KR100663016B1 - 수직형 발광 다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR100663016B1
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이현재
신유리
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엘지전자 주식회사
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본 발명은 수직형 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상부면으로부터 돌출된 패턴을 가지는 기판 상에 질화물 반도체층을 성장시킨 후, 레이저 리프트 오프 공정을 통하여 상기 기판을 제거하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 레이저 리프트 오프 공정으로 사파이어 기판을 제거하였기 때문에 활성층에서 발생한 광이 사파이어 기판 내부에서 전반사되거나 흡수될 확률이 없어짐으로써 발광 다이오드의 광 추출 효율이 향상된다.
그리고, 기판 상부에 돌출된 패턴을 형성하고 그 상부에 질화물 반도체층을 성장시킴으로써, 성장되는 질화물 반도체층 내에 발생하는 전위 밀도를 감소시켜 양질의 결정질을 성장시킬 수 있고, 따라서 활성층에서의 전자-정공의 재결합률을 높일 수 있어 발광 다이오드의 내부 양자 효율이 향상되는 효과가 있다.
레이저 리프트 오프, 광 추출 효율, 내부 양자 효율, 발광 다이오드

Description

수직형 발광 다이오드 및 그 제조방법{ Light emitting diode of vertical electrode type and fabricating method thereof }
도 1은 종래의 GaN계 발광 다이오드의 단면도.
도 2는 수직형 GaN계 발광 다이오드의 단면도.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 수직형 발광 다이오드의 제조방법의 실시예를 나타낸 단면도.
도 4는 도핑되지 않은 GaN층을 식각하여 n-GaN층에 돌출된 패턴이 나타나는 모습을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 수직형 발광 다이오드의 실시예를 나타낸 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 기판 105 : 돌출된 패턴
110 : 도핑되지 않은 GaN층 120 : n-GaN층
130 : 활성층 140 : p-GaN층
150 : 오믹층 160 : 도전성 지지막
170 : n-전극
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로서, 특히 수직형 발광 다이오드의 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 반도체 소자의 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.
특히, 질화 갈륨(GaN)계 발광 다이오드는 발광 스펙트럼이 자외선으로부터 적외선에 이르기까지 광범위하게 형성되며, 비소(As), 수은(Hg) 등의 환경 유해 물질을 포함하고 있지 않기 때문에 환경 친화적인 면에서도 높은 호응을 얻고 있다.
도 1은 종래의 GaN계 발광 다이오드의 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 사파이어(Al2O3) 기판(10)과, 상기 사파이어 기판(10) 상부에 형성된 버퍼층(11)과, 상기 버퍼층(11) 상부에 형성되며 상부의 일부가 식각된 n형 GaN층(12)과, 상기 n형 GaN층(12)의 식각되지 않은 상부에 형성된 다중 양자 우물(Multi-Quantum-Well)구조의 활성층(13)과, 상기 활성층(13) 상부에 형성된 p형 GaN층(14)과, 상기 p형 GaN층(14) 상부에 형성된 투명 전극(Transparent Electrode)(15)과, 상기 투명 전 극(Transparent Electrode)(15) 상부에 형성된 p-전극(16)과, 상기 n형 GaN층(12)의 식각된 상부에 형성된 n-전극(17)으로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 GaN계 발광 다이오드는 절연 물질인 사파이어를 기판으로 사용하기 때문에, p-전극(16)과 n-전극(17)이 거의 수평한 방향으로 형성될 수 밖에 없으며, 전압 인가시에 n-전극(17)으로부터 활성층(13)을 통해 p-전극(16)으로 향하는 전류 흐름이 수평 방향을 따라 협소하게 형성될 수 밖에 없다. 이러한 협소한 전류 흐름으로 인해, 상기 발광 다이오드는 순방향 전압이 증가하여 전류 효율이 저하된다.
그리고, 상기 종래의 GaN계 발광 다이오드는 상기 n-전극(17)을 형성하기 위해서, 적어도 상기 n-전극(17)의 면적보다 넓게 상기 활성층(13)의 일부 영역을 제거해야 하므로 발광 면적이 감소하여 소자 크기 대비 휘도에 따른 발광 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래의 GaN계 발광 다이오드는 전류 밀도의 증가에 의해 열 발생량이 큰데 반하여 상기 사파이어 기판(10)은 열 전도성이 낮아 열 방출이 원활히 이루어지지 못하므로, 열 증가에 따라 상기 사파이어 기판(10)과 GaN계 발광 구조물 간에 기계적 응력이 발생하여 소자가 불안정해지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에 수직형 GaN계 발광 다이오드가 개발되고 있으며, 상기 수직형 GaN계 발광 다이오드는 종래의 GaN계 발광 다이오드와는 달리 전극의 형태가 발광 구조물의 하부면과 상부면에 형성된다.
도 2는 수직형 GaN계 발광 다이오드의 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이,
p형 GaN층(23) 상부에 다중 양자 우물 구조의 활성층(22)과 n형 GaN층(21)이 순차적으로 적층되어 형성된 발광 구조물(27)과, 상기 n형 GaN층(21) 상부에 형성된 n-전극(20)과, 상기 p형 GaN층(23) 하부에 형성된 오믹층(24)과, 상기 오믹층(24) 하부에 형성된 도전성 지지기판(25)으로 구성된다.
여기서, 도전성 지지기판(25)은 p-전극으로 사용되며, 금속이나 Si, SiC, GaAs 등의 전도성 있는 물질로 이루어진다.
이와 같이 수직형 GaN계 발광 다이오드는 두 전극 즉, n-전극(20)과 p-전극인 도전성 지지기판(25)이 발광 구조물(27)의 상부와 하부에 형성되는데, 상기 n-전극(20)을 형성하기 위해서는 사파이어 기판(미도시)을 제거하여야 하며, 이 경우 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off : LLO)공정을 수행하여 사파이어 기판을 제거한다.
수직형 GaN계 발광 다이오드는 두 전극(20)(25)이 발광 구조물(27)의 상부와 하부에 형성되기 때문에 전류의 흐름이 양호하여 동작 전압을 낮추어주며, 활성층(22)에서의 전류의 균일도가 좋은 특성을 가진다.
그리고, 수직형 GaN계 발광 다이오드는 n-전극(20)을 형성하기 위해 종래의 GaN계 발광 다이오드의 경우처럼 상기 활성층(22)의 일부 영역을 제거할 필요가 없으며, 그로 인해 발광 면적을 넓힐 수 있어 발광 효율이 증가된다.
또한, 상기 수직형 GaN계 발광 다이오드는 도전성 지지기판(25)을 금속이나, Si, GaAs, SiC 등 열전달이 우수한 물질로 제작하여 소자 구동시 열 방출을 극대화 할 수 있어 열 방출에 따른 문제로 인해 발생하는 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있 다.
게다가, 상기 수직형 GaN계 발광 다이오드는 사파이어 기판을 제거하였기 때문에 상기 활성층(22)에서 발생한 광이 사파이어 기판 내부에서 전반사되거나 흡수될 확률이 없어짐으로써, 결과적으로 광 추출 효율의 증가를 기대할 수 있다.
여기서, 추출 효율(Extraction Effiency)은 발광 다이오드에 주입된 전자와 발광 다이오드 밖으로 방출되는 광자의 비에 의하여 결정되며 추출 효율이 높을수록 밝은 발광 다이오드를 의미한다.
상기 발광 다이오드의 추출 효율은 칩의 모양이나 표면 형태, 칩의 구조, 패키징 형태에 의하여 많은 영향을 받기 때문에 발광 다이오드를 설계할 때 세심한 주의가 필요하다.
그러나, 앞서 살펴본 바와 같이 상기 수직형 GaN계 발광 다이오드는 사파이어 기판을 제거하기 위하여 레이저 리프트 오프 공정을 수행하여야 하는데, 상기 레이저 리프트 오프 공정 수행시 n형 GaN층(21)의 단결정 면을 손상시켜 발광 다이오드의 내부 양자 효율을 저하시킬 수 있는 가능성을 가지고 있다.
즉, 상기 레이저 리프트 오프 공정과 같이 열을 이용하는 경우, 사파이어 기판(미도시)과 상기 n형 GaN층(21)의 격자 부정합 및 열팽창 계수의 차이로 인해 상기 n형 GaN층(21)의 단결정 면이 손상을 입게 되어 전위(dislocation) 또는 결함(defect) 등이 발생할 수 있는데, 이러한 전위나 결함 등은 활성층(22)에서 전자-정공의 재결합 효율을 떨어뜨리는 요인이 되기 때문에 발광 다이오드의 내부 양자 효율을 저하시키게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상부면으로부터 돌출된 패턴을 가지는 기판 상에 질화물 반도체층을 성장시킴으로써, 질화물 반도체의 결정질을 향상시켜 발광 다이오드의 내부 양자 효율을 높여주는 수직형 발광 다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 수직형 발광 다이오드의 제조방법의 실시예는, 기판의 상부 면으로부터 돌출된 패턴을 형성하는 단계와, 상기 돌출된 패턴이 형성된 기판의 상부에 도핑되지 않은 GaN층, n-GaN층, 활성층, p-GaN층을 순차적으로 적층하는 단계와, 상기 p-GaN층 상부에 오믹층과 도전성 지지막을 순차적으로 형성하는 단계와, 레이저 리프트 오프 공정을 수행하여 상기 기판을 상기 도핑되지 않은 GaN층으로부터 분리시키는 단계와, 상기 도핑되지 않은 GaN층을 도핑되지 않은 GaN층의 두께만큼 식각하여 상기 n-GaN층에 돌출된 패턴을 형성하는 단계와, 상기 n-GaN층 상부의 일정 영역을 평탄화한 후, 상기 평탄화한 영역에 n-전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 수직형 발광 다이오드의 실시예는, 도전성 지지막 상부에 오믹층, p형 질화물 반도체층, 활성층이 순차적으로 형성되어 있고,
상기 활성층 상에는 상부의 평탄한 면에 n-전극이 형성되어 있으며, 상기 n-전극이 형성되어 있지 않은 영역에는 돌출된 패턴이 형성된 n형 질화물 반도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 도전성 지지막은 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 어느 하나의 금속과 니켈(Ni), 코발트(Co), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 중에서 선택된 어느 하나의 금속의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 오믹층은 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 3a 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 수직형 발광 다이오드 및 그 제조방법에 대해서 상세히 설명한다. 도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 수직형 발광 다이오드의 제조방법의 실시예를 나타낸 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 먼저 기판(100)의 상부에 돌출된 패턴(105)을 형성한다(도 3a). 여기서, 상기 기판(100)으로는 사파이어(Al2O3) 또는 실리콘 카바이드(SiC) 등이 사용된다.
상기 돌출된 패턴(105)은 상기 기판(100)상에 복수개의 돌출부들이 상호 이격되어 형성되며, 돌출된 패턴(105)의 형상은 볼록 렌즈 형상, 피라미드(Pyramid) 형상, 육면체 형상 등을 포함하여 다양하게 형성할 수 있다.
상기 돌출된 패턴(105)은 상기 기판(100) 상부 면에 포토리소그래피(Photolithography)공정으로 포토 레지스트(Photo Resist) 패턴을 형성한 후, 상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 기판(100)을 식각함으로써 형성한다. 여기서, 식각 공정은 ICP(Inductive Coupled Plasma)-RIE(Reactive Ion Etching) 법 을 사용하여 수행한다.
또한, 상기 돌출된 패턴(105)은 상기 기판(100) 상부에 포토 레지스트(Photo Resist) 패턴을 형성한 후, SiO2 등의 절연 물질을 증착하여 형성할 수도 있다.
다음으로, 상기 돌출된 패턴(105)이 형성된 상기 기판(100) 상부에 도핑되지 않은 GaN층(110), n-GaN층(120), 활성층(130), p-GaN층(140)을 순차적으로 적층하여 발광 구조물을 형성한다(도 3b).
상기 도핑되지 않은 GaN층(110)은 상기 기판(100)과 상기 n-GaN층(120) 간의 격자 상수와 열 팽창 계수의 차이를 극복하기 위하여 형성하는 것으로, 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)을 성장시킨 후, 상기 n-GaN층(120)을 성장시키면 n-GaN층(120)의 결정질을 향상시킬 수 있다.
다만, 상기 n-GaN층(120)이 상기 도핑되지 않은 GaN층(110) 상에 형성되었다 하더라도 상기 도핑되지 않은 GaN층(110) 역시 상기 기판(100)과의 상이한 물리적 특성으로 인해 많은 결함(defect)을 내포하고 있으며, 이러한 결함은 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)상에 성장시킨 n-GaN층(120)에 그대로 전달되게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)을 상기 돌출된 패턴(105)이 형성된 상기 기판(100) 상부에 성장시키는데, 이와 같이 도핑되지 않은 GaN층(110)을 상기 돌출된 패턴(105)이 형성된 상기 기판(100) 상부에 성장시키면, 상기 도핑되지 않은 GaN층(110) 내의 전위(dislocation)나 결함(defect) 등을 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 기판(100)상에 SiO2 와 같은 절연 물질로 돌출된 패턴(105)을 형성하고, 상기 돌출된 패턴(105)이 형성된 기판(100) 상에 도핑되지 않은 GaN층(110)을 성장시킨다고 하자.
이때, 처음에는 상기 돌출된 패턴(105) 상에는 GaN이 성장하지 않고, 돌출된 패턴(105)을 제외한 영역의 기판(100)상에 GaN이 성장하게 되는데, 이 경우 GaN이 성장하는 기판(100)의 계면에는 고밀도의 전위가 형성되며 이 전위는 GaN이 성장하는 방향인 기판(100)에 수직한 방향으로 전파된다.
그러나, GaN 박막이 상기 돌출된 패턴(105)의 높이 이상으로 성장하면 상기 돌출된 패턴(105) 상에도 GaN이 성장하게 되는데, 이 경우 GaN은 기판(100)에 수평한 방향으로 성장하게 되고, 전위 또한 상기 기판(100)에 수평한 방향으로 전파되어 간다.
즉, 전위는 기판(100)에 수직한 방향으로 전파되다가 90 °방향을 틀어 상기 기판(100)에 수평한 방향으로 전파되는데, 이때 전위가 감소된다.
그리고, GaN이 돌출된 패턴(105) 상에 성장하게 되면, 서로 이웃한 돌출부 상에 성장되는 GaN이 서로 접촉하여 GaN 박막의 표면이 평탄하게 되는데, 그 후에는 다시 성장의 방향이 기판(100)에 수직한 방향으로 바뀌게 된다.
이와 같이, 상기 돌출된 패턴(105)이 형성된 기판(100) 상에 GaN층을 성장키게 되면, GaN층의 성장 방향이 2번 변하게 되는데, 이때 전위들도 GaN의 성장 방향에 따라 전파되는 방향이 바뀌게 되고 이러한 과정을 통해 전위 밀도가 감소하게 된다.
따라서, 상기 돌출된 패턴(105)이 형성된 상기 기판(100) 상에 도핑되지 않은 GaN층(110)을 성장시키는 경우, 전위 밀도를 감소시킬 수 있어 보다 양질의 GaN 결정질을 얻을 수 있으며, 이는 소자의 내부 양자 효율을 향상시키는 결과를 가져오게 된다.
이어서, 상기 p-GaN층(140) 상에 오믹층(150)과 도전성 지지막(160)을 순차적으로 형성한다(도 3c). 여기서, 상기 오믹층(150)은 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막은 산소 분위기에서 열처리 됨으로써 10-3~10-4Ωcm2 정도의 비접촉 저항을 갖는 오믹 접촉(ohmic contact)을 형성하게 된다.
이러한 낮은 비접촉 저항으로 인하여 산소 분위기에서 열처리하는 경우, GaN과 니켈의 계면에 니켈 산화물이 섬(Island) 상을 형성하여 GaN 표면 부위에 다수 캐리어를 공급함으로써 GaN 표면 근처에서의 실효 캐리어 농도를 증가시킨다.
상기 오믹층(150)으로서 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막을 사용하는 경우, 반사율이 높아 활성층(130)으로부터 방출되는 빛을 효과적으로 반사시킬 수 있으므로, 별도의 반사막을 형성하지 않아도 반사 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
그리고, 상기 오믹층(150) 상에 도전성 지지막(160)을 형성하는데, 상기 도전성 지지막(160)은 p-전극의 역할을 하게 되므로, 전기 전도도가 우수한 금속을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 소자 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 금속을 사용하며, 도전성 지지막(160) 형성시 전체 웨이퍼에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위해서는 어느 정도의 기계적 강도를 갖추어야 한다.
따라서, 상기 도전성 지지막(160)으로는 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 등의 열전도도가 좋은 연금속과 상기 금속들과 결정 구조 및 결정 격자 상수가 유사하여 합금시 내부 응력 발생을 최소화할 수 있으면서 기계적 강도가 있는 니켈(Ni), 코발트(Co), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 등의 경금속의 합금으로 형성하는 것이 바람직하다.
그 후, 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off : LLO) 공정을 수행하여 상기 기판(100)을 상기 발광 구조물로부터 분리시킨다(도 3d).
즉, 상기 기판(100)에 일정 영역의 파장을 가지는 엑시머 레이저 광을 포커싱(focusing)하여 조사하면, 상기 기판(100)과 상기 발광 구조물의 도핑되지 않은 GaN층(110)의 경계면에 열 에너지가 집중되어 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)의 계면이 갈륨과 질소 분자로 분리되면서 레이저 광이 지나가는 부분에서 순간적으로 기판(100)의 분리가 일어난다.
다음으로, 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)을 ICP/RIE(Inductively Coupled Plasma/Reactive Ion Etching) 방식으로 상기 n-GaN층(120)에 돌출된 패턴(125)이 형성될 때까지 식각한다(도 3e).
즉, 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)을 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)의 두 께만큼 식각하면, 상기 기판(100)이 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)에서 분리됨으로써 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)에 나타나는 돌출된 패턴이 상기 n-GaN층(120)에 전이되어 나타나게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
이어서, 상기 n-GaN층(120)의 노출된 부분의 일정 영역을 평탄화한 후(도 3f), 상기 평탄화한 영역에 n-전극(170)을 형성한다(도 3g).
도 4는 도핑되지 않은 GaN층을 식각하여 n-GaN층에 돌출된 패턴이 나타나는 모습을 설명하기 위한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 레이저 리프트 오프 공정으로 기판이 분리된 후, 도핑되지 않은 GaN층(110)에는 기판 상에 형성되었던 돌출된 패턴과 맞물리는 또 다른 돌출된 패턴(115)이 남게 된다.
여기서, 상기 도핑되지 않은 GaN층(110)의 두께를 a라 하고, 상기 돌출된 패턴(115)의 높이를 b라고 했을 때, 도핑되지 않은 GaN층(110을 a에 해당하는 두께만큼 식각하게 되면 n-GaN층(120)에 상기 돌출된 패턴(115)과 같은 패턴이 형성되게 된다. 이때, 상기 n-GaN층(120)에 형성되는 패턴의 높이는 도핑되지 않은 GaN층(110)의 돌출된 패턴(115)의 높이인 b와 같게 된다.
이와 같이, n-GaN층(120)에 돌출된 패턴이 형성되는 경우, 활성층에서 발생하는 광이 소자 내로 전반사되는 것을 줄여줄 수 있으므로 소자의 광 추출 효율을 향상시켜 주는 효과를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 수직형 발광 다이오드의 실시예를 나타낸 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 도전성 지지막(200) 상부에 오믹층(210), p형 질화물 반도체층(220), 활성층(230)이 순차적으로 형성되어 있고, 상기 활성층(230) 상에는 상부 의 평탄한 면에 n-전극(250)이 형성되어 있으며, 상기 n-전극(250)이 형성되어 있지 않은 영역에는 돌출된 패턴(245)이 형성되어 있는 n형 질화물 반도체층(240)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 도전성 지지막(200)은 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 어느 하나의 금속과 니켈(Ni), 코발트(Co), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 중에서 선택된 어느 하나의 금속의 합금으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 오믹층(210)은 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 수직형 발광 다이오드에 있어서, 상기 n형 질화물 반도체층(240)의 돌출된 패턴(245)으로 인하여 상기 n형 질화물 반도체층(240)의 표면 임계각이 높아지기 때문에, 상기 활성층(230)에서 발생한 빛이 상기 n형 질화물 반도체층(240)의 계면에 도달하는 경우 소자의 내부로 전반사되어 손실되는 빛이 줄어 들어 광의 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
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 발명에 의하면, 레이저 리프트 오프 공정으로 사파이어 기판을 제거하였 기 때문에 활성층에서 발생한 광이 사파이어 기판 내부에서 전반사되거나 흡수될 확률이 없어짐으로써 발광 다이오드의 광 추출 효율이 향상되는 효과가 있다.
그리고, 기판상에 돌출된 패턴을 형성하고 그 상부에 질화물 반도체층을 성장시킴으로써, 성장되는 질화물 반도체층 내에 발생하는 전위 밀도를 감소시킬 수 있고, 따라서 활성층에서의 전자-정공의 재결합률을 높일 수 있어 발광 다이오드의 내부 양자 효율이 향상되는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 기판의 상부에 돌출된 패턴을 형성하는 단계;
    상기 돌출된 패턴이 형성된 기판의 상부에 도핑되지 않은 GaN층, n-GaN층, 활성층, p-GaN층을 순차적으로 적층하는 단계;
    상기 p-GaN층 상부에 오믹층과 도전성 지지막을 순차적으로 형성하는 단계;
    레이저 리프트 오프 공정을 수행하여 상기 기판을 상기 도핑되지 않은 GaN층으로부터 분리시키는 단계;
    상기 도핑되지 않은 GaN층을 도핑되지 않은 GaN층의 두께만큼 식각하여 상기
    n-GaN층에 상기 돌출된 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 n-GaN층의 노출된 부분의 일정 영역을 평탄화한 후, 상기 평탄화한 영역에 n-전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 돌출된 패턴의 형상은 볼록 렌즈 또는 피라미드 형상인 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오믹층은 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도전성 지지막은 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 어느 하나의 금속과 니켈(Ni), 코발트(Co), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 중에서 선택된 어느 하나의 금속의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도핑되지 않은 GaN층을 식각하는 단계는 ICP/RIE(Inductively Coupled Plasma/Reactive Ion Etching) 공정을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
  6. 도전성 지지막 상부에 오믹층, p형 질화물 반도체층, 활성층이 순차적으로 형성되어 있고;
    상기 활성층 상에는 상부의 평탄한 면에 n-전극이 형성되어 있으며, 상기 n-전극이 형성되어 있지 않은 영역에는 돌출된 패턴이 형성된 n형 질화물 반도체층이 형성되어 있으며;
    상기 도전성 지지막은 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 어느 하나의 금속과 니켈(Ni), 코발트(Co), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 중에서 선택된 어느 하나의 금속의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드.
  7. 삭제
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