KR100574101B1 - light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

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김상호
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광주과학기술원
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Abstract

본 발명은 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로 n형 클래드층과 p형 클래드층 사이에 활성층을 갖는 질화물계 발광소자에서, n형 클래드층의 노출된 부분에 레늄(Re), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo)중 어느 하나로 형성된 n형 제1오믹컨택트층과, n형 제1오믹컨택트층 위에 타이타늄(Ti)으로 형성된 n형 제2 오믹컨택트층 및 n형 제2오믹컨택트층 위에 금(Au)으로 형성된 n형 제3 오믹컨택트층을 구비한다. 이러한 질화물계 발광소자에 의하면, n형 클래드층과의 오믹접촉 특성 및 열적 안정성이 개선되어 우수한 전류-전압 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 와이어 본딩 효율을 높일 수 있는 장점을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitride based light emitting device and a method of manufacturing the same. In a nitride based light emitting device having an active layer between an n-type cladding layer and a p-type cladding layer, rhenium (Re), tungsten ( W), the n-type first ohmic contact layer formed of any one of molybdenum (Mo), and the n-type second ohmic contact layer and n-type second ohmic contact layer formed of titanium (Ti) on the n-type first ohmic contact layer And an n-type third ohmic contact layer formed of gold (Au). According to such a nitride-based light emitting device, the ohmic contact characteristics and thermal stability with the n-type cladding layer are improved to provide excellent current-voltage characteristics and provide an advantage of increasing wire bonding efficiency.

Description

질화물계 발광소자 및 그 제조방법{light emitting device and method of manufacturing the same}Light emitting device and method of manufacturing the same

도 1은 본 발명의 제1 실시예예 따른 n형 전극구조체를 나타내 보인 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing an n-type electrode structure according to a first embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 제2 실시예예 따른 n형 전극구조체를 나타내 보인 단면도이고,2 is a cross-sectional view illustrating an n-type electrode structure according to a second embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 텅스텐(W)/타이타늄(Ti)/금(Au)으로 증착한 n형 전극구조체에 대해 열처리 전과, 온도를 달리하여 열처리 한 경우의 전류-전압 특성을 측정한 결과를 나타내 보인 그래프이고,3 is a current-voltage characteristic of an n-type electrode structure deposited with tungsten (W) / titanium (Ti) / gold (Au) before and after heat treatment at different temperatures, according to a first embodiment of the present invention. Is a graph showing the result of

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 타이타늄(Ti)/알루미늄(Al)/레늄(Re)/금(Au)으로 증착한 n형 전극구조체에 대해 열처리 전과, 온도를 달리하여 열처리 한 경우의 전류-전압 특성을 측정한 결과를 나타내 보인 그래프이고,FIG. 4 illustrates an n-type electrode structure deposited with titanium (Ti), aluminum (Al), rhenium (Re), and gold (Au) according to a second embodiment of the present invention before and after heat treatment at different temperatures. This graph shows the results of measuring the current-voltage characteristics of

도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따라 텅스텐(W)/타이타늄(Ti)/금(Au)으로 증착한 n형 전극구조체에 대해 열처리 전과, 열처리 후의 박막표면을 촬상한 결과를 나타내 보인 도면이고,5 and 6 illustrate results of photographing thin film surfaces before and after heat treatment of an n-type electrode structure deposited with tungsten (W) / titanium (Ti) / gold (Au) according to a first embodiment of the present invention. It is a figure shown,

도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 타이타늄(Ti)/알루미늄(Al)/레늄(Re)/금(Au)으로 증착한 n형 전극구조체에 대해 열처리 전과, 열처리 후의 박막 표면을 촬상한 결과를 나타내 보인 도면이고,7 and 8 illustrate a thin film surface before and after heat treatment of an n-type electrode structure deposited with titanium (Ti), aluminum (Al), rhenium (Re), and gold (Au) according to a second embodiment of the present invention. Is a diagram showing the results of the imaging,

도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 n형 전극구조체가 적용된 발광소자의 일 예를 나타내 보인 단면도이고,9 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting device to which the n-type electrode structure according to the first embodiment of the present invention is applied,

도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 n형 전극구조체가 적용된 발광소자의 또 다른 예를 나타내 보인 단면도이고,10 is a cross-sectional view showing another example of a light emitting device to which the n-type electrode structure according to the first embodiment of the present invention is applied;

도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 n형 전극구조체가 적용된 발광소자의 일 예를 나타내 보인 단면도이고,11 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting device to which the n-type electrode structure according to the second embodiment of the present invention is applied;

도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 n형 전극구조체가 적용된 발광소자의 또 다른 예를 나타내 보인 단면도이다.12 is a cross-sectional view illustrating another example of a light emitting device to which an n-type electrode structure according to a second embodiment of the present invention is applied.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10, 110: 기판 30, 130: n형 클래드층10, 110: substrate 30, 130: n-type cladding layer

40, 140: 활성층 50, 150: p형클래드층40, 140: active layer 50, 150: p-type cladding layer

60, 160: p형 오믹컨택트층 80, 90: n형 전극구조체60, 160: p-type ohmic contact layer 80, 90: n-type electrode structure

81, 91: n형 제1오믹 컨택트층 83, 93: n형 제2오믹 컨택트층81, 91: n-type first ohmic contact layer 83, 93: n-type second ohmic contact layer

85, 95: n형 제3오믹 컨택트층 97: n형 제4오믹컨택트층85, 95: n-type third ohmic contact layer 97: n-type fourth ohmic contact layer

본 발명은 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 열적 안정성과 오믹특성이 개선된 n형 전극구조체를 갖는 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nitride-based light emitting device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a nitride-based light emitting device having an n-type electrode structure with improved thermal stability and ohmic characteristics and a method for manufacturing the same.

질화갈륨계 발광소자는 탑에미트형 발광다이오드(top-emitting light emitting diodes; TLEDS)와 플립칩형 발광다이오드(flip-chip light emitting diodes: FCLEDS)로 분류된다.Gallium nitride based light emitting devices are classified into top-emitting light emitting diodes (TLEDS) and flip-chip light emitting diodes (FCLEDS).

탑에미트형 발광다이오드는 p형 클래드층과 접촉하고 있는 오믹 콘택트층을 통해 광이 출사되게 형성되고, 플립칩형 발광다이오드는 p형 클래드층 위에 반사층을 두어 기판을 통해 광이 출사되게 형성된다.The top emit light emitting diode is formed to emit light through the ohmic contact layer in contact with the p-type cladding layer, and the flip chip type light emitting diode is formed to emit light through the substrate by placing a reflective layer on the p-type cladding layer.

이러한 질화갈륨을 대표로 하는 질화물계 반도체를 이용한 발광다이오드 또는 레이저 다이오드와 같은 발광소자를 구현하기 위해서는 반도체와 전극간의 오믹접촉 구조가 매우 중요하다.In order to implement a light emitting device such as a light emitting diode or a laser diode using a nitride semiconductor represented by gallium nitride, an ohmic contact structure between the semiconductor and the electrode is very important.

종래의 n형 질화갈륨(GaN)에 적용한 대표적인 n형 전극구조체로서 타이타늄(Ti)/알루미늄(Al)을 순차적으로 적층한 금속박막구조가 있다. As a representative n-type electrode structure applied to conventional n-type gallium nitride (GaN), there is a metal thin film structure in which titanium (Ti) / aluminum (Al) is sequentially stacked.

이러한 n형 전극구조체는 질소(N2) 분위기에서 열처리하면 10-3 ∼ 10-6Ω㎠ 정도의 비접촉저항을 갖는 것으로 보고되고 있다. The n-type electrode structure is 10 -3 to 10 -6 Ω ㎠ when heat treated in a nitrogen (N 2 ) atmosphere It has been reported to have a specific contact resistance.

이를 보다 상세하게 설명하면, 타이타늄(Ti)/알루미늄(Al)을 순차적으로 적층한 n형 전극구조체를 600℃ 이상의 고온에서 열처리하면, n형 질화갈륨(GaN)과 타이타늄(Ti)층과의 계면에서 전도성 질화물인 질화 타이타늄(TiN)이 형성되고, 그 결과 질화갈륨(GaN) 표면부근에 질소 공공(nitrogen vacancy)이 형성된다. 이러한 질소공공의 형성은 질화갈륨(GaN) 표면 부근에서의 실효 캐리어 농도(effective carrier concentration)를 증가시키고, 실효 캐리어 농도가 1019 이상이 되면 n형 질화갈륨(GaN)과 타이타늄 금속층 사이에 터널링 전도를 일으켜 10-3 ∼ 10-6Ω㎠ 정도의 낮은 비접촉저항을 갖는 것으로 이해되어지고 있다. In more detail, when an n-type electrode structure in which titanium (Ti) / aluminum (Al) is sequentially stacked is heat-treated at a high temperature of 600 ° C. or higher, an interface between n-type gallium nitride (GaN) and titanium (Ti) layers At this time, titanium nitride (TiN), which is a conductive nitride, is formed, and as a result, nitrogen vacancy is formed near the surface of gallium nitride (GaN). The formation of such nitrogen pores increases the effective carrier concentration near the gallium nitride (GaN) surface, and the effective carrier concentration is 10.19 If it is abnormal, tunneling conduction occurs between n-type gallium nitride (GaN) and the titanium metal layer.-3To 10-6Ω㎠ It is understood to have a specific low contact resistance.

그러나, 타이타늄(Ti)/알루미늄(Al)의 금속박막의 경우 660℃도 정도의 낮은 용융점을 갖는 알루미늄의 높은 확산성으로 인해 열화 및 표면퇴화가 발생되는 문제점이 있다. 즉, 낮은 비접촉저항을 갖도록 하기 위해 600℃ 정도에서 수행되는 필수적인 열처리 과정에서 박막의 표면이 퇴화되고, 그 결과 와이어 본딩시 접합성을 떨어뜨려 양질의 발광소자를 제작하기 어렵게 한다.However, in the case of a metal thin film of titanium (Ti) / aluminum (Al), there is a problem in that deterioration and surface degradation occur due to the high diffusivity of aluminum having a low melting point of about 660 ° C. That is, the surface of the thin film is degraded during the necessary heat treatment performed at about 600 ° C. in order to have a low specific contact resistance, and as a result, it is difficult to manufacture a high-quality light emitting device due to poor adhesion at the time of wire bonding.

한편, 미국 플로리다 대학의 F. Ren 그룹에서 질화 갈륨(GaN)에 텅스텐(W) 또는 텅스텐 실리사이드(WSix)의 단층막 전극구조의 접촉과 W/WSi/In1 - xAlxN의 다층막 전극구조의 접촉을 형성하고, 약 750℃ 이상의 고온에서 열처리 후 양호한 오믹접촉을 형성하여 약 10-2 ∼ 10-4의 낮은 비접촉저항을 얻었다고 문헌(M. W. cole, J. Appl. Phys. 80, 278, 1996, X. A. Cao, MSE, B59, 362, 1999, A. Zeitouny, MSE, B59, 358, 1999 )을 통해 보고한 바 있다.Meanwhile, the F. Ren group of the University of Florida, USA, contacted a single layer electrode structure of gallium nitride (GaN) with tungsten (W) or tungsten silicide (WSi x ) and a multilayer electrode with W / WSi / In 1 - x Al x N Forming a contact of the structure, and after forming a good ohmic contact after heat treatment at a high temperature of about 750 ℃ or more to about 10 -2 ~ A low specific contact resistance of 10 −4 was obtained (MW cole, J. Appl. Phys. 80, 278, 1996, XA Cao, MSE, B59, 362, 1999, A. Zeitouny, MSE, B59, 358, 1999). It was reported through.

그러나, 이러한 결과들은 캐리어 농도가 1.5x10-19 ∼ 1x10-20 정도인 순수 질화갈륨(GaN) 웨이퍼를 이용하거나 n형 도펀트인 실리콘 주입을 전극용 금속의 증착 전에 시행하여 표면에 캐리어 농도를 1.5x10-19 ∼ 1x10-20 정도인 n+ 층을 형성하여 실험실 수준에서 얻어진 것으로서 실제 양산용 발광 다이오드 제조공정에 적용하기 에는 어렵다.However, these results suggest that the carrier concentration is 1.5x10 on the surface by using pure gallium nitride (GaN) wafers with carrier concentrations of 1.5x10 -19 to 1x10 -20 or silicon implantation of n-type dopants prior to deposition of the metal for the electrode. It is obtained at the laboratory level by forming an n + layer having a degree of about −19 to 1 × 10 −20 , and it is difficult to apply to an actual manufacturing LED manufacturing process.

즉, 현재 실현 가능한 p형 질화갈륨(GaN)의 캐리어 농도가 약 10-18 정도 이고, 발광다이오드의 제조시 n형 질화갈륨도 캐리어 농도가 약 10-18 정도인 것을 적용하고 있기 때문에 상기 실험 결과를 실제 발광다이오드(LED) 공정에 적용하기 위해서는 n 형 질화갈륨(GaN)의 표면에 추가적인 높은 캐리어 농도를 갖는 n+ 층의 형성이 필요한데 현실적으로 이를 양산용으로 구현하기가 어려운 문제점이 있다.That is, since the carrier concentration of p-type gallium nitride (GaN) that can be realized at present is about 10 -18 , and the n-type gallium nitride has a carrier concentration of about 10 -18 when manufacturing a light emitting diode, In order to apply to the actual light emitting diode (LED) process, it is necessary to form an n + layer having an additional high carrier concentration on the surface of the n-type gallium nitride (GaN).

한편, 알루미늄(Al)/티타늄(Ti)의 금속 박막의 경우 알루미늄(Al)의 큰 산화성으로 인하여 금속박막 형성 후 열처리 시 매우 저항이 큰 알루미늄 산화물(Al2O3)이 형성되어 오믹컨택트층의 저항을 증가시키고 이에 따른 구동전압이 증가되어 발광다이오드의 수명을 감소시키는 문제점이 있다.Meanwhile, in the case of the metal thin film of aluminum (Al) / titanium (Ti), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) having high resistance is formed during heat treatment after forming a metal thin film due to the large oxidizing property of aluminum (Al), thereby forming an ohmic contact layer. There is a problem in that the resistance of the light emitting diode is reduced by increasing the resistance and thus driving voltage.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 낮은 비접촉저항과 열적 안정성을 갖으면서 표면퇴화가 억제되는 n형 전극구조체를 갖는 질화물계 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to improve the above problems, and has an object of providing a nitride-based light emitting device having an n-type electrode structure having a low specific contact resistance and thermal stability while suppressing surface degradation. .

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 질화물계 발광소자는 n형 클래드층과 p형 클래드층 사이에 활성층을 갖는 질화물계 발광소자에 있어서, 상기 n형 클래드층의 노출된 부분에 레늄(Re), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo)중 어느 하나로 형성된 n형 제1오믹컨택트층과; 상기 n형 제1오믹컨택트층 위에 타이타늄(Ti)으로 형성된 n형 제2 오믹컨택트층; 및 상기 n형 제2오믹컨택트층 위에 금(Au)으로 형성된 n형 제3 오믹컨택트층;을 구비한다.In order to achieve the above object, the nitride-based light emitting device according to the present invention is a nitride-based light emitting device having an active layer between an n-type cladding layer and a p-type cladding layer, the rhenium (Re) in the exposed portion of the n-type cladding layer ), An n-type first ohmic contact layer formed of any one of tungsten (W) and molybdenum (Mo); An n-type second ohmic contact layer formed of titanium (Ti) on the n-type first ohmic contact layer; And an n-type third ohmic contact layer formed of gold (Au) on the n-type second ohmic contact layer.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, n형 클래드층과 p형 클래드층 사이에 활성층을 갖는 질화물계 발광소자에 있어서, 상기 n형 클래드층의 노출된 부분에 타이타늄(Ti)로 형성된 n형 제1오믹컨택트층과; 상기 n형 제1오믹컨택트층 위에 알루미늄(Al)으로 형성된 n형 제2 오믹컨택트층과; 상기 n형 제2오믹컨택트층 위에 레늄(Re)으로 형성된 n형 제3 오믹컨택트층; 및 상기 n형 제3오믹컨택트층 위에 금(Au)으로 형성된 n형 제4 오믹컨택트층;을 구비한다.According to another aspect of the invention, in the nitride-based light emitting device having an active layer between the n-type cladding layer and the p-type cladding layer, the n-type first formed of titanium (Ti) in the exposed portion of the n-type cladding layer An ohmic contact layer; An n-type second ohmic contact layer formed of aluminum (Al) on the n-type first ohmic contact layer; An n-type third ohmic contact layer formed of rhenium (Re) on the n-type second ohmic contact layer; And an n-type fourth ohmic contact layer formed of gold (Au) on the n-type third ohmic contact layer.

또한 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 질화물계 발광소자의 제조방법은 n형 클래드층과 p형 클래드층 사이에 활성층을 갖는 질화물계 발광소자의 제조방법에 있어서, 가. 기판 위에 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층이 순차적으로 적층된 발광구조체의 상기 n형 클래드층의 노출된 부분에 레늄(Re), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo)중 어느 하나로 n형 제1오믹컨택트층을 형성하는 단계와; 나. 상기 n형 제1오믹컨택트층 위에 타이타늄(Ti)으로 n형 제2 오믹컨택트층을 형성하는 단계와; 다. 상기 n형 제2오믹컨택트층 위에 금(Au)으로 n형 제3 오믹컨택트층을 형성하는 단계; 및 라. 상기 다 단계를 거쳐 형성된 n형 전극구조체를 열처리하는 단계;를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a nitride based light emitting device according to the present invention in order to achieve the above object in the method of manufacturing a nitride based light emitting device having an active layer between the n-type cladding layer and the p-type cladding layer, a. The n-type cladding layer is formed of any one of rhenium (Re), tungsten (W) and molybdenum (Mo) on the exposed portion of the n-type cladding layer of the light emitting structure in which an n-type cladding layer, an active layer and a p-type cladding layer are sequentially stacked on the substrate. Forming a first ohmic contact layer; I. Forming an n-type second ohmic contact layer of titanium (Ti) on the n-type first ohmic contact layer; All. Forming an n-type third ohmic contact layer of gold (Au) on the n-type second ohmic contact layer; And d. And heat-treating the n-type electrode structure formed through the multi-steps.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, n형 클래드층과 p형 클래드층 사이에 활성층을 갖는 질화물계 발광소자의 제조방법에 있어서, 가. 기판 위에 n형 클래드 층, 활성층 및 p형 클래드층이 순차적으로 적층된 발광구조체의 상기 n형 클래드층의 노출된 부분에 타이타늄(Ti)으로 n형 제1오믹컨택트층을 형성하는 단계와; 나. 상기 n형 제1오믹컨택트층 위에 알루미늄(Al)으로 n형 제2 오믹컨택트층을 형성하는 단계와; 다. 상기 n형 제2오믹컨택트층 위에 레늄(Re)으로 n형 제3 오믹컨택트층을 형성하는 단계와; 라. 상기 n형 제3오믹컨택트층 위에 금(Au)으로 n형 제4 오믹컨택트층을 형성하는 단계; 및 마. 상기 라 단계를 거쳐 형성된 n형 전극구조체를 열처리하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the invention, in the method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an active layer between the n-type cladding layer and the p-type cladding layer, a. Forming an n-type first ohmic contact layer of titanium (Ti) on an exposed portion of the n-type cladding layer of a light emitting structure in which an n-type cladding layer, an active layer and a p-type cladding layer are sequentially stacked on a substrate; I. Forming an n-type second ohmic contact layer of aluminum (Al) on the n-type first ohmic contact layer; All. Forming an n-type third ohmic contact layer with rhenium (Re) on the n-type second ohmic contact layer; la. Forming an n-type fourth ohmic contact layer of gold (Au) on the n-type third ohmic contact layer; And e. And heat treating the n-type electrode structure formed through the la step.

바람직하게는 상기 열처리단계는 200℃ 내지 900℃에서 수행한다.Preferably, the heat treatment step is carried out at 200 ℃ to 900 ℃.

또한, 상기 열처리 단계는 10초 내지 5시간 동안 수행하는 것이 바람직하고,상기 n형 전극구조체가 내장된 반응기내에 질소, 아르곤, 헬륨, 산소, 수소, 공기 중 적어도 하나를 포함하는 기체 분위기에서 수행한다.In addition, the heat treatment step is preferably performed for 10 seconds to 5 hours, in a gas atmosphere containing at least one of nitrogen, argon, helium, oxygen, hydrogen, air in the reactor in which the n-type electrode structure is embedded. .

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 질화물계 발광소자 및 그 제조방법을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a nitride based light emitting device and a method of manufacturing the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예예 따른 n형 전극구조체를 나타내 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an n-type electrode structure according to a first embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, n형 전극구조체(80)는 n형 클래드층(30)위에 순차적으로 형성된 n형 제1오믹콘택트층(81), n형 제2오믹컨택트층(83) 및 n형 제3오믹컨택트층(85)을 구비한다.Referring to the drawings, the n-type electrode structure 80 includes an n-type first ohmic contact layer 81, an n-type second ohmic contact layer 83, and an n-type third sequentially formed on the n-type cladding layer 30. The ohmic contact layer 85 is provided.

도시된 예에서는 Ⅲ족 질화물계로 구현되는 발광소자의 오믹특성 개선이 요구되는 n형 클래드층과 n형 전극구조체간의 특성을 실험하기 위하여 기판(10) 위에 Ⅲ족 질화물계 n형 클래드층(30)을 형성시키고, n형 클래드층(30) 위에 n형 제1오믹콘택트층(81), n형 제2오믹컨택트층(83) 및 n형 제3오믹컨택트층(85)을 순차적으로 적층시킨 구조가 도시되어 있다.In the illustrated example, in order to test the characteristics between the n-type cladding layer and the n-type electrode structure requiring improvement of ohmic characteristics of the light emitting device implemented by the group-III nitride system, the group-III nitride-based n-type cladding layer 30 is formed on the substrate 10. , And an n-type first ohmic contact layer 81, an n-type second ohmic contact layer 83, and an n-type third ohmic contact layer 85 are sequentially stacked on the n-type cladding layer 30. Is shown.

여기서, Ⅲ족 질화화합물은 일반식인 AlxInyGazN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1, 0≤x+y+z≤1)로 표현되는 화합물을 말한다.Here, the group III nitride compound is a compound represented by the general formula Al x In y Ga z N (0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1, 0≤x + y + z≤1) Say.

기판(10)은 사파이어로 형성되어 있다.The substrate 10 is made of sapphire.

n형 클래드층(30)은 Ⅲ족 질화화합물에 n형 도펀트가 첨가된 것이 적용된다.As the n-type cladding layer 30, an n-type dopant is added to the group III nitride compound.

n형 전극구조체(80)는 n형 제1오믹콘택트층(81), n형 제2오믹컨택트층(83) 및 n형 제3오믹컨택트층(85)을 구비한다.The n-type electrode structure 80 includes an n-type first ohmic contact layer 81, an n-type second ohmic contact layer 83, and an n-type third ohmic contact layer 85.

n형 제1오믹콘택트층(81)은 낮은 일함수(work function)를 갖고, n형 클래드층(30)을 이루고 있는 질소와의 반응성이 좋은 금속이 적용된다. 이 경우 n형 제1오믹콘택트층(81)은 n형 클래드층(30)의 질소와 반응하여 n형 클래드층(30)에 질소 공공(Vacancy)을 형성시킨다. 또한, 이러한 질소 공공은 n형 불순물로 작용함으로써, n형클래드층(30)의 실효 캐리어농도를 증가시키고, 이 때 생성된 질화물과 질소 공공은 쇼트키 장벽(Schottky barrier)의 높이(height)와 폭(width)을 감소시켜 n형 클래드층(30)과의 계면에서 터널링(tunneling) 전도현상을 발생시킬 수 있다.The n-type first ohmic contact layer 81 has a low work function, and a metal having high reactivity with nitrogen forming the n-type cladding layer 30 is applied. In this case, the n-type first ohmic contact layer 81 reacts with nitrogen of the n-type cladding layer 30 to form nitrogen vacancies in the n-type cladding layer 30. In addition, since the nitrogen vacancy acts as an n-type impurity, the effective carrier concentration of the n-type cladding layer 30 is increased, and the nitride and nitrogen vacancy produced at this time are the height and height of the Schottky barrier. By reducing the width, tunneling conduction may occur at an interface with the n-type cladding layer 30.

또한, n형 제1오믹콘택트층(81)은 높은 용융점을 갖고, 박막 제조공정에서 적용되는 300℃ 내지 600℃에서 표면퇴화(surface degradation) 발생이 억제될 수 있는 소재가 적용된다.In addition, the n-type first ohmic contact layer 81 has a high melting point, and a material capable of suppressing surface degradation occurrence at 300 ° C to 600 ° C applied in a thin film manufacturing process is applied.

바람직하게는 n형 제1오믹콘택트층(81)은 이러한 조건을 갖춘 소재로서 레늄(Re), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나가 적용된다.Preferably, the n-type first ohmic contact layer 81 is a material having such conditions, and any one of rhenium (Re), tungsten (W), and molybdenum (Mo) is used.

바람직하게는 n형 제1오믹콘택트층(81)은 1 내지 200나노미터의 두께로 형성한다.Preferably, the n-type first ohmic contact layer 81 is formed to a thickness of 1 to 200 nanometers.

n형 제2오믹콘택트층(83)은 n형 클래드층(30)을 이루고 있는 질소와의 반응성이 좋고, n형 제1오믹콘택트층(81)과의 접촉성이 좋은 금속으로 형성한다.The n-type second ohmic contact layer 83 is formed of a metal having good reactivity with nitrogen forming the n-type cladding layer 30 and having good contact with the n-type first ohmic contact layer 81.

바람직하게는 n형 제2오믹콘택트층(83)은 타이타늄(Ti)으로 형성한다. Preferably, the n-type second ohmic contact layer 83 is formed of titanium (Ti).

또한, n형 제2오믹콘택트층(83)은 1 내지 200나노미터의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the n-type second ohmic contact layer 83 is preferably formed to a thickness of 1 to 200 nanometers.

n형 제3오믹컨택트층(85)은 산화에 안정하며 와이어 본딩성이 좋은 금으로 형성한다.The n-type third ohmic contact layer 85 is formed of gold, which is stable to oxidation and has good wire bonding property.

바람직하게는 n형 제3오믹콘택트층(85)은 1 내지 500나노미터의 두께로 형성한다.Preferably, the n-type third ohmic contact layer 85 is formed to a thickness of 1 to 500 nanometers.

도 2는 본 발명의 제2 실시예예 따른 n형 전극구조체를 나타내 보인 단면도이다. 앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.2 is a cross-sectional view illustrating an n-type electrode structure according to a second embodiment of the present invention. Elements having the same function as in the above-described drawings are denoted by the same reference numerals.

도면을 참조하면, n형 전극구조체(90)는 n형 클래드층(30)위에 순차적으로 형성된 n형 제1오믹콘택트층(91), n형 제2오믹컨택트층(93), n형 제3오믹컨택트층(95) 및 n형 제4오믹컨택트층(97)을 구비한다.Referring to the drawings, the n-type electrode structure 90 includes an n-type first ohmic contact layer 91, an n-type second ohmic contact layer 93, and an n-type third sequentially formed on the n-type cladding layer 30. An ohmic contact layer 95 and an n-type fourth ohmic contact layer 97 are provided.

도시된 예에서도 Ⅲ족 질화물계로 구현되는 발광소자의 오믹특성 개선이 요 구되는 n형 클래드층과 n형 전극구조체간의 특성을 실험하기 위하여 기판(10) 위에 Ⅲ족 질화물계 n형 클래드층(30)을 형성시키고, n형 클래드층(30) 위에 n형 제1오믹콘택트층 내지 n형 제4오믹컨택트층(91)(93)(95)(97)을 순차적으로 적층시킨 구조가 도시되어 있다.In the illustrated example, in order to test the characteristics between the n-type cladding layer and the n-type electrode structure requiring improvement of ohmic characteristics of the light emitting device implemented by the group III nitride system, the group-III nitride-based n-type cladding layer 30 is formed on the substrate 10. ) And n-type first ohmic contact layers to n-type fourth ohmic contact layers 91, 93, 95, and 97 are sequentially stacked on the n-type cladding layer 30. .

n형 제1오믹콘택트층(91)은 낮은 일함수(work function)를 갖고, n형 클래드층(30)을 이루고 있는 질소와의 반응성이 좋은 금속인 타이타늄(Ti)이 적용된다.The n-type first ohmic contact layer 91 has a low work function and titanium (Ti), which is a metal having high reactivity with nitrogen forming the n-type cladding layer 30, is applied.

바람직하게는 n형 제1오믹콘택트층(91)은 1 내지 200나노미터의 두께로 형성한다.Preferably, the n-type first ohmic contact layer 91 is formed to a thickness of 1 to 200 nanometers.

n형 제2오믹콘택트층(93)은 질소와의 반응성이 좋고, n형 제1오믹콘택트층(91)과의 접촉성이 좋은 알루미늄으로 형성한다.The n-type second ohmic contact layer 93 is formed of aluminum having good reactivity with nitrogen and having good contact with the n-type first ohmic contact layer 91.

n형 제2오믹콘택트층(93)은 1 내지 200나노미터의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.The n-type second ohmic contact layer 93 is preferably formed to a thickness of 1 to 200 nanometers.

n형 제3오믹콘택트층(95)은 열적 안정성이 뛰어난 레늄(Re)으로 형성한다. The n-type third ohmic contact layer 95 is formed of rhenium (Re) having excellent thermal stability.

바람직하게는 n형 제3오믹콘택트층(95)은 1 내지 200나노미터의 두께로 형성한다.Preferably, the n-type third ohmic contact layer 95 is formed to a thickness of 1 to 200 nanometers.

n형 제4오믹컨택트층(97)은 산화에 안정하며 와이어 본딩성이 좋은 금으로 형성한다.The n-type fourth ohmic contact layer 97 is formed of gold, which is stable to oxidation and has good wire bonding property.

바람직하게는 n형 제4오믹콘택트층(97) 각각은 1 내지 500나노미터의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.Preferably, each of the n-type fourth ohmic contact layers 97 is formed to have a thickness of 1 to 500 nanometers.

이러한 n형 전극 구조체(80)(90)는 공지된 다양한 증착 방식 예를 들면, 전 자빔증착기, 스퍼터링(sputtering)방식, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 열증착기(thermal evaporator), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 등에 의해 형성하면 된다.The n-type electrode structures 80 and 90 are various known deposition methods, for example, electron beam evaporators, sputtering methods, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), and plasma laser deposition (PLD). ), A thermal evaporator, a dual-type thermal evaporator, or the like.

증착온도는 20도 내지 1500도시 범위내에서 수행되고, 반응기 내의 압력은 대기압 내지 10- 12토르(torr)정도에서 수행된다.The deposition temperature is carried out in a 20 [deg.] To 1500 shown range, the pressure in the reactor is atmospheric pressure to 10 is carried out at 12 Torr (torr) degree.

또한, n형 전극 구조체(80)(90)는 증착 후 열처리공정을 거친다.In addition, the n-type electrode structures 80 and 90 undergo a heat treatment process after deposition.

열처리(annealing)는 200℃ 내지 900℃ 에서 진공 또는 가스 분위기에서 10초 내지 5시간 정도 열처리한다.Annealing is performed at 200 ° C to 900 ° C for 10 seconds to 5 hours in a vacuum or gas atmosphere.

열처리를 가스분위기에서 수행할 경우 반응기 내에 투입되는 가스는 질소, 아르곤, 헬륨, 산소, 수소, 공기 중 적어도 하나 이상의 기체가 적용될 수 있다.When the heat treatment is performed in a gas atmosphere, at least one gas of nitrogen, argon, helium, oxygen, hydrogen, or air may be applied to the gas introduced into the reactor.

이러한 열처리 과정을 수행하면, n형 클래드층(30)의 질소가 n형 전극 구조체(80)(90)로 확산되어 질화물을 형성하게 되고, n형 클래드층(30)은 질소 공공이 발생되어 실효 캐리어 농도가 증가한다.When the heat treatment process is performed, nitrogen of the n-type cladding layer 30 diffuses into the n-type electrode structures 80 and 90 to form a nitride, and the n-type cladding layer 30 generates nitrogen vacancies. Carrier concentration increases.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라 5×1018의 캐리어 농도를 갖는 n형 질화갈륨 기판에 텅스텐(W)/타이타늄(Ti)/금(Au)이 순차적으로 증착된 n형 전극구조체의 전류-전압 특성을 측정한 결과를 나타내 보인 도면이다.3 is an n-type electrode structure in which tungsten (W) / titanium (Ti) / gold (Au) is sequentially deposited on an n-type gallium nitride substrate having a carrier concentration of 5 × 10 18 according to the first embodiment of the present invention. Shows the results of measuring the current-voltage characteristics of

도면에서 사각마크로 표기된 그래프는 박막 증착 후에 측정한 결과로서 비접촉저항이 8.4×10-4Ωcm2을 나타냈고, 삼각마크 및 마름모마크로 표기된 그래프는 증착 후 각각 850℃, 900℃에서 60초 동안 질소 분위기 에서 열처리 한 후에 측정한 결과로서 비접촉저항이 각각 7.8×10-5Ωcm2, 6.7×10-6Ωcm2 을 나타냈다. In the drawing, the graph marked with a square mark is a measurement result after thin film deposition, and the specific contact resistance is 8.4 × 10 -4 Ωcm 2 . As a result of the measurement after heat treatment at, the specific contact resistance was 7.8 × 10 −5 dBm 2 and 6.7 × 10 −6 dBm 2 , respectively.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따라 5×1018의 캐리어 농도를 갖는 n형 질화갈륨 기판에 타이타늄(Ti)/알루미늄(Al)/레늄(Re)/금(Au)이 순차적으로 증착된 n형 전극구조체의 전류-전압 특성을 측정한 결과를 나타내 보인 도면이다.4 is sequentially deposited titanium (Ti) / aluminum (Al) / rhenium (Re) / gold (Au) on an n-type gallium nitride substrate having a carrier concentration of 5 × 10 18 according to a second embodiment of the present invention Shows the result of measuring the current-voltage characteristics of the n-type electrode structure.

도면에서 사각마크로 표기된 그래프는 박막 증착 후에 측정한 결과로서 비접촉저항이 8.4×10-4Ωcm2을 나타냈고, 원형 마크 및 삼각 마크로 표기된 그래프는 증착 후 각각 550℃, 750℃에서 60초 동안 질소 분위기 에서 열처리 한 후에 측정한 결과로서 비접촉저항이 각각 9.7×10-5Ωcm2, 1.3×10-6Ωcm2 을 나타냈다. In the drawing, the graph marked with a square mark shows 8.4 × 10 −4 Ωcm 2 as a result of measurement after thin film deposition, and the graph marked with a circular mark and triangular mark shows nitrogen atmosphere for 60 seconds at 550 ° C. and 750 ° C. after deposition, respectively. As a result of the measurement after heat treatment at, the specific contact resistances were 9.7 × 10 −5 dBm 2 and 1.3 × 10 −6 dBm 2 , respectively.

도 3 및 도 4의 결과로부터 본 발명의 n형 전극구조체(80)(90)는 열처리 후 비접촉저항이 더욱 낮아짐을 알 수 있다.It can be seen from the results of FIGS. 3 and 4 that the n-type electrode structures 80 and 90 of the present invention have a lower specific contact resistance after heat treatment.

한편, 도 3 및 도 4에 적용된 소재의 n형 전극구조체(80)(90)에 대해 열처리 전과 열처리 후의 표면의 거칠기를 측정한 결과가 도 5 내지 도 8에 도시되어 있다.Meanwhile, the results of measuring the roughness of the surface of the n-type electrode structures 80 and 90 of the material applied to FIGS. 3 and 4 before and after the heat treatment are shown in FIGS. 5 to 8.

도 5 및 도 6은 도 3과 동일한 구조의 n형 전극구조체(80)에 대해 열처리 전(도 5)과, 900℃에서 60초 동안 열처리 한 후(도 6) 박막 표면을 각각 측정한 사진이고, RMS 표면거칠기는 각각 1.1nm, 7.2nm를 보였다.5 and 6 are photographs of the thin film surface of the n-type electrode structure 80 having the same structure as in FIG. 3 before and after heat treatment (FIG. 5) and after heat treatment at 900 ° C. for 60 seconds (FIG. 6), respectively. , RMS surface roughness was 1.1nm, 7.2nm respectively.

또한, 도 7 및 도 8은 도 4와 동일한 구조의 n형 전극구조체(90)에 대해 열 처리 전(도 7)과, 900℃에서 60초 동안 질소분위기 에서 열처리 한 후(도 8)에 표면을 측정한 결과로서 각각 3.2nm, 19.6의 RMS 표면거칠기를 보였다.7 and 8 show the surface of the n-type electrode structure 90 having the same structure as that of FIG. 4 before heat treatment (FIG. 7) and after heat treatment in a nitrogen atmosphere at 900 ° C. for 60 seconds (FIG. 8). As a result of the measurement, RMS surface roughness of 3.2 nm and 19.6 was shown, respectively.

이러한 결과로부터 n형 전극구조체(80)(90)는 열처리 후에도 표면 퇴화가 억제되어 와이어 본딩이 잘 될 수 있는 표면 구조를 제공함을 알 수 있다.From these results, it can be seen that the n-type electrode structures 80 and 90 provide a surface structure in which wire deterioration can be suppressed even after heat treatment.

도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 n형 전극구조체가 적용된 발광소자의 일 예를 나타내 보인 도면이다.9 is a view showing an example of a light emitting device to which the n-type electrode structure according to the first embodiment of the present invention is applied.

앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.Elements having the same function as in the above-described drawings are denoted by the same reference numerals.

도면을 참조하면, 발광소자는 기판(110), 버퍼층(120), n형 클래드층(130), 활성층(140), p형 클래드층(150), p형 오믹컨택트층(160)이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다. n형 클래드층(130)의 노출된 부분에는 n형 전극구조체(80)가 형성되어 있다.Referring to the drawings, the light emitting device includes a substrate 110, a buffer layer 120, an n-type cladding layer 130, an active layer 140, a p-type cladding layer 150, and a p-type ohmic contact layer 160. It is a laminated structure. An n-type electrode structure 80 is formed in the exposed portion of the n-type cladding layer 130.

참조부호 180은 p형 전극 패드이다.Reference numeral 180 denotes a p-type electrode pad.

여기서 광을 생성하는 발광구조체는 기판(110)으로부터 p형 클래드층(150)까지가 포함된다.The light emitting structure for generating light includes the p-type cladding layer 150 from the substrate 110.

기판(110)은 사파이어 또는 실리콘카바이드(SiC)로 형성된다.The substrate 110 is formed of sapphire or silicon carbide (SiC).

버퍼층(120)은 생략될 수 있다.The buffer layer 120 may be omitted.

버퍼층(120)으로부터 p형 클래드층(150) 까지의 각 층은 Ⅲ족 질화물계 화합물의 일반식인 AlxInyGazN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, 0≤x+y+z≤1)로 표현되는 화합물 중 선택된 어느 화합물을 기본으로 하여 형성되고, n형 클래드층(130) 및 p형클래드층(150)은 해당 도펀트가 첨가된다.Each layer from the buffer layer 120 to the p-type cladding layer 150 is Al x In y Ga z N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, which is a general formula of a group III nitride compound). , Based on any compound selected from the compounds represented by 0 ≦ x + y + z ≦ 1), and the dopant is added to the n-type cladding layer 130 and the p-type cladding layer 150.

또한, 활성층(140)은 단층 또는 MQW층 등 공지된 다양한 방식으로 구성될 수 있다.In addition, the active layer 140 may be configured in various known manners, such as a monolayer or an MQW layer.

일 예로서 GaN화합물을 적용하는 경우, 버퍼층(120)은 GaN으로 형성되고, n형 클래드층(130)은 GaN에 n형 도펀트로서 Si, Ge, Se, Te등이 첨가되어 형성되고, 활성층은 InGaN/GaN MQW혹은 AlGaN/GaN MQW로 형성되며, p형 클래드층(150)은 GaN에 P형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등이 첨가되어 형성된다.For example, when the GaN compound is applied, the buffer layer 120 is formed of GaN, and the n-type cladding layer 130 is formed by adding Si, Ge, Se, Te, etc. as n-type dopants to GaN, and the active layer is It is formed of InGaN / GaN MQW or AlGaN / GaN MQW, and the p-type cladding layer 150 is formed by adding Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, etc. to GaN as a P-type dopant.

n형 전극구조체(80)는 n형 클래드층(130)의 노출된 부분에 형성된 n형 제1오믹콘택트층(81), n형 제2오믹컨택트층(83) 및 n형 제3오믹컨택트층(85)을 구비한다.The n-type electrode structure 80 includes an n-type first ohmic contact layer 81, an n-type second ohmic contact layer 83, and an n-type third ohmic contact layer formed on an exposed portion of the n-type cladding layer 130. 85 is provided.

n형 전극구조체(80)는 앞서 설명된 소재로 증착한 후 열처리를 수행하면 된다.The n-type electrode structure 80 may be heat-treated after depositing the material described above.

p형 오믹콘택트층(160)은 실효캐리어 농도를 증가시킬 수 있고, 낮은 비접촉저항을 제공할 수 있는 소재로 형성한다.The p-type ohmic contact layer 160 may be formed of a material capable of increasing the effective carrier concentration and providing a low specific contact resistance.

이러한 p형 오믹콘택트층(160)은 단층 또는 멀티층으로 형성될 수 있다.The p-type ohmic contact layer 160 may be formed as a single layer or a multi layer.

일 예로서, p형 제1오믹콘택트층(160)은 본 출원인에 의해 출원된 국내 특허 출원 제2003-69995호에 개시된 것으로서, 인(P)과 질소 중 적어도 하나가 도판트로 첨가된 p형 아연함유산화물로 형성된다.As an example, the p-type first ohmic contact layer 160 is disclosed in Korean Patent Application No. 2003-69995 filed by the present applicant, and at least one of phosphorus (P) and nitrogen is added as a dopant. It is formed of a containing oxide.

여기서 아연함유산화물은 아연산화물(ZnO), 마그네슘 아연산화물(MgxZn1 - xO), 베릴륨 아연산화물(BexZn1-xO)중 어느 하나가 적용되는 것이 바람직하다.The zinc-containing oxide is preferably any one of zinc oxide (ZnO), magnesium zinc oxide (Mg x Zn 1 - x O), beryllium zinc oxide (Be x Zn 1-x O).

즉, p형 오믹콘택트층(160)은 아연산화물(ZnO), 마그네슘 아연산화물(MgxZn1 -xO), 베릴륨 아연산화물(BexZn1-xO)중 어느 하나에 p형 도판트로서 인(P)과 질소(N) 중 적어도 하나를 첨가시켜 p형 아연함유산화물인 p형 아연산화물(p-ZnO), p형 마그네슘 아연산화물(p-MgxZn1 - xO), p형 베릴륨 아연산화물(p-BexZn1-xO)중 어느 하나로 형성된다.That is, the p-type ohmic contact layer 160 is a p-type dopant to any one of zinc oxide (ZnO), magnesium zinc oxide (Mg x Zn 1 - xO), and beryllium zinc oxide (Be x Zn 1-x O). P-type zinc oxide (p-ZnO), p-type magnesium zinc oxide (p-Mg x Zn 1 - x O), p-type zinc-containing oxides by adding at least one of phosphorus (P) and nitrogen (N) It is formed of any one of beryllium zinc oxide (p-Be x Zn 1-x O).

이 경우, p형 오믹콘택트층(160)으로 공급되는 p형 캐리어(홀 농도: 1015 ~ 1019/ cm3, 홀 이동도: 0.01 ~ 10)에 의해, p형 클래드층(160) 표면의 실효 p형 캐리어 농도가 증가되어 터널링 전도현상을 유발하여 우수한 특성의 오믹접촉을 형성하게 된다.In this case, the p-type cladding layer 160 is formed by the p-type carrier (hole concentration: 10 15 to 10 19 / cm 3 , hole mobility: 0.01 to 10) supplied to the p-type ohmic contact layer 160. The effective p-type carrier concentration is increased to induce tunneling conduction to form an ohmic contact with excellent characteristics.

바람직하게는 아연함유산화물에 대한 p형 도판트의 첨가비율은 0.01 내지 30 웨이트 퍼센트 (weight %) 범위 내에서 적용된다. 여기서, 웨이트 퍼센트는 첨가되는 원소수 중량비율을 말한다. Preferably, the addition ratio of the p-type dopant to the zinc-containing oxide is applied in the range of 0.01 to 30 weight percent. Here, the weight percentage refers to the weight ratio of the number of elements added.

또한, p형 오믹컨택트층(160)을 형성하기 위한 p형 도판트로는 기존에 많이 사용되던 P2O5 형태의 고체산화물 보다는 Zn3P2, ZnP2, Mg3P2, Zn3N2, Mg3N2와 같은 고체화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 이 경우 p형 도펀트로 적용할 고체화합물과 대응되는 아연함유산화물을 이용하여 p형 오믹컨택트층(160)을 증착하면 된다.In addition, the p-type dopant for forming the p-type ohmic contact layer 160 is P 2 O 5 that has been used a lot It is preferable to use solid compounds such as Zn 3 P 2 , ZnP 2 , Mg 3 P 2 , Zn 3 N 2 , and Mg 3 N 2 rather than solid oxides in the form. In this case, the p-type ohmic contact layer 160 may be deposited using a zinc-containing oxide corresponding to the solid compound to be applied as the p-type dopant.

이와같이 p형 도판트로 적용된 고체화합물은 고체산화물 보다 p형 클래드층(150)과 p형 오믹콘택트층(160)의 캐리어 또는 홀 농도의 조절이 용이하여 우수한 오믹접촉특성을 갖는 p형 오믹콘택트층(160)을 용이하게 형성할 수 있다.As described above, the solid compound applied as the p-type dopant is easier to control the carrier or hole concentration of the p-type cladding layer 150 and the p-type ohmic contact layer 160 than the solid oxide, and thus has a p-type ohmic contact layer having excellent ohmic contact characteristics. 160 can be easily formed.

또한, p형 클래드층(150)에서 p형 도판트로 사용되고 있는 마그네슘과 베릴륨이 첨가된 삼원계 p형 아연함유산화물들은 p형 클래드층(150)의 유효 홀 농도를 증가시켜 더욱 우수한 p형 오믹컨택트층(160)을 형성할 수 있을 뿐만아니라 밴드갭이 이원계인 p형 아연산화물 보다 증가하여 AlGaN/GaN 구조를 갖는 발광소자의 p형 오믹컨택트층(160)으로 이용시 더욱 우수한 발광효율을 얻을 수 있다.In addition, the ternary p-type zinc-containing oxides containing magnesium and beryllium, which are used as p-type dopants in the p-type cladding layer 150, increase the effective hole concentration of the p-type cladding layer 150, thereby providing better p-type ohmic contact. Not only can the layer 160 be formed, but also the band gap is increased than that of the binary p-type zinc oxide, and thus, excellent light emission efficiency can be obtained when the p-type ohmic contact layer 160 of the light emitting device having the AlGaN / GaN structure is used. .

더욱 바람직하게는 p형 오믹콘택트층(160)의 두께는 0.1 나노미터 내지 1000나노미터 정도로 형성된다.More preferably, the thickness of the p-type ohmic contact layer 160 is about 0.1 nanometers to 1000 nanometers.

이러한 p형 오믹콘택트층(160)은 앞서 설명된 증착방법에 의해 증착한 후 열처리과정을 수행하면된다.The p-type ohmic contact layer 160 may be thermally treated after being deposited by the deposition method described above.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 p형 전극구조체는 본 출원인에 의해 출원된 특허 출원 제 2003-58841호, 특허 출원 제 2003-62830호, 특허 출원 제 2003-72056호, 특허 출원 제 2003-76507호, 특허 출원 제 2003-78540호, 특허 출원 제 2003-80719호, 특허 출원 제 2003-85600호, 특허 출원 제 2003-94684호, 특허 출원 제 2003-95957호, 특허 출원 제 2003-94698호, 특허 출원 제 2003-95544호에 개시된 구조가 적용될 수 있음은 물론이고, 상세한 설명은 생략한다.According to another aspect of the present invention, the p-type electrode structure is patent application No. 2003-58841, Patent Application No. 2003-62830, Patent Application No. 2003-72056, Patent Application No. 2003-76507 filed by the present applicant , Patent Application No. 2003-78540, Patent Application No. 2003-80719, Patent Application No. 2003-85600, Patent Application No. 2003-94684, Patent Application No. 2003-95957, Patent Application No. 2003-94698, Patent Of course, the structure disclosed in the application 2003-95544 may be applied, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 위에 열거된 출원번호를 통해 개시된 p형 전극구조체외에도 공지된 다 양한 p형 전극구조체가 적용될 수 있음은 물론이다.In addition, various well known p-type electrode structures may be applied to the p-type electrode structures disclosed through the above-listed application numbers.

p형 전극패드는 니켈(Ni)/금(Au) 또는 은(Ag)/금(Au)이 순차적으로 적층된 층구조가 적용될 수 있다.As the p-type electrode pad, a layer structure in which nickel (Ni) / gold (Au) or silver (Ag) / gold (Au) are sequentially stacked may be applied.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자가 도 10에 도시되어 있다.A light emitting device according to another embodiment of the present invention is shown in FIG.

앞서 도시된 도면에서와 동일기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.Elements having the same function as in the above-described drawings are denoted by the same reference numerals.

도면을 참조하면, 발광소자는 p형 오믹콘택트층(160)위에 반사층(170)을 더 구비한다.Referring to the drawings, the light emitting device further includes a reflective layer 170 on the p-type ohmic contact layer 160.

반사층(170)은 플립칩 발광소자 제작공정을 위해 적용되는데, 일반적으로 200도 내지 600도 온도범위에서 표면퇴화(surface degradation) 발생이 억제되고, 산화에 안정하며, 특성이 변화지 않으면서도 높은 반사능을 그대로 지닐 수 있는 물질을 적용한다.The reflective layer 170 is applied for a flip chip light emitting device fabrication process, and generally, surface degradation is suppressed in the temperature range of 200 to 600 degrees, stable to oxidation, and high reflectivity without changing properties. Apply a material that can retain it.

일 예로서 반사층(170)은 이러한 조건을 만족시키는 반사원소군에 속하는 Ag, Al, Zn, Mg, Ru, Ti, Rh, Cr, Pt 중 어느 하나로 형성한다.As an example, the reflective layer 170 is formed of any one of Ag, Al, Zn, Mg, Ru, Ti, Rh, Cr, and Pt belonging to a group of reflective elements satisfying such conditions.

더욱 바람직하게는 반사층(170)의 두께는 10 나노미터 내지 2000나노미터 정도로 형성한다.More preferably, the reflective layer 170 has a thickness of about 10 nanometers to 2000 nanometers.

또한, p형 오믹콘택트층(160) 및 반사층(170)은 증착 후 앞서 설명된 방법에 의해 열처리공정을 거쳐 형성하면 된다.In addition, the p-type ohmic contact layer 160 and the reflective layer 170 may be formed through a heat treatment process by the method described above after deposition.

한편, 도 2를 통해 설명된 n형 전극구조체(90)가 도 9 및 도 10의 구조에 적용될 수 있음은 물론이고 그 예가 도 11 및 도 12에 도시되어 있다.Meanwhile, the n-type electrode structure 90 described with reference to FIG. 2 may be applied to the structures of FIGS. 9 and 10, and an example thereof is illustrated in FIGS. 11 and 12.

도 11 및 도 12에 도시된 발광소자의 각 층은 앞서 동일 참조부호로 설명된 소재로 형성하면 되고 상세한 설명은 생략한다.Each layer of the light emitting device illustrated in FIGS. 11 and 12 may be formed of a material described with the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 의하면, n형 클래드층과의 오믹접촉 특성 및 열적 안정성이 개선되어 우수한 전류-전압 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 와이어 본딩 효율을 높일 수 있는 장점을 제공한다.As described above, according to the nitride-based light emitting device and the method of manufacturing the same, the ohmic contact property and thermal stability with the n-type cladding layer are improved to not only exhibit excellent current-voltage characteristics, but also improve wire bonding efficiency. It provides an advantage that can be increased.

Claims (3)

n형 클래드층과 p형 클래드층 사이에 활성층을 갖는 질화물계 발광소자에 있어서,In a nitride based light emitting device having an active layer between an n-type cladding layer and a p-type cladding layer, 상기 n형 클래드층의 노출된 부분에 타이타늄(Ti)로 형성된 n형 제1오믹컨택트층과;An n-type first ohmic contact layer formed of titanium (Ti) on an exposed portion of the n-type cladding layer; 상기 n형 제1오믹컨택트층 위에 알루미늄(Al)으로 형성된 n형 제2 오믹컨택트층과;An n-type second ohmic contact layer formed of aluminum (Al) on the n-type first ohmic contact layer; 상기 n형 제2오믹컨택트층 위에 레늄(Re)으로 형성된 n형 제3 오믹컨택트층; 및An n-type third ohmic contact layer formed of rhenium (Re) on the n-type second ohmic contact layer; And 상기 n형 제3오믹컨택트층 위에 금(Au)으로 형성된 n형 제4 오믹컨택트층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광소자.And an n-type fourth ohmic contact layer formed of gold (Au) on the n-type third ohmic contact layer. n형 클래드층과 p형 클래드층 사이에 활성층을 갖는 질화물계 발광소자의 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an active layer between the n-type cladding layer and the p-type cladding layer, 가. 기판 위에 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층이 순차적으로 적층된 발광구조체의 상기 n형 클래드층의 노출된 부분에 타이타늄(Ti)으로 n형 제1오믹컨택트층을 형성하는 단계와;end. Forming an n-type first ohmic contact layer of titanium (Ti) on an exposed portion of the n-type cladding layer of a light emitting structure in which an n-type cladding layer, an active layer and a p-type cladding layer are sequentially stacked on a substrate; 나. 상기 n형 제1오믹컨택트층 위에 알루미늄(Al)으로 n형 제2 오믹컨택트층을 형성하는 단계와;I. Forming an n-type second ohmic contact layer of aluminum (Al) on the n-type first ohmic contact layer; 다. 상기 n형 제2오믹컨택트층 위에 레늄(Re)으로 n형 제3 오믹컨택트층을 형성하는 단계와;All. Forming an n-type third ohmic contact layer with rhenium (Re) on the n-type second ohmic contact layer; 라. 상기 n형 제3오믹컨택트층 위에 금(Au)으로 n형 제4 오믹컨택트층을 형성하는 단계; 및 la. Forming an n-type fourth ohmic contact layer of gold (Au) on the n-type third ohmic contact layer; And 마. 상기 라 단계를 거쳐 형성된 n형 전극구조체를 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광소자의 제조방법. hemp. And heat-treating the n-type electrode structure formed through the la step. 제2항에 있어서, 상기 열처리단계는The method of claim 2, wherein the heat treatment step 200℃ 내지 900℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광소자의 제조방법.Method of manufacturing a nitride-based light emitting device, characterized in that carried out at 200 ℃ to 900 ℃.
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