KR100758542B1

KR100758542B1 - Ⅰｔｏ층을 갖는 교류용 발광다이오드 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100758542B1
Application number: KR1020060023612A
Authority: KR
Inventors: 오덕환; 김대원; 윤여진
Original assignee: 서울옵토디바이스주식회사
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-09-13

Abstract

본 발명은, 전극층으로 투명의 ITO층을 갖는 교류용 발광다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은, 기판 위에 N형 반도체층, 활성층, P형 반도체층 및 ITO층을 포함하는 복수의 발광셀이 서로 이격되게 형성되어 제조되는 발광다이오드의 제조방법으로, (a) 상기 P형 반도체층 상면에 상기 ITO층이 위치하고 상기 N형 반도체층 일부가 접점영역으로 노출되도록 상기 발광셀들을 형성하는 단계와; (b) 상기 발광셀들 각각의 ITO층에 배선 일단부가 채워질 접점홈을 건식 식각에 의해 형성하는 단계와; (c) 상기 배선의 일단부가 상기 접점홈에 채워지도록, 서로 인접한 상기 발광셀들의 상기 접점홈과 상기 접점영역을 상기 배선으로 연결하는 단계를; 포함한다.

발광다이오드, ITO층, 접점홈, 배선, 전류단층, 전류확산

Description

ⅠＴＯ층을 갖는 교류용 발광다이오드 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DIODE WITH ITO LAYER FOR AC OPERATION AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교류용 발광다이오드를 설명하기 위한 단면도.

도 2 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 교류용 발광다이오드 제조방법을 설명하기 위한 단면도들.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

100: 기판 120: 버퍼층

200: 발광셀 220: N형 반도체층

240: 활성층 260: P형 반도체층

262: 전류차단층 290: ITO층

294: 접점홈 400: 배선

본 발명은 복수의 발광셀 각각에 ITO층을 구비한 교류용 발광다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, ITO층 각각에 대한 전류 확산율을 높여, 휘도 및 발광 성능을 향상시킨 교류용 발광다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

발광다이오드는 N형 반도체와 P형 반도체가 서로 접합된 구조를 가지는 광전변환 반도체 소자로서, 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발산하도록 구성된다. 일예로, 위와 같은 발광다이오드로는 질화갈륨(GaN)계 발광다이오드가 공지되어 있다. 질화갈륨계 발광다이오드는 사파이어 기판 상에서 GaN계로 이루어진 N형 반도체층, 활성층(또는, 발광층), P형 반도체층이 연속적인 적층구조를 이루는 발광셀을 포함한다.

일반적으로, 전술한 발광셀은 P형 반도체층으로부터 N형 반도체층까지 식각이 이루어져 N형 반도체층의 일부가 외부로 노출되도록 형성되며, 외부로 노출된 N형 반도체층의 윗면과 P형 반도체층의 윗면에는 전류인가를 위한 전극 구조가 각각 마련된다.

특히, P형 반도체층의 위쪽은 빛이 방출되는 발광 영역을 이루므로 빛의 방출을 저해하지 않는 투명전극층이 요구된다. 이러한 투명전극층으로는 우수한 전기적 특성을 갖는 Ni/Au 전극층이 이용되고 있다. 그러나, Ni/Au 전극층은 우수한 전기적 특성에도 불구하고 가시광선에 대한 투과성이 매우 낮아 발광다이오드의 발광 효율을 떨어뜨리는 문제점을 야기한다.

이에 대해, 종래에는 Ni/Au층 대신에 오믹콘택 형성을 위한 터널구조가 채용된 ITO(인듐 주석 산화물) 층을 P형 반도체층 위의 전극층으로 사용하는 기술이 제안된 바 있다. ITO층은 가시광선에 대한 투과율이 90% 이상으로 매우 우수하다는 장점을 갖는다. 그러나, ITO층은 기존 Ni/Au 층에 비해 전기적인 특성이 떨어진다 는 점에서 이에 대한 개선이 요구되고 있다. 특히, 종래의 발광다이오드는 ITO 층과 그 위에 형성되는 접점패드(또는, 전극패드) 사이의 전류 특성을 향상시키기 위한 개선이 요구되고 있다.

한편, 통상의 발광다이오드는 순방향 전류에 의해 광을 방출하며, 직류전류의 공급을 필요로 한다. 따라서, 위와 같은 발광다이오드는, 교류전원에 직접 연결하여 사용할 경우, 전류의 방향에 따라 온/오프를 반복하여, 결과적으로 빛을 방출하지 못하고 역방향 전류에 의해 쉽게 파손되는 문제점을 안고 있다. 이에 대해, 고전압 교류전원에 직접 연결하여 사용할 수 있는 발광다이오드가 국제공개번호 WO2004/023568(A1)에 "발광요소들을 갖는 발광장치(LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT-EMITTING ELEMENTS)"라는 제목으로 사카이 등(SAKAI et. al.)에 의해 개시된 바 있다.

전술한 교류용 발광다이오드에 있어서도, 발광셀 각각의 광 출사면에 형성된 투명전극층의 광 투과 성능 및 전류 특성 향상에 대한 깊은 고려가 요구되며, 이에 따라, 본 출원인은 투명전극층으로 광 투과 성능이 뛰어난 ITO층을 이용하되 그 ITO층의 문제점으로 지적되어 온 전류 특성을 개선한 교류용 발광다이오드를 개발하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은, ITO층 상의 배선 연결 구조를 개선하여, ITO층으로의 전류 확산 효율을 높이고, 이에 의해, 휘도 및 발광효율을 크게 향상시킨 교류용 발광다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따라서, 기판 위에 N형 반도체층, 활성층, P형 반도체층 및 ITO층을 포함하는 복수의 발광셀이 서로 이격되게 형성되어 제조되는 교류용 발광다이오드의 제조방법이 제공되며, 상기 제조방법은, (a) 상기 P형 반도체층 상면에 상기 ITO층이 위치하고 상기 N형 반도체층 일부가 접점영역으로 노출되도록 상기 발광셀들을 형성하는 단계와; (b) 상기 발광셀들 각각의 ITO층에 배선 일단부가 채워질 접점홈을 건식 식각에 의해 형성하는 단계와; (c) 상기 배선의 일단부가 상기 접점홈에 채워지도록, 서로 인접한 상기 발광셀들의 상기 접점홈과 상기 접점영역을 상기 배선으로 연결하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 교류용 발광다이오드 제조방법에 있어서, 상기 (b) 단계는 불활성 가스를 상기 ITO층에 충돌시켜 그 ITO층 일부를 식각하는 건식 식각 공정으로 이루어지되, 그 건식 식각에 의해 노출된 접점홈 바닥의 P형 반도체층 표면에 불활성 가스를 충돌시켜 전류차단층을 형성시키는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 (a) 단계는 상기 배선의 타단부가 연결될 접점패드가 상기 접점영역에 형성하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 (a) 단계에서 형성된 발광셀들을 전체적으로 덮는 투명 절연층을 기판 상에 형성하는 단계와; (b-2) 상기 투명 절연층을 패터닝 식각하여 상기 배선이 연결될 부분을 노출시키되, 상기 패터닝 식각에 의해 상기 ITO층 상의 접점홈이 함께 형성되도록 하는 단계를; 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 (b) 단계 후에 절연층이 형성된 발광셀들과 상기 기판을 전체적으로 덮는 도 전성의 금속층을 증착 또는 도금 방식으로 형성하는 단계와; (c2) 상기 접점홈에 채워진 채 상기 점점 패드로 이어지는 도전성의 금속층을 상기 배선으로 남겨두고 나머지 도전성 금속층을 식각 제거하는 단계를; 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따라서, 기판; 상기 기판 위에 서로 이격되게 형성되며, 각각 N형 반도체층, 활성층, P형 반도체층 및 ITO층을 갖는 복수의 발광셀과; 상기 발광셀들 각각의 N형 반도체층 일부가 노출되어 형성되는 접점영역과; 상기 발광셀들 각각의 ITO층에 소정의 깊이로 형성되는 접점홈과; 인접한 발광셀들의 상기 접점홈과 상기 접점영역 사이를 연결하기 위한 것으로, 그 일단부가 상기 접점홈에 채워져서 상기 ITO층의 접점홈 내측면과 접하는 배선을; 포함하는 ITO층을 갖는 교류용 발광다이오드가 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이하 설명되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 의해 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.

<실시예>

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교류용 발광다이오드를 설명하기 위한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발광다이오드(1)는 베이스를 이루는 기판(100)과 복수의 발광셀(200)을 포함한다. 기판(100)은 절연 또는 도전성의 기 판으로 이루어질 수 있는 것으로, 본 실시예에서는, 사파이어 기판이 이용되지만 탄화실리콘(SiC) 등과 같은 다른 기판이 이용될 수 있다.

또한, 기판(100)과 발광셀(200)들 사이에는 발광셀(200) 하층과 기판(100) 사이의 격자 부정합을 완화시키기 위한 버퍼층(120)이 개재될 수 있다. 본 실시예에서와 같이, 상기 기판(100)이 사파이어와 같이 절연성인 경우, 상기 버퍼층(120)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 버퍼층(120)은 발광셀(200)들을 전기적으로 분리시키기 위해 각 발광셀(200)에 대응하여 서로 이격된다. 한편, 상기 기판(100)이 전도성인 것으로 가정하면, 상기 버퍼층(120)은 기판(100)과 발광셀들(200)을 전기적으로 절연시키기 위해, 절연물질 또는 반절연물질로 형성되는데, 예컨대, AlN, GaN 등의 질화물이 버퍼층(120)으로 많이 이용되고 있다.

전술한 바와 같이, 상기 기판(100) 위로는 복수의 발광셀(200)이 형성된다. 상기 복수의 발광셀(200) 각각은 N형 반도체층(220), 활성층(240), 그리고, P형 반도체층(260)이 연속적으로 적층된 구조를 이룬다. 도시된 바와 같이, 활성층(240)은 전술한 메사 형성에 의해 N형 반도체층(220)의 일부 영역 위에 한정적으로 형성되며, 상기 활성층(240) 위로는 P형 반도체층(260)이 형성된다. 따라서, 상기 N형 반도체층(220)의 상면 일부 영역은 활성층(240)과 접합되어 있으며, 상면의 나머지 일부 영역은 전술한 P형 반도체층(260) 및 활성층(240)의 부분적인 제거에 의해 외부로 노출된다.

본 발명의 실시예에서, 발광셀(200) 각각의 P형 반도체층(260) 및 N형 반도체층(220)에는 발광다이오드(1)에 대한 전류 인가를 위한 전극 구조가 각각 마련된 다. 특히, P형 반도체층(260) 상의 전극 구조는 광 투과성과 전기적 특성에 대한 신중한 고려가 요구된다. 상기 P형 반도체층(260)의 윗면에는 전술한 광 투과성과 전기적 특성이 고려된 인디움-주석 산화물로 이루어진 ITO층(290)이 투명 전극층으로 형성되며, 본 명세서에서는, 용어 "발광셀"을 전술한 N형 반도체층(220), 활성층(240) 및 P형 반도체층(260)과 함께 ITO층(290)을 포함하는 의미로 정의한다.

각 발광셀(200)의 구성요소들을 보다 구체적으로 살펴보면, N형 반도체층(220)은 N형 Al_xIn_yGa₁ _-x- _yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성될 수 있으며, N형 클래드층을 포함할 수 있다. 또한, P형 반도체층(260)은 P형 Al_xIn_yGa₁ _-x- _yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성될 수 있으며, P형 클래드층을 포함할 수 있다. 상기 N형 반도체층(220)은 실리콘(Si)을 도우핑하여 형성할 수 있으며, P형 반도체층(260)은 아연(Zn) 또는 마그네슘(Mg)을 도우핑하여 형성할 수 있다.

또한, 활성층(240)은 전자 및 정공이 재결합되는 영역으로서, InGaN을 포함하여 이루어진다. 상기 활성층(240)을 이루는 물질의 종류에 따라 발광셀에서 추출되는 발광 파장이 결정된다. 상기 활성층(240)은 양자우물층과 장벽층이 반복적으로 형성된 다층막일 수 있다. 상기 장벽층과 우물층은 일반식 Al_xIn_yGa₁ _-x- _yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 표현되는 2원 내지 4원 화합물 반도체층들일 수 있다.

또한, 전술한 ITO층(290)은 90% 이상의 높은 가시광선 투과율을 가져 각 발광셀(200)의 발광효율, 더 나아가서는, 발광다이오드(1)의 발광효율 향상에 기여한다. 이때, 상기 ITO층(290)이 N형이라는 점에서 P형 반도체층(260)과 사이에 오믹 콘택이 잘 형성되지 않을 수 있으나, ITO층(290)과 P형 반도체층(260) 사이에 오믹콘택을 형성하기 위한 터널구조를 채용하면 두 층 사이의 오믹콘택이 잘 형성될 수 있다. 도시되어 있지는 않지만, 상기 터널구조는 P형 반도체층(260)과 ITO층(290) 사이에 인듐(In) 또는 N-형 도펀트를 델타도핑 방식으로 개재하여 형성될 수 있다.

도 1 확대도에 도시된 바와 같이, 상기 ITO층(290)의 윗면에는 배선(400)의 일단부를 연결하기 위한 접점홈(294)이 형성된다. 상기 접점홈(294)은, 건식 식각 공정에 의해 소정 깊이로 형성되는 것으로, 도전성 금속층으로 이루어진 배선(400)의 일단부가 채워진다. 상기 접점홈(294)은 ITO층(290)의 발광 면적 축소를 최소화하면서도 ITO층(290)과 배선(400) 사이의 접촉면적을 확장시킴으로써 배선(400)을 통한 ITO층(290)으로의 전류확산 효율을 높여줄 수 있는 것으로 이하의 설명을 통해 더욱 확실하게 이해될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 접점홈(294)은 ITO층(290)으로부터 P형 반도체층(260)의 표면까지 이어진다. 그리고, 상기 접점홈(294)에는 예를 들면, 도금 또는 증착 방식으로 형성되는 배선(400)의 일단부가 채워진다. 그리고, 접점홈(294) 내로 채워진 배선(400)의 일단부는 상기 접점홈(294) 형성에 의해 노출되는 P형 반도체층(260)의 표면과 접해 있고 측면 측으로는 접점홈(294) 안쪽의 ITO층(290)의 내측면과 접해 있게 된다. 이 때, 상기 배선(400)이 도금 또는 증착 방식으로 일체 형성되는 도전성 금속층으로만 이루어지지만, 상기 배선을 발광셀의 위쪽에 떠 있는 에어브리지(air bridge) 배선으로 하는 경우에, 상기 접점홈(294)에 채워지는 배선(400) 일단부는 P형의 접점패드(또는, 전극패드)일 수 있다.

상기 배선(400)은 발광셀(200) 상의 접점홈(294)에 일단부가 연결된 채 그 타단부가 인접한 다른 발광셀(200)의 N형 반도체층(220) 상의 접점영역으로 연결된다. 상기 접점영역에는 배선(400)과 직접 접합되는 N형의 접점패드(242)가 형성되어 있다.

또한, 상기 배선(400)은 투명 절연층(410)에 의해 발광셀(200)들 표면에 대해 전기적으로 절연되어 있다. 상기 투명 절연층(410)은 반도체층들(220, 240, 260) 및 ITO층(290)을 포함하는 발광셀(200)들의 표면을 전체적으로 덮도록 형성되는 것으로, 그것의 적어도 일부는 배선(400)과 발광셀(200) 사이의 전기 절연을 위해 그 두 부분 사이에 위치한다. 또한, 상기 투명 절연층(410)은 배선(400)이 연결될 두 부분, 즉, 전술한 접점홈(294) 위쪽과 N형 접점패드(242) 위쪽에 각각 개구부(412, 414)들을 구비한다. 본 실시예에서는, 상기 투명 절연층(410)으로 실리콘 산화막(SiO₂)을 이용하지만, 이는 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 임의의 다른 투명한 절연성 물질에 의해 형성될 수도 있다.

한편, 상기 P형 반도체층(260)은 상기 접점홈(294)의 바닥 부근에 전류차단층(262)을 더 포함할 수 있다. 이 전류차단층(262)은 전술한 배선(400) 일단부와 접하는 P형 반도체층(260)의 제한된 영역에 형성된다. 상기 전류차단층(262)은 전술한 접점홈(294) 형성을 위한 건식 식각에 따른 충격(damage)에 의해 P형 반도체층(260) 일부의 전기적 특성이 변화됨으로써 형성된다. 그리고, 상기 전류차단층(262)은 배선(400)의 일단부와 P형 반도체층(260) 사이의 전류를 차단하는 역할을 하여 ITO층(290)으로 보다 폭 넓은 전류 확산이 가능하도록 해준다.

위에서 설명된 구성에 따라, 본 실시예에 따른 발광다이오드(1)는 ITO층(290)의 발광 면적을 크게 줄이지 않으면서 배선(400)과 ITO층(290) 사이의 접촉면적이 증가될 수 있다. 특히, 상기 배선(400)이 ITO층(290)의 접점홈(294) 내면에 접하고 그 접점홈(294) 내면이 ITO층(290)으로의 전류 확산이 용이한 위치이므로,상기 접점홈(294)과 배선(400)의 연결 구조에 의해, 배선(400)으로부터 ITO층(290)으로 전류 확산 효율은 더욱 높아질 수 있다.

추가로, 본 실시예에 따른 교류용 발광다이오드(1)는 전술한 배선(400) 및 투명 절연층(410)을 덮을 수 있는 절연보호막(420)을 더 포함할 수 있다. 이 절연보호막(420)은 배선(400)들이 수분에 의해 오염되는 것을 방지하며, 외압에 의해 배선(400)들이 손상되는 것을 막아준다.

이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 제조방법을 설명한다.

도 2를 참조하면, 먼저, 기판(100) 상에 버퍼층(120)을 형성하고, 상기 버퍼층(120) 상에 N형 반도체층(220), 활성층(240), 그리고, P형 반도체층(260)을 차례로 형성한다. 상기 버퍼층(120) 및 반도체층들(220, 240, 260)은 금속유기 화학기상증착(MOCVD), 분자선 성장(MBE) 또는 수소화물 기상 성장(HVPE) 방법 등을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 반도체층들(220, 240, 260)은 동일한 공정챔버에서 연속적으로 형성될 수 있다.

이 때, 상기 버퍼층(120)은 AlN 또는 반절연 GaN층과 같은 절연성 물질막으 로 형성될 수 있으나, 경우에 따라 도전성 물질막, 예컨대 N형 GaN층 또는 언도프트 GaN층(undoped GaN layer)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 기판(100)이 사파이어와 같은 절연성 기판일 경우, 상기 버퍼층은 도전성 물질막으로 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 P형 반도체층(260) 위에 ITO층(290)이 형성된다. 상기 ITO층(290)의 형성 전에 ITO층(290)과 P형 반도체층(260) 사이의 오믹콘택 형성을 위해 대략 5~50Å의 델타토핑층으로 된 터널구조를 형성하는 공정이 수행될 수도 있다. 또한, 상기 ITO층(290)의 형성은 이하 설명되는 메사 형성 공정 후에 이루어질 수도 있다.

도 4를 참조하면, 메사 형성 공정에 의해 복수의 발광셀(200)이 기판(100) 위에 형성된다. 이 공정은 노광을 이용하는 식각 방식에 의해 이루어지는 것으로, N형 반도체층(220), 활성층(240), P형 반도체층(260), 그리고 ITO층(290)을 포함하는 복수의 발광셀(200)을 기판(100) 위에서 서로 이격되게 형성시키며. 또한, P형 반도체층(260) 및 활성층(240) 일부가 제거되어 N형 반도체층(220)의 윗면 일부가 위쪽으로 노출된 영역, 즉, 접점영역이 형성된다.

도 5를 참조하면, 상기 N형 반도체층(220)의 접점영역에는 접점패드(242)가 형성된다. 그 다음, 발광셀(200)들을 갖는 기판(100)에 투명 절연층(410)이 증착 방식으로 형성된다. 상기 투명 절연층(410)은 발광셀들(200)의 측벽 및 상부면을 덮고 그 발광셀들(200) 사이의 기판(100)을 전체적으로 덮는다. 따라서, 전술한 ITO층(290)과 접점패드(242) 또한 상기 투명 절연층(410)에 의해 덮여진다. 상기 투명 절연층(410)은 화학기상증착(CVD) 방식을 이용하여 예컨대 실리콘 산화막으 로 형성될 수 있다. 이때, 상기 투명 절연층(410)이 발광셀(200)의 측면까지 용이하게 덮을 수 있도록 하기 위해 전술한 메사 형성 공정에서, 발광셀(200)의 측면을 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

도 6을 참조하면, 상기 투명 절연층(410) 위에 감광막(511)을 바르고 배선 연결을 위한 개구부가 형성될 부분을 제외한 나머지 부분의 감광막을 제거하여 식각할 부분을 정의하는 공정이 수행된다. 그 다음, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 투명 절연층(410)에 제 1 및 제 2 개구부(412, 414)를 형성하고 그 제 1 개구부(412)와 연통되게 이어지는 접점홈(294)을 ITO층(290)에 형성하기 위한 패터닝 건식 식각 공정이 수행된다. 본 실시예에서의 건식 식각 공정은 불활성 가스(inert gas)인 Ar+ 를 식각 표면에 충돌시켜 물리적으로 투명 절연층(410) 및 ITO층(290) 일부를 떼어내는 방식으로 수행된다. 이 때, 상기 건식 식각에 의해 형성되는 접점홈(294)은 그 깊이가 P형 반도체층(260)의 표면에 이르도록 정해진다.

또한, 접점홈(294)이 P형 반도체층(260) 표면에 이르도록 ITO층(290)이 식각된 후, 전술한 건식 식각 공정을 지속하면, 전류차단층(262)이 P형 반도체층(260) 표면에 형성된다. 이 전류차단층(262)은 전술한 Ar+가 P형 반도체층(260) 표면에 충돌하여 그 충돌된 P형 반도체층(260) 표면 일부의 전기적 성질이 변화되어 형성되는 것이다.

그 다음, 도 8 및 도 9에 도시된 것과 같은 배선 연결 공정이 수행된다. 배선 연결을 위해서는, 먼저, 증착 방식 또는 도금 방식에 의해 투명 절연층(410)이 형성된 발광셀들(200) 및 그 발광셀들(200) 사이의 기판을 덮는 도전성 금속층 (400a)을 도 8에 도시된 바와 같이 형성한다. 그 다음, 발광셀들(200)로부터 광이 출사되는 영역을 가리지 않도록 그 영역에 상응하는 도전성 금속층(400a) 일부를 제거하면, 도 9에 도시된 것과 같은 도전성 금속층 구조의 배선(400)이 형성된다.

따라서, 상기 배선(400)은 일단부가 투명 절연층(410)의 제 1 개구부(412)를 거쳐 ITO층(290) 상의 접점홈(294)에 채워지고 이로부터 연장된 타단부는 상기 제 2 개구부(414)를 거쳐 N형 반도체층(220) 상의 N형 접점패드(242)에 연결된다. 본 실시예의 배선 연결 공정과 달리, 도전성 금속층을 제거하는 공정 없이 배선(400)을 도 9과 같은 형태로 형성하는 것도 가능한데, 이는 투명 절연층(410) 형성의 감광막을 이용하여 배선이 형성될 영역을 미리 정의함으로써 구현될 수 있다.

위의 모든 공정이 완료된 후, 배선(400) 및 투명 절연층(410)을 덮는 절연보호막(420)을 형성할 수 있으며, 절연보호막(420)이 형성된 발광다이오드(1)는 도 1에 잘 도시되어 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드(1)는, 배선(400)의 일단부가 ITO층(290)의 접점홈(294) 내면과 폭 넓게 접함으로써, 배선(400)과 ITO층(290) 사이의 접촉면적은 크게 확장된다. 그리고, 배선(400)이 P형 반도체층(260)과 접하되, 그 접하는 부분에서 전류차단층(262)이 P형 반도체층으로 흐르는 전류를 차단하므로 ITO층(290)으로의 전류확산 효율을 보다 높여줄 수 있다.

한편, 위에서 설명한 접점홈(294) 형성을 위한 건식 식각 공정은, 전류차단층(262)을 형성하는 역할 외에, 접점홈(294) 내측면의 감광막을 확실하게 제거해주는 역할을 한다. 즉, 습식 식각 공정이 식각 표면에 다수의 감광막 찌꺼기를 남기 는 것과 달리 건식 식각 공정은 감광막 찌꺼기를 확실하게 제거해줄 수 있다는 점에서 이점을 갖는다.

ITO층(290)의 접점홈(294) 내측면에 잔류하는 감광막 찌꺼기는 식각 후의 제거가 매우 어려우며, 감광막 찌꺼기가 잔류된 접점홈(294) 내에 전극패드가 형성될 경우, 그 감광막 찌꺼기는 배선(400)으로부터 ITO층(290)으로의 정상적인 전류 확산을 막아 발광다이오드의 휘도를 크게 저하시킬 수 있다.

본 발명은, ITO층의 발광면적을 크게 줄이지 않으면서도, 배선과 ITO층 사이의 접촉면적을 증가시키고 그 배선이 ITO층의 내측면과 접하는 구조에 의해 ITO층으로의 전류 확산 효율을 보다 더 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 건식 식각 방식으로 배선이 연결되는 접점홈 등을 형성하므로, 그 접점홈 내에 감광막 찌꺼기가 잔류하는 것을 저감 또는 억제할 수 있으며, 이는 접점홈이 채워지는 배선 일단부와 이에 접하는 ITO층과의 전기 접촉성을 향상시켜 주어 ITO층으로의 전류확산 효율 향상에 기여한다. 게다가, 본 발명은, P형 반도체층의 제한된 영역에 형성된 채 배선과 접촉하고 있는 전류차단층에 의해 ITO층으로의 전류 확산 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

Claims

기판 위에 N형 반도체층, 활성층, P형 반도체층 및 ITO층을 포함하는 복수의 발광셀이 서로 이격되게 형성되어 제조되는 발광다이오드의 제조방법에 있어서,

(a) 상기 P형 반도체층 상면에 상기 ITO층이 위치하고 상기 N형 반도체층 일부가 접점영역으로 노출되도록 상기 발광셀들을 형성하는 단계와;

(b) 상기 발광셀들 각각의 ITO층에 배선 일단부가 채워질 접점홈을 건식 식각에 의해 형성하는 단계와;

(c) 상기 배선의 일단부가 상기 접점홈에 채워지도록, 서로 인접한 상기 발광셀들의 상기 접점홈과 상기 접점영역을 상기 배선으로 연결하는 단계를;

포함하는 것을 특징으로 하는 ITO층을 갖는 발광다이오드 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 (b) 단계는 불활성 가스를 상기 ITO층에 충돌시켜 그 ITO층 일부를 식각하는 건식 식각 공정으로 이루어지되, 그 건식 식각에 의해 노출된 접점홈 바닥의 P형 반도체층 표면에 불활성 가스를 충돌시켜 전류차단층을 형성시키는 것을 더 포함하는 특징으로 하는 ITO층을 갖는 발광다이오드 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 접점영역에 접점패드를 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 접점패드는 상기 배선의 타단부와 연결되는 것임을 특징으로 하는 ITO층을 갖는 발광다이오드 제조방법.
청구항 3에 있어서, 상기 (b) 단계는,

(b-1) 상기 (a) 단계에서 형성된 발광셀들을 전체적으로 덮는 투명 절연층을 기판 상에 형성하는 단계와;

(b-2) 상기 투명 절연층을 패터닝 식각하여 상기 배선이 연결될 부분을 노출시키되, 상기 패터닝 식각에 의해 상기 ITO층 상의 접점홈이 함께 형성되도록 하는 단계를;

포함하는 것을 특징으로 하는 ITO층을 갖는 발광 다이오드 제조방법.
청구항 4에 있어서, 상기 (c) 단계는,

(c1) 상기 (b) 단계 후에 상기 투명 절연층이 형성된 발광셀들과 상기 기판을 전체적으로 덮는 도전성의 금속층을 증착 또는 도금 방식으로 형성하는 단계와;

(c2) 상기 접점홈에 채워진 채 상기 점점 패드로 이어지는 도전성의 금속층을 상기 배선으로 남겨두고 나머지 도전성 금속층을 식각 제거하는 단계를;

포함하는 것을 특징으로 하는 ITO층을 갖는 발광다이오드 제조방법.
기판;

상기 기판 위에 서로 이격되게 형성되며, 각각 N형 반도체층, 활성층, P형 반도체층 및 ITO층을 갖는 복수의 발광셀과;

상기 발광셀들 각각의 N형 반도체층 일부가 노출되어 형성되는 접점영역과;

상기 발광셀들 각각의 ITO층에 소정의 깊이로 형성되는 접점홈과;

인접한 발광셀들의 상기 접점홈과 상기 접점영역 사이를 연결하기 위한 것으로, 그 일단부가 상기 접점홈에 채워져서 상기 IT0층의 접점홈 내측면과 접하는 배선을;

포함하는 ITO층을 갖는 발광다이오드.
청구항 6에 있어서, 상기 P형 반도체층은, 상기 접점홈의 바닥에서 상기 배선 일단부와 접하는 위치에, 전기적 특성이 변화된 전류차단층이 형성된 것을 특징으로 하는 ITO층을 갖는 발광다이오드.
청구항 7에 있어서, 상기 전류차단층은 불활성 가스를 이용한 건식 식각 과정에서 불활성 가스와의 충돌에 의해 형성된 것임을 특징으로 하는 ITO층을 갖는 발광다이오드.
청구항 6에 있어서, 상기 접점영역에는 상기 배선의 타단부가 연결될 N형 접점패드가 형성된 것을 특징으로 하는 ITO층을 갖는 발광다이오드.
청구항 6에 있어서, 상기 배선은 도금 또는 증착 방식으로 형성되는 도전성 금속층으로 이루어지되, 상기 도전성 금속층과 각 발광셀 표면과의 절연을 위해 상기 발광셀 일부에는 투명 절연층이 형성됨을 특징으로 하는 ITO층을 갖는 발광다이 오드.