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Si(111)/(001) SOI 기판 또는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법 및 그에 의해 제조된 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈

  • 기술번호 : KST2019036722
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 SOI 기판 상에 반도체 소자를 형성하기 위한 것으로서, SOI(실리콘(111)층/절연물/실리콘(001)층) 기판 상에 반도체 에피층을 성장하는 방법에 있어서, 패터닝 공정을 통해 GaAs의 성장이 필요한 영역의 실리콘(111)층을 제거하는 제1단계와, 상기 실리콘(111)층을 제거하고 그 상층에 절연막을 증착하는 제2단계와, 패터닝 공정을 통해 GaN의 성장이 필요한 영역의 상기 절연막을 제거하여 실리콘(111)층을 노출시키는 제3단계와, 상기 노출된 실리콘(111)층 상에 GaN버퍼층을 성장시키는 제4단계와, 상기 GaN버퍼층을 성장시킨 후 절연막을 증착하고, 청색LED에피층 영역의 패터닝에 의해 상기 청색LED에피층 영역의 GaN버퍼층을 노출시키는 제5단계와, 상기 청색LED에피층 영역의 노출된 GaN버퍼층 상에 청색LED에피층을 성장시키는 제6단계와, 상기 청색LED에피층을 성장시킨 후 절연막을 증착하고, 녹색LED에피층 영역의 패터닝에 의해 상기 녹색LED에피층 영역의 GaN버퍼층을 노출시키는 제7단계와, 상기 녹색LED에피층 영역의 GaN버퍼층 상에 녹색LED에피층을 성장시키는 제8단계와, 상기 녹색LED에피층을 성장시킨 후 절연막을 증착하고, 적색LED에피층 영역의 패터닝에 의해 실리콘(001)층을 노출시키는 제9단계와, 상기 노출된 실리콘(001)층에 GaAs버퍼층을 형성하고 적색LED에피층을 성장시키는 제10단계 및 상기 청색LED에피층 및 녹색LED에피층 상부에 남은 절연막을 제거하는 제11단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법 및 그에 의해 제조된 반도체 발광 소자 모듈을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은 결정구조가 서로 다른 반도체 재료를 동일한 공정 기판 상에서 연속 공정에 의해 에피성장을 구현함으로써, 공정 단계의 획기적인 감소로 공정 비용 및 시간을 절감할 수 있으며, 연속 공정 상에서 이루어지게 되어 소자 간 품질의 차이를 최소화 시키면서, 청색, 녹색, 적색 반도체 발광 소자의 공정 재현성이 우수하여 고품위의 반도체 발광 소자를 제공하는 이점이 있다.
Int. CL H01L 33/00 (2010.01.01) H01L 33/12 (2010.01.01) H01L 33/50 (2010.01.01) H01L 33/22 (2010.01.01)
CPC H01L 33/005(2013.01) H01L 33/005(2013.01) H01L 33/005(2013.01) H01L 33/005(2013.01) H01L 33/005(2013.01) H01L 33/005(2013.01) H01L 33/005(2013.01) H01L 33/005(2013.01)
출원번호/일자 1020160184216 (2016.12.30)
출원인 (재)한국나노기술원
등록번호/일자 10-1875416-0000 (2018.07.02)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20180706) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.12.30)
심사청구항수 20

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 (재)한국나노기술원 대한민국 경기도 수원시 영통구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 신찬수 대한민국 경기도 용인시 수지구
2 이인근 대한민국 인천광역시 계양구
3 송근만 대한민국 경기도 용인시 수지구
4 김창완 대한민국 경기도 오산시 양산
5 최재원 대한민국 경기도 수원시 영통구
6 최재혁 대한민국 경기도 화성
7 박원규 대한민국 서울특별시 서초구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이준성 대한민국 서울특별시 강남구 삼성로**길 **, ***호 준성특허법률사무소 (대치동, 대치빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 (재)한국나노기술원 경기도 수원시 영통구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2016.12.30 수리 (Accepted) 1-1-2016-1297695-66
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2017.10.16 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2017.12.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0893894-16
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2017.12.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2017-0184677-53
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2018.02.19 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2018-0171949-93
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2018.02.19 수리 (Accepted) 1-1-2018-0171948-47
7 등록결정서
Decision to grant
2018.06.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0421950-28
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번호 청구항
1 1
SOI(실리콘(111)층/절연물/실리콘(001)층) 기판 상에 반도체 에피층을 성장하는 방법에 있어서,패터닝 공정을 통해 GaAs의 성장이 필요한 영역의 실리콘(111)층을 제거하는 제1단계;상기 실리콘(111)층을 제거하고 그 상층에 절연막을 증착하는 제2단계;패터닝 공정을 통해 GaN의 성장이 필요한 영역의 상기 절연막을 제거하여 실리콘(111)층을 노출시키는 제3단계;상기 노출된 실리콘(111)층 상에 GaN버퍼층을 성장시키는 제4단계;상기 GaN버퍼층을 성장시킨 후 절연막을 증착하고, 청색LED에피층 영역의 패터닝에 의해 상기 청색LED에피층 영역의 GaN버퍼층을 노출시키는 제5단계;상기 청색LED에피층 영역의 노출된 GaN버퍼층 상에 청색LED에피층을 성장시키는 제6단계;상기 청색LED에피층을 성장시킨 후 절연막을 증착하고, 녹색LED에피층 영역의 패터닝에 의해 상기 녹색LED에피층 영역의 GaN버퍼층을 노출시키는 제7단계;상기 녹색LED에피층 영역의 GaN버퍼층 상에 녹색LED에피층을 성장시키는 제8단계;상기 녹색LED에피층을 성장시킨 후 절연막을 증착하고, 적색LED에피층(160) 영역의 패터닝에 의해 실리콘(001)층을 노출시키는 제9단계; 상기 노출된 실리콘(001)층에 GaAs버퍼층을 형성하고 적색LED에피층을 성장시키는 제10단계; 및상기 청색LED에피층 및 녹색LED에피층 상부에 남은 절연막을 제거하는 제11단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법
2 2
제 1항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,절연 격벽 또는 DBR(Distributed Bragg Reflector) 격벽이 형성되어 상호 간에 전기적으로 절연하거나 빛에 의한 간섭을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법
3 3
제 1항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,트렌치 구조 또는 격자 형태로 어레이되는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법
4 4
제 1항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,각각 단일개로 이루어진 모듈 형태 또는 어느 하나가 복수개로 이루어진 모듈 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법
5 5
제 4항에 있어서, 상기 모듈에는,백색LED가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법
6 6
SOI(실리콘(001)층/절연물/실리콘(111)층) 기판 상에 반도체 에피층을 성장하는 방법에 있어서,패터닝 공정을 통해 GaN의 성장이 필요한 영역의 실리콘(001)층을 제거하는 (가)단계;상기 실리콘(001)층을 제거하고 그 상층에 절연막을 증착하는 (나)단계;패터닝 공정을 통해 GaN의 성장이 필요한 영역의 상기 절연막을 제거하여 상기 절연물을 노출시키는 (다)단계;상기 노출된 절연물 상에 GaN버퍼층을 성장시키는 (라)단계;상기 GaN버퍼층을 성장시킨 후 절연막을 증착하고, 청색LED에피층 영역의 패터닝에 의해 상기 청색LED에피층 영역의 GaN버퍼층을 노출시키는 (마)단계;상기 청색LED에피층 영역의 노출된 GaN버퍼층 상에 청색LED에피층을 성장시키는 (바)단계;상기 청색LED에피층을 성장시킨 후 절연막을 증착하고, 녹색LED에피층 영역의 패터닝에 의해 상기 녹색LED에피층 영역의 GaN버퍼층을 노출시키는 (사)단계;상기 녹색LED에피층 영역의 GaN버퍼층 상에 녹색LED에피층을 성장시키는 (아)단계;상기 녹색LED에피층을 성장시킨 후 절연막을 증착하고, 적색LED에피층 영역의 패터닝에 의해 실리콘(001)층을 노출시키는 (자)단계; 상기 노출된 실리콘(001)층에 GaAs버퍼층을 형성하고 적색LED에피층을 성장시키는 (차)단계; 및상기 청색LED에피층 및 녹색LED에피층 상부에 남은 절연막을 제거하는 (카)단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법
7 7
제 6항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,절연 격벽 또는 DBR(Distributed Bragg Reflector) 격벽이 형성되어 상호 간에 전기적으로 절연하거나 빛에 의한 간섭을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법
8 8
제 6항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,트렌치 구조 또는 격자 형태로 어레이되는 것을 특징으로 하는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법
9 9
제 6항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,각각 단일개로 이루어진 모듈 형태 또는 어느 하나가 복수개로 이루어진 모듈 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법
10 10
제 9항에 있어서, 상기 모듈에는,백색LED가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 GaN 및 GaAs 에피층의 연속 성장방법
11 11
SOI(실리콘(111)층/절연물/실리콘(001)층) 기판;상기 실리콘(111)층 상에 형성되며, 청색LED에피층 영역 및 녹색LED에피층 영역에 형성된 GaN버퍼층;상기 청색LED에피층 영역의 GaN버퍼층 상에 형성된 청색LED에피층;상기 녹색LED에피층 영역의 GaN버퍼층 상에 형성된 녹색LED에피층;상기 실리콘(111)층 및 절연물의 식각에 의해 노출된 적색LED에피층 영역의 상기 실리콘(001)층 상에 형성되는 GaAs버퍼층; 및상기 GaAs버퍼층 상에 형성된 적색LED에피층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈
12 12
제 11항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,절연 격벽 또는 DBR(Distributed Bragg Reflector) 격벽이 형성되어 상호 간에 전기적으로 절연하거나 빛에 의한 간섭을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈
13 13
제 11항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,트렌치 구조 또는 격자 형태로 어레이되는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈
14 14
제 11항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,각각 단일개로 이루어진 모듈 형태 또는 어느 하나가 복수개로 이루어진 모듈 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈
15 15
제 14항에 있어서, 상기 모듈에는,백색LED가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 Si(111)/(001) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈
16 16
SOI(실리콘(001)층/절연물/실리콘(111)층) 기판;상기 실리콘(001)층 상에 형성되며, 적색LED에피층 영역에 형성된 GaAs버퍼층;상기 GaAs버퍼층 상에 형성된 적색LED에피층;상기 실리콘(001)층 및 절연물의 식각에 의해 노출된 청색LED에피층 영역 및 녹색LED에피층 영역의 상기 실리콘(111)층 상에 형성되는 GaN버퍼층;상기 청색LED에피층 영역의 GaN버퍼층 상에 형성된 청색LED에피층;상기 녹색LED에피층 영역의 GaN버퍼층 상에 형성된 녹색LED에피층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈
17 17
제 16항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,절연 격벽 또는 DBR(Distributed Bragg Reflector) 격벽이 형성되어 상호 간에 전기적으로 절연되거나 빛에 의한 간섭을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈
18 18
제 16항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,트렌치 구조 또는 격자 형태로 어레이되는 것을 특징으로 하는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈
19 19
제 16항에 있어서, 상기 녹색LED에피층, 청색LED에피층 및 적색LED에피층은,각각 단일개로 이루어진 모듈 형태 또는 어느 하나가 복수개로 이루어진 모듈 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈
20 20
제 19항에 있어서, 상기 모듈에는,백색LED가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 Si(001)/(111) SOI 기판 상에 연속 형성된 GaN 및 GaAs 에피층을 이용한 반도체 발광 소자 모듈
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1 산업통상자원부 연세대학교 산학협력단 산업혁신기술개발사업 III-V Channel을 이용한 CMOS extension 기술 개발