KR100611639B1

KR100611639B1 - Top emitting light emitting device and method of manufacturing thereof

Info

Publication number: KR100611639B1
Application number: KR20040057572A
Authority: KR
Inventors: 송준오; 김경국; 홍웅기; 성태연
Original assignee: 광주과학기술원
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-08-11
Also published as: KR20060007945A

Abstract

본 발명은 탑에미트형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서 탑에미트형 질화물계 발광소자는 기판 위에 n형 클래드층, 활성층, p형 클래드층이 순차적으로 형성되어 있고, p형 클래드층 위에 개질 금속층과 적어도 하나의 투명 전도성 박막층을 적층 반복 단위로 하여 적어도 한 조 이상이 반복 적층된 멀티 오믹 컨택트층을 구비하며, 개질 금속층은 인듐, 인듐을 주성분으로 하여 첨가원소가 첨가된 합금 또는 고용체 중 어느 하나로 형성된다. 이러한 탑에미트형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 의하면, p형 클래드층과의 오믹접촉 특성이 개선되어 우수한 전류-전압 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 높은 빛 투과성을 제공하여 소자의 발광효율을 높일 수 있다.The present invention relates to a top emitter nitride light emitting device and a method of manufacturing the same. In the top emitter nitride light emitting device, an n-type cladding layer, an active layer, and a p-type cladding layer are sequentially formed on a substrate, and a p-type cladding is provided. A multi-ohmic contact layer in which at least one or more groups are repeatedly stacked by using a modified metal layer and at least one transparent conductive thin film layer on a layer as a repeating repeating unit, and the modified metal layer includes an indium, an indium-based alloy containing an additive element, or It is formed of either solid solution. According to the top-emit type nitride light emitting device and a method of manufacturing the same, the ohmic contact characteristics with the p-type cladding layer are improved to provide excellent current-voltage characteristics, and also provide high light transmittance to increase the luminous efficiency of the device. Can be.

Description

Top-emitting nitride-based light emitting device and method for manufacturing the same

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탑에미트형 질화물계 발광소자를 나타내 보인 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing a top-emitting nitride-based light emitting device according to a first embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 탑에미트형 질화물계 발광소자를 나타내 보인 단면도이고,2 is a cross-sectional view showing a top-emitting nitride-based light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 탑에미트형 질화물계 발광소자를 나타내 보인 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing a top-emitting nitride light emitting device according to a third embodiment of the present invention.

도 4는 인듐과 ITO가 순차적으로 적층된 p형 전극 구조체에 대한 전류-전압 특성을 측정한 결과를 나타내 보인 그래프이고,4 is a graph showing a result of measuring current-voltage characteristics of a p-type electrode structure in which indium and ITO are sequentially stacked;

도 5는 인듐과 ITO가 순차적으로 적층된 p형 전극구조체가 적용된 발광소자에 대한 전류-전압 특성을 측정한 결과를 나타내 보인 그래프이다.5 is a graph illustrating a result of measuring current-voltage characteristics of a light emitting device to which a p-type electrode structure in which indium and ITO are sequentially stacked is applied.

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

110: 기판 150: P형 클래드층110: substrate 150: P-type cladding layer

160a: 제1 개질 금속층 160b: 제1 투명 전도성 박막층160a: first modified metal layer 160b: first transparent conductive thin film layer

160c: 제2 개질 금속층 160d: 제2 투명 전도성 박막층160c: second modified metal layer 160d: second transparent conductive thin film layer

본 발명은 탑에미트형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 오믹특성 및 발광효율이 개선된 탑에미트형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a top emitter nitride light emitting device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a top emitter nitride light emitting device having improved ohmic characteristics and luminous efficiency and a method of manufacturing the same.

현재 투명 전도성 박막은 광전자분야, 디스플레이 분야 및 에너지 산업 분야에서 다양하게 이용되고 있다. Currently, transparent conductive thin films are widely used in the optoelectronic field, the display field, and the energy industry.

발광소자 분야에서는 원활한 홀주입(hole injection) 및 고효율의 빛방출(light emission) 역할을 하는 투명 전도성 오믹전극 구조를 개발하기 위해서 전 세계적으로 활발하게 연구 중에 있다.In the field of light emitting devices, research is being actively conducted around the world to develop a transparent conductive ohmic electrode structure that functions as a smooth hole injection and a high efficiency light emission.

현재 가장 활발하게 연구되고 있는 투명 전도성 박막소재로서는 투명 전도성 산화물(transparent conducting oxide : TCO)과 투명 전도성 질화물(transparent conducting nitride : TCN)이 있다.Currently, the most actively studied transparent conductive thin film materials are transparent conducting oxide (TCO) and transparent conducting nitride (TCN).

투명 전도성 산화물(TCO)은 인듐 산화물(In₂O₃), 주석 산화물(SnO₂), 아연 산화물(ZnO), 주석 인듐 산화물(ITO) 등이 있고, 투명 전도성 질화물(TCN)은 타이타늄 질화물(TiN)이 있다.The transparent conductive oxide (TCO) includes indium oxide (In ₂ O ₃ ), tin oxide (SnO ₂ ), zinc oxide (ZnO), tin indium oxide (ITO), and the transparent conductive nitride (TCN) is titanium nitride (TiN). There is).

그런데 이들 물질은 상대적으로 큰 면저항(sheet resistance)값, 높은 빛 반사율(reflectivity), 및 상대적으로 작은 일함수(work function)값을 지니고 있어서 단독으로 탑에미트형 질화갈륨계 발광소자의 p형 투명 오믹전극으로 적용하기 어려운 문제점들을 안고 있다.However, these materials have relatively large sheet resistance values, high light reflectivity, and relatively small work function values, so that they alone are p-type transparent materials of top-emitted gallium nitride-based light emitting devices. There are problems that are difficult to apply as an ohmic electrode.

그 문제점을 기술해보면, If you describe the problem,

첫 번째, 위에 열거된 투명 전도성 박막들은 스퍼터링(sputtering), 이빔 증착기 또는 열 증착기(e-beam or heat evaporator) 등과 같은 PVD(Physical Vapor Deposition) 방법에 의해서 박막 형성시, 대체적으로 100Ω/□ 값에 가까운 큰 면저항값을 지니고 있기 때문에, 발광소자의 수평방향(층간 경계면과 나란한 방향)으로의 전류 퍼짐(current spreading)을 어렵게 할 뿐만 아니라 수직방향으로의 원활한 홀주입(hole injection)도 어렵게 함으로써, 대면적 및 대용량의 고휘도 발광소자를 구현하는데 적용하기가 어렵다.First, the transparent conductive thin films listed above are generally 100 Ω / □ values when forming thin films by PVD (Physical Vapor Deposition) method such as sputtering, e-beam or heat evaporator. Since it has a large sheet resistance close to it, not only makes it difficult to spread current in the horizontal direction (parallel to the interlayer interface) of the light emitting device, but also makes it difficult to smooth hole injection in the vertical direction. It is difficult to apply a high brightness light emitting device having a large area and a large capacity.

두 번째, 위에 열거된 투명 전도성 박막들은 질화갈륨계 발광 다이오드에서 출사되는 빛에 대해서 높은 빛 반사 및 흡수를 하는 성질을 갖고 있어 발광효율을 떨어뜨린다.Second, the transparent conductive thin films listed above have high light reflection and absorption properties for the light emitted from the gallium nitride-based light emitting diodes, thereby reducing luminous efficiency.

세 번째, 주석 인듐 산화물(ITO) 및 타이타늄 질화물(TiN) 등을 비롯한 투명 전도성 박막들은 상대적으로 작은 일함수 값을 갖고 있기 때문에 p형 질화갈륨과의 직접적인 접촉에 의한 오믹접촉을 형성하기가 어렵다.Third, transparent conductive thin films, including tin indium oxide (ITO) and titanium nitride (TiN), have relatively small work function values, making it difficult to form ohmic contact by direct contact with p-type gallium nitride.

마지막으로, 투명 전도성 산화물(TCO)은 질화갈륨계 화합물 반도체와 직접적으로 오믹접촉을 하는 전극으로 적용할 경우 박막 형성 공정상에서 질화갈륨 표면에서 갈륨(Ga)의 큰 산화능(oxidation)에 의해 절연성 물질인 산화갈륨(Ga₂O₃) 생성을 유발하여 양질의 오믹접촉 전극을 형성하기가 어렵다.Finally, the transparent conductive oxide (TCO) is an insulating material due to the large oxidation of gallium (Ga) on the surface of gallium nitride in the thin film formation process when applied as an electrode in direct ohmic contact with a gallium nitride compound semiconductor. It is difficult to form a high quality ohmic contact electrode by causing gallium oxide (Ga ₂ O ₃ ) production.

한편, 발광소자는 탑에미트형 발광다이오드(top-emitting light emitting diodes; TLEDs)와 플립칩형 발광다이오드(flip-chip light emitting diodes: FCLEDs)로 분류된다.On the other hand, light emitting devices are classified into top-emitting light emitting diodes (TLEDs) and flip-chip light emitting diodes (FCLEDs).

현재, 널리 사용되고 있는 탑에미트형 발광다이오드는 p형 클래드층과 접촉하고 있는 오믹컨택트층을 통해 광(light)이 출사되게 구성되어 있다. 하지만, 고휘도의 탑에미트형 발광다이오드를 구현하기 위해서는 낮은 홀농도를 지닌 p형 클래드층의 높은 면 저항값을 보상하기 위한 양질의 커런트 스프레딩 박막(current spreading layer)이 절대적으로 필요하다. 따라서, 낮은 면저항 값을 갖고 높은 빛 투과도를 지닌 커런트 스프레딩 박막층을 오믹컨택트층으로 형성하여 원활한 홀주입(hole injection), 전류퍼짐(current spreading), 그리고 우수한 빛 방출(light emission) 역할을 제공할 수 있는 것이 요구된다.Currently, a widely used top-emitting light emitting diode is configured to emit light through an ohmic contact layer in contact with a p-type cladding layer. However, in order to realize a high brightness top-emitting type light emitting diode, a high quality current spreading layer is absolutely required to compensate for the high surface resistance of the p-type cladding layer having a low hole concentration. Therefore, the current spreading thin film layer having low sheet resistance and high light transmittance may be formed as an ohmic contact layer to provide smooth hole injection, current spreading, and excellent light emission. It is required to be able.

현재까지 알려진 탑에미트형 발광다이오드는 p형 클래드층 위에 니켈(Ni)층과 금(Au)층이 순차적으로 형성된 오믹컨택트층이 널리 이용되고 있다.As the top-emitting light emitting diode known to date, an ohmic contact layer in which a nickel (Ni) layer and a gold (Au) layer are sequentially formed on a p-type cladding layer is widely used.

니켈-금으로된 오믹컨택트층은 산소(O₂)분위기에서 열처리하여 10^-3 ~ 10^-4Ω㎠ 정도의 우수한 비접촉저항 및 반투명성을 갖는 것으로 알려져 있다.The ohmic contact layer made of nickel-gold is known to have excellent specific contact resistance and translucency of about 10 ⁻³ to 10 ⁻⁴ μm ₂ by heat treatment in an oxygen (O ₂ ) atmosphere.

이러한 종래의 오믹컨택트층은 500℃ 내지 600℃ 정도의 온도 및 산소분위기에서 열처리할 때 p형 클래드층을 이루고 있는 질화갈륨과 오믹컨택트층으로 적용된 니켈층의 계면에서 p형 반도체 산화물인 니켈산화물(NiO)이 섬(island) 모양으로 형성되어 있는 금(Au)층 사이 및 상층부에 형성되어 쇼트키 장벽의 높이 (Schottky barrier height:SBH)를 감소시키게 되어 p형 클래드층 표면 부근에 다수캐리어인 홀(hole)을 용이하게 공급한다.The conventional ohmic contact layer is a nickel oxide (p-type semiconductor oxide) at the interface between gallium nitride forming a p-type cladding layer and a nickel layer applied as an ohmic contact layer when heat-treated at a temperature of about 500 ° C. to 600 ° C. NiO is formed between islands and upper layers of islands to reduce Schottky barrier height (SBH), which is a multicarrier hole near the surface of p-type cladding layer. It is easy to supply holes.

또한, 니켈-금 층 구조를 p형 클래드층 위에 형성한 후, 열처리하면 Mg-H 금속간 화합물을 제거하여 질화갈륨 표면에서 마그네슘 도판트(dopant) 농도를 증가시키는 재활성화(reactivation) 과정을 통해서 p형 클래드층의 표면에서의 실효 캐리어 농도가 10¹⁸이상이 되게 하여 p형 클래드층과 산화니켈을 함유한 오믹컨택트층 사이에 터널링 전도를 일으켜 낮은 비접촉 저항값을 지닌 오믹전도 특성을 보이는 것으로 이해되고 있다.In addition, after the nickel-gold layer structure is formed on the p-type cladding layer, the heat treatment removes the Mg-H intermetallic compound to increase the magnesium dopant concentration on the gallium nitride surface through a reactivation process. It is understood that the effective carrier concentration on the surface of the p-type cladding layer is 10 ¹⁸ or more, resulting in tunneling conduction between the p-type cladding layer and the nickel contact layer containing nickel oxide, thereby exhibiting ohmic conductivity characteristics with low specific contact resistance. It is becoming.

그러나, 니켈-금 구조로 형성되는 반투명성 오믹컨택트층을 이용한 탑에미트형 발광다이오드는 빛의 투과도를 저해하고 있는 금(Au)을 포함하고 있어 발광효율이 낮아 차세대 대용량 및 고휘도 발광소자를 구현하는데는 한계점을 갖고 있다.However, the top-emitting light emitting diode using a semi-transparent ohmic contact layer formed of a nickel-gold structure contains gold (Au), which hinders the light transmittance, thereby realizing next-generation high-capacity and high brightness light emitting devices due to low luminous efficiency. There is a limit to this.

또한, 빛의 발광 효율을 증가시키고자 p형 반사막 오믹전극을 적용하여 투명 기판인 사파이어를 통해서 빛을 방사하는 플립칩 발광다이오드 구조가 개발 및 연구되고 있지만 전기, 기계 및 열적으로 안정한 p형 반사막 오믹전극의 부재로 인하여 양질의 플립칩형 발광다이오드를 구현하지 못하고 있다.In addition, by applying a p-type reflective film ohmic electrode to increase the light emission efficiency of light to emit light through the sapphire transparent substrate Although flip chip light emitting diode structures have been developed and studied, high quality flip chip type light emitting diodes have not been realized due to the absence of electrically, mechanically and thermally stable p-type reflective film ohmic electrodes.

이러한 탑에미트형 및 플립칩 발광다이오드의 소자의 한계를 극복하고자, 기존에 p형 오믹컨택트층으로 사용되고 있는 종래의 반투명 니켈(산화물)-금 층 구조보다 우수한 빛 투과도를 갖도록 금(Au)을 완전히 배제한 투명 전도성 산화물, 예를 들면 ITO를 이용하고자 하는 연구내용이 여러 문헌 [IEEE PTL, Y. C. Lin, etc. Vol. 14, 1668, IEEE PTL, Shyi-Ming Pan, etc. Vol. 15, 646]을 통해 보고되고 있다. 최근 ITO 오믹컨택트층을 이용하여 기존의 니켈-금 구조와 비교시, 보다 향상된 출력(output power)을 나타내는 탑에미트형 발광다이오드를 구현하였다는 내용이 문헌[Semicond. Sci. Technol., C S Chang, etc. 18(2003), L21]을 통해 보고되고 있다. 그러나, 이러한 구조의 오믹컨택트층은 발광소자의 발광효율을 증대시킬 수 있는 반면, 상대적으로 높은 동작전압을 나타내는 문제점을 여전히 갖고 있어 대면적 및 대용량의 고휘도 발광소자로의 응용에는 많은 한계점을 지니고 있다. 또 다른 한편으로는 미국 특허 제6,287,947호에는 산화된 얇은 니켈-금 또는 니켈-은 구조를 인듐 주석 산화물(ITO)과의 접목을 통해 빛 투과도와 전기적 특성을 개선시킨 발광 다이오드의 제작 방법이 개시되어 있다. 하지만, 제안된 방법은 오믹접촉 전극 형성 공정이 복잡하고, 니켈 금속을 비롯한 천이 금속 또는 원소 주기률표상에 그룹 2족 원소의 산화물들로 형성되는 오믹전극이 높은 면저항을 갖고 있어 고효율의 발광소자를 구현하기 어려운 문제점을 안고있다.In order to overcome the limitations of the device of the top-emit type and flip chip light emitting diodes, gold (Au) is added to have a light transmittance superior to that of the conventional translucent nickel (oxide) -gold layer structure, which is conventionally used as a p-type ohmic contact layer. The literature on the use of completely excluded transparent conductive oxides, such as ITO, [IEEE PTL, YC Lin, etc. Vol. 14, 1668, IEEE PTL, Shyi-Ming Pan, etc Vol. 15, 646]. Recently, ITO ohmic contact layer was used to implement a top-emitting light emitting diode which exhibits an improved output power compared to the conventional nickel-gold structure. Sci. Technol., CS Chang, etc. 18 (2003), L21. However, while the ohmic contact layer having such a structure can increase the luminous efficiency of the light emitting device, it still has a problem of exhibiting a relatively high operating voltage, and thus has many limitations in application to a large area and a high-brightness light emitting device. . On the other hand, U.S. Patent No. 6,287,947 discloses a method of fabricating a light emitting diode in which an oxidized thin nickel-gold or nickel-silver structure is combined with indium tin oxide (ITO) to improve light transmission and electrical properties. have. However, the proposed method is complicated to form an ohmic contact electrode, and the ohmic electrode formed of oxides of group 2 elements on the transition metal or elemental periodic table including nickel metal has a high sheet resistance, thereby providing a highly efficient light emitting device. I have a problem that is difficult to implement.

또한, 니켈을 비롯한 산화된 천이 금속들은 빛 투과도록 떨어지는 단점이 있다.In addition, oxidized transition metals, including nickel, have the disadvantage of falling to transmit light.

상기한 바와 같이, 전기 및 광학적 특성이 우수한 양질의 p형 오믹전극을 개발하는데 많은 어려운 점이 있는데, 그 근본적인 원인은 다음과 요약할 수 있다.As described above, there are many difficulties in developing a high quality p-type ohmic electrode having excellent electrical and optical properties, and the root cause thereof can be summarized as follows.

첫째, p형 질화갈륨의 낮은 홀농도와 이로 인해 10⁴Ω/□ 이상의높은 면저항(sheet resistance) 값을 갖는 점과,First, at least a low hole concentration of the p-type gallium nitride and This 10 ⁴ Ω / □ Point with high sheet resistance,

둘째, p형 질화갈륨의 일함수 값에 비해서 상대적으로 큰 일함수 값을 지닌 고투명 전극 물질의 부재로 인한 p형 질화갈륨과 전극 사이의 계면에 높은 쇼트키 장벽 높이(schottky barrier height) 및 폭(width)이 형성되어 수직 방향으로의 원활한 홀 주입이 어려운 점과,Second, high Schottky barrier height and width at the interface between p-type gallium nitride and the electrode due to the absence of a highly transparent electrode material having a relatively high work function value compared to the work function value of p-type gallium nitride ( width) is formed, which makes it difficult to inject holes smoothly in the vertical direction,

셋째, 대부분의 물질들이 전기적 특성과 광학적인 특성간이 상호 반비례 하고, 그에 따라 높은 빛투과도를 갖는 투명 전극들은 대체적으로 큰 면저항(sheet resistance)값을 지니고 있어 수평 방향으로의 전류 퍼짐(current spreading)이 급격하게 저하되는 점과,Third, most materials are inversely proportional to electrical and optical properties, and therefore, transparent electrodes with high light transmittance generally have large sheet resistance, so that current spreading in the horizontal direction is reduced. The sharp drop and

넷째, 투명 전도성 박막층을 p형 질화갈륨 상부에 직접적으로 증착하는 공정에서 질화갈륨 표면에 절연성인 산화갈륨 (Ga₂O₃)생성으로 인하여 발광소자의 전기적 특성이 저하되는 점이 있다.Fourth, in the process of directly depositing the transparent conductive thin film layer on the p-type gallium nitride, there is a point that the electrical characteristics of the light emitting device is degraded due to the gallium oxide (Ga ₂ O ₃ ) is formed on the gallium nitride surface.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 높은 빛 투과도, 낮은 면저항 값을 갖는 양질의 오믹접촉 전극구조를 갖는 탑에미트형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a top-emitting nitride light emitting device having a high quality ohmic contact electrode structure having high light transmittance and low sheet resistance, and a method of manufacturing the same. have.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 탑에미트형 질화물계 발광소자는 n형 클래드층과 p형 클래드층 사이에 활성층을 갖는 탑에미트형 질화물계 발광소자에 있어서, 상기 p형 클래드층 위에 개질 금속층과 적어도 하나의 투명 전도 성 박막층을 적층 반복 단위로 하여 적어도 한 조 이상이 반복 적층된 멀티 오믹 컨택트층;을 구비하고, 상기 개질 금속층은 인듐, 인듐을 주성분으로 하여 첨가원소가 첨가된 합금 또는 고용체 중 어느 하나로 형성된다.In order to achieve the above object, the top-emitting nitride light emitting device according to the present invention is a top-emitting nitride-based light emitting device having an active layer between an n-type cladding layer and a p-type cladding layer, wherein the p-type cladding layer A multi-ohmic contact layer in which at least one group is repeatedly stacked by using a modified metal layer and at least one transparent conductive thin film layer as a stacked repeating unit, wherein the modified metal layer includes indium and indium as main components, and an additional element is added thereto. It is formed of either an alloy or a solid solution.

바람직하게는 상기 개질 금속층에 적용되는 소재로서 인듐에 첨가되는 첨가원소는 주석(Sn), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 베릴륨(Be), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 구리(Cu), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루세늄(Ru), 텅스텐(W), 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 란탄(La) 원소 계열 금속들 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다.Preferably, the additive element added to indium as a material applied to the modified metal layer is tin (Sn), zinc (Zn), gallium (Ga), cadmium (Cd), magnesium (Mg), beryllium (Be), silver ( Ag), molybdenum (Mo), vanadium (V), copper (Cu), iridium (Ir), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), tungsten (W), cobalt (Co), nickel (Ni), manganese And at least one selected from (Mn), palladium (Pd), platinum (Pt), and lanthanum (La) element-based metals.

또한, 상기 인듐에 대해 첨가되는 상기 첨가원소의 첨가비는 0.001 내지 50웨이트 퍼센트가 적용되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the addition ratio of the added element added to the indium is 0.001 to 50 weight percent.

상기 개질 금속층은 0.1 나노미터 내지 100 나노미터의 두께로 형성된다.The modified metal layer is formed to a thickness of 0.1 nanometer to 100 nanometers.

또한, 상기 투명 전도성 박막층은 투명 전도성 산화물(TCO)과 투명 전도성 질화물(TCN) 중 어느 하나로 형성되고, 상기 투명 전도성 산화물은 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 베릴륨(Be), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 구리(Cu), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루세늄(Ru), 텅스텐(W), 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 란탄(La) 원소계열의 금속들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 성분과 산소(O)가 결합되어 형성된 것을 포함하고, 상기 투명 전도성 질화물은 타이타늄(Ti)과 질소(N)를 함유하여 형성된 것을 포함한다.In addition, the transparent conductive thin film layer is formed of any one of a transparent conductive oxide (TCO) and a transparent conductive nitride (TCN), the transparent conductive oxide is indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), gallium (Ga) , Cadmium (Cd), magnesium (Mg), beryllium (Be), silver (Ag), molybdenum (Mo), vanadium (V), copper (Cu), iridium (Ir), rhodium (Rh), ruthenium (Ru ), At least one selected from tungsten (W), cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), palladium (Pd), platinum (Pt), and lanthanum (La) element-based metals and oxygen ( O) is formed by bonding, and the transparent conductive nitride includes titanium (Ti) and nitrogen formed by containing (N).

상기 투명 전도성 박막층은 10 나노미터 내지 1000 나노미터의 두께로 형성 된다.The transparent conductive thin film layer is formed to a thickness of 10 nanometers to 1000 nanometers.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 탑에미트형 질화물계 발광소자의 제조방법은 n형 클래드층과 p형 클래드층 사이에 활성층을 갖는 탑에미트형 질화물계 발광소자의 제조방법에 있어서, 가. 기판 위에 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층이 순차적으로 적층된 발광구조체의 상기 p형 클래드층 위에 개질 금속층과 적어도 하나의 투명 전도성 박막층을 적층 반복 단위로 하여 적어도 한 조 이상을 적층하여 멀티 오믹컨택트층을 형성하는 단계와; 나. 상기 가 단계를 거친 구조체를 열처리 하는 단계;를 포함하고, 상기 개질금속층은 인듐, 인듐을 주성분으로 하여 첨가원소가 첨가된 합금 또는 고용체 중 어느 하나로 형성된다.In addition, in order to achieve the above object, the manufacturing method of the top emitter nitride light emitting device according to the present invention is a manufacturing method of the top emitter nitride light emitting device having an active layer between the n-type cladding layer and the p-type cladding layer. In the following: At least one or more groups are laminated on the p-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, using a modified metal layer and at least one transparent conductive thin film layer as a stacking repeating unit. Forming an ohmic contact layer; I. And heat-treating the structure that has undergone the addition step. The modified metal layer is formed of any one of an alloy or a solid solution to which an additive element is added based on indium and indium as a main component.

상기 열처리단계는 상온 내지 800도 범위 내에서 10초 내지 3시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.The heat treatment step is preferably performed for 10 seconds to 3 hours in the range of room temperature to 800 degrees.

또한, 상기 열처리 단계는 상기 구조체가 내장된 반응기내에 질소, 아르곤, 헬륨, 산소, 수소, 공기, 진공 중 적어도 하나를 포함하는 기체 분위기에서 수행한다.In addition, the heat treatment step is performed in a gas atmosphere containing at least one of nitrogen, argon, helium, oxygen, hydrogen, air, vacuum in the reactor in which the structure is built.

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

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 탑에미트형 발광소자를 나타내 보인 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a top-emitting light emitting device according to a first embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 탑에미트형 발광소자는 기판(110), 버퍼층(120), n형 클래드층(130), 활성층(140), p형 클래드층(150), 멀티 오믹 컨택트층(160)이 순차적으 로 적층된 구조로 되어 있다. 참조부호 180은 p형 전극패드이고, 190은 n형 전극패드이다.Referring to the drawings, the top-emitting 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, a multi-ohmic contact layer 160 This structure has a laminated structure sequentially. Reference numeral 180 denotes a p-type electrode pad, and 190 denotes an n-type electrode pad.

여기서 기판(110)으로부터 p형클래드층(150)까지가 발광구조체에 해당하고, p형 클래드층(150) 위에 적층된 멀티 오믹 컨택트층(160)이 p형 전극구조체에 해당한다.The substrate 110 to the p-type cladding layer 150 correspond to the light emitting structure, and the multi-ohmic contact layer 160 stacked on the p-type cladding layer 150 corresponds to the p-type electrode structure.

기판(110)은 사파이어(Al₂O₃), 실리콘카바이드(SiC), 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs) 중 어느 하나로 형성된 것이 바람직하다.The substrate 110 may be formed of any one of sapphire (Al ₂ O ₃ ), silicon carbide (SiC), silicon (Si), and gallium arsenide (GaAs).

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 Al_xIn_yGa_zN(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 p형 클래드층(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 질화갈륨(GaN)계 화합물을 적용하는 경우, 버퍼층(120)은 GaN으로 형성되고, n형 클래드층(130)은 GaN에 n형 도펀트로서 Si, Ge, Se, Te등이 첨가되어 형성되고, 활성층(140)은 InGaN/GaN MQW 또는 AlGaN/GaN MQW로 형성되며, p형 클래드층(150)은 GaN에 p형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등이 첨가되어 형성된다.As an example, when a gallium nitride (GaN) -based compound is applied, the buffer layer 120 is formed of GaN, and the n-type cladding layer 130 is formed of Si, Ge, Se, Te, or the like as n-type dopants to GaN. The active layer 140 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 클래드층(130)과 n형 전극패드(190) 사이에는 n형 오믹컨택트층(미도시)이 개제될 수 있고, n형 오믹컨택트층은 타이타늄(Ti)과 알루미늄(Al)이 순차적으로 적층된 층구조 등 공지된 다양한 구조가 적용될 수 있다.An n-type ohmic contact layer (not shown) may be interposed between the n-type cladding layer 130 and the n-type electrode pad 190, and in the n-type ohmic contact layer, titanium (Ti) and aluminum (Al) may be sequentially formed. Various known structures, such as laminated layer structure, can be applied.

p형 전극패드(180)는 니켈(Ni)/금(Au) 또는 은(Ag)/금(Au)이 순차적으로 적층된 층구조가 적용될 수 있다.The p-type electrode pad 180 may have a layer structure in which nickel (Ni) / gold (Au) or silver (Ag) / gold (Au) is sequentially stacked.

각 층의 형성방법은 전자빔 증착기(e-beam evaporator), PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator), 스퍼터링(sputtering) 등 공지된 증착 방식에 의해 형성하면 된다.Each layer is formed by an e-beam evaporator, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma laser deposition (PLD), dual-type thermal evaporator, or sputtering ( What is necessary is just to form by well-known vapor deposition methods, such as sputtering).

멀티 오믹 컨택트층(160)은 개질 금속층(160a)과 투명 전도성 박막층(160b)이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다.The multi-ohmic contact layer 160 has a structure in which the modified metal layer 160a and the transparent conductive thin film layer 160b are sequentially stacked.

개질 금속층(160a)은 700℃ 이하의 온도와 산소 분위기에서 열처리시 쉽게 전도성 나노상(nano phase) 입자로 산화 분해됨과 아울러 p형 클래드층(150) 상부에 얇게 형성된 자연 산화층인 산화 갈륨(Ga₂O₃)을 환원시키거나 전도성 산화물로 변화시킬 수 있는 물질을 적용한다.The modified metal layer 160a is easily oxidized and decomposed into conductive nanophase particles when thermally treated at a temperature of 700 ° C. or lower and an oxygen atmosphere, and is a natural oxide layer thinly formed on the p-type cladding layer 150 (Ga _2). O ₃ ) applies a material that can be reduced or changed to a conductive oxide.

이러한 조건을 만족하는 개질 금속층(160a)의 소재로는 인듐(In) 또는 인듐을 주성분으로하여 첨가원소가 첨가된 합금 또는 고용체로 형성된다.As a material of the modified metal layer 160a that satisfies these conditions, indium (In) or indium is mainly formed as an alloy or a solid solution to which an additive element is added.

인듐에 첨가되는 첨가원소는 p형 클래드층(150)과 오믹접촉을 형성할 수 있는 주석(Sn), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 베릴륨(Be), 은 (Ag), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 구리(Cu), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루세늄(Ru), 텅스텐(W), 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 란탄(La) 원소 계열 금속들 중에서 선택된 적어도 하나 이상이 적용된다.Additional elements added to indium are tin (Sn), zinc (Zn), gallium (Ga), cadmium (Cd), magnesium (Mg), and beryllium (Be) to form ohmic contact with the p-type cladding layer 150. ), Silver (Ag), molybdenum (Mo), vanadium (V), copper (Cu), iridium (Ir), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), tungsten (W), cobalt (Co), nickel ( At least one selected from Ni), manganese (Mn), palladium (Pd), platinum (Pt), and lanthanum (La) element-based metals is applied.

인듐에 대해 첨가되는 첨가원소의 양은 0.1 내지 50 웨이트 퍼센트(weight %)로 적용하는 것이 바람직하다. 여기서 웨이트 퍼센트는 첨가되는 물질 상호간의 중량비율을 말한다.The amount of added element added to indium is preferably applied at 0.1 to 50 weight percent. The weight percentage here refers to the weight ratio between the materials added.

또한 개질 금속층(160a)은 열처리시 쉽게 전도성 나노상 산화물로 분해될 수 있는 두께인 0.1 나노미터 100 나노미터의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the modified metal layer 160a is preferably formed to a thickness of 0.1 nanometer 100 nanometers, which is a thickness that can be easily decomposed into a conductive nano-phase oxide during the heat treatment.

투명 전도성 박막층(160b)은 개질 금속층(160a) 위에 형성되어 있다.The transparent conductive thin film layer 160b is formed on the modified metal layer 160a.

투명 전도성 박막층(160b)은 투명 전도성 산화물(TCO) 또는 투명 전도성 질화물(TCN)들 중 어느 하나가 적용된다.The transparent conductive thin film layer 160b is applied to either a transparent conductive oxide (TCO) or a transparent conductive nitride (TCN).

투명 전도성 산화물(TCO)은 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 베릴륨(Be), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 구리(Cu), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루세늄(Ru), 텅스텐(W), 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 란탄(La) 원소계열의 금속 중에서 적어도 하나 이상의 성분과 산소(O)로 형성된 것이 적용되는 것이 바람직하다.Transparent conductive oxides (TCO) are indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), gallium (Ga), cadmium (Cd), magnesium (Mg), beryllium (Be), silver (Ag), molybdenum (Mo) ), Vanadium (V), copper (Cu), iridium (Ir), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), tungsten (W), cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), palladium ( Pd), platinum (Pt), lanthanum (La) element-based metals preferably formed of at least one or more components and oxygen (O) is preferably applied.

투명 전도성 산화물용 소재로는 일함수(work function) 값과 면 저항값(sheet resistance)을 고려하여 선택하면 된다. The material for the transparent conductive oxide may be selected in consideration of a work function value and sheet resistance value.

투명 전도성 질화물(TN)은 낮은 면저항(sheet resistance) 값과 높은 빛 투과도를 지닌 타이티늄(Ti)과 질소(N)로 형성된 것이 적용되는 것이 바람직하다.The transparent conductive nitride (TN) is preferably formed of titanium (Ti) and nitrogen (N) having low sheet resistance and high light transmittance.

또한, 투명 전도성 박막층(160b)으로 적용되는 투명 전도성 산화물(TCO) 및 투명 전도성 질화물(TCN)은 상기 주성분에 대해 전기적 특성을 향상시키기 위해서 원소 주기율표상의 금속 성분 중 적어도 하나 이상의 원소를 도판트로 첨가할 수 있다.In addition, the transparent conductive oxide (TCO) and the transparent conductive nitride (TCN) applied to the transparent conductive thin film layer 160b may add at least one or more of the metal components on the periodic table of the elements to the dopant to improve electrical properties with respect to the main component. Can be.

여기서 투명 전도성 산화물(TCO) 및 투명 전도성 질화물(TCN)에 적절한 전기적 특성을 갖게 하기 위해서 첨가되는 도판트의 첨가비율은 0.001 내지 20 웨이트 퍼센트(weight %) 범위 내에서 적용되는 것이 바람직하다.Herein, the addition ratio of the dopant added in order to have appropriate electrical properties to the transparent conductive oxide (TCO) and the transparent conductive nitride (TCN) is preferably applied within the range of 0.001 to 20 weight percent.

또한, 투명 전도성 박막층(160b)의 두께는 적절한 빛 투과도 및 전기 전도성을 갖도록 10 나노미터 내지 1000 나노미터의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the thickness of the transparent conductive thin film layer 160b is preferably formed to a thickness of 10 nanometers to 1000 nanometers to have a suitable light transmittance and electrical conductivity.

이러한 멀티 오믹컨택트층(160)인 개질 금속층(160a) 및 투명 전도성 박막층(160b)은 기판(110) 위에 n형 클래드층(130), 활성층(140) 및 p형 클래드층(150)이 순차적으로 적층된 발광구조체의 p형 클래드층(150) 위에 앞서 설명된 소재로 순차적으로 형성하면 된다.The multi-ohmic contact layer 160, the modified metal layer 160a and the transparent conductive thin film layer 160b, the n-type cladding layer 130, the active layer 140 and the p-type cladding layer 150 sequentially on the substrate 110 The p-type cladding layer 150 of the stacked light emitting structure may be sequentially formed of the materials described above.

멀티 오믹컨택트층(160)은 전자빔 증착기, 열 증착기(thermal evaporator), 스퍼터링 증착기(sputtering deposition), 레이저 증착기(pulsed laser deposition) 중 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다.The multi-ohmic contact layer 160 may be formed of any one of an electron beam evaporator, a thermal evaporator, a sputtering deposition, and a pulsed laser deposition.

또한, 멀티 오믹컨택트층(160)을 형성하기 위해 적용되는 증착온도는 20℃ 내지 1500℃ 범위내에서, 증착기 내의 압력은 대기압 내지 10^-12 토르 정도에서 수행한다.In addition, the deposition temperature applied to form the multi-ohmic contact layer 160 is in the range of 20 ℃ to 1500 ℃, the pressure in the deposition machine is carried out at atmospheric pressure to about 10 ^-12 Torr.

또한, 멀티 오믹컨택트층(160)을 형성한 후에는 열처리(annealing)과정을 거치는 것이 바람직하다.In addition, after the multi-ohmic contact layer 160 is formed, it is preferable to undergo an annealing process.

열처리(annealing)는 반응기내의 온도를 100℃ 내지 800℃에서 진공 또는 여러 가스 분위기에서 10초 내지 3시간 정도 수행한다.Annealing is performed at a temperature in the reactor at 100 ° C to 800 ° C for 10 seconds to 3 hours in a vacuum or various gas atmospheres.

열처리시 반응기 내에 투입되는 가스는 질소, 아르곤, 헬륨, 산소, 수소, 공기 중 적어도 하나 이상의 기체가 적용될 수 있다.At least one gas of nitrogen, argon, helium, oxygen, hydrogen, or air may be applied to the gas introduced into the reactor during the heat treatment.

한편, 멀티 오믹컨택트층(160)은 이러한 개질금속층(160a)/적어도 하나의 투명 전도성 박막층(160b)을 단위로 하여 반복 적층되어 형성될 수 있음은 물론이다.On the other hand, the multi-omic contact layer 160 may be formed by repeatedly stacked on the basis of the modified metal layer (160a) / at least one transparent conductive thin film layer (160b).

이러한 반복 적층구조의 일 예가 도 2에 도시되어 있다. 앞서 도 1에 도시된 도면에서와 동일 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.An example of such a repeating laminated structure is shown in FIG. Elements having the same function as in the drawing shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

도 2를 참조하면, 멀티 오믹컨택트층(160)은 제 1 개질 금속층(160a)/제 1 투명 전도성 박막층(160b)/제 2 개질 금속층(160c)/제 2 투명 전도성 박막층(160d)이 순차적으로 적층되어 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, the multi-ohmic contact layer 160 includes a first modified metal layer 160a / a first transparent conductive thin film layer 160b / a second modified metal layer 160c / a second transparent conductive thin film layer 160d in sequence. It is laminated and formed.

제1개질 금속층(160a)은 앞서 설명된 소재인 인듐, 인듐 합금 또는 고용체 중에서 선택된 요소로 형성한다.The first modified metal layer 160a is formed of an element selected from indium, an indium alloy, or a solid solution, which is the material described above.

제2개질 금속층(160c)은 열처리시 제1 투명 전도성 박막층(160b) 또는 후공정을 통해 형성될 제2 투명 전도성 박막층(160d)으로부터 산소를 공급받아 제2 개질 금속층(160c)이 투명 전도성 산화 박막층을 형성하는 동시에 제1 및 제2 투명 전도성 박막층(160b, 160d)의 캐리어 농도를 높일 수 있는 앞서 설명된 소재인 인듐, 인듐 합금 또는 고용체 중에서 선택된 요소로 형성한다.The second modified metal layer 160c receives oxygen from the first transparent conductive thin film layer 160b or the second transparent conductive thin film layer 160d to be formed through a post-process during heat treatment, so that the second modified metal layer 160c is a transparent conductive oxide thin film layer. At the same time to form the element selected from the indium, indium alloy or solid solution of the above-described material that can increase the carrier concentration of the first and second transparent conductive thin film layers (160b, 160d).

제2 개질 금속층(160c)에 적용되는 소재는 면저항을 낮추기 위해 제1개질 금속층(160a)의 성분과 상호 동일하거나 다르게 적용될 수 있다.The material applied to the second modified metal layer 160c may be the same as or different from each other to the components of the first modified metal layer 160a to lower the sheet resistance.

제1 및 제2 개질 금속층(160a)(160c) 각각은 열처리시 쉽게 전도성 나노상 산화물로 분해될 수 있는 두께인 0.1 나노미터 100 나노미터의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.Each of the first and second modified metal layers 160a and 160c is preferably formed to a thickness of 0.1 nanometer 100 nanometer, which is a thickness that can be easily decomposed into a conductive nanophase oxide during heat treatment.

또한, 제1 투명 전도성 박막층(160b)와 제2 투명 전도성 박막층(160d)도 앞서 설명된 투명 전도성 소재로 형성되되 면저항을 낮추기 위해 제1 투명 전도성 박막층(160b)의 성분과 제2 투명 전도성 박막층(160d)의 성분은 상호 동일하거나 다르게 적용될 수 있다.In addition, the first transparent conductive thin film layer 160b and the second transparent conductive thin film layer 160d are also formed of the transparent conductive material described above, but in order to lower the sheet resistance, the components of the first transparent conductive thin film layer 160b and the second transparent conductive thin film layer ( The components of 160d) may be the same or different from each other.

제1 투명 전도성 박막층(160b)과 제2 투명 전도성 박막층(160d) 각각도 앞서 설명된 바와 같이 10 나노미터 내지 1000 나노미터의 두께로 형성한다.As described above, each of the first transparent conductive thin film layer 160b and the second transparent conductive thin film layer 160d is formed to a thickness of 10 nanometers to 1000 nanometers.

이러한 발광소자는 기판(110) 위에 n형 클래드층(130), 활성층(140) 및 p형 클래드층(150)이 순차적으로 적층된 발광구조체의 p형 클래드층(150) 위에 앞서 설명된 소재로 제1 개질 금속층(160a), 제1투명 전도성 박막층(160b), 제2 개질 금속층(160c), 제2투명 전도성 박막층(160d)을 순차적으로 앞서 설명된 증착방법에 의해 증착하여 멀티 오믹컨택트층(160)을 형성한 후 열처리를 수행하면 된다.The light emitting device may be formed of the material described above on the p-type cladding layer 150 of the light emitting structure in which the n-type cladding layer 130, the active layer 140, and the p-type cladding layer 150 are sequentially stacked on the substrate 110. The first modified metal layer 160a, the first transparent conductive thin film layer 160b, the second modified metal layer 160c, and the second transparent conductive thin film layer 160d are sequentially deposited by the above-described deposition method to form a multi-ohmic contact layer ( 160 is formed, and then heat treatment may be performed.

한편, 또 다른 p형 전극구조체가 적용된 발광소자가 도 3에 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.Meanwhile, a light emitting device to which another p-type electrode structure is applied is shown in FIG. 3. Elements having the same function as in the above-described drawings are denoted by the same reference numerals.

도 3을 참조하면, 멀티 오믹컨택트층(160)은 제 1 개질 금속층(160a)/제 1 투명 전도성 박막층(160b)/제 2 투명 전도성 박막층(160d)이 순차적으로 적층되어 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, the multi-ohmic contact layer 160 is formed by sequentially stacking the first modified metal layer 160a / the first transparent conductive thin film layer 160b / the second transparent conductive thin film layer 160d.

여기서 적층 반복 단위는 제 1 개질 금속층(160a)/제 1 투명 전도성 박막층(160b)/제 2 투명 전도성 박막층(160d)이 된다.The stacked repeating unit may be the first modified metal layer 160a / the first transparent conductive thin film layer 160b / the second transparent conductive thin film layer 160d.

이러한 구조의 p형 전극 구조체에서 제 1 개질 금속층(160a)/제 1 투명 전도성 박막층(160b)/제 2 투명 전도성 박막층(160d)은 앞서 설명된 소재 및 방법에 의해 형성하면 된다.In the p-type electrode structure having the above structure, the first modified metal layer 160a / the first transparent conductive thin film layer 160b / the second transparent conductive thin film layer 160d may be formed by the materials and methods described above.

도 4는 p형클래드층(150) 위에 인듐(In)을 3 나노미터로 형성한 개질 금속층(160a)과 ITO로 200나노미터 적층한 투명 전도성 박막층(160b)을 형성한 후 600℃에서 열처리 하여 제작된 p형 전극 구조체의 전류-전압 특성을 측정한 결과를 나타내 보인 도면이다.4 is a modified metal layer 160a formed of indium (In) of 3 nanometers on the p-type cladding layer 150 and a transparent conductive thin film layer 160b laminated 200 nanometers of ITO, followed by heat treatment at 600 ° C. A diagram showing the results of measuring the current-voltage characteristics of the fabricated p-type electrode structure.

도면에서 상호 다른 마크로 표기된 각 그래프는 제작된 p형 전극구조체에 대해 각각 다른 오믹전극간 거리(4, 8, 12, 16 마이크로미터)에서 측정한 것이다. 이러한 결과는 전류-전압간의 관계가 오옴의 법칙을 따르고 있음을 보여주고 있다. 즉, 도 4를 통해 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 p형 전극구조체는 오믹접촉을 나타내는 직선형의 전류-전압 특성을 보여주고 있다.Each graph marked with different marks in the drawings is measured at different inter-electrode distances (4, 8, 12, 16 micrometers) for the p-type electrode structure fabricated. These results show that the current-voltage relationship follows Ohm's law. That is, as can be seen through Figure 4 the p-type electrode structure according to the present invention shows a linear current-voltage characteristics indicating ohmic contact.

도 5는 발광구조체의 p형클래드층(150) 위에 p형 전극구조체로서 인듐(In)을 3 나노미터로 형성한 제1 개질 금속층(160a)과 ITO로 200나노미터 적층한 제1 투명 전도성 박막층(160b)을 형성한 후 500℃에서 열처리 하여 제작된 발광소자의 전류-전압 특성을 측정한 결과를 나타내 보인 도면이다.FIG. 5 illustrates a first transparent conductive thin film layer in which a first modified metal layer 160a having indium (In) of 3 nanometers and 200 nanometers of ITO is formed on a p-type cladding layer 150 of a light emitting structure. After forming (160b) is a diagram showing the results of measuring the current-voltage characteristics of the light emitting device manufactured by heat treatment at 500 ℃.

도 5를 통해 알 수 있는 바와 같이 20mA 주입전류에서 3.4V 이내의 낮은 작 동전압을 제공한다.As can be seen from FIG. 5, a low operating voltage within 3.4V is provided at a 20mA injection current.

지금까지 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 탑에미트형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 의하면, p형 클래드층과의 오믹접촉 특성이 개선되어 우수한 전류-전압 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 높은 빛 투과성을 제공하여 소자의 발광효율을 높일 수 있다.As described so far, according to the top-emitted nitride light emitting device according to the present invention and a method of manufacturing the same, the ohmic contact property with the p-type cladding layer is improved, thereby not only showing excellent current-voltage characteristics but also high light. The luminous efficiency of the device can be improved by providing transparency.

Claims

delete

In a top-emit type nitride light emitting device having an active layer between an n-type cladding layer and a p-type cladding layer,

And a multi-ohmic contact layer in which at least one or more pairs are repeatedly stacked on the p-type cladding layer using a modified metal layer and at least one transparent conductive thin film layer as lamination repeating units.

The modified metal layer is formed of any one of an alloy or a solid solution to which an additional element is added based on indium and indium as main components,

Additional elements added to indium as the material applied to the modified metal layer are tin (Sn), zinc (Zn), gallium (Ga), cadmium (Cd), magnesium (Mg), beryllium (Be), silver (Ag), Molybdenum (Mo), Vanadium (V), Copper (Cu), Iridium (Ir), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Tungsten (W), Cobalt (Co), Nickel (Ni), Manganese (Mn) At least one selected from palladium (Pd), platinum (Pt), and lanthanum (La) element-based metals;

A top emission type nitride light emitting device, characterized in that the addition ratio of the added element to the indium is 0.001 to 50 weight percent.

delete

The transparent conductive thin film layer is formed of any one of a transparent conductive oxide (TCO) and a transparent conductive nitride (TCN),

The transparent conductive oxide may be indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), gallium (Ga), cadmium (Cd), magnesium (Mg), beryllium (Be), silver (Ag), molybdenum (Mo), Vanadium (V), Copper (Cu), Iridium (Ir), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Tungsten (W), Cobalt (Co), Nickel (Ni), Manganese (Mn), Palladium (Pd) At least one component selected from platinum (Pt) and lanthanum (La) -based metals and oxygen (O) formed therein;

And the transparent conductive nitride includes titanium (Ti) and nitrogen (N).

The top emission type nitride-based light emitting device of claim 5, wherein the transparent conductive thin film layer is formed to a thickness of 10 nanometers to 1000 nanometers.

delete

In the manufacturing method of the top-emit type nitride light emitting device having an active layer between the n-type cladding layer and the p-type cladding layer,

end. At least one or more groups are laminated on the p-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, using a modified metal layer and at least one transparent conductive thin film layer as a stacking repeating unit. Forming an ohmic contact layer;

I. And heat-treating the structure that has undergone the temporary step.

The transparent conductive nitride is a method of manufacturing a top-emitting nitride-based light emitting device, characterized in that formed containing titanium (Ti) and nitrogen (N).

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