KR100609968B1 - 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 발광 다이오드에 상기 발광 다이오드를 정전기로부터 보호하는 쇼트키 다이오드가 접목된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 발광 다이오드의 정전기 보호를 위한 별도의 회로를 필요로 하지 않아 제조 원가를 줄일 수 있으며, 발광 다이오드 소자를 정전기 방전으로부터 보호함으로써, 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
정전기 방전, 제너 다이오드, 쇼트키 다이오드
Description
도 1은 종래의 GaN계 발광 다이오드의 단면도.
도 2는 일반적인 발광 다이오드 소자의 정전기 방지 회로를 나타낸 도면.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 실시예를 나타낸 단면도와 평면도.
도 4는 본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 회로도.
도 5는 본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 전류/전압 특성을 나타낸 그래프.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 제조방법의 실시예를 나타낸 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 기판 110 : 도핑되지 않은 질화갈륨층
120 : n형 질화물 반도체층 130 : 활성층
140 : p형 질화물 반도체층 150 : p-전극
160 : n-전극 170 : 절연막
180 : 제1 쇼트키 접촉층 190 : 제2 쇼트키 접촉층
본 발명은 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 발광 다이오드에 쇼트키 다이오드가 접목되어 상기 발광 다이오드를 정전기로부터 보호하는 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체의 일종이다.
발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 발생시키므로 에너지 절감 효과가 뛰어나며, 최근 들어 발광 다이오드의 한계였던 휘도 문제가 크게 개선되면서 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전제품, 각종 자동화 기기 등 산업 전반에 걸쳐 사용되고 있다.
정전기 방전(Electro Static Discharge : ESD)은 주변 매질의 절연 내력의 파괴 또는 서로 다른 전위의 두 물체가 직접적인 접촉이나 유도 현상에 의해 대전 물체가 가진 에너지가 순간적으로 방출되는 현상으로, 반도체 소자의 제조 공정 상에 있어서, 외부의 정전기가 소자에 방전된 경우, 정전기를 축적한 소자가 외부의 접지 도전체에 접촉되어 방전한 경우 또는 반도체 소자 주위의 전기장 환경이 급변 할 때 발생한다.
그러나, 상기 발광 다이오드는 상기 제조 공정상에서 뿐만 아니라 일반 환경에서 발생하는 정전기 수준에서도 순간 전류가 증가하여 발광 다이오드의 pn 접합이 단락되는 등 신뢰성에 많은 문제들을 야기시킨다. 특히 GaN계 발광 다이오드의 경우 정전기에 상당히 취약한 모습을 보이고 있다.
도 1은 종래의 GaN계 발광 다이오드의 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 사파이어(Al2O3) 기판(10) 상부에, 도핑되지 않은 GaN 버퍼층(11)과, n형 GaN 클래드층(12)과, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well : MQW)구조의 활성층(13)과, p형 GaN 클래드층(14)이 순차적으로 형성되어 있고, 상기 p형 GaN 클래드층(14)에서 상기 n형 GaN 클래드층(12) 상부의 일부까지 메사(mesa) 식각되어 있다.
그리고, 상기 p형 GaN 클래드층(14) 상부에 p-전극(15)이 형성되어 있고, 상기 메사 식각되어 노출된 n형 GaN 클래드층(12) 상부에 n-전극(16)이 형성되어 있으며, 상기 p형 GaN 클래드층(14) 상부의 p-전극(15)이 형성되지 않은 부분과 상기 메사 식각된 p형 GaN 클래드층(14)의 측벽에서 상기 n형 GaN 클래드층(12)까지의 측벽 부분과 상기 n형 GaN 클래드층(12)의 n-전극(16)이 형성되어 있지 않은 상부에는 절연막(17)이 형성된 구조를 가지고 있다.
종래의 GaN계 발광 다이오드는 절연 물질인 사파이어를 기판으로 사용하기 때문에, 두 전극 즉, p-전극(15)과 n-전극(16)이 거의 수평한 방향으로 형성될 수 밖에 없으며, 전압 인가시에 n-전극(16)으로부터 활성층(13)을 통해 p-전극(15)으 로 향하는 전류 흐름이 수평 방향을 따라 협소하게 형성될 수 밖에 없다. 이러한 협소한 전류 흐름으로 인해, 상기 발광 다이오드는 순방향 전압이 증가하여 전류 효율이 저하되며, 정전기 방전 효과가 취약하다는 문제가 발생된다.
또한, 상기 사파이어 기판(10)과 상기 사파이어 기판(10)상에서 성장된 GaN계 화합물 반도체 결정 사이에는 큰 격자 부정합이 나타나게 되는데, 예를 들면 사파이어(Al2O3)와 질화 갈륨(GaN) 사이에는 16%의 격자 부정합이 나타난다. 이와 같은 격자 부정합으로 인해 전위(Dislocation) 내지 결함(Defect)이 발생하며 상기 전위와 결함은 소자의 전기적 특성을 저하시키는 문제점이 있다.
도 2는 일반적인 발광 다이오드 소자의 정전기 방지 회로를 나타낸 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(20)와 정전기 보호용 제너 다이오드(30)로 구성되며, 상기 제너 다이오드(30)는 발광 다이오드(20)와 병렬 연결되며 역방향으로 연결된다.
이와 같은 구성의 발광 다이오드 소자에 있어서, 외부 정전기나 순간적인 고전압이 발생하여 역방향으로 인가되는 경우 정전기 보호용 제너 다이오드(30)에 의해 전류 패스가 형성되어 정전기 등의 고전압으로부터 발광 다이오드(20)를 보호하게 된다.
보통의 반도체 소자는 내부에 정전기 방지 회로를 채택하는 것이 일반적이나, 발광 소자의 경우는 화합물 반도체로 제작하기 때문에 기판의 값이 고가이고, 서로 상이한 공정 및 구조 때문에 일괄 공정이 불가하여 회로내에 채택이 되지 못 하고 있다.
따라서, 발광 소자를 포함한 화합물 반도체 소자는 도 2에서와 같이, 외부에 별도의 정전기 방지용 소자를 이용한 회로를 구성하여 사용하여 왔으며, 이 경우 별도의 정전기 방지 회로를 구성하는데 있어 제조 공정이 복잡해지고 제조 비용이 증가되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 발광 다이오드 소자에 쇼트키 다이오드를 접목하여 정전기에 대해 발광 다이오드를 보호하고, 발광 다이오드 소자의 제조 공정시 상기 쇼트키 다이오드를 함께 제조함으로써 제조 원가를 낮추는 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 실시예는, 기판 상부에 상부면의 가장자리를 따라 일부가 식각된 도핑되지 않은 GaN층이 형성되어 있고, 상기 도핑되지 않은 GaN층 상부에 상부의 일부가 식각된 n형 질화물 반도체층이 형성되어 있고, 상기 n형 질화물 반도체층 상부에 활성층과 p형 질화물 반도체층이 순차적으로 형성되어 있고, 상기 p형 질화물 반도체층 상부에는 p-전극이, 상기 식각된 n형 질화물 반도체층 상부에는 n 전극이 각각 형성되어 있으며;
상기 p-전극과 n-전극, 그리고 상기 도핑되지 않은 GaN층 상부의 식각된 영역을 제외한 모든 부분에는 절연막이 형성되어 있고, 상기 도핑되지 않은 GaN층의 식각된 일정 영역의 상부에서부터 상기 p-전극에 이르기까지 제1 쇼트키 접촉층이 형성되어 있고, 상기 도핑되지 않은 GaN층의 제거된 또 다른 영역의 상부에서부터 상기 n-전극에 이르기까지 제2 쇼트키 접촉층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기판은 사파이어(Al2O3)기판 또는 실리콘 카바이드(SiC)기판으로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층은 알루미늄, 구리, 크롬 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 p형 질화물 반도체층 상부와 상기 p-전극 사이에 전류의 주입 면적을 증가시키기 위해 투명 전극을 더 형성하는 것이 바람직하며, 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층을 보호하기 위해 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층을 감싸는 보호막을 더 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 제조방법의 실시예는,기판 상부에 도핑되지 않은 GaN층, n형 질화물 반도체층, 활성층, p형 질화물 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 p형 질화물 반도체층에서 도핑되지 않은 GaN층의 일부까지 제1차 메사 식각하여 상기 도핑되지 않은 GaN층의 상부면의 가장자리를 따라 상부로부터 노출된 영역을 형성하는 단계와, 상기 p형 질화물 반도체층에서 n형 질화물 반도체층의 일부까지 제2차 메사 식각하여 상기 n형 질화물 반도체층의 일부를 상부로부터 노출시키는 단계와, 상기 p형 질화물 반도체층의 상부에 p-전극을 형성하고, 상기 노출된 n형 질화물 반도체층의 상부에 n-전극을 형성하는 단계와, 상기 p-전극과 n-전극, 그리고 상기 도핑되지 않은 GaN층 상부의 식 각된 영역을 제외한 모든 부분에 절연막을 형성하는 단계와, 상기 도핑되지 않은 GaN층의 식각된 일정 영역의 상부에서부터 상기 p-전극에 이르기까지 제1 쇼트키 접촉층을 형성하고, 상기 도핑되지 않은 GaN층의 식각된 또 다른 영역의 상부에서부터 상기 n-전극에 이르기까지 제2 쇼트키 접촉층을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층을 형성한 후에, 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층을 보호하기 위해 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층을 감싸는 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드에 대해 상세히 설명한다. 도 3a는 본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 실시예의 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 상부면의 가장자리를 따라 일부가 식각된 도핑되지 않은 GaN(Undoped-GaN)층(110)이 형성되어 있고, 상기 도핑되지 않은 GaN층(110) 상부에 상부의 일부가 식각된 n형 질화물 반도체층(120)이 형성되어 있고, 상기 n형 질화물 반도체층(120) 상부에 활성층(130)과 p형 질화물 반도체층(140)이 순차적으로 형성되어 있고, 상기 p형 질화물 반도체층(140) 상부에는 p-전극 (150), 상기 식각된 n형 질화물 반도체층(120) 상부에는 n-전극(160)이 각각 형성되어 있으며,
상기 p-전극(150)과 n-전극(160), 그리고 상기 도핑되지 않은 GaN층(110) 상부의 식각된 영역을 제외한 모든 부분에는 절연막(170)이 형성되어 있고,
상기 도핑되지 않은 GaN층(110)의 식각된 일정 영역의 상부에서부터 상기 p-전극(150)에 이르기까지 제1 쇼트키 접촉층(180)이 형성되어 있고, 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)의 식각된 또 다른 영역의 상부에서부터 상기 n-전극(160)에 이르기까지 제2 쇼트키 접촉층(190)이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
여기서, 기판(100)은 사파이어(Al2O3)기판 또는 실리콘 카바이드(SiC)기판으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 기판(100) 상부에 형성된 도핑되지 않은 GaN층(110)은 상부의 일부가 상부면의 가장자리를 따라 식각되어 있으며, 상기 식각된 영역은 전도성 있는 물질과 쇼트키 접촉을 형성하는데 필요한 공간을 제공한다.
상기 기판(100)과 도핑되지 않은 GaN층(110) 사이에는 격자 상수 및 열 팽창 계수의 차이를 극복하기 버퍼층(미도시)을 형성할 수도 있다.
상기 도핑되지 않은 GaN층(110) 상부에는 n형 질화물 반도체층(120), 활성층(130), p형 질화물 반도체층(140)이 순차적으로 형성되는데, 상기 n형 질화물 반도체층(120)은 n형 GaN층, n형 AlGaN층, n형 InGaN층 등과 같은 GaN계 화합물 반도체로 이루어진다. 상기 n형 질화물 반도체층(120)은 상부의 일부가 식각되어 노출되어 있으며, 노출된 상부에는 n-전극(160)이 형성된다.
상기 활성층(130)은 주로 InxGa1-xN (0〈 x ≤1)로 이루어지고 다중 양자 우물 (Multi Quantum Wells : MQW) 구조를 가지며, 상기 p형 질화물 반도체층(140)은 상기 n형 질화물 반도체층(120)과 대응하여 p형 GaN층, p형 AlGaN층, p형 InGaN층 등과 같은 GaN계 화합물 반도체로 이루어진다. 상기 p형 질화물 반도체층(140) 상부에는 p-전극(150)이 형성된다.
상기 p형 질화물 반도체층(140) 상부에는 p-전극(150)을 형성하기 전에 전류 주입 면적을 증가시키면서도 오믹 컨택을 형성하여 순방향 전압(Vf)을 낮추는 역할을 하는 투명 전극(미도시)을 더 형성할 수 있다. 이 경우 상기 투명 전극은 Ni/Au 또는 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진다.
상기 p-전극(150)과 n-전극(160), 그리고 상기 도핑되지 않은 GaN층(110) 상부의 식각된 영역을 제외한 모든 부분에는 절연막(170)이 형성되는데, 상기 절연막(170)은 패시베이션(passivation)층으로서 누설 전류(leakage current)를 방지하며 전기적으로 소자를 보호하기 위한 것이다. 상기 절연막(170)으로는 SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 들 중에서 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
상기 도핑되지 않은 GaN층(110)의 식각된 일정 영역의 상부에서부터 상기 p-전극(150)에 이르기까지 형성되는 제1 쇼트키 접촉층(180)과, 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)의 식각된 또 다른 영역의 상부에서부터 상기 n-전극(160)에 이르기까지 형성되는 제2 쇼트키 접촉층(190)은 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)과 쇼트키 접촉(Schottky Contact)을 이루어 쇼트키 다이오드를 형성한다.
상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층(180)(190)은 상기 도핑되지 않은 GaN층(110) 과 쇼트키 접촉(Schottky Contact)을 이루는데 있어 상호 이격되어 있으며, 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층(180)(190)은 전도성 있는 물질로 이루어지고 바람직하게는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 어느 하나로 이루어진다.
또한 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층(180)(190)은 상기 p-전극(150)과 상기 n-전극(160)이 동일한 물질로 이루어진 경우, 상기 p-전극(150)과 n-전극(160)을 이루는 물질과 같은 물질로 이루어지며 만약 상기 p-전극(150)과 상기 n-전극(160)이 다른 물질로 이루어진 경우, 상기 제1 쇼트키 접촉층(180)은 상기 n-전극(160)을 이루는 물질과 같은 물질로 이루어지고, 상기 제2 쇼트키 접촉층(190)은 상기 p-전극(150)을 이루는 물질과 같은 물질로 이루어진다.
상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층(180)(190)을 보호하기 위해 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층(180)(190)을 감싸는 보호막(미도시)을 더 형성할 수 있는데, 이 경우 상기 보호막은 절연막(170)과 같은 물질로 이루어진다.
도 3b는 본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 실시예의 평면도이다. 편의상 도 3a와 같은 부호를 사용하였으며, 본 발명의 구조를 명확히 도시하기 위해 절연막은 표시하지 않았다.
이에 도시된 바와 같이, 도핑되지 않은 GaN층(110)의 식각된 일정 영역의 상부에서부터 상기 p-전극(150)에 이르기까지 형성된 제1 쇼트키 접촉층(180)은 쇼트키 다이오드의 n-전극(NS)을 이루고 있으며, 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)의 식각된 또 다른 영역의 상부에서부터 상기 n-전극(160)에 이르기까지 형성된 제2 쇼트 키 접촉층(190)은 쇼트키 다이오드의 p-전극(PS)을 이루고 있어 발광 다이오드와 전기적으로 역방향으로 연결된다.
도 4는 본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이, 도핑되지 않은 GaN층과 쇼트키 접촉을 이루어 형성되는 쇼트키 다이오드(220)와 발광 다이오드(200)가 병렬 연결되며 또한 역방향으로 연결되어 있다.
여기서, 순방향의 전압이 상기 발광 다이오드(200)에 가해지면 전류는 PL에서 NL로 흐르게 된다. 이때, 예를 들면 사람의 피부로부터 발생하는 전기적인 신호가 상기 발광 다이오드(200)에 역방향의 전압을 인가시킨다고 하면 전류는 PS에서 NS로 상기 쇼트키 다이오드(220)를 통해서 흐르게 되며 이를 통해 상기 발광 다이오드(200)가 정전기 방전으로부터 보호된다.
이에 대해 도 5를 참조하여 좀 더 자세히 살펴보면, 발광 다이오드(200)에 순방향의 전압이 인가되면 상기 발광 다이오드(200)는 정상 동작을 하게 되는데, 이 때 쇼트키 다이오드(220)는 역방향 조건이 되기 때문에 동작하지 않는 상태에 있다.
이 경우, 상기 쇼트키 다이오드(220)의 역방향 항복 전압(Vr)은 발광 다이오드(200)의 순방향 문턱 전압(Vth1)보다 충분히 커야 하며, 정상적인 순방향 전압에서 상기 쇼트키 다이오드(220)는 마치 소자가 없는 것처럼 동작된다.
만약에 역 방향 전압이나, 정전기의 역방향 전압이 순간적으로 발광 다이오드(200)에 인가되면, 상기 발광 다이오드(200)는 역방향이 걸리게 되어 항복 전압까지 견디게 되는데, 상기 발광 다이오드의 항복 전압까지 인가되기 전에 쇼트키 다이오드가 동작(Vth2)하게 된다.
발광 다이오드(200)의 역방향 전압은 상기 쇼트키 다이오드(220)에게는 순방향이 되어 쇼트키 다이오드(220)가 동작하는 문턱 전압(이것은 발광 다이오드의 항복 전압보다 매우 낮음)에서 쇼트키 다이오드(220)가 순방향으로 동작하게 되며, 상기 발광 다이오드(200)에는 쇼트키 다이오드(220)의 문턱 전압 이상의 역방향 전압이 인가되지 않기 때문에 발광 다이오드(200)가 안전하게 보호된다.
이와 같이, 발광 다이오드 소자에 쇼트키 다이오드를 접목시키면 별도의 회로나 소자없이 발광 다이오드를 정전기로부터 보호할 수 있다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 제조 방법의 실시예를 나타낸 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 기판(300) 상부에 도핑되지 않은 GaN층(310), n형 질화물 반도체층(320), 활성층(330), p형 질화물 반도체층(340)을 순차적으로 적층한다(도 6a).
여기서, 상기 기판(300) 상부에 적층되는 상기 도핑되지 않은 GaN층(310), n형 질화물 반도체층(320), 활성층(330), p형 질화물 반도체층(340)은 주로 유기금속 기상성장법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition : MOCVD)에 의해 성장된다.
다음으로, 상기 p형 질화물 반도체층(340)에서 상기 도핑되지 않은 GaN층(310)의 일부까지 제1차 메사 식각을 수행하여 상기 도핑되지 않은 GaN층(310) 상부에 상부면의 가장자리를 따라 상부로부터 노출된 영역을 형성한다(도 6b).
그 후, 상기 p형 질화물 반도체층(340)에서 상기 n형 질화물 반도체층(320)의 일부까지 제2차 메사 식각을 수행하여 상기 n형 질화물 반도체층의 상부에 노출된 영역을 형성한다(도 6c). 상기 제1차 및 제2차 메사 식각은 건식 식각 공정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 p형 질화물 반도체층(340) 상부와 상기 n형 질화물 반도체층(320)의 노출된 영역의 상부에 일정 패턴의 PR(Photo Resist)을 형성한 후, p-전극(350) 및 n-전극(360)을 형성하기 위한 금속물질을 도포한다. 그 후, 상기 PR을 리프트 오프(lift off) 방식으로 제거하여 상기 p형 질화물 반도체층(340) 상부에 p -전극(350)을 형성하고, 상기 n형 질화물 반도체층(320)의 노출된 영역의 상부에 n -전극(360)을 형성한다(도 6d).
다음으로, 상기 p 전극(350)과 상기 n 전극(360)을 제외한 모든 부분에 패시베이션(passivation)층으로서 절연막(370)을 형성한다. 그리고, 상기 도핑되지 않은 GaN층(310)의 상부로부터 노출된 영역에 형성된 절연막(370)을 제거한다(도 6e). 이는 상기 도핑되지 않은 GaN층(310) 상에 전도성 있는 물질을 형성하여 상기 전도성 있는 물질과 쇼트키 접촉을 이루게 하기 위함이다.
그 후, 상기 도핑되지 않은 GaN층(310)의 식각된 일정 영역의 상부에서부터 상기 p-전극(350)에 이르기까지 제1 쇼트키 접촉층(380)을 형성하고, 상기 도핑되 지 않은 GaN층(310)의 식각된 또 다른 영역의 상부에서부터 상기 n-전극(360)에 이르기까지 제2 쇼트키 접촉층(390)을 형성한다(도 6f).
이때, 상기 제1 쇼트키 접촉층(380) 및 제2 쇼트키 접촉층(390)의 보호를 위해 상기 제1 쇼트키 접촉층(380) 및 제2 쇼트키 접촉층(390)을 감싸는 보호막을 형성하는 공정을 더 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.
본 발명은 발광 다이오드 소자에 상기 발광 다이오드를 정전기로부터 보호하는 기능을 갖는 쇼트키 다이오드를 접목시킴으로써, 단일 제조 공정으로 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드를 제조할 수 있으며, 따라서 발광 다이오드를 정전기로부터 보호하기 위한 별도의 회로를 제작할 필요가 없어 제조 원가를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 발광 다이오드 소자를 정전기 방전으로부터 보호함으로써, 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
Claims (7)
- 기판 상부에 상부면의 가장자리를 따라 일부가 식각된 도핑되지 않은 GaN층이 형성되어 있고;상기 도핑되지 않은 GaN층 상부에 상부의 일부가 식각된 n형 질화물 반도체층이 형성되어 있고;상기 n형 질화물 반도체층 상부에 활성층과 p형 질화물 반도체층이 순차적으로 형성되어 있고;상기 p형 질화물 반도체층 상부에는 p-전극이, 상기 식각된 n형 질화물 반도체층 상부에는 n 전극이 각각 형성되어 있으며;상기 p-전극과 n-전극, 그리고 상기 도핑되지 않은 GaN층 상부의 제거된 영역을 제외한 모든 부분에는 절연막이 형성되어 있고;상기 도핑되지 않은 GaN층의 식각된 일정 영역의 상부에서부터 상기 p-전극에 이르기까지 제1 쇼트키 접촉층이 형성되어 있고, 상기 도핑되지 않은 GaN층의 식각된 또 다른 영역의 상부에서부터 상기 n-전극에 이르기까지 제2 쇼트키 접촉층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드.
- 제1항에 있어서, 상기 기판은 사파이어(Al2O3)기판 또는 실리콘 카바이드(SiC)기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이 오드.
- 제1항에 있어서, 상기 p형 질화물 반도체층 상부와 상기 p-전극 사이에 투명 전극이 더 형성된 것을 특징으로 하는 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층은 알루미늄, 구리, 크롬 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층을 감싸는 보호막이 더 형성된 것을 특징으로 하는 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드.
- 기판 상부에 도핑되지 않은 GaN층, n형 질화물 반도체층, 활성층, p형 질화물 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계;상기 p형 질화물 반도체층에서 도핑되지 않은 GaN층의 일부까지 제1차 메사 식각하여 상기 도핑되지 않은 GaN층의 상부면의 가장자리를 따라 상부로부터 노출된 영역을 형성하는 단계;상기 p형 질화물 반도체층에서 n형 질화물 반도체층의 일부까지 제2차 메사 식각하여 상기 n형 질화물 반도체층의 일부를 상부로부터 노출시키는 단계;상기 p형 질화물 반도체층의 상부에 p-전극을 형성하고, 상기 노출된 n형 질 화물 반도체층의 상부에 n-전극을 형성하는 단계;상기 p-전극과 n-전극, 그리고 상기 도핑되지 않은 GaN층 상부의 식각된 영역을 제외한 모든 부분에 절연막을 형성하는 단계; 및상기 도핑되지 않은 GaN층의 식각된 일정 영역의 상부에서부터 상기 p-전극에 이르기까지 제1 쇼트키 접촉층을 형성하고, 상기 도핑되지 않은 GaN층의 식각된 또 다른 영역의 상부에서부터 상기 n-전극에 이르기까지 제2 쇼트키 접촉층을 형성하는 단계로 이루어지는 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 쇼트키 접촉층을 감싸는 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 보호 기능을 갖는 발광 다이오드의 제조방법.
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