KR100770583B1 - The Light Emitting Device using the Free-Standing Semiconductor Substrate and Manufacturing of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열방출 및 정전기 방출이 용이하지 않은 사파이어 기판 대신 질화물 반도체 기판을 이용하여 발광 소자를 제작함으로서, 신뢰성을 향상시키고, 대전류에서도 구동이 가능하여 단일 소자에서도 높은 광 출력을 나타내는 발광 소자를 제조한다. 또한 상기 질화물 반도체 기판을 마련함에 있어서, 이면연마한 양면기판의 사파이어 기판을 성장기판으로 사용하여 질화물 반도체를 성장시킨 후, 건식 식각, 습식 식각 중 어느 하나 이상을 포함하는 조합으로 사파이어 기판을 제거함으로서, 질화물 반도체의 손상을 줄이면서도 종래 기술보다 용이한 공정으로 사파이어 기판을 제거할 수 있다.According to the present invention, a light emitting device is manufactured using a nitride semiconductor substrate instead of a sapphire substrate which is not easy to emit heat and static electricity, thereby improving reliability and manufacturing a light emitting device having high light output even in a single device because of high reliability. do. In the provision of the nitride semiconductor substrate, the nitride semiconductor is grown using a sapphire substrate of the back-polished double-sided substrate as a growth substrate, and then the sapphire substrate is removed by a combination including at least one of dry etching and wet etching. In addition, the sapphire substrate can be removed in an easier process than the prior art while reducing damage to the nitride semiconductor.

수직 전극형 발광 소자, 질화물 반도체 기판, 습식 식각 Vertical Electrode Light Emitting Device, Nitride Semiconductor Substrate, Wet Etch

Description

질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자 및 그의 제조방법{The Light Emitting Device using the Free-Standing Semiconductor Substrate and Manufacturing of the same}Vertical electrode type light emitting device using nitride semiconductor substrate and manufacturing method thereof {The Light Emitting Device using the Free-Standing Semiconductor Substrate and Manufacturing of the same}

도 1은 평면전극형 발광 소자의 단면 및 평면을 나타낸 것이다.1 shows a cross section and a plane of a planar electrode light emitting device.

도 2는 수직전극형 발광 소자의 단면 및 평면과 투명전극 또는 터널링층을 추가적으로 포함하는 발광 소자의 단면을 나타낸 것이다.2 is a cross-sectional view of a vertical light emitting device and a cross section of a light emitting device further including a plane and a transparent electrode or a tunneling layer.

도 3은 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장시키는 방법에 대해 도시한 것이다.3 illustrates a method of growing a nitride semiconductor of a nitride semiconductor substrate.

도 4는 ICP/RIE 건식 식각에 있어서 ICP 및 RIE 파워에 따른 사파이어와 질화물 반도체(GaN)의 식각 속도를 나타내는 그래프이다. FIG. 4 is a graph illustrating etching rates of sapphire and nitride semiconductor (GaN) according to ICP and RIE power in ICP / RIE dry etching.

도 5는 황산(H2SO4)과 인산(H3PO4)의 혼합 용액을 식각액으로 사용하는 습식 식각에 있어, 상기 식각액의 온도에 대한 사파이어와 질화물 반도체(GaN)의 식각 속도를 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the etching rate of sapphire and nitride semiconductor (GaN) versus the temperature of the etchant in wet etching using a mixed solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) as an etchant. to be.

도 6는 습식 식각 방법을 통해 질화물 반도체로부터 사파이어 기판을 제거한 후, 상기 사파이어 기판의 제거로 인해 노출된 질화물 반도체의 표면 사진이다. 6 is a photograph of the surface of the nitride semiconductor exposed due to the removal of the sapphire substrate after the removal of the sapphire substrate from the nitride semiconductor through a wet etching method.

도 7은 본 발명의 제1 실시예를 순차적으로 도시한 것이다.7 sequentially shows a first embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제2 실시예를 순차적으로 도시한 것이다.8 sequentially illustrates a second embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제3 실시예를 순차적으로 도시한 것이다.9 sequentially shows a third embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제4 실시예를 순차적으로 도시한 것이다.10 sequentially shows a fourth embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제5 실시예를 순차적으로 도시한 것이다.11 sequentially shows a fifth embodiment of the present invention.

본 발명은 질화물 반도체로 구성되어 전류가 흐르면 빛을 발광하는 발광 소자에 관한 것으로, 상기 질화물 반도체를 성장하기 위하여 사용되던 사파이어 기판 대신 도전성질화물 반도체 기판을 이용하여 질화물 반도체층을 성장시킨 수직 전극형 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device composed of a nitride semiconductor and emitting light when a current flows, wherein the vertical electrode type light emitting device has grown a nitride semiconductor layer using a conductive nitride semiconductor substrate instead of a sapphire substrate used to grow the nitride semiconductor. A device and a method of manufacturing the same.

상기 기초기판(또는 성장기판)과 기초기판위에 성장되는 박막의 격자상수가 다르면, 기초기판과 박막과의 격자상수 차에 의한 결정결함이 발생하여 반도체 박막을 악화시키기 때문에, 반도체를 성장시키기 위하여 사용되는 기초기판은 성장하고자 하는 박막의 종류에 따라 결정된다. 따라서 AlGaP, GaP/AlP이종접합구조는 GaP기판위에 성장시키며, InP는 InP기판위에 성장시키고, GaAs, GaAlAs, InGaP는 InGaAs 및 GaAs기판위에 성장시킨다.If the lattice constant of the thin film grown on the base substrate (or the growth substrate) and the base substrate is different, crystal defects are caused by the lattice constant difference between the base substrate and the thin film, which deteriorates the semiconductor thin film. The base substrate is determined according to the type of thin film to be grown. Therefore, AlGaP, GaP / AlP heterojunction structures grow on GaP substrates, InP grows on InP substrates, and GaAs, GaAlAs, InGaP grow on InGaAs and GaAs substrates.

특히 GaN(질화물 반도체)의 경우에는 격자결함을 줄이기 위하여 질화물 반도체와 격자상수가 비슷한 사파이어기판이 사용한다. 그러나 사파이어 기판은 상기 GaP, InP, GaAs 및 Si기판과는 달리 불순물 첨가에 의한 도전성기판을 만들 수 없 다. 따라서 수직 전극형 발광 소자의 제작이 어려워, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 전극과 제2 전극을 모두 에피층의 성장면측에 형성한 평면전극형 발광소자만을 제조할 수밖에 없었다. In particular, in the case of GaN (nitride semiconductor), a sapphire substrate having a lattice constant similar to that of a nitride semiconductor is used to reduce lattice defects. However, unlike the GaP, InP, GaAs, and Si substrates, the sapphire substrate cannot make a conductive substrate by addition of impurities. Therefore, it is difficult to manufacture the vertical electrode light emitting device, and as shown in FIG. 1, only the flat electrode light emitting device in which both the first electrode and the second electrode are formed on the growth surface side of the epitaxial layer can be manufactured.

상기 평면전극형 발광소자는 두 전극을 같은 면에 형성하기 때문에 한 면위에 와이어 본딩에 필요한 두 전극의 면적을 확보하여야 한다. 따라서 발광 소자의 칩 면적도 일정 크기 이상이 되어야만 하고, 이에 따라 웨이퍼당 칩 생산량의 증가에 한계가 있었다. 또한 상기 사파이어 기판은 절연체 기판이기 때문에, 외부로부터 유입되는 정전기를 방출하기가 어려운 단점이 있으며, 상기 정전기로 인한 성능이 불량한 발광 소자가 발생하는 빈도수가 늘어나는 단점이 있다. 이는 소자의 신뢰성을 저하시키고, 패키지 공정에 있어서 제너다이오드를 추가해야하는 점 등의 여러가지 제약이 따른다. 또한 상기 사파이어 기판은 열전도도가 낮기 때문에, 발광 소자의 구동 중에 발생하는 열을 외부로 방출하는데 어려움이 있으며, 이에 따라 상기 발광 소자의 고출력을 위한 높은 전류를 인가하는 데에도 제약이 따르게 된다.Since the flat electrode light emitting device has two electrodes formed on the same surface, an area of two electrodes required for wire bonding on one surface must be secured. Therefore, the chip area of the light emitting device must also be larger than a certain size, and accordingly, there is a limit to the increase in the chip production per wafer. In addition, since the sapphire substrate is an insulator substrate, it is difficult to discharge static electricity flowing from the outside, and there is a disadvantage in that the frequency of generating a light emitting device having poor performance due to the static electricity increases. This lowers the reliability of the device and comes with various restrictions such as the need to add a zener diode in the packaging process. In addition, since the sapphire substrate has a low thermal conductivity, it is difficult to dissipate heat generated during driving of the light emitting device to the outside. Accordingly, there is a restriction in applying a high current for high output of the light emitting device.

또한 상기 발광 소자 중 하나인 레이저 다이오드는 레이저 발진 이득을 얻기 위하여 반사특성이 우수한 공진기의 면을 얻는 것이 중요하다. 그러나 사파이어 기판은 단단하기 때문에 가공이 용이하지 않고, 벽개면을 형성하기 어렵기 때문에 우수한 성능의 레이저 다이오드를 제조하는 것이 용이하지 않다. 때문에 사파이어 기판의 산업적 가치는 인정되었지만, 상기 사파이어 기판을 이용하여 질화물 반도체 레이저 다이오드를 제작할 때에는 제조비용이 비싸기 때문에, 상기 사파이어 기판 이 질화물 반도체 레이저 다이오드를 제조하는 데에 폭넓게 활용되지 못하고 있었다. 특히 HBT(Hetero Bipolar Transistor)와 같은 고부가가치의 전자소자의 경우에는 수직 전극형으로 제작되어야 하는데, 사파이어 기판의 가공이 용이하지 않아 제작이 거의 불가능한 것으로 알려져있다. In addition, in order to obtain a laser oscillation gain, it is important for a laser diode, which is one of the light emitting devices, to obtain a surface of a resonator having excellent reflection characteristics. However, since the sapphire substrate is hard, it is not easy to process and it is difficult to form cleaved surfaces, which makes it difficult to manufacture laser diodes having excellent performance. Therefore, although the industrial value of the sapphire substrate was recognized, the manufacturing cost is high when the nitride semiconductor laser diode is manufactured using the sapphire substrate. Therefore, the sapphire substrate has not been widely used to manufacture the nitride semiconductor laser diode. In particular, high value-added electronic devices such as Hetero Bipolar Transistors (HBTs) should be manufactured in the form of vertical electrodes, which are known to be almost impossible to manufacture due to their inability to process sapphire substrates.

상기 언급한 문제점을 해결하기 위하여는 사파이어 기판대신 가공이 용이한 질화물 반도체 기판위에 질화물 반도체를 성장하여야 하지만, 상기 질화물 반도체 기판을 제조하는 것은 용이하지 않았다. 종래에는 상기 질화물 반도체 기판을 제조하기 위하여 레이저 리프트 오프(Laser Lift-Off)공법을 사용하여 사파이어 기초기판을 분리하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 상기 레이저 리프트 오프 공법은 고출력 엑시머 레이저가 장착된 고가의 장비를 이용하여야 하기 때문에 제조원가가 고가인 점과 방법이 복잡한 점등의 문제점이 있으며, 또한 낮은 양산성 및 공정시 발생하는 열에 의한 반도체 기판의 표면 손상등의 여러가지 문제점이 있다.In order to solve the above-mentioned problems, a nitride semiconductor must be grown on a nitride semiconductor substrate which is easy to process instead of a sapphire substrate, but it is not easy to manufacture the nitride semiconductor substrate. Conventionally, in order to manufacture the nitride semiconductor substrate, a method of separating a sapphire base substrate using a laser lift-off method has been used. However, since the laser lift-off method requires the use of expensive equipment equipped with a high power excimer laser, the manufacturing cost is high and the method has a complicated lighting problem. There are various problems such as surface damage.

따라서 보다 용이한 방법으로 제조되는 질화물 반도체와 같은 격자상수를 갖는 질화물 반도체 기판 위에 질화물 반도체를 성장한 발광 소자 및 상기 발광 소자의 제조 방법이 연구되고 있다.Therefore, a light emitting device in which a nitride semiconductor is grown on a nitride semiconductor substrate having a lattice constant such as a nitride semiconductor manufactured by an easier method and a method of manufacturing the light emitting device have been studied.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사파이어 기판을 성장기판으로 하여 질화물 반도체 기판을 성장시키고, 상기 사파이어 기판을 제거함으로서 형성되는 질화물 반도체 기판 위에 질화물 반도체층을 성장시킨 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자 및 그의 제조방법을 제안하는 데에 그 목적이 있다.The present invention provides a nitride semiconductor substrate in which a nitride semiconductor layer is grown on a nitride semiconductor substrate formed by growing a nitride semiconductor substrate using the sapphire substrate as a growth substrate and removing the sapphire substrate. An object of the present invention is to propose a vertical electrode type light emitting device and a method of manufacturing the same.

또한 본 발명은 상기 질화물 반도체 기판을 형성함에 있어, 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장시키기 위한 성장기판으로 양면연마된 사파이어 기판을 사용하고, 습식식각, 건식식각중 어느 하나 또는 두 개의 조합으로 수행하여 상기 사파이어 기판을 제거한 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자 및 그의 제조방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention, in forming the nitride semiconductor substrate, using a sapphire substrate polished on both sides as a growth substrate for growing the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate, performed by any one of wet etching, dry etching or a combination of two The object of the present invention is to propose a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate from which the sapphire substrate is removed, and a manufacturing method thereof.

또한 상기 질화물 반도체 기판 위에 질화물 반도체층을 성장시킴으로서, 수직 전극형으로 제조되어 칩 면적을 종래 발광 소자보다 줄일 수 있고, 이에 따라 웨이퍼당 칩 생산량이 향상된 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자 및 그의 제조방법을 제안하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.In addition, by growing a nitride semiconductor layer on the nitride semiconductor substrate, it is made of a vertical electrode type can reduce the chip area than the conventional light emitting device, and thus a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate with improved chip yield per wafer and its It is an object of the present invention to propose a manufacturing method.

또한 도전성이 있는 질화물 반도체 기판을 포함함으로서, 정전기의 방출 및 열 방출이 용이하고, 이에 따라 소자의 신뢰성이 향상된 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자를 제안하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to propose a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate, which includes a conductive nitride semiconductor substrate, thereby facilitating the discharge of static electricity and heat emission, thereby improving the reliability of the device.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 a. 사파이어 기판 위에 Si, B, Mg중 어느 하나를 도핑한 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0))를 성장하고, 상기 질화물 반도체의 성장기판으로 사용한 상기 사파이어 기판의 적어도 일부분을 제거하여 질화물 반도체 기판을 마련하는 단계; b. 상기 질화물 반도체 기판위에 제1 도전층, 발광층, 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 형성하는 단계; c. 상기 질화물 반도체 기판의 하부면에 제2 전극을 형성하는 단계;및, d. 상기 제2 도전형 접촉층의 상부면에 제1 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법을 제안한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a. Growing a nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y> 0)) doped with any one of Si, B and Mg on the sapphire substrate And removing at least a portion of the sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor to provide a nitride semiconductor substrate; b. Forming a nitride semiconductor layer including a first conductive layer, a light emitting layer, and a second conductive layer on the nitride semiconductor substrate; c. Forming a second electrode on the bottom surface of the nitride semiconductor substrate; and d. Forming a first electrode on an upper surface of the second conductivity type contact layer; We propose a method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate comprising a.

상기 질화물 반도체 기판을 구성하는 질화물 반도체는 1015/㎤ 내지 1021/㎤의 농도로 도핑한 것이 바람직하다.The nitride semiconductor constituting the nitride semiconductor substrate is preferably doped at a concentration of 10 15 / cm 3 to 10 21 / cm 3.

상기 a단계에서 질화물 반도체층의 성장은 VPE(vapor phase epitaxy), HVPE (hydride vapor phase epitaxy), MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), LPCVD (low pressure chemical vapor deposition), LPE (liquid phase epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 방법으로 수행되는 것이 바람직하다.The growth of the nitride semiconductor layer in step a is vapor phase epitaxy (VPE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), It is preferably carried out by a method by any one or combination of low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), liquid phase epitaxy (LPE).

상기 질화물 반도체 기판의 성장기판으로 사용하는 사파이어 기판은 이면연마된 양면기판인 것이 바람직하며, 상기 a단계에 있어, 질화물 반도체층의 성장기판으로 사용된 사파이어 기판의 제거는, 습식 식각 또는 건식 식각중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 조합으로 수행하는 것이 더욱 바람직하다.Preferably, the sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor substrate is a back-polished double-sided substrate. In step a, the removal of the sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor layer is performed during wet etching or dry etching. It is more preferable to carry out in a combination including at least any one or more.

상기 습식 식각은 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O) 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합 용 액을 식각액으로 사용하여 수행되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 건식 식각은 BCL3, Cl2, HBr, Ar 중의 적어도 하나를 식각 가스로 사용한 ICP/RIE 또는 RIE 법으로 수행되는 것이 더욱 바람직하다.The wet etching 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 ), chromium oxide (CrO 3 ) and More preferably, it is performed using a mixed solution of any one of aluene (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) or a combination thereof as an etchant. The dry etching is more preferably performed by ICP / RIE or RIE method using at least one of BCL 3 , Cl 2 , HBr, Ar as an etching gas.

상기 a단계에 있어서, 습식식각에 의해 질화물 반도체층이 손상되지 않도록 하기 위하여, 사파이어 기판 위에 질화물 반도체를 성장시키기 전에 상기 사파이어 기판 표면의 일부분에 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0)), 규소산화물 클러스터(SiO2 cluster) 또는 규소질화물 클러스터(SiNx cluster) 중 어느 하나를 포함하는 식각정지층을 증착하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하며, 상기 c단계를 수행하기 전에, 상기 식각정지층을 불산(Buffer Oxide Etchant)을 식각액으로 이용하여 식각하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 더욱 바람직하다.In step a, in order to prevent the nitride semiconductor layer from being damaged by wet etching, a nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N) is formed on a portion of the surface of the sapphire substrate before growing the nitride semiconductor on the sapphire substrate. (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y> 0), and deposit an etch stop layer comprising any one of a silicon oxide cluster (SiO 2 cluster) or a silicon nitride cluster (SiN x cluster). It is preferable to further include the step, and before performing the step c, it is more preferable to further include the step of etching using the etch stop layer fluoride (Buffer Oxide Etchant) as an etchant.

상기 b단계의 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층은 Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0)의 조성을 가지는 것이 바람직하며, The nitride semiconductor layer including the first conductive layer, the light emitting layer, and the second conductive layer in step b may have In x (Ga y Al 1-y ) N (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y> It is preferable to have a composition of 0),

상기 b단계에 있어, 상기 질화물 반도체 기판 위에 질화물 반도체층을 성장하는 단계는 MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의해 수행되는 것이 바람직하다.In the step b, growing the nitride semiconductor layer on the nitride semiconductor substrate is preferably performed by any one or a combination of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE).

상기 c단계에 있어서의 제1 전극은 Ti, Al, Ni, Au, Pt중 어느 하나 이상을 포함하는 금속층으로 형성되고, 상기 d단계에 있어서의 제2 전극은 Ti, Al, Ni, Au, Pt중 어느 하나 이상을 포함하는 금속층으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제1 전극을 형성하기 전에 상기 질화물 반도체 기판의 상부면에 사실상 전면을 덮도록 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide), AZO(Al doped ZnO)중 어느 하나를 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 더욱 바람직하다.The first electrode in step c is formed of a metal layer containing any one or more of Ti, Al, Ni, Au, and Pt, and the second electrode in step d is Ti, Al, Ni, Au, Pt. It is preferably formed of a metal layer containing any one or more of them. Any one of indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), and Al doped ZnO (AZO) to substantially cover an entire surface of the nitride semiconductor substrate before the first electrode is formed. More preferably, further comprising forming a.

또한 본 발명은 a. 사파이어 기초기판위에 질화물 반도체 기판의 구성이 되는 Si, B, Mg중 어느 하나를 도핑한 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0))를 성장하는 단계; b. 상기 질화물 반도체 기판위에 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 형성하는 단계; c. 상기 질화물 반도체의 성장기판으로 사용된 상기 사파이어 기초 기판을 식각하여 적어도 그 일부분을 제거하는 단계; d. 상기 질화물 반도체 기판의 하부에 제1 전극을 형성하는 단계;및 e. 상기 제2 도전형 접촉층에 제2 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법을 제안한다.In addition, the present invention a. A nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N (1≥x≥0, 1≥y≥0, x doped with any one of Si, B, and Mg, which constitutes a nitride semiconductor substrate on a sapphire base substrate) + y>0)); b. Forming a nitride semiconductor layer including a first conductive layer, a light emitting layer, and a second conductive layer on the nitride semiconductor substrate; c. Etching the sapphire base substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor to remove at least a portion thereof; d. Forming a first electrode under the nitride semiconductor substrate; and e. Forming a second electrode on the second conductivity type contact layer; We propose a method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate comprising a.

상기 질화물 반도체 기판을 구성하는 질화물 반도체는 1015/㎤ 내지 1021/㎤의 농도로 도핑하는 것이 바람직하며, 또한, 10-2Ω㎝이하의 비저항을 갖는 n-형 질화물 반도체 또는 p-형 질화물 반도체 중 어느 하나인 것이 더욱 바람직하다.The nitride semiconductor constituting the nitride semiconductor substrate is preferably doped at a concentration of 10 15 / cm 3 to 10 21 / cm 3, and an n-type nitride semiconductor or p-type nitride having a resistivity of 10 −2 cm 3 or less. It is more preferable that it is either of semiconductors.

상기 a단계에서 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체의 성장은 VPE(vapor phase epitaxy), HVPE (hydride vapor phase epitaxy), MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), LPCVD (low pressure chemical vapor deposition), LPE (liquid phase epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 방법으로 수행되는 것이 바람직하다.In the step a, the growth of the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate is performed by vapor phase epitaxy (VPE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), and molecular beam (MBE). epitaxy, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), liquid phase epitaxy (LPE), or a combination thereof.

상기 b단계의 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층은 Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0)의 조성을 가지는 것이 바람직하며, 상기 b단계에서 질화물 반도체층의 성장은 MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 방법으로 수행되는 것이 더욱 바람직하다.The nitride semiconductor layer including the first conductive layer, the light emitting layer, and the second conductive layer in step b may have In x (Ga y Al 1-y ) N (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y> It is preferable to have a composition of 0), the growth of the nitride semiconductor layer in step b is more preferably carried out by any one method or a combination of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE) Do.

상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장시키기 위하여 사용되는 사파이어 기판은 이면연마된 양면기판인 것이 바람직하며, 상기 c단계에 있어, 질화물 반도체층의 성장기판으로 사용된 사파이어 기판의 제거는 습식 식각 또는 건식 식각중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 조합으로 수행하는 것이 더욱 바람직하다. Preferably, the sapphire substrate used for growing the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate is a back-polished double-sided substrate. In step c, the sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor layer is wet-etched or dry. More preferably, the etching is performed in a combination including at least one or more of them.

또한 상기 습식 식각은 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O) 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합 용액을 식각액으로 사용하여 수행되는 것이 더욱 바람직하며, 상기 건식 식각은 BCL3, Cl2, HBr, Ar 중의 적어도 하나를 식각 가스로 사용한 ICP/RIE 또는 RIE 법으로 수행되 는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the wet etching 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 ), chromium oxide (CrO 3 ) And it is more preferably carried out using a mixed solution of any one or a combination of aluene (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) as an etchant, the dry etching is BCL 3 More preferably, it is performed by ICP / RIE or RIE method using at least one of, Cl 2 , HBr and Ar as an etching gas.

상기 a단계에 있어서, 습식식각에 의해 질화물 반도체층이 손상되지 않도록 하기 위하여, 사파이어 기판 위에 질화물 반도체를 성장시키기 전에 상기 사파이어 기판 표면의 일부분에 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0)), 규소산화물 클러스터(SiO2 cluster) 또는 규소질화물 클러스터(SiNx cluster) 중 어느 하나를 포함하는 식각정지층을 증착하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하며, 상기 c단계를 수행하기 전에, 상기 식각정지층을 불산(Buffer Oxide Etchant)을 식각액으로 이용하여 식각하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 더욱 바람직하다.In step a, in order to prevent the nitride semiconductor layer from being damaged by wet etching, a nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N) is formed on a portion of the surface of the sapphire substrate before growing the nitride semiconductor on the sapphire substrate. (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y> 0), and deposit an etch stop layer comprising any one of a silicon oxide cluster (SiO 2 cluster) or a silicon nitride cluster (SiN x cluster). It is preferable to further include the step, and before performing the step c, it is more preferable to further include the step of etching using the etch stop layer fluoride (Buffer Oxide Etchant) as an etchant.

상기 d단계에 있어서의 제1 전극은 Ti, Al, Ni, Au, Pt중 어느 하나 이상을 포함하는 금속층으로 형성되고, 상기 e단계에 있어서의 제2 전극은 Ti, Al, Ni, Au, Pt중 어느 하나 이상을 포함하는 금속층으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 제1 전극을 형성하기 전에 상기 질화물 반도체 기판의 상부면에 사실상 전면을 덮도록 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide), AZO(Al doped ZnO)중 어느 하나를 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 더욱 바람직하다. The first electrode in step d is formed of a metal layer containing any one or more of Ti, Al, Ni, Au, and Pt, and the second electrode in step e is Ti, Al, Ni, Au, Pt. It is preferably formed of a metal layer containing any one or more of them. In addition, any one of indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), and Al doped ZnO (AZO) is formed to substantially cover the entire surface of the nitride semiconductor substrate before the first electrode is formed. More preferably, it further comprises the step of forming one.

또한 본 발명은 상기 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법으로 제조되는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자를 제안한다.The present invention also proposes a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate manufactured by the method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using the nitride semiconductor substrate.

이하에는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1은 성장기판으로 사용된 사파이어 기판을 포함한 발광 소자(발광 다이오드)의 단면도(도 1(a)) 및 평면도(도 1(b))를 도시한 것이다.1 shows a cross-sectional view (Fig. 1 (a)) and a plan view (Fig. 1 (b)) of a light emitting device (light emitting diode) including a sapphire substrate used as a growth substrate.

상기 사파이어 기판을 포함한 발광 소자는 도전성으로 가공하기 어려운 사파이어 기판을 포함하고 있어, 에피면에 제1 전극 및 제2 전극을 모두 형성한 평면 전극형의 구조를 갖고 있다. 상기 평면 전극형 구조는 제1 전극 및 제2 전극을 모두 같은 면에 형성하기 때문에, 두 전극에 대하여 와이어 본딩에 필요한 면적을 확보하여야 하므로, 발광 소자의 칩 면적도 일정 크기 이상이 되어야만 한다. 따라서 웨이퍼당 칩 생산량의 향상에 장애가 된다. 또한 상기 사파이어 기판은 절연체이기 때문에 외부로부터 유입되는 정전기를 방출하기가 어려워 정전기로 인한 불량한 성능을 갖는 소자가 유발될 수 있는 가능성이 커지게 된다. 또한 상기 사파이어 기판은 열 전도도가 낮기 때문에 상기 발광 소자의 구동 중에 발생하는 열을 외부로 방출하는 데 어려움이 있어, 상기 발광 소자의 고출력을 위하여 필요한 대전류인가에도 제약이 따른다. 상기와 같이 사파이어 기판을 포함한 발광 소자는 상기 사파이어 기판으로 인해 여러가지 문제점을 갖게 된다. The light emitting element including the sapphire substrate includes a sapphire substrate that is difficult to process with conductivity, and has a planar electrode structure in which both the first electrode and the second electrode are formed on the epitaxial surface. Since the planar electrode-like structure forms both the first electrode and the second electrode on the same surface, the area required for wire bonding should be secured with respect to the two electrodes, so that the chip area of the light emitting device should also be larger than a predetermined size. This impedes improvement in chip yield per wafer. In addition, since the sapphire substrate is an insulator, it is difficult to discharge static electricity flowing from the outside, thereby increasing the possibility that a device having poor performance due to static electricity may be caused. In addition, since the sapphire substrate has low thermal conductivity, it is difficult to dissipate heat generated during the driving of the light emitting device to the outside, and there is a limitation in applying a large current required for high output of the light emitting device. As described above, the light emitting device including the sapphire substrate has various problems due to the sapphire substrate.

따라서 상기 사파이어 기판 대신 질화물 반도체층과 같은 격자상수를 갖는 질화물 반도체 기판을 성장기판으로 사용한다면, 상기 사파이어 기판으로 인한 문제점을 해결할 수 있을 것은 자명하다.Therefore, if a nitride semiconductor substrate having a lattice constant such as a nitride semiconductor layer is used as a growth substrate instead of the sapphire substrate, it is obvious that the problems caused by the sapphire substrate can be solved.

도 2(a) 내지 도 2(b)는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자(발광 다이오드)의 단면도(도 2(a)) 및 평면도(도 2(b))를 도시한 것이다.2 (a) to 2 (b) show a sectional view (Fig. 2 (a)) and a plan view (Fig. 2 (b)) of a vertical electrode type light emitting element (light emitting diode) using a nitride semiconductor substrate.

본 발명에서 제안하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자는 도 2에 도시한 바와 같이, Si, B, Mg 중 어느 하나로 도핑한 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0))로 구성한 질화물 반도체 기판(11), 제1 도전층(12), 발광층(13), 제2 도전층(14), 제1 전극(21) 및, 제2 전극(22)을 포함한다. In the vertical electrode type light emitting device using the nitride semiconductor substrate proposed in the present invention, as shown in FIG. 2, a nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N (1) doped with any one of Si, B, and Mg is used. ≥x≥0, 1≥y≥0, x + y> 0)), the nitride semiconductor substrate 11, the first conductive layer 12, the light emitting layer 13, the second conductive layer 14, and the first The electrode 21 and the second electrode 22 are included.

상기 질화물 반도체 기판(11)은 Si, B, Mg 중 어느 하나로 구성되는 불순물을 첨가한 질화물 반도체를 포함하며, 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체는 사파이어 기판을 성장기판으로 하여 성장된다. 상기 질화물 반도체를 성장시킨 후, 또는 상기 질화물 반도체 위에 성장되는 발광 소자의 구성부분인 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 성장한 후에, 상기 질화물 반도체의 성장기판으로 사용한 사파이어 기판은 습식식각, 건식식각 중 어느 하나 또는 두 개의 조합에 의한 방법으로 제거된다.The nitride semiconductor substrate 11 includes a nitride semiconductor to which an impurity composed of any one of Si, B, and Mg is added, and the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate is grown using a sapphire substrate as a growth substrate. After growing the nitride semiconductor or growing a nitride semiconductor layer including a first conductive layer, a light emitting layer, and a second conductive layer, which are components of a light emitting device grown on the nitride semiconductor, the nitride semiconductor is used as a growth substrate of the nitride semiconductor. The sapphire substrate is removed by a method of either wet etching, dry etching or a combination of the two.

상기 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층은 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0))로 구성되며, 제1 도전층 및 제2 도전층은 Si 또는 Mg를 도핑하여 n-형 질화물 반도체(Si 도핑) 또는 p-형 질화물 반도체(Mg 도핑)로 형성한다. 바람직하게는 상기 제1 도전층은 n-형 질화물 반도체로 구성하고, 상기 제2 도전층은 p-형 질화물 반도체로 구성할 수 있다. The first conductive layer, the light emitting layer, and the second conductive layer are formed of a nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y> 0)). The first conductive layer and the second conductive layer are doped with Si or Mg to form an n-type nitride semiconductor (Si doped) or a p-type nitride semiconductor (Mg doped). Preferably, the first conductive layer may be composed of an n-type nitride semiconductor, and the second conductive layer may be composed of a p-type nitride semiconductor.

상기 제1 전극은 상기 제2 도전층의 위에 구성된다. 상기 제1 전극을 통해 상기 질화물 반도체층에서 생성된 빛이 외부로 나가기 때문에, 상기 제1 전극의 투 광성은 매우 중요하다. 따라서 상기 제1 전극은 투광성이 우수한 금속으로 얇게 형성하는 것이 바람직하므로, Ti, Al, Ni, Au, Pt 중 어느 하나 이상을 포함하는 금속의 단일층 또는 복합층으로 형성한다. 또는 상기 제1 전극은 투광성이 우수한 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide), AZO(Al doped ZnO)중 어느 하나를 형성한 후에 형성할 수 있다. 상기 제1 전극위에는 도시한 바와 같이, 제1 전극패드(31)를 형성한다. 상기 제1 전극패드(31)는 와이어본딩을 용이하게 수행하기 위하여, Au를 두껍게 형성하는 것이 바람직하다. The first electrode is configured on the second conductive layer. Since the light generated in the nitride semiconductor layer exits through the first electrode, the light transmittance of the first electrode is very important. Therefore, since the first electrode is preferably formed of a thin metal having excellent light transmittance, the first electrode is formed of a single layer or a composite layer of a metal including at least one of Ti, Al, Ni, Au, and Pt. Alternatively, the first electrode may be formed of indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), or Al doped ZnO (AZO) having excellent light transmittance. It can be formed after forming either. As illustrated, a first electrode pad 31 is formed on the first electrode. In order to easily perform wire bonding, the first electrode pad 31 preferably has a thick Au layer.

또한 상기 제2 전극(22)은 제1 전극과 마찬가지로 Ti, Al, Ni, Au, Pt 중 어느 하나 이상을 포함하는 금속의 단일층 또는 복합층으로 형성한다. In addition, like the first electrode, the second electrode 22 is formed of a single layer or a composite layer of metal including any one or more of Ti, Al, Ni, Au, and Pt.

상기 질화물 반도체 기판(11)은 사파이어 기판 위에서 성장된 질화물 반도체를 포함하며, 상기 사파이어 기판이 상기 질화물 반도체로부터 분리되어 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 사파이어 기판은 상기 질화물 반도체를 성장하기 전 이면연마가 된 양면기판인 것이 바람직하다. 상기 질화물 반도체를 성장시킨후, 상기 사파이어 기판은 습식 식각 및 건식 식각 중 어느 하나 이상을 포함하는 방법을 수행함으로서 상기 질화물 반도체로부터 분리된다. 상기 성장기판으로 사용되는 사파이어 기판의 두께는 10㎛ 내지 500㎛인 것이 바람직하다. 또한 상기 사파이어의 결정성장면은 C, M, A, R면 중 어느 하나로 이루어지는 것일 수 있다. 또한, 상기 질화물 반도체를 성장할 때 발생할 수 있는 결정결함을 줄이기 위하여, 적어도 x 또 는 y 방향 중 어느 하나또는 상기 두 방향으로 패턴이 형성될 수도 있다. The nitride semiconductor substrate 11 includes a nitride semiconductor grown on a sapphire substrate, wherein the sapphire substrate is formed separately from the nitride semiconductor. It is preferable that the sapphire substrate is a double-sided substrate that is back-polished before growing the nitride semiconductor. After growing the nitride semiconductor, the sapphire substrate is separated from the nitride semiconductor by performing a method comprising at least one of wet etching and dry etching. The thickness of the sapphire substrate used as the growth substrate is preferably 10㎛ to 500㎛. In addition, the crystal growth surface of the sapphire may be made of any one of the C, M, A, R surface. In addition, in order to reduce crystal defects that may occur when the nitride semiconductor is grown, a pattern may be formed in at least one of the x or y directions or the two directions.

상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체는 Inx(GayAl1-y)N의 조성을 가지며, 이때, 1≥x≥0, 1≥x≥0, x+y>0인 것이 바람직하다. The nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate has a composition of In x (Ga y Al 1-y ) N, where 1 ≧ x ≧ 0, 1 ≧ x ≧ 0, and x + y> 0.

상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체(11)의 두께가 두꺼울수록, 이후에 서술하게 될 발광 소자를 구성하는 질화물 반도체(12, 13, 14)의 성장 공정과 상기 발광 소자의 제조 공정을 수행할 때에, 보다 용이하게 상기 질화물 반도체 기판을 다룰 수 있다. 만약 상기 질화물 반도체의 두께가 너무 얇다면, 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장하기 위하여 사용한 사파이어 기판과 상기 질화물 반도체과의 격자상수차이에 의해 응력이 발생하여, 상기 질화물 반도체 기판이 휘는 문제점이 발생할 수 있으며, 또한 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체가 성장하는 동안 깨지는 문제점이 발생할 수 있는 위험이 있다. 따라서, 상기 사파이어 기판 위에 성장되는 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체(11)는 10㎛내지 500㎛의 두께로 성장하는 것이 바람직하다. The thicker the thickness of the nitride semiconductor 11 of the nitride semiconductor substrate is, when the growth process of the nitride semiconductors 12, 13, 14 constituting the light emitting element described later and the manufacturing process of the light emitting element are performed, The nitride semiconductor substrate can be more easily handled. If the thickness of the nitride semiconductor is too thin, a stress may be generated due to lattice difference between the sapphire substrate and the nitride semiconductor used to grow the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate, which may cause the nitride semiconductor substrate to bend. In addition, there is a risk that the problem of cracking during the growth of the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate. Therefore, the nitride semiconductor 11 of the nitride semiconductor substrate grown on the sapphire substrate is preferably grown to a thickness of 10㎛ to 500㎛.

또한 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체는 도전성을 형성하기 위하여, Si, B, Mg 중 어느 하나를 포함하는 불순물을 첨가하는 것이 바람직하다. 만약 불순물로서 Si 또는 B를 첨가할 때에는 n-형 질화물 반도체로 상기 질화물 반도체 기판을 구성하게 되며, Mg를 첨가할 때에는 p-형 질화물계 반도체으로 상기 질화물 반도체 기판을 구성한다. 상기 불순물을 첨가하는 농도(도핑농도)는 상기 질화물 반도체 기판을 이용하여 제작하고자 하는 발광 소자의 종류에 따라 다르며 1015/㎤ 내지 1021/㎤ 인 것이 바람직하다. 또한 상기 질화물 반도체 기판을 이용하여 제작하게 될 발광 소자의 종류에 따라 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체는 단일층 또는 복수층으로 성장할 수 있다. In addition, the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate is preferably added with an impurity containing any one of Si, B, Mg in order to form conductivity. If Si or B is added as an impurity, the nitride semiconductor substrate is composed of an n-type nitride semiconductor, and when the Mg is added, the nitride semiconductor substrate is composed of a p-type nitride semiconductor. The concentration (doping concentration) of adding the impurity depends on the type of light emitting device to be manufactured using the nitride semiconductor substrate, and is preferably 10 15 / cm 3 to 10 21 / cm 3. In addition, the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate may be grown in a single layer or a plurality of layers depending on the type of light emitting device to be manufactured using the nitride semiconductor substrate.

또한 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체는 VPE(vapor phase epitaxy), HVPE (hydride vapor phase epitaxy), MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), LPCVD (low pressure chemical vapor deposition), LPE (liquid phase epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 공법으로 성장되는 것이 바람직하다. The nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate may include vapor phase epitaxy (VPE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), and LPCVD. (low pressure chemical vapor deposition), LPE (liquid phase epitaxy) is preferably grown by the method by any one or a combination thereof.

도 3은 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체가 성장하는 다양한 방법에 대하여 도시한 것이다. 3 illustrates various methods of growing a nitride semiconductor of a nitride semiconductor substrate.

도 3a에 도시한 바와 같이, 우선 430㎛의 두께를 갖는 사파이어 기판을 마련한 후, 상기 사파이어 기판 위에 증기액상증착법(hydrogen vapor phase epitaxy: HVPE)을 이용하여 200㎛의 두께를 갖는 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N (1≥x≥0, 1≥x≥0, x+y>0))를 성장시킨다. 이미 서술한 바와 같이, 상기 질화물 반도체는 금속유기화학증착법(metal organic chemical vapor deposition), 액상에피텍셜법(liquid phase epitaxy), 분자빔에피텍셜법(Molecular beam epitaxy), MOVPE(metalorganic vapor phase epitaxy)를 이용하여 성장하는 것도 가능하다. As it is shown in Figure 3a, first and then the prepared sapphire substrate having a thickness of 430㎛, liquid vapor deposition on the sapphire substrate: a nitride semiconductor (In x having a thickness of 200㎛ by using a (hydrogen vapor phase epitaxy HVPE) (Ga y Al 1-y ) N ( 1 ≧ x ≧ 0, 1 ≧ x ≧ 0, x + y> 0) is grown. As described above, the nitride semiconductor may include metal organic chemical vapor deposition, liquid phase epitaxy, molecular beam epitaxy, and metalorganic vapor phase epitaxy. It is also possible to grow using.

HVPE 공법을 이용하여 질화물 반도체를 성장시키면, MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)공법을 이용하여 질화물 반도체를 성장시킬 때보다 질화물 반도체의 막질이 나쁘다는 단점이 있지만, 상기 HVPE공법은 질화물 반도체의 성장속도가 시간당 100㎛/hr이상이 가능하기 때문에, 대량생산이 용이하고 제조비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서, 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체(11)는 HVPE 공법을 이용하여 성장하는 것이 바람직하다. When the nitride semiconductor is grown using the HVPE process, the film quality of the nitride semiconductor is worse than that of the nitride semiconductor grown using the metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) process, but the growth rate of the nitride semiconductor is increased. Since it is possible to more than 100㎛ / hr per hour, there is an advantage that the mass production is easy and the manufacturing cost can be reduced. Therefore, the nitride semiconductor 11 of the nitride semiconductor substrate is preferably grown using the HVPE method.

이에 900℃의 온도에서 삼메틸 갈륨(Trimethyl Gallium), 삼메틸 알루미늄(Trimethyl Aluminum)을 이용한 HVPE 공법을 통해 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장하였다. 또한 상기 질화물 반도체 기판이 도전성을 갖도록 하기 위하여 Si, B, Mg 중 어느 하나를 포함하는 불순물을 첨가한 질화물 반도체를 형성한다. 바람직하게는 상기 질화물 반도체 기판위에 성장하게 될 발광 소자의 질화물 반도체층을 용이하게 결정성장하기 위하여, 상기 Si를 불순물로 첨가한 n-형 질화물 반도체로 구성한 질화물 반도체 기판을 마련한다. 상기 불순물을 첨가하는 농도(도핑농도)는 상기 질화물 반도체 기판을 이용하여 제작하고자 하는 발광 소자의 종류에 따라 다르며, 바람직하게는 1015/㎤ 내지 1021/㎤ 일 수 있다.The nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate was grown by HVPE method using trimethyl gallium (trimethyl gallium), trimethyl aluminum at a temperature of 900 ℃. In addition, in order to make the nitride semiconductor substrate conductive, a nitride semiconductor to which an impurity containing any one of Si, B, and Mg is added is formed. Preferably, in order to easily crystal-grow the nitride semiconductor layer of the light emitting device to be grown on the nitride semiconductor substrate, a nitride semiconductor substrate composed of an n-type nitride semiconductor containing Si as an impurity is provided. The concentration (doping concentration) of adding the impurity varies depending on the type of light emitting device to be manufactured using the nitride semiconductor substrate, and may be preferably 10 15 / cm 3 to 10 21 / cm 3.

또는 도 3b에 도시한 바와 같이, 500㎛ 두께의 사파이어 기판(10)위에 HVPE (hydrogen vapor phase epitaxy)공법을 이용하여 200㎛ 두께의 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥x≥0, x+y>0))를 성장한 후, 상기 HVPE공법을 이용하여 성장한 200㎛ 두께의 질화물 반도체 위에 MOCVD 공법을 이용하여 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥x≥0, x+y>0))를 재성장한다. 상기 HVPE공법만으로 질 화물 반도체층을 성장하여 구성한 질화물 반도체 기판에서와 같이, HVPE공법과 MOCVD공법을 이용하여 질화물 반도체층을 성장시킨 질화물 반도체 기판에서도, 질화물 반도체가 도전성을 띄도록 하기 위하여, Si 또는 Mg중 어느 하나의 불순물을 첨가하여 n-형 질화물계 반도체(Si 첨가) 또는 p-형 질화물 반도체(Mg 첨가)로 구성한 질화물 반도체 기판을 마련한다. 이때 상기 질화물 반도체 기판을 이용하여 제작하고자 하는 발광 소자의 종류에 따라 불순물을 첨가하는 농도(도핑농도)는 달라지며, 1015/㎤ 내지 1021/㎤의 도핑농도를 갖는 것이 바람직하다. 또한 상기 질화물 반도체 기판을 이용하여 제작할 발광 소자의 종류에 따라 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체층은 단일층 또는 복수층으로 성장할 수도 있다.Alternatively, as shown in FIG. 3B, a nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N (1) having a thickness of 200 µm is formed on a 500 µm thick sapphire substrate 10 using a hydrogen vapor phase epitaxy (HVPE) method. ≥x≥0, 1≥x≥0, x + y> 0)), and then the nitride semiconductor (In x (Ga y Al) by using the MOCVD method on the nitride semiconductor having a thickness of 200 µm grown using the HVPE method 1-y ) N ( 1 ≧ x ≧ 0, 1 ≧ x ≧ 0, x + y> 0) is regrown. In the nitride semiconductor substrate in which the nitride semiconductor layer is grown by using the HVPE method and the MOCVD method, as in the nitride semiconductor substrate formed by growing the nitride semiconductor layer only by the HVPE method, in order to make the nitride semiconductor be conductive, Si or An impurity of any one of Mg is added to form a nitride semiconductor substrate composed of an n-type nitride semiconductor (Si addition) or a p-type nitride semiconductor (Mg addition). In this case, the concentration (doping concentration) of adding impurities varies according to the type of light emitting device to be manufactured using the nitride semiconductor substrate, and preferably has a doping concentration of 10 15 / cm 3 to 10 21 / cm 3. In addition, the nitride semiconductor layer of the nitride semiconductor substrate may be grown in a single layer or a plurality of layers depending on the type of light emitting device to be manufactured using the nitride semiconductor substrate.

도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체와 성장기판으로 사용되는 사파이어 기판과의 결정결함을 줄이기 위하여, 상기 질화물 반도체를 성장하기 전에 사파이어 기판 위에 10Å이내의 두께로 SiO2, SiN, SiC 중 어느 하나 또는 둘의 조합으로 미세구조(fine cluster)를 형성할 수 있다. 상기 미세구조를 형성한 후에 앞서 언급한 바와 같이, HVPE공법 또는 HVPE공법과 MOCVD공법의 조합을 이용하여 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥x≥0, x+y>0))를 성장시킨다. 상기 SiO2, SiN중 어느 하나 또는 둘의 조합으로 구성되는 미세 구조는 사파이어 기판(10)과 질화물 반도체간의 응력을 최소화시켜, 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체가 갖는 막질을 개선하는 장점이 있다. 또한 상기 미세구조는 상기 질화물 반도체 기판을 마련하기 위하여, 상기 질화물 반도체를 성장한 후 수행하 는 사파이어 기판을 제거하기 위한 습식 식각을 수행할 때에, 질화물 반도체층을 보호하는 습식 식각의 정지층으로 활용될 수 있다. 상기 미세 구조를 사파이어 기판위에 형성할 때에는 사파이어 기판을 덮는 면적비(wafer coverage)가 95%이하 인 것이 가장 바람직하다. 그 이유는 상기 미세 구조가 사파이어 기판을 덮는 면적비가 100%인 경우에는 질화물 반도체가 성장할 수 있는 사파이어가 노출되지 않아서, 질화물 반도체가 성장되지 않기 때문이다. SiC 미세구조는 위에는 질화물 반도체가 성장하므로, 사파이어 기판의 전면에 형성되더라도 무방하다.As shown in FIG. 3C, in order to reduce crystal defects between the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate and the sapphire substrate used as the growth substrate, SiO 2 , SiN on the sapphire substrate before the growth of the nitride semiconductor to a thickness of 10 Å or less. The fine structure may be formed by any one of SiC, or a combination of the two. After forming the microstructure, as mentioned above, the nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N (1 ≧ x ≧ 0, 1 ≧ x) may be formed using the HVPE process or the combination of the HVPE process and the MOCVD process. ≧ 0, x + y> 0)). The microstructure composed of any one or a combination of SiO 2 and SiN minimizes the stress between the sapphire substrate 10 and the nitride semiconductor, thereby improving the film quality of the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate. In addition, the microstructure may be used as a wet layer stop layer for protecting the nitride semiconductor layer when performing wet etching to remove the sapphire substrate to be performed after the nitride semiconductor is grown to provide the nitride semiconductor substrate. Can be. When the microstructure is formed on the sapphire substrate, it is most preferable that the wafer coverage covering the sapphire substrate is 95% or less. The reason is that when the area ratio of the microstructure covering the sapphire substrate is 100%, the sapphire from which the nitride semiconductor can grow is not exposed and the nitride semiconductor is not grown. The SiC microstructure may be formed on the entire surface of the sapphire substrate because a nitride semiconductor is grown thereon.

도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 질화물 반도체를 성장시키기 전에, 성장기판으로 사용되는 사파이어 기판의 표면에 적어도 x 또는 y 방향 중 어느 하나 또는 상기 두 방향으로 패턴이 형성될 수도 있다. 상기 사파이어 기판의 표면에 형성하는 패턴에 의하여, 질화물 반도체와 사파이어의 결정결함을 미리 상쇄시킬 수 있다.As shown in FIG. 3D, before the nitride semiconductor is grown, a pattern may be formed on at least one of the x or y directions or in the two directions on the surface of the sapphire substrate used as the growth substrate. By the pattern formed on the surface of the sapphire substrate, crystal defects of the nitride semiconductor and sapphire can be canceled in advance.

상기 질화물 반도체 기판을 마련하기 위해서는 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장하기 위하여 이용된 사파이어 기판을 제거하여야 한다. 상기 사파이어 기판을 제거하기 위해서는 기계적 연마, 건식 식각 및 습식 식각 중 어느 하나 이상을 포함하는 조합으로 이루어진 방법을 통해서 수행될 수 있다.In order to provide the nitride semiconductor substrate, the sapphire substrate used for growing the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate should be removed. In order to remove the sapphire substrate, it may be performed by a method including a combination including any one or more of mechanical polishing, dry etching, and wet etching.

우선 상기 사파이어 기판을 제거하기 위해 수행되는 식각 공정 중에 질화물 반도체의 표면이 손상되는 것을 막기 위하여, SOG (spin-on-glass), SiNx, SiO2 같은 보호막을 약 1um정도 증착할 수 있다.First, in order to prevent the surface of the nitride semiconductor from being damaged during the etching process performed to remove the sapphire substrate, a protective film such as spin-on-glass (SOG), SiN x , and SiO 2 may be deposited about 1 μm.

상기 사파이어 기판(10)을 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체로부터 제거하기 위하여, 10㎛ 내지 500㎛ 두께의 사파이어 기판을 1㎛ 내지 300㎛ 두께가 될때까지 랩핑(lapping and polishing)하고, 랩핑한 면의 표면이 거칠기가 20㎛이하가 되도록 경면연마한다. 랩핑한 면의 표면을 경면연마하는 이유는 사파이어 기판(10) 표면의 거칠기가 식각에 의해 성장한 질화물 반도체에 그대로 전달되어 질화물 반도체 구조가 손상될 수 있기 때문이다. In order to remove the sapphire substrate 10 from the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate, the sapphire substrate 10 μm to 500 μm thick is wrapped and polished until it becomes 1 μm to 300 μm thick, and the surface of the wrapped surface Mirror polishing is carried out so that this roughness is 20 micrometers or less. The reason for mirror-polishing the surface of the wrapped surface is that the roughness of the surface of the sapphire substrate 10 is transferred to the nitride semiconductor grown by etching as it may damage the nitride semiconductor structure.

상기 사파이어 기판(11)의 랩핑은 CMP(chemical mechanical polishing), 기계적 연마, RIE 건식식각, ICP/RIE 건식 식각 및 습식 식각 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 수행될 수 있다. 상기 기계적 연마는 다이아몬드 슬러리 또는 알루미나(Al2O3) 가루를 이용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 습식 식각은 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 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합 용액을 식각액으로 이용하는 것이 바람직하다. 또한, ICP/RIE 또는 RIE 건식 식각의 식각 가스로는 BCL3, Cl2, HBr, Ar 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합 가스 사용하는 것이 바람직하다. Wrapping of the sapphire substrate 11 may be performed by any one or a combination of chemical mechanical polishing (CMP), mechanical polishing, RIE dry etching, ICP / RIE dry etching, and wet etching. The mechanical polishing is preferably using a diamond slurry or alumina (Al 2 O 3 ) powder. In addition, the wet etching 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 ), chromium oxide (CrO 3 ) , Using a mixed solution of any one or a combination of potassium hydroxide (KOH), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ) and aluene (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) as an etching solution It is preferable. In addition, as an etching gas of ICP / RIE or RIE dry etching, it is preferable to use any one of BCL 3 , Cl 2 , HBr, Ar, or a mixed gas thereof.

이면연마하여 양면경면을 갖는 사파이어 기판이라면, 상기 사파이어 기판의 랩핑공정을 생략할 수 있다. 상기 사파이어 기판에 두꺼운 질화물 반도체를 성장시 키면, 기판이 휘게 되어, 균일한 두께로 랩핑을 수행할 수 없고, 또한 랩핑공정을 수행할 때에 기판이 깨질 수 있는 단점이 있으므로, 상기와 같이 양면경면을 갖는 사파이어 기판을 사용함으로서 사파이어 기판의 랩핑공정을 생략하고 습식 식각 또는 건식식각 중 어느 하나 또는 두 개의 조합을 통한 방법으로 사파이어 기판을 제거하는 것이 더욱 바람직하다.In the case of a sapphire substrate having a double-sided mirror surface polished on the back surface, the lapping process of the sapphire substrate can be omitted. When a thick nitride semiconductor is grown on the sapphire substrate, the substrate is bent, and lapping cannot be performed with a uniform thickness, and the substrate may be broken when the lapping process is performed. It is more preferable to omit the lapping process of the sapphire substrate by using the sapphire substrate having the sapphire substrate and to remove the sapphire substrate by any of wet etching or dry etching, or a combination thereof.

상기 습식 식각은 다음과 같은 방법으로 진행한다. The wet etching is performed in the following manner.

100℃ 내지 500℃의 온도를 갖는 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O)중 어느 하나 이상을 포함하는 혼합 용액으로 구성된 식각 용액을 이용한 습식 식각에서 사파이어의 식각 속도를 측정한다. 상기 사파이어의 식각 속도에 의해, 사파이어 기판(10)의 두께에 약 5㎛만큼을 더한 두께를 식각하는 데에 필요한 시간동안 상기 사파이어 기판을 식각 용액에 담가둔다. 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 with a temperature of 100 ° C to 500 ° C Wet etching using an etching solution consisting of a mixed solution containing any one or more of (CrO 3 ), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ) and aluene (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) Measure the sapphire's etch rate at. By the etching rate of the sapphire, the sapphire substrate is immersed in the etching solution for a time required for etching the thickness of the sapphire substrate 10 plus the thickness of about 5 μm.

상기 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O)중 어느 하나 이상을 포함하는 혼합 용액으로 구성된 식각 용액으로 질화물 반도체를 식각할 때의 속도와 사파이어 기판을 식각할때의 속도는 약 1/10이하의 비율을 나타낸다. 다시 말하면, 사파이어 기판(10)에 대한 질 화물 반도체(11)의 식각 선택비는 10 이상이 된다. 따라서 사파이어 기판(10)을 완전히 식각하는데에 걸리는 시간보다 더 오랜 시간동안 식각을 진행하더라도, 질화물 반도체의 식각속도는 느리기 때문에 질화물 반도체가 손상될 위험은 작다.The 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 hydrogen sulfate Rate and sapphire substrate when etching a nitride semiconductor with an etching solution composed of a mixed solution containing at least one of (KHSO 4 ) and aluene (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) The speed of etching is about 1/10 or less. In other words, the etching selectivity of the nitride semiconductor 11 with respect to the sapphire substrate 10 is 10 or more. Therefore, even if the etching process is performed for a longer time than the time required to completely etch the sapphire substrate 10, since the etching speed of the nitride semiconductor is low, the risk of damage to the nitride semiconductor is small.

한편, 상기 습식 식각을 수행할 때, 식각 시간의 단축을 위하여, 식각 용액의 온도는 100℃ 이상으로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 식각 용액의 온도를 100℃ 이상으로 유지하기 위하여, 상기 히터 위에 용액을 올려놓거나 히터를 직접 용액에 접촉하도록 하는 직접 가열 방식과 광흡수를 이용한 간접 가열 방식으로 가열할 수 있다. On the other hand, when performing the wet etching, in order to shorten the etching time, the temperature of the etching solution is preferably maintained at 100 ℃ or more. In order to maintain the temperature of the etching solution above 100 ° C, the solution may be heated by the direct heating method or the indirect heating method using light absorption to put the solution on the heater or directly contact the heater.

사파이어 기판(10)을 제거하기 위해서, 상기 설명한 바와 같이 습식 식각만을 수행할 수 있고, 또는 ICP/RIE 건식 식각을 사용할 수 있으며, 상기 습식식각과 ICP/RIE 건식 식각을 혼용하여 수행할 수도 있다. In order to remove the sapphire substrate 10, only wet etching may be performed as described above, or ICP / RIE dry etching may be used, or the wet etching and ICP / RIE dry etching may be mixed.

보다 상세히 설명하면, 사파이어 기판을 약 10㎛의 두께가 될 때까지 빠른 속도로 습식식각한 후, 상기 약 10㎛ 두께의 사파이어 기판을 건식 식각함으로서, 질화물 반도체로부터 사파이어 기판을 제거할 수 있다. 이와 같이 습식 식각을 수행한 후에 남아있는 비교적 얇은 두께의 사파이어 기판을 건식 식각하게 되면, 사파이어 기판의 식각에 의해 노출된 질화물 반도체의 평면을 경면화 시킬 수 있으므로 더욱 바람직하다. 상기 거친 표면은 랩핑에 의해서도 매끄럽게 할 수 있다. 상기 랩핑은 기계적연마 또는 CMP(chemical mechanical polishing)에 의해 수행될 수 있다.In more detail, the sapphire substrate can be removed from the nitride semiconductor by wet etching the sapphire substrate at a high speed until the thickness is about 10 μm, and then dry etching the sapphire substrate having the thickness of about 10 μm. Dry etching the relatively thin thickness of the sapphire substrate remaining after performing the wet etching is more preferable because the surface of the nitride semiconductor exposed by the etching of the sapphire substrate can be mirrored. The rough surface can also be smoothed by lapping. The lapping may be performed by mechanical polishing or chemical mechanical polishing (CMP).

상기 건식 식각을 수행할 때에는, ICP와 RIE 파워를 가능한 한 높이는 것이 사파이어 기판(10)을 빠른 속도로 식각할 수 있어 유리하지만, 에피층을 손상시킬 수 있기 때문에 상기 ICP와 RIE 파워를 조절하는 데에는 주의가 필요하다. In performing the dry etching, it is advantageous to etch the sapphire substrate 10 at a high speed as much as possible to increase the ICP and RIE power as much as possible, but it is not necessary to control the ICP and RIE power because it may damage the epi layer. Need attention

도 4은 ICP/RIE 건식 식각에 의한 사파이어와 질화물 반도체(GaN)의 식각 속도를 나타내는 그래프이다.4 is a graph illustrating etching rates of sapphire and nitride semiconductor (GaN) by ICP / RIE dry etching.

도 4에서도 볼 수 있는 바와 같이, 사파이어 및 질화물 반도체(GaN)는 ICP 및 RIE 파워를 증가시킴에 따라 식각 속도가 증가하고 있지만, 사파이어와 질화물 반도체 사이의 식각비는 감소하고 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 건식 식각 기술인 ICP/RIE 기술로 사파이어 기판을 식각할 경우, 질화물 반도체로 이루어진 질화물 반도체에서 식각을 정지하기 어렵다는 것을 나타내며, 질화물 반도체 에서 식각을 멈추기 위해서는 광학적 분석 방법 또는 잔류 가스 분석 방법 같은 기술을 활용하여야 한다. As can be seen in Figure 4, the sapphire and nitride semiconductor (GaN) is increasing the etching rate as the ICP and RIE power increases, it can be seen that the etching ratio between the sapphire and nitride semiconductor is decreasing. These results indicate that when sapphire substrates are etched by dry etching, ICP / RIE technology, it is difficult to stop etching in nitride semiconductors made of nitride semiconductors.In order to stop etching in nitride semiconductors, techniques such as optical analysis method or residual gas analysis method are used. Should be used.

도 5는 황산(H2SO4)과 인산(H3PO4)의 혼합 용액을 식각액으로 사용하는 습식 식각에 있어, 상기 식각액의 온도에 대한 사파이어와 질화물 반도체(GaN)의 식각 속도를 나타내는 그래프이다. 황산과 인산의 혼합 용액을 식각액으로 사용하는 습식 식각에 의한 질화물 반도체와 사파이어의 식각 선택비는 특정 온도에서 20 이상이었으며, 상기 습식 식각에 있어, 질화물 반도체와 사파이어의 식각 선택비에 의해, 상기 질화물 반도체를 사파이어 기판의 식각 정지층으로서 효과적으로 활용할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한 100℃의 고온에서도 질화물 반도체와 사파이어의 식각 선택비는 20 이상이었다. 특히, 도 5에 나타난 바와 같이, 사파이어의 식각 속도는 320℃ 온도에서 1um/min이상이므로, 생산 비용, 생산성, 공정 안정화를 고려해 볼 때, 상기 습식 식각을 통해 사파이어를 제거하는 방법은 종래에 사용되던 방법보다 대량생산에 유리하다. FIG. 5 is a graph showing the etching rate of sapphire and nitride semiconductor (GaN) versus the temperature of the etchant in wet etching using a mixed solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) as an etchant. to be. The etching selectivity of the nitride semiconductor and sapphire by wet etching using a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid as an etchant was 20 or more at a specific temperature, and in the wet etching, the nitride selectivity of the nitride semiconductor and sapphire was It can be seen that the semiconductor can be effectively used as an etch stop layer of the sapphire substrate. In addition, the etching selectivity of the nitride semiconductor and sapphire was 20 or more even at a high temperature of 100 ° C. In particular, as shown in Figure 5, since the etching rate of sapphire is more than 1um / min at 320 ℃ temperature, considering the production cost, productivity, process stabilization, the method of removing sapphire through the wet etching is conventionally used It is more advantageous for mass production than the former method.

식각에 있어서 중요한 부분 중 하나는 식각하고자 하는 부분만을 제거하고, 식각하지 않을 부분은 손상되지 않도록 하는 것이다. 또한 양산에 적용할 경우에는 사파이어 기판을 완전히 제거하기 위하여 충분히 식각액에 담가두어도, 질화물 반도체의 손상이 없도록 하는 공정조건을 확보하여야 한다. One of the important parts of the etching is to remove only the part to be etched and not to damage the part not to be etched. In addition, when applied to mass production, process conditions should be ensured that the nitride semiconductor is not damaged even if it is sufficiently immersed in the etching solution to completely remove the sapphire substrate.

사파이어 기판을 식각하는 동안 질화물 반도체의 손상을 방지하기 위하여, 상기 질화물 반도체를 성장하기 전에 사파이어 기판에 국지적으로 SiC, SiO2 보호막을 형성하여 식각 정지층(etch stop layer)을 별도로 형성할 수 있다.In order to prevent damage to the nitride semiconductor during etching of the sapphire substrate, an etch stop layer may be separately formed by locally forming a SiC and SiO 2 protective film on the sapphire substrate before growing the nitride semiconductor.

그러나 상기 식각 정지층을 별도로 형성하는 과정을 추가하지 않고도 상기 질화물 반도체와 사파이어 기판과의 식각 선택비를 높여서 상기 질화물 반도체를 식각 정지층(etch stop layer)으로 활용하는 것이 공정의 단순화를 위하여 바람직하다. 상기 식각 정지층으로 활용할 수 있는 질화물 반도체로는 Inx(GayAl1-y)N (1≥x≥0, 1≥y≥0)계열이 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 질화물 반도체의 조성에 포함되는 Al의 조성비를 증가시키는 것 및, 추가적으로 Mg을 도핑하는 것이 질화물 반도체와 사파이어와의 식각 선택비를 높이는 데에 효과적이다. However, it is desirable to simplify the process by using the nitride semiconductor as an etch stop layer by increasing the etch selectivity between the nitride semiconductor and the sapphire substrate without adding the process of separately forming the etch stop layer. . A nitride semiconductor that can be used as the etch stop layer includes an In x (Ga y Al 1-y ) N (1≥x≥0, 1≥y≥0) series, and more preferably, the composition of the nitride semiconductor Increasing the composition ratio of Al included, and additionally doping Mg is effective in increasing the etching selectivity of the nitride semiconductor and sapphire.

도 6는 습식 식각 방법을 통해 질화물 반도체로부터 사파이어 기판을 제거한 후, 상기 사파이어 기판의 제거로 인해 노출된 질화물 반도체의 표면 사진이다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 사파이어 기판이 제거된 후에도 응력에 의한 박막의 깨짐이나 손상을 거의 발견할 수 없으며, 질화물 반도체의 표면도 아주 깨끗하다는 것을 알 수 있다.6 is a photograph of the surface of the nitride semiconductor exposed due to the removal of the sapphire substrate after the removal of the sapphire substrate from the nitride semiconductor through a wet etching method. As can be seen in Figure 6, even after the sapphire substrate is removed, it is hard to find cracks or damage of the thin film due to the stress, it can be seen that the surface of the nitride semiconductor is also very clean.

이하에는 상기 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법에 대한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using the nitride semiconductor substrate will be described with reference to the accompanying drawings.

제 1 실시예First embodiment

도 7은 본 발명의 제 1 실시예를 나타낸 것이다.7 shows a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 실시예는 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장한 뒤, 상기 질화물 반도체의 성장기판으로 사용된 사파이어 기판을 제거하여 질화물 반도체 기판을 마련한 후, 발광 소자의 구성부분이 되는 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 상기 질화물 반도체 기판 위에 성장시킨다.According to the first embodiment of the present invention, after the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate is grown, the sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor is removed to prepare the nitride semiconductor substrate, and then the first conductive material becomes a constituent part of the light emitting device. A nitride semiconductor layer including a layer, a light emitting layer, and a second conductive layer is grown on the nitride semiconductor substrate.

수직 전극형 발광 소자를 제조하기 위하여, 상기 수직 전극형 발광 소자의 기초기판으로 사용하는 질화물 반도체 기판을 마련한다.In order to manufacture a vertical electrode light emitting device, a nitride semiconductor substrate used as a base substrate of the vertical electrode light emitting device is prepared.

상기 질화물 반도체 기판을 마련하는 방법은 상기 질화물 반도체 기판을 구성하는 질화물 반도체의 성장기판으로 사용할 사파이어 기판을 준비한 후(도 7(a)), 상기 사파이어 기판 위에 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장시킨다(도 7(b)). 상기 사파이어 기판 위에 질화물 반도체 기판을 성장하는 방법은 앞 서 언급한 바와 같이 VPE(vapor phase epitaxy), HVPE (hydride vapor phase epitaxy), MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), LPCVD (low pressure chemical vapor deposition), LPE (liquid phase epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의해 수행된다. 바람직하게는 HVPE공법만으로 성장시키는 방법, HVPE공법으로 성장시킨 질화물 반도체위에 MOCVD공법으로 재성장하는 방법이 있을 수 있다.In the method of providing the nitride semiconductor substrate, after preparing a sapphire substrate to be used as a growth substrate of the nitride semiconductor constituting the nitride semiconductor substrate (FIG. 7 (a)), the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate is grown on the sapphire substrate ( 7 (b)). As described above, a method of growing a nitride semiconductor substrate on the sapphire substrate may include vapor phase epitaxy (VPE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE), and metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). , Molecular beam epitaxy (MBE), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), liquid phase epitaxy (LPE), or a combination thereof. Preferably, there may be a method of growing only by the HVPE method, or a method of regrowing on the nitride semiconductor grown by the HVPE method by the MOCVD method.

이후, 도 7(c)에 도시한 바와 같이, 상기 질화물 반도체의 성장기판으로 사용된 사파이어 기판을 제거한다. 상기 사파이어 기판을 제거하는 방법은 앞서 언급한 바와 같이, 기계적 연마, 건식 식각 및 습식 식각 중 어느 하나 이상을 포함하는 조합으로 수행되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 양면경면을 갖는 사파이어 기판을 사용함으로서, 랩핑과정을 생략하고, 습식식각 또는 건식식각 중 어느 하나 또는 둘의 조합을 통한 방법으로 수행될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 7C, the sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor is removed. As described above, the method of removing the sapphire substrate is preferably performed in a combination including any one or more of mechanical polishing, dry etching and wet etching. More preferably, by using a sapphire substrate having a double-sided mirror surface, the lapping process may be omitted, and may be performed by a method of wet etching or dry etching, or a combination of the two.

또한 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O)을 식각액으로 사용하는 습식식각만으로 상기 사파이어 기판을 제거하는 것이 더욱 바람직하다.Also 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 hydrogen sulfate More preferably, the sapphire substrate is removed only by wet etching using (KHSO 4 ) and aluene (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) as an etchant.

사파이어 기판을 일정 두께가 될 때까지 랩핑하고, 상기 사파이어 기판의 거칠기가 식각에 의해 질화물 반도체에 전달되지 않도록 상기 사파이어 기판의 표면 을 경면연마한 후에, 황산과 인산의 혼합용액을 식각액으로 사용하는 습식 식각을 수행할 수 있다. 또한 사파이어 기판의 제거를 위한 식각에 의해 노출되는 질화물 반도체의 표면을 경면화하기 위하여, 습식 식각을 통해 빠르게 사파이어를 식각하여 약 10㎛ 이하의 두께를 갖도록 한 후, 상기 약 10㎛이하의 두께를 갖는 사파이어를 건식 식각할 수 있다. 이때, 에피층을 손상하지 않도록 ICP와 RIE 파워를 적당하게 조절하는 것이 중요하다.After the sapphire substrate is wrapped to a certain thickness, the surface of the sapphire substrate is mirror-polished so that the roughness of the sapphire substrate is not transferred to the nitride semiconductor by etching, and a wet solution using a mixed solution of sulfuric acid and phosphoric acid as an etching solution is used. Etching can be performed. In addition, in order to mirror the surface of the nitride semiconductor exposed by etching for removing the sapphire substrate, the sapphire is rapidly etched by wet etching to have a thickness of about 10 μm or less, and then the thickness of about 10 μm or less is increased. It is possible to dry etch sapphire having. At this time, it is important to properly adjust the ICP and RIE power so as not to damage the epi layer.

상기의 방법을 통해 마련된 질화물 반도체 기판 위에 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 성장시킨다.(도 7(d)) 상기 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 상기 질화물 반도체 기판 위에 성장시킬 때에도 앞서 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장시킨 방법과 마찬가지로, VPE(vapor phase epitaxy), HVPE (hydride vapor phase epitaxy), MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), LPCVD (low pressure chemical vapor deposition), LPE (liquid phase epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의해 수행한다. A nitride semiconductor layer including a first conductive layer, a light emitting layer, and a second conductive layer is grown on the nitride semiconductor substrate prepared by the above method. (FIG. 7 (d)) The first conductive layer, the light emitting layer, and the second conductive layer. When growing a nitride semiconductor layer comprising a nitride semiconductor layer on the nitride semiconductor substrate, similar to the method of growing a nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate, VPE (vapor phase epitaxy), HVPE (hydride vapor phase epitaxy), MOVPE (metal organic vapor phase) epitaxy), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), liquid phase epitaxy (LPE), or a combination thereof.

더욱 바람직하게는 상기 질화물 반도체층은 보다 나은 질화물 반도체층의 막질을 위하여, MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy)중 어느 하나 또는 둘의 조합을 통해 성장되는 것일 수 있다.More preferably, the nitride semiconductor layer may be grown through any one or a combination of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) and molecular beam epitaxy (MBE) for better film quality of the nitride semiconductor layer.

이후, 상기 성장된 제2 도전층(14)의 표면에 제1 전극을 형성하고, 상기 질화물 반도체 기판의 하부면에 제2 전극을 형성한다. 상기 제1 전극 및 제2 전극은 Ti, Al, Ni, Au, Pt중 어느 하나 이상을 포함하는 금속층으로 형성한다.(도 7(d))Thereafter, a first electrode is formed on a surface of the grown second conductive layer 14, and a second electrode is formed on a lower surface of the nitride semiconductor substrate. The first electrode and the second electrode are formed of a metal layer including any one or more of Ti, Al, Ni, Au, and Pt (Fig. 7 (d)).

상기 제1 전극 위에는 와이어 본딩을 위한 제1 전극패드(31)을 형성한다(도 7(e)).A first electrode pad 31 for wire bonding is formed on the first electrode (FIG. 7E).

제 2 실시예Second embodiment

도 8은 본 발명의 제2 실시예를 나타낸 것이다.8 shows a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2 실시예는 사파이어 기판 위에 질화물 반도체 기판의 구성부분이 되는 질화물 반도체와 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 성장한 후 상기 성장기판으로 사용된 사파이어 기판을 제거하는 점이 제1 실시예와 다른 점이다.A second embodiment of the present invention is a sapphire substrate used as the growth substrate after growing a nitride semiconductor which is a constituent part of the nitride semiconductor substrate and a nitride semiconductor layer including a first conductive layer, a light emitting layer and a second conductive layer on the sapphire substrate This is different from that of the first embodiment.

제1 실시예에서는 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 성장하기 전, 사파이어 기판을 제거하였으나, 제2 실시예에서는 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체와 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 성장한 후, 전극을 형성하기 전에 사파이어를 제거한다.In the first embodiment, the sapphire substrate was removed before the nitride semiconductor layer including the first conductive layer, the light emitting layer, and the second conductive layer was grown. In the second embodiment, the nitride semiconductor and the first conductive layer of the nitride semiconductor substrate, After growing the nitride semiconductor layer including the light emitting layer and the second conductive layer, sapphire is removed before forming the electrode.

제2 실시예에서는 사파이어 기판을 준비하여(도 8(a)), 상기 준비된 사파이어 기판 위에 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장하고(도 8(b)), 상기 질화물 반도체 기판 위에 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 성장시킨다(도 8(c)). 이후 상기 질화물 반도체의 성장기판으로 사용한 사파이어 기판을 상기 질화물 반도체로부터 제거한다(도 8(d)). 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장하는 방법, 상기 질화물 반도체 기판 위에 제1 도전 층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층을 성장하는 방법 및 사파이어 기판을 제거하는 방법은 상기 제1 실시예와 동일하다.In the second embodiment, a sapphire substrate is prepared (Fig. 8 (a)), a nitride semiconductor of a nitride semiconductor substrate is grown on the prepared sapphire substrate (Fig. 8 (b)), and a first conductive layer is formed on the nitride semiconductor substrate. The nitride semiconductor layer including the light emitting layer and the second conductive layer is grown (Fig. 8 (c)). Thereafter, the sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor is removed from the nitride semiconductor (Fig. 8 (d)). The method of growing a nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate, the method of growing a nitride semiconductor layer including a first conductive layer, a light emitting layer, and a second conductive layer on the nitride semiconductor substrate, and a method of removing a sapphire substrate are carried out in the first embodiment. Same as the example.

이후, 제1 실시예와 마찬가지로, 상기 제2 도전층 위에 제1 전극을 형성하고, 질화물 반도체 기판의 하부면에 제2 전극을 형성한다(도 8(e)). 이후 도 8(f)에 도시한 바와 같이, 와이어 본딩을 위하여 상기 제1 전극 위에 제1 전극패드(31)를 형성한다.Thereafter, as in the first embodiment, a first electrode is formed on the second conductive layer, and a second electrode is formed on the lower surface of the nitride semiconductor substrate (FIG. 8E). Subsequently, as shown in FIG. 8 (f), a first electrode pad 31 is formed on the first electrode for wire bonding.

제 3 실시예Third embodiment

본 발명의 제3 실시예는 상기 제1 실시예 및 제2 실시예에 있어서, 상기 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층에 터널링층을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.In a third embodiment of the present invention, the first and second embodiments further include a tunneling layer in a nitride semiconductor layer including the first conductive layer, the light emitting layer, and the second conductive layer. .

상기 터널링층은 정전기 영향(Electro Static discharge : ESD) 및 질화물 반도체 발광 소자에 역방향으로 전류가 흐를 경우에 발생하는 누설전류에 의해 소자가 손상되는 것을 막기 위하여 형성한다. The tunneling layer is formed to prevent the device from being damaged by the leakage current generated when the current flows in the reverse direction to the electrostatic discharge (ESD) and the nitride semiconductor light emitting device.

도 2(c)는 터널링층(15)을 포함하는 수직 전극형 질화물 반도체 발광 소자의 단면을 도시한 것이다. 상기 터널링층은 제2 도전층 위에 형성하며, 상기 제2 도전층과는 다른 특성을 갖는 것으로 형성한다. 예를 들면 상기 제2 도전층이 Mg를 도펀트로 하는 p-형 질화물 반도체라면 상기 터널링층은 Si를 도펀트로 하는 n-형 질화물 반도체인 것이 바람직하다. 또한 광투과율 및 전류확산이 용이하게 되도록 하기 위하여 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 따라서 반도체-금속간 접촉저항을 줄이 고 제2 도전층(14)과 터널링층(15) 사이의 캐리어 공핍영역을 최소화하기 위하여 고농도로 도핑하고, 상기 제2 도전층 및 터널링층의 도핑농도는 1x1019/㎤이상으로 하는 것이 바람직하다. FIG. 2C shows a cross section of the vertical electrode type nitride semiconductor light emitting device including the tunneling layer 15. The tunneling layer is formed on the second conductive layer and is formed to have different characteristics from the second conductive layer. For example, if the second conductive layer is a p-type nitride semiconductor having Mg as a dopant, the tunneling layer is preferably an n-type nitride semiconductor having Si as a dopant. In addition, it is preferable to form a thin in order to facilitate light transmittance and current diffusion. Therefore, in order to reduce the contact resistance between the semiconductor and the metal and to minimize the carrier depletion region between the second conductive layer 14 and the tunneling layer 15, the doping concentration of the second conductive layer and the tunneling layer is to a 1x10 19 / ㎤ or more is preferred.

도 9는 제1 실시예에 있어 터널링층을 추가적으로 포함하는 것에 대한 제조방법을 순차적으로 도시한 것이다. 9 sequentially shows a manufacturing method for additionally including a tunneling layer in the first embodiment.

우선 사파이어 기판을 성장기판으로 하여 질화물 반도체를 성장시킨 후, 상기 사파이어 기판을 제거함으로서 질화물 반도체 기판을 마련하는 것은 제1 실시예와 동일하다.First, the nitride semiconductor is grown by using a sapphire substrate as a growth substrate, and then the nitride semiconductor substrate is prepared by removing the sapphire substrate, as in the first embodiment.

도 9(d)에 도시한 바와 같이, 질화물 반도체 기판위에 상기 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하고, 또한 터널링층을 추가적으로 포함하는 질화물 반도체층을 성장한다. As shown in Fig. 9 (d), a nitride semiconductor layer including the first conductive layer, the light emitting layer, and the second conductive layer and further including a tunneling layer is grown on the nitride semiconductor substrate.

이후 상기 터널링층 위에 제1 전극을 형성하고, 질화물 반도체 기판의 하부면에 제2 전극을 형성하며, 상기 제1 전극 위에 와이어 본딩을 위한 제1 전극패드를 형성하는 것은 상기 제1 실시예에서와 동일하다.Thereafter, a first electrode is formed on the tunneling layer, a second electrode is formed on a lower surface of the nitride semiconductor substrate, and a first electrode pad for wire bonding is formed on the first electrode as in the first embodiment. same.

또한 제2 실시예에 있어서도, 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층은 추가적으로 터널링층을 포함할 수 있다.Also in the second embodiment, the nitride semiconductor layer including the first conductive layer, the light emitting layer, and the second conductive layer may further include a tunneling layer.

제 4 실시예Fourth embodiment

본 발명의 제4 실시예는 상기 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에 있 어, 제1 전극을 형성하기 전에 추가적으로 투명전극을 형성하는 단계를 포함하는 수직 전극형 질화물 반도체 발광 소자의 제조방법이다.According to a fourth embodiment of the present invention, in the first, second and third embodiments, the vertical electrode type nitride semiconductor light-emitting includes forming an additional transparent electrode before forming the first electrode. It is a manufacturing method of an element.

상기 투명전극은 질화물 반도체 발광 소자의 광추출효율을 향상시키기 위하여 형성하는 것으로서 ITO(Indium-Tin-Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide) 또는 AZO(Al doped ZnO) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.The transparent electrode is formed to improve the light extraction efficiency of the nitride semiconductor light emitting device, any one of ITO (Indium-Tin-Oxide), ZnO (Zinc Oxide), SnO 2 (Tin Oxide) or AZO (Al doped ZnO) Is preferably.

도 2(d)는 투명전극을 추가적으로 포함하는 수직 전극형 질화물 반도체 발광 소자의 단면을 도시한 것이다. 도 2(d)에 도시한 바와 같이, 상기 투명전극은 제2 도전층과 제1 전극 사이에 구성한다. 2 (d) shows a cross section of a vertical electrode type nitride semiconductor light emitting device further including a transparent electrode. As shown in Fig. 2 (d), the transparent electrode is formed between the second conductive layer and the first electrode.

또한 도 10은 제2 실시예에 있어, 투명전극을 추가적으로 포함하는 수직 전극형 질화물 반도체 발광 소자의 제조방법을 순차적으로 도시한 것이다. 도 10(d)에 도시한 바와 같이, 상기 제2 도전층 위에 투명전극을 형성한 후, 상기 투명전극 위에 제1 전극을 형성한다. 또한 질화물 반도체 기판의 하부면에 제2 전극을 형성한다. 이후 상기 제1 전극 위에 와이어 본딩을 위한 제1 전극패드를 형성한다(도 10(e)).In addition, in the second embodiment, FIG. 10 sequentially illustrates a method of manufacturing a vertical electrode type nitride semiconductor light emitting device including a transparent electrode. As shown in FIG. 10 (d), after the transparent electrode is formed on the second conductive layer, a first electrode is formed on the transparent electrode. In addition, a second electrode is formed on the lower surface of the nitride semiconductor substrate. Thereafter, a first electrode pad for wire bonding is formed on the first electrode (FIG. 10 (e)).

투명전극을 추가적으로 포함하는 것에 대하여 제2 실시예에 대해서만 도시하였지만, 제1 실시예 및 제3 실시예에 대해서도 투명전극을 추가적으로 포함할 수 있다.Although additionally including the transparent electrode is shown only for the second embodiment, the transparent electrode may be additionally included for the first and third embodiments.

제 5 실시예Fifth Embodiment

본 발명의 제5 실시예는 상기 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예 및 제4 실시예에 있어, 사파이어 기판을 식각하기 전 상기 식각을 통해 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체 및 제1 도전층, 발광층, 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층이 손상되는 것을 막기 위하여 보호막을 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.In a fifth embodiment of the present invention, in the first, second, third, and fourth embodiments, the nitride semiconductor and the first semiconductor of the nitride semiconductor substrate may be formed through the etching before etching the sapphire substrate. And forming a protective film to prevent the nitride semiconductor layer including the conductive layer, the light emitting layer, and the second conductive layer from being damaged.

상기 보호막은 SOG (spin-on-glass), SiNx 또는 SiO2 중 어느 하나인 것이 바람직하다.The protective film is preferably any one of spin-on-glass (SOG), SiN x or SiO 2 .

도 11은 본 발명의 제5 실시예에 대하여 순차적으로 도시한 것이다. 도 11(d)에 도시한 바와 같이, 상기 사파이어 기판을 제거하기 전에 질화물 반도체가 손상되는 것을 막기위한 보호막을 형성한다. 상기 보호막은 약 1㎛이하의 두께로 증착하는 것이 바람직하다. 11 is a sequential diagram for the fifth embodiment of the present invention. As shown in Fig. 11 (d), a protective film is formed to prevent the nitride semiconductor from being damaged before the sapphire substrate is removed. The protective film is preferably deposited to a thickness of about 1㎛ or less.

이후 사파이어 기판을 제거하고(도 11(e)), BOE (buffer oxide etchant)에 의해 보호막을 제거한다(도 11(f)).Thereafter, the sapphire substrate is removed (FIG. 11 (e)), and the protective film is removed by a buffer oxide etchant (BOE) (FIG. 11 (f)).

이후 제2 도전층 위에 제1 전극을 형성하고, 질화물 반도체 기판 하부면에 제2 전극을 형성한 뒤(도 11(g)), 와이어 본딩을 위한 제1 전극패드를 제1 전극위에 형성한다(도 11(h)).Thereafter, a first electrode is formed on the second conductive layer, and a second electrode is formed on the lower surface of the nitride semiconductor substrate (FIG. 11 (g)), and then a first electrode pad for wire bonding is formed on the first electrode ( Figure 11 (h).

본 발명은 Si 또는 Mg 중 어느 하나로 도핑하여 도전성을 갖는 질화물 반도체 기판을 이용하여 발광 소자를 제조함으로서, 상기 발광 소자를 수직 전극형 구 조로 제조할 수 있다. 상기 수직 전극형 구조를 갖는 발광 소자는 평면전극형 구조를 갖는 소자에 비해 칩의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있으며, 이에 따라 웨이퍼당 칩생산량도 증가될 수 있다.According to the present invention, a light emitting device may be manufactured using a nitride semiconductor substrate having conductivity by doping with either Si or Mg, thereby manufacturing the light emitting device as a vertical electrode structure. The light emitting device having the vertical electrode type structure has an advantage of reducing the size of the chip compared to the device having the planar electrode type structure, thereby increasing the chip yield per wafer.

또한 투명전극을 추가적으로 포함하여 광추출효율을 향상시킬 수 있으며, 터널링층을 추가적으로 포함하여 누설전류에 의한 영향을 줄일 수 있다.In addition, the light extraction efficiency may be improved by additionally including a transparent electrode, and the influence of leakage current may be reduced by additionally including a tunneling layer.

또한 본 발명은 질화물 반도체가 성장된 사파이어기판 제거를 종래기술보다 용이하게 하여 수직 전극형 소자제작을 저비용으로 용이하게 하고, 소자의 신뢰성 및 휘도 향상, 소자의 크기를 줄여 생산성 및 소자의 성능을 향상시켜 고 휘도/고성능 질화물 반도체 발광소자 제작을 가능하게 하는 LED 조명 분야의 핵심 기술이 될 것이며, 그동안 불가능하게 여겨져 왔던 HBT(hetero bipolar transistor)와 같은 전자 소자제작이 가능하게 되어 고주파/고출력 전자소자 제작도 가능하게 될 것으로 기대되며 앞으로 이 분야에서도 계속적인 기술개발이 이루어 질 것이다.In addition, the present invention facilitates the removal of the sapphire substrate on which the nitride semiconductor is grown, making it easier to manufacture vertical electrode devices at a lower cost, improving the reliability and brightness of the device, reducing the size of the device, and improving the productivity and device performance. It will be a key technology in the LED lighting field that enables high brightness / high performance nitride semiconductor light emitting devices to be manufactured, and it will be possible to manufacture electronic devices such as HBT (hetero bipolar transistor) which has been considered impossible. It is expected that this will be possible, and further development of technology will be made in this field in the future.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, it is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the claims.

이상과 같이, 본 발명은 질화물 반도체 기판을 이용하여 수직 전극형 발광 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한 상기 질화물 반도체 기판을 마련하기 위 하여 성장기판으로 사용되는 사파이어 기판을 제거함에 있어서, 레이저 리프트 오프 공법이 아닌 기계적 연마, 건식 식각 및 습식 식각 중 어느 하나 이상을 포함하는 조합으로 수행함으로서, 상기 레이저 리프트 오프 공법을 수행하면서 발생하는 열에 의한 에피층의 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한 사파이어 기판과 질화물 반도체와의 높은 식각 선택비를 이용하여 식각함으로서 공정의 재형성이 향상되고, 표준화된 공정이 가능하기 때문에 대량생산에 용이한 장점이 있다.As described above, the present invention has an advantage of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate. In addition, in removing the sapphire substrate used as a growth substrate to provide the nitride semiconductor substrate, the laser is performed by a combination including at least one of mechanical polishing, dry etching, and wet etching, not a laser lift-off method. There is an advantage of preventing damage to the epi layer by heat generated while performing the lift off method. In addition, by using a high etching selectivity between the sapphire substrate and the nitride semiconductor, etching is improved and reformation of the process is improved, and since a standardized process is possible, there is an advantage in mass production.

또한 수직 전극형 발광 소자의 제작이 가능하므로, 칩의 면적이 줄어들어 웨이퍼 당 칩 생산량이 향상되는 장점 및 열 방출과 정전기 방출이 효율적으로 이루어지도록 제작되기 때문에 소자의 신뢰도가 향상되는 장점이 있다. 또한, 상기 수직 전극형 발광 소자는 전류가 칩의 면적 전체를 통하여 균일하게 흐르기 때문에, 대 전류에서도 구동이 가능하며, 단일 소자에서 높은 광출력을 얻을 수 있는 장점이 있다.In addition, since the vertical electrode type light emitting device can be manufactured, the chip area is reduced and the chip yield per wafer is improved, and since the heat emission and static discharge are efficiently manufactured, the reliability of the device is improved. In addition, since the vertical electrode type light emitting device flows evenly through the entire area of the chip, the vertical electrode light emitting device can be driven even at a large current, and high light output can be obtained from a single device.

Claims (30)

a. 사파이어 기판 위에 Si, B, Mg중 어느 하나를 도핑한 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0))를 성장하고, 상기 질화물 반도체의 성장기판으로 사용한 상기 사파이어 기판의 적어도 일부분을 제거하여 질화물 반도체 기판을 마련하는 단계;a. Growing a nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y> 0)) doped with any one of Si, B and Mg on the sapphire substrate And removing at least a portion of the sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor to provide a nitride semiconductor substrate; b. 상기 질화물 반도체 기판위에 제1 도전층, 발광층, 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0))을 형성하는 단계;b. A nitride semiconductor layer (In x (Ga y Al 1-y ) N (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y) including a first conductive layer, a light emitting layer, and a second conductive layer on the nitride semiconductor substrate ≫0)); c. 상기 질화물 반도체 기판의 하부면에 Ti, Al, Ni, Au, Pt중 어느 하나 이상을 포함하는 금속층으로 형성되는 제2 전극을 형성하는 단계;및,c. Forming a second electrode on a lower surface of the nitride semiconductor substrate, the second electrode being formed of a metal layer including at least one of Ti, Al, Ni, Au, and Pt; and d. 상기 제2 도전형 접촉층의 상부면에 Ti, Al, Ni, Au, Pt중 어느 하나 이상을 포함하는 금속층으로 형성되는 제1 전극을 형성하는 단계;d. Forming a first electrode on a top surface of the second conductive contact layer, the first electrode being formed of a metal layer including at least one of Ti, Al, Ni, Au, and Pt; 를 포함하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.Method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate comprising a. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 질화물 반도체 기판을 구성하는 질화물 반도체는 1015/㎤ 내지 1021/㎤의 농도로 도핑한 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.The nitride semiconductor constituting the nitride semiconductor substrate is doped at a concentration of 10 15 / cm 3 to 10 21 / cm 3 The manufacturing method of the vertical electrode type light emitting device using the nitride semiconductor substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 a단계에서 질화물 반도체층의 성장은 VPE(vapor phase epitaxy), HVPE (hydride vapor phase epitaxy), MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), LPCVD (low pressure chemical vapor deposition), LPE (liquid phase epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.The growth of the nitride semiconductor layer in step a is vapor phase epitaxy (VPE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), A method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate, characterized in that it is carried out by a method by any one or a combination of low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), liquid phase epitaxy (LPE). 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 질화물 반도체 기판의 성장기판으로 사용하는 사파이어 기판은 이면연마된 양면기판인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.The sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor substrate is a back-polished double-sided substrate manufacturing method of a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 a단계에 있어, 질화물 반도체층의 성장기판으로 사용된 사파이어 기판의 제거는, 습식 식각 또는 건식 식각중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 조합으로 수행하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.In the step a, the removal of the sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor layer, the vertical electrode type using a nitride semiconductor substrate, characterized in that the combination comprising at least one of wet etching or dry etching Method of manufacturing a light emitting device. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 습식 식각은 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O) 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합 용액을 식각액으로 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.The wet etching 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 ), chromium oxide (CrO 3 ) and Vertical electrode type using a nitride semiconductor substrate, characterized in that it is carried out using a mixed solution of any one or a combination thereof (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) as an etching solution Method of manufacturing a light emitting device. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 건식 식각은 BCL3, Cl2, HBr, Ar 중의 적어도 하나를 식각 가스로 사용한 ICP/RIE 또는 RIE 법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.The dry etching is a method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate, characterized in that performed by the ICP / RIE or RIE method using at least one of BCL 3 , Cl 2 , HBr, Ar as an etching gas. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 a단계에 있어서, 습식식각에 의해 질화물 반도체층이 손상되지 않도록 하기 위하여, 사파이어 기판 위에 질화물 반도체를 성장시키기 전에 상기 사파이어 기판 표면의 일부분에 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0)), 규소산화물 클러스터(SiO2 cluster) 또는 규소질화물 클러스터(SiNx cluster) 중 어느 하나를 포함하는 식각정지층을 증착하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.In step a, in order to prevent the nitride semiconductor layer from being damaged by wet etching, a nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N) is formed on a portion of the surface of the sapphire substrate before growing the nitride semiconductor on the sapphire substrate. (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y> 0), and deposit an etch stop layer comprising any one of a silicon oxide cluster (SiO 2 cluster) or a silicon nitride cluster (SiN x cluster). A method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate, characterized in that it further comprises a step. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 c단계를 수행하기 전에, 상기 식각정지층을 불산(Buffer Oxide Etchant)을 식각액으로 이용하여 식각하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.Before the step c, the etching stop layer using a hydrofluoric acid (Buffer Oxide Etchant) as an etching solution further comprising the step of etching the vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 b단계에 있어, 상기 질화물 반도체 기판 위에 질화물 반도체층을 성장하는 단계는 MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.In the step b, growing the nitride semiconductor layer on the nitride semiconductor substrate is nitride, characterized in that performed by any one or a combination of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE) A manufacturing method of a vertical electrode light emitting device using a semiconductor substrate. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 전극을 형성하기 전에 상기 질화물 반도체 기판의 상부면에 전면을 덮도록 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide), AZO(Al doped ZnO)중 어느 하나를 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.Before forming the first electrode, any one of ITO (Indium Tin Oxide), ZnO (Zinc Oxide), SnO 2 (Tin Oxide), and AZO (Al doped ZnO) is formed to cover the entire surface of the nitride semiconductor substrate. A method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate, characterized in that it further comprises forming. a. 사파이어 기초기판위에 질화물 반도체 기판의 구성이 되는 Si, B, Mg중 어느 하나를 도핑한 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0))를 성장하는 단계;a. A nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N (1≥x≥0, 1≥y≥0, x doped with any one of Si, B, and Mg, which constitutes a nitride semiconductor substrate on a sapphire base substrate) + y>0)); b. 상기 질화물 반도체 기판위에 제1 도전층, 발광층 및 제2 도전층을 포함하는 질화물 반도체층(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0))을 형성하는 단계;b. A nitride semiconductor layer (In x (Ga y Al 1-y ) N (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y) including a first conductive layer, a light emitting layer, and a second conductive layer on the nitride semiconductor substrate ≫0)); c. 상기 질화물 반도체의 성장기판으로 사용된 상기 사파이어 기초 기판을 식각하여 적어도 그 일부분을 제거하는 단계;c. Etching the sapphire base substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor to remove at least a portion thereof; d. 상기 질화물 반도체 기판의 하부에 Ti, Al, Ni, Au, Pt중 어느 하나 이상을 포함하는 금속층으로 형성되는 제1 전극을 형성하는 단계;및d. Forming a first electrode formed of a metal layer including at least one of Ti, Al, Ni, Au, and Pt under the nitride semiconductor substrate; and e. 상기 제2 도전형 접촉층에 Ti, Al, Ni, Au, Pt중 어느 하나 이상을 포함하는 금속층으로 형성되는 제2 전극을 형성하는 단계;e. Forming a second electrode on the second conductive contact layer formed of a metal layer including at least one of Ti, Al, Ni, Au, and Pt; 를 포함하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.Method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate comprising a. 제 15항에 있어서, The method of claim 15, 상기 질화물 반도체 기판을 구성하는 질화물 반도체는 1015/㎤ 내지 1021/㎤의 농도로 도핑한 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.The nitride semiconductor constituting the nitride semiconductor substrate is doped at a concentration of 10 15 / cm 3 to 10 21 / cm 3 The manufacturing method of the vertical electrode type light emitting device using the nitride semiconductor substrate. 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 질화물 반도체 기판을 구성하는 질화물 반도체는 10-2Ω㎝이하의 비저항을 갖는 n-형 질화물 반도체 또는 p-형 질화물 반도체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.The nitride semiconductor constituting the nitride semiconductor substrate is any one of an n-type nitride semiconductor and a p-type nitride semiconductor having a resistivity of 10 −2 Ωcm or less. Manufacturing method. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 a단계에서 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체의 성장은 VPE(vapor phase epitaxy), HVPE (hydride vapor phase epitaxy), MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), LPCVD (low pressure chemical vapor deposition), LPE (liquid phase epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법. In the step a, the growth of the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate is performed by vapor phase epitaxy (VPE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), and molecular beam (MBE). A method for manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate, characterized in that it is carried out by any one or a combination of epitaxy (LPCVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), liquid phase epitaxy (LPE). 삭제delete 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 b단계에서 질화물 반도체층의 성장은 MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy)중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법. In the step b, the growth of the nitride semiconductor layer is performed using a method of any one or a combination of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), or the like, and a vertical electrode type using a nitride semiconductor substrate. Method of manufacturing a light emitting device. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 질화물 반도체 기판의 질화물 반도체를 성장시키기 위하여 사용되는 사파이어 기판은 이면연마된 양면기판인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광소자의 제조방법.The sapphire substrate used to grow the nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate is a back-polished double-sided substrate manufacturing method of a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate. 제 21항에 있어서,The method of claim 21, 상기 c단계에 있어, 질화물 반도체층의 성장기판으로 사용된 사파이어 기판의 제거는 습식 식각 또는 건식 식각중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 조합으로 수행하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.In the step c, the removal of the sapphire substrate used as the growth substrate of the nitride semiconductor layer is performed in a combination comprising at least one of wet etching or dry etching, vertical electrode type light emitting using a nitride semiconductor substrate Method of manufacturing the device. 제 22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 습식 식각은 염산(HCl), 질산(HNO3), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 산화크롬(CrO3) 및 알루에치(4H3PO4+4CH3COOH+HNO3+H2O) 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의한 혼합 용액을 식각액으로 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.The wet etching 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 ), chromium oxide (CrO 3 ) and Vertical electrode type using a nitride semiconductor substrate, characterized in that it is carried out using a mixed solution of any one or a combination thereof (4H 3 PO 4 + 4CH 3 COOH + HNO 3 + H 2 O) as an etching solution Method of manufacturing a light emitting device. 제 22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 건식 식각은 BCL3, Cl2, HBr, Ar 중의 적어도 하나를 식각 가스로 사용 한 ICP/RIE 또는 RIE 법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.The dry etching is a method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate, characterized in that performed by the ICP / RIE or RIE method using at least one of BCL 3 , Cl 2 , HBr, Ar as an etching gas. 제 23항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 a단계에 있어서, 습식식각에 의해 질화물 반도체층이 손상되지 않도록 하기 위하여, 사파이어 기판 위에 질화물 반도체를 성장시키기 전에 상기 사파이어 기판 표면의 일부분에 질화물 반도체(Inx(GayAl1-y)N(1≥x≥0, 1≥y≥0, x+y>0)), 규소산화물 클러스터(SiO2 cluster) 또는 규소질화물 클러스터(SiNx cluster) 중 어느 하나를 포함하는 식각정지층을 증착하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.In step a, in order to prevent the nitride semiconductor layer from being damaged by wet etching, a nitride semiconductor (In x (Ga y Al 1-y ) N) is formed on a portion of the surface of the sapphire substrate before growing the nitride semiconductor on the sapphire substrate. (1≥x≥0, 1≥y≥0, x + y> 0), and deposit an etch stop layer comprising any one of a silicon oxide cluster (SiO 2 cluster) or a silicon nitride cluster (SiN x cluster). A method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate, characterized in that it further comprises a step. 제 25항에 있어서,The method of claim 25, 상기 c단계를 수행하기 전에, 상기 식각정지층을 불산(Buffer Oxide Etchant)을 식각액으로 이용하여 식각하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.Before the step c, the etching stop layer using a hydrofluoric acid (Buffer Oxide Etchant) as an etching solution further comprising the step of etching the vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate. 삭제delete 삭제delete 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제1 전극을 형성하기 전에 상기 질화물 반도체 기판의 상부면에 전면을 덮도록 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide), AZO(Al doped ZnO)중 어느 하나를 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법.Before forming the first electrode, any one of ITO (Indium Tin Oxide), ZnO (Zinc Oxide), SnO 2 (Tin Oxide), and AZO (Al doped ZnO) is formed to cover the entire surface of the nitride semiconductor substrate. A method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate, characterized in that it further comprises forming. 제 1항 내지 제 9항, 제11항, 제14항 내지 제18항, 제20항 내지 제26항, 제29항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 9, 11, 14 to 18, 20 to 26, 29, 상기 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자의 제조방법으로 제조되는 질화물 반도체 기판을 이용한 수직 전극형 발광 소자.A vertical electrode type light emitting device using a nitride semiconductor substrate manufactured by the method of manufacturing a vertical electrode type light emitting device using the nitride semiconductor substrate.
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