KR100887470B1 - 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법, 발광 소자, 발광소자를 제조하는 방법 및 발광 장치 - Google Patents

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도요다 고세이 가부시키가이샤
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Abstract

저온도 성장 버퍼층을 형성하는 방법은, MOCVD 장치 내에 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와, MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와, Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG, TMA 및 NH3 중 두 개 이상을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계를 갖는다.
저온 성장 버퍼층, Ga₂O₃ 기판, 전류 확산층, 도전 타입, n-전극, p-전극

Description

저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법, 발광 소자, 발광 소자를 제조하는 방법 및 발광 장치{METHOD OF FORMING A LOW TEMPERATURE-GROWN BUFFER LAYER, LIGHT EMITTING ELEMENT, METHOD OF MAKING SAME, AND LIGHT EMITTING DEVICE}
도1은 본 발명에 따른 제1 바람직한 실시예의 LED 소자를 도시한 개략적인 측면도.
도2는 제1 바람직한 실시예의 LED 소자의 제조 공정을 도시한 개략적인 공정도.
도3은 본 발명에 따른 제2 바람직한 실시예의 발광 장치를 도시한 개략적인 단면도.
도4는 본 발명에 따른 제3 바람직한 실시예의 발광 장치를 도시한 개략적인 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : n- 도전 타입 기판
11 : Al 버퍼층
17 : 전류 확산층
19 : n-전극
본 출원은 각각 2005년 3월 31일과 2006년 1월 25일에 출원된 일본 특허 출원 제2005-101603호 및 제2006-016988호에 기초를 두고, 그 전체 내용은 레퍼런스로 본문에 참조된다.
본 발명은 반도체 재료로 만들어진 발광 소자와 발광 소자를 사용하는 발광 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 H2 분위기 내에서 저온 성장 버퍼층을 형성할지라도 Ga2O3 기판이 열화되지 않는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법과, 저온 성장 버퍼층을 사용하여 형성됨으로써 우수한 결정질을 갖는 GaN으로써 발광 소자를 제조하는 방법과, 발광 소자 및 발광 소자를 사용하는 발광 장치에 관한 것이다.
GaN계 반도체는 블루 또는 단파장 방출 영역의 발광 소자를 위한 재료로서 공지되어 있다. 구체적으로, 자외선 광을 방출하는 발광 소자는 예를 들면 환경을 고려하여 바람직하게 수은이 없는 형광 램프, 깨끗한 환경을 제공하는 광 촉매제, DVD(디지탈 다용도 디스크)와 같은 고용량의 기록 매체용 광원에 대한 사용에서 적합하다. 발광 소자는 보다 단파장을 갖는 것이 바람직하다.
GaN은 용융점과 질소 평형 증착 압력이 매우 높다. 따라서, 높은 질과 넓은 영역을 갖는 벌크 단결정(bulk single-crystal) GaN 기판을 만드는 것은 어렵다. 따라서, GaN 성장 방법은 사파이어(Al2O3) 기판이 하부 기판으로서 사용되어, GaN과 격자 부정합을 감소시키도록 그 위에 버퍼 층을 형성하여, 그 위에 GaN계 반도체를 성장시키도록 사용되어 왔다. 그러나, GaN계 반도체를 사용하는 발광 소자는 그 전극 구조가 수평으로 배치되야 하는 제한을 갖는다. 또한, 그 수명과 장착에서의 그 취급 용이성은 다양한 사용에서 적용될 때 추가로 강화되는 것이 바람직하다.
이러한 환경에서, 최근에 β-Ga2O3 기판으로서, 자외선 광을 투과할 수 있고 벌크 단결정으로서 제조될 수 있는 투명한 재료를 사용하는 것이 제안되었다(예를 들면 응용 물리학의 일본 저널의 Vol. 44, No.1, 2005 pp. L7-L8을 참조, 본원에서는 제1 관련 기술 분야로서 참조한다).
제1 관련 기술 분야는 저온 성장 GaN 버퍼층이 600 ℃에서 β-Ga2O3 기판 상에 형성되고 GaN은 1070 ℃에서 그 위에 성장되는 발광 소자가 개시되어 있다.
그러나, 제1 관련 기술 분야의 발광 소자는 β-Ga2O3이 저온 성장 GaN 버퍼층을 형성하는 공정에서 열에 의해 분해될 수도 있고 따라서 연속적인 공정으로 그 위에 높은 질의 GaN계 반도체 층을 성장시키는 것이 어렵다는 문제점을 갖는다.
GaN 버퍼층은 H2 분위기 내에서 β-Ga2O3 기판 상에 형성된다는 것은 일반적으로 공지되어 있다. 버퍼층이 H2 분위기 내에서 600 ℃보다 높은 온도에서 형성될 때 β-Ga2O3 기판의 표면은 블랙으로 열화되는 것이 본 발명자에 의해 정확하게 관찰되었다.
본 발명의 목적은 H2 분위기 내에서 저온 성장 버퍼층을 형성할 지라도 Ga2O3 기판이 열화되지 않는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 저온 성장 버퍼층을 사용하여 형성됨으로써 우수한 결정질을 갖는 GaN으로써 발광 소자를 만드는 방법과, 발광 소자 및 발광 소자를 사용하는 발광 장치를 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 한 태양에 따르면, 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법은,
MOCVD 장치 내에 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와,
MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와,
Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG, TMA 및 NH3 중 두 개 이상을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계를 포함한다.
(2) 본 발명의 한 태양에 따르면, 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법은,
Ga2O3 기판을 산 세척하는 단계와,
MOCVD 장치 내에 산 세척된 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와,
MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와,
Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG, TMA 및 NH3 중 두 개 이상을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계를 포함한다.
(3) 본 발명의 한 태양에 따르면, 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법은,
Ga2O3 기판을 질화하는 단계와,
MOCVD 장치 내에 질화된 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와,
MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와,
Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG, TMA 및 NH3 중 두 개 이상을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계를 포함한다.
(4) 본 발명의 한 태양에 따르면, 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법은,
Ga2O3 기판을 산 세척하는 단계와,
산 세척된 Ga2O3 기판을 질화시키는 단계와,
MOCVD 장치 내에 질화된 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와,
MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와,
Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG, TMA 및 NH3 중 두 개 이상을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계를 포함한다.
상기 발명(1) 내지 (4)에서, 다음의 변경과 변화가 행해질 수 있다.
(i) 질화 단계는 750 ℃ 내지 850 ℃의 온도 범위 내에서 행해진다.
(ii) 저온 성장 버퍼층은 AlxGa1-xN(0≤x≤1)을 포함한다.
(5) 본 발명의 다른 태양에 따르면, 발광 소자를 제조하는 방법은,
Ga2O3 기판을 산 세척하는 단계와,
산 세척된 Ga2O3 기판을 질화하는 단계와,
MOCVD 장치 내에 질화된 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와,
MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와,
Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG, TMA 및 NH3 중 두 개 이상을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계와,
MOCVD 장치 내에 N2 분위기를 제공하면서 저온 성장 버퍼층 상에 제1 GaN 층을 형성하는 단계와,
MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하면서 제1 GaN 층 상에 제2 GaN 층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 발명(5)에서, 다음의 변경과 변화가 행해질 수 있다.
(iii) 질화시키는 단계는 750 ℃ 내지 850 ℃의 온도 범위 내에서 행해진다.
(iv) 저온 성장 버퍼층은 AlxGa1-xN(0≤x≤1)을 포함한다.
(6) 본 발명의 다른 태양에 따르면, 발광 소자는 산화 갈륨을 포함하는 도전성 제1 층과,
제1 층의 열분해를 방지하는 성장 조건 하에서 형성된 AlxGa1-xN(0≤x≤1)를 포함하는 제2 층과,
제2 층 상에 형성된 GaN계 반도체를 포함하는 제3 층을 포함한다.
상기 발명(6)에서, 다음의 변경 및 변화가 행해질 수 있다.
(v) 제2 층은 350 ℃ 내지 550 ℃의 온도 범위와 H2 분위기의 성장 조건 하에서 형성된다.
(vi) 제3 층은 제1 도전 타입을 갖는 제1 반도체 층과, 제1 도전 타입과 다른 제2 도전 타입을 갖는 제2 반도체 층과, 제1 반도체 층과 제2 반도체 층을 통해 공급되는 전류에 기초하여 광을 방출하는 발광층을 포함한다.
(7) 본 발명의 다른 태양에 따르면, 발광 장치는,
산화 갈륨을 포함하는 도전성 제1 층과, 제1 층의 열분해를 방지하는 성장 조건 하에서 형성된 AlxGa1-xN(0≤x≤1)을 포함하는 제2 층과, 제2 층 상에 형성된 GaN계 반도체를 포함하는 제3 층을 포함하는 발광 소자와,
발광 소자가 장착된 소자 장착부와,
발광 소자와 소자 장착부를 밀봉하는 밀봉부를 포함한다.
상기 발명(7)에서, 다음의 변경 및 변화가 행해질 수 있다.
(vii) 소자 장착부는 무기질 재료의 기판을 포함한다.
(viii) 소자 장착부는 도전성 금속의 리드를 포함한다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예는 도면을 참조하여 아래에 설명될 것이다.
제1 실시예
도1은 본 발명에 따른 제1 바람직한 실시예의 LED 소자를 도시한 개략적인 측면도이다.
본원에 설명된 바와 같은 LED 소자(1)는 MOCVD(금속 유기 화학 증착) 장치를 사용함으로써 제작된다.
LED 소자(1)의 구성
LED 소자(1)는 β-Ga2O3로 만들어진 n- 도전 타입 기판(10)[이후로는 Ga2O3 기판(10)으로 칭함] 상에, 저온 성장 조건 하에서 형성된 AlN 버퍼층(11), Si- 도핑된 n+-GaN 층(12), Si 도핑된 n-AlGaN 층(13), InGaN/GaN의 MQW[=다중 양자 우물 (multiple-quantum well)], Mg 도핑된 p-AlGaN 층(15), Mg 도핑된 p+-GaN 층(16) 및 ITO(인듐 주석 산화물)의 전류 확산층(17)을 포함한다. 또한, p-전극(18)은 전류 확산층(17)의 표면 상에 형성되고, n-전극(19)은 n-AlGaN 층(13)을 통해 전류 확산층(17)으로부터 에칭에 의해 부분적으로 노출된 n+-GaN 층(12) 상에 형성된다.
AlN 버퍼층(11)은 바람직하게 400 ℃ 내지 550 ℃의 온도 조건 하에서 H2 캐리어 가스를 사용함으로써 그리고 Ga2O3 기판(10)이 위치된 반응기 내부로 NH3 및 트리메틸알루미늄(TMA)을 공급함으로써 형성된다.
n+-GaN 층(12) 및 p+-GaN 층(16)은 1050 ℃의 온도 조건 하에서 N2 캐리어 가스를 사용함으로써 그리고 Ga2O3 기판(10)이 위치된 반응기 내부로 NH3, 트리메틸갈륨(TMG) 및 GaN 소스 재료를 공급함으로써 형성된다. n+-GaN 층(12)은 n- 타입 도전성을 갖도록 Si 도펀트, 모노실란(SiH4)을 사용함으로써 Si로써 도핑된다. p+-GaN 층(16)은 p- 타입 도전성을 갖도록 Mg 도펀트, 시클로펜타디엔닐 마그네슘(Cp2Mg)을 사용함으로써 Mg로써 도핑된다. n-AlGaN 층(13) 및 p-AlGaN 층(15)은 반응기 내부에 상기 GaN 소스 재료 뿐만 아니라 TMA를 공급함으로써 형성된다.
MQW(14)는 800 ℃의 온도 조건 하에서 N2 캐리어 가스를 사용함으로써 그리고 반응기 내부로 NH3, 트리메틸인듐(TMI) 및 트리메틸갈륨(TMG)을 공급함으로써 형 성된다. InGaN이 형성될 때, NH3, TMI 및 TMG가 공급된다. GaN이 형성될 때, NH3 및 TMG가 공급된다.
도2는 제1 바람직한 실시예의 LED 소자의 제조 공정을 도시한 개략적인 공정도이다. 도2에서, 수직축은 온도를 나타내고 수평축은 시간을 나타낸다. 각각의 단계는 아래에 설명될 것이다.
기판 세척 단계
본 공정에서 1 cm x 2 cm의 평면과 350 마이크로미터의 두께로 사용된 Ga2O3 기판(10)은 10분 동안 60 ℃에서 HNO3로써 세척되고, 그 후 5분 동안 에탄올로 초음파 세척되고, 그 후 5분 동안 순수한 물로 초음파 세척된다.
기판 표면의 질화 처리 단계
그 후, 기판 세척 단계에서 세척된 Ga2O3 기판(10)은 MOCVD 장치 내의 서셉터(susceptor) 상에 위치된다. 그 후 온도는 N2를 반응기 내부로 공급하는 동안의 시간(t1) 이후로 상승된다. 온도 상승은 800 ℃에 이를 때 시간(t1)에서 정지되고, 이 온도가 유지된다. 기판의 표면은 안정화되도록 시간(t3) 이후로 질화된다.
AlN 버퍼층 형성 단계
그 후, 반응기 내부로의 N2의 공급은 시간(t4)에서 정지되고, H2의 공급이 시작된다. 그 후, 반응기 내의 온도 상승은 시간(t5)에서 정지한다. 400 ℃에 이를 때의 시간(t6)에서, TMA는 대략 400 ℃로 반응기 온도를 유지하면서 NH3와 함께 50 sccm 공급된다. 따라서, 100 내지 300 옹스트롬의 두께를 갖는 AlN 버퍼층(11)은 시간(t7) 이후로 Ga2O3 기판(10) 상에 형성된다.
GaN 형성 단계
그 후, 반응기 내부로의 H2 공급은 시간(t8)에서 정지되고, N2의 공급이 시작된다. 그 후, 반응기 내의 온도 상승은 시간(t9) 이후로 시작되고 1050 ℃에 이르는 시간(t10)에서 정지된다. 시간(t10) 이후로, TMG는 1050 ℃로 반응기 온도를 유지하면서 NH3와 함께 60 sccm 공급된다. 따라서, 1 마이크로미터의 두께를 갖는 n+-GaN 층(12)은 AlN 버퍼층(11) 상에 형성된다. 그 후, 시간(t11)에서, 반응기 내부로의 N2 공급은 정지되고, H2의 공급이 시작된다. 따라서, 2 마이크로미터의 두께를 갖는 n+-GaN 층(12)은 AlN 버퍼층(11) 상에 추가로 형성된다. 그 후, 시간(t12)에서 반응기 내부로의 H2 공급은 정지된다.
그 후, n-AlGaN 층(13), MQW 층(14), p-AlGaN 층(15), p+-GaN 층(16) 및 전류 확산층(17), p-전극(18) 및 n-전극(19)은 연속적으로 제작된다. 이러한 제작 공정을 위한 설명은 생략한다.
따라서 AlN 버퍼층(11) 상에 이와 같이 형성된 n+-GaN 층(12)의 표면을 관찰하면, GaN은 양호한 평탄도로 얻어진다는 것이 확인된다. 따라서, 버퍼층이 H2 분 위기 내에서 Ga2O3 기판(10) 상에 형성될 지라도, GaN은 열적으로 손상받지 않고 경면으로써 형성될 수 있다. 또한, 도1에 도시된 바와 같이 GaN계 LED 구조(발광 소자)가 n+-GaN 층(12) 상에 제작될 때, 이는 20 mA의 전류를 공급할 때 480 nm의 파장으로 블루 광을 방출한다는 것이 확인된다.
제1 실시예의 효과
제1 실시예에서, 350 ℃ 내지 550 ℃의 온도에서, 바람직하게 약 400 ℃의 온도에서, H2 분위기로 Ga2O3 기판(10) 상에 AlN 버퍼층(11)을 형성함으로써, AlN 버퍼층(11)은 H2 분위기에서 β-Ga2O3의 열분해를 쉽게 받지 않고 안정적으로 형성될 수 있다. 따라서, 양호한 결정질을 갖는 n+-GaN 층(12)이 그 위에 형성될 수 있다.
제1 실시예에서, LED 소자(1)는 Ga2O3 기판(10) 상에 형성된 AlN 버퍼층(11)을 포함하지만, 버퍼층(11)은 바람직하게 AlxGa1-xN(0≤x≤1)의 구성을 갖고, 이는 보다 바람직하게는 (0<x≤1), 가장 바람직하게는 (0.5≤x≤1)로 한정된다.
제1 실시예에서, 기판 표면의 온도는 질화 처리에서 800 ℃이지만, 양호한 결정질을 갖는 n+-GaN 층(12)이 질화 처리에서 750 ℃ 내지 850℃의 범위의 온도에서 형성될 수 있다는 것이 본 발명자에 의해 관찰되었다.
제2 실시예
발광 장치(20)의 구성
도3은 본 발명에 따른 제2 바람직한 실시예의 발광 장치를 도시한 개략적인 단면도이다.
발광 장치(20)는 SMD(표면 장착 장치) 타입 LED이다. 이는 Al2O3등의 세라믹 기판(23)을 포함하고, 텅스텐(W)으로 형성된 패턴화된 배선(21, 22)과, 무기질 재료의 소결체이고 세라믹 기판(23)과 일체화된 주 본체(24)와, n-전극 및 p-전극이 주 본체(24)의 바닥부에 노출된 배선(21, 22)에 Au의 와이어(25)를 통해 전기적으로 연결된 LED 소자(1) 및 인광체(26)를 함유하고 LED 소자(1)를 밀봉하는 인광체 함유 실리콘 수지(27)를 갖는다.
제1 실시예에서 설명된 바와 같이, LED 소자(1)는 AlN 버퍼층(11)이 H2 분위기에서 Ga2O3 기판(10) 상에 형성되도록 제작된 페이스업(face-up) LED 소자이고, MQW 등을 포함하는 LED 구조는 작동에서 약 480 nm의 중앙 방출 파장을 갖는 블루 광을 방출하도록 그 위에 형성된다.
세라믹 기판(23)에는 조인트 표면으로부터 주 본체(24)로 그 측면을 통해 바닥부의 부분에 형성된 배선(21, 22)이 제공된다. 따라서, LED 소자(1)는 바닥에서 그리고 그 측면에서 솔더 리플로우(solder reflow) 등에 의해 장착될 수 있다.
주 본체(24)에는 그 상부 표면으로부터 배선(21, 22)에 이르는 깊이를 갖는 개구(24A)가 제공된다. 개구(24A)의 측면벽(24B)은 개구(24A)의 내경이 광 방사 방향으로 확장될 수 있도록 형성된 경사를 갖는다. 또한, 측면벽(24B)은 LED 소자 (1)로부터 방출되는 광을 반사하도록 Al의 증착에 의해 그 위에 형성된 반사 표면(도시 생략)을 갖는다.
인광체 함유 실리콘 수지(27)는 LED 소자(1)로부터 방출되는 블루 광에 의해 여기될 때 옐로우 광을 발생시키도록 Ce:YAG(이트륨 알루미늄 가넷)의 인광체(26)를 함유한다. 따라서, 화이트 광은 보완적인 색 관계로, 블루 광에 의해 여기되어 발생된 옐로우 광이 LED 소자(1)로부터의 블루 광과 혼합될 때 생산된다. 다르게는, 인광체 필름이 실리콘 수지 내에 인광체를 함유하는 대신에 LED 소자(1)의 광 추출 표면 상에 제공될 때, 파장 변환 타입 발광 장치는 화이트 광을 방사하도록 형성될 수 있다.
제2 실시예의 효과
제2 실시예에서, 작은 패키지 LED는 제1 실시예에서 설명된 바와 같이 LED 소자(1)를 사용하면서 양호한 대량 생산으로써 얻어질 수 있다. 인광체 함유 실리콘 수지(27)가 제2 실시예에서 사용되지만, 인광체를 함유하지 않은 실리콘 수지 또는 에폭시 수지가 사용될 수도 있다. 또한, 이는 주 본체(24)에 대해 열 팽창 차이를 감소시키도록 소정의 양의 충진제를 포함할 수도 있다.
제3 실시예
발광 장치(20)의 구성
도4는 본 발명에 따른 제3 바람직한 실시예의 발광 장치를 도시한 개략적인 단면도이다.
발광 장치(20)는 제1 실시예에 설명된 바와 같은 LED 소자(1)가 Cu 합금의 리드 프레임 상에 장착된 블렛 타입(bullet type) LED 램프이다. 이는 Cu 합금 재료를 스탬핑함으로써 형성된 리드 프레임(30, 31)을 포함하고, 광 반사 특성을 갖도록 표면 상에 Ag 도금부와, 리드 프레임(31) 상에 장착된 LED 소자(1)와, Au이고 리드 프레임(30, 31)과 LED 소자(1)의 n-전극과 p-전극 사이에 전기적으로 연결된 와이어(25) 및 LED 소자(1), 와이어(25) 및 리드 프레임(30, 31)을 전체적으로 밀봉하는 투명한 에폭시 수지인 밀봉 수지(32)를 갖는다.
리드 프레임(31)에는 LED 소자(1)가 장착된, 스탬핑에 의해 형성된 컵부(31A)가 제공된다. 컵부(31A)는 그 내경이 광 방사 방향으로 확장될 수 있도록 형성된 경사를 갖는 측면벽(31B)을 갖는다.
LED 소자(1)는 컵부(31A)의 바닥부 상에 Ag 페이스트와 같은 접착제를 통해 고정되고, n-전극과 p-전극에 대한 와이어 본딩 후 컵부(31A) 내부로 채워지는 투명한 코팅 수지(33)로써 밀봉된다. 코팅 수지(33)는 LED 소자(1)로부터 방출되는 블루 광에 의해 여기됨으로써 옐로우 광을 발생시키도록 YAG와 같은 인광체를 함유할 수도 있다.
제3 실시예의 효과
제3 실시예에서, 블렛 타입 LED 램프는 제1 실시예에서 설명된 바와 같은 LED 소자(1)를 사용하면서 양호한 대량 생산으로써 얻어질 수 있다. 제3 실시예에서, LED 소자(1)가 리드 프레임(31) 상에 형성된 컵부(31A)의 바닥부 상에 고정되지만, 이는 컵부(31A) 없이 리드 프레임(31) 상에 고정될 수도 있다. 이러한 경우, 코팅 수지(33)를 사용하는 밀봉 단계는 제거될 수 있다. 따라서 제작 비용은 감소될 수 있다.
본 발명이 완전하고 명백한 개시를 위해 특정 실시예에 대해 설명되었지만, 첨부된 청구항은 이에 제한되지 않고 본원에서 기본적으로 시사된 범위 내에서 본 기술 분야에 숙련된 자가 모든 변경예 및 대안 구조를 구현할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명에서, 양호한 결정질을 갖는 제3 GaN계 반도체 층은 제1 도전성 투명한 Ga2O3계 층의 열분해를 방지하는 성장 조건 하에서 제2 AlxGa1-xN(0≤x≤1) 층을 형성함으로써 형성된다. 이와 같이 제조된 발광 소자를 사용함으로써, 발광 장치는 장착에서 우수한 취급 특성과 높은 신뢰성을 가질 수 있다.

Claims (23)

  1. 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법이며,
    MOCVD 장치 내에 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와,
    Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG 및 TMA 중 적어도 한 쪽과 NH3을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계를 포함하는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  2. 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법이며,
    Ga2O3 기판을 산 세척하는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 산 세척된 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와,
    Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG 및 TMA 중 적어도 한 쪽과 NH3을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계를 포함하는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  3. 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법이며,
    Ga2O3 기판을 질화하는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 질화된 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와,
    Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG 및 TMA 중 적어도 한 쪽과 NH3을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계를 포함하는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  4. 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법이며,
    Ga2O3 기판을 산 세척하는 단계와,
    산 세척된 Ga2O3 기판을 질화하는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 질화된 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와,
    Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG 및 TMA 중 적어도 한 쪽과 NH3을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계를 포함하는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 질화하는 단계는 750 ℃ 내지 850 ℃의 온도 범위 내에서 행해지는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 질화하는 단계는 750 ℃ 내지 850 ℃의 온도 범위 내에서 행해지는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 저온 성장 버퍼층은 AlxGa1 - xN(0≤x≤1)을 포함하는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 저온 성장 버퍼층은 AlxGa1 - xN(0≤x≤1)을 포함하는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  9. 제3항에 있어서, 상기 저온 성장 버퍼층은 AlxGa1 - xN(0≤x≤1)을 포함하는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  10. 제4항에 있어서, 상기 저온 성장 버퍼층은 AlxGa1 - xN(0≤x≤1)을 포함하는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  11. 발광 소자를 제조하는 방법이며,
    Ga2O3 기판을 산 세척하는 단계와,
    산 세척된 Ga2O3 기판을 질화하는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 질화된 Ga2O3 기판을 위치시키는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하고 350 ℃ 내지 550 ℃의 분위기 온도를 포함하는 버퍼층 성장 조건을 설정하는 단계와,
    Ga2O3 기판 상에 저온 성장 버퍼층을 형성하도록 버퍼층 성장 조건 내에서 Ga2O3 기판 상에 TMG 및 TMA 중 적어도 한 쪽과 NH3을 포함하는 소스 가스를 공급하는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 N2 분위기를 제공하면서 저온 성장 버퍼층 상에 제1 GaN 층을 형성하는 단계와,
    MOCVD 장치 내에 H2 분위기를 제공하면서 제1 GaN 층 상에 제2 GaN 층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자를 제조하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 질화하는 단계는 750 ℃ 내지 850 ℃의 온도 범위 내에서 행해지는 발광 소자를 제조하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 저온 성장 버퍼층은 AlxGa1 - xN(0≤x≤1)을 포함하는 발광 소자를 제조하는 방법.
  14. 산화 갈륨을 포함하는 도전성 제1 층과,
    제1 층의 열분해를 방지하는 성장 조건 하에서 형성된 AlxGa1-xN(0≤x≤1)를 포함하는 제2 층과,
    상기 성장 조건에 의해 상기 제2층에 형성되는 경면(mirror surface)부를 갖고,
    제2 층 상에 형성된 GaN계 반도체를 포함하는 제3 층을 포함하는 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 층은 350 ℃ 내지 550 ℃의 온도 범위와 H2 분위기의 성장 조건 하에서 형성되는 발광 소자.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제3 층은 제1 도전 타입을 갖는 제1 반도체 층과, 제1 도전 타입과 다른 제2 도전 타입을 갖는 제2 반도체 층과, 제1 반도체 층과 제2 반도체 층을 통해 공급되는 전류에 기초하여 광을 방출하는 발광층을 포함하는 발광 소자.
  17. 산화 갈륨을 포함하는 도전성 제1 층과, 제1 층의 열분해를 방지하는 성장 조건 하에서 형성된 AlxGa1-xN(0≤x≤1)을 포함하는 제2 층과, 상기 성장 조건에 의해 상기 제2층에 형성되는 경면(mirror surface)부를 갖고, 제2 층 상에 형성된 GaN계 반도체를 포함하는 제3 층을 포함하는 발광 소자와,
    발광 소자가 장착되는 소자 장착부와,
    발광 소자와 소자 장착부를 밀봉하는 밀봉부를 포함하는 발광 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 소자 장착부는 무기질 재료의 기판을 포함하는 발광 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 소자 장착부는 도전성 금속의 리드를 포함하는 발광 장치.
  20. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저온 성장 버퍼층은 AlxGa1-xN(0.5≤x≤1)을 포함하는 저온 성장 버퍼층을 형성하는 방법.
  21. 제11항에 있어서, 상기 저온 성장 버퍼층은 AlxGa1-xN(0.5≤x≤1)을 포함하는 발광 소자를 제조하는 방법.
  22. 제14항에 있어서, 상기 제2층은 AlxGa1-xN(0.5≤x≤1)을 포함하는 발광 소자.
  23. 제17항에 있어서, 상기 제2층은 AlxGa1-xN(0.5≤x≤1)을 포함하는 발광 장치.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100102341A1 (en) * 2007-06-15 2010-04-29 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
CN100546058C (zh) * 2007-10-15 2009-09-30 佛山市国星光电股份有限公司 功率发光二极管封装结构
JP5391661B2 (ja) * 2007-11-21 2014-01-15 三菱化学株式会社 窒化物半導体の結晶成長方法
JP2009227545A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Nippon Light Metal Co Ltd 光デバイス用基板及びその製造方法
KR101020958B1 (ko) * 2008-11-17 2011-03-09 엘지이노텍 주식회사 산화갈륨기판 제조방법, 발광소자 및 발광소자 제조방법
JP5529420B2 (ja) * 2009-02-09 2014-06-25 住友電気工業株式会社 エピタキシャルウエハ、窒化ガリウム系半導体デバイスを作製する方法、窒化ガリウム系半導体デバイス、及び酸化ガリウムウエハ
JP5378829B2 (ja) 2009-02-19 2013-12-25 住友電気工業株式会社 エピタキシャルウエハを形成する方法、及び半導体素子を作製する方法
KR101047652B1 (ko) * 2009-12-18 2011-07-07 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
KR100969127B1 (ko) * 2010-02-18 2010-07-09 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지
JP5706696B2 (ja) * 2011-01-06 2015-04-22 株式会社タムラ製作所 発光素子の製造方法及び発光素子
CN103518008A (zh) * 2011-04-08 2014-01-15 株式会社田村制作所 半导体层叠体及其制造方法和半导体元件
CN103503148A (zh) * 2011-04-08 2014-01-08 株式会社田村制作所 半导体层叠体及其制造方法以及半导体元件
EP2768013A4 (en) * 2011-10-13 2015-05-20 Tamura Seisakusho Kk CRYSTAL SHIELD STRUCTURE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND SEMICONDUCTOR COMPONENT
JP2013089616A (ja) * 2011-10-13 2013-05-13 Tamura Seisakusho Co Ltd 結晶積層構造体及びその製造方法
JP5777479B2 (ja) * 2011-10-14 2015-09-09 株式会社タムラ製作所 β−Ｇａ２Ｏ３系基板の製造方法、及び結晶積層構造体の製造方法
CN103173738A (zh) * 2013-03-22 2013-06-26 新疆大学 一种Ga空位可调的GaN纳米结构的制备方法
JP5734362B2 (ja) * 2013-07-12 2015-06-17 株式会社タムラ製作所 半導体積層構造体及び半導体素子
CN105261683B (zh) * 2015-11-03 2017-10-10 湘能华磊光电股份有限公司 一种提高led外延晶体质量的外延生长方法
JP6934473B2 (ja) * 2016-06-24 2021-09-15 スタンレー電気株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
CN109378371B (zh) * 2018-10-17 2020-10-09 湘能华磊光电股份有限公司 Led外延片生长方法
CN109378377B (zh) * 2018-10-17 2020-06-23 湘能华磊光电股份有限公司 Led外延生长方法
WO2021066780A1 (en) * 2019-10-03 2021-04-08 Synytsya Yuriy Yuriyovych An aquarium with lighting
JP2021160999A (ja) * 2020-04-01 2021-10-11 株式会社ノベルクリスタルテクノロジー 半導体基板及びその製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020155712A1 (en) * 2000-08-18 2002-10-24 Yasuhito Urashima Method of fabricating group-III nitride semiconductor crystal, method of fabricating gallium nitride-based compound semiconductor, gallium nitride-based compound semiconductor, gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device, and light source using the semiconductor light-emitting device
US20040007708A1 (en) * 2002-05-31 2004-01-15 Koha Co., Ltd. Light emitting element and method of making same
KR20040044701A (ko) * 2002-11-21 2004-05-31 삼성전기주식회사 발광소자 패키지 및 그 제조방법

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03203388A (ja) * 1989-12-29 1991-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
JPH088217B2 (ja) * 1991-01-31 1996-01-29 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法
JP3147316B2 (ja) * 1991-08-05 2001-03-19 日本電信電話株式会社 半導体発光素子の作製方法
JPH07235692A (ja) * 1993-12-30 1995-09-05 Sony Corp 化合物半導体装置及びその形成方法
JP3274271B2 (ja) * 1994-03-09 2002-04-15 株式会社東芝 半導体発光素子
JP3239622B2 (ja) * 1994-08-12 2001-12-17 松下電器産業株式会社 半導体薄膜の形成方法
US5930656A (en) * 1996-10-21 1999-07-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of fabricating a compound semiconductor device
US6159834A (en) * 1998-02-12 2000-12-12 Motorola, Inc. Method of forming a gate quality oxide-compound semiconductor structure
US6078064A (en) * 1998-05-04 2000-06-20 Epistar Co. Indium gallium nitride light emitting diode
TW398084B (en) * 1998-06-05 2000-07-11 Hewlett Packard Co Multilayered indium-containing nitride buffer layer for nitride epitaxy
US6423984B1 (en) 1998-09-10 2002-07-23 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting semiconductor device using gallium nitride compound semiconductor
DE19856245A1 (de) * 1998-12-07 2000-06-15 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Halbleiterstrukturen
JP3470054B2 (ja) * 1998-12-28 2003-11-25 シャープ株式会社 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置
CN2386534Y (zh) 1999-07-23 2000-07-05 亿光电子工业股份有限公司 发光二极管封装装置
JP5283293B2 (ja) 2001-02-21 2013-09-04 ソニー株式会社 半導体発光素子
JP2002314203A (ja) * 2001-04-12 2002-10-25 Pioneer Electronic Corp ３族窒化物半導体レーザ及びその製造方法
KR100419611B1 (ko) 2001-05-24 2004-02-25 삼성전기주식회사 발광다이오드 및 이를 이용한 발광장치와 그 제조방법
JP4565062B2 (ja) * 2003-03-12 2010-10-20 学校法人早稲田大学 薄膜単結晶の成長方法
JP4020314B2 (ja) * 2003-05-15 2007-12-12 学校法人早稲田大学 Ｇａ２Ｏ３系発光素子およびその製造方法
FR2853141A1 (fr) * 2003-03-26 2004-10-01 Kyocera Corp Appareil a semi-conducteur, procede pour faire croitre un semi-conducteur a nitrure et procede de production d'un appareil a semi-conducteur
CN1198340C (zh) 2003-04-16 2005-04-20 方大集团股份有限公司 复合量子阱结构GaN基蓝光LED外延片生长方法
JP4754164B2 (ja) * 2003-08-08 2011-08-24 株式会社光波 半導体層

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020155712A1 (en) * 2000-08-18 2002-10-24 Yasuhito Urashima Method of fabricating group-III nitride semiconductor crystal, method of fabricating gallium nitride-based compound semiconductor, gallium nitride-based compound semiconductor, gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device, and light source using the semiconductor light-emitting device
US20040007708A1 (en) * 2002-05-31 2004-01-15 Koha Co., Ltd. Light emitting element and method of making same
KR20040044701A (ko) * 2002-11-21 2004-05-31 삼성전기주식회사 발광소자 패키지 및 그 제조방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.T.Kobayashi et al."Nucleation and Growth Behavior for GaN Grown on(0001) Sapphire via Multistep Growth Approach"Journal of Electronic Materials.Vol26(10),p1114~1117(1997)*

Also Published As

Publication number Publication date
CN1841800A (zh) 2006-10-04
US20060223287A1 (en) 2006-10-05
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JP2006310765A (ja) 2006-11-09
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