KR100571225B1 - 질화물계 화합물 반도체의 성장방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 결함의 발생을 억제하면서 기판 상에 질화물계 화합물 반도체를 성장시키는 방법을 제공하기 위한 것이다.
질화물계 반도체로 이루어지는 기판 상에 일반식 AlxGa1-xN(0≤x≤1)으로 나타나는 화합물 반도체 또는 일반식 InyAlzGa1-y-zN(0＜y≤1, 0≤z＜1, 0≤y＋z≤1)으로 나타나는 화합물 반도체를 성장시킨다. AlxGa1-xN으로 나타나는 화합물 반도체의 성장 온도는 약 900℃ 이상으로 하고 InyAlzGa1-y-zN으로 나타나는 화합물 반도체의 성장 온도는 약 700℃ 이상으로 한다.

Description

질화물계 화합물 반도체의 성장방법{METHOD FOR GROWING NITRIDE COMPOUND SEMICONDUCTOR}
도 1은 본 발명의 실시예에 이용한 유기금속 화학기상 성장장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의해 성장시킨 GaN과, 종래의 방법에 의해 사파이어기판 상에 성장시킨 GaN과의 결함밀도의 깊이 분포의 비교도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의해 성장시킨 GaN의 표면 거칠기의 성장온도 의존성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 의해 성장시킨 InGaN의 표면 거칠기의 성장온도 의존성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 있어서 성장층 캐리어 이동도의 기판 전위밀도 의존성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 있어서 기판 균열 발생률의 기판 두께 의존성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 있어서 As, P 도입에 의한 캐리어 밀도의 저감 효과를 도시한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 반응로 2 : 기판
3 : 서셉터 4 : 히터
5 : 가스 공급부 6 : 배기관
7 : 압력 제어장치 8 : 질화물계 화합물 반도체
본 발명은 질화물계 화합물 반도체의 성장방법에 관한 것이다.
질화물계 화합물 반도체는 청색 반도체 레이저 등 반도체 장치의 재료로서 이용되고 있다. 질화물계 화합물 반도체를 이용한 반도체 장치의 신뢰성 향상과 성능 향상에는 결정성이 우수한 질화물계 화합물 반도체를 기판 상에 성장시키는 것이 필요 불가결하다. 지금까지 질화물계 화합물 반도체의 성장방법으로서 사파이어기판 상에 성장온도 400℃ 이상 900℃ 이하에서 AlN 버퍼층을 성장시킨 후, 그 위에 질화물계 화합물 반도체를 성장시키는 방법(일특개평 2-229476호 공보)이나, 사파이어기판 상에 성장온도 200℃ 이상 900℃ 이하에서 AlGaN 버퍼층을 성장시킨 후, 그 위에 질화물계 화합물 반도체를 성장시키는 방법(일특개평 7-312350호 공보 및 일특공평 8-8217호 공보)이 알려져 있다.
이들 방법은 모두 사파이어기판 상에 저온에서 다결정의 버퍼층을 성장시키고 온도상승에 의해 버퍼층을 부분적으로 단결정화시킴으로써 이 부분적으로 단결정화시킨 버퍼층을 방위가 일치된 종(種)결정으로 하여, 이 종결정을 핵으로 질화 물계 화합물 반도체를 성장시키는 것이다. 또한 핵은 성장의 진행과 함께 크게되어 결국은 인접하는 핵과 합체(impinge)하는데, 이 때 인접하는 핵끼리는 방위가 일치되어 있으므로 핵의 합체 후에는 단일 단결정이 되어 질화물계 화합물 반도체 결정이 성장한다.
그러나 본원 발명자가 상기 종래의 방법에 의해 사파이어기판 상에, 저온에서 성장시킨 버퍼층 상에 성장시킨 질화물계 화합물 반도체 결정의 단면을 투과형 전자 현미경 등으로 상세하게 조사해 본 결과, 기판에는 거의 결함이 없었으나 기판과 버퍼층인 질화물계 화합물 반도체와의 계면으로부터 결함이 발생하여 질화물계 화합물 반도체 결정 중에 전위밀도 1×109cm-2∼1×1011cm-2 정도의 다량의 결함이 존재하는 것이 확인되었다. 이 결함의 발생은 부분적으로 단결정화된 버퍼층을 중심으로 커진 핵이 합체할 때, 결정의 방위나 적층이 원자 레벨에서 극히 작은 어긋남이 생기고, 이 어긋남이 결정 결함으로서 질화물계 화합물 반도체 결정 중에 잔존한 채로 성장하는 것에 기인한다. 이러한 결함이 존재하는 질화물계 화합물 반도체 결정을 이용하여 반도체 장치를 제작한 경우, 결함이 비발광의 캐리어 포획 중심으로서 기능하므로 발광효율의 저하를 초래하거나 나아가 결함에 기인하는 소자의 파괴 등 신뢰성의 문제가 발생하거나 한다. 또한 사파이어기판 상에 질화물계 화합물 반도체를 성장시키는 경우, 성장층이 어느 막두께 이상으로 되면 기판의 온도를 성장온도로부터 실온까지 내리는 공정에서 양자의 열팽창 계수가 다르기 때 문에 균열(crack)을 발생시켜 버린다.
이와 같이 종래의 방법에서는 결함의 발생이 불가피하여 질화물계 화합물 반도체를 이용한 반도체장치의 성능이나 신뢰성 향상을 위하여 결함이 발생하지 않는 성장법이 필요했다.
본 발명은 이러한 사정에 감안하여 이루어진 것으로 결함의 발생을 억제하면서 기판 상에 질화물계 화합물 반도체를 성장시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 질화물계 화합물 반도체의 성장 방법은 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 기판 상에 일반식 AlxGa1-xN(단 0≤X≤1)으로 표시되는 화합물 반도체를 약 900℃ 이상의 성장온도에서 직접 성장시키는 구성을 갖는다.
이로써 기판과 성장층의 계면에 결함이 발생하는 일없이 AlGaN을 성장시키는 것이 가능함과 동시에 사파이어기판 등을 이용한 경우에 비해 기판과 열팽창 계수의 차에 따른 균열의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 질화물계 화합물 반도체의 성장방법은 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 기판 상에 일반식 InyAlzGa1-y-zN(단, 0＜y≤1, 0≤z＜1, 0≤y＋z≤1)으로 표시되는 화합물 반도체를 약 700℃ 이상의 성장온도에서 직접 성장시키는 구성을 갖는다.
이로써 기판과 성장층의 계면에서 결함이 발생하는 일없이 InAlGaN을 성장시키는 것이 가능함과 동시에 사파이어기판 등을 이용한 경우에 비하여 기판과 열팽 창 계수 차에 따른 균열의 발생을 억제할 수가 있다.
상기 기판의 전위밀도가 약 1×106cm-2 이하인 것이 바람직하며 이로써 종래의 버퍼층을 이용한 성장에 비하여 캐리어 이동도가 향상되는 등 결정성이 좋은 질화물계 화합물 반도체를 성장시킬 수 있다.
상기 기판의 두께는 약 30㎛ 이상인 것이 바람직하며 이로써 기판 상에로의 성장에 있어서 실용적인 기판강도가 얻어지므로 높은 수율로 질화물계 화합물 반도체의 성장을 실행할 수 있다.
상기 기판 상에로의 상기 화합물 반도체의 성장 중, 상기 기판 상에 비소를 포함하는 화합물 또는 비소를 공급하는 것이 바람직하며 이로써 질소정공 발생을 막을 수 있고 비도프시의 캐리어 밀도의 저감 등, 결정성 좋은 질화물계 화합물 반도체의 성장을 실행할 수 있다.
상기 기판 상으로의 상기 화합물 반도체의 성장 중, 상기 기판 상에 인을 포함하는 화합물 또는 인을 공급하는 것이 바람직하며 이로써 질소정공 발생을 막을 수 있고 비도프시의 캐리어 밀도의 저감 등, 결정성 좋은 질화물계 화합물 반도체의 성장을 실행할 수 있다.
본 발명의 질화물계 화합물 반도체의 성장방법에 의하면 결함밀도가 낮은 질화물계 화합물 반도체를 성장시킬 수 있다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
(실시예)
이하 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 이용하여 설명하기로 한다.
(제 1 실시예)
본 실시예의 성장방법은 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 기판 상에 일반식 AlxGa1-xN(단 0≤X≤1)으로 표시되는 화합물 반도체를 성장시키는 방법이다.
도 1은 본 발명에 따른 화합물 반도체의 성장방법에서 이용되는 유기금속 화학기상 성장장치의 반응부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 있어서 반응로(1)내에는 기판(2)을 유지하기 위한 서셉터(susceptor:유지체)(3)가 배치되어 있다. 서셉터(3)는 히터(4)에 의해 가열되도록 구성되어 있다. 그리고 서셉터(3) 상에서는 반응로(1)의 가스 공급부(5)로부터 원료가스와 H2로 이루어지는 캐리어가스가 반응로(1) 내에 공급되어 층류가 얻어지도록 되어 있다. 또한 반응로(1)에는 배기관(6)을 거쳐 압력 제어장치(7)가 접속되어 있어 공급된 가스를 외부로 방출함과 동시에 반응로(1) 내의 압력을 제어할 수 있다.
본 실시예에서는 기판(2)에 대하여 평행 방향으로 흐르는 가로형 반응로(1)의 예를 도시하였지만 기판에 대하여 층류가 얻어지는 구조로 되어 있다면 반응가스가 수직으로 흐르는 세로형 반응로를 이용해도 된다. 또한 캐리어 가스로서 H2 이외에 N2나 희가스를 사용하여도 된다.
다음으로 유기금속 기상 성장법(MOCVD)을 이용하여 그 예로서 GaN 기판 및 Al0.2Ga0.8N 기판 상에 GaN 결정을 성장시키는 성장방법의 순서를 설명하기로 한다.
우선 도 1에 있어서 세정시킨 GaN 또는 Al0.2Ga0.8N으로 이루어지는 단결정 기판(2)을 서셉터(3) 상에 얹어 놓고, 가스 공급부(5)로부터 H2 가스를 공급하면서 서셉터(3)를 히터(4)로 약 1000℃까지 상승시키고 온도가 안정될 때까지 기다린다. 다음으로 가스 공급부(5)로부터 Ⅲ족 원료로서 트리메틸갈륨 및 Ⅴ족 원료로서 암모니아를 H2 가스에 추가하여 약 60분간 공급하고 기판(2) 상에 두께 2㎛의 GaN층(성장층)(8)을 압력 10kPa의 감압 중에서 성장(에피택셜 성장)시킨다. 단, 트리메틸갈륨의 유량을 50μmol/min 또는 암모니아의 유량을 200mmol/min으로 한다. 또 성장온도의 상한은 GaN의 분해온도보다 낮은 온도이면 된다. 분해온도는 압력에 따라 변하며 통상압력에서의 분해온도는 약 1100℃이다.
GaN 또는 Al0.2Ga0.8N으로 이루어지는 단결정 기판은, 예를 들어 다음과 같은 방법에 의해 얻을 수 있다. 예를 들어 사파이어기판 상에 MOCVD법, MBE법 또는 염화물 VPE(Chloride Vapour Phase Epitaxy) 성장법을 이용하여 GaN 또는 Al0.2Ga0.8N 으로 이루어지는 결정층을 성장시킨다. 필요에 따라, 얻어진 결정층에 열 어닐을 실시하여 결정성을 높인다. 그 후 사파이어기판을, 예를 들면 에칭으로 제거한다. 본 발명에 이용되는 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 기판(단결정)의 제조방법에 관하여 일특개평 10-75295호(대응 미국출원 S/N09/056,500)를 본 명세서에 참고로 하기 위하여 인용한다. 본원 발명에 따른 성장방법에 이용되는 질화물계 화 합물 반도체로 이루어지는 기판은 다른 방법을 이용하여 제조되어도 좋다.
비교를 위하여 종래의 성장방법에 따라, 사파이어기판 상에 두께 0.05㎛의 GaN 버퍼층을 약 600℃에서 성장시킨 후 성장온도를 약 1000℃로 하여 GaN 버퍼층 상에 두께 2㎛의 GaN층을 성장시켰다.
도 2는 GaN 기판 및 Al0.2Ga0.8N 기판 상에 성장온도 약 1000℃에서 직접 성장시킨 GaN층과 사파이어기판 상의 버퍼층 상에 성장시킨 GaN층(성장층) 각각의 결함 밀도 깊이의 분포를 단면 TEM으로 측정한 결과이다. 파선(A)에 나타난 바와 같이 저온에서 성장된 버퍼층 상에서 성장시킨 GaN은 버퍼층 부근에서 대량의 결함이 발생하며 그 일부는 소멸되지 않고 표면까지 도달한다. 한편 실선(B)에 나타난 바와 같이 GaN 기판 및 Al0.2Ga0.8N 기판 상에 성장시킨 GaN층은 기판과 성장층 사이에서 결함 밀도의 변화는 없다. 이와 같이 저온에서 성장시킨 버퍼층을 이용한 성장에서는 결함이 다량으로 발생하는 것에 반해 본 발명의 성장방법에서는 기판과 성장층과의 계면에 있어서의 결함발생이 억제되어 그 결과 성장층 중의 결함밀도도 낮은 것을 알 수 있다.
다음으로 성장온도의 영향에 대하여 설명하기로 한다. 상술한 성장방법에 있어서 약 750℃∼1100℃의 범위 내의 각종 성장온도로 GaN 기판 상에 두께 2㎛의 GaN층을 성장시켰다.
도 3에 각각의 성장온도에서 얻어진 GaN층(성장층)의 표면 거칠기를 AFM(Atomic Force Microscope)으로 측정한 결과, 즉 성장층의 표면 거칠기의 성장 온도 의존성을 나타낸다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 약 900℃ 미만에서는 성장층 표면의 요철(凹凸)이 심하지만 약 900℃ 이상의 성장온도에서는 표면이 거의 평탄하다. 약 900℃ 미만에서 요철이 발생한 것은, 성장온도가 낮으면 성장층이 다결정으로 되기 때문이다. 바꾸어 말하면 약 900℃ 이상의 성장온도에서 질화물계 화합물 반도체의 단결정 기판 상에 GaN층을 에피택셜 성장시킴으로써 양호한 단결정 성장층이 얻어진다. 기판으로서 단결정 기판을 이용하는 것이 바람직하나 결정성장면의 면 방위가 같으면 다결정 기판을 이용하여도 좋다.
비교예로서 GaN 기판 상 및 사파이어기판 상에 각각 두께 0.05㎛의 GaN 버퍼층을 성장온도 약 600℃에서 성장시키고 다시 각각의 버퍼층 상에 두께 2㎛의 Al0.4 Ga0.6N을 성장시킨다.
그 결과 사파이어기판 상에 성장시킨 버퍼층 상의 AlGaN층에는 균열이 발생하는 것에 반해 GaN 기판 상의 AlGaN층에는 균열의 발생이 확인되지 않았다. 사파이어기판 상에 성장시킨 버퍼층 상의 AlGaN층 균열은 시료를 성장온도로부터 실온으로 내렸을 때 사파이어기판과 버퍼층 및 그 AlGaN층의 열팽창 계수차에 의해 발생한 것이다. 한편, GaN과 AlGaN에서는 열팽창 계수나 격자정수 등의 성질이 서로 매우 가까우므로 균열이 발생하지 않는다. 또한 GaN층에 대하여 상술한 바와 같이 충분히 평탄한 표면을 얻기 위해서는 AlGaN층의 성장온도는 약 900℃ 이상인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 AlxGa1-xN(0≤x≤1)으로 이루어지는 양호한 단결정층을 성 장시키기 위해서는 성장층과 기판과의 격자정합 및 열팽창 계수 일치의 관점으로부터 AlαGa1-αN(0≤α≤1)으로 이루어지는 단결정 기판 또는 다결정 기판을 이용하는 것이 바람직하나 다른 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 기판을 이용하여도 좋다. 격자정수의 차는 성장층 격자정수의 약 3％ 이하가 바람직하다. 또한 열팽창 계수의 차는 성장층 열팽창 계수의 약 20％ 이하인 것이 바람직하다.
(제 2 실시예)
본 실시예의 성장방법은 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 기판 상에 일반식 InyAlzGa1-y-zN(0＜y≤1, 0≤z＜1, 0≤y＋z≤1)으로 나타나는 화합물 반도체를 성장시키는 방법이다.
본 실시예의 질화물계 화합물 반도체의 성장방법은, 예를 들어 도 1에 나타낸 상술의 유기금속 화학기상 성장장치를 이용하여 제 1 실시예와 마찬가지로 MOCVD법으로 실시할 수 있다. 제 1 실시예의 성장방법에 있어서의 트리메틸갈륨 및 암모니아의 원료가스에 다시 트리메틸인디움을 추가하여 GaN 단결정 기판 상에 InGaN층(성장층)을 성장시키는 방법을 예로 설명하기로 한다. InGaN의 경우 성장 온도를 내리면 조성이 변화한다고 하는 현상이 있지만 본 실시예에서는 원료가스의 유량비를 조절함으로써 같은 조성의 InGaN층을 얻는다.
상술한 성장방법에 있어서 약 600℃∼약 900℃의 범위 내의 각종 성장온도에서 GaN 단결정 기판 상에 두께 1㎛의 GaN층을 성장시킨다.
도 4에 각각의 성장온도에서 얻어진 InGaN층(성장층)의 표면 거칠기를 AFM으 로 측정한 결과, 즉 성장층 표면 거칠기의 성장온도 의존성을 도시한다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 약 700℃ 미만에서는 성장층 표면의 요철이 심하지만 약 700℃ 이상의 성장온도에서는 표면이 거의 평탄하다. 약 700℃ 미만에서 요철이 발생한 것은 성장온도가 낮으면 성장층이 다결정으로 되기 때문이다. 바꾸어 말하면 약 700℃ 이상의 성장온도에서 질화물계 화합물 반도체의 단결정 기판 상에 InGaN층을 에피택셜 성장시킴으로써 양호한 단결정 성장층이 얻어진다. 기판으로서 단결정 기판을 이용하는 것이 바람직하지만 결정 성장면의 면 방위가 같으면 다결정 기판을 이용하여도 좋다.
상기의 예에서는 InGaN층을 성장시킨 예를 나타냈지만 InAlGaN은 InGaN과 거의 같은 성질을 같고 있으므로 상술한 성장방법은 InAlGaN층의 성장에도 매우 알맞게 적용시킬 수 있다. 또한 InAlGaN의 융점은 AlGaN의 융점보다 낮으므로 제 1 실시예에 있어서의 AlGaN의 성장과 비교하면 저온에서의 성장이 가능하여 약 700℃ 이상의 성장온도에서 결정성이 좋은 단결정이 성장된다.
상술한 바와 같이 일반식 InyAlzGa1-y-zN(0＜y≤1, 0≤z＜1, 0≤y＋z≤1)으로 이루어지는 양호한 단결정층을 성장시키기 위해서는 성장층과 기판의 격자정합 및 열팽창 계수 일치의 관점으로부터 InβAlγGa1-β-γN(0＜β≤1, 0≤γ＜1, 0≤β＋γ≤1)으로 이루어지는 단결정 기판 또는 다결정 기판을 이용하는 것이 바람직하지만 다른 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 기판을 이용하여도 좋다. 격자정수의 차는 성장층의 격자정수의 약 3％ 이하가 바람직하다. 그리고 열팽창 계수의 차는 성장층 열팽창 계수의 약 20％ 이하인 것이 바람직하다.
(기판 전위밀도의 영향)
제 1 실시예와 같은 방법으로 전위밀도가 다른 각종 p형 GaN 단결정 기판 상에 각각 n형 GaN층을 성장시켰다. 얻어진 n형 GaN층(성장층)의 캐리어 이동도를 홀(Hall) 측정법에 의해 측정했다. n형 GaN층의 캐리어 밀도는 Si를 도핑함으로써 1×1018㎝-3으로 하였다. 기판 및 성장층의 도전형은 캐리어 이동도를 홀 측정법에 따라 평가하므로 상술한 바와 같이 선택하였다.
도 5는 캐리어 이동도의 기판 전위밀도 의존성을 나타낸 것이다. 도 5에서 밝혀진 바와 같이 성장층의 캐리어 이동도는 기판 전위밀도의 감소와 동시에 증대하고 있다. 캐리어 이동도가 클수록 성장층의 결정성이 좋은 것으로 생각된다. 기판의 전위밀도 1×106㎝-2에서 캐리어 이동도의 증대는 포화하여 캐리어 이동도는 일정하게 된다. 이로써 기판의 전위밀도를 약 1×106㎝-2 이하로 함으로써 결정성이 좋은 단결정 질화물계 화합물 반도체(8)를 성장시킬 수 있음을 알 수 있다.
(기판 두께의 영향)
제 1 실시예와 같은 방법으로 두께가 다른 직경 1인치의 GaN 단결정 기판 상에 각각 GaN층을 성장시켰다.
GaN층이 성장된 GaN 기판 균열의 발생률과 기판 두께와의 관계를 도 6에 도시한다. 도 6에서 밝혀진 바와 같이 기판 두께가 얇을수록 균열이 많이 발생하며 기판 두께가 약 30㎛ 미만에서는 거의 전부에 균열이 발생하고 있다. 기판의 두께를 약 60㎛ 이상으로 하면 기판의 균열은 10％ 이내로 되어 실용상 충분한 수율이 얻어진다. 또한, 기판의 두께를 약 80㎛ 이상으로 하면 기판의 균열은 약 1% 이내로 되어 수율이 더욱 향상된다. 기판 두께를 약 30㎛ 이상, 바람직하게는 약 60㎛ 이상으로 함으로써 기판으로서 실용적인 강도가 얻어진다.
(비소 및 인의 도입)
제 1 실시예와 같은 방법으로 질화물계 반도체층을 성장시키는 중에 원료가스에 추가로 AsH3를 공급한 경우와 PH3를 공급한 경우 그리고 AsH3, PH 3 모두 공급하지 않은 경우에 대하여 GaN층(성장층)(8)을 성장시켰다.
각각의 성장층 캐리어 밀도를 도 7에 도시한다. AsH3, PH3의 유량은 모두 10sccm으로 가스 공급부(5)(도 1 참조)로부터 공급된다. 얻어진 비도프 GaN층의 도전형은 모두 n형이었다.
도 7에서 밝혀진 바와 같이 성장 중에 비소(As) 또는 인(P)을 도입함으로써 캐리어 밀도가 저하된다. 성장된 GaN층이 비도프로 n형을 나타내는 것은 GaN은 질소(N)의 증기압이 높기 때문에 성장층 안으로 질소가 도입되는 효율이 나쁘고, 그 결과 성장층 안에 질소정공 결함이 생기기 쉬우며, 발생한 질소정공 결함이 도너(donor)성 결함으로서 기능하기 때문이다. As 또는 P의 도입에 의해 캐리어 밀도가 저하되는 것은 N보다 증기압이 낮은 As나 P를 도입함으로써 질소정공을 보상하는 기능이 있기 때문이라고 생각할 수 있다.
이와 같이 질화물계 반도체층의 성장 중에, N보다 증기압이 낮은 As나 P를 도입함으로써 질소정공을 보상하고 결정성을 더욱 향상(결함을 감소)시킬 수 있다.
상술한 예에서는 MOCVD법을 이용하여 질화물계 반도체 층을 성장시킬 때 As나 P원소를 이들 원소를 포함하는 화합물로서 도입하였지만 MBC법을 이용하여 질화물계 반도체층을 성장시킬 때에는 As나 P분자(즉 원자)로서 As나 P원소를 도입하면 된다.
기판의 전위밀도의 영향과 기판두께의 영향 그리고 비소 및 인의 도입 효과를 제 1실시예의 성장방법에 따라 설명하였지만 제 2 실시예에 있어서도 제 1 실시예의 성장방법에서의 효과와 마찬가지 효과가 얻어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 기판계면과 성장층 사이에 결함을 발생시키지 않고 질화물계 화합물 반도체의 성장을 실행하는 방법을 제공할 수 있으며, 따라서 이 방법에 의해 성장시킨 질화물 반도체를 이용하여 단파장 발광소자 등을 제작함으로써 소자의 성능과 신뢰성을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 기판 상에 일반식 AlxGa1-xN(0≤x≤1)으로 표시되는 화합물 반도체를 약 900℃ 이상의 성장온도에서 직접 성장시키는 것을 특징으로 하는 질화물계 화합물 반도체의 성장방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판의 전위밀도가 약 1×106cm-2 이하인 것을 특징으로 하는 질화물계 화합물 반도체의 성장방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기판의 두께가 약 30㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 질화물계 화합물 반도체의 성장방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 상에의 상기 화합물 반도체 성장 중, 상기 기판 상에 비소를 포함하는 화합물 또는 비소를 공급하는 것을 특징으로 하는 질화물계 화합물 반도체의 성장방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 상에의 상기 화합물 반도체 성장 중, 상기 기판 상에 인을 포함하는 화합물 또는 인을 공급하는 것을 특징으로 하는 질화물계 화합물 반도체의 성장방법.
  6. 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 기판 상에 일반식 InyAlzGa1-y-zN(0＜y≤1, 0≤z＜1, 0≤y＋z≤1)으로 표시되는 화합물 반도체를 약 700℃ 이상의 성장 온도에서 직접 성장시키는 것을 특징으로 하는 질화물계 화합물 반도체의 성장방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 기판의 전위밀도가 약 1×106cm-2 이하인 것을 특징으로 하는 질화물계 화합물 반도체의 성장방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 기판의 두께가 약 30㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 질화물계 화합물 반도체의 성장방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 기판 상에의 상기 화합물 반도체 성장 중, 상기 기판 상에 비소를 포함 하는 화합물 또는 비소를 공급하는 것을 특징으로 하는 질화물계 화합물 반도체의 성장방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 기판 상에의 상기 화합물 반도체 성장 중, 상기 기판 상에 인을 포함하는 화합물 또는 인을 공급하는 것을 특징으로 하는 질화물계 화합물 반도체의 성장방법.
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