KR100826412B1 - 질화물 반도체 발광 소자 및 제조방법 - Google Patents
질화물 반도체 발광 소자 및 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100826412B1 KR100826412B1 KR1020060108553A KR20060108553A KR100826412B1 KR 100826412 B1 KR100826412 B1 KR 100826412B1 KR 1020060108553 A KR1020060108553 A KR 1020060108553A KR 20060108553 A KR20060108553 A KR 20060108553A KR 100826412 B1 KR100826412 B1 KR 100826412B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light emitting
- substrate
- preliminary substrate
- preliminary
- emitting device
- Prior art date
Links
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims abstract description 71
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 132
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 61
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 15
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 11
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 7
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 5
- 229910010093 LiAlO Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
본 발명은 질화물 반도체 발광소자 제조방법 및 그 제조방법에 따른 질화물 반도체 발광소자에 관한 것이며, 본 발명의 일 측면은, 질화물 단결정 성장용 예비기판 상에 제1 도전형 질화물층, 활성층 및 제2 도전형 질화물층을 순차적으로 성장시킴으로써 발광구조물을 형성하는 단계와, 상기 발광구조물을 최종 발광소자의 크기에 따라 분리하는 단계와, 상기 발광구조물 상에 도전성 기판을 형성하는 단계와, 상기 예비기판의 두께가 감소 되도록 상기 예비기판 하면을 연마하는 단계와, 상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계와, 상기 제1 도전형 질화물층의 일부 영역이 노출되도록 상기 예비기판을 선택적으로 제거하는 단계 및 상기 제1 도전형 질화물층 중 상기 예비기판이 제거되어 노출된 영역에 전극을 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법을 제공한다. 본 발명의 다른 측면은 상기한 제조방법에 따른 질화물 반도체 발광소자를 제공한다. 본 발명을 통하여, 발광소자의 휘도, 신뢰성 및 광추출효율을 향상시킬 수 있다.
질화물 반도체, 발광소자, LED, 기판 연마, 요철, 광추출효율
Description
도1은 종래 기술에 따른 발광구조물로부터 사파이어 기판을 제거하는 공정에 대한 단면도이다.
도2a 내지 도2g는 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
21: 예비기판 22,32: 발광구조물
23,33: 도전성 접착층 24,34: 도전성 기판
25,35: 전극 31: 광산란층
D: 요철
본 발명은 질화물 반도체 발광소자 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 는 발광구조물로부터 기판을 분리하는 과정에서 생기는 발광구조물의 변형, 열적 피해 등을 최소화하며 발광소자의 광추출효율을 보다 향상시키기 위한 질화물 반도체 발광소자 제조방법 및 그 제조방법에 의한 질화물 반도체 발광소자에 관한 것이다.
주로, III족 질화물 반도체 발광소자를 구성하는 질화물 단결정은 사파이어 또는 SiC 기판과 같이 특정의 단결정 성장용 기판 상에서 형성된다. 하지만, 사파이어와 같이 절연성 기판을 사용하는 경우에는 전극의 배열에 큰 제약을 받게 된다. 즉, 종래의 질화물 반도체 발광소자는 전극이 수평방향으로 배열되므로, 전류흐름이 협소 해지게 된다. 이러한 협소한 전류 흐름으로 인해, 발광소자의 순방향 전압(Vf)이 증가하여 전류효율이 저하되며, 이와 더불어 정전기 방전(Electrosta-tic discharge)에 취약해지는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 수직구조를 갖는 질화물 반도체 발광소자가 요구된다. 하지만, 수직구조를 갖는 질화물 반도체 발광소자는 그 상하면에 전극을 형성하기 위해서는, 사파이어와 같은 절연성 기판을 제거하는 공정이 수반되어야 한다.
도1은 종래 기술에 따른 발광구조물로부터 사파이어 기판을 제거하는 공정에 대한 단면도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 우선, 사파이어 기판(11)은 질화물 단결정 발광구조물(12) 상에 도전성 접착층(13)을 사용하여 도전성 기판(14)을 부착 한 후에 레이저 리프트오프 공정(Laser lift-off)에 의해 제거된다. 하지만, 사파이어의 열팽창계수는 약 7.5 × 10-6 /K 인데 반하여, 상기 발광구조물(12)을 구성하는 주요 물질인 GaN 단결정의 열팽창계수는 약 5.9 × 10-6 /K 이며, 이에 따라, 약 16%의 격자 부정합이 생기게 된다.
이러한 격자 부정합에 의하여, 상기 사파이어 기판(11)을 레이저빔으로 조사하는 과정에서 발생 되는 열이 상기 사파이어 기판(11)을 따라 측방향으로 전가된다. 따라서, 상기 사파이어 기판(11)과 상기 발광구조물(12)의 계면을 따라 열응력이 발생되어 질화물 단결정이 손상되기 쉬운 문제가 있다. 또한, 이를 이용한 질화물 반도체 발광소자의 휘도 및 소자의 신뢰성이 저하되는 것도 문제로 지적된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 발광구조물로부터 기판을 안정적으로 분리하여, 질화물 반도체 발광소자의 휘도 및 소자의 신뢰성을 향상시키며, 나아가, 발광소자의 광추출효율을 보다 향상시킬 수 있는 새로운 질화물 반도체 발광소자의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 질화물 반도체 발광소자를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은,
질화물 단결정 성장용 예비기판 상에 제1 도전형 질화물층, 활성층 및 제2 도전형 질화물층을 순차적으로 성장시킴으로써 발광구조물을 형성하는 단계와, 상기 발광구조물을 최종 발광소자의 크기에 따라 분리하는 단계와, 상기 발광구조물 상에 도전성 기판을 형성하는 단계와, 상기 예비기판의 두께가 감소 되도록 상기 예비기판 하면을 연마하는 단계와, 상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계와, 상기 제1 도전형 질화물층의 일부 영역이 노출되도록 상기 예비기판을 선택적으로 제거하는 단계 및 상기 제1 도전형 질화물층 중 상기 예비기판이 제거되어 노출된 영역에 전극을 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 채용된, 상기 예비기판을 선택적으로 제거하는 공정을 통하여, 상기 예비기판은 레이저리프트 공정으로 제거하지 않고 유지할 수 있다. 따라서, 레이저리프트 공정을 사용할 경우 야기될 수 있는 발광구조물에 대한 열적 피해를 줄일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계는, 상기 예비기판 하면을 연마하는 단계에서 실행되는 연마공정에 의하여 이루어지는 것일 수 있다. 따라서, 연마공정에서 생길 수 있는 불규칙한 패턴의 요철은 별도의 제거되는 단계를 거치치 않고 그대로 채용되며, 이에 따라, 발광소자의 광추출효율 향상에 기여할 수 있다.
바람직하게는, 상기 예비기판 하면을 연마하는 단계 전에, 상기 예비기판의 결정성이 붕괴 되도록 상기 예비기판 하면에 이온주입공정을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 반경이 큰 이온(예, Ar, Kr, Xe, Si, O, Ga, Cs 등)을 주입함으로써, 상기 예비기판은 그 결정성이 붕괴 되어 물러지게 된다. 따라서, 상기 예비기판을 연마하기가 용이하게 되는 것이다.
마찬가지로, 본 발명의 다른 실시 형태로서, 상기 연마공정과 요철 형성 단계가 별도의 공정으로 실시되는 경우에는, 상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계 전에, 상기 예비기판의 결정성이 붕괴 되도록 상기 예비기판 하면에 이온주입공정을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이온주입을 통해 보다 용이하게 요철을 형성할 수 있다.
상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계는, 상기와 같이 연마공정 에 의하여 요철이 형성되는 것일 수도 있으나, 상기 전극을 형성하는 단계 후에, 상기 예비기판 중 잔존하는 부분에 요철을 형성하는 것일 수 있다.
본 발명에서 채용된 상기 예비기판에 형성된 요철은 상기 활성층에서 방출된 광의 입사각을 변화시켜 내부로 반사되지 않고 외부로 방출되는 광량을 증가시키는 기능을 하며, 바람직하게는, 상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계는, 습식식각(wet etching) 공정에 의하는 것일 수 있다. 이 경우, 습식식각이 보다 용 이하게 될 수 있도록 상기 습식식각 공정 전에, 상기 예비기판의 결정성이 붕괴 되도록 상기 예비기판 하면에 이온주입공정을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 예비기판 하면을 연마하는 단계는, 상기 감소된 예비기판의 두께가 50 ~ 200㎛의 범위가 되도록 이루어질 수 있으며, 이는 후술할 바와 같이 상기 예비기판의 일부 제거를 용이하게 하기 위한 것이다.
본 발명의 특정 실시형태에서는, 상기 발광구조물을 분리하는 단계는, 상기 예비기판 상에 상기 제1 도전형 질화물층의 일부가 잔류하도록 최종 발광소자의 크기에 따라 상기 발광구조물을 분리하는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 상기 예비기판 상에 발광구조물을 형성하는 단계 전에, 상기 예비기판 상에 언도프된 GaN 층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 예비기판의 영역을 선택적으로 제거하는 단계 후, 상기 언도프된 GaN 층의 노출된 영역을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 상기 언도프된 GaN층을 채용한 경우에는 결정성 등의 문제로 인해 상기 언도프된 GaN 층을 제거한 후 제1 도전형 질화물층에 전극을 형성하는 것이 바람직하기 때문이다.
바람직하게는, 상기 발광구조물 상에 도전성 기판을 형성하는 단계는, 도전성 접착층을 이용하여 상기 발광구조물의 상면에 상기 도전성 기판을 접착하는 것 일 수 있다. 다만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 제한되는 것은 아니며, 상기 도전성 기판 대신 금속도금층이 채용될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 도전성 기판과 상기 도전성 기판 상에 제2 도전형 질화물층, 활성층 및 제1 도전형 질화물층이 순차적으로 적층되어 이루어진 발광구조물과 상기 제1 도전형 질화물층의 일 영역에 형성된 전극부 및 상기 제1 도전형 질화물층의 다른 영역 상에 형성되며, 질화물 단결정 성장을 위한 기판의 구성물질로 이루어지고 요철이 형성된 상면을 갖는 광산란층을 포함하는 질화물 반도체 발광소자를 제공한다.
상기 광산란층은 상기에서 설명한 제조공정에서의 상기 예비기판에 해당하는 것으로서, 전기적 절연성을 갖는 것이 바람직하므로, 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2 및 LiGaO2로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 물질로 이루어진 것일 수 있다. 또한, 상기 광산란층에는 요철이 형성되어 상기 활성층에서 발광된 광을 산란시키는 기능을 할 수 있으므로, 투명한 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 도전성 기판은 Si, Ge, SiC, ZnO 및 GaAs로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 물질로 이루어진 것일 수 있으며, 상기 전극은 Cr, Au, Ti, Al, Rh, Pt, Ni, W, Ir, V, ITO, CIO 및 IZO으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 보다 상세하게 설명한다.
도2a 내지 도2g는 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
우선, 도2a와 같이, 질화물 단결정 성장용 예비 기판(21) 상에 발광구조물(22)을 성장시킨다. 이 경우, 상기 예비 기판(21)은 대표적으로 사파이어 기판일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, SiC, Si, MgAl2O4, MgO, LiAlO2 및 LiGaO2로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 물질로 이루어진 기판일 수 있다. 또한, 상기 발광구조물(22)은 상기 예비 기판(21) 상에 제1 도전형 질화물층(22a)을 성장시키고 상기 제1 도전형 질화물층(22a) 상에 순차적으로 활성층(22b)과 제2 도전형 질화물층(22c)을 성장시켜서 형성된다. 일반적으로, 상기 발광구조물(22)은 MOCVD, MBL, HVPE 공정 등에 의하여 형성될 수 있다.
이어서, 도2b에 도시된 바와 같이, 상기 발광구조물(22)을 최종 발광소자의 크기(W)에 따라 분리한다. 이 경우, 바람직하게는, 상기 예비기판(21) 상에 상기 제1 도전형 질화물층(22a)의 일부가 잔류하도록 상기 발광구조물(22)을 분리할 수 있다. 상기 잔류한 제1 도전형 질화물층 부분을 따라, 후술하는 발광소자 단위로의 절단을 용이하게 할 수 있다.
다음으로, 도2c와 같이, 상기 분리된 발광구조물(22') 상에 도전성 기판(24)을 형성한다. 상기 도전성 기판(24)은 상기 발광구조물(22)을 지지하는 역할을 하는 영구기판으로서, 도전성 접착층(23)을 이용하여 상기 도전성 기판(24)을 상기 분리된 발광구조물(22`)에 접착되어 형성된다. 다만, 실시 형태에 따라서는, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 분리된 발광구조물(22`) 상에 금속시드층을 증착하고 상기 금속시드층 상에 금속도금층(미도시)을 형성할 수도 있다.
이어서, 도2d에 도시된 바와 같이, 상기 예비기판(21) 하면을 연마하여 두께를 감소시킨다. 또한, 상기 예비기판(21) 하면을 연마하는 상기 연마공정에 의하여 상기 예비기판(21)에 요철(D)이 형성될 수 있다.
이는, 상기 예비기판(21)을 제거하지 않고, 전극이 형성되는 영역을 제외하고는 잔존시키기 위한 것으로, 상기 예비기판(21)을 제거하기 위해 레이저리프트오프 공정을 거치지 않아 발광구조물의 열적 피해를 최소화할 수 있으므로, 본 실시형태에 따라 제조된 질화물 반도체 발광소자는 휘도 및 신뢰성의 향상을 기대할 수 있다. 따라서, 상기 예비기판(21)에서 전극이 형성될 영역을 용이하게 제거하기 위해 상기 예비기판(21)을 적절하게 얇은 두께가 되도록 연마할 필요가 있으며, 상기 예비기판(21)의 감소된 두께(t1)의 바람직한 범위는 50 ~ 200㎛이다. 이는 두께가 얇을수록 광추출효율이 향상되지만, bending 등이 일어날 수도 있으므로, 적절한 두께 범위를 정한 것이다.
이 경우, 도시되지는 않았으나, 상기 예비기판(21) 하면의 연마 방법으로는 기계적, 화학적인 방법이 모두 가능하며, 특히, 유도결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma:ICP)를 사용한 연마도 가능하다.
또한, 상기와 같이, 상기 연마공정에서 형성된 요철(D)은 따로 제거될 필요없이 발광소자에 채용되어 광추출효율을 향상시키는 역할을 한다.
본 실시형태에서 채용된 상기 예비기판(21)의 연마공정과 이에 따른 요철(D) 형성 공정은, 도시되지는 않았으나, 상기 예비기판(21) 하면에 이온주입공정을 적용하여 상기 예비기판(21)의 결정성을 붕괴시킨 후에 이루어질 수 있다.
한편, 도2d는 상기 예비기판(21) 하면이 연마되면서 요철이 형성된 상태를 나타내며, 도2a 내지 도2c에 도시된 구조를 역으로 도시한 것이므로, 상기 예비기판(21)이 상부에 도시되어 있다. 따라서, 연마되는 면인 상기 예비기판(21) 하면은 도2d를 기준으로 상기 예비기판(21)의 상부 면이 된다.
이어서, 도2e 및 도2f에 도시된 바와 같이, 상기 예비기판(21)을 선택적으로 제거하고 전극(25)을 형성한다. 상기에서 검토한 바와 같이, 상기 예비기판(21)의 제거된 영역은 상기 전극(25)의 형성을 위한 것이다.
마지막으로, 도2g와 같이, 상기 결과물을 개별 발광소자 단위로 절단하여 최종적인 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 얻을 수 있다. 일반적으로 상기 도전성 기판(24)은 예비기판(21)으로 주로 사용되는 사파이어 기판에 비해 강도가 작은 Si 기판 등이 사용되므로, 통상의 절단공정을 통해 용이하게 절단될 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자(30)의 단면도로서 상기 최종적인 수직구조 질화물 반도체 발광소자(30)를 확대한 것에 해당한다. 도3에 따르면, 상기 질화물 반도체 발광소자(30)는 도전성 기판(34), 상기 도전성 기판(34) 상에 제2 도전형 질화물층(32c), 활성층(32b) 및 제1 도전형 질화물층(32a)이 순차적으로 적층되어 이루어진 발광구조물(32), 상기 제1 도전형 질화물층(32a)의 일 영역에 형성된 전극부(35) 및 상기 제1 도전형 질화물층(32a)의 다른 영역 상에 형성되며, 질화물 단결정 성장을 위한 기판의 구성물질로 이루어지고 요철이 형성된 상면을 갖는 광산란층(31)을 포함한다.
여기서, 상기 광산란층(31)은 도2에서 설명한 바 있는, 요철이 형성된 예비기판의 잔류 영역에 해당 되며, 상기 예비기판(21)을 연마하고 요철을 형성한 후 일부 영역을 제거하는 공정을 통하여 형성된다. 이 경우, 연마공정에 의해 얇은 두께로 형성되는 상기 광산란층(31)의 두께는 상기 예비기판(21)의 두께와 같이 50 ~ 200㎛의 범위가 바람직하다.
또한, 본 실시형태에서 상기 광산란층(31)은 상기 활성층(32b)에서 방출된 광을 산란시켜 내부로 반사되어 소실되는 광량을 줄이는 기능을 한다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 발광구조물로부터 기판을 분리하는 과정에서 발광구조물의 변형 및 열적 피해를 최소화할 수 있다. 따라서, 발광소자의 성능, 즉, 휘도 및 소자의 신뢰성 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 발광소자의 광추출효율을 보다 향상시킬 수 있다.
Claims (19)
- 질화물 단결정 성장용 예비기판 상에 제1 도전형 질화물층, 활성층 및 제2 도전형 질화물층을 순차적으로 성장시킴으로써 발광구조물을 형성하는 단계;상기 발광구조물을 최종 발광소자의 크기에 따라 분리하는 단계;상기 발광구조물 상에 도전성 기판을 형성하는 단계;상기 예비기판의 두께가 감소 되도록 상기 예비기판 하면을 연마하는 단계;상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계;상기 제1 도전형 질화물층의 일부 영역이 노출되도록 상기 예비기판을 선택적으로 제거하는 단계; 및상기 제1 도전형 질화물층 중 상기 예비기판이 제거되어 노출된 영역에 전극을 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계는, 상기 예비기판 하면을 연마하는 단계에서 실행되는 연마공정에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 예비기판 하면을 연마하는 단계 전에, 상기 예비기판의 결정성이 붕괴 되도록 상기 예비기판 하면에 이온주입공정을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계 전에, 상기 예비기판의 결정성이 붕괴 되도록 상기 예비기판 하면에 이온주입공정을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계는, 상기 전극을 형성하는 단계 후에, 상기 예비기판 중 잔존하는 부분에 요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 예비기판을 가공하여 요철을 형성하는 단계는, 습식식각 공정에 의하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제6항에 있어서,상기 습식식각 공정 전에, 상기 예비기판의 결정성이 붕괴 되도록 상기 예비기판 하면에 이온주입공정을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질 화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 예비기판 하면을 연마하는 단계는, 상기 감소 된 예비기판의 두께가 50 ~ 200㎛의 범위가 되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 예비기판 상에 발광구조물을 형성하는 단계 전에, 상기 예비기판 상에 언도프된 GaN 층을 형성하는 단계를 더 포함하며,상기 예비기판의 영역을 선택적으로 제거하는 단계 후, 상기 언도프된 GaN 층의 노출된 영역을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 발광구조물을 분리하는 단계는, 상기 예비기판 상에 상기 제1 도전형 질화물층의 일부가 잔류하도록 최종 발광소자의 크기에 따라 상기 발광구조물을 분리하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 발광구조물 상에 도전성 기판을 형성하는 단계는, 도전성 접착층을 이용하여 상기 발광구조물의 상면에 상기 도전성 기판을 접착하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 예비기판은 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2 및 LiGaO2로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 도전성 기판은 Si, Ge, SiC, ZnO 및 GaAs로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 전극은 Cr, Au, Ti, Al, Rh, Pt, Ni, W, Ir, V, ITO, CIO 및 IZO으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 도전성 기판;상기 도전성 기판 상에 제2 도전형 질화물층, 활성층 및 제1 도전형 질화물층이 순차적으로 적층되어 이루어진 발광구조물;상기 제1 도전형 질화물층의 일 영역에 형성된 전극부; 및상기 제1 도전형 질화물층의 다른 영역 상에 형성되며, 질화물 단결정 성장을 위한 기판의 구성물질로 이루어지고 요철이 형성된 상면을 갖는 광산란층을 포함하는 질화물 반도체 발광소자.
- 제15항에 있어서,상기 광산란층은, 두께가 50 ~ 200㎛인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
- 제15항에 있어서,상기 광산란층은 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2 및 LiGaO2로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
- 제15항에 있어서,상기 도전성 기판은 Si, Ge, SiC, ZnO 및 GaAs로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
- 제15항에 있어서,상기 전극부는 Cr, Au, Ti, Al, Rh, Pt, Ni, W, Ir, V, ITO, CIO 및 IZO으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060108553A KR100826412B1 (ko) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | 질화물 반도체 발광 소자 및 제조방법 |
US11/976,791 US7727787B2 (en) | 2006-11-03 | 2007-10-29 | Nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same |
JP2007281667A JP4890419B2 (ja) | 2006-11-03 | 2007-10-30 | 窒化物半導体発光素子及び製造方法 |
CNB2007101659158A CN100530728C (zh) | 2006-11-03 | 2007-11-02 | 氮化物半导体发光装置及其制造方法 |
US12/756,528 US8124997B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-04-08 | Nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060108553A KR100826412B1 (ko) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | 질화물 반도체 발광 소자 및 제조방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100826412B1 true KR100826412B1 (ko) | 2008-04-29 |
Family
ID=39358990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060108553A KR100826412B1 (ko) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | 질화물 반도체 발광 소자 및 제조방법 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7727787B2 (ko) |
JP (1) | JP4890419B2 (ko) |
KR (1) | KR100826412B1 (ko) |
CN (1) | CN100530728C (ko) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100999793B1 (ko) | 2009-02-17 | 2010-12-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 제조방법 |
CN101807648B (zh) * | 2010-03-19 | 2012-12-26 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 引入式粗化氮极性面氮化镓基发光二极管及其制作方法 |
CN105158831B (zh) * | 2015-10-23 | 2018-11-30 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种柔性板 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000133837A (ja) | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
KR20050123028A (ko) * | 2004-06-25 | 2005-12-29 | 학교법인 성균관대학 | 질화갈륨계 수직구조 발광다이오드 및 그 제조방법 |
KR20060108882A (ko) * | 2005-04-14 | 2006-10-18 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법 |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3764792B2 (ja) * | 1997-02-20 | 2006-04-12 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体のエッチング方法 |
JPH11135889A (ja) * | 1997-10-30 | 1999-05-21 | Kyocera Corp | 結晶成長用基板及びそれを用いた発光装置 |
JP4223797B2 (ja) * | 2002-12-19 | 2009-02-12 | 株式会社東芝 | 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法 |
JP2004296702A (ja) | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Kyocera Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
KR100483049B1 (ko) * | 2003-06-03 | 2005-04-15 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드의 제조방법 |
JP4371714B2 (ja) * | 2003-06-16 | 2009-11-25 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体レーザ素子 |
US6972438B2 (en) * | 2003-09-30 | 2005-12-06 | Cree, Inc. | Light emitting diode with porous SiC substrate and method for fabricating |
TWI234298B (en) * | 2003-11-18 | 2005-06-11 | Itswell Co Ltd | Semiconductor light emitting diode and method for manufacturing the same |
KR100486177B1 (ko) * | 2004-03-25 | 2005-05-06 | 에피밸리 주식회사 | Ⅲ-질화물 반도체 발광소자 |
US7332365B2 (en) * | 2004-05-18 | 2008-02-19 | Cree, Inc. | Method for fabricating group-III nitride devices and devices fabricated using method |
US7161188B2 (en) * | 2004-06-28 | 2007-01-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light emitting element, semiconductor light emitting device, and method for fabricating semiconductor light emitting element |
KR100649494B1 (ko) * | 2004-08-17 | 2006-11-24 | 삼성전기주식회사 | 레이저를 이용하여 발광 다이오드 기판을 표면 처리하는발광 다이오드 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 발광다이오드 |
US7256483B2 (en) * | 2004-10-28 | 2007-08-14 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Package-integrated thin film LED |
JP4687109B2 (ja) * | 2005-01-07 | 2011-05-25 | ソニー株式会社 | 集積型発光ダイオードの製造方法 |
US7335920B2 (en) * | 2005-01-24 | 2008-02-26 | Cree, Inc. | LED with current confinement structure and surface roughening |
KR20060097512A (ko) | 2005-03-11 | 2006-09-14 | 김성진 | 질화물 반도체 수직 전극형 발광 다이오드 및 그 제조방법 |
KR100631981B1 (ko) * | 2005-04-07 | 2006-10-11 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 3족 질화물 발광 소자 및 그 제조 방법 |
KR100896576B1 (ko) * | 2006-02-24 | 2009-05-07 | 삼성전기주식회사 | 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
KR100844722B1 (ko) * | 2006-03-07 | 2008-07-07 | 엘지전자 주식회사 | 나노콘 성장방법 및 이를 이용한 발광 다이오드의제조방법 |
US20080042149A1 (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-21 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Vertical nitride semiconductor light emitting diode and method of manufacturing the same |
JP2008091862A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-04-17 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法 |
US20090121250A1 (en) * | 2006-11-15 | 2009-05-14 | Denbaars Steven P | High light extraction efficiency light emitting diode (led) using glass packaging |
-
2006
- 2006-11-03 KR KR1020060108553A patent/KR100826412B1/ko active IP Right Grant
-
2007
- 2007-10-29 US US11/976,791 patent/US7727787B2/en active Active
- 2007-10-30 JP JP2007281667A patent/JP4890419B2/ja active Active
- 2007-11-02 CN CNB2007101659158A patent/CN100530728C/zh active Active
-
2010
- 2010-04-08 US US12/756,528 patent/US8124997B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000133837A (ja) | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
KR20050123028A (ko) * | 2004-06-25 | 2005-12-29 | 학교법인 성균관대학 | 질화갈륨계 수직구조 발광다이오드 및 그 제조방법 |
KR20060108882A (ko) * | 2005-04-14 | 2006-10-18 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080105889A1 (en) | 2008-05-08 |
JP2008118134A (ja) | 2008-05-22 |
US7727787B2 (en) | 2010-06-01 |
JP4890419B2 (ja) | 2012-03-07 |
CN101174664A (zh) | 2008-05-07 |
CN100530728C (zh) | 2009-08-19 |
US8124997B2 (en) | 2012-02-28 |
US20100193823A1 (en) | 2010-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5165276B2 (ja) | 垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオード素子及びその製造方法 | |
EP2261949A2 (en) | LED having vertical structure and method for fabricating the same | |
CN104350613A (zh) | 形成具有自对准金属化堆栈的微型led器件的方法 | |
EP2259344B1 (en) | Light emitting device and manufacturing method for same | |
TWI300277B (en) | Method for manufacturing gallium nitride light emitting diode devices | |
JP2006352129A (ja) | 発光ダイオードの製造方法 | |
US7553682B2 (en) | Method of manufacturing vertical nitride light emitting device | |
US8278194B2 (en) | Method for fabricating semiconductor devices and a semiconductor device made therefrom | |
US9691815B2 (en) | Method for producing an optoelectronic semiconductor component, and optoelectronic semiconductor component | |
US11810943B2 (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
JP2012028773A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
CN102903814A (zh) | 制造半导体发光器件的方法 | |
US20060091419A1 (en) | Light emitting diode | |
US20150083992A1 (en) | Group-iii nitride semiconductor light emitting element, method of manufacturing the same and method of manufacturing mounting body | |
KR100982988B1 (ko) | 수직구조 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
KR100826412B1 (ko) | 질화물 반도체 발광 소자 및 제조방법 | |
KR100815226B1 (ko) | 질화갈륨계 발광 다이오드 소자의 제조방법 | |
KR20090076163A (ko) | 질화물 반도체 발광소자 제조방법 및 이에 의해 제조된질화물 반도체 발광소자 | |
CN114788003A (zh) | 形成单片发光二极管前驱体的方法 | |
CN105390579A (zh) | 半导体发光元件晶片、半导体发光元件及其制造方法 | |
TWI438924B (zh) | 半導體發光晶片製造方法 | |
TWI398018B (zh) | 一種製造發光元件陣列之方法 | |
JP5535213B2 (ja) | オプトエレクトロニクスデバイスおよびオプトエレクトロニクスデバイスの製造方法 | |
CN112993107A (zh) | 发光二极管及其制作方法 | |
KR20120000122A (ko) | 고효율 발광 다이오드 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment | ||
FPAY | Annual fee payment | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190329 Year of fee payment: 12 |