KR100717258B1 - Luminous element with high efficiency and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광소자에 관한 것이다. 본 발명은 기판과, 상기 기판의 일면에 형성된 N형 반도체층과, 상기 N형 반도체층의 일부 영역에 형성된 P형 반도체층과, 상기 P형 반도체층 상에 그물망 구조인 오믹 형성 전도막과, 투명 전도성 산화막을 구비하는 전극을 포함하고, 상기 오믹 형성 전도막은 산화물 형성물질과 산화물 미형성물질의 다중 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자를 제공한다. 본 발명은 투명한 다중 막의 제 1 막층과 투명 전도성 산화막을 제 2 막층으로 하는 다층의 전극을 사용함으로써, 광 투과도를 향상시키며 광 효율 저하 없이 전류확산을 향상시킴으로써 구동 전압을 낮춰 보다 고효율의 발광소자를 제공할 수 있다.The present invention relates to a light emitting device. The present invention provides a substrate, an N-type semiconductor layer formed on one surface of the substrate, a P-type semiconductor layer formed in a portion of the N-type semiconductor layer, an ohmic forming conductive film having a mesh structure on the P-type semiconductor layer, It includes an electrode having a transparent conductive oxide film, the ohmic forming conductive film provides a light emitting device comprising a multiple film of an oxide forming material and an oxide non-forming material. The present invention improves light transmittance and improves current diffusion without compromising light efficiency by using a multilayer electrode having a transparent multi-layered first film layer and a transparent conductive oxide film as a second film layer. Can provide.
발광소자, 전극, 산화물, 오믹, 메쉬 Light emitting element, electrode, oxide, ohmic, mesh
Description
도 1은 종래 발광소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional light emitting device.
도 2는 본 발명에 따른 발광소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of a light emitting device according to the present invention;
도 3a 내지 도 3g는 본 발명에 따른 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100a: 반사막 100b: 사파이어 기판100a:
100: 기판 200: 제 1 반도체층100
220: 제 1 전극 240: 제 1 본딩패드220: first electrode 240: first bonding pad
300: 활성층 400: 제 2 반도체층300: active layer 400: second semiconductor layer
420a: 제 1 막층 420b: 제 2 막층420a:
420: 제 2 전극 440: 제 2 본딩패드420: second electrode 440: second bonding pad
본 발명은 발광소자에 관한 것으로서, 자세하게는 발광소자의 전극에 대한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to an electrode of a light emitting device.
질화물 반도체는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED), 레이저 다이오드(Laser Diode, LD), 트랜지스터(Transistor) 그리고 광 검출기(Photodetector) 등 광소자 및 전자소자를 실현할 수 있는 소재로서 최근에 각광받고 있으며, 또한 국내외적으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 질화물 발광 다이오드 제작에는 소자의 효율과 수명시간의 향상을 위하여 질화물 반도체와 금속과의 접합 시 고 품질의 오믹 접합이 필수적이다. 특히 P형 질화갈륨(GaN)의 경우에는 높은 정공 농도를 갖는 P형 질화갈륨(GaN)를 얻기가 어렵고 질화갈륨(GaN)의 일함수에 비하여 높은 일함수를 갖는 금속이 없기 때문에 매우 낮은 접합 저항을 가지며 안정성이 매우 우수한 접합을 얻기가 어렵다고 알려져 있다. 또한, 질화갈륨(GaN) 계열의 발광 다이오드는 일반적으로 표면 발광 다이오드 형태로 제작되기 때문에 P형 질화갈륨(GaN) 층의 오믹 접촉으로 사용되는 금속의 전기적 특성뿐만 아니라 발광 다이오드의 활성층에서 발광되어 나오는 광에 대한 투광성 또한 높아야 발광 다이오드의 효율이 우수해진다.Nitride semiconductors have recently been spotlighted as materials capable of realizing optical and electronic devices such as light emitting diodes (LEDs), laser diodes (LDs), transistors, and photodetectors. In addition, research is being actively conducted at home and abroad. In the fabrication of nitride light emitting diodes, high-quality ohmic bonding is essential when bonding nitride semiconductors to metals to improve device efficiency and life time. Particularly in the case of P-type gallium nitride (GaN), it is difficult to obtain P-type gallium nitride (GaN) having a high hole concentration, and since there is no metal having a high work function compared to the work function of gallium nitride (GaN), the bonding resistance is very low. It is known that it is difficult to obtain a joint having excellent stability and excellent stability. In addition, gallium nitride (GaN) -based light emitting diodes are generally manufactured in the form of surface light emitting diodes, so that not only the electrical properties of metals used for ohmic contact of the P-type gallium nitride (GaN) layer but also light emitted from the active layer of the light emitting diodes High light transmittance also requires high efficiency of the light emitting diode.
이러한 발광소자용 전극에 관해 "대한민국 등록특허 제10-0452751호"에는 그물망 전극층과 투광성 전극층의 다중 층을 사용하는 기술이 개시되어 있다.Regarding such an electrode for a light emitting device, Korean Patent No. 10-0452751 discloses a technique using multiple layers of a mesh electrode layer and a transparent electrode layer.
상기 "대한민국 등록특허 제10-0452751호"는 도 1에 도시된 것과 같이, 반사막(50)이 형성된 기판(11)과, 상기 기판(11) 상에 형성된 버퍼층(12)과, 상기 버퍼 층(12) 상에 형성된 하부 접촉층(13)과, 상기 하부 접촉층(13)의 일부 영역에 순차적으로 형성된 활성층(14) 및 상부접촉층(15)과, 상기 상부접촉층(15) 상에 형성된 초격자층(25)과, 상기 초격자층(25) 상의 일부 영역에 순차적으로 형성된 그물망 전극층(27) 및 투광성 전극층(26)과, 상기 초격자층(25)의 타부 영역에 형성된 본딩패드(16)를 포함한다. 이때, 상기 하부 접촉층(13) 상에 오믹접촉층을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the "Korean Patent No. 10-0452751" includes a
상기와 같은 종래 발광소자는 그물망 오믹 형성구조와 반사막을 이용하여 전면 오믹 구조 형성 시보다 향상된 광 효율을 얻을 수 있다. 이에 사용된 기술은 P형 질화갈륨(GaN)과 같은 전도 대가 큰 물질의 경우에는 전극에 의한 전류의 확산 만으론 어렵기 때문에 금속 투명 전극막을 전면에 증착시킨다. 그러나 대부분의 금속이 광을 흡수하거나 반사하기 때문에 광 효율은 금속 오믹 형성 막의 특성에 상당부분 좌우된다. 이에 금속 오믹 형성 막을 그물망 구조로 만들어 오믹 형성 막에 의해 발광소자 P형 반도체층 쪽으로 방출되는 광의 흡수를 최소화 시킨다. 또한, 오믹 형성 막을 반사도가 높은 물질로 사용하여 하부 사파이어 기판 쪽과 동시에 반사시켜 광을 외부로 방출시켜 광 효율을 향상시킨다.The conventional light emitting device as described above may obtain an improved light efficiency when forming a front ohmic structure by using a mesh ohmic forming structure and a reflective film. The technique used here deposits a metal transparent electrode film on the entire surface of a material with a large conduction band such as P-type gallium nitride (GaN) because it is difficult to spread current by the electrode. However, since most metals absorb or reflect light, the light efficiency depends largely on the properties of the metal ohmic forming film. Accordingly, the metal ohmic forming film is made into a network structure to minimize absorption of light emitted by the ohmic forming film toward the light emitting device P-type semiconductor layer. In addition, the ohmic forming film is used as a highly reflective material to simultaneously reflect to the lower sapphire substrate to emit light to the outside, thereby improving light efficiency.
또한, 발광소자의 하부로 방출되는 광 반사를 위해 발광소자와 적용 기구에 접합할 시 기구에 반사특성이 좋은 금속으로 코팅을 실시하며 접합매개물질로 은 페이스트 또는 투명 페이스트를 사용하여 광 반사율을 향상시킨다.In addition, in order to reflect the light emitted to the lower part of the light emitting device, when the light emitting device and the application device are bonded, the device is coated with a metal having good reflection characteristics. The light reflectance is improved by using a silver paste or a transparent paste as a bonding medium. Let's do it.
그러나 상기와 같은 구조는 그물망 오믹 형성 구조의 반사막과 하부 기판의 반사막으로 인한 광 효율 증가는 발광소자 내부에서 두 번의 반사를 필요로 하여 발광소자 내부에서의 재흡수를 증가시킨다. 또한, 반사막 부분의 광 방출이 없어 균일성이 떨어지며, 금속을 200㎚이상 두껍게 증착해야 하는 반사막은 미세한 그물 망 구조 형성 및 증착도 어렵다. 그물망 오믹 형성 구조는 결정적으로 오믹을 형성하지 않은 부분이 크기 때문에 전면 오믹 구조에 비해서 높은 인가 전압을 필요로 한다. 또한, 투광성이 좋은 투명 전도성 산화막(Transparent Conductive Oxide, TCO)을 써서 전면 오믹 형성을 하기 위해서는 발광소자 P형 반도체층 영역에 N형 도핑을 해야 하므로 비용증가와 여전히 높은 구동전압의 불안한 요소를 갖고 있다.However, in the above structure, the increase in light efficiency due to the reflective film of the mesh ohmic-forming structure and the reflective film of the lower substrate requires two reflections in the light emitting device, thereby increasing resorption in the light emitting device. In addition, there is no light emission of the reflecting film portion, resulting in poor uniformity, and the reflecting film having to be deposited at a thickness of 200 nm or more is difficult to form and deposit a fine network structure. The mesh ohmic formation structure requires a higher applied voltage than the frontal ohmic structure because the portion where the ohmic formation is not critical is large. In addition, in order to form a front surface ohmic using a transparent conductive oxide (TCO) having good transmissivity, an N-type doping is required in the light emitting device P-type semiconductor layer region, which has an unstable factor of increased cost and still high driving voltage. .
따라서, 기구의 반사특성에 의한 광 반사나 접합 매개 물질의 반사 특성은 발광소자 작동 시에 시간이 지남에 따라서 그 특성 저하가 발광소자의 특성 저하보다 크다는 문제점이 있다.Accordingly, there is a problem that the reflection of light by the reflection characteristics of the mechanism or the reflection of the bonding medium is greater than the degradation of the characteristics of the light emitting device as time passes when the light emitting device is operated.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 투명한 다중 막인 제 1 막층과, 투명 전도성 산화막을 제 2 막층으로 하는 다층의 전극을 사용하여, 광 투과도를 향상시키고 광 효율 저하 없이 전류확산을 향상시켜 구동 전압을 낮춰 보다 고효율의 발광소자를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention uses a first membrane layer, which is a transparent multiple film, and a multilayer electrode having a transparent conductive oxide film, as a second film layer, to improve light transmittance and improve current diffusion without reducing light efficiency, thereby driving voltage. The purpose is to provide a more efficient light emitting device by lowering the.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기판과, 상기 기판의 일면에 형성된 N형 반도체층과, 상기 N형 반도체층의 일부 영역에 형성된 P형 반도체층과, 상기 P형 반도체층 상에 그물망 구조인 오믹 형성 전도막과, 투명 전도성 산화막을 구비하는 전극을 포함하고, 상기 오믹 형성 전도막은 산화물 형성물질과 산화물 미형성 물질의 다중 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate, an N-type semiconductor layer formed on one surface of the substrate, a P-type semiconductor layer formed in a portion of the N-type semiconductor layer, and a network structure on the P-type semiconductor layer An electrode having an in-omic-forming conductive film and a transparent conductive oxide film is provided, and the ohmic-forming conductive film provides a light emitting device comprising multiple films of an oxide forming material and an oxide non-forming material.
이때, 상기 산화물 형성물질은 니켈(Ni), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 산화물 미형성물질은 금(Au), 백금(Pt), 파라듐(Pd) 중 적어도 하나를 포함하고 전기전도도가 5×10-5(Ω㎝)-1 이하일 수 있다.In this case, the oxide forming material may include at least one of nickel (Ni), silver (Ag), magnesium (Mg), zinc (Zn), aluminum (Al), the oxide non-forming material is gold (Au) , At least one of platinum (Pt) and palladium (Pd) and may have an electrical conductivity of 5 × 10 −5 (Ωcm) −1 or less.
또한, 상기 오믹 형성 전도막은 오믹 접촉저항이 5×10-4(Ω/㎠) 이하이고, 면 저항이 15(Ω/square) 이하이며, 광 투과도가 70 ~ 100%인 것을 특징으로 한다.In addition, the ohmic forming conductive film has an ohmic contact resistance of 5 × 10 −4 (Ω / cm 2) or less, a sheet resistance of 15 (Ω / square) or less, and a light transmittance of 70 to 100%.
또한, 상기 투명 전도성 산화막은 ITO, ZnO, InCe산화물, InGa산화물 중 하나를 포함할 수 있다.In addition, the transparent conductive oxide film may include one of ITO, ZnO, InCe oxide, and InGa oxide.
이때, 상기 기판의 타면에 형성된 반사막을 포함하고, 상기 반사막은 알루미늄(Al), 은(Ag), 레늄(Re), 루테늄(Ru), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In this case, the substrate may include a reflective film formed on the other surface of the substrate, and the reflective film may include at least one of aluminum (Al), silver (Ag), rhenium (Re), ruthenium (Ru), and gold (Au).
더욱이, 본 발명은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 N형 반도체층 및 P형 반도체층을 형성하는 단계; 상기 P형 반도체층 상에 산화물 형성물질과 산화물 미형성물질의 오믹 형성 전도막을 그물망 구조로 형성하는 단계; 상기 오믹 형성 전도막 상에 투명 전도성 산화막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 오믹 형성 전도막은 증착 후 산소를 포함한 분위기에서 섭씨 500 ~ 600도의 온도로 열처리하여 형성하는 것을 특징으로 하는 발광소자의 제조방법을 제공한다.Moreover, the present invention comprises the steps of preparing a substrate; Forming an N-type semiconductor layer and a P-type semiconductor layer on the substrate; Forming an ohmic forming conductive film of an oxide forming material and an oxide non-forming material on the P-type semiconductor layer in a mesh structure; Forming a transparent conductive oxide film on the ohmic forming conductive film, wherein the ohmic forming conductive film is formed by heat treatment at a temperature of 500 to 600 degrees Celsius in an atmosphere containing oxygen after deposition. To provide.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art, It is provided to inform you. Like reference numerals in the drawings refer to like elements.
도 2는 본 발명에 따른 발광소자의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a light emitting device according to the present invention.
본 발명에 따른 발광소자는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 형성된 제 1 반도체층(200)과 상기 제 1 반도체층 상의 일부 영역에 형성된 활성층(300)과, 상기 활성층(300) 상에 형성된 제 2 반도체층(400)과, 상기 제 2 반도체(400)층 상에 형성된 다층구조의 제 2 전극(420)을 포함한다. 이때, 상기 기판(100)은 사파이어 기판(100b)과 상기 사파이어 기판(100b)의 하부에 형성된 반사막(100a)을 포함하고, 상기 제 1 반도체층(200)과 제 2 반도체층(400) 상에는 제 1 패드(240)와 제 2 패드(440)가 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the light emitting device according to the present invention includes a
상기 기판(100)은 발광소자를 제작하기 위한 통상의 웨이퍼를 지칭하는 것으로, 본 발명에서는 하부에 반사막(100a)이 형성된 사파이어 기판(100b)을 사용한다. 상기 사파이어 기판(100b)은 투광성과 절연성을 가진다.The
본 발명의 발광소자에서 및은 제 2 반도체층(400)을 향하는 상향으로 방출된다. 따라서, 본 발명에서는 기판(100)이 하부에 반사특성이 우수한 반사막(100a)을 형성하여 사파이어 기판(100b)을 투과한 빛을 상부로 반사시켜 발광효율을 상승시키고자 한다.In the light emitting device of the present invention, and are emitted upwards toward the
상기 반사막(100a)은 활성층(300)에서 하부로 방출되어 사파이어 기판(100b) 을 투과한 빛을 상부로 반사시키기 위한 것으로서, 알루미늄(Al), 은(Ag), 레늄(Re), 루테늄(Ru), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함한다. 즉, 상기와 같은 물질들은 단일층을 이루거나 2가지 이상의 물질들이 다층을 이룰 수 있다. 상기 반사막(100a)은 100 ~ 450㎚의 두께로 형성되며, 입사된 빛의 80%이상을 반사시킨다. 이때, 상기 반사막(100a)은 전기적 특성은 고려하지 않고 반사특성만을 주로 고려한다.The
상기 제 1 반도체층(200)은 통상 전자가 생성되는 N형 질화물 반도체층으로서, N형 화합물 반도체층과 N형 클래드층으로 형성된다. 이때, N형 화합물 반도체층은 N형 불순물이 도핑된 질화물을 사용한다.The
상기 활성층(300)은 소정의 밴드갭과 양자 우물이 만들어져 전자 및 정공이 재결합되는 영역으로서, 활성층(300)을 이루는 물질의 종류에 따라 전자 및 정공이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화된다. 따라서, 목표로 하는 파장에 따라 조성이 제어된 반도체 재료를 활성층(300)으로 사용하는 것이 바람직하다.The
상기 제 2 반도체층(400)은 통상 정공이 생성되는 P형 질화물 반도체층으로서, P형 클래드층과 P형 화합물 반도체층으로 형성된다. 이때, P형 화합물 반도체층은 P형 불순물이 도핑된 질화물을 사용한다.The
상기 제 2 전극(420)은 제 2 반도체층(400) 상에 형성되어 외부 전원을 질화물 반도체층으로 인가하는 금속층으로서, 본 발명에서는 오믹 형성 전도막과 투명 전도성 산화막을 포함한다. 본 발명의 발광소자에서 빛은 제 2 반도체층(400)을 향하는 상향으로 방출된다. 이때, 활성층(300)에서 제 2 반도체층(400)으로 방출되는 빛과 제 1 반도체층(200)으로 방출된 빛이 하부의 반사막(100a)에 의해 상부로 반사되어 및이 제 2 전극(420)을 투과하여 외부로 방출된다. 따라서, 제 2 전극(420)은 빛이 투과될 수 있도록 투명해야 된다. 즉, 상기 제 2 전극(420)은 투명한 오믹 형성 전도막인 제 1 막층(420a)과, 상기 제 1 막층(420a) 상에 형성된 투명 전도성 산화막인 제 2 막층(420b)을 포함하는 다층구조로 광 투과율을 높이고 발광소자의 구동전압을 낮춤으로써, 고효율의 발광소자를 제공하고자 한다.The
상기 제 2 전극(420) 중 제 1 막층(420a)인 오믹 형성 전도막은 니켈(Ni), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 형성물질과, 금(Au), 주석(Pt), 파라듐(Pd) 등의 일 함수(Work Function)가 높고 전기 전도도가 5×10-5(Ω㎝)-1 정도로 높은 산화물 미형성물질을 차례로 얇게 증착하여 다중 막을 형성한다. 예를 들면, 니켈(Ni), 은(Ag), 니켈(Ni), 금(Au)을 각각 20Å, 5Å, 20Å, 50Å의 두께로 차례대로 증착하거나, 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 금(Au)을 20Å, 5Å, 20Å, 50Å의 두께로 순차적으로 증착하여 제 1 막층(420a)을 형성한다. 하지만, 이에 한정되지 않고 여러가지 조합의 다중 막을 제 1 막층(420a)으로 할 수 있다.The ohmic formation conductive film, which is the
이때, 상기 제 1 막층(420a)은 그물 망 구조로서, 접촉저항 5×10-4Ω/㎠ 이하이고, 면 저항 15Ω/Square 이하이며, 광 투과도가 70 ~ 80%이다. 또한, 상기 제 1 막층(420a)은 제 2 반도체층(400)과 오믹을 형성하며, 제 2 반도체층(400) 상부 면적의 30 ~ 70%인 것이 바람직하다.At this time, the
상기 제 2 막층(420b)은 투명 전도성 산화막(Transparent Conductive Oxide, TCO)으로서, 제 2 반도체층의 전류확산을 보다 안정적으로 하기 위한 것이다. 상기 제 2 막층(420b)은 ITO(In, Sn, O), ZnO, InCe산화물, InGa산화물 등을 대략 100 ~ 400㎚의 두께로 형성한다. 이때, 상기 제 2 막층(420b)은 약 80 ~ 100%의 광 투과도를 가지되 약 15Ω/Square 이하의 면 저항을 가진다. 또한, 제 2 막층(420b)은 제 1 막층(420a)과 오믹을 형성하여 발광영역 전체에 전류확산이 고르게 될 수 있도록 한다.The
따라서, 본 발명은 투명한 오믹 형성 전도막인 제 1 막층(420a)과 투명 전도성 산화막인 제 2 막층(420b)을 전극으로 하여, 활성층(300)에서 상부로 방출된 빛의 대부분을 외부로 출사시킨다. 즉, 종래의 발광소자는 제 1 막층으로 불투명 금속층이 형성되어 그물눈으로 출사된 빛 외에는 불투명 금속층에 의해 반사되었다. 하지만, 본 발명은 제 1 막층을 그물 구조의 투명한 오믹 형성 전도막으로 형성하여 그물눈으로 출사되지 못하고 오믹 형성 전도막으로 입사된 빛을 외부로 출사시킬 수 있다. 또한, 오믹 형성 전도막에 의해 반사된 미량의 광 역시 사파이어 기판(100b)의 하부에 형성된 반사막(100a)에 의해 반사되어 재방출되므로 종래의 발광소자보다 월등한 광효율을 갖게 된다.Therefore, the present invention emits most of the light emitted from the
이하 상기한 본 발명에 따른 발광소자의 제조방법에 대해 도면을 참조하여 살펴보고자 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명에 따른 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.3A to 3G are views for explaining a method of manufacturing a light emitting device according to the present invention.
본 발명에 따른 발광소자의 제조방법은 도 3a 내지 도 3g를 참조하면, 우선 사파이어 기판(100b)의 일측에 알루미늄(Al), 은(Ag), 레늄(Re), 루테늄(Ru), 금(Au) 등과 같이 광 반사특성이 우수한 물질을 독립적으로 사용하거나 다층을 형성하여 100 ~ 450㎚의 두께로 접촉특성이 우수한 반사막을 형성한다.Referring to FIGS. 3A to 3G, a method of manufacturing a light emitting device according to the present invention may include aluminum (Al), silver (Ag), rhenium (Re), ruthenium (Ru), and gold (1) on one side of a
이후, 상기 사파이어 기판(100b)의 타측에 N형 반도체층(200)과, 활성층(300), P형 반도체층(400)을 순차적으로 성장시킨다.Thereafter, the N-
상기와 같이 성장된 반도체층에 마스크를 이용한 사진 식각공정을 실시하여 기판이 드러나도록 하여 각각의 셀들이 전기적으로 분리되도록 한다. 즉, 상기 마스크를 식각마스크로 하는 식각공정을 통해 P형 반도체층(400), 활성층(300), N형 반도체층(200)의 일부를 제거하여 기판(100)을 노출시킨다.A photolithography process using a mask is performed on the grown semiconductor layer to expose the substrate so that each cell is electrically separated. That is, a portion of the P-
한편, 상기 마스크는 감광막을 이용하여 형성한다. 또한, 식각 공정은 습식, 건식 식각공정을 실시할 수 있으며, 본 실시예에서는 플라즈마를 이용한 건식식각을 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the mask is formed using a photosensitive film. In addition, the etching process may be a wet or dry etching process, it is preferable to perform the dry etching using the plasma in this embodiment.
상기 공정을 실시한 다음, 각 셀의 N형 반도체층(200)이 노출되도록 P형 반도체층(400) 및 활성층(300)을 식각한다. 즉, 기판(100)을 노출시키는 제 1 마스크를 이용한 제 1 식각을 실시한 다음, N형 반도체층(200)을 노출시키기 위해 P형 반도체층(400) 및 활성층(300)의 소정 영역을 노출시키는 제 2 마스크를 이용한 제 2 식각을 실시한다. 상기 노출된 N형 반도체(200) 상에는 오믹성 금속 물질을 도포하여 N형 전극을 형성한다.After the process, the P-
이후, 니켈(Ni), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함하는 산화물을 형성하는 물질을 각각 독립적으로 사용하거나 둘 이상의 물질을 일정 비율로 고용체를 만들고, 산화물을 형성하지 않는 물질인 금(Au), 주석(Pt), 파라듐(Pd) 등의 일 함수가 높고 전기 전도도가 5×10-5(Ω㎝)-1 정도로 높은 물질을 준비한다. 상기 산화물을 형성하는 물질과 산화물을 형성하지 않는 물질의 다중 막을 P형 반도체층 상에 마스크를 이용하여 그물 망 구조로 전자빔(e-beam) 또는 열(thermal) 진공증착 장비로 증착시켜 산소를 포함한 분위기에서 섭씨 500 ~ 600도의 온도로 열처리하여 제 1 막층(420a)을 형성한다.Subsequently, each of the materials forming oxides including at least one of nickel (Ni), silver (Ag), magnesium (Mg), zinc (Zn), and aluminum (Al) may be independently used or two or more materials may be used in a predetermined ratio. Materials that have a high work function such as gold (Au), tin (Pt), and palladium (Pd), which form solid solutions and do not form oxides, have high electrical conductivity as high as 5 × 10 -5 (Ω㎝) -1 Prepare. Multiple layers of the oxide-forming material and the non-oxide-forming material were deposited on an P-type semiconductor layer using an e-beam or a thermal vacuum deposition apparatus in a mesh structure using a mask to include oxygen. The
상기 제 1 막층(420a) 상에 투명 전도성 산화막(Transparent Conductive Oxide, TCO)인 ITO(In, Sn, O), ZnO, InCe산화물, InGa산화물 등을 두께 100 ~ 400㎚로 증착한 후 산소 분위기에서 열처리하여 제 1 막층(420a)과 제 2 막층(420b)을 포함하는 P형 전극(420)을 형성한다.ITO (In, Sn, O), ZnO, InCe oxide, InGa oxide, etc., which are transparent conductive oxide films (TCO), are deposited on the
이후, 상기와 같이 제작된 발광소자 어레이 기판을 단위 발광소자로 분리하면 도 2와 같은 발광소자가 완성된다.Thereafter, when the light emitting device array substrate manufactured as described above is separated into a unit light emitting device, a light emitting device as shown in FIG. 2 is completed.
이때, 상기 P형 반도체층(400) 상의 투명전극 일부를 포토공정으로 식각하여 P형 반도체층을(400) 노출시키고, P형 본딩패드(440)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 N형 반도체층(220) 상의 N형 전극(240) 역시 일부를 식각하여 N형 본딩패드(220)를 형성할 수 있다.In this case, a portion of the transparent electrode on the P-
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다. 즉, 상기 N형 반도체층(200) 상의 N형 전극(220)을 인접한 P형 반도체층(400) 상의 P형 전극(420)과 소정의 브리지(Bridge) 공정 또는 스탭커버(Step Cerver) 등의 공정을 이용하여 전기적으로 연결하여 교류형 발광소자를 제작할 수도 있다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the claims. It is self-evident. That is, the N-
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 투명한 다중 막의 제 1 막층과 투명 전도성 산화막을 제 2 막층으로 하는 다층의 전극을 사용함으로써, 광 투과도를 향상시키며 광 효율 저하 없이 전류확산을 향상시킴으로써 구동 전압을 낮춰 보다 고효율의 발광소자를 제공할 수 있다.As described above, the present invention lowers the driving voltage by improving light transmittance and improving current diffusion without lowering light efficiency by using a multilayer electrode having the first film layer of the transparent multiple film and the transparent conductive oxide film as the second film layer. A more efficient light emitting device can be provided.
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