KR100990645B1 - Manufacturing method of nitride single crystal and manufacturing method of semiconductor light emitting devide using the same - Google Patents
Manufacturing method of nitride single crystal and manufacturing method of semiconductor light emitting devide using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100990645B1 KR100990645B1 KR20080127336A KR20080127336A KR100990645B1 KR 100990645 B1 KR100990645 B1 KR 100990645B1 KR 20080127336 A KR20080127336 A KR 20080127336A KR 20080127336 A KR20080127336 A KR 20080127336A KR 100990645 B1 KR100990645 B1 KR 100990645B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- single crystal
- nitride single
- sacrificial layer
- layer
- light emitting
- Prior art date
Links
Images
Abstract
본 발명은 고결정질을 가지는 질화물 단결정의 제조방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자의 제조방법에 관한 것으로, 희생층 상에 질화물 단결정 씨드를 형성하고, 상기 질화물 단결정 씨드를 중심으로 질화물 단결정을 성장시키는 것을 특징으로 한다. 이로 인하여, 고결정질의 질화물 단결정의 성장이 가능하고, 성장용 기판의 제거시 습식 식각 방법을 이용할 수 있어, 발광 효율이 우수한 반도체 발광 소자를 제조할 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a nitride single crystal having a high crystalline and a method of manufacturing a semiconductor light emitting device using the same, characterized in that to form a nitride single crystal seed on the sacrificial layer, and to grow a nitride single crystal around the nitride single crystal seed It is done. As a result, it is possible to grow a high crystalline nitride single crystal and to use a wet etching method when removing the growth substrate, thereby manufacturing a semiconductor light emitting device having excellent luminous efficiency.
질화물 단결정 씨드, 희생층, 습식 식각, 반도체 발광 소자. Nitride single crystal seed, sacrificial layer, wet etching, semiconductor light emitting device.
Description
본 발명은 질화물 단결정 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 희생층 상에 형성되는 고결정질을 가지는 질화물 단결정의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a nitride single crystal and a method for manufacturing a semiconductor light emitting device using the same, and more particularly to a method for manufacturing a nitride single crystal having a high crystal formed on the sacrificial layer and a method for manufacturing a semiconductor light emitting device using the same will be.
반도체 발광소자(Light Emitting Diode, LED)는 전류가 가해지면 p형 및 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.A light emitting diode (LED) is a semiconductor device capable of generating light of various colors based on recombination of electrons and holes at junctions of p-type and n-type semiconductors 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.
질화물 반도체 발광소자는 청색 또는 녹색 파장대의 광을 얻기 위한 발광소자로서, AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 물질로 제조되고 있다. 질화물 반도체 결정은 격자정합을 고려하여 사파이어기판과 같은 질화물 단결정 성장용 기판에서 성장된다. 사파이어 기판은 전기적 절연성 기판이므로, 최종 질화물 반도체 발광소자는 질화물 반도체층 및 활성층의 일부를 식각하여, p측 전극과 n측 전극이 동일면 상에 형성된 수평 구조를 갖는다. The nitride semiconductor light emitting device is a light emitting device for obtaining light in a blue or green wavelength band, and has an Al x In y Ga (1-xy) N composition formula (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ x + y). ≤ 1). The nitride semiconductor crystal is grown on a nitride single crystal growth substrate such as a sapphire substrate in consideration of lattice matching. Since the sapphire substrate is an electrically insulating substrate, the final nitride semiconductor light emitting device has a horizontal structure in which a portion of the nitride semiconductor layer and the active layer is etched to form a p-side electrode and an n-side electrode on the same plane.
수평 구조는 반도체층 및 활성층의 일부가 소모되므로, 반도체 발광소자의 발광면적이 감소하고, 그에 따라 발광효율도 감소하게 된다.Since the horizontal structure consumes a portion of the semiconductor layer and the active layer, the light emitting area of the semiconductor light emitting device is reduced, thereby reducing the light emitting efficiency.
수직 구조의 반도체 발광소자는 전압의 인가가 가능한 도전성 기판을 형성하여 발광소자의 발광 면적이 감소하지는 않으나, 성장용 기판의 제거과정이 필요하다. 일반적으로, 성장용 기판을 제거하는 경우 기판 후면에 레이저를 조사하는 레이저 리프트 오프공정을 이용한다. 그러나, 성장용 기판 후면에 레이저를 조사하면 기판과 질화물 반도체층의 격자 상수의 부정합 및 열팽창 계수의 차이로 인한 응력이 발생하여 기판의 휨 현상이 나타난다. 또한 기판과 질화물 반도체층의 스트레스에 의하여 질화물 반도체층이 훼손되어 소자의 수율이 저하되는 문제점이 있다. The semiconductor light emitting device having a vertical structure does not reduce the light emitting area of the light emitting device by forming a conductive substrate to which voltage can be applied, but requires a process of removing the growth substrate. In general, when the growth substrate is removed, a laser lift-off process of irradiating a laser on the rear surface of the substrate is used. However, when the laser is irradiated on the rear surface of the growth substrate, stress is generated due to mismatch between lattice constants of the substrate and the nitride semiconductor layer and difference in thermal expansion coefficient, resulting in warpage of the substrate. In addition, the nitride semiconductor layer is damaged by the stress of the substrate and the nitride semiconductor layer, thereby lowering the yield of the device.
기판을 제거하기 위한 또 다른 방법으로는 화학적 리프트 오프 공정인 습식 식각을 이용할 수 있다. 그러나 습식 식각에 적합한 희생층은 질화물 반도체층의 성장에 적합하지 않지 않아 고품질의 반도체 발광소자를 제조하기 어렵다.Another method for removing the substrate may be wet etching, which is a chemical lift off process. However, the sacrificial layer suitable for wet etching is not suitable for growth of the nitride semiconductor layer, and thus it is difficult to manufacture high quality semiconductor light emitting devices.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 희생층 상에 고결정성을 가지는 질화물 단결정을 제조하는 방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, to provide a method for producing a nitride single crystal having a high crystallinity on the sacrificial layer and a method for manufacturing a semiconductor light emitting device using the same.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 기판 상에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층 상에 다수의 질화물 단결정 씨드를 형성하는 단계; 상기 질화물 단결정 씨드를 성장시켜 질화물 단결정을 형성하는 단계; 및 상기 질화물 단결정으로부터 상기 희생층을 분리하는 단계를 포함하는 질화물 단결정의 제조방법을 제공한다.The present invention as a means for solving the above problems, forming a sacrificial layer on a substrate; Forming a plurality of nitride single crystal seeds on the sacrificial layer; Growing the nitride single crystal seed to form a nitride single crystal; And it provides a method for producing a nitride single crystal comprising the step of separating the sacrificial layer from the nitride single crystal.
상기 희생층은 선택적 제거가 가능한 물질을 포함하는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는 습식 식각이 가능한 물질을 포함하는 것이 바람직하다. The sacrificial layer preferably includes a material that can be selectively removed, and more specifically, includes a material that can be wet etched.
상기 질화물 단결정 씨드의 직경은 100㎚ 내지 2㎛ 인 것이 바람직하다.It is preferable that the diameter of the said nitride single crystal seed is 100 nm-2 micrometers micrometers.
상기 제 2 단계는 다수의 폴리머 비즈를 희생층 상에 분산시키는 단계; 상기 희생층 상에 상기 폴리머 비즈와 반응하지 않는 마스크 물질을 형성하는 단계; 상기 폴리머 비즈를 제거하여 다수의 개구부가 형성된 마스크 층을 형성하는 단계; 상기 다수의 개구부가 형성된 마스크 층 상에 질화물 단결정 씨드를 형성하는 단계; 상기 다수의 개구부가 형성된 마스크층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The second step includes dispersing a plurality of polymer beads on the sacrificial layer; Forming a mask material on the sacrificial layer that does not react with the polymer beads; Removing the polymer beads to form a mask layer having a plurality of openings; Forming a nitride single crystal seed on the mask layer in which the plurality of openings are formed; The method may include removing the mask layer on which the plurality of openings are formed.
상기 폴리머 비즈는 폴리스타이렌계 또는 폴리우레탄을 포함할 수 있고, 상기 폴리 머 비즈의 직경은 100㎚ 내지 2㎛인 것이 바람직하다.The polymer beads may comprise polystyrene-based or polyurethane, and the diameter of the polymer beads is preferably 100 nm to 2 μm.
상기 마스크 물질은 폴리 아미드일 수 있고, 상기 마스크 층의 두께는 폴리머 비드의 직경보다 작은 것이 바람직하며, 상기 마스크 층의 제거는 강산 용액을 이용할 수 있다.The mask material may be polyamide, the thickness of the mask layer is preferably smaller than the diameter of the polymer beads, the removal of the mask layer may use a strong acid solution.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로써, 성장용 기판 상에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층 상에 다수의 질화물 단결정 씨드를 형성하는 단계; 상기 질화물 단결정 씨드를 성장시켜 제 1 도전형 질화물 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층 상에 활성층 및 제 2 도전형 반도체층을 형성하여 발광 구조물을 형성하는 단계; 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 도전성 기판을 형성하는 단계; 상기 성장용 기판 및 희생층을 상기 발광 구조물로부터 분리하는 단계; 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 제 1 전극을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 발광 소자의 제조방법을 제공한다.The present invention as another means for solving the above problems, forming a sacrificial layer on the growth substrate; Forming a plurality of nitride single crystal seeds on the sacrificial layer; Growing the nitride single crystal seed to form a first conductivity type nitride semiconductor layer; Forming a light emitting structure by forming an active layer and a second conductive semiconductor layer on the first conductive nitride semiconductor layer; Forming a conductive substrate on the second conductive semiconductor layer; Separating the growth substrate and the sacrificial layer from the light emitting structure; It provides a method of manufacturing a semiconductor light emitting device comprising the step of forming a first electrode on the first conductive semiconductor layer.
상기 성장용 기판 및 희생층을 상기 발광 구조물로부터 분리하는 단계는 습식 식각 방법을 이용하는 것이 바람직하다.Separating the growth substrate and the sacrificial layer from the light emitting structure is preferably a wet etching method.
본 발명에 따르면, 희생층 상에 형성되는 마이크로 미터 수준의 크기를 가지는 질화물 단결정 시드를 중심으로 질화물 단결정을 성장시켜, 고결정성을 가지는 질화물 단결정이 제공된다. 또한, 희생층은 습식 식각에 의하여 제거될 수 있어, 발광 효율이 우수한 수직 구조형 반도체 발광소자를 제조할 수 있다.According to the present invention, a nitride single crystal is grown around a nitride single crystal seed having a micrometer size formed on a sacrificial layer, thereby providing a nitride single crystal having high crystallinity. In addition, the sacrificial layer may be removed by wet etching, thereby manufacturing a vertical structure semiconductor light emitting device having excellent luminous efficiency.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 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. 따라서, 도면에서의 요소들의 형성 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, formation and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and elements represented by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 단결정의 제조 방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method for producing a nitride single crystal according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 1a에 도시된 바와 같이 질화물 성장용 기판(11) 상에 희생층(12)을 형성한다. 질화물 단결정 성장용 기판(11)은 이에 제한되는 것은 아니나, 예들 들면 사파이어(α-Al2O3) 기판, 실리콘카바이드(SiC) 기판, 실리콘(Si) 기판, 및 산화아연(ZnO) 기판 중 어느 하나의 기판일 수 있다.First, as shown in FIG. 1A, the
상기 희생층(12)은 선택적 제거가 가능한 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 습식 식각이 가능한 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 금속(metal); 2원계, 3원계 또는 4원계로 구성된 합금(alloy); 산화물(oxide); 질화물(nitride); 질소산화물(oxynitride); 보라이드(boride); 카바이드(carbide); 또는 실리사이드(silicide); 중에서 선택될 수 있 다.The
바람직하게는 금속 및 질화 금속을 포함할 수 있는데, Ga, Nb, V, Ta, Zr, Hf, Ti, Al, Cr, Mo, W, Cu, Fe, C, 및 In으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 및 이를 포함하는 질화 금속층을 포함할 수 있다.Preferably it may include a metal and metal nitride, a metal selected from the group consisting of Ga, Nb, V, Ta, Zr, Hf, Ti, Al, Cr, Mo, W, Cu, Fe, C, and In and It may include a metal nitride layer including the same.
다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이 희생층(12) 상에 다수의 질화물 단결정 씨드(13a)를 형성한다. 질화물 단결정 씨드(13a)는 질화물 단결정 성장의 핵 역할을 하는 것이다. 질화물 단결정 씨드(13a)의 직경은 이에 제한되는 것은 아니나, 100㎚ 내지 2㎛인 것이 바람직하다. 질화물 단결정 씨드(13a)는 마이크로 미터 수준의 크기를 가지기 때문에 희생층(12) 상에 용이하게 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 1B, a plurality of nitride
질화물 단결정 씨드(13a)의 형성은 물리증착법(PVD)을 이용하여 저온에서 결정성 상(crystalline phase)을 증착하여 형성시킨다. 질화물 단결정 씨드(13a)는 이에 제한되는 것은 아니나, 열적안정성이 큰 금속합금(alloy), 산화물(oxide), 질화물(nitride), 질소산화물(oxynitride), 보라이드(boride), 카바이드(carbide), 및 실리사이드(silicide)로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는 SiO2, SiC, AlN, TiN 또는 InN를 사용할 수 있다.The nitride
최종적으로, 도 1c에 도시된 바와 같이 질화물 단결정 씨드(13a)를 성장시켜 희생층(12) 상에 질화물 단결정(13)을 형성한다. 희생층(12) 상에 바로 질화물 단 결정을 성장시키는 경우, 질화물 단결정은 실용화될 수 없을 정도로 많은 결함과 크랙이 발생한다. 본 발명에서는 희생층(12) 상에 증착이 용이한 질화물 단결정 씨드(13a)를 우선 형성하고, 이를 이용하여 질화물 단결정을 성장시킴으로써, 결정성이 우수한 고품질의 질화물 단결정을 형성할 수 있다.Finally, as shown in FIG. 1C, the nitride
질화물 단결정(13)의 제조방법은 당업계에서 공지된 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 유기금속 기상증착법(MOCVD), 분자빔 성장법(MEB), 또는 하이브리드 기상증착법(HVPC)을 이용할 수 있다.The method for producing the nitride
질화물 단결정(13) 성장시, 성장 압력, 성장 온도 등을 조절하여 측면 성장 속도 및 수직 성장 속도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 처음에는 측면 성장 속도가 빠르도록 온도 및 압력을 조절하고, 다수의 질화물 단결정 씨드(13a) 간격이 메워지면, 수직 성장 속도가 빠르도록 온도 및 압력 등을 조절할 수 있다.During the growth of the nitride
질화물 단결정(13)은 질화물 단결정 씨드(13a)를 통한 성장으로 인하여 희생층 및 질화물 단결정의 격자 불일치로 야기되는 전위 등의 결함 발생이 감소한다.The nitride
이후, 상기 질화물 단결정으로부터 상기 희생층을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 희생층은 선택적 제거가 가능한 물질로써, 예를 들면 희생층을 제거할 수 있는 용액을 이용한 습식 식각 방법을 통하여 질화물 단결정 및 희생층을 분리할 수 있다.Thereafter, the method may include separating the sacrificial layer from the nitride single crystal. The sacrificial layer is a material that can be selectively removed. For example, the nitride single crystal and the sacrificial layer may be separated by a wet etching method using a solution capable of removing the sacrificial layer.
도 2a 내지 2h는 본 발명의 일 실시형태에 따른 희생층(22) 상에 질화물 단결정 씨드(23a)를 형성하는 방법을 설명하기 위한 공정단면도이나, 이에 제한되는 것은 아니다.2A to 2H are cross-sectional views illustrating a method of forming the nitride
우선, 도 2a에 도시된 바와 같이 희생층(22) 상에 다수의 폴리머 비즈(beads)(24a)를 분산시킨다. 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 폴리머 비즈(beads)(24a)는 폴리스타이렌(Polystyrene) 또는 폴리우레탄(polyurethane)을 포함할 수 있고, 폴리머 비즈(beads)의 직경은 100㎚ 내지 2㎛인 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 2A, a plurality of
다수의 폴리머 비즈(24a)가 분산되어 있는 수용액을 희생층(22) 상에 주사 방식으로 드롭(drop), 딥핑(dipping), 스핀 코팅(spin coating)과 같은 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 도 2b는 다수의 폴리머 비즈(24a)가 형성된 희생층(22)의 상부를 나타내는 사진이다.An aqueous solution in which a plurality of
다음으로, 도 2c에 도시한 바와 같이 상기 폴리머 비즈(24a)가 분산되어 있는 희생층(22) 상에 마스크 물질(24)을 도포한다. 마스크 물질(24)은 상기 폴리머 비즈(24a)와 반응하지 않는 것으로, 비교적 점성이 강한 폴리머 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 점성을 가진 용액 상태의 폴리아미드(Polyamide)를 사용할 수 있다. 마스크 물질(24)은 폴리머 비즈와 반응하지 않고, 폴리머 비즈(24a) 사이의 공간에 채워지게 된다.Next, as shown in FIG. 2C, the
이때, 폴리머 비즈(24a)의 선택적인 제거가 용이하도록 도포되는 마스크 물질(24)의 두께는 폴리머 비즈(24a)의 직경보다 작은 것이 바람직하다.At this time, the thickness of the
이후, 도 2d에 도시한 바와 같이 마스크 물질(24)이 경화되면, 마스크 물질(24)은 남겨두고, 폴리머 비즈(24a)만 선택적으로 제거한다. 예를 들면, 폴리머 비즈(24a)만을 선택적으로 제거할 수 있는 용액, 예를 들면 아세톤 등의 염기성 내 지는 강염기성 용액을 이용할 수 있다. 이에 의하여, 희생층의 표면을 노출시키는 다수의 개구부(24b)가 형성된 마스크 층이 형성된다. 즉, 개구부(24b)는 폴리머 비즈(24a)의 제거에 의하여 형성된다. 도 2e는 다수의 개구부(24b)가 형성된 마스크 층의 상부를 나타낸는 사진이다.Thereafter, when the
다음으로, 도 2f에 도시된 바와 같이 다수의 개구부(24b)가 형성된 마스층 상에 질화물 단결정 씨드(23a)를 형성한다. 이 경우, 질화물 단결정 씨드(23a)는 마스크 층에 형성된 개구부(24b)에 형성된다. 즉, 개구부에 의하여 노출된 희생층 표면에서 시작하여 개구부를 채우는 과정에서 씨드 형태로 형성된다.Next, as shown in FIG. 2F, the nitride
마스크 층의 개구부의 위치, 개수 및 형상에 따라 질화물 단결정 씨드의 형성 영역을 조절할 수 있다. 이후, 도 2g에 도시된 바와 같이 질화물 단결정 씨드를 제외하고, 마스크 층만을 선택적으로 제거한다. 마스크 층은 강산용액에 의하여 제거 될 수 있고, 예를 들면, 테트라클로로에탄 (TCE: Tetrachloroethane) 또는 황산을 사용할 수 있다.The formation region of the nitride single crystal seed can be adjusted according to the position, number and shape of the openings of the mask layer. Thereafter, only the mask layer is selectively removed, except for the nitride single crystal seed, as shown in FIG. 2G. The mask layer may be removed by a strong acid solution, for example, tetrachloroethane (TCE) or sulfuric acid may be used.
이후, 도 2h에 도시된 바와 같이, 질화물 단결정 씨드(23a)를 중심으로 질화물 단결정(23)을 성장시킨다. 상술한 바와 같이, 질화물 단결정(23)은 당업계에서 공지된 방법을 이용하여 성장시킬 수 있다. 예를 들면, 유기금속 기상증착법(MOCVD), 분자빔 성장법(MEB), 또는 하이브리드 기상증착법(HVPC)을 이용할 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 2H, the nitride
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.3A to 3B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to one embodiment of the present invention.
우선, 도 3a에 도시된 바와 같이 질화물 단결정 성장용 기판(31) 상에 희생층(32), 제 1 도전형 질화물 반도체층(33), 활성층(35) 및 제 2 도전형 질화물 반도체층(36)을 포함하는 발광 구조물을 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, the sacrificial layer 32, the first conductivity type
제 1 도전형 질화물 반도체층(33)은 상술한 바와 같이, 희생층(35) 상에 질화물 단결정 씨드(33a)를 형성한 후, 이를 중심으로 하여 제 1 도전형 질화물 반도체층을 형성할 수 있다. 질화물 단결정 씨드(31a)를 통하여 성장된 제 1 도전형 질화물 반도체층은 전위 결함, 휨이나 깨짐 등과 같은 변형이 감소되어 그 결정성이 향상된다.As described above, the first conductivity type
제 1 도전형 질화물 반도체층(33) 및 제 2 도전형 질화물 반도체층(36)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 가질 수 있는데, 대표적으로, GaN, AlGaN, 또는 InGaN이 있다. 또한, 각각의 도전형을 고려하여 n형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑될 수 있다. n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등이 사용될 수 있으며, 상기 p형 불순물로는 Mg, Zn 또는 Be 등이 사용될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 제 1 도전형 질화물 반도체층은 n형 반도체층인 것이 바람직하고, 제 2 도전형 질화물 반도체층은 p형 질화물 반도체층인 것이 바람직하다. The first conductivity type
상기 활성층(35)은 전자와 정공의 재결합에 의해 빛이 발생하는 층으로서, 본 실시 형태의 경우, 단일 또는 다중 양자 웰 구조를 갖는 질화물 반도체층으로 구성될 수 있다.The
이 후, 제 2 도전형 질화물 반도체층(36) 상에 발광 구조물을 지지하기 위한 지지 기판(37)을 형성한다. 이 경우, 지지 기판(37)은 도전성을 갖는 물질로써, Si, Cu, Ni, Au, W 및 Ti으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 이후, 단결정 성장용 기판(31)의 제거 시에, 지지 기판(37)에 의하여 상대적으로 두께가 얇은 발광 구조물을 용이하게 다룰 수 있다. Thereafter, a supporting
도시하지 않았으나, 제 2 도전형 질화물 반도체층(36) 및 지지 기판(37) 사이 또는 지지 기판(37)의 형성 후 반사 전극을 형성할 수 있다. 반사전극은 본 실시형태에서 반드시 필요한 구성요소는 아니지만, 제 2 도전형 질화물 반도체층(36)과의 오믹 컨택 기능과 더불어 상기 활성층(35)에서 발광 된 빛을 상기 제 1 도전형 반도체층(33) 방향으로 반사하는 기능을 수행하여 발광 효율 향상에 기여할 수 있다. 이를 위하여 반사 전극은 70% 이상의 반사율을 갖는 것이 바람직하며, 예를 들면, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 2층 이상의 구조로 채용되어 반사 효율을 향상시킬 수 있으며, 구체적인 예로서, Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al, Ni/Ag/Pt 등을 들 수 있다.Although not shown, a reflective electrode may be formed between the second conductivity type
다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이(뒤집어 도시), 성장용 기판(31) 및 희생층(32)을 발광구조물로부터 분리하여 제 1 도전형 질화물 반도체층(33)의 일면을 외부로 노출 시킨다. 성장용 기판(31)의 제거는 습식 식각 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 습식 식각 방법은 종래의 레이저 리프트 오프 방법을 사용할 때 발생하는 열 및 기계적 충격이 없어 보다 우수한 물질의 질화물계 반도체 발광소자를 제조할 수 있다.Next, as shown in FIG. 3B (upside down), the
제 1 도전형 질화물 반도체층(33)의 상에 칩 소자 영역 별로 제 1 전극(38)을 형성한다. 이 때, 제 1 도전형 질화물 반도체층(33)의 상면은 광 추출 효율 향상을 위하여 패턴이 형성될 수 있다. 이 후, 칩 단위로 분리하여 다수의 반도체 발광소자를 제조한다.The
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 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 단결정의 제조 방법을 나타내는 공정단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views showing a process for producing a nitride single crystal according to an embodiment of the present invention.
도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 질화물 단결정의 제조 방법을 나타내는 공정단면도이다.2A to 2H are cross-sectional views showing a process for producing a nitride single crystal according to another embodiment of the present invention.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법을 나타내는 공정단면도이다.3A and 3B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to one embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11, 21, 31: 질화물 단결정 성장용 기판 12, 22, 32: 희생층11, 21, 31: substrate for nitride
13, 23: 질화물 단결정 13a, 23a: 질화물 단결정 씨드13, 23: nitride
24: 마스크 층 24a: 폴리머 비즈24:
33: 제 1 도전형 질화물 반도체층 35: 활성층33: first conductivity type nitride semiconductor layer 35: active layer
36: 제 2 도전형 질화물 반도체층 37: 지지 기판36: second conductivity type nitride semiconductor layer 37: support substrate
38: 제 1 전극38: first electrode
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20080127336A KR100990645B1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | Manufacturing method of nitride single crystal and manufacturing method of semiconductor light emitting devide using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20080127336A KR100990645B1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | Manufacturing method of nitride single crystal and manufacturing method of semiconductor light emitting devide using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100068842A KR20100068842A (en) | 2010-06-24 |
KR100990645B1 true KR100990645B1 (en) | 2010-10-29 |
Family
ID=42367035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20080127336A KR100990645B1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | Manufacturing method of nitride single crystal and manufacturing method of semiconductor light emitting devide using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100990645B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003218045A (en) | 2001-03-28 | 2003-07-31 | Ngk Insulators Ltd | Method of manufacturing iii nitride film |
WO2007030709A2 (en) | 2005-09-09 | 2007-03-15 | The Regents Of The University Of California | METHOD FOR ENHANCING GROWTH OF SEMI-POLAR (Al, In,Ga,B)N VIA METALORGANIC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION |
-
2008
- 2008-12-15 KR KR20080127336A patent/KR100990645B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003218045A (en) | 2001-03-28 | 2003-07-31 | Ngk Insulators Ltd | Method of manufacturing iii nitride film |
WO2007030709A2 (en) | 2005-09-09 | 2007-03-15 | The Regents Of The University Of California | METHOD FOR ENHANCING GROWTH OF SEMI-POLAR (Al, In,Ga,B)N VIA METALORGANIC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100068842A (en) | 2010-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5726255B2 (en) | III-nitride light emitting device comprising a light emitting layer with reduced strain | |
JP5189106B2 (en) | Semiconductor light emitting device configured to emit light of a plurality of wavelengths | |
JP4699258B2 (en) | Flip chip light emitting diode and manufacturing method thereof | |
KR100609118B1 (en) | Flip chip light emitting diode and method of manufactureing the same | |
CN102067346B (en) | Semiconductor light-emitting device with passivation layer and manufacture method thereof | |
CN104733365B (en) | Semiconductor growing template, base plate separation method and method of manufacturing luminescent device | |
TWI434433B (en) | Method for fabricating light-emitting diode | |
CN104025319A (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
JP2007305999A (en) | MANUFACTURING METHOD FOR VERTICAL-STRUCTURE GaN-BASED LED DEVICE | |
JP2008543032A (en) | InGaAlN light emitting device and manufacturing method thereof | |
JP5612516B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
KR20110006652A (en) | Semiconductor light-emitting device with double-sided passivation | |
JP2012500479A (en) | Method for manufacturing a semiconductor light-emitting device with double-sided passivation | |
CN102334203B (en) | Method for fabricating light emitting device | |
JP4940359B1 (en) | LIGHT EMITTING ELEMENT, LIGHT EMITTING ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR ELEMENT | |
JP5603812B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
KR101008268B1 (en) | Vertical Light Emitting Diode and manufacturing method of the same | |
KR101111748B1 (en) | Method of manufacturing vertical structure nitride-gallium-based semiconductor light emitting device | |
KR20090076163A (en) | Menufacturing method of nitride semiconductor light emitting device and nitride semiconductor light emitting device by the same | |
KR20070100852A (en) | Fabrication of vertically structured light emitting devices using templates for high-quality group 3 nitride-based homoepitaxial substrate and its related light-emitting multistructure | |
KR100990645B1 (en) | Manufacturing method of nitride single crystal and manufacturing method of semiconductor light emitting devide using the same | |
KR100878418B1 (en) | Vertical nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same | |
KR100843408B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor single crystal and semiconductor light emitting device | |
JP2023536363A (en) | LED device and method for manufacturing LED device | |
KR100843409B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor single crystal and semiconductor light emitting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130930 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141001 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151001 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160930 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180927 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190930 Year of fee payment: 10 |