KR100891827B1 - Vertical nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same - Google Patents
Vertical nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100891827B1 KR100891827B1 KR20060119013A KR20060119013A KR100891827B1 KR 100891827 B1 KR100891827 B1 KR 100891827B1 KR 20060119013 A KR20060119013 A KR 20060119013A KR 20060119013 A KR20060119013 A KR 20060119013A KR 100891827 B1 KR100891827 B1 KR 100891827B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light emitting
- layer
- nitride semiconductor
- emitting device
- delta
- Prior art date
Links
Images
Abstract
본 발명은 수직구조 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이며, 본 발명의 일 측면은, 제1 도전형 질화물층 및 제2 도전형 질화물층과 그 사이에 형성된 활성층을 포함하는 발광구조물과, 상기 발광구조물에서 상기 제1 도전형 질화물층의 노출면의 일 영역에 형성된 전극부와, 상기 발광구조물에서 상기 제2 도전형 질화물층의 노출면에 형성된 고반사성 오믹콘택층 및 상기 고반사성 오믹콘택층 상에 형성된 도전성 기판을 포함하며, 상기 제1 도전형 질화물층은 제1 도전형 불순물로 델타도핑된 복수의 델타도프막을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 제공한다. 본 발명의 다른 측면은, 상기 구조를 갖는 수직구조 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 동작전압이 낮아지고 정전기 내압이 향상되며, 이에 따라, 광학적 특성과 신뢰성이 보다 향상된 수직구조 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 얻을 수 있다.The present invention relates to a vertical structure nitride semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same, and an aspect of the present invention, a light emitting structure comprising a first conductive nitride layer and a second conductive nitride layer and an active layer formed therebetween; An electrode portion formed on one surface of the exposed surface of the first conductive nitride layer in the light emitting structure, a highly reflective ohmic contact layer and the highly reflective ohmic contact formed on the exposed surface of the second conductive nitride layer in the light emitting structure And a conductive substrate formed on the layer, wherein the first conductivity type nitride layer includes a plurality of delta-doped films delta-doped with a first conductivity type impurity. Another aspect of the present invention provides a method of manufacturing a vertical nitride semiconductor light emitting device having the above structure. According to the present invention, the operating voltage is lowered and the electrostatic withstand voltage is improved, and thus, a vertical nitride semiconductor light emitting device having improved optical characteristics and reliability and a method of manufacturing the same can be obtained.
수직구조, 질화물 반도체, 발광소자, LED, 델타도핑, 정전기 내압, 전류분산 Vertical structure, nitride semiconductor, light emitting device, LED, delta doping, electrostatic breakdown voltage, current dispersion
Description
도1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a vertical nitride semiconductor light emitting device according to one embodiment of the present invention.
도2a 내지 도2e는 도1의 수직구조 질화물 반도체 발광소자의 제조공정의 일 실시형태를 나타내는 공정별 단면도이다.2A to 2E are cross-sectional views showing processes according to an embodiment of the manufacturing process of the vertical nitride semiconductor light emitting device of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
11: n형 질화물 반도체층 12: 활성층11: n-type nitride semiconductor layer 12: active layer
13: p형 질화물 반도체층 14: 반사금속층13: p-type nitride semiconductor layer 14: reflective metal layer
15: 금속배리어층 16: 도전성 기판15: metal barrier layer 16: conductive substrate
17a: n측 전극 17b: p측 본딩전극17a: n-
δ: 델타도프막 20: 사파이어 기판delta delta
본 발명은 수직구조 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 결정성이 저하되지 않으면서 동작 전압이 낮고 정전기 내압이 향상되며, 이에 따라, 광학적 특성과 신뢰성이 보다 향상된 수직구조 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical structure nitride semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same. More particularly, the vertical structure has a low operating voltage and improved electrostatic breakdown voltage without deterioration of crystallinity, and thus the optical characteristic and reliability are improved. A structure nitride semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same.
반도체 발광소자(Light Emitting Diode, LED)는 전류가 가해지면 p,n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 LED는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 및 반복적인 전원 단속에 대한 높은 공차 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역에서 발광이 가능한 III족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다. BACKGROUND A light emitting diode (LED) is a semiconductor device capable of generating light of various colors based on recombination of electrons and holes at a junction portion of a p and n type semiconductor when current is applied thereto. These LEDs have a number of advantages over filament based light emitting devices, such as long life, low power, excellent initial driving characteristics, high vibration resistance, and high tolerance for repetitive power interruptions. In recent years, group III nitride semiconductors capable of emitting light in a blue short wavelength region have been in the spotlight.
이러한 III족 질화물 반도체를 이용한 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 배열되는 것이 일반적이므로, 전류흐름이 협소 해지게 된다. 이러한 협소한 전류 흐름으로 인해, 발광소자의 순방향 전압(Vf)이 증가하여 전류효율이 저하되며, 이와 더불어 정전기 방전(Electrostatic discharge)에 취약해지는 문제가 있다.The nitride single crystal constituting the light emitting device using the group III nitride semiconductor is formed on a specific single crystal growth substrate, such as a sapphire or SiC substrate. However, in the case of using an insulating substrate such as sapphire, the arrangement of electrodes is greatly limited. That is, in the conventional nitride semiconductor light emitting device, since the electrodes are generally arranged in the horizontal direction, the current flow becomes narrow. Due to such a narrow current flow, the forward voltage Vf of the light emitting device increases, resulting in a decrease in current efficiency, and also a problem of being vulnerable to electrostatic discharge.
상기 문제를 해결하기 위해서, 수직구조를 갖는 질화물 반도체 발광소자가 요구된다. 하지만, 종래 기술에 따른 수직구조 질화물 발광소자에서도 전기전도도와 정전기 내압을 향상시키기 위해 n형 질화물 반도체층의 도핑 농도를 높이는 경우, 결정성 및 광투광성이 저하될 수 있다. 따라서, 결정성이 저하된 상기 n형 질화물 반도체층 상에 성장된 활성층, p형 질화물 반도체층의 결정성도 저하되어 결국, 최종 발광소자의 광학적 특성과 신뢰성이 악화되는 문제가 있다.In order to solve the above problem, a nitride semiconductor light emitting device having a vertical structure is required. However, even in the vertical nitride light emitting device according to the prior art, when the doping concentration of the n-type nitride semiconductor layer is increased to improve the electrical conductivity and the electrostatic withstand voltage, crystallinity and light transmittance may be deteriorated. Therefore, the crystallinity of the active layer and the p-type nitride semiconductor layer grown on the n-type nitride semiconductor layer whose crystallinity is lowered also decreases, resulting in deterioration of optical characteristics and reliability of the final light emitting device.
따라서, 전기전도도와 정전기 내압 향상을 위해 n형 불순물 도핑 농도를 높이면서도, 결정성 및 광투광성이 저하되지 않는 수직구조 질화물 반도체 발광소자가 요구된다.Accordingly, there is a need for a vertical nitride semiconductor light emitting device that increases the n-type impurity doping concentration and does not reduce crystallinity and light transmittance in order to improve electrical conductivity and static pressure resistance.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 일 목적은 결정성 및 광투광성이 저하되지 않으면서 동작 전압이 낮고, 정전기 내압이 향상되며, 이에 따라, 광학적 특성과 신뢰성이 보다 향상된 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 제공하는데 있다. 다른 측면은 상기 수직구조 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, one object of which is that the operating voltage is low, the electrostatic breakdown voltage is improved without deterioration in crystallinity and light transmittance, and thus, optical characteristics and reliability It is to provide an improved vertical structure nitride semiconductor light emitting device. Another aspect is to provide a method of manufacturing the vertical nitride semiconductor light emitting device.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은, In order to achieve the above technical problem, an aspect of the present invention,
제1 도전형 질화물층 및 제2 도전형 질화물층과 그 사이에 형성된 활성층을 포함하는 발광구조물과, 상기 발광구조물에서 상기 제1 도전형 질화물층의 노출면의 일 영역에 형성된 전극부와, 상기 발광구조물에서 상기 제2 도전형 질화물층의 노출면에 형성된 고반사성 오믹콘택층 및 상기 고반사성 오믹콘택층 상에 형성된 도전성 기판을 포함하며, 상기 제1 도전형 질화물층은 제1 도전형 불순물로 델타도핑된 복수의 델타도프막을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 제공한다.A light emitting structure including a first conductive type nitride layer and a second conductive type nitride layer, and an active layer formed therebetween; an electrode portion formed in one region of an exposed surface of the first conductive type nitride layer in the light emitting structure; The light emitting structure includes a highly reflective ohmic contact layer formed on the exposed surface of the second conductivity type nitride layer and a conductive substrate formed on the highly reflective ohmic contact layer, wherein the first conductivity type nitride layer is formed of a first conductivity type impurity. Provided is a vertical nitride semiconductor light emitting device comprising a plurality of delta-doped delta-doped films.
추가적으로, 상기 반사금속층과 상기 도전성 기판 사이에 형성된 금속배리어층을 더 포함하는 것이 바람직하다.Additionally, it is preferable to further include a metal barrier layer formed between the reflective metal layer and the conductive substrate.
이 경우, 상기 금속배리어층은, 텅스텐(W) 또는 텅스텐계 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.In this case, the metal barrier layer is preferably made of tungsten (W) or a tungsten-based alloy.
본 발명에서 채용된 상기 제1 도전형 질화물층에 포함된 상기 델타도프막은 전기전도도를 향상시켜 전류분산효과를 향상시키는 기능을 한다.The delta dope film included in the first conductivity type nitride layer employed in the present invention has a function of improving electrical conductivity and improving current dispersing effect.
바람직하게는, 상기 제1 도전형 질화물층은, n형 불순물이 도핑된 질화물 반도체층이며, 상기 제2 도전형 질화물층은 p형 불순물이 도핑된 질화물 반도체층인 것일 수 있다. 이 경우, 상기 n형 불순물은 Si, Ge, Se, Te 및 C로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 것이 바람직하다.Preferably, the first conductivity type nitride layer may be a nitride semiconductor layer doped with n-type impurities, and the second conductivity type nitride layer may be a nitride semiconductor layer doped with p-type impurities. In this case, the n-type impurity is preferably made of a material selected from the group consisting of Si, Ge, Se, Te and C.
또한, 상기 복수의 델타도프막 중 서로 인접한 델타도프막 사이의 거리는 180 ~ 220 Å인 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the distance between adjacent delta dope films among the plurality of delta dope films is 180 to 220 mW.
한편, 상기 n형 질화물 반도체층의 n형 불순물의 농도는 3×1018 ~ 5×1018/㎝3이며, 상기 델타도프막의 n형 불순물의 농도는 7×1018 ~ 1×1019/㎝인 것이 바람직하다. Meanwhile, the concentration of n-type impurities in the n-type nitride semiconductor layer is 3 × 10 18 to 5 × 10 18 / cm 3 , and the concentration of n-type impurities in the delta-doped film is 7 × 10 18 to 1 × 10 19 / cm Is preferably.
바람직하게는, 상기 제1 도전형 질화물층에 포함되는 상기 델타도프막의 개수는 65 ~ 80개인 것일 수 있다.Preferably, the number of the delta doped films included in the first conductivity type nitride layer may be 65 to 80.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 도전성 기판은 Si, Cu, Ni, Au, W 및 Ti으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어질 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the conductive substrate may be made of a material selected from the group consisting of Si, Cu, Ni, Au, W and Ti.
또한, 도전성 기판의 두께는 50 ~ 100㎛의 범위가 바람직하다.In addition, the thickness of the conductive substrate is preferably in the range of 50 to 100 µm.
본 발명에서 채용된 상기 고반사성 오믹콘택층은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어질 수 있다.The highly reflective ohmic contact layer employed in the present invention may be made of a material selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, and combinations thereof.
본 발명의 다른 측면은,Another aspect of the invention,
질화물 단결정 성장용 예비기판 상에 제1 도전형 질화물층, 활성층 및 제2 도전형 질화물층을 순차적으로 성장시키는 단계와, 상기 제2 도전형 질화물층 상에 고반사성 오믹콘택층을 형성하는 단계와, 상기 고반사성 오믹콘택층 상에 도전성 기판을 형성하는 단계와, 상기 제1 도전형 질화물층이 노출되도록 상기 예비기판을 제거하는 단계 및 상기 제1 도전형 질화물층의 노출된 영역 중 일부 영역에 전극부 를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 도전형 질화물층을 성장시키는 단계는, 제1 도전형 불순물로 델타도핑된 복수의 델타도프막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법을 제공한다.Sequentially growing a first conductivity type nitride layer, an active layer, and a second conductivity type nitride layer on the nitride single crystal growth preliminary substrate, and forming a highly reflective ohmic contact layer on the second conductivity type nitride layer; Forming a conductive substrate on the highly reflective ohmic contact layer, removing the preliminary substrate so that the first conductive nitride layer is exposed, and a part of the exposed region of the first conductive nitride layer. And forming an electrode portion, wherein growing the first conductivity type nitride layer comprises forming a plurality of delta-doped films delta-doped with a first conductivity type impurity. Provided is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device.
이 경우, 상기 예비기판을 제거하는 단계는, 레이저 리프트오프 공정에 의하는 것이 바람직하다.In this case, the step of removing the preliminary substrate is preferably by a laser lift-off process.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a vertical nitride semiconductor light emitting device according to one embodiment of the present invention.
도1을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자(10)는, n형 질화물 반도체층(11) 및 p형 질화물 반도체층(13)과 그 사이에 형성된 활성층(12)으로 구성된 발광구조물을 포함하며, 상기 발광구조물에서 상기 n형 질화물 반도체층(11)의 노출면의 일 영역에 형성된 전극부(17a)과 상기 발광구조물에서 상기 p형 질화물 반도체층(13)의 노출면에 순차적으로 형성된 고반사성 오믹콘택층(14), 금속배리어층(15), 도전성 기판(16) 및 p측 본딩전극(17b)을 포함한다. 본 발명에서, 상기 '발광구조물'은, 상기 n형 질화물 반도체층(11), 활성층(12), p형 질화물 반도체층(13)이 순차적으로 적층되어 형성된 구조물을 의미한다.Referring to Fig. 1, the vertical nitride semiconductor
상기 n형 질화물 반도체층(11) 및 p형 질화물 반도체층(13)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 n형 불순물 및 p형 불순물이 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 대표적으로, GaN, AlGaN, InGaN이 있다. 또한, 상기 n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등이 사용될 수 있으며, 상기 p형 불순물로는 Mg, Zn 또는 Be 등이 대표적이다.The n-type
특히, 본 실시 형태에서 채용된 상기 n형 질화물 반도체층(11)은 n형 불순물로 델타도핑된 복수의 델타도프막(δ)을 포함한다. 즉, 도1에 도시된 바와 같이, 상기 델타도프막(δ)은 상기 n형 질화물 반도체층(11) 내에서 n형 불순물이 고농도로 2차원 도핑된 막의 형태이다. 따라서, 고농도 도핑된 델타도핑막(δ)이 복수 개 포함되는 구조를 갖는 상기 n형 질화물 반도체층(11)에서는 높은 전기전도도와 전류분산효과를 기대할 수 있다. 이에 따라, 상기 수직구조 질화물 반도체 발광소자(10)의 동작전압을 줄일 수 있고 정전기 내압을 강화할 수 있다.In particular, the n-type
상기 동작전압 저하 및 정전기 내압 강화가 효율적으로 달성되기 위해, 본 실시 형태에서 상기 복수의 델타도프막(δ) 중 서로 인접한 델타도프막(δ) 사이의 거리는 180 ~ 220 Å인 것이 바람직하다. 이 경우, 서로 인접한 델타도프막(δ) 사이의 거리라 함은 서로 인접한 델타도프막(δ) 사이에 끼인 층의 두께로 정의될 수 있다. 또한, 도1에는 상기 복수의 델타도프막(δ) 각각의 간격이 동일한 형태가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 상기 복수의 델타도프막(δ) 중 인접한 델타도프막(δ) 사이의 간격은 각각 상이할 수 있다. In order to achieve the above-mentioned lowering of the operating voltage and strengthening of the static withstand voltage efficiently, in this embodiment, it is preferable that the distance between the delta-doped films δ adjacent to each other among the plurality of delta-doped films δ is 180 to 220 kV. In this case, the distance between the adjacent delta-doped films δ may be defined as the thickness of the layer sandwiched between the adjacent delta-doped films δ. In addition, in FIG. 1, although the intervals of the plurality of delta-doped films δ are shown to be the same, the present invention is not limited thereto, and the delta-doped films δ adjacent to the delta-doped films δ are not limited thereto. The spacing between may be different.
한편, 도시하지는 않았으나, 상기 델타도프막(δ)은 그 두께가 매우 얇아, 상기 n형 질화물 반도체층(11)의 결정성 및 광투광성은 크게 저하되지 않으며, 그 바람직한 두께는 약 10Å 정도이다. 또한, 상기 n형 질화물 반도체층(11)과 마찬가지로 상기 델타도프막(δ)에 도핑되는 n형 불순물은 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등이 채용될 수 있으며, 이 중 Si가 대표적이다.On the other hand, although not shown, the delta-doped film δ is very thin, so that the crystallinity and light transmittance of the n-type
또한, 효과적인 전류분산효과를 고려하면, 상기 n형 질화물 반도체층(11)의 n형 불순물의 농도는 3×1018 ~ 5×1018/㎝3, 상기 델타도프막(δ)의 n형 불순물의 농도는 7×1018 ~ 1×1019/㎝인 것이 바람직하며, 이와 더불어, 상기 제1 도전형 질화물층(11)에는 상기 델타도프막(δ)이 65 ~ 80개 포함되는 것이 바람직하다.In addition, in consideration of the effective current spreading effect, the concentration of n-type impurities in the n-type
한편, 상기 n형 및 p형 질화물 반도체층(11,13)은 유기금속 기상증착법(MOCVD), 분자빔성장법(MBE) 및 하이브리드 기상증착법(HVPE)등으로 성장될 수 있으며, 보다 자세한 상기 델타도프막(δ)의 형성 공정은 도2에서 설명한다.Meanwhile, the n-type and p-type nitride semiconductor layers 11 and 13 may be grown by organometallic vapor deposition (MOCVD), molecular beam growth (MBE), hybrid vapor deposition (HVPE), and the like. The formation process of the dope film (delta) is demonstrated in FIG.
상기 활성층(12)은 가시광(약 350∼680㎚ 파장범위)을 발광하기 위한 층일 수 있으며, 단일 또는 다중 양자 웰 구조를 갖는 언도프된 질화물 반도체층으로 구성된다. 상기 활성층은 상기 n형 및 p형 질화물 반도체층(11,13)과 같이 유기금속 기상증착법(MOCVD), 분자빔성장법(MBE) 및 하이브리드 기상증착법(HVPE)등으로 성장될 수 있다.The
상기 고반사성 오믹콘택층(14)은, 바람직하게는 70% 이상의 반사율을 가지며, 상기 p형 질화물 반도체층(13)과의 오믹콘택을 형성한다. 이러한 고반사성 오믹콘택층(14)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어도 하나의 층으로 형성될 수 있다. 바람직하게 상기 고반사성 오믹콘택층(14)은 Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al 또는 Ni/Ag/Pt로 형성될 수 있다. The highly reflective
상기 금속배리어층(15)은 본딩전극물질과 오믹콘택층물질의 계면에서 융화되어 오믹콘택 특성(특히, 반사율 및 접촉저항)을 저하하는 것을 방지하기 위한 층으로 채택된다. 이러한 금속배리어층(15)은 텅스텐 또는 텅스텐계 합금으로 이루어질 수 있으며, 구체적으로, TiW 또는 Ti/TiW으로 이루어질 수 있다.The
특히, 상기 고반사성 오믹콘택층(14)이 Ag를 포함한 경우에 Ag의 이동(migration)으로 인한 누설전류의 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다. 나아가, 소정의 반사율을 갖는 상기 금속배리어층(15)은 고반사성 오믹콘택층(24)의 반사역할을 보조하는 역할을 수행할 수도 있다.In particular, in the case where the highly reflective
상기 도전성 기판(16)은 최종 발광소자에 포함되는 요소로서, 상기 수직구조 질화물 반도체 발광소자(10)의 p측 전극 역할과 함께 상기 발광구조물을 지지하는 지지체의 역할을 수행한다. 상기 도전성 기판(16)은 Si, Cu, Ni, Au, W 및 Ti으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어질 수 있다. The
마지막으로 본딩전극(17b)은 최외곽 전극층으로, 일반적으로 Au 또는 Au를 함유한 합금으로 이루어진다. 이러한 p측 본딩전극(17b)은 통상적인 금속층 성장방법인 증착법 또는 스퍼터링공정에 의해 형성될 수 있다.Finally, the
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 제조공정의 일 실시형태를 도2a 내지 도2e를 참조하여 설명한다.An embodiment of the manufacturing process of the present invention having the above structure will be described with reference to Figs. 2A to 2E.
도2a 내지 도2e는 도1의 수직구조 질화물 반도체 발광소자의 제조공정의 일 실시형태를 나타내는 공정별 단면도이다.2A to 2E are cross-sectional views showing processes according to an embodiment of the manufacturing process of the vertical nitride semiconductor light emitting device of FIG.
우선, 도2a와 같이, 질화물 단결정 성장용 예비기판인 사파이어 기판(20) 상에 복수의 델타도프막(δ)을 포함하는 n형 질화물 반도체층(11)을 성장시킨다.First, as shown in FIG. 2A, an n-type
상기 사파이어 기판(20)은, 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 방향의 격자상수가 13.001Å, a축 방향으로는 4.765Å의 격자간 거리를 가지며, 사파이어 면방향(orientation plane)으로는 C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 이러한 상기 사파이어 기판(20)의 C면의 경우 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다. 다만, 본 발명에서, 상기 질화물 단결정 성장용 예비기판(20)은 사파이어 기판으로 제한되지 않으며, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2 및 LiGaO2 등으로 이루어진 기판이 채용될 수 있다.The
상기 n형 질화물 반도체층(11)과 델타도프막(δ)의 성장 공정을 설명하면, 먼저 트리메틸갈륨과 암모니아를 각각 유입하여 상기 사파이어 기판(20) 상에 n형 질화물 반도체층(11)을 약 20㎚ 두께로 성장시킨다. 다음으로, 트리메틸갈륨의 공급을 10 ~ 30초 동안 중단함으로써 암모니아 가스 분위기가 형성된 상태에서 n형 델타도핑 소스가스를 유입하여 n형 델타도프막(δ)을 형성하는데, 이 경우, 유기금속화학 기장증착법 또는 분자빔성장법 등을 이용할 수 있다. 이 때, 상기 n형 델타도핑 불순물로는 상술한 바와 같이, Si, Ge, Se, Te, C 등이 이용될 수 있지만, 본 실시 형태에서는 Si를 채용하여 불순물 소스가스로서 사수소화실리콘(SiH4)를 사용하였다. 다음으로, 상기 n형 질화물 반도체층(11)에 포함시킬 델타도프막(δ)의 개수에 따라, 상기 n형 델타도핑 소스가스의 공급을 중단하고 트리메틸갈륨을 다시 공급하여 상술한 n형 질화물 반도체층(11)을 성장시키는 과정과 델타도프막(δ) 형성과정을 반복할 수 있다.The growth process of the n-type
이어서, 도2b와 같이 상기 n형 질화물 반도체층(11) 상에, 순차적으로 활성층(12), p형 질화물 반도체층(13)을 성장시킨다. 상술한 바와 같이, 상기 활성층(12), p형 질화물 반도체층(13)은 공지된 질화물 성장 공정인 유기금속 기상증착법, 분자빔성장법 및 수소화물 기상증착법 등으로 성장될 수 있다.Next, as shown in FIG. 2B, the
다음으로, 도2c와 같이, 상기 p형 질화물 반도체층(13) 상에 순차적으로 고 반사성 오믹콘택층(14), 금속배리어층(15)을 형성한다. 상기 고반사성 오믹콘택층(14)은 Ag 등으로 이루어지는 것이 일반적이며, 이 경우, 통상적인 금속층 성장방법인 증착법 또는 스퍼터링 공정에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 금속배리어층(15) 역시, 증착법 또는 스퍼터링 공정에 의해 형성될 수 있다. Next, as shown in FIG. 2C, the highly reflective
특히, 상기 고반사성 오믹콘택층(14)은 오믹콘택 특성을 향상시키기 위해서 약 400∼900℃의 온도에서 열처리될 수 있다. 또한, 상기 금속배리어층(25)은 다른 전극과 같이 통상의 증착법 또는 스퍼터링공정으로 형성되며, 밀착력을 향상시키기 위해, 약 300℃의 온도에서 수십 초 내지 수 분간 열처리될 수 있다. In particular, the highly reflective
이어서, 도2d와 같이, 상기 금속배리어층(15) 상에 도전성 기판(16)을 형성한다. 상기 도전성 기판(16)은 Si, Cu, Ni, Au, Ti, W 등으로 이루어지며, 금속인 경우에는 도금, 증착, 스퍼터링 등의 공정이 가능하나, 공정 효율상 도금 공정이 바람직하다. 상기 도금 공정은 전해도금, 비전해도금, 증착도금 등 금속층을 형성하는데 사용되는 공지의 도금 공정을 포함하며, 이 중에서, 도금 시간이 적게 소요되는 전해도금법을 이용하는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명에서 상기 도전성 기판의 형성 방법은 이에 제한되지 않으며, 웨이퍼 본딩을 통하여 상기 도전성 기판(16)을 상기 금속배리어층(15)에 접합시킬 수도 있다.Subsequently, as shown in FIG. 2D, the
다음으로, 도2e와 같이, 레이저 리프트오프 공정, 즉, 상기 사파이어 기판(20) 하면으로 레이저빔(L)을 조사하여 상기 발광구조물로부터 상기 사파이어 기 판(20)을 제거한다. 상기 레이저빔(L)은 사파이어 기판(20)의 전면에 조사되는 것이 아니라, 상기 사파이어 기판(20) 상에 형성된 최종 발광소자의 크기로 분리된 발광구조물 각각에 정렬되어 복수 회 조사되는 것이 바람직하다. 상기 사파이어 기판(20)을 제거하는 단계는 본 실시 형태와 같이 레이저 리프트오프 공정이 가장 바람직하나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다른 기계적 또는 화학적 공정을 통하여서도 분리가 가능하다. Next, as shown in FIG. 2E, the laser lift-off process, that is, the laser beam L is irradiated to the lower surface of the
마지막으로, 도시하지는 않았으나, 상기 발광구조물의 제1면, 즉, 상기 n형 질화물 반도체층(11) 상의 일 영역에 전극부(17a)를 형성하고, 상기 도전성 기판(16) 하면에 본딩전극(17b)을 형성한다. 이 경우, 상기 전극구조의 형성 과정 역시, APCVD, LPCVD, PECVD 등을 이용한 금속박막증착 등이 사용될 수 있다. 상기와 같은 전극 형성 공정을 거친 최종 발광소자는 도1에 도시된 구조와 같다.Lastly, although not shown, an
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.It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 결정성이 저하되지 않으면서 동작전압 이 낮아지고 정전기 내압이 향상되며, 이에 따라, 광학적 특성과 신뢰성이 보다 향상된 수직구조 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the operating voltage is lowered and the electrostatic breakdown voltage is improved without deterioration of crystallinity, thereby obtaining a vertical structure nitride semiconductor light emitting device having improved optical characteristics and reliability and a method of manufacturing the same. Can be.
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20060119013A KR100891827B1 (en) | 2006-11-29 | 2006-11-29 | Vertical nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20060119013A KR100891827B1 (en) | 2006-11-29 | 2006-11-29 | Vertical nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080048704A KR20080048704A (en) | 2008-06-03 |
KR100891827B1 true KR100891827B1 (en) | 2009-04-07 |
Family
ID=39804763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20060119013A KR100891827B1 (en) | 2006-11-29 | 2006-11-29 | Vertical nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100891827B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100982988B1 (en) * | 2008-05-14 | 2010-09-17 | 삼성엘이디 주식회사 | Vertical semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002134822A (en) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Sharp Corp | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same |
KR20060007123A (en) * | 2004-07-19 | 2006-01-24 | 에피밸리 주식회사 | Method of controlling the conductivivty of n-type nitride semiconductor layer |
KR20060018300A (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | 삼성전기주식회사 | Vertical nitride semiconductor light emitting diode |
-
2006
- 2006-11-29 KR KR20060119013A patent/KR100891827B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002134822A (en) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Sharp Corp | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same |
KR20060007123A (en) * | 2004-07-19 | 2006-01-24 | 에피밸리 주식회사 | Method of controlling the conductivivty of n-type nitride semiconductor layer |
KR20060018300A (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | 삼성전기주식회사 | Vertical nitride semiconductor light emitting diode |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20080048704A (en) | 2008-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101122184B1 (en) | Micro-pixel ultraviolet light emitting diode | |
KR101646664B1 (en) | Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package | |
JP2005244207A (en) | Nitride gallium based compound semiconductor luminous element | |
KR20130066870A (en) | Semiconductor light emitting device | |
US20130134475A1 (en) | Semiconductor light emitting device | |
WO2010113238A1 (en) | Nitride semiconductor element and method for manufacturing same | |
KR100856251B1 (en) | Manufacturing method of vertical nitride semiconductor light emitting device | |
US20130099248A1 (en) | Nitride semiconductor light emitting device | |
KR100872276B1 (en) | Vertical nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same | |
KR20090027329A (en) | Vertical semiconductior light emitting device and manufacturing method of the same | |
KR100700529B1 (en) | Light emitting diode with current spreading layer and manufacturing method thereof | |
KR20090076163A (en) | Menufacturing method of nitride semiconductor light emitting device and nitride semiconductor light emitting device by the same | |
KR101068863B1 (en) | Vertical semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same | |
KR101025948B1 (en) | Nitride Semiconductor Light Emitting Device and Menufacturing Method of the Same | |
KR100878418B1 (en) | Vertical nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same | |
KR100891827B1 (en) | Vertical nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same | |
KR20130103070A (en) | Semiconductor light emitting device | |
KR100982983B1 (en) | Vertical semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same | |
KR101068864B1 (en) | Semiconductor light emitting device and menufacturing method thereof | |
TWI816186B (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
JP2004193498A (en) | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method therefor | |
KR100856267B1 (en) | Vertical nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same | |
JP2016225525A (en) | Nitride semiconductor light-emitting element | |
KR101681573B1 (en) | Method of manufacturing Light emitting device | |
TW202406170A (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130228 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140228 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150302 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |