KR100638609B1

KR100638609B1 - 질화물 반도체 결정성장방법 및 질화물 반도체 소자제조방법

Info

Publication number: KR100638609B1
Application number: KR20040061457A
Authority: KR
Inventors: 이재훈; 김용천
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-10-26
Also published as: KR20060012806A

Abstract

본 발명은 질화물 단결정 성장방법 및 질화물 반도체 발광소자 제조방법에 관한 것으로서, 기판 상에 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 기판의 일부가 노출되도록 상기 유전체층을 패터닝하여 유전체 마스크를 형성하는 단계와, 상기 기판의 노출된 영역에 AlN 단결정 버퍼층을 형성하는 단계와, 측방향성장조건으로 적어도 상기 유전체 마스크가 덮힐 때까지 상기 AlN 단결정 버퍼층 상에 질화물 반도체 단결정을 성장시키는 단계를 포함하는 질화물 반도체 단결정 성장방법을 제공한다.

AlN단결정, 측방향 에피택셜 과성장(lateral epitaxial overgrowth: LEO), 펜디오 에피택시(pendio-epitaxy)

Description

질화물 반도체 결정성장방법 및 질화물 반도체 소자 제조방법{GROWTH METHOD OF NITRIDE SEMICONDUCTOR SINGLE CRYSTAL AND MANUFACTURATION METHOD OF NITRIDE SEMICONDUCTOR DEVICE BY USING THE SAME}

도1a 내지 도1d는 종래의 질화물 반도체 결정 성장방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.

도2a 내지 도2e는 본 발명의 일실시예에 따른 질화물 반도체 결정 성장방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.

도3a 및 도3b는 각각 AlN층 상에 형성된 GaN표면을 촬영한 노마스키 광학현미경 사진(Normarsk interference microscopic image)이다.

도4a 및 도4b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 질화물 반도체 결정구조와 이를 이용하여 제조된 질화물 반도체 발광소자의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

21,41: 사파이어 기판 23: 유전체 마스크

25,45: AlN 단결정층 27,47: 질화물 단결정층

43: 유전체 미러층

본 발명은 질화물 반도체 결정의 성장방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측방향 에피택셜 과성장법(lateral epitaxial overgrowth: LEO)을 이용한 양질의 질화물 반도체 결정의 성장방법 및 이를 이용한 질화물반도체소자의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, Ⅲ족 질화물 반도체는 가시광 전체영역뿐만 아니라, 자외선 영역에 이르는 넓은 범위의 빛을 발할 수 있다는 특성 때문에, 발광다이오드(LED) 또는 레이저다이오드(LD)형태의 가시광 및 자외선 LED와 청록색 광소자를 제조하는 물질로 각광받고 있다. 이러한 질화물 반도체를 포함한 광소자를 제조하기 위해서는, Ⅲ족 질화물 반도체를 고품위의 단결정 박막으로 성장시키는 기술이 필수적으로 요구된다.

하지만, Ⅲ족 질화물 반도체는 그 격자상수 및 열팽창계수에 적합한 기판이 보편적이지 않으므로, 단결정 박막의 성장방법은 매우 제한적이다. 종래에 주로 사용되는 Ⅲ족 질화물 반도체 성장방법으로는 이종 기판인 사파이어(Al₂O₃)기판 상에 유기금속화학기상증착법(MOCVD) 및 분자빔 에피택시법(MBE) 등을 이용한 헤테로-에피택시(heteroepitaxy)법으로 성장하는 방법이 있으나, 사파이어 기판을 사용하더 라도, 격자상수 및 열팽창계수 불일치로 인하여 고품질의 Ⅲ족 질화물 반도체 단결정을 직접 성장하기 어렵다.

따라서, 저온의 핵생성층과 고온의 단결정 성장을 포함한 2단계 성장법을 채택하는 것이 일반적이다. 이러한 2단계 성장법을 사용하여, 사파이어 기판 위에 저온의 핵생성층을 형성한 후에 Ⅲ족 질화물 반도체 단결정을 성장시키더라도, 약 10⁹ ∼ 약 10¹⁰ ㎝^-2의 결정결함을 갖는 것으로 나타난다.

최근에는, 이러한 Ⅲ족 질화물 반도체의 결정결함을 낮추기 위한 방안으로서, 유전체 마스크를 이용한 측방향 에피택셜 과성장법(lateral epitaxial overgrowth: LEO) 또는 트렌치구조를 이용한 펜디오 에피택시성장법(pendeo-epitaxy growth)이 활용되고 있다. LEO과 펜디오 에피택시성장법은 공통적으로 주로 이종물질의 계면 사이에 발생된 전위의 진행이 차단되도록 측방향성장과정을 이용한다. 도1a 내지 1d에는 LEO를 이용한 질화물 반도체 단결정 성장방법이 예시되어 있다.

우선, 도1a와 같이 사파이어 기판(11) 상에 저온성장 GaN 버퍼층(12)을 성장시킨 후에, 스트라이프형상을 갖도록 유전체 마스크(13)를 형성한다. 이러한 유전체 마스크(13)로는 SiO₂및 Si₃N₄와 같은 유전체 물질이 이용될 수 있다.

이어, 상기 유전체 마스크(13)가 형성된 GaN 버퍼층(12) 상에 LEO를 이용하 여 질화물 단결정 성장공정을 시작하면, 도1b와 같이 마스크(13) 사이의 윈도우영역에 한하여 질화물 단결정(17')이 성장된다.

상기 질화물 단결정(17')의 높이가 유전체 마스크(13)의 높이를 초과하면, 도1c와 같이 상기 질화물 단결정(17")은 유전체 마스크(13) 상으로의 측방향 성장이 진행되고, 최종적으로 이러한 측방향 성장에 의해서 도1d와 같이 상기 유전체 마스크(13) 위까지 질화물 단결정(17)이 형성된다.

상술된 LEO성장법에서는, 버퍼층(12)상에 발생된 전위의 전파방향이 성장방향을 따라 진행하다가, 측방향으로, 즉 전위전파방향과 다른 방향인 수평방향으로 성장되는 단결정(17b)에 의해 대부분의 전위를 차단시켜 우수한 결정성을 갖는 질화물 반도체층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 유전체 마스크(13)상의 단결정부분(17b)에서 전위밀도를 10⁸㎝^-2 까지 감소시킬 수 있다.

하지만, 종래의 LEO성장법에서는, MOCVD 또는 MBE공정을 위한 챔버에서 저온성장핵성장층과 유전체층에 대한 성장공정을 실시한 후에, 이를 챔버에서 꺼내어 패턴형성을 위한 포토레지스트/에칭공정을 실시하고, 이어 다시 챔버에 배치하여 질화물 성장공정을 실시해야 하므로, 전체 제조공정이 복잡해지는 문제가 있다.

이러한 공정상 불이익을 감수하면서도 유전체 마스크 형성 전에 GaN 또는 AlN 저온핵성장층을 성장하는 이유는, 저온핵성장층 성장과장에서 유전체 마스크 상에 원하지 않는 비정질의 결정핵성장이 발생하기 때문이다. 즉, 유전체 마스크를 형성한 후에 저온성장 GaN층을 형성한다면, 비정질인 유전체 마스크 상에도 저온성장 GaN층이 일부 성장될 수 있으므로, 도1d에 예시된 측방향성장과정에서 유전체 마스크(13) 상에서도 질화물결정이 성장될 수 있다. 이러한 성장으로 인해, 측방향성장을 통해 얻어지는 질화물결정의 상면 평탄도가 늦게 이루어지고, 결과적으로 측면성장공정시간이 길어지는 문제가 있다.

따라서, 이러한 제약사항으로 인해, 종래의 측방향 성장을 이용한 질화물 결정성장공정에서는 저온핵성장층을 성장한 후에 유전체 마스크를 형성할 수 밖에 없으며, 결과적으로 2차에 걸친 질화물 성장공정을 실시해야 하는 한계가 있어 왔다.

본 발명은 상술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 기판 상에 유전체 마스크를 직접 형성할 수 있도록 버퍼층으로서 고온성장된 AlN 단결정층을 채용하는 질화물 단결정 성장방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 질화물 단결정 성장방법을 이용한 질화물 발광소자 제조방법을 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은

기판 상에 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 기판의 일부가 노출되도록 상기 유전체층을 패터닝하여 유전체 마스크를 형성하는 단계와, 상기 기판의 노출된 영역에 AlN 단결정 버퍼층을 형성하는 단계와, 측방향성장조건으로 적어도 상기 유전체 마스크가 덮힐 때까지 상기 AlN 단결정 버퍼층 상에 질화물 반도체 단결정을 성장시키는 단계를 포함하는 질화물 반도체 단결정 성장방법을 제공한다.

상기 유전체 마스크를 형성하는 단계는, 나란히 배열된 복수개의 스트라이프형상을 갖는 유전체 마스크를 형성하는 단계일 수 있다.

상기 유전체 마스크를 형성하는 단계는, 상기 노출된 기판 영역이 소정의 깊이로 에칭하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우에, 바람직하게는 상기 기판영역이 에칭되는 깊이는 0.5 ∼ 5㎛일 수 있다.

본 발명에 채용되는 AlN 단결정 버퍼층은 1100℃이상의 온도에서 형성될 수 있다. 상기 AlN 단결정 버퍼층은 10∼100㎚인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 유전체 마스크는 서로 다른 굴절율을 갖는 2개의 유전체물질이 교대로 성장된 DBR구조일 수 있으며, 상기 유전체 마스크는 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.

격자상수차이를 고려하여 보다 양질의 질화물 단결정이 성장될 수 있도록, 상기 질화물 단결정을 성장시키는 단계는, Ⅴ/Ⅲ비가 적어도 10000인 조건에서 10∼100㎚두께의 질화물 단결정을 1차 성장하는 단계와, 상기 1차 성장보다 낮은 Ⅴ/Ⅲ비인 조건에서 상기 유전체 마스크가 덮혀질 때까지 질화물 단결정을 2차 성장시 키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 상기 질화물 반도체 단결정 성장방법을 이용한 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 제공한다. 상기 방법은, 기판 상에 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 기판의 일부가 노출되도록 상기 유전체층을 패터닝하여 유전체 마스크를 형성하는 단계와, 상기 기판의 노출된 영역에 AlN 단결정 버퍼층을 형성하는 단계와, 측방향성장조건으로 적어도 상기 유전체 마스크가 덮힐 때까지 상기 AlN 단결정 버퍼층 상에 질화물 반도체 단결정을 성장시키는 단계와, 상기 질화물 반도체 단결정 상에 제1 도전형 질화물 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 성장시키는 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도2a 내지 도2e는 본 발명의 일실시예에 따른 질화물 반도체 결정 성장방법을 나타내는 공정흐름도이다.

우선, 본 발명에 따른 질화물 반도체 결정 성장방법은 도2a와 같이, 사파이어 기판(21) 상에 유전체층(23)을 형성하는 단계로 시작된다. 본 발명에서는 상기 기판(21) 상에 직접 유전체층(23)이 형성된다. 본 공정에 사용되는 기판은 사파이어 기판(21)에 한정되지 않으며, SiC기판과 같은 다른 질화물 단결정 성장용 기판 또는 동종 질화물 단결정 기판이 사용될 수도 있다. 상기 유전체층(23)으로는 통상적으로 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물이 사용될 수 있다.

이어, 도2b와 같이, 상기 기판(21)의 일부가 노출되도록 상기 유전체층(23)을 패터닝하여 유전체 마스크(23')를 형성한다. 본 실시형태에서는 펜디오 에피택시성장법을 적용하여 노출된 기판(21)영역에 소정의 깊이(d)를 갖는 트렌치를 형성할 수 있다. 상기 트렌치의 깊이(d)는 0.5∼5㎛일 수 있다. 상기 유전체 마스크(23′)는 나란히 배열된 복수개의 스트라이프형상을 갖도록 형성되지만, 이에 한정되지 않고 측방향성장조건을 만족하며 기판(21)의 일부영역을 노출시킨다면, 다른 규칙적인 패턴으로도 형성될 수 있다.

다음으로, 도2c와 같이, 상기 기판(21)의 노출된 영역에 AlN 단결정 버퍼층(25)을 형성한다. 종래에는 일반적으로 저온 성장되는 AlN 또는 GaN 버퍼층을 형성하였으나, 본 발명에서는 기판(21) 상에 버퍼층 형성 전에 유전체 마스크(23′)를 미리 제공한다. 종래의 방식에서는, 저온성장된 버퍼층이 유전물질과의 점착계수가 매우 작으므로, 유전체 마스크 상에 원하지 않는 결정핵을 성장시킬 수 있다. 이러한 유전체 마스크 상의 결정핵은 후속되는 측방향성장시에 유전체 마스크 상에서 결정성장을 유발하므로, 원하는 평탄도를 얻는데 소요되는 공정시간이 길어지는 동시에, 결정성을 저하시키는 원인이 되기도 한다.

이러한 문제를 방지하기 위해서, 본 발명은 버퍼층으로서 고온성장된 AlN 단 결정버퍼(25)을 제공한다. 상기 AlN 단결정 버퍼층(25)은 유전물질과 점착계수가 높으므로, 유전체 마스크 상에 원하지 않는 결정핵이 성장되지 않는다. 따라서, 도2a 및 도2b와 같이, 버퍼층(25) 형성 전에 미리 유전체 마스크(23')을 형성하는 것이 허용될 수 있다.

상기 AlN 단결정버퍼층(25)은 통상적인 질화물 성장온도보다 높은 온도에서 성장시킴으로써 사파이어기판 상에 직접 형성될 수 있으며, 약 1100℃이상의 온도에서 얻어질 수 있다. 상기 AlN 단결정버퍼층(25)의 두께(t)는 10∼100㎚인 것이 바람직하다. 상기 AlN 단결정버퍼층(25)의 두께(t)가 10㎚미만에서는 충분한 버퍼기능을 얻기 어려우며, 100㎚를 초과할 때는 긴 성장시간이 요구되므로 바람직하지 않다.

이어, 도2d 및 도2e에 도시된 바와 같이, 측방향성장조건에 따라 적어도 상기 유전체 마스크(23')가 덮힐 때까지 상기 AlN 단결정 버퍼층(25) 상에 질화물 반도체 단결정(27')을 성장시킨다.

우선, 이러한 측방향성장은 상기 유전체 마스크(23') 사이에 노출된 AlN 단결정 버퍼층(25) 상에 질화물 단결정(27)을 성장시키는 공정에 의해 구현된다. 상기 질화물 단결정(27)은 도2d와 같이 상기 유전체 마스크(23')의 높이까지 성장된 후에 유전체 마스크(23') 상면으로 측방향 성장이 이루어진다. 이와 같은 측방향성장과정을 통해, 도2e에 도시된 바와 같이 유전체 마스크(23')를 덮고 평탄화된 상면을 갖는 질화물 단결정(27')을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 질화물 단결정이 성장될 때에 유전체 마스크 상에 결정성장을 유발하는 결정핵이 존재하지 않으므로, 보다 신속하게 평탄화시킬 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 채용가능한 측방향성장공정은 측방향성장될 질화물 층과 AlN 단결정의 격자상수차이를 고려하여 보다 양질의 질화물 단결정이 성장될 수 있는 공정조건으로 실시되는 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 측방향성장공정은, Ⅴ/Ⅲ비가 적어도 10000인 조건에서 10∼100㎚두께의 질화물 단결정을 1차 성장하는 단계와, 상기 1차 성장보다 낮은 Ⅴ/Ⅲ비인 조건에서 상기 유전체 마스크가 덮혀질 때까지 질화물 단결정을 2차 성장시키는 단계로 구성하여 보다 양질의 결정을 얻을 수 있다. 여기서, Ⅴ/Ⅲ비는, GaN층을 성장할 경우에, Ⅴ족인 Ga소스와 Ⅲ족인 N소스의 비를 말하며, 일반적으로 Ⅴ/Ⅲ비가 높을수록 결정성장속도가 느리게 진행된다.

본 발명은 AlN 단결정 버퍼층을 기판 상에 직접 형성함으로써 유전체 마스크를 미리 형성한 경우에도 유전체 마스크상에 저온 버퍼층에 의한 결정핵이 성장되는 것을 방지할 수 있다는데 그 주요한 특징이 있다. 이와 같이, AlN 단결정 버퍼층을 기판 상에 형성하기 위해서는 통상의 질화물 성장온도보다 높은 온도가 요구된다.

하기 실시예를 통해, 사파이어기판 상에 AlN 단결정 버퍼층의 바람직한 성장조건을 확인할 수 있다.

(실시예)

본 실시예에서는 2개의 사파이어기판 상에 각각 1050℃와 1100℃에서 50㎚의 AlN버퍼층을 성장시켰다. 이어, 상기 AlN버퍼층 상에 동일한 조건으로 GaN를 성장시킨 후에, 성장된 GaN표면을 확인하기 위해서, 노마스키 광학현미경(Normarsk interference microscopy)을 이용하여 촬영하였다.

그 결과, 도3a와 같이, 1050℃에서 성장된 AlN버퍼층을 이용한 경우에 GaN층이 제대로 형성되지 않았음을 확인할 수 있었다. 이에 반해 도3b를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 1100℃에서 성장된 AlN 버퍼층을 이용한 경우에, 2차원 성장이 잘 이루어진 GaN를 얻을 수 있었다.

따라서, 사파이어기판 상에 양질의 AlN 단결정버퍼층을 형성하기 위한 적절한 성장온도는 1100℃이상임을 확인할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에서는 유전체 마스크를 서로 다른 굴절율을 갖는 2개의 유전체층을 교대로 형성한 DBR구조를 채용할 수 있다. 상기 DBR구조는 고반사율을 갖는 구조로서, 본 질화물 성장공정을 발광소자 제조공정으로 채용한 경우에, 고반사율을 갖는 하부 반사막로 이용되어, 발광휘도를 크게 향상시킬 수 있다.

도4a는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 성장된 질화물 단결정을 도시한다.

도4a를 참조하면, 도2a 내지 도2e에서 설명된 공정과 유사하게 사파이어기판(41) 상에 유전체 마스크(43)를 형성하고, 노출된 기판(41) 상면영역에 AlN 단결정 버퍼층(45)을 형성한 후에, 측방향성장조건을 성장된 질화물 단결정(47)이 도시되어 있다.

여기서, 상기 유전체 마스크(43)는 서로 다른 굴절율을 갖는 2개의 유전체층(43a,43b)이 교대로 형성된 DBR 구조를 갖는다. 이러한 DBR구조는 당업자에 의해 적절한 유전체조성과 두께로 설계되어 선택되어 약 90%, 바람직하게는 95%이상의 반사율을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 측방향성장공정을 위한 마스크로서 작용하는 동시에, 발광소자구조에서는 하부반사막구조로서 매우 유익하게 작용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 유전체 마스크(43)는 공지된 다양한 유전체물질과 두께로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않으나 실리콘 질화물과 실리콘 산화물일 수 있다.

도4b는 도4a를 채용하여 구성된 발광소자구조(50)의 단면을 나타낸다.

도4b를 참조하면, 측방향성장된 질화물 반도체층(47) 상에 제1 도전형 질화물 반도체층(52)과 활성층(54) 및 제2 도전형 질화물 반도체층(56)이 순차적으로 형성되고, 상기 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층(52,56)에 각각 접속된 제1 및 제2 전극(58,59)이 형성된 질화물 반도체 발광소자구조(50)가 도시되어 있다.

이러한 발광소자(50)는 앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따라 보다 양질의 결정성을 갖는 질화물 결정층(47) 상에 형성되므로, 고품질의 결정성을 가질 뿐만 아니라, 잔류한 유전체 마스크(43)가 고반사율을 갖는 DBR 구조이므로, 전체 휘도를 보다 크게 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 버퍼층으로서 AlN 단결정 버퍼층을 이용함으로써 기판 상에 유전체 마스크를 성장시킨 후에 버퍼층을 형성한 후에도 유전체 마스크 상에 결정핵 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 단결정버퍼층을 이용하여 질화물 단결정의 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연속적인 질화물 성장공정을 구현가능하므로 공정을 보다 단순화시킬 수 있다.

또한, 유전체 마스크를 DBR 구조로 채용함으로써 질화물 반도체 발광소자 구조에서 잔류한 유전체 마스크가 고반사율의 하부반사막으로 작용하여 발광휘도를 크게 향상시킬 수 있다.

Claims

평탄한 상면을 갖는 기판 상에 유전체층을 형성하는 단계;

상기 기판의 일부가 노출되도록 상기 유전체층을 패터닝하여 유전체 마스크를 형성하는 단계;

상기 기판의 노출된 영역에 AlN 단결정 버퍼층을 형성하는 단계; 및,

측방향성장조건으로 적어도 상기 유전체 마스크가 덮힐 때까지 상기 AlN 단결정 버퍼층 상에 질화물 반도체 단결정을 성장시키는 단계를 포함하는 질화물 반도체 단결정 성장방법.
제1항에 있어서,

상기 유전체 마스크를 형성하는 단계는, 나란히 배열된 복수개의 스트라이프로 이루어진 유전체 마스크를 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 단결정 성장방법.
제1항에 있어서,

상기 유전체 마스크를 형성하는 단계는, 상기 노출된 기판 영역을 소정의 깊이로 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 단결정 성장방법.
제3항에 있어서,

상기 기판영역이 에칭되는 깊이는 0.5 ∼ 5㎛인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 단결정 성장방법.
제1항에 있어서,

상기 AlN 단결정 버퍼층은 1100℃이상의 온도에서 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 단결정 성장방법.
제1항에 있어서,

상기 AlN 단결정 버퍼층의 두께는 10∼100㎚인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 단결정 성장방법.
제1항에 있어서,

상기 유전체 마스크는 서로 다른 굴절율을 갖는 2개의 유전체물질이 교대로 성장된 DBR구조인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 단결정 성장방법.
제1항에 있어서,

상기 유전체 마스크는 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 단결정 성장방법.
제1항에 있어서,

상기 질화물 단결정을 성장시키는 단계는,

Ⅴ/Ⅲ비가 적어도 10000인 조건에서 10∼100㎚두께의 질화물 단결정을 1차 성장하는 단계와, 상기 1차 성장보다 낮은 Ⅴ/Ⅲ비인 조건에서 상기 유전체 마스크가 덮혀질 때까지 질화물 단결정을 2차 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 단결정 성장방법.
평탄한 상면을 갖는 기판 상에 유전체층을 형성하는 단계;

상기 기판의 일부가 노출되도록 상기 유전체층을 패터닝하여 유전체 마스크를 형성하는 단계;

상기 기판의 노출된 영역에 AlN 단결정 버퍼층을 형성하는 단계;

측방향성장조건으로 적어도 상기 유전체 마스크가 덮힐 때까지 상기 AlN 단결정 버퍼층 상에 질화물 반도체 단결정을 성장시키는 단계; 및,

상기 질화물 반도체 단결정 상에 제1 도전형 질화물 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 성장시키는 단계를 포함하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 유전체 마스크를 형성하는 단계는, 나란히 배열된 복수개의 스트라이프형상을 갖는 유전체 마스크를 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 유전체 마스크를 형성하는 단계는, 상기 노출된 기판 영역을 소정의 깊이로 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 기판영역이 에칭되는 깊이는 0.5 ∼ 5㎛인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 AlN 단결정 버퍼층은 1100℃이상의 온도에서 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 AlN 단결정 버퍼층의 두께는 10∼100㎚인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 유전체 마스크는 서로 다른 굴절율을 갖는 2개의 유전체물질이 교대로 성장된 DBR구조인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 유전체 마스크는 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 질화물 단결정을 성장시키는 단계는,

Ⅴ/Ⅲ비가 적어도 10000인 조건에서 10∼100㎚두께의 질화물 단결정을 1차 성장하는 단계와, 상기 1차 성장보다 낮은 Ⅴ/Ⅲ비인 조건에서 상기 유전체 마스크가 덮혀질 때까지 질화물 단결정을 2차 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.