KR101026216B1 - 발광 다이오드 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 이와 같은 발광 다이오드는 기판상에 형성된 버퍼층과; 상기 버퍼층 상에 요철 형상으로 형성된 제1질화갈륨층과; 상기 요철 형상의 제1질화갈륨층 상부를 따라 적층 형성된 제1도전형 질화갈륨층과 활성층과 제2도전형 질화갈륨층; 상기 요철 형상의 요(凹)부의 측면 및 그 하면에 형성된 제1금속전극과; 상기 요철 형상의 상기 요(凹)부 내부 및 그를 포함한 제2도전형 질화갈륨층 상에 형성된 절연막과; 상기 요철 형상의 각 철(凸)부에 상기 제1도전형 질화갈륨층이 드러나도록 형성된 복수개의 홀과; 상기 각 홀을 통해 상기 제1도전형 질화갈륨층과 접하도록 상기 절연막상에 형성된 제2금속전극; 및 패드영역에 상기 제1금속전극이 드러나도록 형성된 패드 오픈영역을 포함하여 구성되고, 이와 같은 본 발명은 제1금속전극을 판 형상으로 형성하여 열추출 효과 및 패드 형성의 유연성을 높이고, 제2금속전극을 각 요철의 철(凸)부에 콘택시켜서 결함에 의한 손실을 최소화시키고, 제1, 제2금속전극의 단차를 줄여서 구조적으로 안정된 발광 다이오드를 제공하고, 홀을 제1도전형 질화갈륨층의 깊이 방향까지 식각하여, 제2금속전극과 제1도전형 질화갈륨층의 접촉 면적을 증가시켜서 열추출 효과를 증대시키며, 직렬 다이오드 저항을 줄여서 발열을 억제시킬 수 있다는 효과가 있다.

Description

발광 다이오드 및 그의 제조방법{LIGHT EMITTING DIODE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 발광소자에 관한 것으로서, 특히 발광 다이오드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 발광다이오드(Light Emitting Diode: 이하 LED라고 함)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜 신호를 보내고 받는데, 사용되는 반도체의 일종으로 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용된다.
상기 LED의 동작원리는 특정 원소의 반도체에 순방향 전압을 가하면 양극과 음극(Positive-Negative)의 접합(junction) 부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하는데, 전자와 정공의 결합에 의하여 에너지 준위가 떨어져 빛이 방출 되는 것이다.
또한, LED는 보편적으로 매우 작으며 1㎟이하 크기로 제작되며, 엑폭시 몰드와 리드 프레임 및 PCB에 실장된 구조를 하고 있다. 현재 가장 보편적으로 사용하는 LED는 5㎜(T 1 3/4) 플라스틱 패키지(Package)나 특정 응용 분야에 따라 새로운 형태의 패키지를 개발하고 있다. LED에서 방출하는 빛의 색깔은 반도체 칩 구성원소의 배합에 따라 파장을 만들며 이러한 파장이 빛의 색깔을 결정 짓는다.
특히, LED는 정보 통신 기기의 소형화, 슬림화(slim) 추세에 따라 기기의 각종 부품인 저항, 콘덴서, 노이즈 필터 등은 더욱 소형화되고 있으며 PCB(Printed Circuit Board: 이하 PCB라고 함) 기판에 직접 장착하기 위하여 표면실장소자(Surface Mount Device: SMD)형으로 만들어지고 있다.
이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 SMD 형으로 개발되고 있다. 이러한 SMD는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.
이하, 종래 기술에 따른 발광 다이오드(LED)의 구성에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 단면도이다.
종래의 발광 다이오드는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사파이어 기판(10) 상에 버퍼층(buffer layer)(11), 도핑되지 않은(Undoped) GaN 층(12), N형 질화갈륨층(13), 활성층(14) 및 P형 질화갈륨층(15)이 적층 형성되어 있다.
이때, 상기 사파이어 기판(10)은 Al2O3으로 되어 있고, 상기 버퍼층(11)은 질화갈륨(GaN)으로 형성되어 있고, 상기 활성층(14)은 발광 영역으로서 질화인듐갈륨(InGaN)으로 된 발광체 물질을 첨가한 반도체층으로 구성된다.
그리고, 상기 P형 질화갈륨층(15)은 상기 N형 질화갈륨층(13)과 대조되는 것으로, 상기 N형 질화갈륨층(13)은 외부에 인가되는 전압에 의하여 전자들이 이동하는 것이고, P형 질화갈륨층(15)은 정공(hole)들이 이동하는 것이다.
상기 P형 질화갈륨층(15) 상에는 도면에는 도시되지 않았지만, 투명한 ITO 금속계열의 TM층(TM: Transparent Metal)이 형성되어 있고, 상기 TM(TM: Transparent Metal)층 상부에는 P형 전극이 형성되어 있다.
상기와 같은 종래의 발광 다이오드는, 상기 P형 질화갈륨층(15) 상에 투명한 ITO 금속계열의 TM층(TM: Transparent Metal)이 형성되어 상기 활성층(14)에서 발생하는 광을 투과시켜 외부로 발광하게 된다.
이와 같은 구성을 갖는 종래의 발광 다이오드는, 상기 P형 전극 및 N형 질화갈륨층(15)에 전압을 인가하면 상기 P형 질화갈륨층(15) 및 N형 질화갈륨층(13)으로부터 정공 및 전자가 활성층(14)으로 흘러들어가서 상기 활성층(19)에서 전자-정공의 재결합이 일어나면서 발광을 하게 된다.
이때, 상기 활성층(14)으로부터 발광된 광은 활성층(14)의 위와 아래로 진행하게 되고, 위로 진행된 광은 상기 P형 질화갈륨층(15)과 투명한 TM층을 통하여 밖으로 방출된다.
그리고, 활성층(14)의 아래로 진행된 광은 사파이어 기판(10)의 하부로 빠져나가 발광 다이오드의 패키징시 사용되는 솔더(Solder)에 흡수되거나, 사파이어기 판(10)에서 반사되어 다시 위로 진행하여 활성층(14)에 다시 흡수되기도 하고 TM층을 통하여 밖으로 빠져나오기도 한다.
이와 같이 구동하는 발광 다이오드는 광효율을 향상시키기 위한 기술의 개발이 중요한데, 광효율을 향상시키기 위한 일예로 활성층의 면적을 증가시켜서 광량을 증가시키는 기술이 있다.
하지만, 상술한 바와 같이 발광 다이오드를 사파이어 기판상에 적층 형성할 경우에는 활성층의 면적을 증가시켜서 광량을 증가시키는데 한계가 있다.
또한, 활성층의 면적을 증가시키는 것에 한계가 있기 때문에, 발광 다이오드를 구동함에 따라 발생하는 열을 추출시키는 것에도 한계가 따른다.
종래에는 이와 같이 열추출 효과를 증가시키기 위해서 칩 사이즈를 크게 하기도 하는데, 이 경우 웨이퍼당 제조되는 발광 다이오드의 개수가 감소하여 생산 수율이 저하되는 문제가 있다.
또한, 활성층(14)의 면적을 증가시키기 위해 활성층을 요철형상으로 형성하기도 하는데, 이 경우, N형 질화갈륨층(13) 혹은 P형 질화갈륨층(15)에 인가하는 전극을 공통으로 접합함으로써 직렬형태의 동작구조로 인해 한 발광영역의 결함이 소자 전체에 치명적인 결함으로 발전할 수 있다.
또한, 다이오드의 직렬 저항에 의한 발열 문제가 있으며, 직렬형태의 동작구조로 인해 열을 효과적으로 추출할 수 없다. 그리고, 플립형 패키지의 경우 금속전극의 형성부위의 단차를 유발하여 공정상 난이도를 증가시킬 수 있다.
본 발명은 상기한 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 활성층을 요철모양으로 형성하고, 요철모양의 둘레를 각각 단위 발광영역으로 활용할 수 있는 발광 다이오드 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 발광다이오드를 구동하는 금속전극의 면적을 증가시켜서 열추출 효과를 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 직렬 다이오드(diode) 저항을 줄여서 발열을 억제시킬 수 있는 발광 다이오드 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
삭제
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 패드오픈영역의 제1금속전극과 발광영역의 제2금속전극 간의 단차를 줄여 안정적인 구조를 갖는 발광 다이오드 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발광 다이오드는 기판상에 형성된 버퍼층과; 상기 버퍼층 상에 요철 형상으로 형성된 제1질화갈륨층과; 상기 요철 형상의 제1질화갈륨층 상부 및 측면의 전체를 따라 요철형상을 갖도록 적층 형성된 제1도전형 질화갈륨층과 활성층과 제2도전형 질화갈륨층; 상기 제2도전형 질화갈륨층의 요철 형상의 요(凹)부의 측면 및 그 하면에 요부 형상으로 형성된 제1금속전극과; 상기 제1금속전극의 요(凹)부 내부 및 상기 제1금속전극의 요부 상측을 포함한 상기 제2도전형 질화갈륨층 상에 형성된 절연막과; 상기 제1질화갈륨층의 요철 형상의 각 철(凸)부에 상기 제1도전형 질화갈륨층이 드러나도록 형성된 복수개의 홀과; 상기 제1질화갈륨층의 상기 철부상에 형성된 복수개의 각 홀을 통해 상기 제1도전형 질화갈륨층과 접하도록 상기 절연막상에 형성된 제2금속전극; 및 패드영역에 상기 제1금속전극이 드러나도록 형성된 패드 오픈영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 구성을 갖는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 제조방법은, 기판상에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층상에 요철 형상을 갖는 제1질화갈륨층을 형성하는 단계; 상기 요철 형상의 제1질화갈륨층 상부 및 측면의 전체를 따라 제1도전형 질화갈륨층과 활성층과 제2도전형 질화갈륨층을 요철 형상을 갖도록 적층 형성하는 단계; 상기 제2도전형 질화갈륨층의 요철 형상의 요(凹)부의 측면 및 그 하면에 요부 형상으로 제1금속전극을 형성하는 단계; 상기 제1금속전극의 요(凹)부를 채우도록 제1절연막을 형성하는 단계; 상기 제1질화갈륨층의 요철 형상의 각 철(凸)부에 상기 제1도전형 질화갈륨층이 드러나도록 복수개의 홀을 형성하는 단계; 상기 제1질화갈륨층의 상기 철(凸)부 상에 형성된 복수개의 각 홀을 통해 상기 제1도전형 질화갈륨층과 접촉하도록 상기 절연막상에 제2금속전극을 형성하는 단계; 및 패드영역에 상기 제1금속전극이 드러나도록 패드 오픈영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 발광 다이오드 및 그의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 활성층을 요철형으로 형성하고, 제1금속전극을 요철의 요(凹)부 측면 및 하면에 형성함으로써, 그 면적을 증가시켜서 열추출 효과를 향상시킬 수 있다.
둘째, 활성층을 요철형으로 형성하고, 요철형의 철(凸)부 각각에 제2금속전극이 콘택되어 있으므로 요철 부분의 철(凸)부 둘레면을 단위 발광영역으로 정의하여 사용할 수 있다. 이에 따라서, 발광영역 중, 한, 두영역에 결함이 발생하여도 전체 발광에는 문제가 발생되지 않도록 하여, 결함에 의한 손실을 최소화시킬 수 있다.
셋째, 패드영역에 형성되는 제1금속전극을 요철의 철(凸)부 상면에 형성하여 제1, 제2금속전극의 단차를 줄여서 구조적으로 안정된 발광 다이오드를 형성할 수 있다.
넷째, 홀을 제1도전형 질화갈륨층의 깊이 방향까지 식각하여 형성하면, 제2금속전극과 제1도전형 질화갈륨층의 접촉 면적을 증가시킬 수 있으므로 열추출 효과를 증대시킬 수 있다.
다섯째, 직렬 다이오드 저항을 줄여서 발열을 억제시킬 수 있다.
여섯째, 제1금속전극이 판 형상으로 전영역을 덮고 있으므로, 패드 형성시 유연성을 극대화할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 발광 다이오드의 구조 단면도이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도이다.
도 3은 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ' 선상을 자른 발광 다이오드의 구조 단면도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도이다.
도 6은 도 5a의 Ⅱ-Ⅱ' 선상을 자른 발광 다이오드의 구조 단면도이다.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅲ-Ⅲ' 선상을 자른 발광 다이오드의 구조 단면도이다.
도 10a 내지 도 10g는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 발광 다이오드를 실시예 별로 설명하기로 한다.
제1실시예
본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드는 활성층과 제1금속전극을 요철 모양으로 형성하기 위해서 그 하부의 질화갈륨층을 요철 형상으로 형성하는 구성과, 제1금속전극을 요철의 측면과 하면에 판 형상으로 구성시켜서 접촉 면적을 증가시키는 구성과, 제2금속전극을 요철의 각 돌출 상면에 각각 접촉시켜서 단위 발광영역을 정의한 것에 그 구성적 특징이 있는 것이다.
먼저, 상기와 같은 구성적 특징이 있는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드의 구조에 대하여 설명하기로 한다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도이고, 도 3은 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ' 선상을 자른 발광 다이오드의 구조 단면도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드는, 도 2a와 도 3에 도시한 바와 같이, 사파이어 기판(41) 상에 버퍼층(42)이 형성되어 있고, 버퍼층(42) 상에 상부가 요철 형상을 갖는 저결함 제1질화갈륨층(43)이 증착되어 있다.
이때, 요철 형상을 갖는 상기 제1질화갈륨층(43)의 돌출된 철(凸)부들은 상부에서 본 모습이 삼각, 사각, 오각, 육각과 같은 다면체를 이루거나 원형 또는 라인 형상으로 형성되어 있다.
이때, 다면체, 원형 또는 라인 형상을 갖는 제1질화갈륨층(43)의 철(凸)부들은 규칙적으로 배열되도록 형성하거나 도 2b에 도시한 바와 같이, 크로스형으로 지그재그로 배열시킬 수도 있다. 그리고, 상기 요철의 각도(θ)는 수평기준으로 90°미만이 되도록 형성되어 있다.
이와 같이 제1질화갈륨층(43)을 다면체나 원형이나 라인 형상으로 형성하는 이유는 차후에 활성층의 면적을 증가시키고, 제1금속전극의 접촉면적을 증가시켜서 접촉 저항을 감소시키고, 열발생 효율을 향상시키기 위해서이다.
그리고, 상기 요철 형상을 갖는 상기 제1질화갈륨층(43) 상에 즉, 제1질화갈륨층(43) 상부 및 측면의 전체를 따라 제1도전형 질화갈륨층(45)과 활성층(46)과 제2도전형 질화갈륨층(47)이 차례로 형성되어 있다. 이때, 상기 제1도전형 질화갈륨층(45)과 활성층(46)과 제2도전형 질화갈륨층(47)은 모두 요철 형상을 갖도록 형성되어서 그 표면적이 증가되는 효과가 있다. 상기에서 제2도전형 질화갈륨층(47)은 Mg 성분과 같은 P형 불순물로 도핑되어 있다.
상기에서 제1도전형은 n형을 나타낸 것이고, 제2도전형은 p형을 나타낸 것이다.
그리고, 제2도전형 질화갈륨층(47)의 요철 형상 중 돌출된 상면을 제외한 요(凹)부의 측면과 바닥면을 따라서 판 형상으로 제1금속전극(48)이 형성되어 있고, 상기 요철 형상을 갖는 제1금속전극(48)의 요(凹)부를 메우도록 상기 제1금속전극(48)의 상부에 제1절연막(49)이 형성되어 있다. 이때, 제1금속전극(48)은 저항 값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나를 선택하여 형성되어 있고, 제1절연막(49)은 산화막으로 형성되어 있다.
이와 같은 제1절연막(49)은 돌출 형성된 제1질화갈륨층(43)의 철(凸)부 사이에 형성되어, 후속 공정으로부터 요부의 측면과 바닥면에 제1금속전극(48)을 보호하는 역할을 한다.
그리고, 상기 제1금속전극(48)과 제1절연막(49)을 포함한 요철 상부에는 제2절연막(51)이 증착되어 있다. 이때, 제2절연막(51)은 산화막으로 형성되어 있다.
그리고, 요철 부분의 철(凸)부 상면에는 제1도전형 질화갈륨층(45)이 드러나게 복수개의 홀(52)이 형성되어 있다. 이때, 상기 홀(52)은 제2절연막(51)과 제2도전형 질화갈륨층(47)과 활성층(46)이 차례로 식각되어 형성된 것이다.
그리고, 상기 복수개의 홀(52)의 측면에는 측벽절연막(53)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 복수개의 홀(52)을 통해 제1도전형 질화갈륨층(45)과 접촉하도록 발광영역의 상기 제2절연막(51) 상에 판 형상으로 제2금속전극(54)이 형성되어 있다. 이때, 제2금속전극(54)은 저항 값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나를 선택하여 형성되어 있다.
상기 제1절연막(49)과 제2절연막(51)은 제1금속전극(48)과 제2금속전극(54)을 격리시키는 역할을 한다.
상기 제1도전형 질화갈륨층(45)은 제2금속전극(54)으로 부터 동일 전압을 인가받으며, 제2금속전극(54)이 복수개의 홀(52)을 통해 제1도전형 질화갈륨층(45)과 각각 접촉됨에 의해서 개별 발광 다이오드 영역이 정의된다.
패드영역에는 제1, 제2절연막(49, 51)이 식각되어 제1금속전극(48)이 노출되는 패드 오픈영역(55)이 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 발광 다이오드는, 제1금속전극(48)이 요철 부분의 요(凹)부의 측면 및 하면에서 제2도전형 질화갈륨층(47)과 접촉되어 있고, 제2금속전극(54)은 제1질화갈륨층(43)의 요철 부분 중, 철(凸)부의 각 상면에서 제1도전형 질화갈륨층(45)과 접촉되어 있다.
이와 같이 구성된 제1, 제2금속전극(48, 54)에 전압을 인가하면, 제1질화갈륨층(43)의 요철 부분 즉, 철(凸)부의 양측 하부로 발광이 진행된다. 이때, 철(凸)부의 둘레를 각각 단위 발광영역으로 정의할 수 있다.
이와 같이 요철 부분의 철(凸)부의 둘레를 단위 발광영역으로 사용하면, 발광영역 중, 한, 두영역에 결함이 발생하여도 전체 발광 다이오드가 발광하는데 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다. 그리고, 직렬(Serial) 다이오드 저항을 줄여서 발열을 억제시킬 수도 있다.
다음에, 상기 구조를 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법은, 먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 사파이어 기판(41) 상에 순차적으로 버퍼층(42)과 제1질화갈륨층(43)을 증착시킨다. 이때, 버퍼층(42)은 대략 500~600℃ 범위의 온도에서 형성된 질화갈륨층이고, 제1질화갈륨층(43)은 상기 버퍼층(42) 상에 씨드를 이용하여 성장시킨 저결함 질화갈륨층으로, 도핑이 되어 있지 않거나, 제1도전형 이온으로 도핑되어 있을 수 있다.
다음에, 도 4b에 도시한 바와 같이, 제1질화갈륨층(43) 상에 제1감광막(44)을 도포한 후, 포토리소그라피 공정으로 노광 및 현상하여 선택적으로 패터닝한다. 이때, 제1감광막(44)은 상부에서 본 모습이 삼각, 사각, 오각, 육각과 같은 다면체나 원형 또는 라인 형상의 독립된 패턴을 갖는 마스크를 이용하여 패터닝한다.
상기에서 제1감광막(44)을 패터닝하는 마스크는 규칙적으로 배열되어 있거나, 크로스형으로 배열되어 있을 수 있다.
이후에, 패터닝된 제1감광막(44)을 마스크로 노출된 상기 제1질화갈륨층(43)을 0~5㎛ 정도 남도록 식각하여 그 상부에 요철 형상을 형성한다. 이때, 제1질화갈륨층(43)은 사파이어 기판(41)이 드러나도록 식각할 수도 있다.
그리고, 상부가 요철 형상을 갖도록 제1질화갈륨층(43)을 식각한 후에는 패터닝된 제1감광막(44)을 제거한다. 이때, 상기 요철의 각도(θ)는 수평기준으로 90°미만이 되도록 형성한다.
상기와 같은 공정을 진행하면, 상기 제1질화갈륨층(43)의 돌출된 철(凸)부들은 상부에서 본 모습이 삼각, 사각, 오각, 육각과 같은 다면체를 이루거나 원형 또는 라인 형상을 이루도록 형성된다. 이와 같이 제1질화갈륨층(43)을 다면체나 원형이나 라인 형상으로 형성하는 이유는 차후에 활성층의 면적을 증가시키고, 제1금속전극의 접촉면적을 증가시켜서 접촉 저항을 감소시키고, 열발생 효율을 향상시키기 위해서이다.
이때, 제1질화갈륨층(43)의 철(凸)부들은 규칙적으로 배열시키거나 크로스형으로 지그재그로 형성할 수 있다.
다음에, 도 4c에 도시한 바와 같이, 요철 형상을 갖는 상기 제1질화갈륨층(43) 상에 즉, 제1질화갈륨층(43)의 상부 및 측면의 전체를 따라 제1도전형 질화갈륨층(45)과 활성층(46)과 제2도전형 질화갈륨층(47)을 차례로 형성시킨다. 이와 같이 형성된 제1도전형 질화갈륨층(45)과 활성층(46)과 제2도전형 질화갈륨층(47)은 모두 요철 형상을 갖도록 형성되어서 그 표면적이 증가되는 효과가 있다. 상기에서 제2도전형 질화갈륨층(47)은 Mg 성분과 같은 P형 불순물로 도핑되어 있다.
상기에서 제1도전형은 n형을 나타낸 것이고, 제2도전형은 p형을 나타낸 것이다.
이후에, 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 요철 형상을 갖는 상기 제2도전형 질화갈륨층(47) 상에 제1금속전극(48)을 증착시킨다. 그리고, 상기 요철 형상을 갖는 제1금속전극(48)의 요(凹)부를 메우도록 상기 제1금속전극(48)의 상부에 제1절연막(49)을 증착한다. 이때, 제1절연막(49)은 산화막으로 형성할 수 있다. 이때, 제1금속전극(48)은 저항 값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나를 선택하여 형성한다. 이와 같이 제1금속전극(48)을 반사율이 높은 금속으로 형성하면, 차후에 발광 동작시 발광 효율을 높일 수 있다.
다음에, 상기 제1절연막(49) 상에 제2감광막(50)을 도포한 후, 포토리소그라피 공정으로 노광 및 현상하여 선택적으로 제2감광막(50)을 패터닝한다.
이후에, 패터닝된 제2감광막(50)을 마스크로 제2도전형 질화갈륨층(47)이 드러날 때까지 노출된 제1절연막(49)과 제1금속전극(48)을 식각한다.
이에 의해서, 제1금속전극(48)은 제2도전형 질화갈륨층(47)의 요철 형상 중 돌출된 상면을 제외한 요(凹)부의 측면과 바닥면을 따라서 판 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 제1절연막(49)은 요(凹)부의 내부를 메우고 있다. 이와 같은 제1절연막(49)은 돌출 형성된 제1질화갈륨층(43)의 철(凸)부 사이(즉, 요(凹)부 내부)에 형성되어 있다.
이때, 발광영역을 제외한 패드영역에는 제1금속전극(48)과 제1절연막(49)이 남아 있다. 이후에, 제2감광막(50)을 제거한다.
다음에, 도 4e에 도시한 바와 같이, 제1금속전극(48)과 제1절연막(49)상에 제2절연막(51)을 증착한다. 이때, 제2절연막(51)은 산화막으로 형성한다.
이후에, 도 4f에 도시한 바와 같이, 요철 부분의 철(凸)부 상면에 형성된 제2절연막(51)과 제2도전형 질화갈륨층(47)과 활성층(46)을 차례대로 식각하여, 요철 부분의 철(凸)부 각각의 상면에 복수개의 홀(52)을 형성한다. 이와 같이 홀(52)을 형성하면, 이를 통해 요철 부분의 철(凸)부 상면의 상기 제1도전형 질화갈륨층(45)이 드러나게 된다.
다음에, 상기 복수개의 홀(52)을 포함한 제2절연막(51) 상부에 제3절연막(미도시)을 증착한 후, 에치백 공정을 진행하여 복수개의 홀(52)의 측면에 각각 측벽절연막(53)을 형성한다.
이후에, 도 4g에 도시한 바와 같이, 상기 홀(52)을 포함한 상기 제2절연막(51) 상부에 제2금속전극(54)을 증착한다. 그리고, 발광영역을 제외한 패드영역의 제2금속전극(54)을 식각하는 공정을 진행한다. 이때, 제2금속전극(54)은 저항 값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나를 선택하여 형성한다.
상기 제1절연막(49)과 제2절연막(51)은 제1금속전극(48)과 제2금속전극(54)을 격리시키는 역할을 한다.
이에 의해서, 제2금속전극(54)은 복수개의 홀(52)을 통해 드러난 제1도전형 질화갈륨층(45)과 접촉하고 있다. 즉, 제1도전형 질화갈륨층(45)은 제2금속전극(54)으로부터 동일 전압을 인가받으며, 전체 발광영역에 제2금속전극(54)이 판 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 제2금속전극(54)이 복수개의 홀(52)을 통해 제1도전형 질화갈륨층(45)과 각각 접촉됨에 의해서 개별 발광 다이오드 영역이 정의된다.
다음에, 사진식각 공정으로 패드영역의 제1, 제2절연막(49, 51)을 식각하여 제1금속전극(48)이 오픈되도록 패드 오픈영역(55)을 형성한다.
이와 같이 발광 다이오드를 형성하면, 제1금속전극(48)은 요철 부분의 요(凹)부의 측면 및 하면에서 제2도전형 질화갈륨층(47)과 접촉되어 있고, 제2금속전극(54)은 제1질화갈륨층(43)의 요철 부분 중, 철(凸)부의 상면에서 제1도전형 질화갈륨층(45)과 접촉되어 있다.
이와 같이 구성된 제1, 제2금속전극(48, 54)에 전압을 인가하면, 제1질화갈륨층(43)의 요철 부분 즉, 철(凸)부의 둘레 하부로 발광이 진행된다. 이때, 철(凸)부의 둘레를 각각 단위 발광영역으로 정의할 수 있다.
이와 같이 요철 부분의 철(凸)부의 둘레를 단위 발광영역으로 사용하면, 발광영역 중, 한, 두영역에 결함이 발생하여도 전체 불량으로 직결되지 않도록 할 수 있다. 그리고, 직렬(Serial) 다이오드 저항을 줄여서 발열을 억제시킬 수도 있다.
제2실시예
본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드에서, 발광영역은 제1실시예와 동일하게 구성하고, 패드영역은 요철 형상의 볼록부분인 철(凸)부 상에 형성하여 제1, 제2금속전극의 단차를 줄인 것에 그 구성적 특징이 있다.
먼저, 상기와 같은 구성적 특징을 갖는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드의 구조에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도이고, 도 6은 도 5a의 Ⅱ-Ⅱ' 선상을 자른 발광 다이오드의 구조 단면도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드는, 도 5a와 도 6에 도시한 바와 같이, 사파이어 기판(141) 상에 버퍼층(142)이 형성되어 있고, 버퍼층(142) 상에 상부가 요철 형상을 갖는 저결함 제1질화갈륨층(143)이 증착되어 있다.
이때, 상기 저결함 제1질화갈륨층(143)은 발광영역에서는 요철 형상으로 구성되어 있고, 패드영역에서는 요철 형상의 철(凸)부와 평행한 높이를 갖도록 구성되어 있다.
이때, 요철 형상을 갖는 상기 제1질화갈륨층(143)의 돌출된 철(凸)부들은 상부에서 본 모습이 삼각, 사각, 오각, 육각과 같은 다면체를 이루거나 원형 또는 라인 형상으로 형성되어 있다.
이때, 다면체, 원형 또는 라인 형상을 갖는 제1질화갈륨층(143)의 철(凸)부들은 도 5a에서와 같이 규칙적으로 배열되도록 형성하거나, 도 5b에 도시한 바와 같이, 크로스형으로 지그재그로 배열되도록 할 수도 있다. 참고로, 도 5b에 도시한 바와 같이 패드영역을 형성할 제1질화갈륨층(143)의 철(凸)부는 발광영역 내에서 패드영역으로 연장될 수도 있고, 패드영역에만 구성될 수도 있다.
또한, 상기 요철의 각도(θ)는 수평기준으로 90°미만이 되도록 형성되어 있다.
이와 같이 제1질화갈륨층(143)을 다면체나 원형이나 라인 형상으로 형성하는 이유는 차후에 활성층의 면적을 증가시키고, 제1금속전극의 접촉면적을 증가시켜서 접촉 저항을 감소시키고, 열발생 효율을 향상시키기 위해서이다.
그리고, 상기 요철 형상을 갖는 상기 제1질화갈륨층(143) 상에 즉, 제1질화갈륨층(143)의 상부 및 측면의 전체를 따라 제1도전형 질화갈륨층(145)과 활성층(146)과 제2도전형 질화갈륨층(147)이 차례로 형성되어 있다. 이때, 상기 제1도전형 질화갈륨층(145)과 활성층(146)과 제2도전형 질화갈륨층(147)은 발광영역에서는 모두 요철 형상을 갖도록 형성되어서 그 표면적이 증가되는 효과가 있고, 패드영역에서는 철(凸)부 상에 형성되어서 차후에, 제1, 제2금속전극의 단차를 줄여주는 역할을 할 수 있다.
상기에서 제2도전형 질화갈륨층(147)은 Mg 성분과 같은 P형 불순물로 도핑되어 있다.
상기에서 제1도전형은 n형을 나타낸 것이고, 제2도전형은 p형을 나타낸 것이다.
그리고, 제2도전형 질화갈륨층(147)의 요철 형상 중 돌출된 상면을 제외한 요(凹)부의 측면과 바닥면을 따라서 판 형상으로 제1금속전극(148)이 형성되어 있고, 상기 요철 형상을 갖는 제1금속전극(148)의 요(凹)부를 메우도록 상기 제1금속전극(148)의 상부에 제1절연막(149)이 형성되어 있다.
이때, 패드영역의 제2도전형 질화갈륨층(147)상에는 제1금속전극(148)과 제1절연막(149)이 평탄하게 형성되어 있다.
상기 제1금속전극(148)은 저항값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나로 구성되어 있고, 제1절연막(149)은 산화막으로 형성되어 있다.
이와 같은 제1절연막(149)은 돌출 형성된 제1질화갈륨층(143)의 철(凸)부 사이에 형성되어 있다.
그리고, 상기 제1금속전극(148)과 제1절연막(149) 상부에는 제2절연막(151)이 증착되어 있다. 이때, 제2절연막(151)은 산화막으로 형성되어 있다.
그리고, 요철 부분의 철(凸)부 상면에는 제1도전형 질화갈륨층(145)이 드러나게 복수개의 홀(152)이 형성되어 있다. 이때, 상기 홀(152)은 제2절연막(151)과 제2도전형 질화갈륨층(147)과 활성층(146)이 차례로 식각되어 형성된 것이다.
그리고, 상기 복수개의 홀(152)의 측면에는 측벽절연막(153)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 복수개의 홀(152)을 통해 제1도전형 질화갈륨층(145)과 접촉하도록 발광영역의 상기 제2절연막(151) 상에 판 형상으로 제2금속전극(154)이 형성되어 있다. 이때, 제2금속전극(154)은 저항값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나를 선택하여 형성되어 있다.
상기 제1절연막(149)과 제2절연막(151)은 제1금속전극(148)과 제2금속전극(154)을 격리시키는 역할을 한다.
상기 제1도전형 질화갈륨층(145)은 제2금속전극(154)으로 부터 동일 전압을 인가 받으며, 제2금속전극(154)이 복수개의 홀(152)을 통해 제1도전형 질화갈륨층(145)과 각각 접촉됨에 의해서 개별 발광 다이오드 영역이 정의된다.
그리고, 패드영역에는 제1, 제2절연막(149, 151)이 소정 부분 식각되어 제1금속전극(148)이 노출되는 패드 오픈영역(155)이 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 발광 다이오드는, 제1금속전극(148)이 요철 부분의 요(凹)부의 측면 및 하면에서 제2도전형 질화갈륨층(147)과 접촉되어 있고, 제2금속전극(154)은 제1질화갈륨층(143)의 요철 부분 중, 철(凸)부의 상면에서 제1도전형 질화갈륨층(145)과 접촉되어 있다.
이와 같이 구성된 제1, 제2금속전극(148, 154)에 전압을 인가하면, 제1질화갈륨층(143)의 요철 부분 즉, 철(凸)부의 양측 하부로 발광이 진행된다. 이때, 철(凸)부의 둘레를 각각 단위 발광영역으로 정의할 수 있다.
이와 같이 요철 부분의 철(凸)부의 둘레를 단위 발광영역으로 사용하면, 발광영역 중, 한, 두영역에 결함이 발생하여도 전체 발광 다이오드가 발광하는데 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다. 그리고, 직렬(Serial) 다이오드 저항을 줄여서 발열을 억제시킬 수도 있다.
또한, 패드영역 상에 형성되는 제1금속전극(148)을 요철 모양의 철(凸)부 상에 형성하여 패드 오픈영역(155)을 형성시키면, 향후 공정에서 패드 오픈영역(155)의 제1금속전극(148)과 발광영역의 제2금속전극(154) 간의 단차를 줄일 수 있어서 안정된 구조를 제공할 수 있다.
다음에, 상기 구조를 갖는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법은, 먼저, 도 7a에 도시한 바와 같이, 사파이어 기판(141) 상에 순차적으로 버퍼층(142)과 제1질화갈륨층(143)을 증착시킨다. 이때, 버퍼층(142)은 대략 500~600℃ 범위의 온도에서 형성된 질화갈륨층이고, 제1질화갈륨층(143)은 상기 버퍼층(142) 상에 씨드를 이용하여 성장시킨 저결함 질화갈륨층으로, 도핑이 되어 있지 않거나, 제1도전형 이온으로 도핑되어 있을 수 있다.
다음에, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제1질화갈륨층(143) 상에 제1감광막(144)을 도포한 후, 포토리소그라피 공정으로 노광 및 현상하여 선택적으로 제1감광막(144)을 패터닝한다. 이때, 제1감광막(144)은 상부에서 본 모습이 삼각, 사각, 오각, 육각과 같은 다면체나 원형 또는 라인 형상의 독립된 패턴을 갖는 마스크를 이용하여 패터닝한다.
상기에서 제1감광막(144)을 패터닝하는 마스크는 규칙적으로 배열되어 있거나, 크로스형으로 배열되어 있을 수 있다.
이후에, 패터닝된 제1감광막(144)을 마스크로 노출된 상기 제1질화갈륨층(143)이 0~5㎛의 두께가 남도록 식각하여 그 상부에 요철 형상을 형성한다. 이때, 상기 제1질화갈륨층(143)은 사파이어 기판(141)이 드러나도록 식각할 수도 있다. 그리고, 요철의 각도(θ)는 수평기준으로 90°미만이 되도록 형성한다.
그리고, 상기 저결함 제1질화갈륨층(143)은 발광영역에서는 요철 형상을 이루도록 형성하고, 패드영역에서는 요철 형상의 철(凸)부와 동일한 높이를 갖도록 형성한다.
이후에, 패터닝된 제1감광막(144)을 제거한다.
상기와 같은 공정을 진행하면, 상기 제1질화갈륨층(143)의 돌출된 철(凸)부들은 상부에서 본 모습이 삼각, 사각, 오각, 육각과 같은 다면체를 이루거나 원형 또는 라인 형상을 이루도록 형성된다. 이와 같이 제1질화갈륨층(143)을 다면체나 원형이나 라인 형상으로 형성하는 이유는 차후에 활성층의 면적을 증가시키고, 제1금속전극의 접촉면적을 증가시켜서 접촉 저항을 감소시키고, 열발생 효율을 향상시키기 위해서이다.
이때, 제1질화갈륨층(143)의 철(凸)부들은 규칙적으로 배열시키거나 크로스형으로 지그재그로 형성할 수 있다.
다음에, 도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 제1질화갈륨층(143) 상에 즉, 제1질화갈륨층(143)의 상부 및 측면의 전체를 따라 제1도전형 질화갈륨층(145)과 활성층(146)과 제2도전형 질화갈륨층(147)을 차례로 형성시킨다.
이와 같이 형성된 제1도전형 질화갈륨층(145)과 활성층(146)과 제2도전형 질화갈륨층(147)은 발광영역에서는 모두 요철 형상을 갖도록 형성하고, 패드영역에서는 철(凸)부 상에 평탄하게 형성한다.
상기에서 제2도전형 질화갈륨층(147)은 Mg 성분과 같은 P형 불순물로 도핑되어 있다.
상기에서 제1도전형은 n형을 나타낸 것이고, 제2도전형은 p형을 나타낸 것이다.
이후에, 도 7d에 도시한 바와 같이, 상기 요철 형상을 갖는 상기 제2도전형 질화갈륨층(147) 상에 제1금속전극(148)을 증착시킨다. 그리고, 상기 요철 형상을 갖는 제1금속전극(148)의 요(凹)부를 메우도록 상기 제1금속전극(148)의 상부에 제1절연막(149)을 증착한다. 이때, 제1절연막(149)은 산화막으로 형성할 수 있다. 이때, 제1금속전극(148)은 저항값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나를 선택하여 형성한다.
다음에, 상기 제1절연막(149) 상에 제2감광막(150)을 도포한 후, 포토리소그라피 공정으로 노광 및 현상하여 선택적으로 제2감광막(150)을 패터닝한다.
이후에, 패터닝된 제2감광막(150)을 마스크로 제2도전형 질화갈륨층(147)이 드러날 때까지 노출된 제1절연막(149)과 제1금속전극(148)을 식각한다.
이에 의해서, 발광영역에서는 제1금속전극(148)이 제2도전형 질화갈륨층(147)의 요철 형상 중 돌출된 상면을 제외한 요(凹)부의 측면과 바닥면을 따라서 판 형상으로 형성되어 있고, 제1절연막(149)은 요(凹)부의 내부를 메우고 있다. 상기 제1절연막(149)은 돌출 형성된 제1질화갈륨층(143)의 철(凸)부 사이에 형성되어 있다.
그리고, 패드영역에는 제1금속전극(148)과 제1절연막(149)이 제2도전형 질화갈륨층(147) 상부에 남아 있다. 이후에, 제2감광막(150)을 제거한다.
다음에, 도 7e에 도시한 바와 같이, 제1금속전극(148)과 제1절연막(149)상에 제2절연막(151)을 증착한다. 이때, 제2절연막(151)은 산화막으로 형성한다.
이후에, 도 7f에 도시한 바와 같이, 요철 부분의 철(凸)부 상면에 형성된 제2절연막(151)과 제2도전형 질화갈륨층(147)과 활성층(146)을 차례대로 식각하여, 요철 부분의 철(凸)부 각각의 상면에 복수개의 홀(152)을 형성한다. 이와 같이 홀(152)을 형성하면, 이를 통해 요철 부분의 철(凸)부 상면의 상기 제1도전형 질화갈륨층(145)이 드러나게 된다.
다음에, 상기 복수개의 홀(152)을 포함한 제2절연막(151) 상부에 제3절연막(미도시)을 증착한 후, 에치백 공정을 진행하여 복수개의 홀(152)의 측면에 각각 측벽절연막(153)을 형성한다.
이후에, 도 7g에 도시한 바와 같이, 상기 홀(152)을 포함한 상기 제2절연막(151) 상부에 제2금속전극(154)을 증착한다. 그리고, 패드영역의 제2금속전극(154)을 식각하는 공정을 진행한다. 이때, 제2금속전극(154)은 저항값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나를 선택하여 형성한다.
상기 제1절연막(149)과 제2절연막(151)은 제1금속전극(148)과 제2금속전극(154)을 격리시키는 역할을 한다.
이에 의해서, 제2금속전극(154)은 복수개의 홀(152)을 통해서 요철의 철(凸)부 상면의 제1도전형 질화갈륨층(145)과 각각 접촉하고 있다. 즉, 제1도전형 질화갈륨층(145)은 제2금속전극(154)으로 부터 동일 전압을 인가받으며, 전체 발광영역에 제2금속전극(154)이 판 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 제2금속전극(154)이 복수개의 홀(152)을 통해 제1도전형 질화갈륨층(145)과 각각 접촉됨에 의해서 개별 발광 다이오드 영역이 정의된다.
다음에, 사진식각 공정으로 패드영역의 제1, 제2절연막(149, 151)을 식각하여 제1금속전극(148)이 오픈되도록 패드 오픈영역(155)을 형성시킨다.
이와 같이 발광 다이오드를 형성하면, 제1금속전극(148)은 요철 부분의 요(凹)부의 측면 및 하면에서 제2도전형 질화갈륨층(147)과 접촉되어 있고, 제2금속전극(154)은 제1질화갈륨층(143)의 요철 부분 중, 복수개의 철(凸)부 상면의 제1도전형 질화갈륨층(145)과 각각 접촉되어 있다.
이와 같이 구성된 제1, 제2금속전극(148, 154)에 전압을 인가하면, 제1질화갈륨층(143)의 철(凸)부의 둘레 하부로 발광이 진행된다. 이때, 철(凸)부의 둘레를 각각 단위 발광영역으로 정의할 수 있다.
이와 같이 요철 부분의 철(凸)부의 둘레를 단위 발광영역으로 사용하면, 발광영역 중, 한, 두영역에 결함이 발생하여도 전체 불량으로 직결되지 않도록 할 수 있다. 그리고, 직렬(Serial) 다이오드 저항을 줄여서 발열을 억제시킬 수도 있다.
또한, 패드영역 상에 형성되는 제1금속전극을 요철 모양의 철(凸)부 상면에 형성하면, 차후에 패드 오픈영역(155)의 제1금속전극(148)과 발광영역의 제2금속전극(154) 간의 단차를 줄일 수 있어서 안정된 구조를 제공할 수 있다.
제3실시예
본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드에서, 발광영역은 제1질화갈륨층을 불순물을 포함한 요철층으로 형성하여 그 상부에 활성층을 형성하고, 제2금속전극과 콘택되는 홀을 제1질화갈륨층의 깊이 방향으로 추가로 깊게 식각하여 형성하는 것에 그 구성적 특징이 있고, 패드영역을 요철 형상의 볼록부분인 철(凸)부와 동일 높이에 형성하여 제1, 제2금속전극의 단차를 줄인 것에 그 구성적 특징이 있다.
먼저, 상기와 같은 구성적 특징을 갖는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드의 구조에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도이고, 도 9는 도 8a의 Ⅲ-Ⅲ' 선상을 자른 발광 다이오드의 구조 단면도이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드는, 도 8a와 도 9에 도시한 바와 같이, 사파이어 기판(241) 상에 버퍼층(242)이 형성되어 있고, 버퍼층(242) 상에 상부가 요철 형상을 갖는 제1질화갈륨층(243)이 증착되어 있다. 이때, 상기 요철의 각도는 수평기준으로 90°미만이 되도록 형성되어 있다.
이때, 상기 제1질화갈륨층(243)은 발광영역에서는 요철 형상으로 구성되어 있고, 패드영역에서는 요철 형상의 철(凸)부와 동일한 높이를 갖도록 구성되어 있다.
이때, 요철 형상을 갖는 상기 제1질화갈륨층(243)의 돌출된 철(凸)부들은 상부에서 본 모습이 삼각, 사각, 오각, 육각과 같은 다면체를 이루거나 원형 또는 라인 형상으로 형성되어 있다.
이때, 다면체, 원형 또는 라인 형상을 갖는 제1질화갈륨층(243)의 철(凸)부들은 도 8a에서와 같이 규칙적으로 배열되도록 형성하거나 도 8b에 도시한 바와 같이, 크로스형으로 지그재그로 배열되도록 할 수도 있다.
이와 같이 제1질화갈륨층(243)을 다면체나 원형이나 라인 형상으로 형성하는 이유는 차후에 활성층의 면적을 증가시키고, 제1금속전극의 접촉면적을 증가시켜서 접촉 저항을 감소시키고, 열발생 효율을 향상시키기 위해서이다.
그리고, 상기 요철 형상을 갖는 상기 제1질화갈륨층(243) 상에 즉, 제1질화갈륨층(243)의 상부 및 측면의 전체를 따라 제1도전형 질화갈륨층(245)와 활성층(246)과 제2도전형 질화갈륨층(247)이 차례로 형성되어 있다. 이때, 상기 제1도전형 질화갈륨층(245)과 활성층(246)과 제2도전형 질화갈륨층(247)은 발광영역에서는 모두 요철 형상을 갖도록 형성되어서 그 표면적이 증가되는 효과가 있고, 패드영역에서는 철(凸)부 상에 평탄하게 형성되어 있다.
상기에서 제1질화갈륨층(243)은 제1도전형으로 도핑되어 있다. 그리고, 제2도전형 질화갈륨층(247)은 Mg 성분과 같은 P형 불순물로 도핑되어 있다.
상기에서 제1도전형은 n형을 나타낸 것이고, 제2도전형은 p형을 나타낸 것이다.
그리고, 제2도전형 질화갈륨층(247)의 요철 형상 중 돌출된 상면을 제외한 요(凹)부의 측면과 바닥면을 따라서 판 형상으로 제1금속전극(248)이 형성되어 있고, 상기 요철 형상을 갖는 제1금속전극(248)의 요(凹)부를 메우도록 상기 제1금속전극(248)의 상부에 제1절연막(249)이 형성되어 있다.
이때, 패드영역의 제2도전형 질화갈륨층(247) 상에는 제1금속전극(248)과 제1절연막(249)이 평탄하게 형성되어 있다.
상기 제1금속전극(248)은 저항값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나로 구성되어 있고, 제1절연막(249)은 산화막으로 형성되어 있다.
이와 같은 제1절연막(249)은 돌출 형성된 제1질화갈륨층(243)의 철(凸)부 사이(요(凹)부 내부)에 형성되어 있다.
그리고, 상기 제1금속전극(248)과 제1절연막(249) 상부에는 제2절연막(251)이 증착되어 있다. 이때, 제2절연막(251)은 산화막으로 형성되어 있다.
그리고, 요철 부분의 철(凸)부에는 제2절연막(251)과 제2도전형 질화갈륨층(247)과 활성층(246)이 식각된 제1홀(252a)이 형성되어 있고, 제1홀(252a)의 측면에는 측벽절연막(253)이 형성되어 있고, 요철 부분의 철(凸)부에 제1도전형 질화갈륨층(245)과 제1질화갈륨층(243)이 깊이 방향으로 식각된 복수개의 제2홀(252b)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 복수개의 제2홀(252b)을 통해 제1질화갈륨층(243)과 제1도전형 질화갈륨층(245)과 접촉하도록 발광영역의 상기 제2절연막(251) 상에 판 형상으로 제2금속전극(254)이 형성되어 있다. 이때, 제2홀(252b)은 제1질화갈륨층(243)의 깊이 방향으로 깊게 패여 있고, 상기 제2금속전극(254)은 제2홀(252b)의 내부를 채우도록 형성되어 있으므로, 제2금속전극(254)이 제1질화갈륨층(243)과 접촉하는 면적이 더 넓어진다.
상기 제2금속전극(254)은 저항 값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나를 선택하여 형성되어 있다.
상기 제1절연막(249)과 제2절연막(251)은 제1금속전극(248)과 제2금속전극(254)을 격리시키는 역할을 한다.
상기 제1질화갈륨층(243)과 제1도전형 질화갈륨층(245)은 제2금속전극(254)으로 부터 동일 전압을 인가 받으며, 제2금속전극(254)이 복수개의 제2홀(252b)들을 통해 제1질화갈륨층(243)과 제1도전형 질화갈륨층(245)과 접촉됨에 의해서 개별 발광 다이오드 영역이 정의된다.
그리고, 패드영역에는 제1, 제2절연막(249, 251)이 소정 부분 식각되어 제1금속전극(248)이 노출되는 패드 오픈영역(255)이 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 발광 다이오드는, 제1금속전극(248)이 요철 부분의 요(凹)부의 측면 및 하면에서 제2도전형 질화갈륨층(247)과 접촉되어 있고, 제2금속전극(254)은 제1질화갈륨층(243)의 요철 부분 중, 철(凸)부에 형성된 제2홀(252b)을 통해서 제1질화갈륨층(243)과 제1도전형 질화갈륨층(245)과 접촉되어 있다.
이와 같이 구성된 제1, 제2금속전극(248, 254)에 전압을 인가하면, 제1질화갈륨층(243)의 요철 부분 즉, 철(凸)부의 둘레 하부로 발광이 진행된다. 이때, 철(凸)부의 둘레가 각각 단위 발광영역으로 정의된다.
이와 같이 요철 부분의 철(凸)부의 둘레를 단위 발광영역으로 사용하면, 발광영역 중, 한, 두영역에 결함이 발생하여도 전체 발광 다이오드가 발광하는데 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다. 그리고, 직렬(Serial) 다이오드 저항을 줄여서 발열을 억제시킬 수도 있다.
또한, 패드영역에 형성되는 제1금속전극(248)을 요철 모양의 철(凸)부 상면과 동일 높이에 형성하면, 차후에 패드 오픈영역(255)의 제1금속전극(248)과 발광영역의 제2금속전극(254) 간의 단차를 줄일 수 있어서 안정된 구조를 제공할 수 있다.
다음에, 상기 구조를 갖는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 10a 내지 도 10g는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법은, 먼저, 도 10a에 도시한 바와 같이, 사파이어 기판(241) 상에 순차적으로 버퍼층(242)과 제1질화갈륨층(243)을 증착시킨다. 이때, 버퍼층(242)은 대략 500~600℃ 범위의 온도에서 형성된 질화갈륨층이고, 제1질화갈륨층(243)은 제1도전형으로 도핑되어 있다.
다음에, 도 10b에 도시한 바와 같이, 제1질화갈륨층(243) 상에 제1감광막(244)을 도포한 후, 포토리소그라피 공정으로 노광 및 현상하여 선택적으로 제1감광막(244)을 패터닝한다. 이때, 제1감광막(244)은 상부에서 본 모습이 삼각, 사각, 오각, 육각과 같은 다면체나 원형 또는 라인 형상의 독립된 패턴을 갖는 마스크를 이용하여 패터닝한다.
상기에서 제1감광막(244)을 패터닝하는 마스크는 규칙적으로 배열되어 있거나, 크로스형으로 배열되어 있을 수 있다.
이후에, 패터닝된 제1감광막(244)을 마스크로 노출된 상기 제1질화갈륨층(243)을 0~5㎛의 두께 남도록 식각하여 그 상부에 요철 형상을 형성한다. 이때, 제1질화갈륨층(243)은 사파이어 기판(241)이 노출되도록 식각할 수도 있다.
이때, 상기 제1질화갈륨층(243)은 발광영역에는 요철 형상을 이루도록 형성하고, 패드영역에는 요철 형상의 철(凸)부와 평행한 높이를 갖도록 형성한다. 그리고, 상기 요철의 각도(θ)는 수평기준으로 90°미만이 되도록 형성한다.
이후에, 패터닝된 제1감광막(244)을 제거한다.
상기와 같은 공정을 진행하면, 상기 제1질화갈륨층(243)의 돌출된 철(凸)부들은 상부에서 본 모습이 삼각, 사각, 오각, 육각과 같은 다면체를 이루거나 원형 또는 라인 형상을 이루도록 형성된다. 이와 같이 제1질화갈륨층(243)을 다면체나 원형이나 라인 형상으로 형성하는 이유는 차후에 활성층의 면적을 증가시키고, 제1금속전극의 접촉면적을 증가시켜서 접촉 저항을 감소시키고, 열발생 효율을 향상시키기 위해서이다.
이때, 제1질화갈륨층(243)의 철(凸)부들은 규칙적으로 배열시키거나 크로스형으로 지그재그로 형성시킬 수 있다.
다음에, 도 10c에 도시한 바와 같이, 상기 제1질화갈륨층(243) 상에 즉, 제1질화갈륨층(243)의 상부 및 측면의 전체를 따라 제1도전형 질화갈륨층(245)과 활성층(246)과 제2도전형 질화갈륨층(247)을 차례로 형성시킨다.
이와 같이 형성된 제1질화갈륨층(243)과 제1도전형 질화갈륨층(245)과 활성층(246)과 제2도전형 질화갈륨층(247)은 발광영역에서는 모두 요철 형상을 갖도록 형성하고, 패드영역에서는 제1질화갈륨층(243)의 철(凸)부 상에 평탄하게 형성한다. 이때, 발광영역에 제1질화갈륨층(243)과 제1도전형 질화갈륨층(245)과 활성층(246)과 제2도전형 질화갈륨층(247)을 요철로 형성하면, 그 표면적이 증가되는 효과가 있다.
상기에서 제2도전형 질화갈륨층(247)은 Mg 성분과 같은 P형 불순물로 도핑하여 형성한다.
상기에서 제1도전형은 n형을 나타낸 것이고, 제2도전형은 p형을 나타낸 것이다.
이후에, 도 10d에 도시한 바와 같이, 상기 요철 형상을 갖는 상기 제2도전형 질화갈륨층(247) 상에 제1금속전극(248)을 증착시킨다. 그리고, 상기 요철 형상을 갖는 제1금속전극(248)의 요(凹)부를 메우도록 상기 제1금속전극(248)의 상부에 제1절연막(249)을 증착한다. 이때, 제1절연막(249)은 산화막으로 형성할 수 있다. 이때, 제1금속전극(248)은 저항값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나를 선택하여 형성한다.
다음에, 상기 제1절연막(249) 상에 제2감광막(250)을 도포한 후, 포토리소그라피 공정으로 노광 및 현상하여 선택적으로 제2감광막(250)을 패터닝한다.
이후에, 패터닝된 제2감광막(250)을 마스크로 제2도전형 질화갈륨층(247)이 드러날 때까지 노출된 제1절연막(249)과 제1금속전극(248)을 식각한다.
이에 의해서, 발광영역에서는 제1금속전극(248)이 제2도전형 질화갈륨층(247)의 요철 형상 중 돌출된 상면을 제외한 요(凹)부의 측면과 바닥면을 따라서 판 형상으로 형성되어 있고, 제1절연막(249)은 요(凹)부의 내부를 메우고 있다. 상기 제1절연막(249)은 돌출 형성된 제1질화갈륨층(243)의 철(凸)부 사이에 형성되어 있다.
그리고, 패드영역에는 제1금속전극(248)과 제1절연막(249)이 제2도전형 질화갈륨층(247) 상부에 남아 있다. 이후에, 제2감광막(250)을 제거한다.
다음에, 도 10e에 도시한 바와 같이, 제1금속전극(248)과 제1절연막(249)을 포함한 제2도전형 질화갈륨층(247)상에 제2절연막(251)을 증착한다. 이때, 제2절연막(251)은 산화막으로 형성한다.
이후에, 도 10f에 도시한 바와 같이, 요철 부분의 철(凸)부 상에 형성된 제2절연막(251)과 제2도전형 질화갈륨층(247)과 활성층(246)을 차례대로 식각하여 제1도전형 질화갈륨층(245)이 드러나도록 복수개의 제1홀(252a)들을 형성한다.
다음에, 상기 복수개의 제1홀(252a)들을 포함한 제2절연막(251) 상부에 제3절연막(미도시)을 증착한 후, 에치백 공정을 진행하여 복수개의 제1홀(252a)의 측면에 측벽절연막(253)을 형성한다.
이후에, 도 10g에 도시한 바와 같이, 측벽절연막(253)과 제2절연막(251)을 마스크로 제1홀(252a) 하부의 제1도전형 질화갈륨층(245)과 제1질화갈륨층(243)을 차례로 식각하여, 제1질화갈륨층(243)의 철(凸)부 각각에 깊이 방향으로 추가로 식각된 복수개의 제2홀(252b)을 형성한다. 이와 같이 제2홀(252b)을 추가 식각으로 형성하면 제1질화갈륨층(243)과 제2금속전극(254)의 접촉 면적이 증가하여 열추출 효과를 향상시킬 수 있다.
다음에, 상기 제2홀(252b)을 포함한 상기 제2절연막(251) 상부에 제2금속전극(254)을 증착한다.
이후에, 사진식각 공정으로 발광영역을 제외한 패드영역의 제2금속전극(254)을 식각하는 공정을 진행한다. 이때, 제2금속전극(254)은 저항값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나를 선택하여 형성한다.
상기 제1절연막(249)과 제2절연막(251)은 제1금속전극(248)과 제2금속전극(254)을 격리시키는 역할을 한다.
상기 제2금속전극(254)은 복수개의 제2홀(252b)들을 통해서 각각 제1질화갈륨층(243)과 제1도전형 질화갈륨층(245)과 접촉하고 있다. 그리고, 상기 제1질화갈륨층(243)과 제1도전형 질화갈륨층(245)은 제2금속전극(254)으로 부터 동일 전압을 인가받아 구동하며, 제2금속전극(254)은 전체 발광영역에 판 형상으로 형성되어 있다. 이와 같이, 제2금속전극(254)이 복수개의 제2홀(252b)을 통해 각각 제1질화갈륨층(243)과 제1도전형 질화갈륨층(245)과 접촉됨에 의해서 개별 발광 다이오드 영역이 정의된다.
다음에, 사진식각 공정으로 패드영역의 제1, 제2절연막(249, 251)을 식각하여 제1금속전극(248)이 오픈되도록 패드 오픈영역(255)을 형성시킨다.
이와 같이 발광 다이오드를 형성하면, 제1금속전극(248)은 요철 부분의 요(凹)부의 측면 및 하면에서 제2도전형 질화갈륨층(247)과 접촉되어 있고, 제2금속전극(254)은 제2홀(252b)을 통해서 제1질화갈륨층(243)과 제1도전형 제2질화갈륨층(245)과 접촉되어 있다.
이와 같이 구성된 제1, 제2금속전극(248, 254)에 전압을 인가하면, 제1질화갈륨층(243)의 철(凸)부 둘레 하부로 발광이 진행된다. 이때, 철(凸)부의 둘레를 각각 단위 발광영역으로 정의할 수 있다.
이와 같이 요철 부분의 철(凸)부의 둘레를 단위 발광영역으로 사용하면, 발광영역 중, 한, 두영역에 결함이 발생하여도 전체 불량으로 직결되지 않도록 할 수 있다. 그리고, 직렬(Serial) 다이오드 저항을 줄여서 발열을 억제시킬 수도 있다.
그리고, 제2금속전극(254)을 제2홀(252b)에 깊게 형성하면, 복수개의 철(凸)부에서 깊이 방향으로 제1질화갈륨층(243)과 제2금속전극(254)간의 각각 접촉 면적을 증가시켜서 열추출 효과를 극대화 할 수 있다.
또한, 패드영역을 요철 모양의 철(凸)부와 평행하게 형성하고, 제1금속전극을 철(凸)부의 상면에 형성하면, 향후 공정에서 패드 오픈영역(255)의 제1금속전극(248)과 발광영역의 제2금속전극(254) 간의 단차를 줄일 수 있어서 안정된 구조를 제공할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아니다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 예에 의해서가 아니라 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
41, 141, 241 : 사파이어 기판 42, 142, 242 : 버퍼층
43, 143, 243 : 제1질화갈륨층 44, 144, 244 : 제1감광막
45, 145, 245 : 제1도전형 질화갈륨층 46, 146, 246 : 활성층
47, 147, 247 : 제2도전형 질화갈륨층 48, 148, 248 : 제1금속전극
49, 149, 249 : 제1절연막 50, 150, 250 : 제2감광막
51, 151, 251 : 제2절연막 52, 152 : 홀
53, 153, 253 : 측벽절연막 54, 154, 254 : 제2금속전극
55, 155, 255 : 패드 오픈영역 252a : 제1홀
252b : 제2홀

Claims (23)

  1. 기판상에 형성된 버퍼층과;
    상기 버퍼층 상에 요철 형상으로 형성된 제1질화갈륨층과;
    상기 요철 형상의 제1질화갈륨층 상부 및 측면의 전체를 따라 요철형상을 갖도록 적층 형성된 제1도전형 질화갈륨층과 활성층과 제2도전형 질화갈륨층;
    상기 제2도전형 질화갈륨층의 요철 형상의 요(凹)부의 측면 및 그 하면에 요부 형상으로 형성된 제1금속전극과;
    상기 제1금속전극의 요(凹)부 내부 및 상기 제1금속전극의 요부 상측을 포함한 상기 제2도전형 질화갈륨층 상에 형성된 절연막과;
    상기 제1질화갈륨층의 요철 형상의 각 철(凸)부에 상기 제1도전형 질화갈륨층이 드러나도록 형성된 복수개의 홀과;
    상기 제1질화갈륨층의 상기 철부상에 형성된 복수개의 각 홀을 통해 상기 제1도전형 질화갈륨층과 접하도록 상기 절연막상에 형성된 제2금속전극; 및
    패드영역에 상기 제1금속전극이 드러나도록 형성된 패드 오픈영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1질화갈륨층의 요철 형상 중 철(凸)부의 상부에서 본 모습은 삼각, 사각, 오각 또는 육각과 같은 다면체를 이루거나 원형 또는 라인 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1도전형 질화갈륨층의 요철 형상 중 철(凸)부들은 규칙적으로 배열되어 있거나 크로스형으로 즉, 지그재그로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 요철의 각도는 수평기준으로 90°미만인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속전극은 상기 제2도전형 질화갈륨층의 요철 형상중 요(凹)부의 측면과 바닥면을 따라서 판 형상으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 홀의 측면에는 측벽절연막이 형성되어 있음을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 홀은 상기 제1질화갈륨층의 각 철(凸)부가 깊이 방향으로 추가 식각되어 형성되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2금속전극은 상기 복수개의 홀을 통해 상기 제1도전형 질화갈륨층과 접촉하도록 판 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1질화갈륨층은 제1도전형으로 도핑되어 있거나 도핑되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  10. 제1항, 제7항, 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2금속전극은 상기 복수개의 홀을 통해 상기 제1도전형으로 도핑되어 있는 제1질화갈륨층과 깊이 방향으로 접촉하도록 발광영역에 판 형상으로 형성되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 패드영역 및 상기 패드 오픈영역은 상기 요철 형상을 갖는 제1질화갈륨층의 요(凹)부 또는 철(凸)부 상에 형성될 수 있음을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  12. 기판상에 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 버퍼층상에 요철 형상을 갖는 제1질화갈륨층을 형성하는 단계;
    상기 요철 형상의 제1질화갈륨층 상부 및 측면의 전체를 따라 제1도전형 질화갈륨층과 활성층과 제2도전형 질화갈륨층을 요철 형상을 갖도록 적층 형성하는 단계;
    상기 제2도전형 질화갈륨층의 요철 형상의 요(凹)부의 측면 및 그 하면에 요부 형상으로 제1금속전극을 형성하는 단계;
    상기 제1금속전극의 요(凹)부를 채우도록 제1절연막을 형성하는 단계;
    상기 제1질화갈륨층의 요철 형상의 각 철(凸)부에 상기 제1도전형 질화갈륨층이 드러나도록 복수개의 홀을 형성하는 단계;
    상기 제1질화갈륨층의 상기 철(凸)부 상에 형성된 복수개의 각 홀을 통해 상기 제1도전형 질화갈륨층과 접촉하도록 상기 절연막상에 제2금속전극을 형성하는 단계; 및
    패드영역에 상기 제1금속전극이 드러나도록 패드 오픈영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1질화갈륨층을 요철 형상으로 형성하는 방법은,
    상기 제1질화갈륨층 상에 제1감광막을 도포하는 단계,
    상부에서 본 모습이 삼각, 사각, 오각, 육각과 같은 다면체나 원형 또는 라인 형상의 독립된 패턴을 갖는 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정으로 노광 및 현상하여 상기 제1감광막을 선택적으로 패터닝하는 단계,
    상기 패터닝된 제1감광막을 마스크로 노출된 상기 제1질화갈륨층을 식각하는 단계로 진행함을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1질화갈륨층을 식각할 때, 5㎛ 이하가 남도록 식각하거나, 상기 기판이 드러나도록 식각하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1질화갈륨층을 요철 형상으로 형성할 때, 철(凸)부들은 규칙적으로 배열하거나 크로스형으로 즉, 지그재그로 배열하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1금속전극과 상기 제1절연막은,
    상기 제1절연막 상에 제2감광막을 도포하고, 포토리소그라피 공정으로 노광 및 현상하여 선택적으로 상기 제2감광막을 패터닝하는 단계,
    상기 패터닝된 제2감광막을 마스크로 상기 제2도전형 질화갈륨층이 드러날 때까지 노출된 상기 제1절연막과 상기 제1금속전극을 식각하는 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1, 제2금속전극은 저항값이 작고 반사율이 높은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 은(Ag) 및 은 합금(Ag alloy), 로듐(Rh)으로 이루어진 금속 중 적어도 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 홀의 형성 방법은,
    상기 제1금속전극과 상기 제1절연막을 포함한 요철 상부에 제2절연막을 형성하는 단계,
    상기 제1도전형 질화갈륨층이 드러나도록 상기 요철 부분의 철(凸)부 상면에 형성된 상기 제2절연막과 상기 제2도전형 질화갈륨층과 상기 활성층을 차례대로 식각하는 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수개의 홀을 포함한 상기 제2절연막 상부에 제3절연막을 증착한 후, 에치백 공정을 진행하여 상기 복수개의 홀의 측면에 각각 측벽절연막을 형성하는 단계를 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수개의 홀은 상기 측벽절연막을 마스크로 상기 제1질화갈륨층의 각 철(凸)부를 깊이 방향으로 추가 식각하여 형성하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 제2금속전극은 상기 복수개의 홀을 통해 상기 제1도전형 질화갈륨층과 접촉하도록 판 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제2금속전극은 상기 복수개의 홀을 통해 상기 제1질화갈륨층과 깊이 방향으로 접촉하도록 판 형상으로 형성하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 패드영역 및 상기 패드 오픈영역은 상기 요철 형상을 갖는 제1질화갈륨층의 요(凹)부 또는 철(凸)부 상에 상기 제1도전형 질화갈륨층과 상기 활성층과 상기 제2도전형 질화갈륨층과 상기 제1금속전극과 상기 제1절연막과 상기 제2절연막을 차례로 형성하는 단계,
    상기 제1금속전극이 오픈되도록 상기 제1, 제2절연막을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
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