KR100663321B1 - light emitting diode with vertical electrode and manufacturing method of the same - Google Patents

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KR100663321B1 KR1020040030708A KR20040030708A KR100663321B1 KR 100663321 B1 KR100663321 B1 KR 100663321B1 KR 1020040030708 A KR1020040030708 A KR 1020040030708A KR 20040030708 A KR20040030708 A KR 20040030708A KR 100663321 B1 KR100663321 B1 KR 100663321B1
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김성진
유순재
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주식회사 이츠웰
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Abstract

일측에 제 1전극이 형성되어 있는 복수개의 질화물계 반도체층, 상기 질화물계 반도체층의 다른 일측에 형성되어 있는 오믹전극, 상기 오믹전극 위에 형성되어 있고 상하로 관통되는 비아홀을 가진 리셉터 기판 및 상기 리셉터 기판과 상기 비아홀에 걸쳐서 형성된 제 2전극을 포함하는 수직전극형 발광다이오드를 제공한다.A plurality of nitride based semiconductor layers having a first electrode formed on one side thereof, an ohmic electrode formed on the other side of the nitride based semiconductor layer, a receptor substrate having via holes formed on the ohmic electrodes and penetrating up and down, and the receptor A vertical electrode type light emitting diode including a substrate and a second electrode formed over the via hole is provided.

발광 다이오드, 수직형 전극구조, 산화막, 사파이어, 비아홀, 질화물계 반도체Light emitting diode, vertical electrode structure, oxide film, sapphire, via hole, nitride semiconductor

Description

수직전극형 발광 다이오드 및 그 제조 방법{light emitting diode with vertical electrode and manufacturing method of the same}Light emitting diode with vertical electrode and manufacturing method of the same

도 1a내지 도 1d는 본 발명의 제 1실시예에 따른 수직전극형 발광다이오드의 중간 제조과정을 도시한 도면이다.1A to 1D are diagrams illustrating an intermediate process of manufacturing a vertical electrode type light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.

도 2a내지 도 2e는 본 발명의 제 2실시예에 따른 수직전극형 발광다이오드의 중간 제조과정을 도시한 도면이다.2A to 2E illustrate an intermediate manufacturing process of a vertical electrode light emitting diode according to a second embodiment of the present invention.

도 3a내지 도 3g는 본 발명의 제 3실시예에 따른 수직전극형 발광다이오드의 중간 제조과정을 도시한 도면이다.3A to 3G illustrate an intermediate process of manufacturing a vertical electrode light emitting diode according to a third embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 4실시예에 따른 수직전극형 발광다이오드의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a vertical electrode light emitting diode according to a fourth embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 5실시예에 따른 수직전극형 발광다이오드의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a vertical electrode light emitting diode according to a fifth embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제 6실시예에 따른 수직전극형 발광다이오드의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a vertical electrode type light emitting diode according to a sixth embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

11 사파이어기초기판 12 버퍼층11 Sapphire Base Board 12 Buffer Layer

13 제 1 오믹접촉층 14 제 1 클레딩층13 first ohmic contact layer 14 first cladding layer

15 발광층 16 제 2 클레딩층15 Light emitting layer 16 Second cladding layer

17 제 2 오믹접촉층 19 오믹전극17 Second ohmic contact layer 19 Ohmic electrode

20 산화막 21 제 1 유테틱 금속20 oxide 21 first eutectic metal

22 제 2 유테틱 금속 23 리셉터기판22 Second Eutectic Metal 23 Receptacle Board

24 보호막(산화막) 25 제 1전극24 Protective film (oxide) 25 First electrode

26 제 2전극 27 비아홀 26 Second electrode 27 Via hole

28 광투과성 전극 또는 투명전극28 Transparent or transparent electrode

본 발명은 수직형 전극구조를 갖는 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode having a vertical electrode structure and a method of manufacturing the same.

발광 다이오드는 일정한 크기의 정 방향 전류가 흐르면 빛을 발생하는 광 다이오드의 일종이다. 발광 다이오드는 인듐인(InP), 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP) 등의 화합물 반도체를 p-i-n 접합한 구조를 이용하여 적색 또는 녹색을 내는 발광 다이오드가 있으며, 또한 청색 및 자외선 광을 발생하는 발광 다이오드가 개발되어 표시장치, 광원용 장치, 환경 응용 장치에 널리 이용되고 있다. 근래 들어서는 적, 녹, 청색의 3칩을 이용하거나 형광체를 이용하여 백색을 내는 색변환 발광 다이오드가 개발되어 조명장치로도 그 응용 범위가 넓어지고 있다.A light emitting diode is a type of photodiode that generates light when a constant current of a constant magnitude flows. The light emitting diode is a light emitting diode that emits red or green light by using a pin bonded structure of compound semiconductors such as indium phosphorus (InP), gallium arsenide (GaAs), and gallium phosphorus (GaP), and also emits blue and ultraviolet light. Light emitting diodes have been developed and widely used in display devices, light source devices, and environmental application devices. Recently, color conversion light emitting diodes using white, red, green, and blue chips or white phosphors have been developed, and the application range of the lighting devices has been expanded.

이러한 발광 다이오드에서 박막구조로서 질화물 계열을 발광 물질로 사용하는 경우에는 에피택셜 성장시 결정 결함이 발생을 줄이기 위하여 격자정수 및 결정 구조가 유사한 사파이어를 기초기판으로 사용한다. In the case of using a nitride-based light emitting material as a thin film structure in such a light emitting diode, sapphire similar in lattice constant and crystal structure is used as a base substrate to reduce crystal defects during epitaxial growth.

그런데 사파이어는 절연체이기 때문에 제 1전극과 제 2전극을 모두 에피층의 성장면 위에 형성할 수밖에 없었다. 이와 같이 두 전극을 모두 같은 면에 형성하게 되면 와이어 본딩에 필요한 전극의 면적을 확보하여야 하므로 발광 다이오드의 칩 면적도 일정 크기 이상이 되어 웨이퍼 당 칩 생산량의 향상에 장애가 되고, 절연체를 기판으로 사용하기 때문에 외부로부터 유입되는 정전기를 방출하기가 어려워 정전기로 인한 소자 불량을 유발한다. 이는 소자의 신뢰성을 저하시키고 제너다이오드를 결합해야하는 등의 패키지 공정에 있어서 여러 가지 제약을 가져온다. However, since sapphire is an insulator, both the first electrode and the second electrode had to be formed on the growth surface of the epi layer. Thus, if both electrodes are formed on the same surface, the area of electrodes required for wire bonding must be secured. Therefore, the chip area of the light emitting diode is also over a certain size, which hinders the improvement of chip production per wafer, and uses an insulator as a substrate. Therefore, it is difficult to discharge static electricity flowing from the outside, which causes device defects due to static electricity. This leads to several limitations in the packaging process, such as lowering device reliability and incorporating zener diodes.

또, 사파이어는 열전도도가 낮아 발광 다이오드 구동 중에 발생하는 열을 외부로 방출하는데 어려움이 있어서 고출력을 위한 대 전류를 인가하는데도 한계가 있다. 특히, 발광다이오드는 사파이어 기판을 습식 또는 건식식각하여 제조하므로 사파이어 식각 중에 질화물 반도체 층 및 전극이 손상되지 말아야 하며 칩 성능에 영향을 미치지 말아야 한다. In addition, since sapphire has low thermal conductivity, it is difficult to dissipate heat generated while driving a light emitting diode to the outside, and thus there is a limit to applying a large current for high power. In particular, since the light emitting diodes are manufactured by wet or dry etching the sapphire substrate, the nitride semiconductor layer and the electrode should not be damaged during sapphire etching and the chip performance should not be affected.

건식 식각 기술인 ICP/RIE 기술로 사파이어 기판(11)을 식각할 경우, 질화물계 반도체로 이루어진 버퍼층(12)에서 식각을 정지하기 어려우며, 버퍼층(12)에서 식각을 멈추기 위해서는 광학적 분석 방법 또는 잔류 가스 분석 방법 같은 기술을 활용해야만 한다. 설사 이러한 분석 기술을 사용한다 할지라도 성공할 확률은 낮다고 하겠다.When the sapphire substrate 11 is etched by the ICP / RIE technique, which is a dry etching technique, it is difficult to stop etching in the buffer layer 12 made of nitride-based semiconductor, and in order to stop etching in the buffer layer 12, an optical analysis method or residual gas analysis is performed. You have to use the same technique. Even with these analytical techniques, the probability of success is low.

또한 반도체 소자를 분리하는데 일반적으로 사용하는 다이싱 장비는 다이아몬드 블레이드(blade)를 사용하고 있는데 사파이어 기판을 절단하는 것은 다소 무리가 있고 생산성도 저하된다.Dicing equipment commonly used to separate semiconductor devices uses diamond blades. Cutting a sapphire substrate is rather cumbersome and reduces productivity.

따라서, 수직형 전극구조를 갖는 발광다이오드 구조를 개발하기 위한 연구가 당 기술분야에서 계속되고 있다. 수직형 전극구조를 갖는 발광 다이오드를 만들기 위해서는 사파이어 기초기판을 식각하여 제거해야 하는데 이때, 질화물계 반도체층을 지지하기 위하여 보조기판이 필요하다. Therefore, research for developing a light emitting diode structure having a vertical electrode structure is continuing in the art. In order to make a light emitting diode having a vertical electrode structure, the sapphire base substrate must be etched and removed. In this case, an auxiliary substrate is required to support the nitride semiconductor layer.

이러한 보조기판이 부도체인 경우 실질적으로 제 1전극과 제 2전극이 전기적으로 연결되기 어려워 수직형 전극구조를 가지는 발광 다이오드를 제작할 수 없는 문제가 발생할 수 있으며, 도체인 경우라고 하더라도 보조기판이나 유테틱금속만으로는 질화물계 반도체층을 효과적으로 보호할 수 없다는 문제가 있다.If the auxiliary substrate is an insulator, the first electrode and the second electrode may be difficult to be electrically connected, and thus a problem may occur in that a light emitting diode having a vertical electrode structure may not be manufactured. There is a problem that only the metal cannot effectively protect the nitride semiconductor layer.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사파이어 기판 식각기술을 이용한 수직형 전극 구조를 가지는 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a light emitting diode having a vertical electrode structure using a sapphire substrate etching technique and a method of manufacturing the same.

본 발명은, 특히 여러 단계의 공정을 수행하는데 유리하도록 리셉터기판을 사용하는 경우의 발광다이오드에 있어서, 새로운 리셉터기판 및 내부 연결구조를 갖는 수직형 전극구조의 발광다이오드를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a light emitting diode having a vertical electrode structure having a new receptor substrate and an internal connection structure, particularly in the case of using a receptor substrate to advantageously perform a multi-step process.

특히 리셉터 기판이 부도체인 경우라도 제 1전극과 제 2전극이 전기적으로 연결될 수 있도록 하여 효과적으로 수직형 전극구조의 발광 다이오드를 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, it is an object of the present invention to provide a light emitting diode having a vertical electrode structure by allowing the first electrode and the second electrode to be electrically connected even when the receptor substrate is an insulator.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 발광 다이오드를 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention proposes the following light emitting diode.

먼저 본 발명은 일측에 제 1전극이 형성되어 있는 복수개의 질화물계 반도체층; 상기 질화물계 반도체층의 다른 일측에 형성되어 있는 오믹전극층; 상기 오믹전극층 상에 형성되어 있고 비아홀을 가진 보조기판층; 및 상기 보조기판층과 상기 비아홀에 걸쳐서 형성된 제 2전극;을 포함하는 수직전극형 발광다이오드를 제공한다.First, the present invention includes a plurality of nitride-based semiconductor layers having a first electrode formed on one side thereof; An ohmic electrode layer formed on the other side of the nitride based semiconductor layer; An auxiliary substrate layer formed on the ohmic electrode layer and having a via hole; And a second electrode formed over the auxiliary substrate layer and the via hole.

바람직하게는, 상기 보조기판층은 소정 두께로 형성된 SiO2 산화막층이고, 상기 비아홀을 통해 상기 오믹전극층이 노출되어 상기 제 2 전극과 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the auxiliary substrate layer is a SiO 2 oxide layer formed to a predetermined thickness, characterized in that the ohmic electrode layer is formed to be connected to the second electrode through the via hole.

또한 바람직하게는, 상기 보조기판층은 상기 오믹전극층 위에 형성되어 있는 제 1유테틱금속층 및 일측에 상기 제 1유테틱금속층과 접착되는 제 2유테틱금속층이 형성되어 있는 리셉터기판을 포함하고, 상기 비아홀은 상기 제 2유테틱금속층과 상기 리셉터기판을 관통하여 상기 제1 유테틱금속층이 노출되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the auxiliary substrate layer may include a first substrate metal layer formed on the ohmic electrode layer, and a receptor substrate on which one side of the second substrate metal layer adhered to the first vegetable metal layer is formed. The via hole is formed so as to expose the first eutectic metal layer through the second eutectic metal layer and the receptor substrate.

또한 바람직하게는, 상기 보조기판층은 상기 오믹전극층 위에 형성되어 있는 산화막층; 상기 산화막층 위에 형성되는 제 1유테틱금속층; 및 일측에 상기 제 1유테틱금속층과 접착되는 제 2유테틱금속층이 형성되어 있는 리셉터기판;을 포함하고, 상기 비아홀은 상기 산화막층, 상기 제 1유테틱금속층, 상기 제 2유테틱금속층 및 상기 리셉터기판을 상하로 관통하도록 형성되어 상기 오믹전극층이 노출되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the auxiliary substrate layer may include an oxide layer formed on the ohmic electrode layer; A first eutectic metal layer formed on the oxide film layer; And a receptacle substrate on which one side of the second eutectic metal layer is formed, the second substrate being bonded to the first eutectic metal layer, wherein the via hole includes the oxide layer, the first eutectic metal layer, the second eutectic metal layer, and the second substrate. It is formed so as to penetrate the receptor substrate up and down, characterized in that the ohmic electrode layer is formed to expose.

바람직하게는 상기 질화물계 반도체층의 일측에는 광투과성 전극 또는 투명전극이 형성되고, 상기 제 1전극은 상기 광투과성 전극 또는 투명전극 위에 형성되는 것을 특징으로 한다. 더욱 바람직하게는 상기 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ZnO로 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한 바람직하게는 상기 광투과성 전극은 Ni, Au, Pt, Al, Ti중 적어도 하나를 포함하여 형성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the light transmitting electrode or the transparent electrode is formed on one side of the nitride-based semiconductor layer, the first electrode is characterized in that formed on the light transmitting electrode or the transparent electrode. More preferably, the transparent electrode is formed of indium tin oxide (ITO) or ZnO. Also preferably, the light transmissive electrode is formed to include at least one of Ni, Au, Pt, Al, Ti.

또한 바람직하게는 상기 오믹전극층은 Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti, Cu 중 적어도 하나를 포함하여 형성한다. 또한 바람직하게는 제 1전극은 Al, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti 중의 적어도 하나를 포함한다. 또한 바람직하게는 상기 제 1 유테틱금속층 또는 상기 제 2유테틱금속층은 Ti, Al, Rd, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ag 중의 적어도 하나를 포함하여 형성한다.Also preferably, the ohmic electrode layer includes at least one of Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti, and Cu. Also preferably, the first electrode includes at least one of Al, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, and Ti. Also preferably, the first or second metal element layer includes at least one of Ti, Al, Rd, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, and Ag.

또한 바람직하게는 상기 리셉터기판은 p형 실리콘 기판을 사용하고, 상기 제 2 유테틱금속층은 Ti, Au, Ni, Pt중 적어도 하나를 포함하여 형성한다. 또한 바람직하게는 상기 리셉터 기판은 Si, GaAs, InP, InAs 등의 도전형 반도체 기판, CuW, Mo, Au, Al, Cu등의 금속 중의 적어도 하나를 포함하여 형성한다. 또한 바람직하게는 상기 질화물계 반도체층은 Inx(AlyGa1-y)N 질화물계 반도체로 이루어져 있고, x와 y는 1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0값을 가진다. Also preferably, the receptor substrate may be formed of a p-type silicon substrate, and the second eutectic metal layer may include at least one of Ti, Au, Ni, and Pt. Also preferably, the receptor substrate may include at least one of conductive semiconductor substrates such as Si, GaAs, InP, InAs, and metals such as CuW, Mo, Au, Al, and Cu. Also preferably, the nitride semiconductor layer is composed of an In x (Al y Ga 1-y ) N nitride semiconductor, where x and y are 1≥x≥0, 1≥y≥0, and x + y> 0. Has

상기 구조의 수직전극형 발광 다이오드는 사파이어 기초기판 위에 복수개의 질화물계 반도체층을 형성하는 단계; 상기 질화물계 반도체층 위에 오믹전극층을 형성하는 단계; 상기 오믹전극층 위에 산화막층을 형성하는 단계; 상기 사파이어 기초기판을 소정 두께로 가공한 후, 상기 질화물계 반도체층이 노출되도록 식각하는 단계; 상기 노출된 질화물계 반도체층 위에 제 1전극을 형성하는 단계; 상기 산화막층을 식각하여 상기 오믹전극층이 노출되도록 비아홀을 형성하는 단계; 및 상기 산화막층과 상기 비아홀에 걸쳐서 제 2 전극을 형성하는 단계;를 포함하여 제조한다.The vertical electrode light emitting diode of the structure comprises the steps of forming a plurality of nitride-based semiconductor layer on the sapphire base substrate; Forming an ohmic electrode layer on the nitride based semiconductor layer; Forming an oxide layer on the ohmic electrode layer; After processing the sapphire base substrate to a predetermined thickness, etching the nitride-based semiconductor layer to be exposed; Forming a first electrode on the exposed nitride based semiconductor layer; Etching the oxide layer to form a via hole to expose the ohmic electrode layer; And forming a second electrode over the oxide layer and the via hole.

바람직하게는 사파이어 기초기판 위에 복수개의 질화물계 반도체층을 형성하는 단계; 상기 질화물계 반도체층 위에 오믹전극층을 형성하는 단계; 상기 오믹전극층 위에 제 1유테틱금속층을 형성하는 단계; 리셉터기판의 일측면에 제 2유테틱금속층을 형성하고, 상기 리셉터기판과 상기 제 2 유테틱금속층을 관통하는 비아홀을 형성하는 단계; 상기 제 1 유테틱금속층과 상기 제 2 유테틱금속층을 접착시키는 단계; 상기 리셉터기판과 상기 비아홀에 걸쳐서 보호막층을 형성하는 단계; 및 상기 사파이어 기초기판을 소정 두께로 가공한 후, 상기 질화물계 반도체층이 노출되도록 식각하는 단계; 상기 노출된 질화물계 반도체층 위에 제 1전극을 형성하는 단계; 상기 보호막층을 완전히 식각하여 상기 비아홀을 드러내는 단계; 및 상기 리셉터 기판과 상기 비아홀에 걸쳐서 제 2전극을 형성하는 단계;를 포함하여 제조한다.Preferably forming a plurality of nitride-based semiconductor layer on the sapphire base substrate; Forming an ohmic electrode layer on the nitride based semiconductor layer; Forming a first eutectic metal layer on the ohmic electrode layer; Forming a second eutectic metal layer on one side of the receptor substrate, and forming a via hole penetrating through the receptor substrate and the second eutectic metal layer; Adhering the first eutectic metal layer and the second eutectic metal layer; Forming a passivation layer over the receptor substrate and the via hole; And processing the sapphire base substrate to a predetermined thickness, and then etching the nitride-based semiconductor layer to be exposed. Forming a first electrode on the exposed nitride based semiconductor layer; Completely etching the passivation layer to expose the via hole; And forming a second electrode over the receptor substrate and the via hole.

또한 바람직하게는 사파이어 기초기판 위에 복수개의 질화물계 반도체층을 형성하는 단계; 상기 질화물계 반도체층 위에 오믹전극층을 형성하는 단계; 상기 오믹전극층 위에 산화막층을 형성하는 단계; 상기 산화막층 위에 제 1유테틱금속층 을 형성하고, 상기 제 1유테틱금속층을 식각하여 상기 산화막층이 노출되도록 비아홀을 형성하는 단계; 리셉터기판의 일측면에 제 2 유테틱금속층을 형성하고, 상기 리셉터기판과 제 2유테틱금속층을 관통하는 비아홀을 상기 제1 유테틱금속층 상의 비아홀과 일치하는 위치에 형성하는 단계; 상기 제 1유테틱금속층과 상기 제 2 유테틱금속층을 접착시키는 단계; 상기 사파이어 기초기판을 소정 두께로 가공한 후, 상기 질화물계 반도체층이 노출되도록 식각하는 단계; 상기 노출된 질화물계 반도체층 위에 제 1전극을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 유테틱금속층 및 리셉터기판의 비아홀을 통해 노출된 산화막을 식각하는 단계; 및 상기 리셉터기판과 상기 비아홀에 걸쳐서 제 2 전극을 형성하는 단계;를 포함하여 제조한다.Also preferably forming a plurality of nitride-based semiconductor layer on the sapphire base substrate; Forming an ohmic electrode layer on the nitride based semiconductor layer; Forming an oxide layer on the ohmic electrode layer; Forming a first eutectic metal layer on the oxide layer, and etching the first eutectic metal layer to form via holes to expose the oxide layer; Forming a second eutectic metal layer on one side of the receptor substrate, and forming a via hole penetrating through the receptor substrate and the second eutectic metal layer at a position coincident with the via hole on the first eutectic metal layer; Adhering the first eutectic metal layer and the second eutectic metal layer; After processing the sapphire base substrate to a predetermined thickness, etching the nitride-based semiconductor layer to be exposed; Forming a first electrode on the exposed nitride based semiconductor layer; Etching the exposed oxide film through the via holes of the first and second eutectic metal layers and the receptor substrate; And forming a second electrode over the receptor substrate and the via hole.

또한 바람직하게는 상기 질화물계 반도체층을 노출시킨 후에 상기 노출된 질화물계 반도체층 위에 광투과성 전극 또는 투명전극을 형성하는 단계;를 추가적으로 포함하며, 상기 광투과성 전극 또는 투명전극 위에 제 1전극을 형성하는 것을 특징으로 한다. 더욱 바람직하게는 상기 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ZnO로 하는 것을 특징으로 한다. 또한 바람직하게는 상기 광투과성 전극은 Ni, Au, Pt, Al, Ti중 적어도 하나를 포함하여 형성하는 것을 특징으로 한다.The method may further include forming a light transmissive electrode or a transparent electrode on the exposed nitride semiconductor layer after exposing the nitride semiconductor layer, and forming a first electrode on the light transmissive electrode or the transparent electrode. Characterized in that. More preferably, the transparent electrode is characterized in that the indium tin oxide (ITO) or ZnO. Also preferably, the light transmissive electrode is formed to include at least one of Ni, Au, Pt, Al, Ti.

또한 바람직하게는 상기 오믹전극층을 형성하는 단계는 Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti중 적어도 하나를 포함하여 형성하고, 산소 또는 질소를 포함하는 분위기의 퍼니스에서 450℃내지 700℃의 온도로 2분간 열처리하는 것을 특징으로 한다. 또한 바람직하게는 상기 제 1 유테틱금속층과 상기 제 2 유테틱금속층의 접착단계는 Ar, He, Kr, Xe, Rn중 적어도 하나를 포함하는 가스분위기에서 진행한다. 또한 바람직하게는 상기 사파이어기초기판을 식각하는 단계는 황산(H2SO4) 및 인산(H3 PO4)의 혼합용액에 의한 습식식각으로 진행한다. Also preferably, the forming of the ohmic electrode layer may include at least one of Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, and Ti, and may be 450 ° C. to 700 in an furnace containing oxygen or nitrogen. Heat treatment for 2 minutes at a temperature of ℃. Also preferably, the bonding of the first and second eutectic metal layers is carried out in a gas atmosphere including at least one of Ar, He, Kr, Xe, and Rn. Also preferably, the step of etching the sapphire base substrate may be performed by wet etching with a mixed solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ).

<질화물계 반도체층의 형성><Formation of nitride based semiconductor layer>

수직 전극형 발광다이오드를 제작하기 위하여 430μm 정도의 두께의 사파이어 기초기판 (Sapphire, Al2O3)위에 버퍼층 (Buffer layer + undoped Inx(AlyGa1-y)N)(12), n형 도전형 접촉층(13), n형 클래드층(14), 발광층(15), p형 클래드층(16), p형 도전형 접촉층(17)의 Inx(GayAl1-y)N 질화물계 반도체층을 성장했다. 즉, 각층(12, 13, 14, 15, 16, 17) 마다 AlGaN, InGaN, AlGaInN 등으로 형성할 수 있다. 질화물계 반도체의 조성비는 1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0 이다.Buffer layer + undoped In x (Al y Ga 1-y ) N (12), n-type on sapphire base substrate (Sapphire, Al 2 O 3 ) of 430μm thickness to fabricate vertical electrode type light emitting diode In x (Ga y Al 1-y ) N of the conductive contact layer 13, the n-type cladding layer 14, the light emitting layer 15, the p-type cladding layer 16, and the p-type conductive contact layer 17. The nitride semiconductor layer was grown. That is, each layer 12, 13, 14, 15, 16, 17 can be formed of AlGaN, InGaN, AlGaInN or the like. The composition ratio of the nitride semiconductor is 1≥x≥0, 1≥y≥0, and x + y> 0.

질화물 반도체층(Inx(GayAl1-y)N) 은 금속유기화학증착법(metal organic chemical vapor deposition; MOCVD)을 이용하여 성장했다. 여기서 질화물계 반도체층은 금속유기화학증착법(metal organic chemical vapor deposition), 액상에피텍셜법(liquid phase epitaxy), 수소액상성장(hydride vapor phase epitaxy), 분자빔에피텍셜법(Molecular beam epitaxy), MOVPE(metal organic vapor phase epitaxy)로 성장할 수도 있다. The nitride semiconductor layer (In x (Ga y Al 1-y ) N) was grown using metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The nitride semiconductor layer may include metal organic chemical vapor deposition, liquid phase epitaxy, hydrogen vapor phase epitaxy, molecular beam epitaxy, and MOVPE. It can also grow with (metal organic vapor phase epitaxy).

성장하는 질화물 반도체 층은 제작하고자 하는 소자의 종류에 따라 단일층 또는 복수층으로 성장 할 수 있고 도전성질을 갖도록 Si, Mg, Zn군 중 어느 하나 또는 복수의 원소를 불순물로 첨가 할 수 있다. n-형 질화물계 반도체층을 만들기 위 해서는 Si를 첨가하고 p-형 질화물계 반도체 층을 만들기 위해서는 Mg를 첨가할 수 있다. 도핑농도는 제작하고자 하는 소자의 종류에 따라 다르며 1015/cm3내지 1021 /cm3 정도로 도핑 할 수 있다. 따라서 도핑농도에 따라 질화물 반도체를 고저항체 또는 도전성으로 구분하며 고저항체인 경우 비저항은 1x100Ωcm이상, 도전성인 경우는 1x10-1Ωcm이하가 되는 것이 바람직하다. The growing nitride semiconductor layer may be grown in a single layer or in multiple layers depending on the type of device to be manufactured, and any one or a plurality of elements of Si, Mg, and Zn groups may be added as impurities to have a conductive property. Si may be added to form an n-type nitride semiconductor layer, and Mg may be added to form a p-type nitride semiconductor layer. The doping concentration depends on the type of device to be manufactured and may be doped at about 10 15 / cm 3 to 10 21 / cm 3 . Therefore, the nitride semiconductor is classified into a high resistor or a conductive material according to the doping concentration, and in the case of a high resistor, the resistivity is preferably 1x10 0 Ωcm or more and 1x10 -1 Ωcm or less in the case of the conductive material.

특히 발광층(15)의 경우 Inx(GayAl1-y)N의 장벽층과 Inx(Ga yAl1-y)N의 우물층으로 이루어진 단일 양자 우물 구조 또는, 다중 양자 우물 구조를 가질 수 있고, In, Ga, Al의 조성비를 조절함으로써 InN(~1.8eV) 밴드갭을 갖는 장파장에서부터 AlN(~6.4eV) 밴드갭을 갖는 단파장의 발광다이오드까지 자유롭게 제작할 수 있다.In particular, the light-emitting layer (15) In x (Ga y Al 1-y) barrier layers of N and In x (Ga y Al 1- y) single quantum well structure comprising a well layer of the N or, have a multiple quantum well structure By controlling the composition ratio of In, Ga, and Al, it is possible to freely fabricate from the long wavelength having the InN (˜1.8 eV) band gap to the short wavelength light emitting diode having the AlN (˜6.4 eV) band gap.

<제 1실시예><First Embodiment>

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 제 1실시예에 따른 수직전극형 발광다이오드의 중간 제조과정을 도시한 도면이다. 본 실시예의 수직전극형 발광 다이오드는 다음과 같은 구조를 갖는다. 1A to 1D are diagrams illustrating an intermediate process of manufacturing a vertical electrode light emitting diode according to a first embodiment of the present invention. The vertical geometry light emitting diode of this embodiment has the following structure.

제 1 오믹접촉층(13), 제 1 클레딩층(14), 발광층(15), 제 2 클레딩층(16), 제 2 오믹접촉층(17), 오믹전극(19)이 차례로 형성되어 있고, 오믹전극(19) 위에 산화막(20)이 형성되어 있으며, 제 1 전극(25)은 사파이어 기초기판이 전부 제거되어 제 1 오믹접촉층(13) 위에 형성되었다. 여기서 제 1 오믹 접촉층은 n형, 제 2 오믹접촉층은 p형이 될 수 있다. 제 2전극(26)은 비아홀(27) 및 산화막(20) 위에 형성 되어 오믹전극(19)과 전기적으로 연결된다. 본 발명에서는 산화막(20) 자체가 리셉터기판의 역할을 하였다.The first ohmic contact layer 13, the first cladding layer 14, the light emitting layer 15, the second cladding layer 16, the second ohmic contact layer 17, and the ohmic electrode 19 are sequentially formed. The oxide film 20 is formed on the ohmic electrode 19, and the first electrode 25 is formed on the first ohmic contact layer 13 by removing all the sapphire base substrates. The first ohmic contact layer may be n-type, and the second ohmic contact layer may be p-type. The second electrode 26 is formed on the via hole 27 and the oxide film 20 to be electrically connected to the ohmic electrode 19. In the present invention, the oxide film 20 itself serves as a receptor substrate.

도 1a와 같이 사파이어 기초기판(11)위에 질화물계 반도체층(12, 13, 14, 15, 16, 17)을 차례로 형성한 후, 오믹전극(19)을 증착하고 리셉터기판의 역할을 하는 산화막(20)을 형성하였다. As shown in FIG. 1A, nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 are sequentially formed on the sapphire base substrate 11, and then an ohmic electrode 19 is deposited and an oxide film serving as a receptor substrate ( 20) was formed.

버퍼층(12) 및 n형 및 p형 도전형 접촉층(13, 17), n형, p형 클래딩 층(14, 16), 발광층(15)은 Inx(AlyGa1-y)N 질화물계 반도체로 이루어져 있고, x와 y는 1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0 값을 가진다. n형 도전형 접촉층(13)은 Si 불순물이 1018 cm-3이상의 농도로 도핑되어 1x10-1Ωcm 이하의 비저항을 가지며, p형 접촉층(17)은 Mg 불순물이 1018 cm-3이상의 농도로 도핑되어 1x10-1Ωcm이하의 비저항을 갖도록 했다. The buffer layer 12 and the n-type and p-type conductive contact layers 13 and 17, the n-type and p-type cladding layers 14 and 16, and the emission layer 15 are formed of In x (Al y Ga 1-y ) N nitride. And x and y have values of 1 ≧ x ≧ 0, 1 ≧ y ≧ 0, and x + y> 0. The n-type conductive contact layer 13 is doped with a Si impurity of 10 18 cm −3 or more to have a resistivity of 1 × 10 −1 Ωcm or less, and the p-type contact layer 17 has a Mg impurity of 10 18 cm −3 or more Doped to a concentration to have a resistivity of less than 1 × 10 −1 Ωcm.

질화물계 반도체 박막의 전체 두께는 사파이어 기판 제거시 응력에 의한 질화물 반도체의 깨짐을 최소화하기 위하여 1μm내지 20μm두께를 갖는 것이 바람직하고, 전류확산 및 식각선택비를 개선시키기 위하여 n형 도전형 접촉층(13)은 2μm 이상 및 p형 접촉층(17)의 두께는 0.2μm이상 두껍게 하는 것이 바람직하다.The total thickness of the nitride-based semiconductor thin film is preferably 1 μm to 20 μm in order to minimize the cracking of the nitride semiconductor due to stress when removing the sapphire substrate, and to improve the current diffusion and etching selectivity, 13), the thickness of 2 μm or more and the p-type contact layer 17 is preferably 0.2 μm or more.

이후에 오믹전극(19)을 증착하여 열처리하게 된다. 낮은 접촉저항과 광 반사성이 우수한 도전 물질을 얻기 위하여 오믹전극(19)은 Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti 중의 어느 하나 또는 이들 금속의 합금을 증착하여 외부 양자효율을 증가 시킬 수 있다. 열처리는 산소 또는 질소를 포함하는 분위기에서 450℃ 내지 700℃ 의 온도로 2분간 수행하는 것이 바람직하다. Thereafter, the ohmic electrode 19 is deposited and heat treated. In order to obtain a conductive material having excellent low contact resistance and light reflectivity, the ohmic electrode 19 increases the external quantum efficiency by depositing any one of Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti, or an alloy of these metals. You can. The heat treatment is preferably performed at a temperature of 450 ° C. to 700 ° C. for 2 minutes in an atmosphere containing oxygen or nitrogen.

열처리가 끝나면 PECVD(plasma enhanced chemical vapour deposition)으로 산화막(20)을 증착한다. 산화막(20)은 사파이어 기판을 식각할 때 질화물 반도체층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 보호막으로 활용되고 본 실시예에서는 리셉터기판의 기능도 수행한다.After the heat treatment, the oxide film 20 is deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The oxide film 20 serves as a protective film for the nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 when etching the sapphire substrate, and also functions as a receptor substrate in this embodiment.

이어서 사파이어 기판(11)을 랩핑(lapping and polishing)하였다. 이 때, 사파이어 기판(11)의 두께는 식각공정 시간을 최소화시키기 위하여 가능한 한 얇게 하는 것이 좋으나 너무 얇으면 사파이어 기판(11)이 휠 염려가 있거나 취급하기가 어려우므로 바람직하게는 10μm~200μm 정도이다. 또, 사파이어 기판(11) 표면의 거칠기가 질화물반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)에 그대로 전달되어 질화물 반도체 구조가 손상될 수 있기 때문에 경면 연마된 사파이어 기판(11) 표면의 거칠기는 20μm 이하가 되도록 하였다. Subsequently, the sapphire substrate 11 was wrapped and polished. At this time, the thickness of the sapphire substrate 11 is preferably as thin as possible in order to minimize the etching process time, but if too thin, the sapphire substrate 11 is wheel-worn or difficult to handle, preferably 10 μm to 200 μm. . In addition, since the roughness of the surface of the sapphire substrate 11 is transferred to the nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 as it is, the nitride semiconductor structure may be damaged. Roughness was made to be 20 micrometers or less.

여기서 사파이어 기판(11)의 랩핑은 CMP(chemical mechanical polishing), ICP/RIE 건식 식각, 알루미나(Al2O3), 다이아몬드 분말을 이용한 기계적 연마 또는 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3), 수산화칼륨(KOH), 황산수소칼륨(KHSO4 ) 및 알루에치 (4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합 용액을 식각액으로 하는 습식식각에 의하여 진행한다. 이 때, ICP/RIE 또는 RIE 의 식각 가스로는 BCL3, Cl2, HBr, Ar 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합 가스를 사용한다. The lapping of the sapphire substrate 11 is performed by chemical mechanical polishing (CMP), ICP / RIE dry etching, alumina (Al 2 O 3 ), mechanical polishing using diamond powder or hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (NaOH), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), chromium oxide (CrO 3 ), potassium hydroxide (KOH), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ) and aloe (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) at least one of or proceeds by the wet etching to the mixed solution by a combination of the etchant. At this time, any one of BCL 3 , Cl 2 , HBr, Ar, or a mixed gas thereof is used as an etching gas of ICP / RIE or RIE.

이후 사파이어 기판(11)을 식각하여 버퍼층(12)을 노출시키고 다시 버퍼층(12)을 식각하여 제 1 오믹접촉층(13)의 접촉면적을 확보했다. 버퍼층(12)을 노출시키기 위한 사파이어 기판(11)의 습식식각은 다음과 같은 방법으로 진행한다. Thereafter, the sapphire substrate 11 was etched to expose the buffer layer 12, and the buffer layer 12 was etched again to secure the contact area of the first ohmic contact layer 13. The wet etching of the sapphire substrate 11 for exposing the buffer layer 12 is performed in the following manner.

200℃ 내지 400℃ 온도의 황산(H2SO4)과 인산(H3PO4)으로 혼합된 식각 용액에 의한 사파이어 기판(11)의 식각 속도를 측정하여 사파이어 기판(11) 두께보다 1um~5μm정도 더한 두께를 식각할 만큼의 시간동안 식각 용액에 담가둔다. 여기서 사용되는 식각 용액을 사용하면 GaN 질화물 반도체의 식각속도는 사파이어 기판(11)에 비하여 1/10 이하의 식각 속도를 보였다. 즉, 사파이어 기초기판(11)에 대한 질화물계 반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 식각 선택비가 10 이상이다. 따라서 사파이어 기초기판(11)을 완전히 식각하고도 남을 시간동안 식각을 진행하더라도 질화물 반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 식각 속도가 느리기 때문에 질화물 반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)이 손상될 염려는 적다. The etching rate of the sapphire substrate 11 by the etching solution mixed with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) at a temperature of 200 ° C. to 400 ° C. was measured to be 1 μm to 5 μm greater than the thickness of the sapphire substrate 11. Soak in the etching solution for enough time to etch the additional thickness. When the etching solution used herein, the etching rate of the GaN nitride semiconductor was 1/10 or less than that of the sapphire substrate 11. That is, the etching selectivity of the nitride based semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 with respect to the sapphire base substrate 11 is 10 or more. Therefore, even though the etching process is performed for a time remaining after the sapphire base substrate 11 is completely etched, the etching rate of the nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 is slow, so that the nitride semiconductor layers 12, 13, and 14 , 15, 16, 17) are less likely to be damaged.

한편, 식각 용액의 온도는 100℃ 이상으로 유지하는 것이 식각 시간 단축을 위하여 바람직하다. 식각 용액의 온도를 100℃ 이상으로 유지하기 위한 가열은 히터 위에 용액을 올려놓거나 히터를 직접 용액에 접촉하도록 하는 직접 가열 방식과 광흡수를 이용한 간접 가열 방식으로 할 수 있다. On the other hand, it is preferable to maintain the temperature of the etching solution at 100 ℃ or more in order to shorten the etching time. The heating for maintaining the temperature of the etching solution above 100 ℃ may be a direct heating method to put the solution on the heater or directly contact the heater and the indirect heating method using light absorption.

제 1 전극(25)을 형성하기 위한 사파이어 기초기판(11)의 식각에는 ICP/RIE 기술을 사용할 수도 있다. 사파이어 기판(11)을 빠르게 식각하기 위하여 ICP와 RIE 파워를 가능한 한 높이는 것이 좋지만 에피층을 손상시킬 수 있기 때문에 주의가 필요하다.An ICP / RIE technique may be used for etching the sapphire base substrate 11 for forming the first electrode 25. In order to quickly etch the sapphire substrate 11, it is desirable to increase the ICP and RIE power as much as possible, but care must be taken because it may damage the epi layer.

SiO2의 산화막(20)은 사파이어 기판(11)을 습식식각할 때 질화물 반도체(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 보호막으로 활용된다. SiO2의 산화막은 본 발명에서 사용하는 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4 ), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3), 수산화칼륨(KOH), 황산수소칼륨(KHSO4 ) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O)중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합용액에 거의 식각되지 않을 뿐아니라 질화물 반도체와의 접착력도 대단히 강하다. The oxide film 20 of SiO 2 is used as a protective film of the nitride semiconductors 12, 13, 14, 15, 16, and 17 when wet the sapphire substrate 11. The oxide film of SiO 2 is hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (NaOH), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), oxidation By at least one of chromium (CrO 3 ), potassium hydroxide (KOH), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ) and aloe etch (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) or a combination thereof It is hardly etched into the mixed solution and also has a very strong adhesion to the nitride semiconductor.

SiO2의 산화막(20)은 PECVD, LPCVD(low pressure chemical vapor deposition), thermal CVD에 의해 반도체 박막 위에 증착하는 것이 바람직하고 핀홀(pin hole)이 거의 존재하지 않는 양질의 산화막을 얻는 것이 더욱 바람직 하다. 핀홀이 없는 양질의 SiO2의 산화막은 식각용액에서 거의 식각되지 않을 뿐 아니라 식각용액이 반도체 박막과 접촉할 우려가 없으므로 반도체 박막을 보호할 수 있다. The SiO 2 oxide film 20 is preferably deposited on the semiconductor thin film by PECVD, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), thermal CVD, and it is more preferable to obtain a high quality oxide film having little pin holes. . Oxide film of high quality SiO 2 without pinhole is hardly etched in the etching solution and can protect the semiconductor thin film because the etching solution is not in contact with the semiconductor thin film.

특히, 사파이어가 식각되어 질화물계 반도체 박막이 식각액에 노출되면, 반도체 결정 성장시에 형성된 결정결함 특히, 관통 결정결함은 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4 ), 산화크롬(CrO3), 수산화칼륨(KOH), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3 COOH+HNO3+H2O)중 적어도 하나를 포함하는 혼합용액에 약하여 반도체 박막 전면을 손상시킬 수 있는데, 식각용액의 접촉을 차단함으로서 보다 안정하게 공정을 달성 할 수 있다는 잇점이 있다.In particular, when the sapphire is etched to expose the nitride semiconductor thin film to the etchant, crystal defects formed during semiconductor crystal growth, in particular, the through crystal defects are hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide ( NaOH), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), chromium oxide (CrO 3 ), potassium hydroxide (KOH), potassium hydrogen sulphate (KHSO 4 ) and aloe etch (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) is weak to the mixed solution containing at least one of the semiconductor thin film may damage the entire surface, there is an advantage that the process can be more stably achieved by blocking the contact of the etching solution.

사파이어 기판을 전부 식각하여 버퍼층(12)을 노출시켜 제 1 전극 접촉면적을 확보했다. 이후 RIE를 이용하여 버퍼층(12)을 건식 식각하여 제 1 오믹 접촉층(13)을 노출시키고 제 1 전극(25)을 증착하여 열처리 한다(도 1b). 제 1 오믹 접촉층(13)을 드러내기 위해서 버퍼층(12)은 도 1d에서 도시한 바와 같이 전부 식각할 수도 있고, 일부만 식각할 수도 있다. The sapphire substrate was completely etched to expose the buffer layer 12 to secure the first electrode contact area. Thereafter, the buffer layer 12 is dry etched using RIE to expose the first ohmic contact layer 13, and the first electrode 25 is deposited to be thermally treated (FIG. 1B). In order to expose the first ohmic contact layer 13, the buffer layer 12 may be etched entirely or only a portion thereof, as shown in FIG. 1D.

이후에 도 1c에서 도시한 바와 같이 산화막(20)을 사진식각하여 비아홀(27)을 형성한다. 산화막(20)은 부도체이므로 제 1전극(25)과 제 2전극(26)을 전기적으로 연결하기 위해서는 산화막(20)에 비아홀(27)을 형성하여야만 한다.Thereafter, as illustrated in FIG. 1C, the oxide film 20 is photographed to form a via hole 27. Since the oxide film 20 is an insulator, a via hole 27 must be formed in the oxide film 20 to electrically connect the first electrode 25 and the second electrode 26.

이후에 도 1d에서 도시된 바와 같이 제 2전극(26)을 형성하여 소자 크기로 다이싱하면 소자제작이 완료된다. 제 2전극(26)은 산화막(20) 및 비아홀(27)에 걸쳐서 형성되며 상기 비아홀(27)을 통하여 제 1전극(25)과 전기적으로 연결된다.Thereafter, as shown in FIG. 1D, when the second electrode 26 is formed and diced into the device size, device fabrication is completed. The second electrode 26 is formed over the oxide film 20 and the via hole 27 and is electrically connected to the first electrode 25 through the via hole 27.

<제 2실시예>Second Embodiment

도 2a내지 도2e는 본 발명의 제 2실시예에 따른 수직전극형 발광다이오드의 중간 제조과정을 도시한 도면이다. 본 실시예의 수직 전극형 발광 다이오드는 다음 과 같은 구조를 갖는다. 2A to 2E illustrate an intermediate manufacturing process of the vertical electrode type light emitting diode according to the second embodiment of the present invention. The vertical electrode type light emitting diode of this embodiment has the following structure.

리셉터 기판(23)위에 형성 되어 있는 제 2 유테틱 금속(22), 제 1유테틱 금속(21)과 제 2 유테틱 금속(22)이 열압착으로 접착되어 있으며, 제 1 유테틱 금속(21) 위에 오믹전극(19)이 형성되어 있다. 상기 오믹전극(19) 위에 제 2 오믹 접촉층(17), 제2 클레딩층(16), 발광층(15), 제 1 클레딩층(14), 제1 오믹 접촉층(13) 및 제1 전극(25)이 존재하며, 상기 제1 전극(25)은 사파이어 기초기판이 전부 제거되어 제1 오믹접촉층(13)위에 형성되었다. 여기서 제1 오믹 접촉층은 n형, 제2 오믹접촉층은 p형이 될 수 있다. 제 2전극(26)은 비아홀(27) 및 리셉터기판(23) 위에 형성되어 오믹전극(19)과 전기적으로 연결된다.The second eutectic metal 22, the first and second metals 21 and 22, which are formed on the receptor substrate 23, are bonded to each other by thermocompression bonding. The ohmic electrode 19 is formed on (). The second ohmic contact layer 17, the second cladding layer 16, the light emitting layer 15, the first cladding layer 14, the first ohmic contact layer 13, and the first ohmic contact layer 17 are disposed on the ohmic electrode 19. An electrode 25 exists, and the first electrode 25 is formed on the first ohmic contact layer 13 by removing all the sapphire base substrates. The first ohmic contact layer may be n-type, and the second ohmic contact layer may be p-type. The second electrode 26 is formed on the via hole 27 and the receptor substrate 23 to be electrically connected to the ohmic electrode 19.

도 2a와 같이 사파이어 기초기판(11)위에 질화물계 반도체층(12, 13, 14, 15, 16, 17)을 차례로 형성한 후, 오믹전극(19) 및 제 1유테틱 금속(21)을 증착했다. As shown in FIG. 2A, nitride-based semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 are sequentially formed on the sapphire base substrate 11, and then the ohmic electrode 19 and the first eutectic metal 21 are deposited. did.

사파이어 기판(11) 위에 버퍼층(12) 및 n형 및 p형 도전형 접촉층(13, 17), n형, p형 클래딩 층(14, 16), 발광층(15)은 Inx(AlyGa1-y)N 질화물계 반도체로 이루어져 있고, x와 y는 1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0 값을 가진다. n형 도전형 접촉층(13)은 Si 불순물이 1018 cm-3 도핑되어 1x10-1Ωcm 이하의 비저항을 가지며, p형 접촉층(17)은 Mg 불순물이 1018cm-3 이상의 농도로 도핑되어 1x10-1Ωcm이하의 비저항을 갖도록 하는 것이 바람직하다.On the sapphire substrate 11, the buffer layer 12 and the n-type and p-type conductive contact layers 13 and 17, the n-type and p-type cladding layers 14 and 16, and the light emitting layer 15 are In x (Al y Ga). 1-y ) N nitride semiconductor, and x and y have values of 1 ≧ x ≧ 0, 1 ≧ y ≧ 0, and x + y> 0. n-conductivity type contact layer 13 is Si impurity is 10 18 cm -3 is doped has a specific resistance of 1x10 -1 Ωcm or less, p-type contact layer 17 is doped with Mg impurity is more than 10 18 cm -3 concentration It is desirable to have a specific resistance of 1 × 10 −1 Ωcm or less.

질화물계 반도체 박막의 전체 두께는 사파이어 기판 제거시 응력에 의한 질화물 반도체의 깨짐을 최소화하기 위하여 1μm내지 20μm두께를 갖는 것이 바람직하 고, 전류확산 및 식각선택비를 개선시키기 위하여 n형 도전형 접촉층(13)은 2μm 이상 및 p형 접촉층(17)의 두께는 0.2μm이상 두껍게 하는 것이 바람직하다.The total thickness of the nitride-based semiconductor thin film preferably has a thickness of 1 μm to 20 μm to minimize the cracking of the nitride semiconductor due to stress when removing the sapphire substrate, and the n-type conductive contact layer to improve current diffusion and etching selectivity. (13) is preferably at least 2 m and the thickness of the p-type contact layer 17 is at least 0.2 m.

이후에 오믹전극(19)을 증착하여 열처리하게 된다. 낮은 접촉저항과 광 반사성이 우수한 도전 물질을 얻기 위하여 오믹전극(19)은 Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti 중의 어느 하나 또는 이들 금속의 합금을 증착하여 외부 양자효율을 증가 시킬 수 있다. 열처리는 산소 또는 질소를 포함하는 분위기에서 450℃ 내지 700℃의 온도로 2분간 수행하였다. Thereafter, the ohmic electrode 19 is deposited and heat treated. In order to obtain a conductive material having excellent low contact resistance and light reflectivity, the ohmic electrode 19 increases the external quantum efficiency by depositing any one of Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti, or an alloy of these metals. You can. Heat treatment was performed for 2 minutes at a temperature of 450 ℃ to 700 ℃ in an atmosphere containing oxygen or nitrogen.

이어서 제 1 유테틱 금속(21)을 반도체 기판에 증착하고, 제 2 유테틱 금속(22)을 리셉터 기판(23)에 증착한다. 제 1 및 제 2 유테틱 금속(21, 22)은 우수한 접착력을 얻기 위하여 Ti, Al, Rd, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ag 중의 어느 하나 또는 이들 금속의 합금 등을 증착하는 것이 바람직하고 질소를 포함하는 분위기의 퍼니스(furnace)에서 300℃ 내지 700℃ 사이의 온도로 열처리하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 400℃ 내지 600℃ 의 온도에서 열처리 한다.Subsequently, the first eutectic metal 21 is deposited on the semiconductor substrate, and the second eutectic metal 22 is deposited on the receptor substrate 23. The first and second eutectic metals 21 and 22 preferably deposit any one of Ti, Al, Rd, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ag, or an alloy of these metals in order to obtain excellent adhesion. And heat treatment at a temperature between 300 ° C. and 700 ° C. in a furnace containing nitrogen. More preferably, the heat treatment is performed at a temperature of 400 ° C to 600 ° C.

발광 다이오드의 동작전압은 금속과 반도체층과의 접촉저항에 큰 영향을 받으므로 제 2 유테틱 금속(22)은 리셉터 기판(23)과 낮은 접촉 저항을 얻도록 오믹 접촉을 하는 것이 바람직하다. 제 2 유테틱 금속(22)은 리셉터 기판과 오믹접촉을 얻는 것이 중요하므로, Si 기판을 리셉터 기판(23)으로 사용하는 경우에는 Ti, Au, Ni, Pt 중 어느 하나 이상의 조합으로 증착한 후 열처리하여 실리콘 기판과의 밀착성과 오믹특성을 향상시키는 것이 바람직하다. 특히, 사파이어 기판 식각중에 소자의 손상을 방지하기 위하여 Ti/Pt/Au로 하는 것이 바람직하다.Since the operating voltage of the light emitting diode is greatly affected by the contact resistance between the metal and the semiconductor layer, it is preferable that the second eutectic metal 22 is in ohmic contact with the receptor substrate 23 so as to obtain a low contact resistance. Since it is important to obtain ohmic contact with the second substrate 22, the second substrate 22 is deposited by a combination of any one of Ti, Au, Ni, and Pt, and then heat-treated when the Si substrate is used as the receptor substrate 23. It is desirable to improve the adhesion to the silicon substrate and ohmic characteristics. In particular, in order to prevent damage to the device during sapphire substrate etching, it is preferable to set Ti / Pt / Au.

리셉터기판(23)은 제 2 유테틱금속(22)을 증착하기 전에 비아홀(27)을 형성한다. 제 1전극(25)과 제 2전극(26)은 상기 비아홀(27)을 통하여 전기적으로 연결되므로 상기 리셉터기판(23)은 부도체를 사용할 수도 있고 도체를 사용할 수도 있다. 일례로서 리셉터기판(23)은 Si, GaAs, InP, InAs 등의 도전형 반도체 기판, CuW, Mo, Au, Al, Cu등의 금속 중의 어느 하나 이상을 포함하여 형성할 수 있다. The receptor substrate 23 forms the via holes 27 before the second eutectic metal 22 is deposited. Since the first electrode 25 and the second electrode 26 are electrically connected through the via hole 27, the receptor substrate 23 may use an insulator or a conductor. As an example, the receptor substrate 23 may be formed by including any one or more of metals such as conductive semiconductor substrates such as Si, GaAs, InP, InAs, CuW, Mo, Au, Al, Cu, and the like.

기판 접착시 In, Pd, Sn, Au, Pt, Ti, Ge 중 어느 하나 이상의 조합으로 200℃ 내지 500℃ 의 온도에서 약 1MP 내지 6MP (Mega pascal)의 압력으로 1분 내지 60분간 접착하는 것이 바람직하다. When bonding the substrate, it is preferable to bond 1 to 60 minutes at a pressure of about 1 MP to 6 MP (Mega pascal) at a temperature of 200 to 500 ° C. using a combination of any one or more of In, Pd, Sn, Au, Pt, Ti, and Ge. Do.

이후에 도 2b에서 도시한 바와 같이 제 1 유테틱 금속(21)과 제 2 유테틱(22) 금속을 열압착하여 접착시켰다. 이러한 열 압착 공정에서 제 1, 제 2 유테틱 금속(21, 22)이 산화되는 것을 방지하기 위하여 Ar, He, Kr, Xe, Rn 등의 가스 분위기에서 진행하여 반도체 박막과 금속과의 접촉저항을 낮출 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Thereafter, as shown in FIG. 2B, the first and second eutectic metals 21 and 22 metal were thermocompression-bonded to each other. In order to prevent the first and second eutectic metals 21 and 22 from being oxidized in the thermocompression bonding process, the contact resistance between the semiconductor thin film and the metal is increased in a gas atmosphere such as Ar, He, Kr, Xe, and Rn. It is desirable to be able to lower.

열처리가 끝나면 도 2c에 도시한 바와 같이 비아홀(27)과 리셉터기판(23)에 걸쳐서 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)으로 SiO2보호막(24)을 증착한다. SiO2의 보호막(24)은 사파이어 기판을 식각할 때 질화물 반도체층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 보호막으로 활용된다.After the heat treatment, as shown in FIG. 2C, the SiO 2 protective film 24 is deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) over the via hole 27 and the receptor substrate 23. The protective film 24 of SiO 2 is used as a protective film of the nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 when etching the sapphire substrate.

SiO2의 보호막(24)은 본 발명에서 사용하는 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO 3), 수산화칼 륨(KOH), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3COOH+HNO 3+H2O)중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합용액에 거의 식각되지 않을 뿐 아니라 질화물 반도체와의 접착력도 대단히 강하다. SiO 2 protective film 24 is hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (NaOH), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 used in the present invention ), Chromium oxide (CrO 3 ), calcium hydroxide (KOH), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ), and allues (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) or these It is hardly etched into the mixed solution by the combination of and has a very strong adhesion to the nitride semiconductor.

SiO2의 보호막(24)은 PECVD, LPCVD(low pressure chemical vapor deposition), thermal CVD에 의해 반도체 박막 위에 증착하는 것이 바람직하고 핀홀(pin hole)이 거의 존재하지 않는 양질의 산화막을 얻는 것이 더욱 바람직하다. 핀홀이 없는 양질의 SiO2의 산화막은 식각용액에서 거의 식각되지 않을 뿐 아니라 식각용액이 반도체 박막과 접촉할 우려가 없으므로 반도체 박막을 보호할 수 있다. The protective film 24 of SiO 2 is preferably deposited on the semiconductor thin film by PECVD, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), thermal CVD, and more preferably, a high quality oxide film having little pinholes is obtained. . Oxide film of high quality SiO 2 without pinhole is hardly etched in the etching solution and can protect the semiconductor thin film because the etching solution is not in contact with the semiconductor thin film.

특히 사파이어가 식각되어 질화물계 반도체 박막이 식각액에 노출되면 반도체 결정 성장시에 형성된 결정결함 특히, 관통 결정결함은 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3), 수산화칼륨(KOH), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3COOH+HNO 3+H2O)중 적어도 하나를 포함하는 혼합용액에 약하여 반도체 박막 전면을 손상시킬 수 있는데, 산화막을 형성시켜 식각용액의 접촉을 차단함으로서 보다 안정하게 공정을 달성 할 수 있다는 잇점이 있다. In particular, when sapphire is etched and the nitride semiconductor thin film is exposed to an etchant, crystal defects formed during semiconductor crystal growth, in particular, penetrating crystal defects are hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), potassium hydroxide (KOH), and sodium hydroxide (NaOH). , Sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), chromium oxide (CrO 3 ), potassium hydroxide (KOH), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ) and aloe etch (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH It is weak to the mixed solution containing at least one of + HNO 3 + H 2 O) and may damage the entire surface of the semiconductor thin film. The advantage is that the process can be more stably achieved by forming an oxide film to block the contact of the etching solution. .

즉, 산화막(24)이 없이 유테틱 금속만으로 질화물 반도체를 보호하면 금속증착시에 형성되는 금속 클러스트 때문에 마이크로 파이프(micro pipe)가 형성되고 마이크로 파이프는 식각용액이 흐를 수 있는 통로를 제공하여 식각용액이 질화물 반도체층 속으로 침투하게 됨으로써 오믹전극(19) 및 제 2 오믹접촉층(17)을 손상시키게 되는 것이다.That is, when the nitride semiconductor is protected by only the eutectic metal without the oxide film 24, a micro pipe is formed due to the metal crust formed during the metal deposition, and the micro pipe provides an passage through which the etching solution can flow. Penetrating into the nitride semiconductor layer damages the ohmic electrode 19 and the second ohmic contact layer 17.

이어서 사파이어 기판(11)을 랩핑(lapping and polishing)하였다. 이 때, 사파이어 기판(11)의 두께는 식각공정 시간을 최소화시키기 위하여 가능한 한 얇게 하는 것이 좋으나 너무 얇으면 사파이어 기판(11)이 휠 염려가 있거나 취급하기가 어려우므로 바람직하게는 10μm~200μm 정도이다. 또, 사파이어 기판(11) 표면의 거칠기가 질화물반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)에 그대로 전달되어 질화물 반도체 구조가 손상될 수 있기 때문에 경면 연마된 사파이어 기판(11) 표면의 거칠기는 20μm 이하가 되도록 하였다. Subsequently, the sapphire substrate 11 was wrapped and polished. At this time, the thickness of the sapphire substrate 11 is preferably as thin as possible in order to minimize the etching process time, but if too thin, the sapphire substrate 11 is wheel-worn or difficult to handle, preferably 10 μm to 200 μm. . In addition, since the roughness of the surface of the sapphire substrate 11 is transferred to the nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 as it is, the nitride semiconductor structure may be damaged. Roughness was made to be 20 micrometers or less.

여기서 사파이어 기판(11)의 랩핑은 CMP(chemical mechanical polishing), ICP/RIE 건식 식각, 알루미나(Al2O3) 가루를 이용한 기계적 연마 또는 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H 3PO4), 산화크롬(CrO3), 수산화칼륨(KOH), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치 (4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합 용액을 식각액으로 하는 습식식각에 의하여 진행한다. 이 때, ICP/RIE 또는 RIE 의 식각 가스로는 BCL3, Cl2, HBr, Ar 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합 가스를 사용한다. The lapping of the sapphire substrate 11 is performed by chemical mechanical polishing (CMP), ICP / RIE dry etching, mechanical polishing using alumina (Al 2 O 3 ) powder or hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), potassium hydroxide (KOH). ), Sodium hydroxide (NaOH), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), chromium oxide (CrO 3 ), potassium hydroxide (KOH), potassium hydrogen sulphate (KHSO 4 ) and aloe etch (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COH + HNO 3 + H 2 O) proceeds by wet etching using a mixed solution of at least one or a combination thereof as an etchant. At this time, any one of BCL 3 , Cl 2 , HBr, Ar, or a mixed gas thereof is used as an etching gas of ICP / RIE or RIE.

이후 도 2d와 같이 사파이어 기판(11)을 식각하여 버퍼층(12)을 노출시켜 제 1 오믹접촉층(13)의 접촉면적을 확보하고 노출된 제 1오믹접촉층(13)위에 제 1 전극(25)을 형성하였다. 제 1 전극(25)은 Al, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti 중의 적어도 하나를 포함한다.Thereafter, as shown in FIG. 2D, the sapphire substrate 11 is etched to expose the buffer layer 12 to secure the contact area of the first ohmic contact layer 13 and to expose the first electrode 25 on the exposed first ohmic contact layer 13. ) Was formed. The first electrode 25 includes at least one of Al, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, and Ti.

버퍼층(12)을 노출시키기 위한 사파이어 기판(11)의 습식식각은 다음과 같은 방법으로 진행한다. 200℃ 내지 400℃ 온도의 황산(H2SO4)과 인산(H3PO 4)으로 혼합된 식각 용액에 의한 사파이어 기판(11)의 식각 속도를 측정하여 사파이어 기판(11) 두께보다 1μm~5μm정도 더한 두께를 식각할 만큼의 시간동안 식각 용액에 담가둔다. The wet etching of the sapphire substrate 11 for exposing the buffer layer 12 is performed in the following manner. The etching rate of the sapphire substrate 11 by the etching solution mixed with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) at a temperature of 200 ° C. to 400 ° C. was measured to be 1 μm to 5 μm than the thickness of the sapphire substrate 11. Soak in the etching solution for enough time to etch the additional thickness.

여기서 사용되는 식각 용액을 사용하면 GaN 질화물 반도체의 식각속도는 사파이어 기판(11)에 비하여 1/10 이하의 식각 속도를 보였다. 즉, 사파이어 기초기판(11)에 대한 질화물계 반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 식각 선택비가 10 이상이다. 따라서 사파이어 기초기판(11)을 완전히 식각하고도 남을 시간동안 식각을 진행하더라도 질화물 반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 식각 속도가 느리기 때문에 질화물 반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)이 손상될 염려는 적다. When the etching solution used herein, the etching rate of the GaN nitride semiconductor was 1/10 or less than that of the sapphire substrate 11. That is, the etching selectivity of the nitride based semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 with respect to the sapphire base substrate 11 is 10 or more. Therefore, even though the etching process is performed for a time remaining after the sapphire base substrate 11 is completely etched, the etching rate of the nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 is slow, so that the nitride semiconductor layers 12, 13, and 14 , 15, 16, 17) are less likely to be damaged.

한편, 식각 용액의 온도는 100℃ 이상으로 유지하는 것이 식각 시간 단축을 위하여 바람직하다. 식각 용액의 온도를 100℃ 이상으로 유지하기 위한 가열은 히터 위에 용액을 올려놓거나 히터를 직접 용액에 접촉하도록 하는 직접 가열 방식과 광흡수를 이용한 간접 가열 방식으로 할 수 있다. On the other hand, it is preferable to maintain the temperature of the etching solution at 100 ℃ or more in order to shorten the etching time. The heating for maintaining the temperature of the etching solution above 100 ℃ may be a direct heating method to put the solution on the heater or directly contact the heater and the indirect heating method using light absorption.

제 1 전극(25)을 형성하기 위한 사파이어 기초기판(11)의 식각에는 ICP/RIE 기술을 사용할 수도 있다. 사파이어 기판(11)을 빠르게 식각하기 위하여 ICP와 RIE 파워를 가능한 한 높이는 것이 좋지만 에피층을 손상시킬 수 있기 때문에 주의가 필요하다.An ICP / RIE technique may be used for etching the sapphire base substrate 11 for forming the first electrode 25. In order to quickly etch the sapphire substrate 11, it is desirable to increase the ICP and RIE power as much as possible, but care must be taken because it may damage the epi layer.

사파이어 기판을 전부 식각하여 버퍼층(12)을 노출시켜 제 1 전극 접촉면적을 확보했다. 이후 RIE를 이용하여 버퍼층(12)을 건식 식각하여 제 1오믹접촉층(13)을 노출시키고 제 1 전극(25)을 증착하여 열처리 한다. 제 1오믹접촉층(13)을 드러내기 위해서 버퍼층(12)은 도 2d처럼 전부 식각할 수도 있고, 일부만 식각할 수도 있다.  The sapphire substrate was completely etched to expose the buffer layer 12 to secure the first electrode contact area. Thereafter, the buffer layer 12 is dry-etched using RIE to expose the first ohmic contact layer 13, and the first electrode 25 is deposited to be heat-treated. In order to expose the first ohmic contact layer 13, the buffer layer 12 may be etched entirely or only a portion of the buffer layer 12 as shown in FIG. 2D.

이후에 산화막(24)을 식각하여 완전히 제거하고, 상기 비아홀(27) 및 리셉터기판(23)을 노출시킨다. 이후에 도 2e에서 도시된 바와 같이 제 2전극(26)을 형성한다. 제 2전극(26)은 리셉터기판(23) 및 비아홀(27)에 걸쳐서 형성되며 상기 비아홀(27)을 통하여 제 1유테틱금속(21)과 전기적으로 연결된다.Thereafter, the oxide film 24 is etched and completely removed to expose the via hole 27 and the receptor substrate 23. Thereafter, as shown in FIG. 2E, the second electrode 26 is formed. The second electrode 26 is formed over the receptor substrate 23 and the via hole 27 and is electrically connected to the first eutectic metal 21 through the via hole 27.

이후에 소자크기로 다이싱하면 소자제작이 완료된다. 이때, 제 2 전극을 형성한 후 열처리 하는 것이 접촉저항을 낮추는데 바람직하며, 리셉터 기판을 금속을 사용하는 경우에는 리셉터 기판(23)자체가 제 2 전극으로 작용하기 때문에 전기적으로 연결하기 위한 비아홀을 형성할 필요가 없다.Afterwards, dicing to element size completes device fabrication. At this time, the heat treatment after forming the second electrode is preferable to lower the contact resistance, and when the receptor substrate is made of metal, since the receptor substrate 23 itself acts as the second electrode, a via hole for electrical connection is formed. There is no need to do it.

<제 3실시예>Third Embodiment

도 3a내지 도 3g는 본 발명의 제 3실시예에 따른 수직형 전극구조를 가지는 발광 다이오드 및 그 제조과정을 도시한 도면이다. 본 실시예의 수직 전극형 발광 다이오드는 다음과 같은 구조를 갖는다. 3A to 3G illustrate a light emitting diode having a vertical electrode structure and a manufacturing process thereof according to a third embodiment of the present invention. The vertical electrode type light emitting diode of this embodiment has the following structure.

리셉터 기판(23)위에 형성 되어 있는 제 2 유테틱 금속(22), 제 1유테틱 금속(21)과 제 2 유테틱 금속(22)이 열압착으로 접착되어 있으며, 제 1 유테틱 금속(21) 위에 오믹전극(19)과 산화막(20)이 형성되어 있다. 상기 산화막(20)위에 제 2 오믹 접촉층(17), 제2 클레딩층(16), 발광층(15), 제 1 클레딩층(14), 제1 오믹 접촉층(13) 및 제1 전극(25)이 존재하며, 상기 제 1 전극(25)은 사파이어 기초기판이 전부 제거되어 제1 오믹 접촉층(13)위에 형성되었다. 여기서 제 1 오믹 접촉층은 n형, 제2 오믹 접촉층은 p형이 될 수 있다. 제 2전극(26)은 비아홀(27) 및 리셉터기판(23) 위에 형성되어, 오믹전극(19)과 전기적으로 연결된다.The second eutectic metal 22, the first and second metals 21 and 22, which are formed on the receptor substrate 23, are bonded to each other by thermocompression bonding. ), An ohmic electrode 19 and an oxide film 20 are formed. A second ohmic contact layer 17, a second cladding layer 16, a light emitting layer 15, a first cladding layer 14, a first ohmic contact layer 13, and a first electrode on the oxide film 20. 25 is present, and the first electrode 25 is formed on the first ohmic contact layer 13 by removing all the sapphire base substrates. The first ohmic contact layer may be n-type, and the second ohmic contact layer may be p-type. The second electrode 26 is formed on the via hole 27 and the receptor substrate 23, and is electrically connected to the ohmic electrode 19.

도 3a와 같이 사파이어 기초기판(11)위에 질화물계 반도체층(12, 13, 14, 15, 16, 17)을 차례로 형성한 후, 오믹전극(19), 산화막(20) 및 제 1유테틱금속(21)을 증착했다. After the nitride-based semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16 and 17 are sequentially formed on the sapphire base substrate 11 as shown in FIG. 3A, the ohmic electrode 19, the oxide film 20 and the first eutectic metal are formed. (21) was deposited.

사파이어 기판(11) 위의 버퍼층(12) 및 n형 및 p형 도전형 접촉층(13, 17), n형, p형 클래딩 층(14, 16), 발광층(15)은 Inx(AlyGa1-y)N 질화물계 반도체로 이루어져 있고, x와 y는 1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0 값을 가진다. n형 도전형 접촉층(13)은 Si 불순물이 1x1018cm-3 이상의 농도로 도핑되어 1x10-1Ωcm 이하의 비저항을 가지며, p형 접촉층(17)은 Mg 불순물이 1x1019 cm-3 이상의 농도로 도핑되어 1x10-1Ωcm이하의 비저항을 갖는 것이 바람직하다. The buffer layer 12 on the sapphire substrate 11 and the n-type and p-type conductive contact layers 13 and 17, the n-type and p-type cladding layers 14 and 16, and the light emitting layer 15 are In x (Al y). Ga 1-y ) N nitride semiconductor, and x and y have values of 1 ≧ x ≧ 0, 1 ≧ y ≧ 0, and x + y> 0. The n-type conductive contact layer 13 is doped with a Si impurity of 1x10 18 cm -3 or more to have a resistivity of 1x10 -1 Ωcm or less, and the p-type contact layer 17 has a Mg impurity of 1x10 19 cm -3 or more It is desirable to have a resistivity of less than 1 × 10 −1 Ωcm, doped to a concentration.

질화물계 반도체 박막의 전체 두께는 사파이어 기판 제거시 응력에 의한 질화물 반도체의 깨짐을 최소화하기 위하여 1μm~20μm 두께를 갖는 것이 바람직하고, 전류확산 및 식각선택비를 개선시키기 위하여 n형 도전형접촉층(13)은 2μm 이상 및 p형 접촉층(17)의 두께는 0.2μm이상 두껍게 하는 것이 바람직하다.The total thickness of the nitride-based semiconductor thin film preferably has a thickness of 1 μm to 20 μm in order to minimize the cracking of the nitride semiconductor due to stress when the sapphire substrate is removed, and the n-type conductive contact layer ( 13), the thickness of 2 μm or more and the p-type contact layer 17 is preferably 0.2 μm or more.

이후에 오믹전극(19)을 증착하여 열처리하게 된다. 낮은 접촉저항과 광 반사성이 우수한 도전 물질을 얻기 위하여 오믹전극(19)은 Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti, Cu 중의 어느 하나 또는 이들 금속의 합금을 증착하여 외부 양자효율을 증가 시킬 수 있다. 열처리는 산소 또는 질소를 포함하는 분위기에서 450℃ 내지 700℃의 온도로 2분간 수행하는 것이 바람직하다. 열처리가 끝나면 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)으로 SiO2 산화막(20)을 증착한다. 산화막(20)은 사파이어 기판을 식각할 때 질화물 반도체층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 보호막으로 활용된다.Thereafter, the ohmic electrode 19 is deposited and heat treated. In order to obtain a conductive material having excellent low contact resistance and light reflectivity, the ohmic electrode 19 is formed by depositing any one of Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti, Cu, or an alloy of these metals. Can be increased. The heat treatment is preferably performed at a temperature of 450 ° C to 700 ° C for 2 minutes in an atmosphere containing oxygen or nitrogen. After the heat treatment, the SiO 2 oxide film 20 is deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The oxide film 20 is used as a protective film of the nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 when etching the sapphire substrate.

이어서 제 1 유테틱 금속(21)을 반도체 기판에 증착하고, 제 2 유테틱 금속(22)을 리셉터 기판(23)에 증착한다. 제 1 및 제 2 유테틱 금속(21, 22)은 산화막(20)과 리셉터기판(23) 사이에 우수한 접착력과 광반사 특성을 얻기 위하여 Ti, Al, Rd, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ag 중의 어느 하나 또는 이들을 조합한 합금 등을 증착함으로서 얻을 수 있고, 질소를 포함하는 분위기의 퍼니스(furnace)에서 300℃ 내지 700℃ 사이의 온도로 열처리하였다. 바람직하게는 400℃ 내지 600℃ 의 온도에서 열처리 한다.Subsequently, the first eutectic metal 21 is deposited on the semiconductor substrate, and the second eutectic metal 22 is deposited on the receptor substrate 23. The first and second eutectic metals 21 and 22 may be formed of Ti, Al, Rd, Pt, Ta, Ni, Cr, Au to obtain excellent adhesion and light reflection characteristics between the oxide film 20 and the receptor substrate 23. It can be obtained by depositing any one of Ag, an alloy or a combination thereof, and heat-treated at a temperature between 300 ° C and 700 ° C in a furnace containing nitrogen. Preferably the heat treatment at a temperature of 400 ℃ to 600 ℃.

발광 다이오드의 동작전압은 금속과 반도체층과의 접촉저항에 큰 영향을 받으므로 제 2 유테틱 금속(22)은 리셉터 기판(23)과 낮은 접촉 저항을 얻도록 오믹 접 촉을 하도록 하였다.Since the operating voltage of the light emitting diode is greatly affected by the contact resistance between the metal and the semiconductor layer, the second eutectic metal 22 is in ohmic contact with the receptor substrate 23 to obtain a low contact resistance.

제 2 유테틱 금속(22)은 리셉터 기판의 종류에 따라 다르며, p형 실리콘 기판을 리셉터 기판으로 쓰는 경우에는 Ti, Au, Ni, Pt 중 어느 하나 또는 이들 조합의 합금으로 하고 열처리하여 실리콘 기판과의 밀착성과 오믹특성을 향상시켰다. 특히, 사파이어 기판 식각중에 소자의 손상을 방지하기 위하여 Ti/Pt/Au로 하는 것이 바람직하다.The second eutectic metal 22 depends on the type of receptor substrate, and when the p-type silicon substrate is used as the receptor substrate, it is made of any one of Ti, Au, Ni, Pt, or an alloy thereof, and heat treated. Its adhesion and ohmic properties are improved. In particular, in order to prevent damage to the device during sapphire substrate etching, it is preferable to set Ti / Pt / Au.

반도체기판에 제 1유테틱금속(21)을 증착하여 도3b에서 도시한 바와 같이 비아홀(27)을 형성한다. 또한 리셉터기판(23) 위에 제 2유테틱금속(22)의 일정부분이 오픈되도록 하는 패턴을 형성한 후, 리셉터기판(23)을 식각하여 비아홀(27)을 형성한다 (도 3c). 이때 리셉터기판(23) 위에 비아홀을 형성한 후 제 2유테틱 금속(22)을 형성할 수도 있다. 도 3d에서와 같이 제 1유테틱금속과 제 2유테틱금속이 열압착되어, 리셉터기판(23)과 제 2유테틱금속(22)에 형성된 비아홀은 제 1유테틱금속(21)에 형성된 비아홀과 연결되어 단일의 비아홀(27)을 이룬다.The first eutectic metal 21 is deposited on the semiconductor substrate to form the via holes 27 as shown in FIG. 3B. In addition, after forming a pattern for opening a predetermined portion of the second eutectic metal 22 on the receptor substrate 23, the receptor substrate 23 is etched to form a via hole 27 (FIG. 3C). In this case, the via hole may be formed on the receptor substrate 23, and then the second eutectic metal 22 may be formed. As shown in FIG. 3D, the via holes formed on the receptor substrate 23 and the second eutectic metal 22 are thermally compressed by the first and second eutectic metals. It is connected to form a single via hole (27).

제 1전극(25)과 제 2전극(26)은 상기 비아홀(27)을 통하여 전기적으로 연결될 것이므로 상기 리셉터기판(23)은 도체 또는 부도체를 사용할 수도 있다. 일례로서 기셉터기판(23)은 Si, GaAs, InP, InAs, SiC, AlN 등의 반도체 기판, CuW, Mo, Au, Al, Cu등의 금속 중의 어느 하나 이상을 포함하여 형성할 수 있다. Since the first electrode 25 and the second electrode 26 are electrically connected to each other through the via hole 27, the receptor substrate 23 may use a conductor or a non-conductor. As an example, the acceptor substrate 23 may include any one or more of metals such as Si, GaAs, InP, InAs, SiC, and AlN, and CuW, Mo, Au, Al, and Cu.

기판 접착시 In, Pd, Sn, Au, Pt, Ti, Ge 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 200℃ 내지 500℃ 의 온도에서 약 1MP 내지 6MP (Mega pascal)의 압력으로 1분 내지 60분간 접착하는 것이 바람직하다. When the substrate is bonded, any one or a combination of In, Pd, Sn, Au, Pt, Ti, and Ge may be bonded for 1 minute to 60 minutes at a pressure of about 1MP to 6MP (Mega pascal) at a temperature of 200 ° C to 500 ° C. It is preferable.

이후에 제 1 유테틱 금속(21)과 제 2 유테틱 금속(22)을 열압착하여 접착시켰다(도 3d). 이러한 열 압착 공정에서 제 1 및 제 2 유테틱 금속(21, 22)이 산화되는 것을 방지하기 위하여 Ar, He, Kr, Xe, Rn 등의 가스 분위기에서 진행하여 반도체 박막과 금속과의 접촉저항을 낮출 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Thereafter, the first and second eutectic metals 21 and 22 were thermocompressed and bonded (FIG. 3D). In order to prevent the first and second eutectic metals 21 and 22 from being oxidized in this thermocompression bonding process, the contact resistance between the semiconductor thin film and the metal is increased in a gas atmosphere such as Ar, He, Kr, Xe, and Rn. It is desirable to be able to lower.

이어서 사파이어 기판(11)을 랩핑(lapping and polishing)하였다. 이 때, 사파이어 기판(11)의 두께는 식각공정 시간을 최소화시키기 위하여 가능한 한 얇게 하는 것이 좋으나 너무 얇으면 사파이어 기판이 깨지거나 있거나 취급하기가 어려우므로 바람직하게는 10μm~200μm 정도이다. 또, 사파이어 기판(11) 표면의 거칠기가 질화물반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)에 그대로 전달되어 질화물 반도체 구조가 손상될 수 있기 때문에 경면 연마된 사파이어 기판(11) 표면의 거칠기는 20μm 이하가 되도록 하였다. Subsequently, the sapphire substrate 11 was wrapped and polished. At this time, the thickness of the sapphire substrate 11 is preferably as thin as possible in order to minimize the etching process time, but if too thin, the sapphire substrate is broken or difficult to handle, preferably about 10 μm to 200 μm. In addition, since the roughness of the surface of the sapphire substrate 11 is transferred to the nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 as it is, the nitride semiconductor structure may be damaged. Roughness was made to be 20 micrometers or less.

이때 랩핑단계에서는 리셉터기판(23)의 열압착 전에 사파이어 기초기판을 랩핑할 수 있으며, 이렇게 함으로써 리셉터기판을 본딩할 때 리셉터 기판과 사파이어기판과의 열팽창 계수 차에 의해 발생할 수 있는, 기판이 휘는 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있다. At this time, in the lapping step, the sapphire base substrate may be wrapped before the thermocompression bonding of the receptor substrate 23. Thus, the substrate may be warped due to the difference in thermal expansion coefficient between the receptor substrate and the sapphire substrate when bonding the receptor substrate. There is an advantage that can be solved.

여기서 사파이어 기판(11)의 랩핑은 CMP(chemical mechanical polishing), ICP/RIE 건식식각, 알루미나(Al2O3) 가루를 이용한 기계적 연마 또는, 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H 3PO4), 산화크롬(CrO3), 수산화칼륨(KOH), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치 (4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O) 중 적어도 어느 하나 또는, 이들의 조합에 의한 혼합 용액을 식각액으로 하는 습식식각에 의하여 진행한다. 이 때, ICP/RIE 또는 RIE 의 식각 가스로는 BCL3, Cl2, HBr, Ar 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합 가스를 사용한다. The lapping of the sapphire substrate 11 is performed by chemical mechanical polishing (CMP), ICP / RIE dry etching, mechanical polishing using alumina (Al 2 O 3 ) powder, or hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), potassium hydroxide ( KOH), sodium hydroxide (NaOH), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), chromium oxide (CrO 3 ), potassium hydroxide (KOH), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ) and aloe etch ( 4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) by a wet etching using at least any one of them, or a mixture solution thereof as an etching solution. At this time, any one of BCL 3 , Cl 2 , HBr, Ar, or a mixed gas thereof is used as an etching gas of ICP / RIE or RIE.

이후 사파이어 기판(11)을 식각하여 버퍼층(12)을 노출시켜 제1 오믹접촉층의 접촉면적을 확보했다. 버퍼층(12)을 노출시키기 위한 사파이어 기판(11)의 습식식각은 다음과 같은 방법으로 진행한다. 200℃ 내지 400℃ 온도의 황산(H2SO4)과 인산(H3PO4)으로 혼합된 식각 용액에 의한 사파이어 기판(11)의 식각속도를 측정하여 사파이어 기판(11) 두께보다 5μm정도 더한 두께를 식각할 만큼의 시간동안 식각 용액에 담가둔다. Thereafter, the sapphire substrate 11 was etched to expose the buffer layer 12 to secure the contact area of the first ohmic contact layer. The wet etching of the sapphire substrate 11 for exposing the buffer layer 12 is performed in the following manner. The etching rate of the sapphire substrate 11 by the etching solution mixed with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) at a temperature of 200 ° C. to 400 ° C. was measured to add 5 μm to the thickness of the sapphire substrate 11. Immerse in the etching solution for enough time to etch the thickness.

여기서 사용되는 식각 용액을 사용하면 GaN 질화물 반도체의 식각속도는 사파이어 기판(11)에 비하여 1/10 이하의 식각속도를 보였다. 즉, 사파이어 기초기판(11)에 대한 질화물계 반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 식각 선택비가 10 이상이다. 따라서 사파이어 기초기판(11)을 완전히 식각하고도 남을 시간동안 식각을 진행하더라도 질화물 반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 식각 속도가 느리기 때문에 질화물 반도체 층(12, 13, 14, 15, 16, 17)이 손상될 염려는 적다. Using the etching solution used herein, the etching rate of the GaN nitride semiconductor was 1/10 or less than that of the sapphire substrate 11. That is, the etching selectivity of the nitride based semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 with respect to the sapphire base substrate 11 is 10 or more. Therefore, even though the etching process is performed for a time remaining after the sapphire base substrate 11 is completely etched, the etching rate of the nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, and 17 is slow, so that the nitride semiconductor layers 12, 13, and 14 , 15, 16, 17) are less likely to be damaged.

한편, 식각 용액의 온도는 100℃ 이상으로 유지하는 것이 식각 시간 단축을 위하여 바람직하다. 실험결과, 사파이어의 식각속도는 용액의 온도에 크게 의존하며 온도가 높을수록 빠르게 식각된다는 것을 알았다. 식각 용액의 온도를 100℃ 이 상으로 유지하기 위한 가열은 히터 위에 용액을 올려놓거나 히터를 직접 용액에 접촉하도록 하는 직접 가열 방식과 광흡수를 이용한 간접 가열 방식으로 할 수 있다. On the other hand, it is preferable to maintain the temperature of the etching solution at 100 ℃ or more in order to shorten the etching time. Experimental results show that the sapphire etch rate is highly dependent on the temperature of the solution, and the higher the temperature, the faster the etching. Heating for maintaining the temperature of the etching solution above 100 ℃ may be a direct heating method to put the solution on the heater or to contact the heater directly to the solution and indirect heating method using light absorption.

사파이어 기판 위에 비아홀을 형성하여 제1 전극(25)을 형성하기 위한 사파이어 기초기판(11)의 식각에는 ICP/RIE 기술을 사용할 수도 있다. 이때 사파이어 기판(11)을 빠르게 식각하기 위하여 ICP와 RIE 파워를 가능한 한 높이는 것이 좋지만 에피층을 손상시킬 수 있기 때문에 주의하는 것이 바람직하다.An ICP / RIE technique may be used to etch the sapphire base substrate 11 for forming the via hole on the sapphire substrate to form the first electrode 25. At this time, in order to quickly etch the sapphire substrate 11, it is preferable to increase the ICP and RIE power as much as possible, but it is preferable to be careful because it may damage the epi layer.

SiO2의 산화막(20)은 사파이어 기판(11)을 습식식각할 때 질화물 반도체(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 보호막 역할을 하도록 증착한 것이다. 즉 산화막(20) 없이 유테틱 금속만으로 질화물 반도체를 보호하면 금속증착시에 형성되는 금속 클러스트 때문에 마이크로 파이프(micro pipe)가 형성되어 식각용액이 흐를 수 있는 통로를 제공하게 되고 식각용액이 p형 도전형 반도체 접촉층 속으로 침투하여 반도체 박막을 식각시키게 됨으로서 습식식각을 이용하여 질화물계 반도체 발광소자를 안정하게 제작할 수 없게 된다.The oxide film 20 of SiO 2 is deposited to serve as a protective film of the nitride semiconductors 12, 13, 14, 15, 16, and 17 when wet the sapphire substrate 11. That is, if the nitride semiconductor is protected by only the eutectic metal without the oxide film 20, the microcluster is formed due to the metal crust formed during the metal deposition, thereby providing a passage through which the etching solution can flow, and the etching solution is a p-type conductive material. Since the semiconductor thin film penetrates into the semiconductor contact layer to etch the semiconductor thin film, the nitride-based semiconductor light emitting device cannot be stably manufactured by using wet etching.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 SiO2의 산화막(20)을 형성하게 되면, 유테틱 금속의 마이크로 파이프를 통하여 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3 ), 수산화칼륨(KOH), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치 (4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H 2O) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합된 식각용액이 유테틱 금속 속으로 침투해 들어오더라도 식 각용액에 강한 SiO2의 산화막(20)이 반도체 박막을 덮고 있으므로 식각 중에도 반도체 박막의 손상을 피할 수 있다. In order to solve this problem, when the oxide film 20 of SiO 2 is formed, hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (NaOH), and sulfuric acid are formed through a micro pipe of eutectic metal. (H 2 SO 4 ), Phosphoric Acid (H 3 PO 4 ), Chromium Oxide (CrO 3 ), Potassium Hydroxide (KOH), Potassium Hydrogen Sulfate (KHSO 4 ) and Aloech (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO Even if the mixed etching solution of at least one of 3 + H 2 O) or a combination thereof penetrates into the eutectic metal, the SiO 2 oxide film 20 resistant to the etching solution covers the semiconductor thin film and thus is etched. Damage to the semiconductor thin film can be avoided in the meantime.

즉 SiO2의 산화막은 본 발명에서 사용하는 상기 식각용액에 거의 식각되지 않을 뿐만 아니라, 질화물계 반도체와의 접착력도 대단히 강하다. That is, the SiO 2 oxide film is hardly etched in the etching solution used in the present invention, and also has a very strong adhesive force with the nitride semiconductor.

SiO2의 산화막(20)은 PECVD, LPCVD(low pressure chemical vapor deposition), thermal CVD에 의해 반도체 박막 위에 증착하는 것이 바람직하고 핀홀(pin hole)이 거의 존재하지 않는 양질의 산화막을 얻는 것이 더욱 바람직하다. 핀홀이 없는 양질의 SiO2의 산화막은 상기 식각용액에서 거의 식각되지 않을 뿐만 아니라, 유테틱 금속의 핀홀을 통하여 들어온 식각용액이 반도체 박막과 접촉할 우려가 없으므로 반도체 박막을 보호할 수 있다. The SiO 2 oxide film 20 is preferably deposited on the semiconductor thin film by PECVD, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), thermal CVD, and more preferably, a high quality oxide film having little pinholes is obtained. . An oxide film of high quality SiO 2 having no pinhole is hardly etched in the etching solution, and the semiconductor thin film can be protected because the etching solution introduced through the pinhole of the eutectic metal does not come into contact with the semiconductor thin film.

특히, 사파이어가 식각되어 질화물계 반도체 박막이 식각액에 노출되면 반도체 결정 성장시에 형성된 결정결함 특히, 관통 결정결함은 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4 ), 산화크롬(CrO3), 수산화칼륨(KOH), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3 COOH+HNO3+H2O)중 적어도 하나를 포함하는 혼합용액에 약하여 반도체 박막 전면을 손상시킬 수 있는데, 산화막을 형성시켜 식각용액의 접촉을 차단함으로서 보다 안정하게 공정을 달성 할 수 있다는 잇점이 있다. In particular, when the sapphire is etched and the nitride semiconductor thin film is exposed to the etchant, crystal defects formed during semiconductor crystal growth, in particular, the through crystal defects are hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), potassium hydroxide (KOH), and sodium hydroxide (NaOH). ), Sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), chromium oxide (CrO 3 ), potassium hydroxide (KOH), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ) and aloe etch (4H 3 PO 4 + 4CH 3) It is weak to the mixed solution containing at least one of COOH + HNO 3 + H 2 O) and can damage the entire surface of the semiconductor thin film. The advantage of being able to achieve the process more stably by forming an oxide film to block the contact of the etching solution. have.

즉, 산화막(20)이 없이 유테틱 금속만으로 질화물 반도체를 보호하면 금속증 착시에 형성되는 금속 클러스트 때문에 마이크로 파이프(micro pipe)가 형성되고 마이크로 파이프는 식각용액이 흐를 수 있는 통로를 제공하여 식각용액이 질화물 반도체층 속으로 침투하게 됨으로서 오믹전극(19) 및 제 2 오믹 접촉층(17)을 손상시키게 되는 것이다.That is, when the nitride semiconductor is protected by only the eutectic metal without the oxide film 20, a micro pipe is formed due to the metal crust formed at the time of metal deposition, and the micro pipe provides an passage through which the etching solution can flow. Penetrating into the nitride semiconductor layer damages the ohmic electrode 19 and the second ohmic contact layer 17.

산화막(20)으로 질화물계 반도체층을 보호한다고 하더라도 오믹전극(19) 및 유테틱 금속자체가 상기 식각용액에 손상받을 수 있기 때문에 오믹전극 및 유테틱금속을 상기 식각용액에 손상받지 않는 Pt, Au 중 적어도 어느 하나를 포함하는 구조로 하는 것이 더욱 바람직하다. Even if the nitride-based semiconductor layer is protected by the oxide film 20, since the ohmic electrode 19 and the eutectic metal itself may be damaged by the etching solution, the ohmic electrode and the eutectic metal are not damaged by the etching solution. It is more preferable to set it as the structure containing at least any one of these.

사파이어 기판을 전부 식각하여 버퍼층(12)을 노출시켜 제 1 전극 접촉면적을 확보했다. 이후 ICP/RIE 또는 RIE를 이용하여 버퍼층(12)을 건식 식각하여 제 1 오믹 접촉층(13)을 노출시키고 제 1 전극(25)을 증착하여 열처리 한다(도 3e). 제 1전극(25)은 Al, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti 중의 적어도 하나를 포함한다. The sapphire substrate was completely etched to expose the buffer layer 12 to secure the first electrode contact area. Thereafter, the buffer layer 12 is dry-etched using ICP / RIE or RIE to expose the first ohmic contact layer 13 and the first electrode 25 is deposited to be heat treated (FIG. 3E). The first electrode 25 includes at least one of Al, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, and Ti.

제 1오믹 접촉층(13)을 드러내기 위해서 버퍼층(12)은 도 3g에서 도시한 바와 같이 전부 식각하여 제 1오믹접촉층(13)을 노출시킬 수 있고, 제 1전극(25)이 오믹접촉할 부분만을 노출할 수도 있다. 이후 리셉터 기판(23)을 100μm정도 두께까지 이면연마한 후 경면을 만들었다.In order to expose the first ohmic contact layer 13, the buffer layer 12 may be etched to expose the first ohmic contact layer 13 as shown in FIG. 3g, and the first electrode 25 may contact the ohmic contact. You can also expose only the parts you want to do. After that, the surface of the receptor substrate 23 was back-polished to a thickness of about 100 μm to make a mirror surface.

이후에 도 3f에서 도시한 바와 같이 산화막(20)을 식각하여 상기 비아홀(27)과 전기적으로 연결되는 비아홀을 형성한다. 산화막(20)은 부도체이므로 제 1전극과 제 2전극을 전기적으로 연결하기 위해서는 산화막(20)에 상기 비아홀(27)과 연결되는 비아홀을 형성하여야만 한다.Thereafter, as illustrated in FIG. 3F, the oxide layer 20 is etched to form a via hole electrically connected to the via hole 27. Since the oxide film 20 is an insulator, in order to electrically connect the first electrode and the second electrode, a via hole connected to the via hole 27 must be formed in the oxide film 20.

이후에 도 3g에서 도시된 바와 같이 제 2전극(26)을 형성한다. 제 2전극(26)은 리셉터기판(23) 및 비아홀(27)에 걸쳐서 형성되며 상기 비아홀(27)을 통하여 오믹전극(19)과 전기적으로 연결된다. 이후 웨이퍼를 소자크기로 다이싱하면 발광소자 제작이 완료된다.Thereafter, as shown in FIG. 3G, the second electrode 26 is formed. The second electrode 26 is formed over the receptor substrate 23 and the via hole 27 and is electrically connected to the ohmic electrode 19 through the via hole 27. After dicing the wafer into the device size, the manufacturing of the light emitting device is completed.

<제 4실시예>Fourth Embodiment

도 4는 본 발명의 제 4실시예에 따른 수직전극형 발광다이오드의 중간 제조과정을 도시한 도면이다. 본 실시예의 수직전극형 발광 다이오드는 다음과 같은 구조를 갖는다.  4 is a view illustrating an intermediate manufacturing process of a vertical electrode light emitting diode according to a fourth embodiment of the present invention. The vertical geometry light emitting diode of this embodiment has the following structure.

제 1오믹접촉층(13), 제 1클레딩층(14), 발광층(15), 제 2클레딩층(16), 제2오믹접촉층(17), 오믹전극(19)이 차례로 형성되어 있고, 오믹전극(19) 위에 산화막(20)이 형성되어 있으며, 광투과성 전극 또는 투명전극(28)이 사파이어 기초기판이 전부 제거되어 노출된 제 1 오믹접촉층(13) 위에 형성되었고, 상기 광투과성 전극 또는 투명전극(28) 위에 제 1 전극(25)이 형성되어 있다. 여기서 제 1 오믹 접촉층은 n형, 제 2 오믹 접촉층은 p형이 될 수 있다. 제 2전극(26)은 비아홀(27) 및 산화막(20) 위에 형성되어 오믹전극(19)과 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서는 산화막(20) 자체가 리셉터 기판의 역할을 하였다. The first ohmic contact layer 13, the first cladding layer 14, the light emitting layer 15, the second cladding layer 16, the second ohmic contact layer 17, and the ohmic electrode 19 are sequentially formed. The oxide film 20 is formed on the ohmic electrode 19, and the light transmissive electrode or the transparent electrode 28 is formed on the exposed first ohmic contact layer 13 by removing all the sapphire base substrates. The first electrode 25 is formed on the transparent electrode or the transparent electrode 28. The first ohmic contact layer may be n-type, and the second ohmic contact layer may be p-type. The second electrode 26 is formed on the via hole 27 and the oxide film 20 to be electrically connected to the ohmic electrode 19. In this embodiment, the oxide film 20 itself serves as a receptor substrate.

제 4 실시예의 수직전극형 발광다이오드는 질화물계 반도체층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 형성, 오믹전극(19) 및 유테틱금속(21, 22)의 증착, 사파이어 기초기판(11)의 랩핑 및 식각, 제 2 전극 형성 등 상세 제조과정은 제 1 실시예와 같고, 사파이어 기초기판을 식각하여 제거한 후에 광투과성 전극 또는 투명전극(28)을 형성하고 상기 광투과성 전극 또는 투명전극(28) 위에 제 1 전극(25)을 형성하는 것이 제 1 실시예와 다르다. 사파이어 기초기판을 식각한 후, 버퍼층을 식각하여 제 1 오믹 접촉층(13)을 노출시키고 광투과성 전극 또는 투명전극(28)을 증착한다. 이때, 투명전극(28)은 ITO, ZnO로 하는 것이 바람직하며 전류확산을 용이하게 하고 광추출효율을 증가시키는 역할을 한다. 광투과성 전극(28)을 형성하는 경우에는 Ni, Au, Pt, Al, Ti 중 적어도 하나를 포함하여 형성한다.The vertical electrode type light emitting diode of the fourth embodiment is formed of the nitride semiconductor layer 12, 13, 14, 15, 16, 17, deposition of the ohmic electrode 19 and the eutectic metals 21, 22, and a sapphire base substrate. The detailed manufacturing process of lapping and etching (11) and the formation of the second electrode is the same as in the first embodiment, and after the sapphire base substrate is etched and removed, the light-transmissive electrode or the transparent electrode 28 is formed and the light-transmissive electrode or the transparent Forming the first electrode 25 on the electrode 28 is different from the first embodiment. After etching the sapphire base substrate, the buffer layer is etched to expose the first ohmic contact layer 13 and the light transmissive electrode or the transparent electrode 28 is deposited. At this time, the transparent electrode 28 is preferably made of ITO, ZnO, and serves to facilitate current diffusion and increase light extraction efficiency. When the light transmissive electrode 28 is formed, at least one of Ni, Au, Pt, Al, and Ti is formed.

<제 5실시예>Fifth Embodiment

도 5는 본 발명의 제 5실시예에 따른 수직전극형 발광다이오드의 단면을 도시한 도면이다. 본 실시예의 수직 전극형 발광 다이오드는 다음과 같은 구조를 갖는다. 5 is a cross-sectional view of a vertical electrode light emitting diode according to a fifth embodiment of the present invention. The vertical electrode type light emitting diode of this embodiment has the following structure.

리셉터 기판(23)위에 형성되어 있는 제 2 유테틱 금속(22), 제 1 유테틱 금속(21)과 제 2 유테틱 금속(22)이 열압착으로 접착되어 있으며, 제 1 유테틱 금속(21) 위에 오믹전극(19)이 형성되어 있다. 상기 오믹전극(19) 위에 제 2 오믹 접촉층(17), 제 2 클레딩층(16), 발광층(15), 제 1 클레딩층(14), 제1 오믹 접촉층(13), 광투과성 전극 또는 투명전극(28) 및 제1 전극(25)이 존재하며, 상기 광투과성 전극 또는 투명전극(28)은 사파이어 기초기판이 전부 제거되어 제 1 오믹접촉층(13)위에 형성되었다. 여기서 제 1 오믹 접촉층은 n형, 제 2 오믹접촉층은 p형이 될 수 있다. 제 2전극(26)은 비아홀(27) 및 리셉터기판(23) 위에 형성되어 오믹전극(19)과 전기적으로 연결된다.The second eutectic metal 22, the first eutectic metal 21 and the second eutectic metal 22 formed on the receptor substrate 23 are bonded by thermocompression bonding, and the first eutectic metal 21 The ohmic electrode 19 is formed on (). On the ohmic electrode 19, a second ohmic contact layer 17, a second cladding layer 16, a light emitting layer 15, a first cladding layer 14, a first ohmic contact layer 13, a light transmission An electrode or transparent electrode 28 and a first electrode 25 exist, and the light transmissive electrode or transparent electrode 28 is formed on the first ohmic contact layer 13 by removing all the sapphire base substrates. The first ohmic contact layer may be n-type, and the second ohmic contact layer may be p-type. The second electrode 26 is formed on the via hole 27 and the receptor substrate 23 to be electrically connected to the ohmic electrode 19.

제 5 실시예의 수직전극형 발광다이오드는 질화물계 반도체층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 형성, 오믹전극(19) 및 유테틱금속(21, 22)의 증착, 사파이어 기초기판(11)의 랩핑 및 식각, 제 2 전극 형성 등 상세 제조과정은 제 2실시예와 같고, 사파이어 기초기판을 식각하여 제거한 후에 광투과성 전극 또는 투명전극(28)을 형성하고 상기 광투과성 전극 또는 투명전극(28) 위에 제 1 전극(25)을 형성하는 것이 제 2실시예와 다르다. 사파이어 기초기판을 식각한 후, 버퍼층을 식각하여 제 1 오믹 접촉층(13)을 노출시키고 광투과성 전극 또는 투명전극(28)을 증착한다. 이때, 투명전극(28)은 ITO, ZnO로 하는 것이 바람직하며 전류확산을 용이하게 하고 광추출효율을 증가시키는 역할을 한다. 광투과성 전극(28)을 형성하는 경우에는 Ni, Au, Pt, Al, Ti 중 적어도 하나를 포함하여 형성한다.The vertical electrode type light emitting diode of the fifth embodiment is formed of nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, 17, deposition of ohmic electrodes 19 and eutectic metals 21, 22, sapphire base substrates. The detailed manufacturing process of lapping and etching (11), and the formation of the second electrode is the same as in the second embodiment, and after the sapphire base substrate is etched and removed, the light-transmissive electrode or the transparent electrode 28 is formed and the light-transmissive electrode or the transparent Forming the first electrode 25 on the electrode 28 is different from the second embodiment. After etching the sapphire base substrate, the buffer layer is etched to expose the first ohmic contact layer 13 and the light transmissive electrode or the transparent electrode 28 is deposited. At this time, the transparent electrode 28 is preferably made of ITO, ZnO, and serves to facilitate current diffusion and increase light extraction efficiency. When the light transmissive electrode 28 is formed, at least one of Ni, Au, Pt, Al, and Ti is formed.

<제 6 실시예>Sixth Embodiment

도 6은 본 발명의 제 6실시예에 따른 수직형 전극구조를 가지는 발광 다이오드의 단면을 도시한 도면이다. 본 실시예의 수직 전극형 발광 다이오드는 다음과 같은 구조를 갖는다. 6 is a cross-sectional view of a light emitting diode having a vertical electrode structure according to a sixth embodiment of the present invention. The vertical electrode type light emitting diode of this embodiment has the following structure.

리셉터 기판(23)위에 형성 되어 있는 제 2 유테틱 금속(22), 제 1유테틱 금속(21)과 제 2 유테틱금속(22)이 열압착으로 접착되어 있으며, 제 1 유테틱 금속(21) 위에 오믹전극(19) 및 산화막(20)이 형성되어 있다. 상기 산화막(20)위에 제 2 오믹 접촉층(17), 제2 클레딩층(16), 발광층(15), 제 1 클레딩층(14), 제1 오믹 접촉층(13),광투과성 전극 또는 투명전극(28) 및 제1 전극(25)이 존재하며, 상기 광투과성 전극 또는 투명전극(28)은 사파이어 기초기판이 전부 제거되어 제 1 오믹접촉층(13)위에 형성되었다. 여기서 제1 오믹 접촉층은 n형, 제2 오믹 접촉층 은 p형이 될 수 있다. 제 2전극(26)은 비아홀(27) 및 리셉터기판(23) 위에 형성되어, 오믹전극(19)과 전기적으로 연결된다.The second eutectic metal 22, the first and second metals 21 and 22, which are formed on the receptor substrate 23, are bonded by thermocompression bonding, and the first eutectic metal 21 ), An ohmic electrode 19 and an oxide film 20 are formed. A second ohmic contact layer 17, a second cladding layer 16, a light emitting layer 15, a first cladding layer 14, a first ohmic contact layer 13, and a light transmissive electrode on the oxide film 20. Alternatively, the transparent electrode 28 and the first electrode 25 exist, and the light transmissive electrode or the transparent electrode 28 is formed on the first ohmic contact layer 13 by removing all the sapphire base substrates. The first ohmic contact layer may be n-type, and the second ohmic contact layer may be p-type. The second electrode 26 is formed on the via hole 27 and the receptor substrate 23, and is electrically connected to the ohmic electrode 19.

제 6 실시예의 수직전극형 발광다이오드는 질화물계 반도체층(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 형성, 오믹전극(19) 및 유테틱금속(21, 22)의 증착, 사파이어 기초기판(11)의 랩핑 및 식각, 제 2 전극 형성 등 상세 제조과정은 제 3실시예와 같고, 사파이어 기초기판을 식각하여 제거한 후에 광투과성 전극 또는 투명전극(28)을 형성하고 상기 광투과성전극 또는 투명전극(28) 위에 제 1 전극(25)을 형성하는 것이 제 3실시예와 다르다. 사파이어 기초기판을 식각한 후, 버퍼층을 식각하여 제 1 오믹 접촉층(13)을 노출시키고 광투과성 전극 또는 투명전극(28)을 증착한다. 이때, 투명전극(28)은 ITO, ZnO로 하는 것이 바람직하며 전류확산을 용이하게 하고 광추출효율을 증가시키는 역할을 한다. 광투과성 전극(28)을 형성하는 경우에는 Ni, Au, Pt, Al, Ti 중 적어도 하나를 포함하여 형성한다.The vertical electrode type light emitting diode of the sixth embodiment is formed of the nitride semiconductor layers 12, 13, 14, 15, 16, 17, deposition of the ohmic electrode 19 and the eutectic metals 21, 22, and a sapphire base substrate. The detailed manufacturing process of lapping and etching (11), and forming the second electrode is the same as in the third embodiment, and after the sapphire base substrate is etched and removed, the light transmitting electrode or the transparent electrode 28 is formed and the light transmitting electrode or the transparent Forming the first electrode 25 on the electrode 28 is different from the third embodiment. After etching the sapphire base substrate, the buffer layer is etched to expose the first ohmic contact layer 13 and the light transmissive electrode or the transparent electrode 28 is deposited. At this time, the transparent electrode 28 is preferably made of ITO, ZnO, and serves to facilitate current diffusion and increase light extraction efficiency. When the light transmissive electrode 28 is formed, at least one of Ni, Au, Pt, Al, and Ti is formed.

이상과 같이 본 발명과 같은 구조의 수직전극형 발광다이오드에서는 제 1 전극(25)과 제 2 전극(26)이 칩의 상하 양면에 별도로 형성되므로 수직형 전극구조를 갖는 발광다이오드를 제조할 수 있으며, 칩의 면적을 줄일 수 있어 웨이퍼 당 칩 생산량을 크게 향상시킬 수 있다. As described above, in the vertical electrode light emitting diode having the same structure as the present invention, since the first electrode 25 and the second electrode 26 are formed on both upper and lower sides of the chip, the light emitting diode having the vertical electrode structure can be manufactured. As a result, the chip area can be reduced, thereby greatly improving the chip yield per wafer.

또한 리셉터기판(23)에 비아홀을 형성하여 제 1전극과 제 2 전극을 전기적으로 연결시키므로 부도체를 리셉터기판으로 사용할 수 있다는 장점이 있고, 도체를 리셉터 기판으로 사용한다고 하더라도 SiO2막을 사용하여 질화물계 반도체층을 사파이어 기초기판의 식각용액으로 부터 효과적으로 보호할 수 있는 장점이 있다.In addition, since a via hole is formed in the receptor substrate 23 to electrically connect the first electrode and the second electrode, an insulator can be used as a receptor substrate. Even if the conductor is used as the receptor substrate, a SiO 2 film is used to form a nitride system. There is an advantage that the semiconductor layer can be effectively protected from the etching solution of the sapphire base substrate.

또한 리셉터기판(23)에 비아홀(via hole)을 형성하고 금속으로 제 1 전극(25)을 형성하므로 제 1 전극(25) 및 제 2 전극(26)을 통하여 열 방출과 정전기 방출이 효율적으로 이루어져 소자의 신뢰성 향상에 크게 기여한다. 아울러, 전류가 칩의 면적 전체를 통하여 균일하게 흐르므로 대 전류에서도 구동이 가능하게 되어 단일 소자에서도 높은 광 출력을 얻을 수 있다. In addition, since a via hole is formed in the receptor substrate 23 and the first electrode 25 is formed of metal, heat and static electricity are efficiently discharged through the first electrode 25 and the second electrode 26. It greatly contributes to improving the reliability of the device. In addition, since the current flows uniformly through the entire area of the chip, driving is possible even at a large current, and high light output can be obtained even in a single device.

이러한 소자의 특성은 특히 조명 및 액정 표시 장치의 백라이트 유닛(back light unit)에 응용하기 위한 필수요건인 고 휘도 특성을 만족시키기 때문에 앞으로 활용 가능성은 무궁무진하다고 하겠다.The characteristics of such devices satisfy the high luminance characteristic, which is an essential requirement for the back light unit of lighting and liquid crystal display devices.

본 발명에서는 이면 연마와 건식 또는 습식 식각을 이용하여 사파이어 기판을 제거하기 때문에 생산성이 크게 향상되며, 레이저 리프트 오프 방식의 경우에 에피층이 받을 수 있는 열 손상을 방지할 수 있다. 또한 사파이어 기판과 질화물반도체 간에 식각 선택 비를 활용함으로서 공정의 재현성을 용이하게 향상시킬 수 있으며, 표준화된 공정이 가능하여 대량생산이 용이해진다.In the present invention, since the sapphire substrate is removed using back grinding and dry or wet etching, productivity is greatly improved, and thermal damage that an epitaxial layer can receive in the case of a laser lift-off method can be prevented. In addition, by utilizing the etching selectivity between the sapphire substrate and the nitride semiconductor can be easily improved the reproducibility of the process, and the standardized process is possible to facilitate mass production.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다. While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be understood that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.

Claims (27)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete a.사파이어 기초기판 위에 복수개의 질화물계 반도체층을 형성하는 단계;a. forming a plurality of nitride based semiconductor layers on the sapphire base substrate; b.상기 질화물계 반도체층 위에 오믹전극층을 형성하는 단계;b. forming an ohmic electrode layer on the nitride based semiconductor layer; c.상기 오믹전극층 위에 산화막층을 형성하는 단계;c. forming an oxide layer on the ohmic electrode layer; d.상기 사파이어 기초기판을 소정 두께로 가공한 후, 상기 질화물계 반도체층이 노출되도록 황산(H2SO4) 및 인산(H3PO4)의 혼합용액에 의해 습식식각하는 단계;d. after the sapphire base substrate is processed to a predetermined thickness, wet etching with a mixed solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) to expose the nitride-based semiconductor layer; d1.RIE 기법을 이용하여 노출되는 상기 질화물계 반도체층 중 버퍼층을 건식 식각하는 단계;dry etching a buffer layer of the nitride based semiconductor layer exposed using a d1.RIE technique; e.상기 노출된 질화물계 반도체층 위에 제 1전극을 형성하는 단계; e. forming a first electrode on the exposed nitride based semiconductor layer; f.상기 산화막층을 식각하여 상기 오믹전극층이 노출되도록 비아홀을 형성하는 단계; 및f. forming a via hole to expose the ohmic electrode layer by etching the oxide layer; And g.상기 산화막층과 상기 비아홀에 걸쳐서 제 2 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 수직전극형 발광다이오드의 제조방법.g. forming a second electrode over the oxide layer and the via hole. a.사파이어 기초기판 위에 복수개의 질화물계 반도체층을 형성하는 단계;a. forming a plurality of nitride based semiconductor layers on the sapphire base substrate; b.상기 질화물계 반도체층 위에 오믹전극층을 형성하는 단계;b. forming an ohmic electrode layer on the nitride based semiconductor layer; c.상기 오믹전극층 위에 제 1유테틱금속층을 형성하는 단계;c. forming a first eutectic metal layer on the ohmic electrode layer; d.리셉터기판의 일측면에 제 2유테틱금속층을 형성하고, 상기 리셉터기판과 상기 제 2 유테틱금속층을 관통하는 비아홀을 형성하는 단계;d. forming a second eutectic metal layer on one side of the receptor substrate, and forming a via hole penetrating the receptor substrate and the second eutectic metal layer; e.상기 제 1 유테틱금속층과 상기 제 2 유테틱금속층을 접착시키는 단계; e. adhering the first eutectic metal layer and the second eutectic metal layer; f.상기 리셉터기판과 상기 비아홀에 걸쳐서 보호막층을 형성하는 단계; 및f. forming a passivation layer over the receptor substrate and the via hole; And g.상기 사파이어 기초기판을 소정 두께로 가공한 후, 상기 질화물계 반도체층이 노출되도록 황산(H2SO4) 및 인산(H3PO4)의 혼합용액에 의해 습식식각하는 단계;g. after the sapphire base substrate is processed to a predetermined thickness, wet etching with a mixed solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) to expose the nitride semiconductor layer; g1.RIE 기법을 이용하여 노출되는 상기 질화물계 반도체층 중 버퍼층을 건식 식각하는 단계;dry etching a buffer layer of the nitride based semiconductor layer exposed using a g1.RIE technique; h.상기 노출된 질화물계 반도체층 위에 제 1전극을 형성하는 단계;h. forming a first electrode on the exposed nitride based semiconductor layer; i.상기 보호막층을 완전히 식각하여 상기 비아홀을 드러내는 단계; 및i. completely etching the passivation layer to expose the via hole; And j.상기 리셉터 기판과 상기 비아홀에 걸쳐서 제 2전극을 형성하는 단계;를 포함하는 수직전극형 발광다이오드의 제조방법.j. forming a second electrode over the receptor substrate and the via hole. a.사파이어 기초기판 위에 복수개의 질화물계 반도체층을 형성하는 단계;a. forming a plurality of nitride based semiconductor layers on the sapphire base substrate; b.상기 질화물계 반도체층 위에 오믹전극층을 형성하는 단계;b. forming an ohmic electrode layer on the nitride based semiconductor layer; c.상기 오믹전극층 위에 산화막층을 형성하는 단계;c. forming an oxide layer on the ohmic electrode layer; d.상기 산화막층 위에 제 1유테틱금속층을 형성하고, 상기 제 1유테틱금속층을 식각하여 상기 산화막층이 노출되도록 비아홀을 형성하는 단계;d. forming a first eutectic metal layer on the oxide layer, and forming a via hole to expose the oxide layer by etching the first eutectic metal layer; e.리셉터기판의 일측면에 제 2 유테틱금속층을 형성하고, 상기 리셉터기판과 제 2유테틱금속층을 관통하는 비아홀을 상기 제1 유테틱금속층 상의 비아홀과 일치하는 위치에 형성하는 단계;e. forming a second eutectic metal layer on one side of the receptor substrate, and forming a via hole penetrating through the receptor substrate and the second eutectic metal layer at a position coincident with the via hole on the first eutectic metal layer; f.상기 제 1유테틱금속층과 상기 제 2 유테틱금속층을 접착시키는 단계;f. adhering the first eutectic metal layer and the second eutectic metal layer; g.상기 사파이어 기초기판을 소정 두께로 가공한 후, 상기 질화물계 반도체층이 노출되도록 황산(H2SO4) 및 인산(H3PO4)의 혼합용액에 의해 습식식각하는 단계;g. after the sapphire base substrate is processed to a predetermined thickness, wet etching with a mixed solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) to expose the nitride semiconductor layer; g1.RIE 기법을 이용하여 노출되는 상기 질화물계 반도체층 중 버퍼층을 건식 식각하는 단계;dry etching a buffer layer of the nitride based semiconductor layer exposed using a g1.RIE technique; h.상기 노출된 질화물계 반도체층 위에 제 1전극을 형성하는 단계; h. forming a first electrode on the exposed nitride based semiconductor layer; i.상기 제1 및 제2 유테틱금속층 및 리셉터기판의 비아홀을 통해 노출된 산화막을 식각하는 단계; 및i. Etching the exposed oxide film through the via holes of the first and second eutectic metal layer and the receptor substrate; And j.상기 리셉터기판과 상기 비아홀에 걸쳐서 제 2 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 수직전극형 발광다이오드의 제조방법.j. forming a second electrode over the receptor substrate and the via hole. 제 14항에 있어서, The method of claim 14, d2.상기 노출된 질화물계 반도체층 위에 광투과성전극 또는 투명전극을 형성하는 단계;를 추가적으로 포함하며, 상기 e단계는 상기 광투과성 전극 또는 투명전극 위에 제 1전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 수직전극형 발광다이오드의 제조방법.and d2. forming a light transmissive electrode or a transparent electrode on the exposed nitride-based semiconductor layer, wherein the step e is to form a first electrode on the light transmissive electrode or the transparent electrode. Manufacturing method of polar light emitting diode. 제 15항 또는 제 16항에 있어서, g2.상기 노출된 질화물계 반도체층 위에 광투과성 전극 또는 투명전극을 형성하는 단계;를 추가적으로 포함하며, 상기 h단계는 상기 광투과성 전극 또는 투명전극 위에 제 1전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 수직전극형 발광다이오드의 제조방법.The method of claim 15 or 16, further comprising g2. Forming a light transmissive electrode or a transparent electrode on the exposed nitride-based semiconductor layer, wherein step h is a first on the light transmissive electrode or transparent electrode A method of manufacturing a vertical electrode type light emitting diode, characterized in that to form an electrode. 제 17항에 있어서, 상기 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ZnO로 하는 것을 특징으로 하는 수직전극형 발광다이오드의 제조방법.18. The method of claim 17, wherein the transparent electrode is made of indium tin oxide (ITO) or ZnO. 제 18항에 있어서, 상기 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ZnO로 하는 것을 특징으로 하는 수직전극형 발광다이오드의 제조방법.19. The method of claim 18, wherein the transparent electrode is made of indium tin oxide (ITO) or ZnO. 제 17항에 있어서, 상기 광투과성 전극은 Ni, Au, Pt, Al, Ti 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직전극형 발광다이오드의 제조방법.18. The method of claim 17, wherein the light transmissive electrode is formed of at least one of Ni, Au, Pt, Al, and Ti. 제 18항에 있어서, 상기 광투과성 전극은 Ni, Au, Pt, Al, Ti 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직전극형 발광다이오드의 제조방법.19. The method of claim 18, wherein the light transmissive electrode is formed of at least one of Ni, Au, Pt, Al, and Ti. 제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 b단계는 Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, Ti중 적어도 하나를 포함하여 형성하고, 산소 또는 질소를 포함하는 분위기의 퍼니스에서 450℃내지 700℃의 온도로 2분간 열처리하는 것을 특징으로 하는 수직전극형 발광 다이오드의 제조방법.The method of claim 14, wherein the step b includes at least one of Pd, Rh, Pt, Ta, Ni, Cr, Au, and Ti, and includes oxygen or nitrogen. A method of manufacturing a vertical electrode type light emitting diode, characterized in that the heat treatment for 2 minutes at a temperature of 450 ℃ to 700 ℃ in the furnace. 제 15항에 있어서, 상기 e단계는 Ar, He, Kr, Xe, Rn중 적어도 하나를 포함하는 가스분위기에서 진행하는 것을 특징으로 하는 수직전극형 발광 다이오드의 제조방법.The method of claim 15, wherein the step e is performed in a gas atmosphere including at least one of Ar, He, Kr, Xe, and Rn. 제 16항에 있어서, 상기 f단계는 Ar, He, Kr, Xe, Rn중 적어도 하나를 포함하는 가스분위기에서 진행하는 것을 특징으로 하는 수직전극형 발광 다이오드의 제 조방법.The method of claim 16, wherein the step f is performed in a gas atmosphere including at least one of Ar, He, Kr, Xe, and Rn. 삭제delete 삭제delete
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