窒化物半導体素子の製造方法
本発明は、窒化物半導体素子の製造方法に関する。本発明の窒化物半導体素子の製造方法は、第１支持基板上に窒化ガリウムエピ層を形成する段階と、前記窒化ガリウムエピ層上に第２支持基板を形成する段階と、前記第１支持基板を除いた残りの領域の表面にパッシベーション層を形成する段階と、前記パッシベーション層をマスクとして前記第１支持基板をエッチングする段階と、前記パッシベーション層を除去して前記第２支持基板および前記窒化ガリウムエピ層を露出させる段階とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム(GaN)はIII-Ｖ族化合物半導体として、GaN化合物半導体は、青色、緑色、紫外線領域で動作する半導体レーザおよび発光ダイオードなど光素子のみならず、高温、高出力で動作するHEMT、FETなど電子素子などの材料の高温高出力電子素子として利用されている。
【０００３】
素子形成のためのGaN化合物半導体は、主にサファイア(Al２O３)やシリコンカーバイド(SiC)のような異種基板を用いて成長される。これは、GaN基板のためのバルク(bulk)製造方法が、既存の他の半導体で一般的に用いる方法である溶融方法では、高温、高圧の条件が必要であるため商用化が難しいからである。
【０００４】
特に、サファイアまたはSiC基板は、GaNと格子定数および熱膨張係数において差が大きいので、成長したGaN結晶に非常に高い欠陥密度が存在する可能性がある。
【０００５】
このような欠陥は、素子の具現において効率低下および漏洩電流発生の原因となり、素子の性能および収率を低下させることになる。従って、高品質のGaN単結晶基板の形成が求められている。
【０００６】
今まで商用化されたGaN単結晶基板の製造方法では、サファイア基板またはSiCのような異種基板の上にHVPE(Hydride vapor phase epitaxy)法によってバルクGaN層を成長させ、以後サファイア基板またはSiC基板を除去することでGaN基板を得ていた。この時、サファイアまたはSiCのような下部基板を除去する方法としては、レーザリフトオフ(laser lift-off)工程を適用することができる。
【０００７】
しかし、レーザを利用した分離工程は、レーザ照射時の高い熱が発生し、GaN基板に悪影響を与えることがある。即ち、このようなレーザ工程は、サファイアまたはSiCのような下部基板と窒化物半導体層の間のストレスを誘発し、これによってGaN基板が破損または損傷する問題が発生することがある。
【０００８】
一方、発光ダイオード(Light Emitting Diode：LED)またはレーザダイオード(Laser Diode：LD)等の発光素子を製造する際、通常的に窒化ガリウム基板以外のシリコン、サファイアまたはシリコンカーバイドなどの他の物質から構成された異種基板を用いている。
【０００９】
このような異種基板上に窒化ガリウム(GaN)系の物質を成長させる過程で、熱膨張係数と結晶格子定数の差によって格子不整合や貫通転位(Threading Dislocation)等のような結晶が、成長する薄膜内に含まれることになる。
【００１０】
一般的に、窒化物半導体発光素子の場合、基板にサファイアが主に用いられるが、サファイアは電気を通さないため電流を供給するための電極が水平に位置することになる。
【００１１】
この時、活性層から発生した光の一部は外部に脱出して外部量子効率に影響を与えるが、殆どの量の光はサファイア基板と窒化物半導体層の内部に閉じ込められて抜出されず、熱として消滅されているのが実情である。また、水平方向に電流が印加されて発光素子内部に電流密度の不均衡が発生し、素子の性能に悪影響を与える。
【００１２】
このために、サファイア基板を除去して垂直方向の電極構造を有する発光素子を製作するための技術が研究されている。一般的に、サファイア基板を除去するための方法として、レーザ工程を用いることができる。
【００１３】
このようなレーザ工程は、サファイア基板と発光素子の窒化物半導体の間にストレスを誘発し、これによって窒化物半導体が損傷する問題が発生することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、高品質の単結晶窒化ガリウム層(GaN)を成長させることができる窒化物半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の窒化物半導体素子の製造方法は、第１支持基板上に窒化ガリウムエピ層(GaN epitaxial layer)を形成する段階と、前記窒化ガリウムエピ層上に第２支持基板を形成する段階と、前記第１支持基板を除いた残りの領域の表面にパッシベーション層を形成する段階と、前記パッシベーション層をマスクとして前記第１支持基板をエッチングする段階と、前記パッシベーション層を除去して前記第２支持基板および前記窒化ガリウムエピ層を露出させる段階とを含む。
【００１６】
また、本発明の窒化物半導体素子の製造方法は、支持基板上に発光構造物を形成する段階と、前記発光構造物上に第２導電層を形成する段階と、前記支持基板を除く前記発光構造物および第２導電層の表面にパッシベーション層を形成する段階と、前記発光構造物の一面が露出するように前記パッシベーション層をエッチングマスクとして前記支持基板をエッチングする段階と、前記パッシベーション層を除去する段階とを含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高品質の窒化ガリウム層を形成することができる。
即ち、異種基板上にエピ層および支持部を形成した後、前記エピ層および支持部をコーティング層によって保護することで、前記異種基板を選択的に除去することができる。
【００１８】
前記異種基板は、湿式エッチング工程によって選択的に除去することができるので、前記エピ層および支持部の損傷を防止することができる。即ち、前記異種基板の分離時に発生し得る素子の損傷を最小化することができる。
【００１９】
この時、前記コーティング層は湿式エッチング液から前記支持部を保護できるコーティング剤を用いることで、前記エピ層および支持部を保護することができる。
【００２０】
また、コーティング層の場合、短時間に大量に用いることができるので、経済的であり、生産性を向上させることができる。
【００２１】
前記異種基板が除去された前記エピ層上に窒化ガリウム層を成長させることで、前記窒化ガリウム層の結晶性を向上させ、素子の電気的特性を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、垂直構造の窒化物発光素子を形成することができる。即ち、異種基板上に発光構造物および支持部を形成した後、前記発光構造物および支持部をコーティング層によって保護することで、前記異種基板を選択的に除去することができる。
【００２３】
これによって、前記発光構造物は垂直構造を有することができるので、素子内部の電流密度を均一に維持し、電気的特性を向上させることができる。
【００２４】
前記コーティング層によって前記発光構造物の損傷を防止することができるので、光特性を向上させることができる。
【００２５】
前記発光構造物の一側に形成された支持部は、前記異種基板の除去時に前記発光構造物のハンドリング役割をすることができる。
【００２６】
また、前記支持部は、前記異種基板の除去後前記発光構造物の電極の役割をすることができるので、高効率の発光素子を具現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図２】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図３】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図４】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図５】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図６】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図７】別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図８】別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図９】別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図１０】別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図１１】別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
実施例の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物が基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンの「上」または「下」に形成されると記載される場合、「上」と「下」は直接または他の層を介在して形成されることを全部含む。また、各層の「上」または「下」の基準は、図面を基準として説明する。
【００２９】
図面において、各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性を図り、誇張、省略または概略的に図示されている。また、各構成要素の大きさは実際の大きさを全面的に反映するものではない。
（実施例）
【００３０】
図１〜図６に示すように、実施例に係る窒化物半導体素子の製造方法を説明する。
図１に示すように、第１支持基板１００上に窒化ガリウムエピ層１１０が形成される。前記第１支持基板１００は、前記窒化ガリウムエピ層１１０を形成できるすべての基板を選択的に用いることができる。
【００３１】
例えば、前記第１支持基板１００は、サファイア(Al２O３)基板、シリコン(Si)基板、シリコンカーバイド(SiC)を含む酸化物基板およびカーバイド基板中いずれか１つからなることがである。
【００３２】
前記窒化ガリウムエピ層１１０は、以後形成される窒化ガリウム半導体層のバッファ役割をすることができる。即ち、前記窒化ガリウムエピ層１１０は、前記第１支持基板１００と窒化ガリウム半導体層の間に形成され、前記第１支持基板１００と窒化ガリウム半導体層の格子不整合および熱膨張係数の差のような物質特性を緩和することができる。
【００３３】
例えば、前記窒化ガリウムエピ層１１０は、有機金属気相成長法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：MOCVD)によって形成することができる。前記窒化ガリウムエピ層１１０は２〜８μｍの厚さを有することができる。
【００３４】
これによって、前記窒化ガリウムエピ層１１０のいずれか１つの面に単結晶窒化ガリウム層を形成する場合、熱膨張係数と結晶格子定数がほぼ同一なので、高品質の窒化ガリウム層を形成することができる。
【００３５】
図２に示すように、前記窒化ガリウムエピ層１１０上に第２支持基板１２０が形成される。
【００３６】
前記第２支持基板１２０は、下部の層を制御するハンドリングウェハ(handling wafer)として用いることができる。前記第２支持基板１２０は十分に厚い厚さに形成することで、前記窒化ガリウムエピ層１１０をハンドリングすることができる。
【００３７】
前記第２支持基板１２０は、前記窒化ガリウムエピ層１１０より約１０〜５０倍程度厚い厚さを有することができる。例えば、前記第２支持基板１２０は５０〜１００μｍの厚さを有することができる。
【００３８】
前記第２支持基板１２０は、金属などの導電体からなることができる。例えば、前記第２支持基板１２０は、銅(Cu)、白金(Pt)、金(Au)、ニッケル(Ni)およびアルミニウム(Al)中のいずれか１つをメッキ(electro-plating)して形成したり、またはこれらの合金によって形成することができる。
【００３９】
一方、前記第２支持基板１２０の材料は導電体に限定されない。例えば、前記第２支持基板１２０は、前記第１支持基板１００と同一な酸化物基板またはカーバイド基板からなることもできる。従って、前記第１支持基板１００と前記第２支持基板１２０の間に前記窒化ガリウムエピ層１１０が介在する状態となる。
【００４０】
例えば、前記第１支持基板１００と接する前記窒化ガリウムエピ層１１０のいずれか一面を第１表面１１１と称し、前記第２支持基板１２０と接する前記窒化ガリウムエピ層１１０の他の一面を第２表面１１２と称する。
【００４１】
図３に示すように、前記窒化ガリウムエピ層１１０および第２支持基板１２０の表面にパッシベーション層１６０が形成される。
【００４２】
前記パッシベーション層１６０は、前記第１支持基板１００の除去時に、前記窒化ガリウムエピ層１１０および第２支持基板１２０をエッチング工程から保護するための層である。
【００４３】
前記パッシベーション層１６０は、前記第１支持基板１００を除いた領域、即ち前記窒化ガリウムエピ層１１０および前記第２支持基板１２０の露出された領域の表面上に形成される。即ち、前記パッシベーション層１６０は、前記窒化ガリウムエピ層１１０の側面、前記第２支持基板１２０の側面および上部表面上に選択的に形成される。例えば、前記パッシベーション層１６０は、エナメル(enamel)、テフロン(teflon)、パラフィン(paraffin)およびポリエステル(polyester)中の少なくともいずれか１つからなることができる。
【００４４】
前記パッシベーション層１６０は、スピンコーティングまたはブラシコーティングによって、前記窒化ガリウムエピ層１１０および前記第２支持基板１２０の露出された領域上のみに選択的に形成することができる。以後、前記パッシベーション層１６０に対する硬化工程を行うことができる。
【００４５】
図４に示すように、前記第１支持基板１００が除去され、前記窒化ガリウムエピ層１１０の第１表面１１１が露出する。前記第１支持基板１００は、前記パッシベーション層１６０をエッチングマスクとして用いるエッチング工程によって除去することができる。前記第１支持基板１００は、選択的エッチング液を利用した湿式エッチング工程によって除去することができる。
【００４６】
前記湿式エッチング工程は、前記第１支持基板１００上の前記窒化ガリウムエピ層１１０の第１表面１１１が露出するまで行うことができる。
【００４７】
前記パッシベーション層１６０を用いることで、前記第２支持基板１２０および前記窒化ガリウムエピ層１１０が損傷することなく、前記第１支持基板１００を選択的に除去することができる。
【００４８】
また、前記第１支持基板１００が前記窒化ガリウムエピ層１１０から速かに除去され、前記窒化ガリウムエピ層１１０の損傷を防止することができる。
【００４９】
一方、前記第１支持基板１００を除去した後、前記第２支持基板１２０が前記窒化ガリウムエピ層１１０の下側に位置するように１８０°回転させることができる。または、前記第１支持基板１００を除去する前に、前記第１支持基板１００、窒化ガリウムエピ層１１０および第２支持基板１２０を１８０°回転させた後、前記第１支持基板１００に対するエッチング工程を行うこともできる。
【００５０】
図５に示すように、前記パッシベーション層１６０が除去され、前記第２支持基板１２０および窒化ガリウムエピ層１１０の外側面が露出する。
【００５１】
前記パッシベーション層１６０は、コーティング分離工程によって除去することができる。例えば、前記パッシベーション層１６０は、メタノール(methanol)、アセトン(acetone)およびイソプロピルアルコール(isopropyl alcohol(IPA))等のようなアルコール系溶剤(alcohol sovent)を利用して除去することができる。
従って、前記第２支持基板１２０上に窒化ガリウムエピ層１１０が形成された状態となる。また、前記窒化ガリウムエピ層１１０の第１表面１１１が上側に位置され、露出された状態となる。これによって、前記窒化ガリウムエピ層１１０は、バルク窒化ガリウム成長用の基板として用いることができる。
【００５２】
図６に示すように、前記窒化ガリウムエピ層１１０の第１表面１１１上に単結晶窒化ガリウム半導体層１３０が形成される。前記窒化ガリウム半導体層１３０はHVPE(Hydride vapor phase epitaxy)法によって形成することができる。前記窒化ガリウム半導体層１３０は、熱膨張係数と結晶格子定数がほぼ同一な前記窒化ガリウムエピ層１１０上に形成されるので、高品質の窒化ガリウム層となることができる。
【００５３】
一方、前記第１支持基板１００が除去された前記窒化ガリウムエピ層１１０は、厚さが比較的に薄く形成されているので、ハンドリングが困難な場合がある。そこで、実施例では前記窒化ガリウムエピ層１１０の第２表面１１２に第２支持基板１２０を形成することで、前記窒化ガリウムエピ層１１０のハンドリングを容易にすることができる。
【００５４】
前記第２支持基板１２０は金属導電体からなり、前記窒化ガリウム半導体層１３０よりも高い融点を持っている。従って、前記窒化ガリウム半導体層１３０の成長後、素子製作時に電極層として用いることができる。
【００５５】
また、前記第２支持基板１２０上に形成された前記窒化ガリウムエピ層１１０が前記窒化ガリウム半導体層１３０の成長バッファ役割をするので、欠陥を減少できる効果がある。
【００５６】
実施例では、窒化ガリウムエピ層１１０下部の第１支持基板１００を選択的に除去した後、前記窒化ガリウムエピ層１１０上に単結晶窒化ガリウム半導体層１３０を形成することができる。これによって、高品質の窒化ガリウム半導体層１３０を形成することができる。
【００５７】
図７〜図１１に示すように、別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造方法を説明する。特に本実施例は、窒化物半導体を利用した発光素子(Light Emitting Diode：LED)の製造方法に関する。
【００５８】
図７に示すように、支持基板２００上に発光構造物２１０が形成される。
【００５９】
前記支持基板２００は、サファイア基板(Al２O３)、シリコン(Si)基板、シリコンカーバイド(SiC)基板、上部に窒化ガリウムが形成されているサファイア基板、上部に窒化ガリウムが形成されているシリコン基板、上部に窒化ガリウムが形成されているシリコンカーバイド基板中のいずれか１つからなることができる。
【００６０】
前記発光構造物２１０は、前記支持基板２００上に窒化ガリウムバッファ層(図示されない)を２〜３μｍの厚さまでエピ成長させた後、第１半導体層２２０、活性層２３０および第２半導体層２４０を積層して形成することができる。
【００６１】
または、前記発光構造物２１０は、前記支持基板２００上に第２半導体層２４０、活性層２３０および第１半導体層２２０が積層された構造に形成することもできる。前記第１半導体層２２０は前記支持基板２００上に形成され、n型GaN層であってもよい。
【００６２】
前記活性層２３０は、前記第１半導体層２２０上に形成され、GaN系単一量子井戸構造(SQW：single quantum well)や多重量子井戸構造(MQW：multi quantum well)からなることができ、またはこれらの超格子(SL：super lattice)などの量子構造からなることもできる。このような活性層２３０の量子構造は、GaN系の様々な物質の組合からなることができ、例えばAlInGaN、InGaNなどを用いることができる。
【００６３】
前記第２半導体層２４０は前記活性層２３０上に形成され、p型GaN層であってもよい。前記発光構造物２１０は、電子と正孔の結合により活性層から光を生成し、発光素子として機能することになる。特に、前記支持基板２００を除去して垂直方向の電極構造を有する発光素子を形成することで、電気的効率を向上させることができる。
【００６４】
図８に示すように、前記第２半導体層２４０上に第２導電層２５０が形成される。前記第２導電層２５０は、前記発光構造物２１０を支持できるように十分な厚さで形成される。例えば、前記第２導電層２５０は５０〜１００μｍの厚さを有することができる。
【００６５】
前記第２導電層２５０は伝導性物質からなることができる。例えば、前記第２導電層２５０は、銅(Cu)、金(Au)、ニッケル(Ni)およびアルミニウム(Al)中の少なくともいずれか１つをメッキ(electro-plating)して形成したり、またはこれらの合金によって形成することができる。
【００６６】
前記第２導電層２５０は、前記第２半導体層２４０の電極の役割をすることができる。即ち、前記第２導電層２５０はp型電極、または前記第１および第２半導体層２２０、２４０の位置に応じてn型電極であってもよい。
【００６７】
図９に示すように、前記第２導電層２５０および発光構造物２１０の表面にパッシベーション層２６０が形成される。
【００６８】
前記パッシベーション層２６０は、前記支持基板２００の除去時に前記第２導電層２５０および発光構造物２１０を保護する。前記パッシベーション層２６０は、前記支持基板１００を除いた残りの領域上に形成される。
【００６９】
即ち、前記パッシベーション層２６０は、前記発光構造物２１０の露出された側面、前記第２導電層２５０の側面および上部表面上に選択的に形成される。例えば、前記パッシベーション層２６０は、エナメル(enamel)、テフロン(teflon)、パラフィン(paraffin)およびポリエステル(polyester)中の少なくともいずれか１つからなることができる。
【００７０】
前記パッシベーション層２６０は、スピンコーティングまたはブラシコーティングによって、前記第２導電層２５０および発光構造物２１０の露出された領域上のみに選択的に形成することができる。
【００７１】
以後、前記パッシベーション層２６０は硬化工程の通じて緻密な膜質を有することで、前記第２導電層２５０および発光構造物２１０を保護することができる。例えば、前記硬化工程は、低温熱処理工程または乾燥工程からなることができる。
【００７２】
図１０に示すように、前記支持基板２００が除去され、前記発光構造物２１０の一側面が露出する。前記支持基板２００は、前記パッシベーション層２６０をエッチングマスクとするエッチング工程によって選択的に除去することができる。
【００７３】
前記エッチング工程は、前記支持基板２００を選択的に除去する化学物質(chemical agent)を用いた湿式エッチング工程からなることができる。前記パッシベーション層２６０を保護マスクとして用いることで、前記発光構造物２１０および第２導電層２５０が損傷することなく、前記支持基板２００を選択的に除去することができる。
【００７４】
前記支持基板２００の除去によって、前記支持基板２００と接していた前記第１半導体層２２０の一面が露出した状態となる。前記湿式エッチング工程によって前記支持基板２００を速かに除去できるので、工程時間を短縮させることができる。これは一般的なレーザ工程に比べて経済的であり、前記発光構造物２１０の損傷を減らすことができるので、素子の信頼性を向上させることができる。
【００７５】
一方、前記支持基板２００を除去した後、前記第２導電層２５０が前記発光構造物２１０の下側に位置するように１８０°回転させることができる。または、前記支持基板２００を除去する前に、前記支持基板２００、発光構造物２１０および第２導電層２５０を１８０°回転させた後、前記エッチング工程を行うこともできる。
【００７６】
図１１に示すように、前記パッシベーション層２６０が除去され、前記発光構造物２１０は垂直型構造を有することができる。前記パッシベーション層２６０は、コーティング分離工程によって除去することができる。例えば、前記パッシベーション層２６０は、メタノール(methanol)、アセトン(acetone)およびイソプロピルアルコール(isopropyl alcohol(IPA))等のようなアルコール系溶剤(alcohol sovent)を利用して除去することができる。
【００７７】
前記パッシベーション層２６０の除去によって前記第２導電層２５０および発光構造物２１０が露出され、前記発光構造物２１０は第２半導体層２４０、活性層２３０および第１半導体層２２０が積層された垂直構造を有することになる。この時、前記第２導電層２５０は、前記第２半導体層２４０の電極の役割をすることができる。
【００７８】
さらに、前記第１半導体層２２０の露出された一面上に第１導電層２７０を選択的に形成する。前記第１導電層２７０は、n型電極であってもよい。
【００７９】
前記のように、保護コーティング層によって前記支持基板２００を前記発光構造物２１０から分離することで、前記発光構造物２１０の損傷を最小化し、光量損失を減少させることができる。
【００８０】
前記発光構造物２１０を製作した後、前記支持基板２００を湿式エッチング工程によって除去するので、大量化工程が可能となり、経済的な効率を向上させることができる。
【００８１】
また、前記第２導電層２５０が、前記発光構造物２１０の支持基板２００の役割をすると同時に電極としても活用できるので、素子の効率を向上させることができる。
【００８２】
以上の実施例で説明された特徴、構造、効果などは、少なくとも１つの実施例に組合せることができ、必ず１つの実施例に限定されるものではない。また、各実施例に例示した特徴、構造、効果などは、当業者であれば、別の実施例に組合せたり変形して実施可能であり、このような組合と変形も本発明の範囲内に含まれるものであると解釈されるべきである。
【００８３】
また、以上では実施例を中心に本発明を説明したが、これは例示であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上に例示されていない多様な変形と応用が可能であることは自明である。例えば、実施例に具体的に開示された各構成要素は、変形して実施可能であり、このような変形と応用に係る差異点も、添付された特許請求の範囲の範囲内に含まれるものであると解釈されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明によれば、高品質の窒化ガリウム層を形成することができる。例えば、異種基板上に窒化ガリウムエピ層および支持部を形成した後、前記窒化ガリウムエピ層および支持部をコーティング層によって保護することで、前記異種基板を選択的に除去することができるが、これに限定されるものではない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム(GaN)はIII-Ｖ族化合物半導体として、GaN化合物半導体は、青色、緑色、紫外線領域で動作する半導体レーザおよび発光ダイオードなど光素子のみならず、高温、高出力で動作するHEMT、FETなど電子素子などの材料の高温高出力電子素子として利用されている。
【０００３】
素子形成のためのGaN化合物半導体は、主にサファイア(Al２O３)やシリコンカーバイド(SiC)のような異種基板を用いて成長される。これは、GaN基板のためのバルク(bulk)製造方法が、既存の他の半導体で一般的に用いる方法である溶融方法では、高温、高圧の条件が必要であるため商用化が難しいからである。
【０００４】
特に、サファイアまたはSiC基板は、GaNと格子定数および熱膨張係数において差が大きいので、成長したGaN結晶に非常に高い欠陥密度が存在する可能性がある。
【０００５】
このような欠陥は、素子の具現において効率低下および漏洩電流発生の原因となり、素子の性能および収率を低下させることになる。従って、高品質のGaN単結晶基板の形成が求められている。
【０００６】
今まで商用化されたGaN単結晶基板の製造方法では、サファイア基板またはSiCのような異種基板の上にHVPE(Hydride vapor phase epitaxy)法によってバルクGaN層を成長させ、以後サファイア基板またはSiC基板を除去することでGaN基板を得ていた。この時、サファイアまたはSiCのような下部基板を除去する方法としては、レーザリフトオフ(laser lift-off)工程を適用することができる。
【０００７】
しかし、レーザを利用した分離工程は、レーザ照射時の高い熱が発生し、GaN基板に悪影響を与えることがある。即ち、このようなレーザ工程は、サファイアまたはSiCのような下部基板と窒化物半導体層の間のストレスを誘発し、これによってGaN基板が破損または損傷する問題が発生することがある。
【０００８】
一方、発光ダイオード(Light Emitting Diode：LED)またはレーザダイオード(Laser Diode：LD)等の発光素子を製造する際、通常的に窒化ガリウム基板以外のシリコン、サファイアまたはシリコンカーバイドなどの他の物質から構成された異種基板を用いている。
【０００９】
このような異種基板上に窒化ガリウム(GaN)系の物質を成長させる過程で、熱膨張係数と結晶格子定数の差によって格子不整合や貫通転位(Threading Dislocation)等のような結晶が、成長する薄膜内に含まれることになる。
【００１０】
一般的に、窒化物半導体発光素子の場合、基板にサファイアが主に用いられるが、サファイアは電気を通さないため電流を供給するための電極が水平に位置することになる。
【００１１】
この時、活性層から発生した光の一部は外部に脱出して外部量子効率に影響を与えるが、殆どの量の光はサファイア基板と窒化物半導体層の内部に閉じ込められて抜出されず、熱として消滅されているのが実情である。また、水平方向に電流が印加されて発光素子内部に電流密度の不均衡が発生し、素子の性能に悪影響を与える。
【００１２】
このために、サファイア基板を除去して垂直方向の電極構造を有する発光素子を製作するための技術が研究されている。一般的に、サファイア基板を除去するための方法として、レーザ工程を用いることができる。
【００１３】
このようなレーザ工程は、サファイア基板と発光素子の窒化物半導体の間にストレスを誘発し、これによって窒化物半導体が損傷する問題が発生することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、高品質の単結晶窒化ガリウム層(GaN)を成長させることができる窒化物半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の窒化物半導体素子の製造方法は、第１支持基板上に窒化ガリウムエピ層(GaN epitaxial layer)を形成する段階と、前記窒化ガリウムエピ層上に第２支持基板を形成する段階と、前記第１支持基板を除いた残りの領域の表面にパッシベーション層を形成する段階と、前記パッシベーション層をマスクとして前記第１支持基板をエッチングする段階と、前記パッシベーション層を除去して前記第２支持基板および前記窒化ガリウムエピ層を露出させる段階とを含む。
【００１６】
また、本発明の窒化物半導体素子の製造方法は、支持基板上に発光構造物を形成する段階と、前記発光構造物上に第２導電層を形成する段階と、前記支持基板を除く前記発光構造物および第２導電層の表面にパッシベーション層を形成する段階と、前記発光構造物の一面が露出するように前記パッシベーション層をエッチングマスクとして前記支持基板をエッチングする段階と、前記パッシベーション層を除去する段階とを含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高品質の窒化ガリウム層を形成することができる。
即ち、異種基板上にエピ層および支持部を形成した後、前記エピ層および支持部をコーティング層によって保護することで、前記異種基板を選択的に除去することができる。
【００１８】
前記異種基板は、湿式エッチング工程によって選択的に除去することができるので、前記エピ層および支持部の損傷を防止することができる。即ち、前記異種基板の分離時に発生し得る素子の損傷を最小化することができる。
【００１９】
この時、前記コーティング層は湿式エッチング液から前記支持部を保護できるコーティング剤を用いることで、前記エピ層および支持部を保護することができる。
【００２０】
また、コーティング層の場合、短時間に大量に用いることができるので、経済的であり、生産性を向上させることができる。
【００２１】
前記異種基板が除去された前記エピ層上に窒化ガリウム層を成長させることで、前記窒化ガリウム層の結晶性を向上させ、素子の電気的特性を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、垂直構造の窒化物発光素子を形成することができる。即ち、異種基板上に発光構造物および支持部を形成した後、前記発光構造物および支持部をコーティング層によって保護することで、前記異種基板を選択的に除去することができる。
【００２３】
これによって、前記発光構造物は垂直構造を有することができるので、素子内部の電流密度を均一に維持し、電気的特性を向上させることができる。
【００２４】
前記コーティング層によって前記発光構造物の損傷を防止することができるので、光特性を向上させることができる。
【００２５】
前記発光構造物の一側に形成された支持部は、前記異種基板の除去時に前記発光構造物のハンドリング役割をすることができる。
【００２６】
また、前記支持部は、前記異種基板の除去後前記発光構造物の電極の役割をすることができるので、高効率の発光素子を具現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図２】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図３】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図４】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図５】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図６】実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図７】別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図８】別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図９】別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図１０】別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【図１１】別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造工程を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
実施例の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物が基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンの「上」または「下」に形成されると記載される場合、「上」と「下」は直接または他の層を介在して形成されることを全部含む。また、各層の「上」または「下」の基準は、図面を基準として説明する。
【００２９】
図面において、各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性を図り、誇張、省略または概略的に図示されている。また、各構成要素の大きさは実際の大きさを全面的に反映するものではない。
（実施例）
【００３０】
図１〜図６に示すように、実施例に係る窒化物半導体素子の製造方法を説明する。
図１に示すように、第１支持基板１００上に窒化ガリウムエピ層１１０が形成される。前記第１支持基板１００は、前記窒化ガリウムエピ層１１０を形成できるすべての基板を選択的に用いることができる。
【００３１】
例えば、前記第１支持基板１００は、サファイア(Al２O３)基板、シリコン(Si)基板、シリコンカーバイド(SiC)を含む酸化物基板およびカーバイド基板中いずれか１つからなることがである。
【００３２】
前記窒化ガリウムエピ層１１０は、以後形成される窒化ガリウム半導体層のバッファ役割をすることができる。即ち、前記窒化ガリウムエピ層１１０は、前記第１支持基板１００と窒化ガリウム半導体層の間に形成され、前記第１支持基板１００と窒化ガリウム半導体層の格子不整合および熱膨張係数の差のような物質特性を緩和することができる。
【００３３】
例えば、前記窒化ガリウムエピ層１１０は、有機金属気相成長法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：MOCVD)によって形成することができる。前記窒化ガリウムエピ層１１０は２〜８μｍの厚さを有することができる。
【００３４】
これによって、前記窒化ガリウムエピ層１１０のいずれか１つの面に単結晶窒化ガリウム層を形成する場合、熱膨張係数と結晶格子定数がほぼ同一なので、高品質の窒化ガリウム層を形成することができる。
【００３５】
図２に示すように、前記窒化ガリウムエピ層１１０上に第２支持基板１２０が形成される。
【００３６】
前記第２支持基板１２０は、下部の層を制御するハンドリングウェハ(handling wafer)として用いることができる。前記第２支持基板１２０は十分に厚い厚さに形成することで、前記窒化ガリウムエピ層１１０をハンドリングすることができる。
【００３７】
前記第２支持基板１２０は、前記窒化ガリウムエピ層１１０より約１０〜５０倍程度厚い厚さを有することができる。例えば、前記第２支持基板１２０は５０〜１００μｍの厚さを有することができる。
【００３８】
前記第２支持基板１２０は、金属などの導電体からなることができる。例えば、前記第２支持基板１２０は、銅(Cu)、白金(Pt)、金(Au)、ニッケル(Ni)およびアルミニウム(Al)中のいずれか１つをメッキ(electro-plating)して形成したり、またはこれらの合金によって形成することができる。
【００３９】
一方、前記第２支持基板１２０の材料は導電体に限定されない。例えば、前記第２支持基板１２０は、前記第１支持基板１００と同一な酸化物基板またはカーバイド基板からなることもできる。従って、前記第１支持基板１００と前記第２支持基板１２０の間に前記窒化ガリウムエピ層１１０が介在する状態となる。
【００４０】
例えば、前記第１支持基板１００と接する前記窒化ガリウムエピ層１１０のいずれか一面を第１表面１１１と称し、前記第２支持基板１２０と接する前記窒化ガリウムエピ層１１０の他の一面を第２表面１１２と称する。
【００４１】
図３に示すように、前記窒化ガリウムエピ層１１０および第２支持基板１２０の表面にパッシベーション層１６０が形成される。
【００４２】
前記パッシベーション層１６０は、前記第１支持基板１００の除去時に、前記窒化ガリウムエピ層１１０および第２支持基板１２０をエッチング工程から保護するための層である。
【００４３】
前記パッシベーション層１６０は、前記第１支持基板１００を除いた領域、即ち前記窒化ガリウムエピ層１１０および前記第２支持基板１２０の露出された領域の表面上に形成される。即ち、前記パッシベーション層１６０は、前記窒化ガリウムエピ層１１０の側面、前記第２支持基板１２０の側面および上部表面上に選択的に形成される。例えば、前記パッシベーション層１６０は、エナメル(enamel)、テフロン(teflon)、パラフィン(paraffin)およびポリエステル(polyester)中の少なくともいずれか１つからなることができる。
【００４４】
前記パッシベーション層１６０は、スピンコーティングまたはブラシコーティングによって、前記窒化ガリウムエピ層１１０および前記第２支持基板１２０の露出された領域上のみに選択的に形成することができる。以後、前記パッシベーション層１６０に対する硬化工程を行うことができる。
【００４５】
図４に示すように、前記第１支持基板１００が除去され、前記窒化ガリウムエピ層１１０の第１表面１１１が露出する。前記第１支持基板１００は、前記パッシベーション層１６０をエッチングマスクとして用いるエッチング工程によって除去することができる。前記第１支持基板１００は、選択的エッチング液を利用した湿式エッチング工程によって除去することができる。
【００４６】
前記湿式エッチング工程は、前記第１支持基板１００上の前記窒化ガリウムエピ層１１０の第１表面１１１が露出するまで行うことができる。
【００４７】
前記パッシベーション層１６０を用いることで、前記第２支持基板１２０および前記窒化ガリウムエピ層１１０が損傷することなく、前記第１支持基板１００を選択的に除去することができる。
【００４８】
また、前記第１支持基板１００が前記窒化ガリウムエピ層１１０から速かに除去され、前記窒化ガリウムエピ層１１０の損傷を防止することができる。
【００４９】
一方、前記第１支持基板１００を除去した後、前記第２支持基板１２０が前記窒化ガリウムエピ層１１０の下側に位置するように１８０°回転させることができる。または、前記第１支持基板１００を除去する前に、前記第１支持基板１００、窒化ガリウムエピ層１１０および第２支持基板１２０を１８０°回転させた後、前記第１支持基板１００に対するエッチング工程を行うこともできる。
【００５０】
図５に示すように、前記パッシベーション層１６０が除去され、前記第２支持基板１２０および窒化ガリウムエピ層１１０の外側面が露出する。
【００５１】
前記パッシベーション層１６０は、コーティング分離工程によって除去することができる。例えば、前記パッシベーション層１６０は、メタノール(methanol)、アセトン(acetone)およびイソプロピルアルコール(isopropyl alcohol(IPA))等のようなアルコール系溶剤(alcohol sovent)を利用して除去することができる。
従って、前記第２支持基板１２０上に窒化ガリウムエピ層１１０が形成された状態となる。また、前記窒化ガリウムエピ層１１０の第１表面１１１が上側に位置され、露出された状態となる。これによって、前記窒化ガリウムエピ層１１０は、バルク窒化ガリウム成長用の基板として用いることができる。
【００５２】
図６に示すように、前記窒化ガリウムエピ層１１０の第１表面１１１上に単結晶窒化ガリウム半導体層１３０が形成される。前記窒化ガリウム半導体層１３０はHVPE(Hydride vapor phase epitaxy)法によって形成することができる。前記窒化ガリウム半導体層１３０は、熱膨張係数と結晶格子定数がほぼ同一な前記窒化ガリウムエピ層１１０上に形成されるので、高品質の窒化ガリウム層となることができる。
【００５３】
一方、前記第１支持基板１００が除去された前記窒化ガリウムエピ層１１０は、厚さが比較的に薄く形成されているので、ハンドリングが困難な場合がある。そこで、実施例では前記窒化ガリウムエピ層１１０の第２表面１１２に第２支持基板１２０を形成することで、前記窒化ガリウムエピ層１１０のハンドリングを容易にすることができる。
【００５４】
前記第２支持基板１２０は金属導電体からなり、前記窒化ガリウム半導体層１３０よりも高い融点を持っている。従って、前記窒化ガリウム半導体層１３０の成長後、素子製作時に電極層として用いることができる。
【００５５】
また、前記第２支持基板１２０上に形成された前記窒化ガリウムエピ層１１０が前記窒化ガリウム半導体層１３０の成長バッファ役割をするので、欠陥を減少できる効果がある。
【００５６】
実施例では、窒化ガリウムエピ層１１０下部の第１支持基板１００を選択的に除去した後、前記窒化ガリウムエピ層１１０上に単結晶窒化ガリウム半導体層１３０を形成することができる。これによって、高品質の窒化ガリウム半導体層１３０を形成することができる。
【００５７】
図７〜図１１に示すように、別の実施例に係る窒化物半導体素子の製造方法を説明する。特に本実施例は、窒化物半導体を利用した発光素子(Light Emitting Diode：LED)の製造方法に関する。
【００５８】
図７に示すように、支持基板２００上に発光構造物２１０が形成される。
【００５９】
前記支持基板２００は、サファイア基板(Al２O３)、シリコン(Si)基板、シリコンカーバイド(SiC)基板、上部に窒化ガリウムが形成されているサファイア基板、上部に窒化ガリウムが形成されているシリコン基板、上部に窒化ガリウムが形成されているシリコンカーバイド基板中のいずれか１つからなることができる。
【００６０】
前記発光構造物２１０は、前記支持基板２００上に窒化ガリウムバッファ層(図示されない)を２〜３μｍの厚さまでエピ成長させた後、第１半導体層２２０、活性層２３０および第２半導体層２４０を積層して形成することができる。
【００６１】
または、前記発光構造物２１０は、前記支持基板２００上に第２半導体層２４０、活性層２３０および第１半導体層２２０が積層された構造に形成することもできる。前記第１半導体層２２０は前記支持基板２００上に形成され、n型GaN層であってもよい。
【００６２】
前記活性層２３０は、前記第１半導体層２２０上に形成され、GaN系単一量子井戸構造(SQW：single quantum well)や多重量子井戸構造(MQW：multi quantum well)からなることができ、またはこれらの超格子(SL：super lattice)などの量子構造からなることもできる。このような活性層２３０の量子構造は、GaN系の様々な物質の組合からなることができ、例えばAlInGaN、InGaNなどを用いることができる。
【００６３】
前記第２半導体層２４０は前記活性層２３０上に形成され、p型GaN層であってもよい。前記発光構造物２１０は、電子と正孔の結合により活性層から光を生成し、発光素子として機能することになる。特に、前記支持基板２００を除去して垂直方向の電極構造を有する発光素子を形成することで、電気的効率を向上させることができる。
【００６４】
図８に示すように、前記第２半導体層２４０上に第２導電層２５０が形成される。前記第２導電層２５０は、前記発光構造物２１０を支持できるように十分な厚さで形成される。例えば、前記第２導電層２５０は５０〜１００μｍの厚さを有することができる。
【００６５】
前記第２導電層２５０は伝導性物質からなることができる。例えば、前記第２導電層２５０は、銅(Cu)、金(Au)、ニッケル(Ni)およびアルミニウム(Al)中の少なくともいずれか１つをメッキ(electro-plating)して形成したり、またはこれらの合金によって形成することができる。
【００６６】
前記第２導電層２５０は、前記第２半導体層２４０の電極の役割をすることができる。即ち、前記第２導電層２５０はp型電極、または前記第１および第２半導体層２２０、２４０の位置に応じてn型電極であってもよい。
【００６７】
図９に示すように、前記第２導電層２５０および発光構造物２１０の表面にパッシベーション層２６０が形成される。
【００６８】
前記パッシベーション層２６０は、前記支持基板２００の除去時に前記第２導電層２５０および発光構造物２１０を保護する。前記パッシベーション層２６０は、前記支持基板１００を除いた残りの領域上に形成される。
【００６９】
即ち、前記パッシベーション層２６０は、前記発光構造物２１０の露出された側面、前記第２導電層２５０の側面および上部表面上に選択的に形成される。例えば、前記パッシベーション層２６０は、エナメル(enamel)、テフロン(teflon)、パラフィン(paraffin)およびポリエステル(polyester)中の少なくともいずれか１つからなることができる。
【００７０】
前記パッシベーション層２６０は、スピンコーティングまたはブラシコーティングによって、前記第２導電層２５０および発光構造物２１０の露出された領域上のみに選択的に形成することができる。
【００７１】
以後、前記パッシベーション層２６０は硬化工程の通じて緻密な膜質を有することで、前記第２導電層２５０および発光構造物２１０を保護することができる。例えば、前記硬化工程は、低温熱処理工程または乾燥工程からなることができる。
【００７２】
図１０に示すように、前記支持基板２００が除去され、前記発光構造物２１０の一側面が露出する。前記支持基板２００は、前記パッシベーション層２６０をエッチングマスクとするエッチング工程によって選択的に除去することができる。
【００７３】
前記エッチング工程は、前記支持基板２００を選択的に除去する化学物質(chemical agent)を用いた湿式エッチング工程からなることができる。前記パッシベーション層２６０を保護マスクとして用いることで、前記発光構造物２１０および第２導電層２５０が損傷することなく、前記支持基板２００を選択的に除去することができる。
【００７４】
前記支持基板２００の除去によって、前記支持基板２００と接していた前記第１半導体層２２０の一面が露出した状態となる。前記湿式エッチング工程によって前記支持基板２００を速かに除去できるので、工程時間を短縮させることができる。これは一般的なレーザ工程に比べて経済的であり、前記発光構造物２１０の損傷を減らすことができるので、素子の信頼性を向上させることができる。
【００７５】
一方、前記支持基板２００を除去した後、前記第２導電層２５０が前記発光構造物２１０の下側に位置するように１８０°回転させることができる。または、前記支持基板２００を除去する前に、前記支持基板２００、発光構造物２１０および第２導電層２５０を１８０°回転させた後、前記エッチング工程を行うこともできる。
【００７６】
図１１に示すように、前記パッシベーション層２６０が除去され、前記発光構造物２１０は垂直型構造を有することができる。前記パッシベーション層２６０は、コーティング分離工程によって除去することができる。例えば、前記パッシベーション層２６０は、メタノール(methanol)、アセトン(acetone)およびイソプロピルアルコール(isopropyl alcohol(IPA))等のようなアルコール系溶剤(alcohol sovent)を利用して除去することができる。
【００７７】
前記パッシベーション層２６０の除去によって前記第２導電層２５０および発光構造物２１０が露出され、前記発光構造物２１０は第２半導体層２４０、活性層２３０および第１半導体層２２０が積層された垂直構造を有することになる。この時、前記第２導電層２５０は、前記第２半導体層２４０の電極の役割をすることができる。
【００７８】
さらに、前記第１半導体層２２０の露出された一面上に第１導電層２７０を選択的に形成する。前記第１導電層２７０は、n型電極であってもよい。
【００７９】
前記のように、保護コーティング層によって前記支持基板２００を前記発光構造物２１０から分離することで、前記発光構造物２１０の損傷を最小化し、光量損失を減少させることができる。
【００８０】
前記発光構造物２１０を製作した後、前記支持基板２００を湿式エッチング工程によって除去するので、大量化工程が可能となり、経済的な効率を向上させることができる。
【００８１】
また、前記第２導電層２５０が、前記発光構造物２１０の支持基板２００の役割をすると同時に電極としても活用できるので、素子の効率を向上させることができる。
【００８２】
以上の実施例で説明された特徴、構造、効果などは、少なくとも１つの実施例に組合せることができ、必ず１つの実施例に限定されるものではない。また、各実施例に例示した特徴、構造、効果などは、当業者であれば、別の実施例に組合せたり変形して実施可能であり、このような組合と変形も本発明の範囲内に含まれるものであると解釈されるべきである。
【００８３】
また、以上では実施例を中心に本発明を説明したが、これは例示であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上に例示されていない多様な変形と応用が可能であることは自明である。例えば、実施例に具体的に開示された各構成要素は、変形して実施可能であり、このような変形と応用に係る差異点も、添付された特許請求の範囲の範囲内に含まれるものであると解釈されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明によれば、高品質の窒化ガリウム層を形成することができる。例えば、異種基板上に窒化ガリウムエピ層および支持部を形成した後、前記窒化ガリウムエピ層および支持部をコーティング層によって保護することで、前記異種基板を選択的に除去することができるが、これに限定されるものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１支持基板上に窒化ガリウムエピ層を形成する段階と、
前記窒化ガリウムエピ層上に第２支持基板を形成する段階と、
前記第１支持基板を除いた残りの領域の表面にパッシベーション層を形成する段階と、
前記パッシベーション層をマスクとして前記第１支持基板をエッチングする段階と、
前記パッシベーション層を除去して前記第２支持基板および前記窒化ガリウムエピ層を露出させる段階と、
を含む窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記パッシベーション層は、液状のエナメル、テフロン、パラフィンおよびポリエステル中の少なくともいずれか１つ以上から形成される請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記パッシベーション層を形成した後、硬化工程を行う段階をさらに含む請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１支持基板は、酸化物基板、カーバイド基板およびシリコン基板中のいずれか１つである請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１支持基板は、湿式エッチング工程によって選択的にエッチングされる請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記パッシベーション層は、アルコール系溶剤(alcohol solvent)によって除去される請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項７】
前記パッシベーション層を除去した後、露出した前記窒化ガリウムエピ層の表面上に単結晶窒化ガリウム層を形成する段階をさらに含む請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項８】
前記第２支持基板は、前記第１支持基板と同一物質、または金属を含む導電体から形成される請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項９】
支持基板上に発光構造物を形成する段階と、
前記発光構造物上に第２導電層を形成する段階と、
前記支持基板の領域を除く前記発光構造物および第２導電層の表面にパッシベーション層を形成する段階と、
前記発光構造物の一面が露出するように、前記パッシベーション層をエッチングマスクとして前記支持基板をエッチングする段階と、
前記パッシベーション層を除去する段階と、
を含む窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
前記発光構造物を形成する段階は、
前記支持基板上にバッファ層を形成する段階と、
前記バッファ層上に第１導電型窒化ガリウム層を形成する段階と、
前記第１導電型窒化ガリウム層上に活性層を形成する段階と、
前記活性層上に第２導電型窒化ガリウム層を形成する段階と、
を含む請求項９に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１１】
前記支持基板は、湿式エッチング工程によって選択的に除去される請求項９に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１２】
前記パッシベーション層は、液状のエナメル、テフロン、パラフィンおよびポリエステル中の少なくともいずれか１つを用いたスピンコーティングまたはブラシコーティングによって形成される請求項９に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１３】
前記パッシベーション層は、メタノール、アセトンおよびイソプロピルアルコール（IPA）中の少なくとも１つを含むアルコール系溶剤によって除去される請求項９に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１４】
前記パッシベーション層を除去した後、露出した前記発光構造物の一面に第１導電層を形成する段階をさらに含む請求項９に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１】
第１支持基板上に窒化ガリウムエピ層を形成する段階と、
前記窒化ガリウムエピ層上に第２支持基板を形成する段階と、
前記第１支持基板を除いた残りの領域の表面にパッシベーション層を形成する段階と、
前記パッシベーション層をマスクとして前記第１支持基板をエッチングする段階と、
前記パッシベーション層を除去して前記第２支持基板および前記窒化ガリウムエピ層を露出させる段階と、
を含む窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記パッシベーション層は、液状のエナメル、テフロン、パラフィンおよびポリエステル中の少なくともいずれか１つ以上から形成される請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記パッシベーション層を形成した後、硬化工程を行う段階をさらに含む請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１支持基板は、酸化物基板、カーバイド基板およびシリコン基板中のいずれか１つである請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１支持基板は、湿式エッチング工程によって選択的にエッチングされる請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記パッシベーション層は、アルコール系溶剤(alcohol solvent)によって除去される請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項７】
前記パッシベーション層を除去した後、露出した前記窒化ガリウムエピ層の表面上に単結晶窒化ガリウム層を形成する段階をさらに含む請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項８】
前記第２支持基板は、前記第１支持基板と同一物質、または金属を含む導電体から形成される請求項１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項９】
支持基板上に発光構造物を形成する段階と、
前記発光構造物上に第２導電層を形成する段階と、
前記支持基板の領域を除く前記発光構造物および第２導電層の表面にパッシベーション層を形成する段階と、
前記発光構造物の一面が露出するように、前記パッシベーション層をエッチングマスクとして前記支持基板をエッチングする段階と、
前記パッシベーション層を除去する段階と、
を含む窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
前記発光構造物を形成する段階は、
前記支持基板上にバッファ層を形成する段階と、
前記バッファ層上に第１導電型窒化ガリウム層を形成する段階と、
前記第１導電型窒化ガリウム層上に活性層を形成する段階と、
前記活性層上に第２導電型窒化ガリウム層を形成する段階と、
を含む請求項９に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１１】
前記支持基板は、湿式エッチング工程によって選択的に除去される請求項９に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１２】
前記パッシベーション層は、液状のエナメル、テフロン、パラフィンおよびポリエステル中の少なくともいずれか１つを用いたスピンコーティングまたはブラシコーティングによって形成される請求項９に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１３】
前記パッシベーション層は、メタノール、アセトンおよびイソプロピルアルコール（IPA）中の少なくとも１つを含むアルコール系溶剤によって除去される請求項９に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１４】
前記パッシベーション層を除去した後、露出した前記発光構造物の一面に第１導電層を形成する段階をさらに含む請求項９に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１３−５１２５８０（Ｐ２０１３−５１２５８０Ａ）
【公表日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４１９３１（Ｐ２０１２−５４１９３１）
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００７１８８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６５６６５
【国際公開日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
２．ＴＥＦＬＯＮ
【出願人】（５１１０２８９２８）エルジー シルトロン インコーポレイテッド (10)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００７１８８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６５６６５
【国際公開日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
２．ＴＥＦＬＯＮ
【出願人】（５１１０２８９２８）エルジー シルトロン インコーポレイテッド (10)
【Ｆターム（参考）】
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