접착되는 금속 기판의 더 높은 접착력에 기인하여, 레이저빔에 의한 고 에너지 충격파 동안 지지 기판과 GaN 에피택셜층 사이의 디-본딩이 현저하게 억제될 수 있다. 그 결과, 레이저 리프트-오프 프로세스 동안 크랙 개시가 최소 범위로 유지될 수 있다. 그 결과, 지지부와 GaN 에피택셜층 사이의 열악한 접착력에 기인하여 LLO 동안 크랙 개시 및 생성의 더 높은 확률을 초래하는 에폭시 또는 글루 본딩과 같은 이전의 중합체 기반 본딩 프로세스에 비해 레이저 리프트-오프 (LLO) 생산 속도가 더 높다.
b. 그 결과, 새로운 본 발명은 종전의 웨이퍼 본딩 또는 글루 본딩 기반 LLO 프로세스에 비해 더 로버스트하고 신뢰할 수 있는 LLO 프로세스를 보장한다. 전체 웨이퍼 스케일의 레이저 리프트-오프 프로세스를 달성함으로써, 본 발명은 수직 구조 장치의 대량 생산을 위한 실제적인 생산 기술을 제공한다.
c. 단순하고 더 용이한 장치 제조 및 LLO 프로세스; 전 제조 프로세스에 대한 감소된 수의 마스크가 요구된다.
3. 예시적인 장점
a. 금속 본딩 대신에, 전자도금 또는 무전해 도금에 의해 금속 지지 기판이 적층된다.
b. 후 LLO 금속 지지층 적층 대신에, 금속 지지층이 LLO 프로세스 이전에 수행된다.
c. GaN 에피택셜층 상에 어떠한 트렌치도 형성되지 않으며, 이것은 LLO 프로세스 동안 어떠한 크랙 생성도 초래하지 않고, 제조 단계의 수를 감소시킨다.
d. n-콘택트가 높은 광 출력을 위한 장치의 상단에 배치된다.
e. 투명한 p-콘택트층이 이용되지 않고; 대신 ITO 투명 n-콘택트가 더 양호한 전류 확산을 위해 n-GaN 상에 형성된다.
f. ITO DBR 층이 p-콘택트층 다음에 이용되어 더 높은 반사도의 ITO 층에 의해 광 출력을 강화한다.
g. 용이한 조작 및 디-본딩을 위한 웨이퍼 본딩에 대해 다공성 금속 웨이퍼 캐리어가 사용된다.
h. 새로운 제조 프로세스는 통상적인 LLO 기반 수직 장치 제조에 비해 직접적이고 더 신뢰할 수 있다.
C. 결론
본 발명의 장점 및 예시적인 실시형태들을 본 명세서에서 개시하고 설명하였다. 따라서, 예시적인 실시형태들 및 최상의 모드를 개시하였고, 다음의 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 주제 및 사상을 벗어나지 않으면서, 개시된 실시형태들에 대한 변형예 및 변화예가 가능할 수도 있다.

Claims (6)

  1. 기판 상에 반도체 소자층을 형성하는 단계;
    상기 반도체 소자층의 위에 제1 타입의 전기적 콘택트층을 형성하는 단계;
    상기 제1 타입의 전기적 콘택트층 상에 전자도금 또는 무전해 도금 방식을 사용하여 금속 지지층을 형성하는 단계;
    상기 반도체 소자층으로부터 상기 기판을 제거하는 단계;
    상기 기판이 제거된 상기 반도체 소자층의 표면과 전기적으로 결합하는 하나 이상의 제2 타입의 전기적 콘택트를 형성하는 단계; 및
    상기 반도체 소자층을 상기 하나 이상의 제2 타입의 전기적 콘택트에 대응하는 하나 이상의 개별 반도체 장치로 분리하는 단계
    를 포함하고,
    상기 금속 지지층을 형성하는 단계는
    단위 시간 당 적층되는 두께로 표현되는 제1 도금율을 가지는 제1 도금 방법에 의하여 제1 금속 지지층을 형성하는 단계; 및
    단위 시간 당 적층되는 두께로 표현되고, 상기 제1 도금율보다 빠른 제2 도금율을 가지는 제2 도금 방법에 의하여 제2 금속 지지층을 형성하는 단계
    를 포함하는, 반도체 장치 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 반도체 소자층을 형성하는 단계는,
    상기 기판 상에 갈륨질소(GaN) 또는 알루미늄질소(AlN) 중 적어도 하나를 포함하는 제1 버퍼층을 적층하는 단계; 및
    상기 제1 버퍼층 상에 n-GaN 층을 적층하는 단계
    를 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 지지층을 형성하는 단계는
    상기 제1 금속 지지층을 형성하는 단계 및 상기 제2 금속 지지층을 형성하는 단계 이전에,
    상기 제1 타입의 전기적 콘택트층 상에 금(Au) 중간층을 전자빔 증발기를 사용하여 적층하는 단계;
    를 더 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
  5. 금속 지지층;
    상기 금속 지지층 상에 형성된 제1 타입의 전기적 콘택트층;
    상기 제1 타입의 전기적 콘택트층 상에 형성된 반도체 소자층; 및
    상기 반도체 소자층 상에 형성된 제2 타입의 전기적 콘택트
    를 포함하고,
    상기 금속 지지층은
    상기 제1 타입의 전기적 콘택트층에 인접하며, 단위 시간 당 적층되는 두께로 표현되는 제1 도금율을 가지는 제1 도금 방법에 의하여 형성된 구리 또는 구리 합금을 포함하는 제1 금속 지지층; 및
    단위 시간 당 적층되는 두께로 표현되고, 상기 제1 도금율보다 빠른 제2 도금율을 가지는 제2 도금 방법에 의하여 형성된 구리 또는 구리 합금을 포함하는 제2 금속 지지층
    을 포함하는 반도체 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속 지지층과 상기 제1 타입의 전기적 콘택트층 사이에 금(Au)을 포함하는 중간층
    을 더 포함하고,
    상기 금속 지지층은
    구리 또는 구리 합금을 포함하여 형성되는 반도체 장치.
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