KR100293467B1 - 청색발광소자및그제조방법 - Google Patents

청색발광소자및그제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100293467B1
KR100293467B1 KR1019980022027A KR19980022027A KR100293467B1 KR 100293467 B1 KR100293467 B1 KR 100293467B1 KR 1019980022027 A KR1019980022027 A KR 1019980022027A KR 19980022027 A KR19980022027 A KR 19980022027A KR 100293467 B1 KR100293467 B1 KR 100293467B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor layer
conductive semiconductor
transparent electrode
electrode
layer
Prior art date
Application number
KR1019980022027A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000001665A (ko
Inventor
김성우
Original Assignee
구자홍
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구자홍, 엘지전자 주식회사 filed Critical 구자홍
Priority to KR1019980022027A priority Critical patent/KR100293467B1/ko
Publication of KR20000001665A publication Critical patent/KR20000001665A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100293467B1 publication Critical patent/KR100293467B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40Materials therefor
    • H01L33/42Transparent materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

청색 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 기판 위에 제 1 도전형 반도체층, 활성층, 제 2 도전형 반도체층을 순차적으로 형성하고, 소정영역의 제 2 도전형 반도체층과 그 하부에 있는 활성층 및 제 1 도전형 반도체층의 일부분을 제거하여 제 1 도전형 반도체층을 노출시킨 다음, 제 2 도전형 반도체층 위에 전류확산용 투명전극을 형성하고, 열처리한다. 그리고, 노출된 제 1 도전형 반도체층 위에 제 1 도전형 전극을 형성하고, 전류확산용 투명전극 위에 제 2 도전형 전극을 형성하여 제작함으로써, 소자의 동작 전압을 강하, 소자의 휘도를 증대, 소자의 저항을 감소, 소자의 수명 및 신뢰도를 향상시킨다.

Description

청색 발광 소자 및 그 제조방법{blue emitting device and method for fabricating the same}
본 발명은 청색 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 청색 발광 소자는 일반식 InxGayAlzN(x+y+z=1, 0<x<1, 0<y<1, 0<z<1)으로 표시되는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 사용하여 왔다.
이 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체는 직접천이형으로 되어 있어 발광 효율이 높고, In 농도로 황색부터 보라색, 자외선 영역까지 발광 파장으로 가능하며, 특히 단파장 발광 소자에 유용하게 사용되어 왔다.
이 화합물 반도체의 제조방법으로는 MBE, MOVPE, HVPE 등이 이용되었는데, 이 들중 MOVPE는 대기압과 저압 상태의 기판을 가열하여 Ⅲ족 원소를 포함한 유기금속화합물과 Ⅴ족 원소를 포함한 원료 가스를 기체 상태로 공급하여 기판상에서 열분해 반응을 시켜 반도체막을 성장시키는 방법이다.
이 MOVPE는 대면적에 균일한 고품질의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 성장을 할 수 있다는 점이 중요하다.
이러한 MOVPE 성장법을 이용한 종래의 청색 발광 소자의 제조 공정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, MOVPE 성장법으로 사파이어 기판(11) 위에 n형 질화갈륨계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층(12), InxGa1-xN(0<x<1) 활성층(10), p형 질화갈륨계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층(13)을 순차적으로 에피 성장시킨다.
여기서, 이렇게 적층된 발광 소자는 일반적으로 값이 싼 절연성을 가진 사파이어 기판 위에 성장되므로 기존의 GaAs계 발광 소자 제작시에 이용되는 소위 톱-다운(top-down)형 전극을 가질 수 없고, 사파이어 기판 표면 한쪽에서 n형 전극과 p형 전극을 가져야 하는 구조상의 제약을 떠안고 있다.
그런데, MOVPE 성장법에 의해 성장된 p형 반도체층(13)은 그 내부에 수소 원자와 도핑 원료 물질로 사용된 Mg 원자간의 복합체를 형성하여 전류 운반에 기여하는 정공을 제공하지 못한다.
따라서, 일반적으로 에피 결정 성장이 끝난 반도체 기판이나 또는 n형 전극 형성을 위한 식각 공정이 끝난 웨이퍼를 700℃이상 ∼ 1000℃의 온도에서 적정 시간(10초∼30분)동안 열처리를 함으로써 p형 반도체층에 존재하는 수소 원자를 제거하여 Mg 불순물이 정공 전류 운반자를 제공하도록 활성화 시켜 준다.
이 방법은 널리 이용되고 있는 방법이다.(미국 특허 5563422)
그러나, 이런 방법은 열처리 중에 웨이퍼의 최상층부 표면에서 질소 원자가 열분해되어 빠져나가면서 웨이퍼 표면이 고농도의 n형으로 변화하게 되는 문제점을 발생시켜 p형 전극시 오믹 접촉 형성에 문제를 유발시켜 쇼트키(schottky) 접촉 형성이 되어 전류 전달에 장애를 일으키는 소위 장벽층이 된다.
그리하여 이 장벽층은 발광 소자의 동작 전압 결정시에 2∼3V 정도의 손실을 유발시키며 발광 소자의 저항도 높이면서 열을 많이 발생시켜 장시간 동작시 소자의 특성 저하 및 수명 단축의 여러 가지 문제를 야기시키고 있다.
이와 같은 열처리 후에 도 1a와 같이 식각 공정을 수행하여 n형 반도체층(12)을 노출시킨다.
이어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 노출된 n형 반도체층(12) 위에 n형 전극(14)을 먼저 형성하고, n형 전극(14)과 n형 반도체층(12)간의 오믹 접촉을 위해 약 700℃의 온도에서 열처리하게 된다.
n형 전극을 p형 전극보다 먼저 형성하는 이유는 일반적으로 고온 공정이 저온 공정보다 선행되어야 하기 때문이다.
그리고, 도 1c에 도시된 바와 같이, p형 반도체(13) 위에 p형 전극(15)을 형성하고, p형 전극(15)과 p형 반도체층(13)간의 오믹 접촉을 위해 약 500℃의 온도에서 열처리하게 된다.
이어, 도 1d에 도시된 바와 같이, 마지막 공정으로서 Ni/Au로 이루어진 전류 확산용 투명전극(16)을 p형 전극(15)과 p형 반도체층(13) 전면에 약 200Å 정도로 얇게 증착하여 P형 반도체층의 전면적에 전류가 주입되도록 함으로써 전면적에서 발광되도록 한다.
그러나, 이러한 전류 확산용 투명전극(16)은 도 1a의 공정시에 고농도의 n형으로 변화된 p형 반도체층(13)의 표면과 접촉되므로 쇼트키 접촉으로 인하여 전류 전달에 문제가 발생하고, 의도했던 바와는 달리 전류 확산이 잘 되지 않으며, 발광 면적도 p형 전극 주변에만 국한되어 빛이 나오므로 휘도의 저하를 일으킨다.
종래 기술에 따른 청색 발광 소자는 상기에 설명한 바와 같이 동작 전압 상승, 발광 소자의 저항 상승, 휘도의 저하, 높은 열의 발생, 소자 수명의 저하 등과 같은 문제점들이 나타난다.
본 발명의 목적은 새로운 제조 공정으로 상기와 같은 문제들을 해결할 수 있는 청색 발광 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1a 내지 1d는 종래 기술에 따른 청색 발광 소자의 제조 공정을 보여주는 도면
도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 청색 발광 소자의 제조 공정을 보여주는 도면
도 3은 본 발명과 종래 기술의 전류-전압 특성을 보여주는 그래프
도 4는 투명전극층의 열화 현상을 보여주는 사진
도 5는 본 발명과 종래 기술의 C-V 측정을 통한 홀 캐리어 농도를 보여주는 그래프
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 활성층 21 : 기판
22 : n형 반도체층 23 : p형 반도체층
24 : n형 전극 25 : 투명 전극
26 : p형 전극
본 발명에 따른 청색 발광 소자의 주요 특징은 p형 반도체층과 p형 전극 사이에 Ni, Pd, Cr, Ti, V, Zr, Ce, Nd 로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 물질을 포함하는 전류확산용 투명전극이 형성되는데 있다.
본 발명에 따른 청색 발광 소자 제조방법의 특징은 기판 위에 제 1 도전형 반도체층, 활성층, 제 2 도전형 반도체층을 순차적으로 형성하는 스텝과, 소정영역의 제 2 도전형 반도체층과 그 하부에 있는 활성층 및 제 1 도전형 반도체층의 일부분을 제거하여 제 1 도전형 반도체층을 노출시키는 스텝과, 제 2 도전형 반도체층 위에 전류확산용 투명전극을 형성하고, 열처리하는 스텝과, 노출된 제 1 도전형 반도체층 위에 제 1 도전형 전극을 형성하고, 전류확산용 투명전극 위에 제 2 도전형 전극을 형성하는 스텝으로 이루어지는데 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 청색 발광 소자 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명하기에 앞서 본 발명에서 사용되는 용어를 다음과 같이 정의 한다.
첫째, 본 발명에서 질화갈륨계 Ⅲ-Ⅴ 화합물 반도체라는 용어는 GaN, GaAlN, InAlGaN과 같은 Ga을 포함하는 Ⅲ족 원소의 질화물 반도체를 의미한다.
이런 화합물 반도체는 다음과 같은 식으로 표현된다.
InxAlyGa1-x+y(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)
둘째, 본 발명에서 전극에 대해 광투과성이라는 용어는 질화갈륨계 Ⅲ-Ⅴ 화합물 반도체 발광 소자에서 방출되는 빛이 적어도 10% 라도 될 때를 의미하며, 꼭 색깔이 없거나 투명성의 성질을 가져야 함을 의미하지는 않는다.
셋째, 본 발명에서 금속성 물질이 두 가지 이상의 금속으로 이루어졌다는 의미는 이 금속들이 미리 합금화되어 있거나 혹은 금속층들이 순차적으로 적층된 다층 구조일 수도 있다는 의미이다.
또한, 두 가지 이상의 금속 물질을 포함하고 있을 때, 각 금속의 함량은 특별히 한도가 정해져 있지 않지만 각 금속들이 적어도 1 atomic % 포함되어 있으면 좋다.
도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 청색 발광 소자의 제조 공정을 보여주는 도면으로서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 투명하고 전기적으로 절연성인 사파이어 기판(21) 위에 n형 질화갈륨계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층(22), 활성층(20), p형 질화갈륨계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층(23)을 순차적으로 에피 성장시킨다.
여기서, n형 반도체층(22)은 약 1∼500㎛의 두께로 형성되며, Si, Ge, Se, S, Te과 같은 n형 불순물로 도핑될 수 있는데 가장 값싸며 널리 구할 수 있는 Si이 특히 좋다.
p형 반도체층(23)은 약 0.2∼100㎛의 두께로 형성되며, Be, Sr, Ba, Zn, Mg과 같은 p형 불순물로 도핑될 수 있는데 쉽게 널리 구할 수 있고 깊이에 따른 도핑균일도가 우수한 Mg이 특히 좋다.
그리고, Cl계열의 반응성 이온을 이용한 식각공정으로 소정영역의 p형 반도체층(23)과 그 하부에 있는 활성층(20) 및 n형 반도체층(22)의 일부분을 제거하여 n형 반도체층(22)을 노출시킨다.
이어, 도 2b에 도시된 바와 같이, p형 반도체층(23) 전면에 금속성 물질로 이루어진 광투과성, 오믹(ohmic)전극인 전류확산용 투명전극(25)을 형성하고, p형 반도체층(23)과 전류확산용 투명전극(25)간의 오믹 접촉과 동시에 p형 반도체층(23)의 활성화를 위한 열처리 공정을 수행한다.
여기서, 투명전극(25)은 임의의 적절한 금속성 물질로 형성될 수 있는데, 이 금속성 물질은 어닐링을 통한 열처리 공정시 금속성 수소화물을 형성하여 p형 반도체층(23)으로부터 수소를 흡인하는 성질을 가진 Ni, Pd, Cr, Ti, V, Zr, Ce, Nd 에서 선택된 하나 또는 그 이상의 금속으로 구성될 수 있다.
이렇게 p형 반도체층의 최상층 표면 부위에서 수소를 흡인하게 되면 p형 반도체층과 금속간의 오믹 접촉성이 아주 우수해짐으로써 p형 반도체층(23)과 전류확산용 투명전극(25)간의 전압 강하가 작아지게 되어 발광 소자의 전체적인 동작 전압 감소에 크게 기여를 하게 된다.
특별히 선호되는 금속성 물질로는 Ti/Pd/Ni인데, Ti와 Pd은 Ti층이 p형 반도체층(23)과 직접 접촉을 이루도록 형성되고, Pd층은 Ti층 위에, Ni층은 Pd층 위에 형성된다.
전술한 바와 같이, 전류확산용 투명전극(25)을 위한 금속성 물질이 둘 혹은그 이상의 금속을 포함할 때는 이들 금속을 미리 서로 합금화하거나 다층 구조로 만들 수 있다.
이런 다층 구조를 가진 금속성 물질에 포함된 금속은 열처리 처리 단계에서 합금화 될 수 있다.
그리고, 열처리는 약 500℃ 이상의 온도에서 행해지는데, 투명전극(25)을 이루는 금속성 물질은 500℃ 이하의 온도에서 열처리하면 양호한 오믹 접촉을 이루지 못하는 경향이 있으며, P형 반도체층(23)이 활성화 되지 못하여 발광을 위한 전류 주입이 원활하지 못하게 된다.
물론, 열처리는 질화갈륨계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체의 분해 온도(∼1200℃)보다 낮은 온도이어야 하며, 또한 전류확산용 투명전극(25)으로 사용되는 금속 물질의 열화점보다 낮은 온도인 약 400∼1000℃의 온도를 사용하는데, 특히 500∼700℃의 온도가 선호된다.
열처리 시간은 10초∼3시간 정도의 시간을 사용하는데, 특히 20분에서 1시간 정도의 구간이 적당하고, 열처리 분위기는 질소(N2)와 같은 비산화성 또는 비활성 분위기에서 행하면 좋다.
이 투명전극의 금속물질에 해주는 열처리 효과는 미국 특허 Ser No. 07/970145에서 기술된 것과 비슷하다.
즉, 기상 성장법에 의해 성장되어 p형 불순물로 도핑된 질화갈륨계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체가 400℃ 혹은 그 이상의 온도에서 어닐링되면 그 비저항이 감소된다.
이는 성장된 p형 화합물 반도체내에서 어셉터 불순물에 결합된 수소원자가 400℃ 혹은 그 이상의 온도에서 떨어져 나가 어셉터 불순물을 활성화시키기 때문이다.
그리하여, 투명전극을 400℃ 이상의 온도에서 열처리하면 화합물 반도체 내의 캐리어 농도가 증가하여 만족스러운 오믹 접합을 이루게 된다.
종래 기술에서는 p형 질화갈륨 반도체층의 비저항을 낮추기 위해 그 위에 아무 물질도 증착하지 않거나 p형 질화갈륨 반도체층 위에 미국 특허 5290393에서 발표된 절연막이나 또는 GaN, AlN, InN 등을 형성하여 p형 질화갈륨 반도체층 표면에서 질소 원자가 분해되어 날아가는 것을 막아주는 역할에 국한된다.
그러나, 본 발명에서는 전류확산용 투명전극(25)을 증착한 상태로서 열처리하므로, 투명전극이 증착된 부위에 국부적으로 열전도도가 높아 어셉터 불순물의 활성화가 잘 일어나며 또한 투명전극의 금속물질로서 금속수소화물이 형성되기 쉬운 Ni, Pd, Cr, Ti, V, Zr, Ce, Nd 로부터 선택된 물질을 사용하므로 p형 반도체층에 존재하는 수소원자들을 흡입함으로써 어셉터 불순물을 활성화시켜 주는 일종의 촉매층으로 작용하여 아주 낮은 저항을 갖는 반도체층을 이룰 수 있고, 투명전극과의 경계면에서 오믹 접촉이 우수해짐으로써 투명전극과 p형 반도체층의 계면에서 전압 강하가 최소화되는 잇점을 가지고 있다.
한편, 투명전극(25)으로 사용되는 금속성 물질은 10∼10000Å의 두께를 사용할 수 있는데, 특히 100∼1000Å의 두께가 선호된다.
열처리 동안 이 금속성 물질은 p형 반도체층으로 일부 확산되어 들어가고 일부는 바깥쪽으로 확산된다.
이 투명전극(25)의 두께는 100Å보다 얇으면 금속 자체 저항이 커지는 경향이 있고, 1000Å보다 두꺼우면 500∼700℃ 온도에서 열처리 할 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 금속의 표면 상태가 열화되는 경향이 있다.
그리고, 도 2c에 도시된 바와 같이, 열처리 공정이 끝나면, 노출된 n형 반도체층(22) 위에 n형 전극(24)을 형성하는데, 널리 사용되는 물질로는 Ti, Al, In, Ni, Cr 등이 사용된다.
본 발명에서는 Cr을 10Å의 두께로 n형 반도체층(22) 위에 형성하고, Ti을 200Å의 두께로 Cr층 위에 형성하며, Al층을 Ti층 위에 2000Å의 두께로 형성하였다.
여기서, n형 전극(24)은 기상 증착 혹은 스퍼터링 기법과 같은 기존의 성막법을 이용하여 n형 반도체층(22) 위에 형성되고, n형 전극의 금속 물질은 열처리하여 만들어 질 수도 있고, 열처리 하지 않은 상태에서도 만들어 질 수 있다.
이는 전류확산용 투명전극(25) 및 p형 반도체층(23) 활성화 열처리 공정시 반도체층의 최상부 표면에서 생기는 질소 원자의 결핍으로 오는 고농도의 n형 반도체층에 금속이 직접 접촉되는 까닭이다.
열처리를 하는 경우는 500∼900℃의 온도에서 10초∼30분의 시간 동안 수행한다.
그리고, 도 2d에 도시된 바와 같이, 마지막 공정으로 p형 반도체층(23) 위에p형 전극(26)을 형성한다.
이 p형 전극(26)은 발광 소자의 패키징시 와이어 본딩을 위한 일종의 패드 전극 구실을 하는 것으로서 와이어 본딩시 형성되는 Au볼이 장시간 소자 동작에 따른 p형 반도체층(23)으로 확산 침투를 막기 위한 금속 물질을 사용한다.
이에 사용되는금속 물질은 제한은 없지만 일반적으로 반도체 제작공정에 널리 쓰이는 Cr, Ni, Au, In, Pt, Mo, Pd, Ge, Si, Ti, W, Zr, Ta, Cu, Pb, Ag, Sn, Zn 등의 금속에서 1가지 혹은 2가지 혹은 3가지 조합을 선택하여 적절히 사용할 수 있다.
본 발명에서는 접착성이 우수한 Cr층을 200Å, Cr층 위에 Ni층을 300Å, Ni층 위에 Au을 2000Å을 증착한 3층의 금속을 사용하였다.
그리고, 3층의 금속을 증착한 후에 전류확산용 투명전극(25)과의 결합을 더 강화시켜 주기 위해 500∼700℃의 온도에서 30초∼30분 동안 열처리해 준다.
이와 같이 제작된 본 발명에 따른 청색 발광 소자를 실시예별로 다음과 같이 실험 테스트를 하였다.
제 1 실시예
본 발명의 제 1 실시예로 사용되는 발광 소자는 전류확산용 투명전극층의 금속을 Ti을 p형 반도체층 위에 10Å 증착하고, Ti층 위에 Pd을 50Å의 두께로 증착하며, Pd층 위에 Ni을 50Å 두께로 증착하였다.
그리고, p형 반도체층의 활성화 열처리를 약 700℃의 온도에서 약 30분간 실시하였다.
이와 같이 제작된 본 발명과 종래 기술의 전류-전압 특성을 비교 측정해 본 결과 도 3과 같이 나타났다.
곡선 B는 종래 기술에 의해 제작된 발광 소자의 전류-전압 특성으로 소자의 저항이 70Ω으로 열이 많이 발생하였을 뿐만 아니라 휘도가 20mcd이었다.
그러나, 본 발명인 곡선 A는 종래인 B에 비해 문턱 전압이 2∼3V로 개선이 되었고, 동작 전압이 3∼4V 정도 개선이 되었다.
또한, 소자의 저항은 30Ω 이하로 종래에 비해 열 발생이 약 50% 정도 줄어들고, 휘도는 약 35mcd로 향상되었음을 알 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, C-V(용량-전압) 측정을 통한 p형 불순물 농도의 프로파일링(profilling)을 보면, p형 반도체층에서의 불순물 농도가 기존 공정시 2×1017cm-3(도 5의 곡선 B)에서 2×1018cm-3(도 5의 곡선 A)로 10배 가까이 증가함을 볼 수 있다.
이 측정 결과를 보면, p형 반도체층을 활성화 열처리할 때, p형 반도체층에서 전류확산용 투명전극으로 그 만큼 많은 수소 원자가 흡인되면서 p형 반도체층으로부터 수소 원자가 빠져나가 정공 캐리어 농도에 기여함을 알 수 있다.
제 2 실시예
본 발명의 제 2 실시예는 제 1 실시예와 모든 조건은 같으나 p형 반도체의 열처리를 600℃의 온도에서 30분간 실시한 점이 다르다.
이 발광 소자의 특성으로는 문턱 전압이 2.4V, 동작 전압이 3.5V, 저항이 35Ω 이하, 휘도는 35mcd이었다.
제 3 실시예
본 발명의 제 3 실시예는 제 1 실시예와 모든 조건은 같으나 p형 반도체의 열처리를 500℃의 온도에서 30분간 실시한 점이 다르다.
이 발광 소자의 특성으로는 문턱 전압이 2.7V, 동작 전압이 3.9V, 저항이 40Ω 이하로 다소 특성이 제 1 실시예와 제 2 실시예에 비해 열화되었는데 이는 p형 반도체의 활성화가 상대적으로 덜 된데서 기인한다. 그리고, 휘도는 30mcd이었다.
제 4 실시예
본 발명의 제 4 실시예는 전류확산용 투명전극의 금속으로 Ni를 p형 반도체층 위에 100Å 증착하고, Ni 위에 Au을 100Å의 두께로 증착하였다.
그리고, p형 반도체의 열처리를 700℃의 온도에서 30분간 실시하였다.
그 결과, 발광 소자의 전류-전압 특성은 제 1 실시예와 같았다.
제 5 실시예
본 발명의 제 5 실시예는 전류확산용 투명전극의 금속으로 Cr을 p형 반도체층 위에 200Å 증착하고, Ni층을 Cr층 위에 300Å 증착하며, Ni층 위에 Au을 2000Å의 두께로 증착하였고, 제 1 실시예∼제 4 실시예와는 달리 마지막 공정인 p형 전극(26) 형성 공정을 실시하지 않았다.
발광 소자의 특성은 문턱 전압이 3.8V, 동작 전압이 5.6V, 저항이 58Ω, 휘도는 20mcd으로 측정되었으며, 이는 지나치게 두꺼운 투명전극층의 표면 열화로 도 4와 같은 양상을 보이고 있었고, 소자에서 발광된 빛을 두꺼운 투명전극층이 지나치게 차단하여 휘도 저하를 초래하는데서 그 원인을 찾을 수 있다.
본 발명에 따른 청색 발광 소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 소자의 동작 전압을 강하시키고, p형 반도체층에 주입되는 전류의 면적이 커져 유효 발광 면적이 커지게 되므로 발광 소자의 휘도를 증대시킨다.
또한, 소자의 저항을 감소시켜 열 발생량 및 소비 전력이 줄어 소자의 열화 속도가 줄어듦으로 수명 및 신뢰도를 향상시킨다.
이러한 단파장 발광 소자는 천연색 LED 디스플레이, LED 교통 신호기, 도로 정보 표시 및 전광판 소자에 사용되어 저소비 전력이 실현 가능하며, 따라서 산업상 이용 가치가 매우 크다.

Claims (5)

  1. 기판위에 제 1 도전형 반도체층, 활성층, 제 2 도전형 반도체층을 순차적으로 형성하는 스텝;
    상기 소정영역의 제 2 도전형 반도체층과 그 하부에 있는 활성층 및 제 1 도전형 반도체층의 일부분을 제거하여 제 1 도전형 반도체층을 노출시키는 스텝;
    상기 제 2 도전형 반도체층 위에 전류 확산용 투명전극을 형성하는 공정 후 상기 전류확산용 투명전극과 상기 제 2 도전형 반도체층의 활성화 열처리 공정을 동시에 행하는 스텝;
    상기 노출된 제 1 도전형 반도체층 위에 제 1 도전형 전극을 형성하고, 상기 전류확산용 투명전극 위에 제 2 도전형 전극을 형성하는 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 청색 발광 소자 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전류확산용 투명전극은 Ni, Pd, Cr, Ti, V, Zr, Ce, Nd로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 발광 소자 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전류확산용 투명전극은 단일 금속, 합금, 다층 금속 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 청색 발광 소자 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 열처리의 온도는 400~1000℃이고, 열처리 시간은 10초~3시간이며, 열처리 분위기는 비산화성 또는 비활성인 것을 특징으로 하는 청색 발광 소자 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 전류확산용 투명전극의 두께는 10~10000Å인 것을 특징으로 하는 청색 발광 소자 제조방법.
KR1019980022027A 1998-06-12 1998-06-12 청색발광소자및그제조방법 KR100293467B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980022027A KR100293467B1 (ko) 1998-06-12 1998-06-12 청색발광소자및그제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980022027A KR100293467B1 (ko) 1998-06-12 1998-06-12 청색발광소자및그제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000001665A KR20000001665A (ko) 2000-01-15
KR100293467B1 true KR100293467B1 (ko) 2001-07-12

Family

ID=19539264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980022027A KR100293467B1 (ko) 1998-06-12 1998-06-12 청색발광소자및그제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100293467B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101013506B1 (ko) 2007-03-30 2011-02-10 에피스타 코포레이션 적층 구조의 투명 전극을 갖는 반도체 발광 장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100612832B1 (ko) 2003-05-07 2006-08-18 삼성전자주식회사 고성능의 질화갈륨계 광소자 구현을 위한 니켈계 고용체를 이용한 오믹 접촉 형성을 위한 금속박막 및 그 제조방법
KR101106340B1 (ko) * 2004-01-19 2012-01-18 엘지전자 주식회사 Led 소자의 구조 및 제조방법
KR101436133B1 (ko) 2013-02-20 2014-09-01 고려대학교 산학협력단 투명 전극을 구비하는 수직형 발광소자 및 그 제조 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09129932A (ja) * 1995-10-30 1997-05-16 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体発光素子

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09129932A (ja) * 1995-10-30 1997-05-16 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体発光素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101013506B1 (ko) 2007-03-30 2011-02-10 에피스타 코포레이션 적층 구조의 투명 전극을 갖는 반도체 발광 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000001665A (ko) 2000-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8323999B2 (en) Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor device and method of manufacturing the same
US6531383B1 (en) Method for manufacturing a compound semiconductor device
US7180094B2 (en) Nitride-based light emitting device and method of manufacturing the same
JP3739951B2 (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
US6100174A (en) GaN group compound semiconductor device and method for producing the same
US20080303055A1 (en) Group-III Nitride-Based Light Emitting Device
US5804839A (en) III-V nitride compound semiconductor device and method for fabricating the same
KR101257572B1 (ko) 반도체 발광 소자
US6734091B2 (en) Electrode for p-type gallium nitride-based semiconductors
KR100571816B1 (ko) 질화물계 발광소자 및 그 제조방법
JPH11177134A (ja) 半導体素子の製造方法及び半導体素子、並びに発光素子の製造方法及び発光素子
JPH11145518A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
JP3557791B2 (ja) 3族窒化物半導体の電極及びその電極を有した素子
CN100442549C (zh) 氮化镓基ⅲ-v族化合物半导体发光器件及其制造方法
EP1696494A1 (en) Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same
JP3812366B2 (ja) Iii族窒化物系化合物半導体素子の製造方法
JP2001015852A (ja) p型のIII族窒化物半導体層上の電極構造とその形成方法
KR100293467B1 (ko) 청색발광소자및그제조방법
KR100387099B1 (ko) 질화갈륨계 발광다이오드 및 그 제조방법
JP3239350B2 (ja) n型窒化物半導体層の電極
CN100459196C (zh) 半导体器件、制造电极的方法以及制造半导体器件的方法
KR100348280B1 (ko) 청색 발광 소자 제조방법
CN107706277B (zh) 一种透明导电层的制作方法及其发光二极管
KR20010014823A (ko) P형 ⅲ족 질화물 반도체층 상의 전극 구조 및 그의 제조방법
KR100737821B1 (ko) 발광 소자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120327

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee