KR100611491B1 - 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자는, 제 1 질화물 반도체층; 제 1 질화물 반도체층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 1 질화물 반도체 버퍼층; 제 1 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 활성층; 활성층 위에 형성된 제 2 질화물 반도체층; 을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 다른 실시 예는, 제 1 질화물 반도체층; 제 1 질화물 반도체층 위에 형성된 활성층; 활성층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 2 질화물 반도체 버퍼층; 제 2 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 제 2 질화물 반도체층; 을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 또 다른 실시 예는, 제 1 질화물 반도체층; 제 1 질화물 반도체층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 1 질화물 반도체 버퍼층; 제 1 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 활성층; 활성층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 2 질화물 반도체 버퍼층; 제 2 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 제 2 질화물 반도체층; 을 포함한다.

Description

질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법{Nitride semiconductor LED and fabrication method thereof}
도 1은 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 1 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 2 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 3 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 4 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 5 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 6 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 7 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 21, 31, 51, 61, 71, 81... 질화물 반도체 발광소자
2... 기판 4... 버퍼층
6... In-doped GaN층 8... Si-In co-doped GaN층
10, 74... Al-doped GaN 버퍼층 12... 활성층
14... p-GaN층 16... 수퍼 그레이딩 n-InxGa1-xN층
22, 72... InxGa1-xN층
33, 35, 39, 45, 49... SiNx 클러스터층
37, 43... InyGa1-yN 우물층 41, 47... InzGa1-zN 장벽층
44, 54, 62... 제 1 Al-doped GaN 버퍼층
46, 56, 64... 제 2 Al-doped GaN 버퍼층
58... (Mg-Al) p-GaN층 66... (Mg-Al) doped GaN 버퍼층
본 발명은 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 GaN계 질화물 반도체는 그 응용 분야에 있어서 청색/녹색 LED(Light Emitting Diode)의 광소자 및 MESFET(Metal Semiconductor Field Effect Transistor), HEMT(High Electron Mobility Transistors) 등의 고속 스위칭, 고출력 소자인 전자소자에 응용되고 있다. 특히 청색/녹색 LED 소자는 이미 양산화가 진행된 상태이며 전세계적인 매출은 지수함수적으로 증가되고 있는 상황이다.
이와 같은 GaN계 질화물 반도체 발광소자는 주로 사파이어 기판 또는 SiC 기판 위에서 성장된다. 그리고, 저온의 성장 온도에서 사파이어 기판 또는 SiC 기판 위에 AlyGa1-yN의 다결정 박막을 버퍼층(buffer layer)으로 성장시킨다. 이후 고온에서 상기 버퍼층 위에 도핑되지 않은 GaN층, 실리콘(Si)이 도핑된 n-GaN 층 또는 상기 구조의 혼합된 구조로 성장시켜 n-GaN층을 제 1 전극층으로 형성한다. 또한, 상부에 마그네슘(Mg)이 도핑된 p-GaN 층을 제 2 전극층으로 형성하여 질화물 반도체 발광소자가 제조된다. 그리고, 발광층(다중양자우물구조 활성층)은 상기 n-GaN층과 p-GaN층 사이에 샌드위치 구조로 형성된다.
일반적으로 불순물이 첨가되지 않은 undoped GaN 질화물 반도체는 550nm 파장 대역에서 매우 넓은 영역에 걸쳐서 황색 방출 피크(yellow emission peak)가 관측되는데, 이는 GaN 질화물 반도체 결정성장 중, Ga 원자의 빈자리(공공, vacancy, VGa)의 결함에 의한 것이다.
이러한 결함은, 실리콘이 도핑된 제 1 전극층인 n-GaN 질화물 반도체를 성장하는 경우에 VGa가 감소되면서 매우 강한 밴드에지 방출(bandedge emission)이 관측된다. 그러나, GaN 질화물 반도체에 실리콘을 도핑하면 VGa 빈자리로 치환되어 들어가지만, 이미 N 원자의 댕글링 본드(dangling bond)가 계속적으로 존재하여 결국, 발광소자의 신뢰성에 영향을 미치게 되는 것이다.
또한, 제 2 전극층인 p-GaN층은 결정성장 중에 Mg 원자를 도핑하여 형성하는 데, 결정성장 중에 도핑원으로 주입된 Mg 원자가 Ga 위치로 치환되어 p-GaN층으로 작용하여야 하는데, 캐리어 가스 및 소스에서 분해된 수소가스와 결합하여 GaN 결정층에서 Mg-H 복합체를 형성하여 10㏁ 정도의 고저항체가 된다.
따라서, pn 접합 발광소자를 형성한 후, Mg-H 복합체를 끊어서 Mg 원자를 Ga 자리로 치환시키기 위한 후속의 활성화 공정이 요구된다. 그러나 상기 발광소자는 활성화 공정에서 발광에 기여하는 캐리어로 작용하는 양은 1017/㎤ 정도로, 1019/㎤ 이상의 Mg 원자 농도(atomic concentration) 보다 매우 낮아서 저항성 접촉 형성이 어려운 단점이 있다.
또한, 캐리어로 활성화되지 않고 p-GaN 질화물 반도체 내에 남아 있는 Mg 원자들은 활성층과의 계면에서 방출되는 빛을 트랩(trap)하는 중심(center)으로 작용하여 급격하게 광출력을 감소시킨다.
이를 개선하기 위하여 매우 얇은 투과성 저항성 금속물질을 사용하여 접촉 저항을 낮추어 전류 주입 효율을 증가시키는 방안이 이용되고 있다. 그런데, 접촉저항을 감소시키기 위해서 사용된 얇은 투과성 저항성 금속은 일반적으로 광투과도가 75~80% 정도이며, 그 외에는 손실로 작용한다. 또한, 내부양자효율을 증가시키기 위해 발광소자의 설계 및 발광층과 p-GaN층의 결정성을 향상시키지 않고 질화물 반도체의 결정성장 자체에서 광출력을 향상시키는 것은 한계가 있다.
본 발명은 질화물 반도체 발광소자를 이루는 활성층의 결정성을 향상시키고, 광출력 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자는, 제 1 질화물 반도체층; 상기 제 1 질화물 반도체층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 1 질화물 반도체 버퍼층; 상기 제 1 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 활성층; 상기 활성층 위에 형성된 제 2 질화물 반도체층; 을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 다른 실시 예는, 제 1 질화물 반도체층; 상기 제 1 질화물 반도체층 위에 형성된 활성층; 상기 활성층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 2 질화물 반도체 버퍼층; 상기 제 2 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 제 2 질화물 반도체층; 을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 또 다른 실시 예는, 제 1 질화물 반도체층; 상기 제 1 질화물 반도체층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 1 질화물 반도체 버퍼층; 상기 제 1 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 활성층; 상기 활성층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 2 질화물 반도체 버퍼층; 상기 제 2 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 제 2 질화물 반도체층; 을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자 제조방법은, 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층 위에 인듐이 도핑 된 In-doped GaN층을 형성하는 단계; 상기 In-doped GaN층 위에 제 1 전극층을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극층 위에 제 1 Al-doped GaN 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 제 1 Al-doped GaN 버퍼층 위에, 빛을 방출하는 활성층을 형성하는 단계; 상기 활성층 위에 p-GaN층을 형성하는 단계; 상기 p-GaN층 위에 제 2 전극층을 형성하는 단계; 를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자 제조방법의 다른 실시 예는, 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층 위에 인듐이 도핑된 In-doped GaN층을 형성하는 단계; 상기 In-doped GaN층 위에 제 1 전극층을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극층 위에, 빛을 방출하는 활성층을 형성하는 단계; 상기 활성층 위에 제 2 Al-doped GaN 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층 위에 p-GaN층을 형성하는 단계; 상기 p-GaN층 위에 제 2 전극층을 형성하는 단계; 를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자 제조방법의 또 다른 실시 예는, 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층 위에 인듐이 도핑된 In-doped GaN층을 형성하는 단계; 상기 In-doped GaN층 위에 제 1 전극층을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극층 위에 제 1 Al-doped GaN 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 제 1 Al-doped GaN 버퍼층 위에, 빛을 방출하는 활성층을 형성하는 단계; 상기 활성층 위에 제 2 Al-doped GaN 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층 위에 p-GaN층을 형성하는 단계; 상기 p-GaN층 위에 제 2 전극층을 형성하는 단계; 를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 질화물 반도체 발광소자를 이루는 활성층의 결정성을 향상시키고, 광출력 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 1 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판(2) 위에 버퍼층(4)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 버퍼층(4)은 AlInN/GaN 적층구조, InGaN/GaN 초격자 구조, InxGa1-xN/GaN 적층구조, AlxInyGa 1-x,yN/InxGa1-xN/GaN의 적층구조 중에서 선택되어 형성될 수 있다.
그리고, 상기 버퍼층(4) 위에는 인듐이 도핑된 In-doped GaN층(6)이 형성되어 있으며, 상기 In-doped GaN층(6) 위에는 n형의 제 1 전극층이 형성되어 있다. 여기서 상기 n형의 제 1 전극층으로는 실리콘과 인듐이 동시 도핑되어 형성되는 Si-In co-doped GaN층(8)이 채용될 수 있다.
또한, 상기 Si-In co-doped GaN층(8) 위에는 Al-doped GaN 버퍼층(10)이 형성되어 있고, 상기 Al-doped GaN 버퍼층(10) 위에는 빛을 방출하는 활성층(12)이 형성되어 있다. 상기 활성층(12)은 단일양자우물구조 또는 다중양자우물구조로 형성될 수 있다. 상기 활성층(12)을 이루는 적층구조의 예에 대해서는 도 3을 참조하여 뒤에서 보다 상세히 설명하기로 한다. 그리고, 본 발명에 따른 활성층(12)에 의하면 단일양자우물구조로 형성하는 경우에도 충분한 광효율을 달성할 수 있게 된다 는 장점이 있다.
본 발명에서 상기 Al-doped GaN 버퍼층(10)은, 제 1 전극층으로 사용되는 Si-In co-doped GaN층(8)의 성장 후, GaN 질화물 반도체 성장시, 소량의 GaAl 원자를 도핑함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 Al-doped GaN 버퍼층(10)은 Ga 원자의 빈자리(공공, vacancy)에 의해 댕글링(dangling) 결합으로 남아 있는 N 원자와 강한 Al-N 결합을 구현함으로써 계면 상태를 향상시키는 역할을 수행한다. 이로 인하여 상기 활성층(12)으로 전위되는 결정결함을 최소화 시킬 수 있게 되는 것이다.
이어서 상기 활성층(12) 위에는 p-GaN층(14)이 형성되어 있으며, 이때 상기 p-GaN층(14)에는 마그네슘(Mg)이 도핑되어 형성되도록 할 수 있다. 또한, 상기 p-GaN층(14)에는 마그네슘(Mg)과 알루미늄(Al)이 동시 도핑되어 형성되도록 할 수도 있다.
그리고, 상기 p-GaN층(14) 위에는 n형의 제 2 전극층이 형성되어 있다. 여기서, 상기 n형의 제 2 전극층으로는 인듐 조성을 순차적으로 변화시켜 에너지 밴드갭을 제어한 수퍼 그레이딩(super grading) n-InxGa1-xN층(16)이 채용될 수 있다. 이때, 상기 수퍼 그레이딩 n-InxGa1-xN층(16)은 그 조성 범위가 0<x<0.2에서 형성되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 수퍼 그레이딩 n-InxGa1-xN층(16)에는 실리콘이 도핑되도록 할 수도 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 질화물 반도체 발광소자는, 제 1 전극층(8)과 제 2 전극층(16)이 모두 n형의 질화물 반도체로 형성되며, 그 사이에 p-GaN층(14)이 형성된 점을 감안하면, 종래의 pn 접합 발광소자와는 달리, npn 접합 발광소자 구조를 갖는 것으로 해석될 수 있다.
또한, 상기 제 2 전극층으로 사용되는 n형 질화물 반도체(예컨대, 수퍼 그레이딩 n-InxGa1-xN층(16))는 기존의 p-GaN 접촉층보다 저항이 낮기 때문에 접촉저항을 감소시켜 전류 주입을 극대화시킬 수 있다. 그리고, 상기 제 2 전극층에 바이어스 전압을 인가시키는 투명 전극으로는, 광출력을 극대화시키기 위해서 전류퍼짐을 극대화 시키고, 우수한 광투과도를 갖는 투과성 저항성 금속 또는 투과 산화금속층 사용이 가능하다. 이와 같은 물질로는, ITO, ZnO, RuOx, IrOx 및 NiO 또는 Ni를 포함하는 Au 합금 금속이 이용될 수 있다.
여기서, 도면으로 도시하지는 아니 하였으나, 상기 제 2 전극층으로서 InGaN/AlInGaN 초격자 구조(super lattice structure)층 또는 InGaN/InGaN 초격자 구조층이 형성되도록 할 수도 있다. 그리고, 상기 InGaN/AlInGaN 초격자 구조(super lattice structure)층 또는 InGaN/InGaN 초격자 구조층에는 실리콘이 도핑되도록 할 수도 있다.
한편, Al-doped GaN 질화물 반도체의 전기적/광학적 특성 및 효과를 검증하기 위한 하나의 방안으로 다음과 같은 시편을 제조하고, 그 특성을 조사하였다.
본 발명에서는, AlGaN/undoped GaN/SI(semi-insulating) GaN/버퍼/사파이어 기판과 AlGaN/Al-doped GaN/SI(semi-insulating) GaN/버퍼/사파이어 기판으로 구성 되는 2 가지의 2DEG(2 dimensional electron gas ; 2차원 전자 우물층) 구조를 갖는 시편을 제조하여 전기적/광학적 특성을 측정하였다.
먼저, 홀(Hall) 측정을 통한 전기적 특성은 undoped GaN층이 적용된 구조의 경우, 상온 및 77K 저온에서 캐리어 이동도(carrier mobility)는 1130 및 3390 ㎠/Vsec로 각각 측정되었고, Al-doped GaN층이 적용된 구조의 경우, 상온 및 77K 저온에서 캐리어 이동도는 1500 및 4870 ㎠/Vsec로 각각 측정되었다. 이에 따라, Al-doped GaN층이 적용된 구조의 경우에 있어서, 보다 우수한 특성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 이때, 면 농도(sheet concentration)는 상온 및 77K 저온에서 1~1.2e13/㎠ 정도로 동일한 특성을 갖는 것으로 측정되었다.
상기 검증 결과에서, 면 농도 자체의 증가 없이 캐리어 이동도가 증가한다는 것은 undoped GaN 질화물 반도체 자체의 Ga 원자의 빈자리를 Al 원자에 의해서 치환되면서 댕글링 본드로 남아 있는 N 원자와 Ga-N 결합력보다 강한 Al-N 결합으로 결정 결함을 감소시켰기 때문이다.
또한, 광학적 특성을 검증하기 위한 10K PL 측정에서, undoped GaN층이 적용된 구조 보다 Al-doped GaN층이 적용된 구조에서 약 7 배 이상의 강한 밴드에지 방출(bandedge emission)이 관측되었다.
이러한 결과는 전기적 특성의 검증결과와 일치하는 것으로써, Al-doped GaN 버퍼 질화물 반도체의 우수한 전기적/광학적 특성을 입증하는 것이며, 제 1 전극층에서 생성되어 발광층으로 전파되는 결정결함 또는 점결함 등을 효과적으로 억제하 여 발광소자의 내부 양자효율을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 2 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 적층구조 중에서 도 1을 참조하여 설명된 층(동일 부호 부여)에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(21)는, 도 1에 도시된 제 1 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(1)와 비교할 때, 인듐 함량이 낮은 InxGa1-xN층(22)이 더 형성되어 있다는 점에 그 차이가 있다.
즉 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(21)에 의하면, Al-doped GaN 버퍼층(10)과 활성층(12) 사이에 인듐 함량이 낮은 InxGa1-xN층(22)이 더 형성되도록 하였다. 이는 내부양자효율을 보다 증가시키기 위하여, 상기 활성층(12) 성장 전에, 상기 활성층(12)의 스트레인을 제어할 수 있도록 인듐 함량이 낮은 InxGa1-xN층(22)을 추가로 성장시킨 것이다.
그러면, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자(31)에 채용되는 활성층의 구조에 대하여 보다 상세하게 살펴 보기로 한다. 도 3은 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 3 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 적층구조 중에서 도 1을 참조하여 설명된 층(동일 부호 부여)에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 3 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(31)에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 내부양자효율(internal quantum efficiency)을 증가시키기 위해 서, 활성층의 스트레인(strain)을 제어하는 인듐 함량이 낮은 low-mole InxGa1-xN층(22)이 형성되어 있다. 또한, 인듐 변동(fluctuation)에 의한 광출력 및 역방향 누설전류(reverse leakage current)를 개선시키기 위해서 상기 low-mole InxGa1-xN층(22)의 하부 및 상부에, 원자 척도(atomic scale) 형태로 제어된 SiNx 클러스터층(33)(35)이 각각 더 구비되어 있다.
또한, 빛을 방출하는 활성층은 InyGa1-yN 우물층/InzGa1-zN 장벽층으로 형성되는 단일양자우물구조 또는 다중양자우물구조로 형성될 수 있다.
도 3에서는 활성층으로서, InyGa1-yN 우물층(37)(43)과 InzGa1-zN 장벽층(41)(47) 사이에 SiNx 클러스터층(39)(45)이 더 구비된 다중양자우물구조로 형성된 발광소자의 예를 나타내었다. 여기서, 상기 활성층의 발광효율을 개선하기 위해서 InyGa1-yN 우물층(0<y<0.35)/SiNx 클러스터층/InzGa1-z N 장벽층(0<z<0.1)으로 조성비를 조절할 수도 있다. 그리고, 상기 인듐 함량이 낮은 low-mole InxGa1-xN층(22)과의 관계를 고려하면, 상기 InyGa1-yN 우물층(37)(43)/In zGa1-zN 장벽층(41)(47)에 도핑되는 인듐 함량과 상기 low-mole InxGa1-xN층(22)에 도핑되는 인듐 함량은, 각각 0<x<0.1, 0<y<0.35, 0<z<0.1의 값을 갖도록 조절할 수 있다.
또한, 도면으로 도시하지는 아니 하였으나, 상기 활성층을 이루는 InyGa1-yN 우물층과 InzGa1-zN 장벽층 사이에, 상기 InyGa1-yN 우물층의 인듐 변동량을 제어하는 GaN 캡(cap)층이 형성되도록 할 수도 있다. 이때, 빛을 방출하는 우물층과 장벽층 각각의 인듐 함량은 InyGa1-yN(0<y<0.35)/GaN 캡(cap)/InzGa1-z N(0<z<0.1)으로 구성되도록 할 수 있다.
그리고, 단일양자우물 구조 또는 다중양자우물 구조로 구성된 활성층의 마지막 층을 성장시킨 후, 다시 SiNx 클러스터층(49)을 원자 척도(atomic scale)의 두께로 성장시켜 p-GaN층(14)의 Mg 원소의 활성층 내부 확산을 억제할 수 있도록 한다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 4 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 적층구조 중에서 도 1을 참조하여 설명된 층(동일 부호 부여)에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 4 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(51)는, 도 1에 도시된 제 1 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(1)와 비교할 때, 활성층(12)의 하부에는 제 1 Al-doped GaN 버퍼층(44)이 형성되어 있으며, 상기 활성층(12)의 상부에는 제 2 Al-doped GaN 버퍼층(46)이 형성된 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따른 제 4 실시 예에 있어서, 상기 제 1 Al-doped GaN 버퍼층(44)은, 제 1 전극층으로 사용되는 Si-In co-doped GaN층(8)의 성장 후, GaN 질화물 반도체 성장시, 소량의 GaAl 원자를 도핑함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 Al-doped GaN 버퍼층(44)은 Ga 원자의 빈자리(공공, vacancy)에 의해 댕글링(dangling) 결합으로 남아 있는 N 원자와 강한 Al-N 결합을 구현함으로써 계 면 상태를 향상시키는 역할을 수행한다. 이로 인하여 상기 활성층(12)으로 전위되는 결정결함을 최소화 시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, p-GaN층(14)을 성장시키기 전에, 상기 활성층(12)과 p-GaN층(14) 사이에 제 2 Al-doped GaN 버퍼층(46)을 다시 성장시키므로서, Ga 원자의 빈자리를 채워주는 역할뿐만 아니라 p-GaN층(14) 성장시 마그네슘 원자가 상기 활성층(12) 내부로 확산되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이로 인하여 계면 특성을 보다 향상시킬 수 있으며, 상기 활성층(12)의 내부양자효율을 보다 증가시켜 발광 소자의 광출력을 극대화 시킬 수 있게 된다.
그리고, 도 5는 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 5 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 적층구조 중에서 도 1을 참조하여 설명된 층(동일 부호 부여)에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 5 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(61)는, 도 1에 도시된 제 1 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(1)와 비교할 때, 활성층(12)의 하부에는 제 1 Al-doped GaN 버퍼층(54)이 형성되어 있으며, 상기 활성층(12)의 상부에는 제 2 Al-doped GaN 버퍼층(56)이 형성된 점에 그 특징이 있다. 또한, 상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층(56)과 p-GaN층(14) 사이에 (Mg-Al) p-GaN층(58)이 더 형성된 점에 그 특징이 있다. 이와 같은 적층 구조로 질화물 반도체 발광소자(61)를 형성함으로써, 상기 활성층(12)의 계면 특성을 향상시키고 광출력을 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 도 6은 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 6 실시 예의 적 층구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 적층구조 중에서 도 1을 참조하여 설명된 층(동일 부호 부여)에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 6 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(71)는, 도 1에 도시된 제 1 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(1)와 비교할 때, 활성층(12)의 하부에는 제 1 Al-doped GaN 버퍼층(62)이 형성되어 있으며, 상기 활성층(12)의 상부에는 제 2 Al-doped GaN 버퍼층(64)이 형성된 점에 그 특징이 있다. 또한, 상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층(64)과 p-GaN층(14) 사이에 (Mg-Al) doped GaN 버퍼층(66)이 더 형성된 점에 그 특징이 있다. 이와 같은 적층 구조로 질화물 반도체 발광소자(71)를 형성함으로써, 상기 활성층(12)의 계면 특성을 향상시키고 광출력을 증가시킬 수 있게 된다.
그리고, 도 7은 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제 7 실시 예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7에 도시된 적층구조 중에서 도 1을 참조하여 설명된 층(동일 부호 부여)에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 7 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(81)는, 도 1에 도시된 제 1 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(1)와 비교할 때, 활성층(12)의 하부에는 인듐 함량이 낮은 InxGa1-xN층(72)이 형성되어 있으며, 상기 활성층(12)의 상부에는 Al-doped GaN 버퍼층(74)이 형성된 점에 그 특징이 있다.
즉, 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 질화물 반도체 발광소자(81)에 의하면, 제 1 전극층인 Si-In co-doped GaN층(8)과 활성층(12) 사이에 인듐 함량이 낮은 InxGa1-xN층(72)이 더 형성되도록 하였다. 이는 내부양자효율을 보다 증가시키기 위하여, 상기 활성층(12) 성장 전에, 상기 활성층(12)의 스트레인을 제어할 수 있도록 인듐 함량이 낮은 InxGa1-xN층(72)을 추가로 성장시킨 것이다.
또한, p-GaN층(14)을 성장시키기 전에, 상기 활성층(12)과 p-GaN층(14) 사이에 Al-doped GaN 버퍼층(74)을 성장시키므로서, p-GaN층(14) 성장시 마그네슘 원자가 상기 활성층(12) 내부로 확산되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이로 인하여 계면 특성을 보다 향상시킬 수 있으며, 상기 활성층(12)의 내부양자효율을 보다 증가시켜 발광 소자의 광출력을 극대화 시킬 수 있게 된다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 의하면, 질화물 반도체 발광소자를 이루는 활성층의 결정성을 향상시키고, 광출력 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (75)

  1. 제 1 질화물 반도체층;
    상기 제 1 질화물 반도체층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 1 질화물 반도체 버퍼층;
    상기 제 1 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 활성층;
    상기 활성층 위에 형성된 제 2 질화물 반도체층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  2. 제 1 질화물 반도체층;
    상기 제 1 질화물 반도체층 위에 형성된 활성층;
    상기 활성층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 2 질화물 반도체 버퍼층;
    상기 제 2 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 제 2 질화물 반도체층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  3. 제 1 질화물 반도체층;
    상기 제 1 질화물 반도체층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 1 질화물 반도체 버퍼층;
    상기 제 1 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 활성층;
    상기 활성층 위에 형성된 Al이 도핑된 제 2 질화물 반도체 버퍼층;
    상기 제 2 질화물 반도체 버퍼층 위에 형성된 제 2 질화물 반도체층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 질화물 반도체 버퍼층 위에, (Mg-Al)이 도핑된 제 3 질화물 반도체 버퍼층이 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 질화물 반도체층 하부에,
    기판;
    상기 기판 위에 형성된 버퍼층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 버퍼층은, AlInN/GaN 적층구조, InGaN/GaN 초격자 구조, InxGa1-xN/GaN 적층구조, AlxInyGa1-x,yN/InxGa1-xN/GaN의 적층구조 중에서 선택되어 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 질화물 반도체층은,
    인듐이 도핑된 GaN층;
    상기 GaN층 위에 형성된 제 1 전극층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 전극층은 실리콘과 인듐이 동시 도핑된 GaN층인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  9. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 질화물 반도체 버퍼층과 상기 활성층 사이에 InxGa1-xN층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 질화물 반도체층과 상기 활성층 사이에 InxGa1-xN층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  11. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 질화물 반도체 버퍼층과 상기 제 2 질화물 반도체층 사이에 복수 개의 SiNx 클러스터층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 SiNx 클러스터층은 원자 척도(atomic scale)의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1 질화물 반도체 버퍼층과 상기 제 2 질화물 반도체층 또는 상기 제 2 질화물 반도체 버퍼층 사이에 복수 개의 SiNx 클러스터층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 질화물 반도체층과 상기 제 2 질화물 반도체 버퍼층 사이에 복수 개의 SiNx 클러스터층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  15. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성층은, InyGa1-yN 우물층/InzGa1-zN 장벽층으로 형성되는 단일양자우물구조 또는 다중양자우물구조로 구성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소 자.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 활성층을 이루는 InyGa1-yN 우물층과 InzGa1-zN 장벽층 사이에, 상기 InyGa1-yN 우물층의 인듐 변동량을 제어하는 GaN 캡(cap)층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  17. 제 9항에 있어서,
    상기 활성층을 이루는 InyGa1-yN 우물층/InzGa1-zN 장벽층에 도핑되는 인듐 함량과 상기 InxGa1-xN 층에 도핑되는 인듐 함량은, 각각 0<x<0.1, 0<y<0.35, 0<z<0.1의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 활성층을 이루는 InyGa1-yN 우물층/InzGa1-zN 장벽층에 도핑되는 인듐 함량과 상기 InxGa1-xN 층에 도핑되는 인듐 함량은, 각각 0<x<0.1, 0<y<0.35, 0<z<0.1의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  19. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 질화물 반도체층은 마그네슘과 알루미늄이 포함된 GaN층을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  20. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 질화물 반도체층 위에, 제 3 질화물 반도체층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  21. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 질화물 반도체층 위에, 제 3 질화물 반도체층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 제 3 질화물 반도체층은 인듐 함량이 순차적으로 변화된 수퍼 그레이딩(super grading) 구조 또는, In 또는 Al이 함유된 초격자 구조인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 제 3 질화물 반도체층은 인듐 함량이 순차적으로 변화된 수퍼 그레이딩(super grading) 구조 또는, In 또는 Al이 함유된 초격자 구조인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 수퍼 그레이딩(super grading) 구조의 제 3 질화물 반도체층은 n-InxGa1-xN층(0<x<0.2)인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 수퍼 그레이딩(super grading) 구조의 제 3 질화물 반도체층은 n-InxGa1-xN층(0<x<0.2)인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  26. 제 20항에 있어서,
    상기 초격자 구조의 제 3 질화물 반도체층은 InGaN/InGaN 초격자 구조(super lattice structure) 또는 InGaN/AlInGaN 초격자 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  27. 제 21항에 있어서,
    상기 초격자 구조의 제 3 질화물 반도체층은 InGaN/InGaN 초격자 구조(super lattice structure) 또는 InGaN/AlInGaN 초격자 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  28. 제 20항에 있어서,
    상기 제 3 질화물 반도체층은 실리콘이 도핑된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  29. 제 21항에 있어서,
    상기 제 3 질화물 반도체층은 실리콘이 도핑된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  30. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 질화물 반도체층 위에 투명 전극이 구비된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  31. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 질화물 반도체층 위에 투명 전극이 구비된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  32. 제 20항에 있어서,
    상기 제 3 질화물 반도체층 위에 투명 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  33. 제 21항에 있어서,
    상기 제 3 질화물 반도체층 위에 투명 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  34. 제 30항에 있어서,
    상기 투명 전극은 투과성 금속 산화물 또는 투과성 저항성 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  35. 제 31항에 있어서,
    상기 투명 전극은 투과성 금속 산화물 또는 투과성 저항성 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  36. 제 32항에 있어서,
    상기 투명 전극은 투과성 금속 산화물 또는 투과성 저항성 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  37. 제 33항에 있어서,
    상기 투명 전극은 투과성 금속 산화물 또는 투과성 저항성 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  38. 제 30항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO, ZnO, IrOx, RuOx, NiO의 물질 또는 Ni이 포함된 Au 합금 중에서 선택되어 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  39. 제 31항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO, ZnO, IrOx, RuOx, NiO의 물질 또는 Ni이 포함된 Au 합금 중에서 선택되어 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  40. 제 32항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO, ZnO, IrOx, RuOx, NiO의 물질 또는 Ni이 포함된 Au 합금 중에서 선택되어 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  41. 제 33항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO, ZnO, IrOx, RuOx, NiO의 물질 또는 Ni이 포함된 Au 합금 중에서 선택되어 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  42. 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 버퍼층 위에 인듐이 도핑된 In-doped GaN층을 형성하는 단계;
    상기 In-doped GaN층 위에 제 1 전극층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극층 위에 제 1 Al-doped GaN 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 Al-doped GaN 버퍼층 위에, 빛을 방출하는 활성층을 형성하는 단계;
    상기 활성층 위에 p-GaN층을 형성하는 단계;
    상기 p-GaN층 위에 제 2 전극층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  43. 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 버퍼층 위에 인듐이 도핑된 In-doped GaN층을 형성하는 단계;
    상기 In-doped GaN층 위에 제 1 전극층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극층 위에, 빛을 방출하는 활성층을 형성하는 단계;
    상기 활성층 위에 제 2 Al-doped GaN 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층 위에 p-GaN층을 형성하는 단계;
    상기 p-GaN층 위에 제 2 전극층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  44. 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 버퍼층 위에 인듐이 도핑된 In-doped GaN층을 형성하는 단계;
    상기 In-doped GaN층 위에 제 1 전극층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극층 위에 제 1 Al-doped GaN 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 Al-doped GaN 버퍼층 위에, 빛을 방출하는 활성층을 형성하는 단 계;
    상기 활성층 위에 제 2 Al-doped GaN 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층 위에 p-GaN층을 형성하는 단계;
    상기 p-GaN층 위에 제 2 전극층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  45. 제 43항 또는 제 44항에 있어서,
    상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층 위에 (Mg-Al) doped GaN 버퍼층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  46. 제 42항 내지 제 44항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 버퍼층은, AlInN/GaN 적층구조, InGaN/GaN 초격자 구조, InxGa1-xN/GaN 적층구조, AlxInyGa1-x,yN/InxGa1-xN/GaN의 적층구조 중에서 선택되어 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  47. 제 45항에 있어서,
    상기 버퍼층은, AlInN/GaN 적층구조, InGaN/GaN 초격자 구조, InxGa1-xN/GaN 적층구조, AlxInyGa1-x,yN/InxGa1-xN/GaN의 적층구조 중에서 선택되어 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  48. 제 42항 내지 제 44항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전극층은 실리콘과 인듐이 동시 도핑된 GaN층인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  49. 제 45항에 있어서,
    상기 제 1 전극층은 실리콘과 인듐이 동시 도핑된 GaN층인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  50. 제 42항 또는 제44항에 있어서,
    상기 제 1 Al-doped GaN 버퍼층과 상기 활성층 사이에 InxGa1-xN층이 형성되는 단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  51. 제 45항에 있어서,
    상기 제 1 Al-doped GaN 버퍼층과 상기 활성층 사이에 InxGa1-xN층이 형성되는 단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  52. 제 43항에 있어서,
    상기 제 1 전극층과 상기 활성층 사이에 InxGa1-xN층이 형성되는 단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  53. 제 42항 내지 제 44항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전극층과 상기 p-GaN층 사이에 복수 개의 SiNx 클러스터층이 형성되는 단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  54. 제 53항에 있어서,
    상기 SiNx 클러스터층은 원자 척도(atomic scale)의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  55. 제 42항 내지 제 44항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성층은, InyGa1-yN 우물층/InzGa1-zN 장벽층으로 형성되는 단일양자우물구조 또는 다중양자우물구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  56. 제 45항에 있어서,
    상기 활성층은, InyGa1-yN 우물층/InzGa1-zN 장벽층으로 형성되는 단일양자우물 구조 또는 다중양자우물구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  57. 제 55항에 있어서,
    상기 활성층을 이루는 InyGa1-yN 우물층과 InzGa1-zN 장벽층 사이에, 상기 InyGa1-yN 우물층의 인듐 변동량을 제어하는 GaN 캡(cap)층이 형성되는 단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  58. 제 56항에 있어서,
    상기 활성층을 이루는 InyGa1-yN 우물층과 InzGa1-zN 장벽층 사이에, 상기 InyGa1-yN 우물층의 인듐 변동량을 제어하는 GaN 캡(cap)층이 형성되는 단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  59. 제 43항 또는 제 44항에 있어서,
    상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층 위에는 마그네슘과 알루미늄이 포함된 GaN층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  60. 제 42항 내지 제 44항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전극층은 인듐 함량이 순차적으로 변화된 수퍼 그레이딩(super grading) 구조의 n-InxGa1-xN층 또는 InGaN/InGaN 초격자 구조(super lattice structure) 또는 InGaN/AlInGaN 초격자 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  61. 제 45항에 있어서,
    상기 제 2 전극층은 인듐 함량이 순차적으로 변화된 수퍼 그레이딩(super grading) 구조의 n-InxGa1-xN층 또는 InGaN/InGaN 초격자 구조(super lattice structure) 또는 InGaN/AlInGaN 초격자 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  62. 제 42항 내지 제 44항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전극층에 투명 전극이 형성되는 단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  63. 제 45항에 있어서,
    상기 제 2 전극층에 투명 전극이 형성되는 단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  64. 제 62항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO, ZnO, IrOx, RuOx, NiO의 물질 또는 Ni가 포함된 Au 합금층 중에서 선택되어 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  65. 제 63항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO, ZnO, IrOx, RuOx, NiO의 물질 또는 Ni가 포함된 Au 합금층 중에서 선택되어 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
  66. 기판;
    상기 기판 위에 형성된 버퍼층;
    상기 버퍼층 위에 형성된 인듐이 도핑된 In-doped GaN층;
    상기 In-doped GaN층 위에 형성된 Si 또는 In이 도핑된 GaN층;
    상기 GaN층 위에 형성된 제 1 Al-doped GaN 버퍼층;
    상기 제 1 Al-doped GaN 버퍼층 위에 형성된 활성층;
    상기 활성층 위에 형성된 p-GaN층;
    상기 p-GaN층 위에 형성된 n형 질화물 반도체층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  67. 기판;
    상기 기판 위에 형성된 버퍼층;
    상기 버퍼층 위에 형성된 인듐이 도핑된 In-doped GaN층;
    상기 In-doped GaN층 위에 형성된 Si 또는 In이 도핑된 GaN층;
    상기 GaN층 위에 형성된 활성층;
    상기 활성층 위에 형성된 제 2 Al-doped GaN 버퍼층;
    상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층 위에 형성된 p-GaN층;
    상기 p-GaN층 위에 형성된 n형 질화물 반도체층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  68. 기판;
    상기 기판 위에 형성된 버퍼층;
    상기 버퍼층 위에 형성된 인듐이 도핑된 In-doped GaN층;
    상기 In-doped GaN층 위에 형성된 Si 또는 In이 도핑된 GaN층;
    상기 GaN층 위에 형성된 제 1 Al-doped GaN 버퍼층;
    상기 제 1 Al-doped GaN 버퍼층 위에 형성된 활성층;
    상기 활성층 위에 형성된 제 2 Al-doped GaN 버퍼층;
    상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층 위에 형성된 p-GaN층;
    상기 p-GaN층 위에 형성된 n형 질화물 반도체층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  69. 제 67항 또는 제 68항에 있어서,
    상기 제 2 Al-doped GaN 버퍼층 위에, (Mg-Al) doped GaN 버퍼층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  70. 제 66항 내지 제 68항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 버퍼층은, AlInN/GaN 적층구조, InGaN/GaN 초격자 구조, InxGa1-xN/GaN 적층구조, AlxInyGa1-x,yN/InxGa1-xN/GaN의 적층구조 중에서 선택되어 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  71. 제 66항 내지 제 68항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 n형 질화물 반도체층은 인듐 함량이 순차적으로 변화된 수퍼 그레이딩(super grading) 구조의 n-InxGa1-xN층 또는 InGaN/InGaN 초격자 구조(super lattice structure) 또는 InGaN/AlInGaN 초격자 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  72. 제 66항 내지 제 68항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 GaN층과 상기 p-GaN층 사이에 복수 개의 SiNx 클러스터층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  73. 제 66항 내지 제 68항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성층 아래에 InxGa1-xN층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  74. 제 67항 또는 제 68항에 있어서,
    상기 p-GaN층 아래에 (Mg-Al) p-GaN층이 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  75. 제 66항 내지 제 68항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성층을 이루는 InyGa1-yN 우물층과 InzGa1-zN 장벽층 사이에, 상기 InyGa1-yN 우물층의 인듐 변동량을 제어하는 GaN 캡(cap)층이 형성되는 단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
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