KR100878428B1 - 반도체 발광소자 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
기판 및 반도체 적층체 접합시 발생하는 응력을 감소시켜 광특성 손실 감소 및 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 발광소자 및 그 제조방법이 제안된다. 본 발명에 따르면, 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 적층체, 지지기판 및 적층체 및 지지기판 사이에 형성된 접착층을 포함하는 반도체 발광소자가 제안된다. 이 때, 반도체 발광소자는 접착층의 일면 또는 양면에 형성된 확산방지층을 더 포함하고, 확산방지층은 접착층 이외에 접촉하는 층의 열팽창계수와 동일한 열팽창계수를 갖는다.
접착층, 확산방지
Description
본 발명은 반도체 발광소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판 및 반도체 적층체 접합시 발생하는 응력을 감소시켜 광특성 손실 감소 및 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
반도체 발광소자는 소자 내에 포함되어 있는 반도체 물질이 빛을 발광하는 소자로서, 예를 들면, LED와 같이 다이오드를 이용하여 반도체를 접합한 형태로 전자/정공 재결합에 따른 에너지를 광으로 변환하여 방출하는 종류의 소자가 있다. 이러한 반도체 발광소자는 현재 조명, 표시장치 및 광원으로서 널리 이용되며, 적은 전력으로 원하는 파장의 빛을 발광하고, 수은과 같은 환경유해물질 방출을 억제할 수 있어서 에너지 절약 및 환경보호 측면을 고려하여 그 개발이 가속화되고 있는 추세이다.
특히, 최근 그 개발 및 사용이 활성화된 질화갈륨(GaN)계 LED를 이용한 휴대폰 키패드, 사이드 뷰어, 카메라 플래쉬 등의 상용화에 힘입어, 최근 발광다이오드를 이용한 일반 조명 개발이 활기를 띠고 있다. 대형 TV의 백라이트 유닛 및 자동차 전조등, 일반 조명 등 그의 응용제품이 소형 휴대제품에서 대형화, 고출력화, 고효율화, 높은 신뢰성을 갖는 제품으로 진행하여 해당 제품에 요구되는 특성을 나타내는 광원을 요구하게 되었다.
반도체 발광소자는 반도체층에 전압을 인가하기 위한 전극의 위치에 따라 수직형 구조 및 수평형 구조가 있고, 수평형 구조에는 성장형(epi-up) 및 플립칩형(flip-chip)이 있다. 반도체 발광소자의 제작시 수직구조의 발광소자를 제작하기 위하여는 성장기판이 도전성을 나타내거나, 성장기판이 사파이어 기판과 같은 부도전성 기판인 경우에는 성장기판을 제거하여야 한다. 성장기판을 제거하는 방법으로는 레이저를 이용하여 리프트 오프(lift off)공정을 이용할 수 있는데, 이 때 반도체층은 공정을 견딜 수 있는 두께 수준을 유지할 수 없는 경우에 성장기판 제거공정 전, 반도체층을 지지하는 공정을 실시한다.
이러한 지지기판은 반도체층을 지지할 수 있는 두께로 도전성 있는 물질로 형성된다. 지지기판은 반도체층의 성장기판이 형성된 면과 대향하는 면에 도금 공정 또는 접합공정을 통해 형성된다. 도금공정의 경우, 원하는 두께로 지지기판을 형성할 수 있다는 장점이 있으나 공정이 복잡하고 고비용이 소요되는 단점이 있다. 이에 비해 접합공정은 비교적 공정이 간단하고 저비용으로 수행될 수 있는 장점이 있다.
접합공정에서는 반도체층 및 지지기판을 접착하기 위하여 접착물질을 그 사이에 삽입하고, 가열 및 가압하여 접착시킨다. 이 때 접착물질이 가열 및 가압될 때, 반도체층 또는 지지기판으로 확산되므로 접착물질과 반도체층 및 지지기판 각각 사이에 확산을 방지하는 층을 형성한다.
이 때, 확산방지층의 열팽창계수가 접촉되는 지지기판 및 반도체층과 각각 상이한 경우, 가열 및 가압공정시에 열에 의하여 변형되거나 응력을 받는다. 그에 따라 전체 반도체 발광소자의 특성에 불리한 영향을 미치거나 또는 제품의 신뢰성을 악화시켰다.
따라서, 보다 효과적으로 반도체층 및 지지기판을 접합하고 가열 및 가압공정에서도 반도체 발광소자의 신뢰성을 확보할 수 있는 방안이 요청되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기판 및 반도체 적층체 접합시 발생하는 응력을 감소시켜 광특성 손실 감소 및 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 발광소자는 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 적층체, 지지기판 및, 상기 제1도전형 반도체층과 지지기판 사이에 형성된 접착층을 포함하는 반도체 발광소자로서, 접착층의 일면 또는 양면에 형성된 하나 또는 그 이상의 확산방지층을 더 포함하고, 확산방지층은 상기 제1도전형 반도체층 및 지지기판 중 접촉하는 층의 열팽창계수와 동일한 열팽창계수를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자는 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 적층체, 지지기판 및, 상기 제1도전형 반도체층과 지지기판 사이에 형성된 접착층을 포함하는 반도체 발광소자로서, 지지기판 및 접착층 사이에 확산방지층을 더 포함하는데, 지지기판이 Si기판 및 SiAl기판 중 어느 하나인 경우, 확산방지층의 열팽창 계수는, 지지기판의 열팽창계수와 유사한 값을 갖는다. 바람직하게는 확산방지층의 열팽창계수는 4.5 내지 7.5 ppm/K일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자는 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 적층체, 지지기판 및, 상기 제1도전형 반도체층과 지지기판 사이에 형성된 접착층을 포함하는 반도체 발광소자로서, 제1도전형 반도체층 및 접착층 사이에 확산방지층을 더 포함하는데, 제1도전형 반도체층이 GaN계 화합물 반도체층인 경우, 확산방지층의 열팽창 계수는 제1도전형 반도체층의 열팽창계수와 유사한 값을 갖는다. 바람직하게는 확산방지층의 열팽창계수는 4.5 내지 7.5 ppm/K일 수 있다.
여기서, 확산방지층은, 적어도 2이상의 층은 각각 서로 다른 물질로 구성된 복수의 층으로 구성될 수 있다. 확산방지층은, Mo, W, Ta, 및 Cr로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하거나, 또는 이러한 군으로부터 선택된 적어도 2이상의 합금을 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, Si를 포함하는 지지기판, 지지기판 상의 접착층 및, 접착층상의 제1도전형 GaN계 화합물 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하는 반도체 발광소자로서, 접착층의 양면에 형성된 확산방지층들을 더 포함하고, 확산방지층의 열팽창 계수는, 4.5 내지 7.5 ppm/K인 반도체 발광소자가 제공된다 .
본 발명의 다른 측면에 따르면, 성장기판상에 제2도전형 반도체층, 활성층 및 제1도전형 반도체층을 순차적으로 적층하는 단계; 적층체상에 적층체의 열팽창계수와 동일한 열팽창계수를 갖는 제1확산방지층을 형성하는 단계; 지지기판을 준비하여 일면에 지지기판의 열팽창계수와 동일한 열팽창계수를 갖는 제2확산방지층을 준비하는 단계; 제1확산방지층이 형성된 적층체 및 제2확산방지층이 형성된 지지기판 사이에 접착층을 형성하여 접착하는 단계; 및 성장기판을 제거하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따른 반도체 발광소자는 지지기판 및 반도체 적층체를 접합할 때, 열팽창계수 차이로 인한 응력을 감소시킬 수 있어서, 소자 자체의 제품신뢰성을 향상시키고, 광특성 손실 감소 및 접합 후의 공정수행이 용이한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자의 단면도이다.
본 발명에 따른 반도체 발광소자(100)는 제1도전형 반도체층(130), 활성층(120) 및 제2도전형 반도체층(110)이 순차적으로 적층된 적층체(110, 120, 130), 지지기판(160) 및 적층체(110, 120, 130) 및 지지기판(160) 사이에 형성된 접착층(150)을 포함한다. 또한, 반도체 발광소자(100)는 접착층(150)의 일면 또는 양면에 형성된 확산방지층(140)을 더 포함하고, 확산방지층(140)은 적층체(110, 120, 130) 및 지지기판(160) 중 접촉하는 층(130, 160)의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)와 동일하거나 또는 유사한 열팽창계수를 갖는다.
적층체(110, 120, 130)는 제1도전형 반도체층(130), 활성층(120) 및 제2도전형 반도체층(110)이 순착적으로 적층되어 형성된다. 제1도전형 반도체층(130) 및 제2도전형 반도체층(110)은 예를 들면, GaN계반도체, ZnO계반도체, GaAs계반도체, GaP계반도체, 및 GaAsP계반도체와 같은 반도체로 구성되어 p형 반도체층 및 n형 반도체층으로 각각 구현될 수 있다. 반도체층의 형성은 공지의 성막방법, 예를 들면, 분자선 에피택시(Molecular beam epitaxy, MBE)방법을 이용하여 수행될 수 있다. 이외에도, 반도체층들은 III-V 족 반도체, II-VI 족 반도체, 및 Si로 구성된 군으로부터 적절히 선택되어 구현될 수 있다.
제1도전형 반도체층(130) 및 제2도전형 반도체층(110)은 GaN계 화합물 반도체를 포함할 수 있는데, n형 질화갈륨계 화합물 반도체층의 불순물로는 예를 들어, Si, Ge, 및 Sn 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 한편, p형 질화갈륨계 화 합물 반도체층의 불순물로는, Mg, Zn, 및 Be 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
활성층(120)은 발광을 활성화시키는 층으로서, 제1도전형 반도체층(110) 및 제2도전형 반도체층(130)의 에너지 밴드 갭보다 적은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질을 이용하여 성막한다. 예를 들어 제1도전형 반도체층(110) 및 제2도전형 반도체층(130)이 GaN계 화합물 반도체인 경우, GaN계 화합물 반도체의 에너지 밴드 갭보다 적은 에너지 밴드 갭을 갖는 InGaN계 화합물 반도체를 이용하여 활성층(120)을 형성할 수 있다. 이때, 활성층(120)의 특성상, 불순물은 도핑되지 않는 것이 바람직하며, 장벽의 높이나 우물층의 두께, 조성, 우물의 개수를 조정하여 파장이나 양자효율을 조절할 수 있다.
지지기판(160)은 적층체(110, 120, 130)를 지지하기 위한 기판이다. 적층체(110, 120, 130)의 성장기판이 사파이어 기판이나 스피넬(MgAl2O4)과 같이, 적층체(110, 120, 130)를 구성하는 반도체층과 결정격자상수가 유사하여 성막특성이 우수하나 전극형성이 불가능한 부도전성 기판인 경우, 성장기판을 제거하고 지지기판(160)이 접합된다.
따라서, 지지기판(160)은 적층체(110, 120, 130)를 지지하면서 제1도전형 반도체층(130) 또는 제2도전형 반도체층(110)과 접합되어 전압을 인가하기 위한 전극을 형성할 수 있는 도전성 기판인 것이 바람직하다. 지지기판(160)은 Si 기판, SiAl 기판, SiC 기판, ZnO 기판, GaAs 기판, 및 GaN 기판 중 어느 하나와 같은 도전성 기판일 수 있다.
접착층(150)은 적층체(110, 120, 130) 및 지지기판(160) 사이에 형성되어 적층체(110, 120, 130)와 지지기판(160)사이를 접합시키기 위한 접착물질을 포함하는 층이다. 접착층(150)은 반도체층(110, 130) 및 지지기판(160) 사이에 개재되어 이들을 접착시킬 수 있는 물질은 어떤 것이든 사용될 수 있다. 바람직하게는, 접착물질로서, 공융(eutectic)합금금속을 사용한다. 공융금속을 사용하는 경우, 가열 및 가압으로 공융합금금속을 비교적 저온에서 융해시켜 접착성능을 발현시킨다. 공융합금금속으로는 예를 들면, AuSn을 사용할 수 있다.
수직구조 반도체 발광소자의 경우, 지지기판(160)을 도금방법으로 형성하지 않고, 접합방법으로 적층체(110, 120, 130)에 접합하는 경우에는 접착층(150)이 필요하다. 그러나, 접착층(150)은 제1도전형 반도체층(130) 및 지지기판(160)을 접착하는 기능을 하나, 이와 함께 가열 및 가압으로 인하여 그 구성성분이 제1도전형 반도체층(130) 또는 지지기판(160)으로 확산되는 경우가 있다.
따라서, 접착물질의 확산을 방지하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 발광소 자(100)는 접착층(150)의 일면 또는 양면에 형성된 확산방지층(140)을 더 포함한다. 확산방지층(140)에는 금속을 사용할 수 있다. 이 때, 확산방지층(140)의 확산방지물질로서는 열팽창계수가 제1도전형 반도체층(130) 및 지지기판(160)의 열팽창계수와 동일하거나 유사한 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, Ti 또는 Pt를 확산방지물질로 사용하는 경우 접착물질의 확산을 방지할 수는 있으나, 제1도전형 반도체층(130) 및 지지기판(160)과의 열팽창계수 차이로 인하여 응력을 받거나 열에 의하여 변형될 수 있다.
즉, Ti의 열팽창계수는 약 8.6 ppm/K이고, Pt의 열팽창계수는 약 9 ppm/K인데, 제1도전형 반도체층(130)이 GaN계 화합물 반도체의 열팽창계수는 약 6 ppm/K이고 지지기판(160)이 Si기판 또는 SiAl기판인 경우 열팽창계수는 약 6 내지 7 ppm/K이므로 열팽창계수의 차이에 의하여 응력을 받아 변형될 수 있다.
따라서, 확산방지층(140)의 확산방지물질로는 Mo, W, Ta, 및 Cr을 사용하는 것이 바람직하다. 확산방지물질은 Mo, W, Ta, 및 Cr로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있고, 또한, 이들 금속 중 2이상의 합금을 포함할 수 있다. Mo의 열팽창계수는 약 5 ppm/K이고, W의 열팽창계수는 약 4.5 ppm/K이며, Ta의 열팽창계수는 약 6.5 ppm/K이고, Cr의 열팽창계수는 약 6 ppm/K이므로, 제1도전형 반도체층(130) 및 지지기판(160)의 열팽창계수와 동일 또는 유사하여 열팽창계수에 차이에 따른 단점을 해소시킬 수 있다.
제1도전형 반도체층(130)이 GaN계 화합물 반도체인 경우에는 열팽창계수가 유사한 Cr을 확산방지물질로 사용하는 것이 바람직하고, 지지기판(160)이 Si 또는 SiAl 기판인 경우에는 열팽창계수가 유사한 Ta를 확산방지물질로 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자(100)는 적층체(110, 120, 130) 및 지지기판(160) 사이에 접착층을 포함하면서, 지지기판(160) 및 접착층(150) 사이에 제1확산방지층(142)을 포함할 수 있다. 이 때, 지지기판(160)이 Si기판 및 SiAl기판 중 어느 하나인 경우, 제1확산방지층(142)의 열팽창 계수는, 지지기판(160)의 열팽창계수와 유사한 값을 갖는 것이 바람직하므로, 4.5 내지 7.5 ppm/K일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자(100)는 적층체(110, 120, 130) 및 지지기판(160) 사이에 접착층을 포함하면서, 제1도전형 반도체층(130) 및 접착층(150) 사이에 제2확산방지층(141)을 포함할 수 있다. 이 때, 지지기판(160)이 Si기판 및 SiAl기판 중 어느 하나인 경우, 제2확산방지층(141)의 열팽창 계수는, 지지기판(160)의 열팽창계수와 유사한 값을 갖는 것이 바람직하므로, 4.5 내지 7.5 ppm/K일 수 있다.
따라서, 접착층(150)의 양면에 제1확산방지층(142) 및 제2확산방지층(141)이 형성되는 경우, 지지기판(160)은 Si를 포함하고, 제1도전형 반도체층(130)은 GaN계 화합물 반도체층이라면, 그 열팽창계수를 고려하여, 확산방지층(140)의 열팽창 계수는, 4.5 내지 7.5 ppm/K인 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자(200)의 단면도이다. 본 실시예에 따른 반도체 발광소자(200)는 제1도전형 반도체층(230), 활성층(220) 및 제2도전형 반도체층(210)이 순차적으로 적층된 적층체(210, 220, 230), 지지기판(260) 및 접착층(250)을 포함하고, 접착층(250)의 일면 또는 양면에는 확산방지층(240)이 형성된다.
확산방지층(240)은 지지기판(260)과 접착층(250) 사이에 형성된 제1확산방지층(242) 및 제1도전형 반도체층(230) 및 접착층(250) 사이에 형성된 제2확산방지층(241)을 포함한다. 제1확산방지층(242) 및 제2확산방지층(241)은 복수의 층으로 구성될 수 있어서 접착물질이 적층체(210, 220, 230) 또는 지지기판(260)으로 확산되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
여기서, 제1확산방지층(242) 및 제2확산방지층(241)은, 적어도 2이상의 층은 각각 서로 다른 물질로 구성된 복수의 층으로 구성될 수 있다. 즉, 제1확산방지층(242)은 제11확산방지층(242a) 및 제12확산방지층(242b)이 교대로 적층되어 있고, 제2확산방지층(241)은 제21확산방지층(241a) 및 제22확산방지층(241b)가 교대 로 적층되어 구성되어 있다. 비록, 도 2에서는 확산방지층(241, 242)이 각각 2종류의 확산방지물질로 구성된 것을 나타내었으나, 확산방지성능 및 열팽창계수의 차이를 고려하여 3종류 이상의 확산방지물질을 포함하는 것도 가능하다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자 제조방법에 제공되는 도면이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 반도체 발광소자(300) 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따른 반도체 발광소자(300)를 제조하기 위하여는 먼저, 반도체층 성장에 유리한 결정격자상수를 갖는, 예를 들면, 사파이어 기판과 같은 성장기판(300)상에 반도체층을 형성한다. 반도체층은 제2도전형 반도체층(310), 활성층(320), 및 제1도전형 반도체층(330)을 순차적으로 적층한다(도3a).
적층체(310, 320, 330)상에는 적층체(310, 320, 330)의 열팽창계수와 동일하거나 유사한 범위의 열팽창계수를 갖는 제2확산방지층(341)을 형성한다. 지지기판(360)상에는 지지기판(360)의 열팽창계수와 동일하거나 유사한 범위의 열팽창계수를 갖는 제1확산방지층(342)을 형성한다(도3b). 제1확산방지층(342) 및 제2확산방지층(341)사이에 접착층(350)을 삽입하고 가압(P) 및 가열(H)하여 접착층(350)의 접착물질이 융해되면(도3c), 적층체(310, 320, 330) 및 지지기판(360)이 접합된다(도3d).
지지기판(360)이 접합되었으므로, 제2도전형 반도체층(310)상의 성장기판(300)은 공지의 방법, 예를 들면, 레이저 등을 이용하여 제거된다(도3e).
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 발광소자 제조방법에 제공되는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 반도체 발광소자 110 제2도전형 반도체층
120 활성층 130 제1도전형 반도체층
140 확산방지층 141 제1확산방지층
142 제2확산방지층 150 접착층
160 지지기판
Claims (9)
- 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 적층체, 지지기판 및, 상기 제1도전형 반도체층과 상기 지지기판 사이에 형성된 접착층을 포함하는 반도체 발광소자로서,상기 접착층의 일면 또는 양면에 형성된 하나 또는 그 이상의 확산방지층을 더 포함하고,상기 확산방지층은 상기 제1도전형 반도체층 및 상기 지지기판 중 접촉하는 층의 열팽창계수와 동일한 열팽창계수를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 적층체, 지지기판 및, 상기 제1도전형 반도체층과 상기 지지기판 사이에 형성된 접착층을 포함하는 반도체 발광소자로서,상기 지지기판 및 상기 접착층 사이에 확산방지층을 더 포함하고,상기 지지기판이 Si기판 및 SiAl기판 중 어느 하나인 경우, 상기 확산방지층의 열팽창 계수는, 4.5 내지 7.5 ppm/K인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 적층체, 지지기판 및, 상기 제1도전형 반도체층과 상기 지지기판 사이에 형성된 접착층을 포함하는 반도체 발광소자로서,상기 제1도전형 반도체층 및 상기 접착층 사이에 확산방지층을 더 포함하고,상기 제1도전형 반도체층이 GaN계 화합물 반도체층인 경우, 상기 확산방지층의 열팽창 계수는, 4.5 내지 7.5 ppm/K인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1항 내지 제3항에 중 어느 한 항에 있어서,상기 확산방지층은, 복수의 층으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제4항에 있어서,상기 복수의 층 중 적어도 2 이상의 층은 서로 상이한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 확산방지층은, Mo, W, Ta, 및 Cr로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 확산방지층은, Mo, W, Ta, 및 Cr로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 2이상 금속의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- Si를 포함하는 지지기판, 상기 지지기판상의 접착층 및, 상기 접착층상의 제1도전형 GaN계 화합물 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하는 반도체 발광소자로서,상기 접착층의 양면에 형성된 확산방지층들을 더 포함하고, 상기 확산방지층의 열팽창 계수는, 4.5 내지 7.5 ppm/K인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
- 성장기판상에 제2도전형 반도체층, 활성층 및 제1도전형 반도체층을 순차적으로 적층하는 단계;상기 적층체상에 상기 적층체의 열팽창계수와 동일한 열팽창계수를 갖는 제1확산방지층을 형성하는 단계;지지기판을 준비하여 일면에 상기 지지기판의 열팽창계수와 동일한 열팽창계수를 갖는 제2확산방지층을 준비하는 단계;상기 제1확산방지층이 형성된 적층체 및 상기 제2확산방지층이 형성된 지지기판 사이에 접착층을 형성하여 접착하는 단계; 및상기 성장기판을 제거하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자 제조방법.
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040005612A (ko) * | 2002-07-08 | 2004-01-16 | 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 | 질화물 반도체 소자의 제조방법 및 질화물 반도체 소자 |
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20040005612A (ko) * | 2002-07-08 | 2004-01-16 | 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 | 질화물 반도체 소자의 제조방법 및 질화물 반도체 소자 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8686453B2 (en) | 2010-01-15 | 2014-04-01 | LG Innotek Co.,, Ltd. | Light emitting device, light emitting device package, and lighting system |
| US9076947B2 (en) | 2010-01-15 | 2015-07-07 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device, light emitting device package, and lighting system |
| KR101615341B1 (ko) | 2014-08-06 | 2016-04-25 | 주식회사 포스코 | 화합물 반도체 소자, 및 이를 제조하기 위한 웨이퍼 본딩 방법 |
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