KR100978568B1

KR100978568B1 - Manufacturing method of nitride semiconductor light emitting device

Info

Publication number: KR100978568B1
Application number: KR1020080040732A
Authority: KR
Inventors: 양종인; 김유승; 이시혁; 김태형
Original assignee: 삼성엘이디 주식회사
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2010-08-27
Also published as: KR20090114870A

Abstract

질화물 반도체 발광소자의 제조 방법이 개시된다. 본 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법은, 베이스 기판 상에 희생층 패턴을 형성하는 단계, 희생층 패턴 및 희생층 패턴을 통해 노출된 베이스 기판 상에 제1 질화물 반도체층을 형성하는 단계, 희생층 패턴과 동일한 패턴을 갖도록 제1 질화물 반도체층을 식각하는 단계, 제1 질화물 반도체층을 수평 성장시키는 단계, 제1 질화물 반도체층 상에 활성층 및 제2 질화물 반도체층을 형성하는 단계, 및 희생층 패턴을 식각하여 베이스 기판을 제1 질화물 반도체층으로부터 분리시키는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device is disclosed. The method of manufacturing the nitride semiconductor light emitting device may include forming a sacrificial layer pattern on a base substrate, forming a first nitride semiconductor layer on the exposed base substrate through the sacrificial layer pattern and the sacrificial layer pattern, and the sacrificial layer pattern. Etching the first nitride semiconductor layer so as to have the same pattern as, forming the first nitride semiconductor layer horizontally, forming the active layer and the second nitride semiconductor layer on the first nitride semiconductor layer, and sacrificial layer pattern. Etching to separate the base substrate from the first nitride semiconductor layer.

발광소자, 희생층, 식각 Light emitting element, sacrificial layer, etching

Description

Manufacturing method of nitride semiconductor light emitting device

본 발명은 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 베이스 기판의 제거가 용이한 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device, and more particularly, to a method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device that is easy to remove the base substrate.

일반적으로 질화물계 반도체 발광소자는 사파이어 기판에 성장하지만, 이러한 사파이어 기판은 단단하고 전기적으로 부도체이며 열전도 특성이 좋지 않아 질화물계 반도체 발광소자의 크기를 줄여 제조원가를 절감하거나, 광출력 및 칩의 특성을 개선시키는데 한계가 있다. 특히, 발광소자의 고출력화를 위해서는 대전류 인가가 필수이기 때문에 발광소자의 열 방출 문제를 해결하는 것이 중요하다. 이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로, 종래에는 레이저 리프트 오프(Laser Lift-Off: 이하, 'LLO' 라 칭함)를 이용하여 사파이어 기판을 제거한 수직구조 질화물 반도체 발광소자가 제안되었다.In general, nitride-based semiconductor light emitting devices are grown on a sapphire substrate, but these sapphire substrates are hard, electrically nonconductive, and have poor thermal conductivity, thereby reducing the size of the nitride-based semiconductor light emitting devices, thereby reducing manufacturing costs, or reducing light output and chip characteristics. There is a limit to improvement. In particular, it is important to solve the heat dissipation problem of the light emitting device because a large current is required for high output of the light emitting device. As a means for solving this problem, a vertical nitride semiconductor light emitting device in which a sapphire substrate is removed using a laser lift-off (hereinafter referred to as LLO) has been conventionally proposed.

도 1a 내지 도 1c는 종래 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 도시한 도 면이다. 우선, 도 1a에 도시된 바와 같이, 사파이어 기판(11) 상에 제1 질화물 반도체층(12), 활성층(13), 제2 질화물 반도체층(14) 및 p형 전극(16)을 순차적으로 형성한다. 1A to 1C are diagrams illustrating a manufacturing method of a conventional nitride semiconductor light emitting device. First, as shown in FIG. 1A, the first nitride semiconductor layer 12, the active layer 13, the second nitride semiconductor layer 14, and the p-type electrode 16 are sequentially formed on the sapphire substrate 11. do.

이 후, 도 1b에서와 같이, 사파이어 기판(11) 상에 레이저빔을 조사하여 사파이어 기판(11)과 제1 질화물 반도체층(12) 사이에 국부적인 열을 발생시킴으로써, 사파이어 기판(11)과 제1 질화물 반도체층(12)의 경계 영역의 질화물 반도체 물질을 분해하는 방법을 이용하여 제1 질화물 반도체층(12)으로부터 사파이어 기판(11)을 분리시킨다. 그리고, 도 1c에서와 같이, 제1 질화물 반도체층(12)의 일면에 n형 전극(15)을 형성하여 수직구조의 질화물 반도체 발광소자를 제조할 수 있다. 이 경우, 사파이어 기판(11)을 분리하기 위해 이용되는 레이저 빔 조사시, 레이저 빔의 높은 열로 인해 제1 질화물 반도체층(12)이 손상되거나, 심각한 경우에는 제1 질화물 반도체층(12)이 깨져버리게 된다. 이에 따라, 제품 수율이 저하되며, 질화물 반도체 발광소자의 구동시 누설 전류가 발생한다는 문제점이 있었다. Thereafter, as shown in FIG. 1B, by irradiating a laser beam on the sapphire substrate 11 to generate local heat between the sapphire substrate 11 and the first nitride semiconductor layer 12, the sapphire substrate 11 and The sapphire substrate 11 is separated from the first nitride semiconductor layer 12 using a method of decomposing the nitride semiconductor material in the boundary region of the first nitride semiconductor layer 12. 1C, an n-type electrode 15 may be formed on one surface of the first nitride semiconductor layer 12 to manufacture a nitride semiconductor light emitting device having a vertical structure. In this case, when the laser beam used to separate the sapphire substrate 11 is irradiated, the high temperature of the laser beam damages the first nitride semiconductor layer 12 or, in serious cases, the first nitride semiconductor layer 12 is broken. Discarded. Accordingly, there is a problem that the product yield is lowered, a leakage current occurs when the nitride semiconductor light emitting device is driven.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 베이스 기판과 제1 질화물 반도체층 사이에 희생층 패턴을 형성한 후, 희생층 패턴을 식각함으로써 제1 질화물 반도체층으로부터 베이스 기판을 용이하게 분리시킬 수 있는 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법에 관한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to form a sacrificial layer pattern between the base substrate and the first nitride semiconductor layer, and then, by etching the sacrificial layer pattern, the base substrate from the first nitride semiconductor layer. The present invention relates to a method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device which can be easily separated.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법은, 베이스 기판 상에 희생층 패턴을 형성하는 단계, 상기 희생층 패턴 및 상기 희생층 패턴을 통해 노출된 베이스 기판 상에 제1 질화물 반도체층을 형성하는 단계, 상기 희생층 패턴과 동일한 패턴을 갖도록 제1 질화물 반도체층을 식각하는 단계, 상기 제1 질화물 반도체층을 수평 성장시키는 단계, 상기 제1 질화물 반도체층 상에 활성층 및 제2 질화물 반도체층을 형성하는 단계, 및 상기 희생층 패턴을 식각하여 상기 베이스 기판을 제1 질화물 반도체층으로부터 분리시키는 단계를 포함한다. In the method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, forming a sacrificial layer pattern on a base substrate, the sacrificial layer pattern and the sacrificial layer pattern exposed through Forming a first nitride semiconductor layer on the base substrate, etching the first nitride semiconductor layer to have the same pattern as the sacrificial layer pattern, horizontally growing the first nitride semiconductor layer, and forming the first nitride semiconductor Forming an active layer and a second nitride semiconductor layer on the layer, and etching the sacrificial layer pattern to separate the base substrate from the first nitride semiconductor layer.

이 경우, 상기 제1 질화물 반도체층은 상기 희생층 패턴의 상면 및 양 측면을 감싸도록 형성될 수 있다. In this case, the first nitride semiconductor layer may be formed to surround the top surface and both side surfaces of the sacrificial layer pattern.

본 제조 방법은, 상기 희생층 패턴을 식각하기 전에, 상기 희생층 패턴이 노출되도록 상기 베이스 기판, 희생층 패턴, 제1 질화물 반도체층, 활성층, 제2 질화물 반도체층 및 제2전극을 절단하는 단계를 포함한다. The manufacturing method may include cutting the base substrate, the sacrificial layer pattern, the first nitride semiconductor layer, the active layer, the second nitride semiconductor layer, and the second electrode to expose the sacrificial layer pattern before etching the sacrificial layer pattern. It includes.

그리고, 상기 베이스 기판과 상기 수평 성장된 제1 질화물 반도체층 사이에 위치하는 상기 희생층 패턴은 공극을 포함할 수 있다. The sacrificial layer pattern positioned between the base substrate and the horizontally grown first nitride semiconductor layer may include a void.

또한, 상기 제1 질화물 반도체층을 식각하는 단계 후에, 상기 희생층 패턴을 통해 노출된 상기 베이스 기판 상에 희생 물질을 증착시키는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 희생층 패턴은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 이루어질 수 있다. The method may further include depositing a sacrificial material on the base substrate exposed through the sacrificial layer pattern after etching the first nitride semiconductor layer. In this case, the sacrificial layer pattern may be formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film.

상기 희생층 패턴은 50㎚ 내지 20㎛ 범위의 두께로 형성될 수 있다. The sacrificial layer pattern may be formed to a thickness in the range of 50nm to 20㎛.

본 제조 방법은, 상기 베이스 기판이 제1 질화물 반도체층으로부터 분리되면, 상기 제1 질화물 반도체층의 일면에 제1 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The manufacturing method may further include forming a first electrode on one surface of the first nitride semiconductor layer when the base substrate is separated from the first nitride semiconductor layer.

또한, 상기 제2 질화물 반도체층이 형성되면, 상기 제2 질화물 반도체층 상에 제2 전극을 형성하는 단계, 상기 제2 전극 상에 접착층을 형성하는 단계, 및 상기 접착층 상에 지지 구조물을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 지지 구조물은 도전성 기판일 수 있다. 또한, 상기 접착층은 금(Au), 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 텅스텐(W) 및 은(Ag) 중 적어도 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 베이스 기판은, 사파이어 기판, Si 기판, SiC 기판 및 ZnO 기판 및 GaAs 기판 중 어느 하나인 것일 수 있다. In addition, when the second nitride semiconductor layer is formed, forming a second electrode on the second nitride semiconductor layer, forming an adhesive layer on the second electrode, and forming a support structure on the adhesive layer It may further comprise a step. In this case, the support structure may be a conductive substrate. In addition, the adhesive layer may be made of at least one material of gold (Au), nickel (Ni), copper (Cu), tin (Sn), tungsten (W), and silver (Ag). The base substrate may be any one of a sapphire substrate, a Si substrate, a SiC substrate, a ZnO substrate, and a GaAs substrate.

한편, 상기 희생층 패턴은 불산 용액 또는 BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액을 이용하여 선택적으로 습식 식각될 수 있다. The sacrificial layer pattern may be selectively wet etched using a hydrofluoric acid solution or a buffered oxide etchant (BOE) solution.

본 발명에 따르면, 베이스 기판과 제1 질화물 반도체층 사이에 희생층 패턴을 형성하여 반도체 구조물을 형성하고 난 후, 희생층 패턴을 식각함으로써, 제1 질화물 반도체층으로부터 베이스 기판을 용이하게 분리시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 사파이어 기판, Si 기판, GaAs 기판, SiC 기판 또는 ZnO 기판 등과 같은 베이스 기판의 제거시, 레이저 리프트 오프 방법을 이용하지 않아 제1 질화물 반도체층의 손상률이 감소되어 제품 수율이 향상되며, 질화물 반도체 발광소자의 구동시 누설 전류가 발생을 감소시킬 수 있게 된다. According to the present invention, after forming a sacrificial layer pattern between the base substrate and the first nitride semiconductor layer to form a semiconductor structure, by etching the sacrificial layer pattern, it is possible to easily separate the base substrate from the first nitride semiconductor layer Will be. Accordingly, when removing a base substrate such as a sapphire substrate, a Si substrate, a GaAs substrate, a SiC substrate, or a ZnO substrate, the damage rate of the first nitride semiconductor layer is reduced by not using a laser lift-off method, thereby improving product yield. When the nitride semiconductor light emitting device is driven, leakage current can be reduced.

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

도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2a를 참조하면, 우선, 베이스 기판(110) 상에 희생층 패턴(120)을 형성한다. 이 경우, 베이스 기판(110)은 질화물 반도체 발광소자를 구성하는 반도체 구조물을 성장시키기 위한 성장 기판으로, 사파이어 기판, Si 기판 및 GaAs 기판, SiC 기판 및 ZnO 기판 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 2A to 2G are views for explaining a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2A, first, a sacrificial layer pattern 120 is formed on a base substrate 110. In this case, the base substrate 110 is a growth substrate for growing a semiconductor structure constituting the nitride semiconductor light emitting device, any one of a sapphire substrate, Si substrate and GaAs substrate, SiC substrate and ZnO substrate may be used.

또한, 희생층 패턴(120)은 베이스 기판(110) 상에 희생 물질을 증착시킨 후, 일정 패턴으로 선택적 식각함으로써 형성할 수 있다. 이 경우, 희생층 패턴(120)은 선택적 습식 식각에 의해 제거될 수 있는 것으로, 이 후, 베이스 기판(110)과 반도 체 구조물을 분리시키기 위한 역할을 한다. 이를 구현하기 위해서, 희생층 패턴(120)은 베이스 기판(110) 상에서, 최외측면이 외부로 노출되도록 형성되어야 하며, 약 50㎚ 내지 20㎛ 범위 내의 두께로 형성되어야 한다. 또한, 희생층 패턴(120)은 습식 식각이 가능하며, 반도체 구조물 형성을 위한 질화물 박막의 성장 분위기에서 안정적인 희생 물질이 이용될 수 있다. 이를 만족하는 희생 물질로는, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등이 있을 수 있다. In addition, the sacrificial layer pattern 120 may be formed by depositing a sacrificial material on the base substrate 110 and then selectively etching a predetermined pattern. In this case, the sacrificial layer pattern 120 may be removed by selective wet etching, and then serves to separate the base substrate 110 and the semiconductor structure. In order to realize this, the sacrificial layer pattern 120 should be formed on the base substrate 110 so that the outermost side is exposed to the outside, and has a thickness within a range of about 50 nm to 20 μm. In addition, the sacrificial layer pattern 120 may be wet etched, and a sacrificial material stable in a growth atmosphere of a nitride thin film for forming a semiconductor structure may be used. Sacrificial materials satisfying this may include a silicon oxide film or a silicon nitride film.

이 후, 도 2b에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(110)과 희생층 패턴(120) 상에 제1 질화물 반도체층(130)을 성장시킨다. 구체적으로, 희생층 패턴(120)과 희생층 패턴(120)을 통해 노출되어 있는 베이스 기판(110) 상에 질화물 반도체 물질을 유기화학금속증착법(MOCVD)을 이용하여 성장시킴으로써, 제1 질화물 반도체층(130)을 형성할 수 있게 된다. Thereafter, as shown in FIG. 2B, the first nitride semiconductor layer 130 is grown on the base substrate 110 and the sacrificial layer pattern 120. Specifically, the first nitride semiconductor layer is grown on the base substrate 110 exposed through the sacrificial layer pattern 120 and the sacrificial layer pattern 120 by using an organic chemical metal deposition (MOCVD) method. 130 can be formed.

한편, 도면을 통해 도시하고 있지는 않으나, 베이스 기판(110) 상에 질화물 반도체 기저층(미도시)을 형성하고 난 후, 부분 식각하여 일정 패턴을 형성할 수도 있다. 그리고 난 후, 식각된 부분 상에 희생층 패턴(120)을 형성하고, 질화물 반도체 기저층을 측면 성장시켜 희생층 패턴(120) 상에 제1 질화물 반도체층(130)을 형성할 수도 있다. 이 같은 방법을 이용하는 경우에는, 제1 질화물 반도체층(130)의 성장이 보다 용이할 수 있다. Although not illustrated through the drawings, a nitride semiconductor base layer (not shown) may be formed on the base substrate 110, and then partially etched to form a predetermined pattern. Thereafter, the sacrificial layer pattern 120 may be formed on the etched portion, and the nitride semiconductor base layer may be laterally grown to form the first nitride semiconductor layer 130 on the sacrificial layer pattern 120. When using such a method, growth of the first nitride semiconductor layer 130 may be easier.

다음, 도 2c에 도시된 바와 같이, 제1 질화물 반도체층(130)을 희생층 패 턴(120)과 동일한 패턴(점선으로 표시된 부분)으로 식각함으로써, 희생층 패턴(120)의 측면 및 베이스 기판(110)의 일부면이 노출되도록 한다. 그리고, 도 2d에서와 같이, 희생층 패턴(120)과 동일한 패턴을 갖는 제1 질화물 반도체층(130)을 수평 성장시킴으로써, 측면이 연결되도록 한다. 이에 따라, 제1 질화물 반도체층(130)은 희생층 패턴(120) 상에서 하나의 연결된 층 형태를 갖게 된다. 이 경우, 베이스 기판(110)과 수평 성장된 제1 질화물 반도체층(130) 사이에 위치하는 희생층 패턴(120)은 패턴 사이의 공간에 의해 공극(G)을 포함할 수 있게 된다. Next, as shown in FIG. 2C, the first nitride semiconductor layer 130 is etched in the same pattern as the sacrificial layer pattern 120 (parts indicated by dashed lines), thereby forming the side and base substrates of the sacrificial layer pattern 120. Some surfaces of 110 are exposed. As shown in FIG. 2D, the first nitride semiconductor layer 130 having the same pattern as the sacrificial layer pattern 120 is horizontally grown so that the side surfaces are connected. Accordingly, the first nitride semiconductor layer 130 has a form of one connected layer on the sacrificial layer pattern 120. In this case, the sacrificial layer pattern 120 positioned between the base substrate 110 and the horizontally grown first nitride semiconductor layer 130 may include the gap G by the space between the patterns.

한편, 도 2e 도시된 바와 같이, 제1 질화물 반도체층(130) 상에 활성층(140), 제2 질화물 반도체층(150), 제2 전극(160), 접착층(170) 및 지지 구조물(180)을 순차적으로 형성한다. 구체적으로, 활성층(140)은 InGaN/GaN MQW(다중양자우물구조)이며, 제2 질화물 반도체층(150)은 p형 질화물 반도체층으로, p-GaN층이 될 수 있다. 그리고, 제2 질화물 반도체층(150) 상에 형성되는 제2 전극(160)은 p형 전극이 될 수 있다. 2E, the active layer 140, the second nitride semiconductor layer 150, the second electrode 160, the adhesive layer 170, and the support structure 180 are formed on the first nitride semiconductor layer 130. To form sequentially. In detail, the active layer 140 is an InGaN / GaN MQW (multi-quantum well structure), and the second nitride semiconductor layer 150 is a p-type nitride semiconductor layer and may be a p-GaN layer. In addition, the second electrode 160 formed on the second nitride semiconductor layer 150 may be a p-type electrode.

또한, 지지 구조물(180)은 제1 질화물 반도체층(130), 활성층(140) 및 제2 질화물 반도체층(150)으로 구성되는 반도체 구조물을 지지하기 위한 것으로, 제2 전극(160)과의 전기적 연결을 위해 도전성 기판이 이용될 수 있다. 이 경우, 제2 전극(160)과 지지 구조물(180)은 접착층(170)에 의해 접착되어 있는 것으로, 금(Au), 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 텅스텐(W) 및 은(Ag) 중 적어도 하나 이상의 금속 물질이 이용될 수 있다. In addition, the support structure 180 supports the semiconductor structure including the first nitride semiconductor layer 130, the active layer 140, and the second nitride semiconductor layer 150, and is electrically connected to the second electrode 160. Conductive substrates can be used for the connection. In this case, the second electrode 160 and the support structure 180 are bonded to each other by the adhesive layer 170, and are formed of gold (Au), nickel (Ni), copper (Cu), tin (Sn), and tungsten (W). ) And at least one metal material of silver (Ag) may be used.

이 후, 도 2f에서와 같이, 습식 식각을 이용하여 희생층 패턴(120)만을 선택적으로 식각함으로써, 제1 질화물 반도체층(130)으로부터 베이스 기판(110)을 분리할 수 있게 된다. 구체적으로, 희생층 패턴(120)은 불산 용액이나, BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액을 이용하여 제거될 수 있다. 이 경우, 희생층 패턴(120)에 포함된 공극(G)에 의해 희생층 패턴(120)의 식각 공정에 소요되는 시간이 단축될 수 있게 된다. 이 같이, 식각 용액을 이용한 화학적 방법으로 희생층 패턴(120)을 식각함으로써, 반도체 구조물, 특히, 제1 질화물 반도체층(130)에 기계적인 힘이나 열이 공급되지 않게 된다. 이에 따라, 베이스 기판(110) 분리시, 제1 질화물 반도체층(130)의 손상을 방지할 수 있게 되며, 베이스 기판(110)의 분리가 용이해진다. Thereafter, as shown in FIG. 2F, by selectively etching only the sacrificial layer pattern 120 using wet etching, the base substrate 110 may be separated from the first nitride semiconductor layer 130. In detail, the sacrificial layer pattern 120 may be removed by using a hydrofluoric acid solution or a buffered oxide etchant (BOE) solution. In this case, the time required for the etching process of the sacrificial layer pattern 120 may be shortened by the gap G included in the sacrificial layer pattern 120. As such, by etching the sacrificial layer pattern 120 by a chemical method using an etching solution, no mechanical force or heat is supplied to the semiconductor structure, particularly the first nitride semiconductor layer 130. Accordingly, when the base substrate 110 is separated, damage to the first nitride semiconductor layer 130 may be prevented, and the base substrate 110 may be easily separated.

다음, 도 2g에 도시된 바와 같이, 희생층 패턴(120)이 제거됨에 따라 베이스 기판(110)이 분리되면서, 제1 질화물 반도체층(130)의 일면이 노출된다. 제1 질화물 반도체층(130)의 일면 상에 제1 전극(190), 즉, n형 전극을 형성함으로써 질화물 반도체 발광소자(100)를 제조할 수 있게 된다.Next, as shown in FIG. 2G, as the sacrificial layer pattern 120 is removed, the base substrate 110 is separated and one surface of the first nitride semiconductor layer 130 is exposed. The nitride semiconductor light emitting device 100 may be manufactured by forming the first electrode 190, that is, the n-type electrode on one surface of the first nitride semiconductor layer 130.

도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a를 참조하면, 우선, 베이스 기판(210) 상에 희생층 패턴(220)을 형성한다. 구체적으로, 사파이어 기판, Si 기판 및 GaAs 기판, SiC 기판 및 ZnO 기판 중 어느 하나의 기판을 베이스 기판(210)으로 하여, 베이스 기판(210) 상에 희생 물질을 증착시킨다. 그리고, 희생 물질을 일정 패턴으로 선택적 식각함으로써, 희생층 패턴(220)을 형성할 수 있게 된다. 이 경우, 희생층 패턴(220)으로는, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등의 희생 물질이 이용될 수 있다. 3A to 3H are views for explaining a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3A, first, a sacrificial layer pattern 220 is formed on a base substrate 210. Specifically, a sacrificial material is deposited on the base substrate 210 using any one of a sapphire substrate, a Si substrate, a GaAs substrate, a SiC substrate, and a ZnO substrate as the base substrate 210. The sacrificial layer pattern 220 may be formed by selectively etching the sacrificial material in a predetermined pattern. In this case, a sacrificial material such as a silicon oxide film or a silicon nitride film may be used as the sacrificial layer pattern 220.

이 후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(210)과 희생층 패턴(220) 상에 제1 질화물 반도체층(230)을 성장시킨다. 구체적으로, 희생층 패턴(220)을 통해 노출되어 있는 베이스 기판(210) 상에 질화물 반도체 물질을 유기화학금속증착법(MOCVD)을 이용하여 성장시킴으로써, 제1 질화물 반도체층(230)을 형성할 수 있게 된다. 이 경우, 제1 질화물 반도체층(230)은 희생층 패턴(220)의 상면 및 측면을 모두 둘러싸는 형태로 형성된다. 이에 따라, 희생층 패턴(220)은 제1 질화물 반도체층(230)에 의해 밀봉된다.Thereafter, as shown in FIG. 3B, the first nitride semiconductor layer 230 is grown on the base substrate 210 and the sacrificial layer pattern 220. In detail, the first nitride semiconductor layer 230 may be formed by growing a nitride semiconductor material on the base substrate 210 exposed through the sacrificial layer pattern 220 by using organic chemical metal deposition (MOCVD). Will be. In this case, the first nitride semiconductor layer 230 is formed to surround both the upper surface and the side surface of the sacrificial layer pattern 220. Accordingly, the sacrificial layer pattern 220 is sealed by the first nitride semiconductor layer 230.

다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 제1 질화물 반도체층(230)을 희생층 패턴(220)과 동일한 패턴(점선으로 표시된 부분)으로 식각함으로써, 제1 질화물 반도체층(230)을 통해 희생층 패턴(220)의 측면 및 베이스 기판(210) 일부면이 노출되도록 한다. 이 경우, 희생층 패턴(220)을 구성하는 각 패턴 중 양단에 위치한 패턴의, 최외곽 부분의 제1 질화물 반도체층(230)은 식각하지 않고 남겨둔다. Next, as shown in FIG. 3C, the first nitride semiconductor layer 230 is etched in the same pattern as the sacrificial layer pattern 220 (a portion indicated by a dotted line) to thereby form the sacrificial layer through the first nitride semiconductor layer 230. Side surfaces of the pattern 220 and a portion of the base substrate 210 may be exposed. In this case, the first nitride semiconductor layer 230 of the outermost portion of the patterns positioned at both ends of the patterns constituting the sacrificial layer pattern 220 is left without etching.

그리고, 도 3d에서와 같이, 희생층 패턴(220)과 동일한 패턴을 갖는 제1 질화물 반도체층(230)을 수평 성장시킴으로써, 측면이 연결되도록 한다. 이에 따라, 제1 질화물 반도체층(230)은 희생층 패턴(220) 상에서 하나의 연결된 층 형태를 갖게 된다. 이 경우, 베이스 기판(210)과 수평 성장된 제1 질화물 반도체층(230) 사이에 위치하는 희생층 패턴(220)은 패턴 사이의 공간에 의해 공극(G)을 포함할 수 있게 된다. As shown in FIG. 3D, the first nitride semiconductor layer 230 having the same pattern as the sacrificial layer pattern 220 is horizontally grown so that the side surfaces are connected. Accordingly, the first nitride semiconductor layer 230 has a form of one connected layer on the sacrificial layer pattern 220. In this case, the sacrificial layer pattern 220 positioned between the base substrate 210 and the horizontally grown first nitride semiconductor layer 230 may include the gap G by the space between the patterns.

한편, 도 3e에 도시된 바와 같이, 제1 질화물 반도체층(230) 상에 활성층(240), 제2 질화물 반도체층(250), 제2 전극(260), 접착층(270) 및 지지 구조물(280)을 순차적으로 형성한다. 구체적으로, 활성층(240)은 InGaN/GaN MQW(다중양자우물구조)이며, 제2 질화물 반도체층(250)은 p형 질화물 반도체층으로, p-GaN층이 될 수 있다. 또한, 제2 질화물 반도체층(250) 상에 형성되는 제2 전극(260)은 p형 전극이 될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 3E, the active layer 240, the second nitride semiconductor layer 250, the second electrode 260, the adhesive layer 270, and the support structure 280 are formed on the first nitride semiconductor layer 230. ) Are formed sequentially. Specifically, the active layer 240 is an InGaN / GaN MQW (multi-quantum well structure), and the second nitride semiconductor layer 250 is a p-type nitride semiconductor layer and may be a p-GaN layer. In addition, the second electrode 260 formed on the second nitride semiconductor layer 250 may be a p-type electrode.

그리고, 희생층 패턴(220)이 외부로 노출될 수 있도록 구조물(베이스 기판 상에 희생층 패턴, 제1 질화물 반도체층, 활성층, 제2 질화물 반도체층, 제2 전극, 접착층 및 지지 구조물이 차례로 형성된 구조물)을 A-A' 및 'B-B' 절단선을 따라 절단한다. 이 경우, 절단선은 희생층 패턴(220)이 외부로 노출될 수 있도록, 상기 구조물 중 희생층 패턴(220)이 존재하는 영역 내에서 결정될 수 있으며, 바람직하게는, 희생층 패턴(220)의 최외측면을 기준으로 결정될 수도 있다. 이 같은 공정을 수행함으로써, 희생층 패턴(220) 형성시, 형성 위치를 고려할 필요가 없게 된다. 즉, 희생층 패턴(220)의 최외측면을 베이스 기판(210)의 양측면과 일직선상에 위치하도록 형성할 필요가 없게 된다. Then, the sacrificial layer pattern 220 is formed on the base substrate so that the sacrificial layer pattern 220, the first nitride semiconductor layer, the active layer, the second nitride semiconductor layer, the second electrode, the adhesive layer, and the support structure are sequentially formed on the base substrate. The structure) is cut along the AA 'and' BB 'cutting lines. In this case, the cutting line may be determined in a region where the sacrificial layer pattern 220 exists in the structure so that the sacrificial layer pattern 220 may be exposed to the outside. It may be determined based on the outermost aspect. By performing such a process, it is not necessary to consider the formation position when forming the sacrificial layer pattern 220. That is, it is not necessary to form the outermost surface of the sacrificial layer pattern 220 in a line with both sides of the base substrate 210.

이 후, 도 3f에서와 같이, 구조물의 절단에 의해 희생층 패턴(220)이 노출되면, 도 3g에서와 같이, 희생층 패턴(220)만을 선택적으로 습식 식각하여 제1 질화물 반도체층(230)으로부터 베이스 기판(210)을 분리한다. 구체적으로, 희생층 패턴(220)은 불산 용액이나, BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액을 이용하여 제거될 수 있다. 이 경우, 희생층 패턴(220)에 포함된 공극(G)에 의해 희생층 패턴(220)의 식각 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있게 된다. 이 같이, 식각 용액을 이용한 화학적 방법으로 희생층 패턴(220)을 식각함으로써, 베이스 기판(210)의 분리가 용이해진다. 3F, when the sacrificial layer pattern 220 is exposed by cutting the structure, as shown in FIG. 3G, only the sacrificial layer pattern 220 is selectively wet-etched to form the first nitride semiconductor layer 230. The base substrate 210 is separated from the base substrate 210. Specifically, the sacrificial layer pattern 220 may be removed using a hydrofluoric acid solution or a buffered oxide etch (BOE) solution. In this case, the time required for the etching process of the sacrificial layer pattern 220 may be shortened by the gap G included in the sacrificial layer pattern 220. As such, by etching the sacrificial layer pattern 220 by a chemical method using an etching solution, the base substrate 210 can be easily separated.

다음, 도 3h에 도시된 바와 같이, 희생층 패턴(220)이 제거됨에 따라 베이스 기판(210)이 분리되면서, 제1 질화물 반도체층(230)의 일면이 노출된다. 제1 질화물 반도체층(230)의 일면 상에 제1 전극(290), 즉, n형 전극을 형성함으로써 질화물 반도체 발광소자(200)를 제조할 수 있게 된다.Next, as shown in FIG. 3H, as the sacrificial layer pattern 220 is removed, the base substrate 210 is separated and one surface of the first nitride semiconductor layer 230 is exposed. The nitride semiconductor light emitting device 200 may be manufactured by forming the first electrode 290, that is, the n-type electrode on one surface of the first nitride semiconductor layer 230.

도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4a를 참조하면, 우선, 베이스 기판(310) 상에 희생층 패턴(320)을 형성한다. 이 후, 도 4b에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(310)과 희생층 패턴(320) 상에 제1 질화물 반도체층(230)을 성장시킨다. 4A to 4H are views for explaining a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4A, first, a sacrificial layer pattern 320 is formed on a base substrate 310. Thereafter, as shown in FIG. 4B, the first nitride semiconductor layer 230 is grown on the base substrate 310 and the sacrificial layer pattern 320.

다음, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 질화물 반도체층(330)을 희생층 패턴(320)과 동일한 패턴(점선으로 표시된 부분)으로 식각함으로써, 제1 질화물 반도체층(330)을 통해 희생층 패턴(320)의 측면 및 베이스 기판(310) 일부면이 노출되도록 한다. 그리고, 도 4d에서와 같이, 희생층 패턴(320)을 통해 노출된 베이스 기판(310) 상에 희생 물질을 증착시킴으로써, 희생층 패턴(320)을 하나의 연결된 층 형태로 형성한다. 이에 따라, 제1 질화물 반도체층(330)이 식각된 부분을 통해 희생층 패턴(320)이 노출되는 형태를 갖는다. Next, as shown in FIG. 4C, the first nitride semiconductor layer 330 is etched in the same pattern as the sacrificial layer pattern 320 (parts indicated by the dotted lines), and thus the sacrificial layer is formed through the first nitride semiconductor layer 330. Side surfaces of the pattern 320 and a portion of the base substrate 310 are exposed. As illustrated in FIG. 4D, the sacrificial material is deposited on the base substrate 310 exposed through the sacrificial layer pattern 320, thereby forming the sacrificial layer pattern 320 in the form of one connected layer. Accordingly, the sacrificial layer pattern 320 is exposed through the portion where the first nitride semiconductor layer 330 is etched.

그리고, 도 4e에 도시된 바와 같이, 층 형태를 갖는 희생층 패턴(320) 상에 제1 질화물 반도체층(330)을 수평 성장시킴으로써, 측면이 연결되도록 한다. 이에 따라, 제1 질화물 반도체층(330)은 희생층 패턴(320) 상에 하나의 연결된 층 형태를 갖게 된다. 즉, 베이스 기판(310) 상에 희생층 패턴(320) 및 제1 질화물 반도체층(330)이 차례로 적층된 구조를 갖는다. As shown in FIG. 4E, the first nitride semiconductor layer 330 is horizontally grown on the sacrificial layer pattern 320 having a layer shape, such that side surfaces thereof are connected to each other. Accordingly, the first nitride semiconductor layer 330 has a form of one connected layer on the sacrificial layer pattern 320. That is, the sacrificial layer pattern 320 and the first nitride semiconductor layer 330 are sequentially stacked on the base substrate 310.

한편, 도 4f에 도시된 바와 같이, 제1 질화물 반도체층(330) 상에 활성층(340), 제2 질화물 반도체층(350), 제2 전극(360), 접착층(370) 및 지지 구조물(380)을 순차적으로 형성한다. Meanwhile, as shown in FIG. 4F, the active layer 340, the second nitride semiconductor layer 350, the second electrode 360, the adhesive layer 370, and the support structure 380 on the first nitride semiconductor layer 330. ) Are formed sequentially.

이 후, 도 4g에 도시된 바와 같이, 희생층 패턴(320)만을 선택적으로 습식 식각함으로써, 제1 질화물 반도체층(330)으로부터 베이스 기판(310)을 분리할 수 있게 된다. 구체적으로, 희생층 패턴(320)은 불산 용액이나, BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액을 이용하여 제거될 수 있다. 이 경우, 식각 용액을 이용한 화학적 방법으로 희생층 패턴(320)을 식각함으로써, 베이스 기판(310)을 분리하는 과정에서 반도체 구조물, 특히, 제1 질화물 반도체층(330)에 기계적인 힘이나 열이 공급되지 않게 된다. 이에 따라, 베이스 기판(310) 분리시, 제1 질화물 반도체층(330)의 손상을 방지할 수 있게 되며, 베이스 기판(310)의 분리가 용이해진다. Thereafter, as shown in FIG. 4G, by selectively wet etching only the sacrificial layer pattern 320, the base substrate 310 may be separated from the first nitride semiconductor layer 330. In detail, the sacrificial layer pattern 320 may be removed using a hydrofluoric acid solution or a buffered oxide etchant (BOE) solution. In this case, by etching the sacrificial layer pattern 320 by a chemical method using an etching solution, a mechanical force or heat is applied to the semiconductor structure, in particular, the first nitride semiconductor layer 330 in the process of separating the base substrate 310. It will not be supplied. Accordingly, when the base substrate 310 is separated, damage to the first nitride semiconductor layer 330 may be prevented, and the base substrate 310 may be easily separated.

다음, 도 4g에서와 같이, 희생층 패턴(320)이 제거됨에 따라 베이스 기판(310)이 분리되면서, 제1 질화물 반도체층(330)의 일면이 노출된다. 제1 질화물 반도체층(330)의 일면 상에 제1 전극(390), 즉, n형 전극을 형성함으로써 질화물 반도체 발광소자(300)를 제조할 수 있게 된다. Next, as shown in FIG. 4G, as the sacrificial layer pattern 320 is removed, the base substrate 310 is separated and one surface of the first nitride semiconductor layer 330 is exposed. The nitride semiconductor light emitting device 300 may be manufactured by forming the first electrode 390, that is, the n-type electrode on one surface of the first nitride semiconductor layer 330.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 적정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.While the above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described appropriate embodiments, it is usually in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

도 1a 내지 도 1c는 종래 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면, 1A to 1C are views for explaining a method of manufacturing a conventional nitride semiconductor light emitting device;

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면, 2A to 2E are views for explaining a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention;

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면, 그리고, 3A to 3G are views for explaining a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention, and

도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 4A to 4H are views for explaining a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110, 210, 310 : 베이스 기판 120, 220, 320 : 희생층110, 210, 310: base substrate 120, 220, 320: sacrificial layer

130, 230, 330 : 제1 질화물 반도체층 130, 230, and 330: first nitride semiconductor layer

Claims

Forming a sacrificial layer pattern on the base substrate;

Forming a first nitride semiconductor layer on the sacrificial layer pattern and the base substrate exposed through the sacrificial layer pattern;

Etching the first nitride semiconductor layer to have the same pattern as the sacrificial layer pattern;

Horizontally growing the first nitride semiconductor layer;

Forming an active layer and a second nitride semiconductor layer on the first nitride semiconductor layer; And,

Etching the sacrificial layer pattern to separate the base substrate from the first nitride semiconductor layer.

The method of claim 1,

The first nitride semiconductor layer is a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device, characterized in that formed to surround the upper surface and both sides of the sacrificial layer pattern.

The method of claim 2,

Cutting the base substrate, the sacrificial layer pattern, the first nitride semiconductor layer, the active layer, the second nitride semiconductor layer, and the second electrode so that the sacrificial layer pattern is exposed before etching the sacrificial layer pattern. A method for producing a nitride semiconductor light emitting device.

The method of claim 3,

And the sacrificial layer pattern positioned between the base substrate and the horizontally grown first nitride semiconductor layer comprises a void.

The method of claim 1,

And after the etching of the first nitride semiconductor layer, depositing a sacrificial material on the base substrate exposed through the sacrificial layer pattern.

The method of claim 1,

The sacrificial layer pattern is a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the silicon oxide film or silicon nitride film.

The method of claim 1,

The sacrificial layer pattern is a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device, characterized in that formed in a thickness of 50nm to 20㎛ range.

The method of claim 1,

If the base substrate is separated from the first nitride semiconductor layer, forming a first electrode on one surface of the first nitride semiconductor layer; manufacturing method of a nitride semiconductor light emitting device further comprising.

The method of claim 1,

When the second nitride semiconductor layer is formed, forming a second electrode on the second nitride semiconductor layer;

Forming an adhesive layer on the second electrode; And,

Forming a support structure on the adhesive layer; Method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device further comprising.

10. The method of claim 9,

The support structure is a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the conductive substrate.

10. The method of claim 9,

The adhesive layer is made of at least one material of gold (Au), nickel (Ni), copper (Cu), tin (Sn), tungsten (W) and silver (Ag). .

The method of claim 6,

The sacrificial layer pattern is a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the wet etching selectively using a hydrofluoric acid solution or BOE (Buffered Oxide Etchant) solution.

The method of claim 1,

The base substrate is any one of a sapphire substrate, a Si substrate, a GaAs substrate, a SiC substrate, and a ZnO substrate.