KR100635159B1 - 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 높은 투과율을 가짐과 동시에, p형 클래드층과도 양호한 오믹 콘택(ohmic contact)을 형성하는 전극을 형성함으로써, 휘도 특성 및 동작전압 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

이를 위한 본 발명에 의한 질화물계 반도체 발광소자는, 기판; 상기 기판 상에 형성된 n형 클래드층; 상기 n형 클래드층의 소정 영역 상에 차례로 형성된 활성층 및 p형 클래드층; 상기 p형 클래드층 상에 각각 형성된 오믹 콘택층 및 투명 전극층; 상기 오믹 콘택층의 전체 상면과 상기 투명 전극층의 일부 상면에 걸쳐 형성된 p형 전극패드; 및 상기 n형 클래드층 상에 형성된 n형 전극패드를 포함한다.

발광소자, 오믹 콘택, 투명 전극

Description

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

도 1은 종래기술에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타내는 단면도.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타내는 단면도.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

200: 질화물계 반도체 발광소자 201: 사파이어 기판

202: 버퍼층 203: n형 클래드층

204: 활성층 205: p형 클래드층

206: 투명 전극층 207: 오믹 콘택층

208: p형 전극패드 209: n형 전극패드

본 발명은 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 전극의 투과율을 개선함과 동시에 양호한 오믹 콘택을 형성함으로써, 휘도 및 동작전압 특성을 개선할 수 있는 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근, GaN 등의 Ⅲ-Ⅴ 질화물 반도체는, 우수한 물리적, 화화적 특성으로 인해 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode; LD) 등의 발광 소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다. Ⅲ-Ⅴ 질화물 반도체 재료를 이용한 LED 혹은 LD는 청색 또는 녹색 파장대의 광을 얻기 위한 발광 소자에 많이 사용되고 있으며, 이러한 발광 소자는 전광판 및 조명 장치 등 각종 제품의 광원으로 응용되고 있다. 상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물 반도체는 통상 In_XAl_YGa_1-X-YN (0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)의 조성식을 갖는 GaN계 물질로 이루어져 있다.

그러면, 이하 도 1을 참조하여 상기한 바와 같은 Ⅲ-Ⅴ 질화물 반도체를 사용한 종래의 질화물계 반도체 발광소자를 상세하게 설명한다.

도 1은 종래기술에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 질화물계 반도체 발광소자(100)는, 사파이어 기판(101)과, 상기 사파이어 기판(101) 상에 순차적으로 형성된 버퍼 층(102), n형 클래드층(103), 활성층(104) 및 p형 클래드층(105)을 포함하며, 상기 p형 클래드층(105)과 활성층(104)은 메사 식각(mesa etching) 공정에 의하여 그 일부영역이 제거되는 바, 상기 n형 클래드층(103)의 일부상면을 노출한 구조를 갖는다.

여기서, 상기 버퍼층(102)은, 상기 사파이어 기판(101)과 n형 클래드층(103)간의 격자정합을 향상시키기 위해 사파이어 기판(101) 상에 성장되는 것으로서, 일반적으로, AlN/GaN으로 이루어진다.

그리고, 상기 n형 및 p형 클래드층(103, 105)과 활성층(104)은, In_XAl_YGa_1-X-YN 조성식(여기서, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1임)을 갖는 반도체 물질일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 n형 클래드층(103)은 n형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 이루어질 수 있으며, 상기 p형 클래드층(105)은 p형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 활성층(104)은 다중양자 우물(Multi Quantum Well) 구조의 GaN/InGaN층으로 이루어질 수 있다.

상기 메사 식각 공정에 의해 식각되지 않은 p형 클래드층(105) 상에는 p형 전극패드(107)가 형성되어 있고, 상기 식각 공정을 통해 노출된 n형 클래드층(103) 상에는 n형 전극패드(108)가 형성되어 있다. 상기 p형 및 n형 전극패드(107, 108)는 Au 또는 Cr/Au 등과 같은 금속 물질로 이루어진다.

여기서, 상기 p형 클래드층(105)의 상면에 상기 p형 전극패드(108)을 형성 하기 전에, 오믹 콘택을 형성하기 위해 Ni/Au로 구성된 투명 전극층(106)이 형성된다. 상기 투명 전극층(106)은 전류 주입 면적을 증가시키면서, 오믹 콘택을 형성하여 순방향 전압(V_f)을 저하시킬 수 있는 효과가 있다. 하지만, 상기 Ni/Au로 구성된 투명 전극층(106)은 열처리 과정을 이용하여 처리되더라도 약 60∼70%의 낮은 투과율을 보인다. 이러한 낮은 투과율은, 발광 소자를 이용하여 와이어 본딩으로 패키지를 구현할 때에, 전체 발광 효율을 저하시키게 된다.

이러한 낮은 투과율 문제를 극복하기 위해, 상기 Ni/Au층을 대신하여 투과율이 약 90% 이상인 것으로 알려진 ITO(Indium Tin Oxide)층을 형성하는 방안이 제안되고 있다. 그러나, ITO는 GaN 결정에 대해 접착력이 약할 뿐만 아니라, p형 GaN의 일함수는 7.5 eV인데 반해 ITO의 일함수는 4.7∼5.2 eV이므로, ITO를 p형 GaN층에 직접 증착하는 경우에, 오믹 콘택이 형성되지 않아 장시간 사용할 경우 동작전압이 증가하는 문제가 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 일함수의 차이를 완화시켜 오믹 콘택을 형성하기 위해, p형 GaN층 위에 Zn 또는 C가 도핑된 Ni/Au층을 형성하여 p형 GaN의 일함수를 감소시킨 다음, ITO를 증착하는 방법이 제안되었다. 그러나, 상기 Ni/Au층에 도핑된 Zn 또는 C는 높은 이동성을 갖고 있어, 장시간 사용 시에 p형 GaN층에 확산될 수 있으며, 이로 인해 소자의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다. 즉, ITO를 이용할 경우, 투과율만이 향상될 뿐이며, 오믹 콘택을 형성하기 위해서는 상기 Zn 등의 확산에 의한 소자의 신뢰성 저하와 같은 문제를 감수해야 한다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 높은 투과율을 가짐과 동시에, p형 클래드층과도 양호한 오믹 콘택을 형성하는 전극을 형성함으로써, 휘도 특성 및 동작전압 특성을 개선하여 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 질화물계 반도체 발광소자는,

기판;

상기 기판 상에 형성된 n형 클래드층;

상기 n형 클래드층의 소정 영역 상에 차례로 형성된 활성층 및 p형 클래드층;

상기 p형 클래드층 상에 각각 형성된 오믹 콘택층 및 투명 전극층;

상기 오믹 콘택층의 전체 상면과 상기 투명 전극층의 일부 상면에 걸쳐 형성된 p형 전극패드; 및

상기 n형 클래드층 상에 형성된 n형 전극패드를 포함한다.

여기서, 상기 오믹 콘택층은 LaNi₅/Au, Au/Ni/Au 및 Ni/AZO로 구성된 그룹으 로부터 선택되는 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 투명 전극층은 TCO 또는 CIO/TCO로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오믹 콘택층 상에 형성된 반사막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사막은 Al 또는 Ag를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오믹 콘택층 및 상기 투명 전극층은 서로 접합된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오믹 콘택층 및 상기 투명 전극층은 서로 소정간격 만큼 이격된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법은,

기판 상에 n형 클래드층, 활성층, 및 p형 클래드층을 차례로 형성하는 단계;

상기 p형 클래드층, 활성층 및 n형 클래드층의 일부를 메사 식각하여 상기 n형 클래드층의 일부를 드러내는 단계;

상기 p형 클래드층 상에 오믹 콘택층 및 투명 전극층을 각각 형성하는 단계; 및

상기 오믹 콘택층의 전체 상면과 상기 투명 전극층의 일부 상면에 걸쳐 p형 전극패드를 형성하고, 상기 n형 클래드층 상에 n형 전극패드를 형성하는 단계를 포 함한다.

여기서, 상기 오믹 콘택층은 LaNi₅/Au, Au/Ni/Au 및 Ni/AZO로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 투명 전극층은 TCO 또는 CIO/TCO를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오믹 콘택층 상에, 반사막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사막은 Al 또는 Ag를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 p형 클래드층 상에 오믹 콘택층 및 투명 전극층을 각각 형성하는 단계는,

상기 p형 클래드층 상에 투명 전극층을 형성하는 단계;

상기 투명 전극층의 일부분을 선택적으로 제거하는 단계; 및

상기 투명 전극층이 제거된 부분에 오믹 콘택층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 p형 클래드층 상에 오믹 콘택층 및 투명 전극층을 각각 형성하는 단계는,

상기 p형 클래드층 상에 오믹 콘택층이 형성될 영역을 노출시키는 감광막 패턴을 형성하는 단계;

상기 감광막 패턴을 포함한 상기 p형 클래드층 상에 오믹 콘택층 형성용 물 질을 형성하는 단계;

상기 감광막 패턴 및 상기 감광막 패턴 상부에 형성된 상기 오믹 콘택층 형성용 물질 부분을 제거하는 단계; 및

상기 감광막 패턴이 제거된 부분에 투명 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오믹 콘택층 및 상기 투명 전극층은 서로 접합되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오믹 콘택층 및 상기 투명 전극층은 서로 소정간격 만큼 이격되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

질화물계 반도체 발광소자의 구조

도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자에 대하여 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 구조를 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자(200)는, 질화물계 반도체 물질의 성장을 위한 사파이어 기판(201)과, 상기 사파이어 기판(201) 상에 순차적으로 형성된 버퍼층(202), n형 클래드층(203), 활성층(204) 및 p형 클래드층(205)을 포함하며, 상기 p형 클래드층(205)과 활성층(204)은 메사 식각 공정에 의하여 그 일부영역이 제거되는 바, 상기 n형 클래드층(203)의 일부상면을 노출한 구조를 갖는다.

여기서, 상기 버퍼층(202)은, 상기 사파이어 기판(201)과 n형 클래드층(203)간의 격자정합을 향상시키기 위해 사파이어 기판(201) 상에 성장되는 것으로서, AlN/GaN 등으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 n형 및 p형 클래드층(203, 205)과 활성층(204)은, In_XAl_YGa_1-X-YN 조성식(여기서, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1임)을 갖는 반도체 물질일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 n형 클래드층(203)은 n형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 이루어질 수 있고, 상기 p형 클래드층(205)은 p형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 활성층(204)은 다중양자 우물 구조의 GaN/InGaN층으로 이루어질 수 있다.

상기 메사 식각 공정에 의해 식각되지 않은 p형 클래드층(205) 상에는, 투명 전극층(206) 및 오믹 콘택층(207)이 각각 형성되어 있으며, 상기 투명 전극층(206)과 오믹 콘택층(207)은 서로 접합되어 있을 수도 있고(도 2 참조), 또한 서로 소정간격 만큼 이격되어 있을 수도 있다(도 3 참조).

그리고, 상기 오믹 콘택층(207)의 전체 상면과 상기 투명 전극층(206)의 일 부 상면에 걸쳐 p형 전극패드(208)가 형성되어 있다. 상기 p형 전극패드(208)는, 상기 투명 전극층(206)과 오믹 콘택층(207)을 서로 전기적으로 연결하며, 패키지 공정에서 와이어 본딩된다.

상기 투명 전극층(206)은 투과율이 높은 물질, 예컨대 투명 전도성 산화물(transparent conducting oxide; 이하, TCO), 또는 구리 인듐 산화물(CuInO; 이하, CIO)/TCO로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 TCO로서 ITO 및 ZnO 등이 이용될 수 있다. 그리고, 상기 오믹 콘택층(207)은, 상기 TCO 또는 CIO/TCO 보다 오믹 콘택 특성이 우수한 물질, 예컨대 LaNi₅/Au, Au/Ni/Au 및 Ni/AZO(Al doped ZnO)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 오믹 콘택층(207) 물질인 LaNi₅/Au, Au/Ni/Au 및 Ni/AZO은, 예를들어 약 10^-4 이하의 콘택 저항값을 가질 수 있으며, 이는, 보통 10^-3 정도의 콘택 저항값을 갖는 상기 TCO 및 CIO/TCO 보다 작은 콘택 저항값을 가지므로, 상기 오믹 콘택층(207)이 상기 투명 전극층(206) 보다 오믹 콘택 특성이 우수함을 알 수 있다.

여기서, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 오믹 콘택층(207) 상에 반사율이 높은 Al 또는 Ag를 포함하는 반사막(도시안함)이 추가적으로 형성될 수 있으며, 상기 반사막으로서 Ni/Al 또는 Ni/Ag/Pt 등을 이용할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 p형 클래드층(205), 즉 p형 GaN층 상에, 투과율이 높은 TCO 등을 이용한 투명 전극층(206) 및 오믹 콘택 특성이 우수한 LaNi₅/Au 등을 이용한 오믹 콘택층(207)을 각각 형성함으로써, 종래의 Ni/Au 전극을 사용하는 경우에 비해 휘도를 증가시킬 수 있고, 상기 투명 전극층(206)의 낮은 오믹 콘택 특성을 상기 오믹 콘택층(207)이 보완하도록 할 수 있다. 따라서, 동작전압을 감소시키고, p형 클래드층(205)의 전류확산 효과를 향상시킬 수 있어, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 와이어 본딩이 이루어지는 p형 전극패드(208)의 하부에 형성된 상기 오믹 콘택층(207) 상에, 상술한 바와 같은 반사막을 추가적으로 형성함으로써, 내부에서 발생한 빛들을 반사시켜 외부추출 효율을 추가적으로 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 발광 효율이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 상기 메사 식각 공정을 통해 노출된 n형 클래드층(203) 상에는, n형 전극패드(209)가 형성되어 있다. 상기 p형 및 n형 전극패드(208, 209)는, 일반적으로 Au 또는 Cr/Au 등과 같은 금속 물질로 이루어진다.

한편, 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 상기 투명 전극층(206) 및 오믹 콘택층(207)은, 도 2에 도시한 바와 같이 서로 접합되어 형성될 수도 있지만, 도 3에 도시한 바와 같이, 서로 소정간격 만큼 이격되어 형성되어도 무방하다.

질화물계 반도체 발광소자의 제조방법

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.

먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 질화물계 반도체 물질의 성장을 위한 사파이어 기판(201) 상에 버퍼층(202), n형 클래드층(203), 활성층(204) 및 p형 클래드층(205)을 차례로 형성한다. 상기 버퍼층(202)은, 상술한 바와 같이, 사파이어 기판(201)과 n형 클래드층(203)간의 격자정합을 향상시키기 위해 형성하는 층으로서, 일반적으로 AlN/GaN 등을 이용하여 형성한다. 그리고, 상기 n형 및 p형 클래드층(203, 205)과 상기 활성층(204)은, In_XAl_YGa_1-X-YN 조성식(여기서, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1임)을 갖는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 n형 클래드층(203)은 n형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 형성될 수 있으며, 상기 n형 도전형 불순물로는 예를 들어, Si, Ge, Sn 등을 사용하고, 바람직하게는 Si를 주로 사용한다. 또한, 상기 p형 클래드층(205)은 p형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 형성될 수 있으며, 상기 p형 도전형 불순물로는 예를 들어, Mg, Zn, Be 등을 사용하고, 바람직하게는 Mg를 주로 사용한다.

그리고, 상기 활성층(204)은 다중양자 우물 구조의 GaN/InGaN층으로 형성될 수 있다. 이러한 n형 및 p형 클래드층(203, 205)과 활성층(204)은, 일반적으로 유기금속 화학기상증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; 이하, MOCVD) 등의 공정을 통해 형성될 수 있다.

그 다음에, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 p형 클래드층(205), 활성층 (204) 및 n형 클래드층(203)의 일부를 메사 식각하여, 상기 n형 클래드층(203)의 일부 영역이 노출되도록 한다.

그런 후에, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 p형 클래드층(205) 상에 투명 전극층(206) 및 오믹 콘택층(207)을 각각 형성한다. 즉, 상기 p형 클래드층(205) 상에 투명 전극층(206)을 형성한 다음, 상기 투명 전극층(206)의 일부분을 선택적으로 제거하고, 상기 투명 전극층(206)이 제거된 부분에 오믹 콘택층(207)을 형성한다.

여기서, 상기한 바와 같이, 상기 투명 전극층(206)을 오믹 콘택층(207)보다 먼저 형성하는 대신에, 오믹 콘택층(207)을 먼저 형성하는 방법을 이용할 수도 있다. 이럴 경우, 상기 p형 클래드층(205) 상에 오믹 콘택층이 형성될 영역을 노출시키는 감광막 패턴(도시안함)을 형성한 다음, 상기 감광막 패턴을 포함한 p형 클래드층(205) 상에 오믹 콘택층 형성용 물질(도시안함)을 형성한다. 이어서, 리프트 오프(lift off) 공정으로 상기 감광막 패턴과, 상기 감광막 패턴 상부에 형성된 오믹 콘택층 형성용 물질 부분을 제거한 후, 상기 감광막 패턴이 제거된 부분에 투명 전극층(206)을 형성할 수 있다.

이때, 상기 투명 전극층(206)은 투과율이 높은 물질, 예컨대 TCO 또는 CIO/TCO를 이용하여 형성하는 것이 바람직하며, 상기 TCO로서 ITO 및 ZnO 등이 이용될 수 있다. 그리고, 상기 오믹 콘택층(207)은 상기 TCO 또는 CIO/TCO 보다 오믹 콘택 특성이 우수한 물질, 예컨대, LaNi₅/Au, Au/Ni/Au 및 Ni/AZO로 구성된 그룹 으로부터 선택되는 어느 하나를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명은 p형 클래드층(205) 상에, 투과율이 높은 TCO 등을 이용한 투명 전극층(206)과, 상기 TCO 또는 CIO/TCO 보다 오믹 콘택 특성이 우수한 LaNi₅/Au 등을 이용한 오믹 콘택층(207)을 함께 형성함으로써, 휘도를 증가시킬 수 있으며, 상기 투명 전극층(206)의 낮은 오믹 콘택 특성을 상기 오믹 콘택층(207)이 보완하도록 할 수 있다. 이에 따라, 동작전압을 감소시키고, p형 클래드층(205)의 전류확산 효과를 향상시킬 수 있다.

그런 다음, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 오믹 콘택층(207) 상에 반사막(도시안함)을 추가적으로 형성한다. 상기 반사막은 반사율이 높은 Al 또는 Ag를 포함하여 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, Ni/Al 또는 Ni/Ag/Pt 등이 상기 반사막으로 이용될 수 있고, 이는 내부에서 발생한 빛들을 반사시켜 외부추출 효율을 증가시킬 수 있다.

한편, 도 4c에서는, 상기 오믹 콘택층(207) 및 상기 투명 전극층(206)이 서로 접합되도록 형성된 상태를 나타내고 있지만, 상기 오믹 콘택층(207) 및 투명 전극층(206)은 서로 소정간격 만큼 이격되도록 형성할 수도 있다(도 3 참고).

다음으로, 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 오믹 콘택층(207)의 전체 상면 과 상기 투명 전극층(206)의 일부 상면에 걸쳐 p형 전극패드(208)를 형성하고, 상기 메사 식각에 의해 드러난 n형 클래드층(203) 상에 n형 전극패드(209)를 형성한다. 상기 p형 및 n형 전극패드(208, 209)는 Au 또는 Cr/Au 등과 같은 금속 물질로 형성할 수 있으며, 후속의 패키지 공정에서 와이어 본딩된다. 이때, 상기 p형 전극패드(208)는 상기 투명 전극층(206)과 오믹 콘택층(207)을 서로 전기적으로 연결한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 의하면, p형 클래드층 상에 투과율이 높은 투명 전도성 산화물(TCO) 등을 이용한 투명 전극층과, 상기 TCO 보다 오믹 콘택 특성이 우수한 LaNi₅/Au 등을 이용한 오믹 콘택층을 함께 형성함으로써, 종래의 Ni/Au 전극을 사용하는 경우에 비해 휘도를 증가시킬 수 있고, 상기 투명 전극층에서는 낮은 오믹 콘택 특성을 갖더라도, 오믹 콘택 특성이 높은 상기 오믹 콘택층에 의해 동작전압을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 오믹 콘택층 상에 반사막을 추가적으로 형성함으로 써, 내부에서 발생한 빛들을 반사시켜 외부추출 효율을 추가적으로 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 발광 효율이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

다시 말해서, 본 발명은 높은 투과율을 가짐과 동시에, p형 클래드층과도 양호한 오믹 콘택을 형성하는 전극을 형성할 수 있으므로, 휘도 및 동작전압 특성을 개선하여, 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (16)

1. 기판;

   상기 기판 상에 형성된 n형 클래드층;

   상기 n형 클래드층의 소정 영역 상에 차례로 형성된 활성층 및 p형 클래드층;

   상기 p형 클래드층 상에 각각 형성된 오믹 콘택층 및 투명 전극층;

   상기 오믹 콘택층의 전체 상면과 상기 투명 전극층의 일부 상면에 걸쳐 형성된 p형 전극패드; 및

   상기 n형 클래드층 상에 형성된 n형 전극패드를 포함하는 질화물계 반도체 발광소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 오믹 콘택층은 LaNi₅/Au, Au/Ni/Au 및 Ni/AZO로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 투명 전극층은 TCO 또는 CIO/TCO로 이루어지는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 오믹 콘택층 상에 형성된 반사막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 반사막은 Al 또는 Ag를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 오믹 콘택층 및 상기 투명 전극층은 서로 접합된 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 오믹 콘택층 및 상기 투명 전극층은 서로 소정간격 만큼 이격된 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자.
8. 기판 상에 n형 클래드층, 활성층, 및 p형 클래드층을 차례로 형성하는 단계;

   상기 p형 클래드층, 활성층 및 n형 클래드층의 일부를 메사 식각하여 상기 n형 클래드층의 일부를 드러내는 단계;

   상기 p형 클래드층 상에 오믹 콘택층 및 투명 전극층을 각각 형성하는 단계; 및

   상기 오믹 콘택층의 전체 상면과 상기 투명 전극층의 일부 상면에 걸쳐 p형 전극패드를 형성하고, 상기 n형 클래드층 상에 n형 전극패드를 형성하는 단계를 포함하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 오믹 콘택층은 LaNi₅/Au, Au/Ni/Au 및 Ni/AZO로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 투명 전극층은 TCO 또는 CIO/TCO를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 오믹 콘택층 상에, 반사막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 반사막은 Al 또는 Ag를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
13. 제 8 항에 있어서,

    상기 p형 클래드층 상에 오믹 콘택층 및 투명 전극층을 각각 형성하는 단계는,

    상기 p형 클래드층 상에 투명 전극층을 형성하는 단계;

    상기 투명 전극층의 일부분을 선택적으로 제거하는 단계; 및

    상기 투명 전극층이 제거된 부분에 오믹 콘택층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
14. 제 8 항에 있어서,

    상기 p형 클래드층 상에 오믹 콘택층 및 투명 전극층을 각각 형성하는 단계는,

    상기 p형 클래드층 상에 오믹 콘택층이 형성될 영역을 노출시키는 감광막 패턴을 형성하는 단계;

    상기 감광막 패턴을 포함한 상기 p형 클래드층 상에 오믹 콘택층 형성용 물질을 형성하는 단계;

    상기 감광막 패턴 및 상기 감광막 패턴 상부에 형성된 상기 오믹 콘택층 형 성용 물질 부분을 제거하는 단계; 및

    상기 감광막 패턴이 제거된 부분에 투명 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
15. 제 8 항에 있어서,

    상기 오믹 콘택층 및 상기 투명 전극층은 서로 접합되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
16. 제 8 항에 있어서,

    상기 오믹 콘택층 및 상기 투명 전극층은 서로 소정간격 만큼 이격되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.

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