KR101028251B1 - 반도체 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

반도체 발광소자 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101028251B1
KR101028251B1 KR1020100004673A KR20100004673A KR101028251B1 KR 101028251 B1 KR101028251 B1 KR 101028251B1 KR 1020100004673 A KR1020100004673 A KR 1020100004673A KR 20100004673 A KR20100004673 A KR 20100004673A KR 101028251 B1 KR101028251 B1 KR 101028251B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
semiconductor
conductive
semiconductor layer
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020100004673A
Other languages
English (en)
Inventor
윤호상
심상균
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020100004673A priority Critical patent/KR101028251B1/ko
Priority to US12/948,857 priority patent/US8563999B2/en
Priority to EP10193152.5A priority patent/EP2346098B1/en
Priority to CN201010602408.8A priority patent/CN102130258B/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101028251B1 publication Critical patent/KR101028251B1/ko
Priority to US13/968,599 priority patent/US9012944B2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004Devices characterised by their operation
    • H01L33/002Devices characterised by their operation having heterojunctions or graded gap
    • H01L33/0025Devices characterised by their operation having heterojunctions or graded gap comprising only AIIIBV compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/12Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a stress relaxation structure, e.g. buffer layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26Materials of the light emitting region
    • H01L33/30Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00Combination of light sources
    • F21Y2113/10Combination of light sources of different colours
    • F21Y2113/13Combination of light sources of different colours comprising an assembly of point-like light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

실시 예는 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
실시 예에 따른 반도체 발광소자는, 3족-5족 화합물 반도체를 이용한 복수의 질화물 구조체; 상기 질화물 구조체 위에 저항체; 상기 저항체 위에 기판층; 및 상기 기판층 위에 복수의 화합물 반도체층을 포함한다.

Description

반도체 발광소자 및 그 제조방법{Semiconductor light emitting device and fabrication method thereof}
실시 예는 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체(group Ⅲ-Ⅴ nitride semiconductor)는 물리적, 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 또는 레이저 다이오드(LD) 등의 발광 소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다. Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체는 통상 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어져 있다.
발광 다이오드(LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.
이러한 질화물 반도체 재료를 이용한 LED 혹은 LD는 광을 얻기 위한 발광 소자에 많이 사용되고 있으며, 핸드폰의 키패드 발광부, 전광판, 조명 장치 등 각종 제품의 광원으로 응용되고 있다.
실시 예는 전위를 개선시켜 줄 수 있도록 한 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 제1도전형 반도체층 아래 또는 내부에 저항체 및 기판층의 적층 구조를 포함하는 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 제1도전형 반도체층 아래 또는 내부에 저항체 및 기판층을 적어도 한 주기로 적층한 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예에 따른 반도체 발광소자는, 3족-5족 화합물 반도체를 이용한 복수의 질화물 구조체; 상기 질화물 구조체 위에 저항체; 상기 저항체 위에 기판층; 및 상기 기판층 위에 복수의 화합물 반도체층을 포함한다.
실시 예에 따른 반도체 발광소자는, 기판 위에 화합물 반도체를 이용하여 제1반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1반도체층 위에 복수의 질화물 구조체를 형성하는 단계; 상기 복수의 질화물 구조체 위에 클러스터 형상의 저항체를 형성하는 단계; 상기 저항체 위에 기판층을 형성하는 단계; 및 상기 기판층 위에 복수의 화합물 반도체층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시 예는 활성층의 아래에서의 전위를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광소자의 결정성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 반도체 발광소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 제조과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1을 이용한 수평형 반도체 발광소자를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1을 이용한 수직형 반도체 발광소자를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1을 이용한 수직형 반도체 발광소자를 나타낸 다른 예이다.
도 9는 제2실시 예에 따른 반도체 발광소자를 나타낸 측 단면도이다.
실시 예를 설명함에 있어서, 각 층의 위 또는 아래는 도면을 참조하여 설명하기로 하며, 각 도면의 구성 요소에 대한 두께는 일 예이며, 도면의 두께로 한정하지는 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 제1실시 예에 따른 반도체 발광소자를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 반도체 발광소자(100)는 기판(101), 버퍼층(103), 제1반도체층(105), 질화물 구조체(107), 저항체(112), 기판층(114), 제1도전형 반도체층(120), 활성층(122) 및 제2도전형 반도체층(124)을 포함한다.
상기 기판(101)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판(101)의 상면에는 요철 패턴이 형성될 수 있으며, 상기의 요철 패턴은 상기 기판(101)의 식각을 통해 형성하거나, 별도의 러프니스와 같은 광 추출 구조를 형성할 수 있다.
상기 기판(101) 위에는 버퍼층(103)이 형성되며, 상기 버퍼층(103)은 2족 내지 6족 화합물 반도체를 이용하여 적어도 한 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(103)은 예컨대, 3족-5족 화합물 반도체를 이용한 반도체층 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(103)은 ZnO 층과 같은 산화물로 형성될 수 있으며, 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(101) 또는 상기 버퍼층(103) 위에는 제1반도체층(105)이 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(105)은 3족-5족 화합물 반도체를 이용한 언도프드 반도체 또는 제1도전형 반도체로 형성될 수 있다. 상기 언도프드 반도체는, 예컨대 undoped GaN계 반도체로서, 의도적으로 도전형 도펀트를 도핑하지 않더라도 제1도전형 특성을 가질 수 있다. 상기 제1도전형 반도체는 제1도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 제1반도체층(105)은 제1언도프드 반도체층으로 설명하기로 한다.
상기 제1반도체층(105) 위에는 복수의 질화물 구조체(107)가 형성된다. 상기 질화물 구조체(107)는 3족-5족 화합물 반도체를 이용하여 돌출된 복수의 철 구조체 또는 철 구조물로 형성될 수 있다.
상기 질화물 구조체(107)의 형상은 로드 형상이거나, 상부 직경보다 하부 직경이 넓은 형상 예컨대, 원뿔 대 형상 또는 다각뿔 대 형상으로 형성될 수 있다. 상기 질화물 구조체(107)는 상기 제1반도체층(105) 위에 각 상단이 서로 이격된 불연속적인 구조로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 질화물 반도체(107)의 불연속적인 구조는 적어도 하나의 구조체의 상단이 다른 구조체의 상단과 이격되어 있는 형상을 포함한다.
상기 질화물 구조체(107)는 3족-5족 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있으며, 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 질화물 구조체(107)는 제1도전형 도펀트가 도핑된 반도체이거나, 언도핑된 GaN계 반도체로 구현될 수 있다. 상기 질화물 구조체(107)는 설명의 편의를 위해 제2언도프드 반도체층을 그 예로 설명하기로 한다.
상기 질화물 구조체(107) 위에는 저항체(112) 및 상기 저항체(112) 위에는 기판층(114)이 형성된다.
상기 저항체(112)는 저항이 상대적으로 큰 물질이거나 부도체 특성인 물질로서, 예컨대 MgN 또는 SiN으로 형성될 수 있다.
상기 저항체(112)는 상기 질화물 구조체(107) 위에 불연속적인 복수의 클러스터로 형성되며, 상기 클러스터는 랜덤한 형상 및 랜덤한 크기를 갖고, 수Å 이상의 직경으로 형성될 수 있다.
상기 기판층(114)은 전도층, 절연층 또는 부도체층으로 구현될 수 있으며, 상기 저항체(112) 위에 형성된다. 여기서, 상기 기판층(114)의 일부는 상기 저항체(112) 사이를 통해 상기 질화물 구조체(107) 위에 형성될 수 있다.
상기 기판층(114)은 질화물 반도체가 성장될 수 있는 기판 재료로서, 상기 질화물 반도체와의 격자 상수가 거의 유사한 탄소함유 물질 또는 실리콘계 반도체로 구현할 수 있다. 상기 기판층(114)은 SiC로 구현될 수 있다. 상기 SiC층의 두께는 5~500Å 정도로 하는 것이 좋다. 이와 같은 실리콘 카바이드층에는 제1도전형 도펀트의 도핑 농도를 도핑할 수 있으며, 이러한 도핑농도, 두께, 및 성장온도를 변경될 수 있다. 또한 상기 실리콘 카바이드층은 다른 재료 예컨대, 탄소함유 재료로서실리콘카본나이트라이드(SiCN)층 또는 카본나이트라이드(CN)층으로 구현될 수 있다. 또한 상기 기판층(114)은 SiN으로 구현될 수 있다.
또한 상기 저항체(112)와 상기 기판층(114)의 적층 주기가 1~20주기로 형성될 수 있으며, 각 주기의 적층 두께는 1nm~100nm로 형성될 수 있다.
상기 저항체(112)와 상기 기판층(114)의 적층 구조에서 최상층은 반도체 재료로 사용될 수 있는 기판 층(114)이 배치될 수 있다.
상기 질화물 구조체(107)는 불연속적인 구조에 의해 상기 기판(101)을 통해 올라오는 전위를 감소시켜 주고, 상기 저항체(112)는 상기 질화물 구조체(107)를 통해 올라오는 전위를 다시 감소시켜 줄 수 있다. 즉, 상기 질화물 구조체(107)는 상기 제1반도체층(105) 상에 랜덤한 형상으로 형성되어 있어, 전위가 올라올 수 있는 면적을 줄여줄 수 있다. 상기 저항체(112)는 상기 질화물 구조체(107)와 저항 차이가 큰 물질로 접촉되어 있어, 상기 기판(101)과 질화물 반도체 사이의 격자 상수 불일치에 의해 형성되는 전위를 억제시켜 줄 수 있다. 또한 상기 전위는 상기 저항체(112) 및 상기 기판층(114)의 페어를 여러 주기로 형성할 경우, 상기의 전위를 더 개선시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 저항체(112) 위의 반도체층의 표면은 크랙 없는(crack free) 박막으로 형성될 수 있다.
상기 저항체(112) 위에는 제1도전형 반도체층(120)이 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(120)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 구현되며, 상기 제1도전형 반도체층(120)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn , Se, Te를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(120) 위에는 활성층(122)이 형성된다. 상기 활성층(122)은 단일 양자 우물 또는 다중 양자 우물(MQW) 구조로 형성되며, InxAlyGa1-x-yN(0 ≤x ≤1, 0 ≤y ≤1) 등으로 형성될 수 있다.
상기 활성층(122)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 도전형 클래드층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있다.
상기 활성층(122) 위에는 제2도전형 반도체층(124)이 형성된다. 상기 제2도전형 반도체층(124)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등과 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(124)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(120) 및 그 위의 반도체층은 상기 저항체(112)에 의해 크랙없는(crack free) 박막으로 형성될 수 있다. 이러한 크랙없는 박막은 전류의 집중을 방지할 수 있어, ESD로부터 소자를 보호할 수 있다. 또한 상기 활성층(122)을 보호할 수 있고, 내부 양자 효율 및 외부 양자 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(120)은 P형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(124)은 N형 반도체층으로 구현할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(124) 위에는 제3도전형 반도체층인 N형 반도체층 또는 P형 반도체층이 형성할 수도 있다. 상기 반도체 발광소자(100)는 상기 제1도전형 반도체층(120), 활성층(122) 및 상기 제2도전형 반도체층(124)을 발광 구조물로 정의될 수 있으며, 상기 발광 구조물은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
상기 발광 구조물의 상층인 상기 제2도전형 반도체층(124) 또는 상기 제3도전형 반도체층 위에는 투명전극층(미도시), 반사전극층, 제2전극 중 적어도 하나가 형성될 수 있다. 상기 투명 전극층은 상기 제2도전형 반도체층(124) 위에 투명 산화물 또는 금속을 포함하는 물질 중에서 선택되어 형성될 수 있다. 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 반사전극층은 상기 발광 구조물의 상층인 상기 제2도전형 반도체층(124) 또는 상기 제3도전형 반도체층의 위에 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2전극은 상기 제2도전형 반도체층(124)의 일부에 금속 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2전극은 전극 패드를 포함할 수 있으며, 전류 확산 패턴으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 반도체 발광소자(100)는 질화물 구조체(107)와, 저항체(112) 및 기판층(114)의 적층 구조에 의해 기판과의 격자 부정합에 의해 생성되는 전위를 차단시켜 줄 수 있고, 질화물 반도체층의 성장에 따른 반도체층들의 결정성 및 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 2 내지 도 5는 제1실시 예에 따른 반도체 발광소자 제조과정을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 기판(101)은 성장 장비에 로딩되고, 그 위에 복수의 화합물 반도체층이 적층된다.
상기 성장 장비는 전자빔 증착기, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 스퍼터링(sputtering), MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) 등에 의해 형성할 수 있으며, 이러한 장비로 한정하지는 않는다.
상기 기판(101)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판(101)의 상면에는 요철 패턴이 형성될 수 있으며, 상기의 요철 패턴은 상기 기판(101)의 식각을 통해 형성하거나, 별도의 러프니스 구조와 같은 광 추출 구조로 형성될 수 있다.
상기 기판(101) 위에는 버퍼층(103)이 형성될 수 있으며, 상기 버퍼층(103)은 2족 내지 6족 화합물 반도체를 이용하여 적어도 한 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(103)은 예컨대, 3족-5족 화합물 반도체를 이용한 반도체층 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(103)은 ZnO 층과 같은 산화물로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(101) 위에는 상기 버퍼층(103)이 형성되지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(101) 또는 상기 버퍼층(103) 위에는 제1반도체층(105)이 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(105)은 3족-5족 화합물 반도체를 이용한 언도프드 반도체 또는 제1도전형 반도체로 형성될 수 있다. 상기 언도프드 반도체는, 예컨대 GaN계 반도체로서, 의도적으로 도전형 도펀트를 도핑하지 않는 층으로, 제1도전형 특성을 가질 수 있다. 상기 제1도전형 반도체는 제1도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 제1반도체층(105)은 제1언도프드 반도체층으로 설명하기로 한다.
상기 제1반도체층(105)이 예컨대, undoped GaN인 경우, 제1성장 온도(예: 500~900℃)의 환경에서 NH3와 TMGa(또는 TEGa)을 공급하여 소정 두께로 도펀트를 포함하지 않는 GaN 반도체층으로 형성된다.
도 3을 참조하면, 상기 제1반도체층(105) 위에는 복수의 질화물 구조체(107)가 형성된다. 상기 질화물 구조체(107)는 3족-5족 화합물 반도체를 이용하여 불연속적인 철 구조물로 형성될 수 있으며, 예컨대 랜덤한 로드 형상, 원뿔 또는 다각 뿔 형상으로 형성될 수 있다.
상기 질화물 구조체(107)는 3족-5족 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있으며, 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 질화물 구조체(107)는 제1도전형 도펀트가 도핑된 반도체층거나, 언도프드 반도체로 구현될 수 있다. 상기 질화물 구조체(107)는 설명의 편의를 위해 제2언도프드 반도체층을 그 예로 설명하기로 한다.
상기 질화물 구조체(107)는 제2성장 온도(예: 200~600℃)에서 NH3와 TMGa(또는 TEGa)을 공급하여 소정 두께로 도펀트를 포함하지 않는 GaN계 반도체로 형성하게 된다. 여기서, 상기 제2성장 온도는 상기 제1성장 온도보다 낮은 온도 예컨대, 제1성장온도을 기준으로 -300 ~ -500℃ 정도 낮은 온도일 수 있다. 이러한 저온 성장을 통해 상기 질화물 구조체(107) 예컨대, 상부로 갈수록 직경이 좁은 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 실시 예는 온도를 낮추는 조건으로 질화물 구조체(107)를 형성하였으나, 성장 압력을 높이거나 Ga의 유량을 증가하는 등의 조건을 조절하여 각 상단이 불연속적인 복수의 구조물로 형성할 수 있다.
상기 질화물 구조체(107)의 형상은 상부 직경보다 하부 직경이 넓은 형상이며, 그 상면이 원형 또는 다각형 형상을 갖는 형상으로 형성될 수 있으며, 예컨대 원뿔 대 형상 또는 다각뿔 대 형상으로 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 질화물 구조체(107) 위에는 복수의 저항체(112) 및 상기 저항체(112) 위에는 기판층(114)이 형성된다.
상기 저항체(112)는 복수의 클러스터 형상으로 형성되거나, 불연속적인 각 구조체가 랜덤한 형상 및 랜덤한 크기로 형성될 수 있다. 상기 저항체(112)는 제1도전형 도펀트 또는 제2도전형 도펀트를 포함하는 부도체로 형성될 수 있으며, 예컨대 MgN, SiN 등으로 형성될 수 있다.
상기 기판층(114)은 전도층, 부도층, 절연층 등의 재료이거나, 질화물 반도체와의 격자 상수가 유사한 물질이거나 최대 1 이하의 기판 재료로 형성될 수 있다. 상기 기판층(114)은 예컨대, 세라믹계 반도체 또는 실리콘계 반도체 재료로 형성될 수 있으며, 예컨대 SiC 등으로 구현될 수 있다.
상기 저항체(112) 및 상기 기판층(114)은 실질적으로 500~1000℃의 성장온도로 형성될 수 있으며, 상기 저항체(112)를 MgN으로 성장할 경우, NH3와 Mg를 포함하는 도펀트 소스를 공급하여 수Å 이상의 두께로 형성시켜 줄 수 있다. 상기 기판층(114)가 SiC인 경우, 실리콘과 탄소를 증착기 내에서 반응시킴으로써 얻을 수 있으며, 실리콘 원료로서는 SiH3, Si2H6,DTBSi 등을 사용할 수 있고, 탄소 원료로서는 CBr4 또는 CxHy 등을 사용할 수 있다. 또한 상기 SiC층의 두께는 5~500Å 정도로 하는 것이 좋다. 이와 같은 실리콘 카바이드층에는 제1도전형 도펀트의 도핑 농도를 도핑할 수 있으며, 이러한 도핑농도, 두께, 및 성장온도를 변경될 수 있다. 또한 상기 실리콘 카바이드층은 다른 재료 예컨대, 탄소함유 재료로서 실리콘카본나이트라이드(SiCN) 또는 카본나이트라이드(CN)으로 구현될 수 있다.
상기 저항체(112)는 고저항체로서, 상기 제1반도체층(105)으로부터 올라오는 전위를 억제시켜 줄 수 있다.
상기 저항체(112) 및 기판층(114)의 페어를 적어도 1주기 내지 20주기로 성장시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 1주기의 두께는 1nm~100nm로 형성될 수 있다. 상기 저항체(112) 및 상기 기판층(114)의 적층 구조에서 최상층은 질화물 반도체와의 결합력이 상대적으로 더 좋은 상기 기판층(114)이 배치될 수 있다.
상기 질화물 구조체(107)는 그 아래의 제1반도체층(105)으로부터 올라오는 전위를 감소시켜 주고, 상기 저항체(112)는 상기 질화물 구조체(107)를 통해 올라오는 전위를 다시 감소시켜 줄 수 있다. 즉, 상기 질화물 구조체(107)는 로드 형상에 의해 전위가 올라올 수 있는 면적을 줄여줄 수 있고, 상기 저항체(112)는 상기 질화물 구조체(107) 위에 클러스터 형상으로 형성되어 있어, 상기 전위를 거의 차단할 수 있다.
상기 저항체(112)는 상기 질화물 구조체(107) 위에 저항이 큰 클러스터가 랜덤한 형상으로, 불연속적으로 형성되어 있어서, 상기 기판(101)과 질화물 반도체 사이의 격자 상수 불일치에 의해 발생되는 전위를 감소시켜 줄 수 있다. 상기의 랜덤한 형상은 다면체 형상을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 저항체(112) 위에 형성되는 상기 기판층(114)은 상기 저항체(112)의 아래의 층과 접촉될 수 있다.
또한 상기 저항체(112)와 상기 기판층(114)의 페어를 여러 주기로 형성할 경우, 전위를 더 억제시켜 줄 수 있다. 상기 기판층(114) 위의 반도체층의 표면은 크랙없는(crack free) 박막으로 형성될 수 있다.
상기 기판층(114) 위에는 질화물 반도체가 성장될 수 있으며, 예를 들면, 3족-5족 반도체층인 버퍼층, 언도프드 반도체층, 제1도전형 반도체층 중 어느 하나가 형성될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 상기 기판층(114) 위에는 제1도전형 반도체층이 형성되는것으로 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 상기 기판층(114) 위에는 제1도전형 반도체층(120)이 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(120)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(120)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn , Se, Te를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(120) 위에는 활성층(122)이 형성된다. 상기 활성층(122)은 단일 양자 우물 또는 다중 양자 우물(MQW) 구조로 형성되며, 3족-5족 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 활성층(122)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 도전형 클래드층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있다.
상기 활성층(122) 위에는 제2도전형 반도체층(124)이 형성된다. 상기 제2도전형 반도체층(124)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등과 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(124)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(120) 및 그 위의 반도체층은 상기 기판층(114)에 의해 크랙없는(crack free) 박막으로 형성될 수 있다. 이러한 크랙없는 박막은 전류의 집중을 방지할 수 있어, 활성층(122)을 보호할 수 있고, 내부 양자 효율 및 외부 양자 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(120)은 P형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(124)은 N형 반도체층으로 구현할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(124) 위에는 제3도전형 반도체층인 N형 반도체층 또는 P형 반도체층이 형성할 수도 있다. 상기 제1도전형 반도체층(120), 활성층(122) 및 상기 제2도전형 반도체층(124)은 발광 구조물로 정의될 수 있으며, 상기 발광 구조물은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(124) 또는 상기 제3도전형 반도체층 위에는 투명전극층(미도시), 반사전극층, 제2전극 중 적어도 하나가 형성될 수 있다. 상기 투명 전극층은 상기 제2도전형 반도체층(124) 위에 금속 산화물, 금속 등의 물질 중에서 선택되어 형성될 수 있다. 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 반사전극층은 상기 제2도전형 반도체층(124) 위에 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2전극(미도시)은 상기 제2도전형 반도체층(124) 또는 상기 투명전극층에 전기적으로 연결되며 금속 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2전극은 전극 패드를 포함할 수 있으며, 전류 확산 패턴으로 형성될 수 있다.
도 6은 도 1을 이용한 수평형 반도체 발광소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 6을 참조하면, 반도체 발광소자(100A)는 메사 에칭하여 제1도전형 반도체층(120)을 노출시키고, 상기 제1도전형 반도체층(120) 위에 제1전극(131)을 형성하게 된다.
상기 제2도전형 반도체층(124) 위에는 제2전극층(126)으로서, 투명전극층 또는 반사 전극층 등과 같은 전류 확산층이 형성될 수 있으며, 상기 제2전극층(126)의 위에는 제2전극(133)이 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(126)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminium zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), 금속 산화물이거나, Al, Ag, Pd, Rh, Pt, Ir 등의 금속 또는 상기 금속을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
상기 제2전극(133)은 Ag, Ag alloy, Ni, Al, Al alloy, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 하나/ 조합으로 형성될 수 있으며, 전극 패드를 포함하거나, 별도의 전극 패드가 형성될 수 있다. 상기 제2전극(133)은 상기 제2전극층 또는/및 상기 제2도전형 반도체층(124)에 직접 접촉될 수 있다.
상기 반도체 발광소자(100A)는 상기 활성층(122) 아래의 저항체(112)에 의해 전위를 개선시켜 줄 수 있어, 광의 결정성에 의한 광 효율 증대와 ESD 개선 효과가 있다.
도 7은 도 1을 이용한 수직형 반도체 발광소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 7을 참조하면, 도 5의 구조에 도시된 상기 제2도전형 반도체층(124) 위에 제2전극층(142)을 형성하고, 상기 제2전극층(142) 위에 전도성 지지부재(144)를 형성하게 된다. 상기 제2전극층(142)은 Al, Ag, Pd, Rh, Pt, Ir 등과 같은 반사 재료 중에서 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성되며, 상기 전도성 지지부재(183)는 구리(Cu-copper), 금(Au-gold), 니켈(Ni-nickel), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 제2전극층(142) 및 상기 전도성 지지부재(144)는 제2극성의 전원을 공급하기 위한 구성요소로서, 하나의 층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.
상기 제2전극층(142)과 상기 제2도전형 반도체층(124) 사이에는 ITO 등과 같은 층이나 복수의 패턴이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 상기 버퍼층(103) 아래의 기판(도 5의 101)을 물리적 또는/및 화학적 방법으로 제거할 수 있다. 상기 기판의 제거 방법은 상기 전도성 지지부재(144)를 베이스에 위치시킨 다음, 상기 기판(101)에 대해 소정 파장의 레이저를 조사하여 상기 기판(101)을 제거하는 LLO(Laser Lift Off) 방식으로 이용할 수 있다.
상기 버퍼층(103) 및 상기 제1반도체층(105)은 습식 에칭을 통해 제거되며, 상기 버퍼층(103) 및 상기 제1반도체층(105)에 대해서는 다른 방식 예컨대, 건식 에칭 또는/및 연마 등을 선택적으로 이용하여 제거할 수 있다.
또한 상기 제1도전형 반도체층(120) 아래에 기판층(114)을 제외한 저항체(도 5의 112)를 제거할 수 있다. 여기서, 상기 기판층(114)은 SiC인 경우, 제거하지 않을 수 있다. 상기 기판층(114) 아래에는 제1전극(131)이 형성하여, 수직형 반도체 발광소자(100B)를 구현할 수 있다.
상기 반도체 발광소자(100B)는 상기 기판층(114)이 클러스터 형상의 저항체에 의해 요철 구조로 형성되어 있어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 8의 수직형 반도체 발광소자는 다른 예이다. 실시 예를 설명함에 있어서, 도 7과 동일한 부분에 대해서는 도 7을 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 반도체 발광소자(100C)는 제1도전형 반도체층(120)의 아래에 제1전극(131)이 배치된 구조이다. 여기서, 상기 제1도전형 반도체층(120)의 아래 면은 러프니스 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 9는 제2실시 예에 따른 반도체 발광소자를 나타낸 측 단면도이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 반도체 발광소자(100D)는 기판(101), 버퍼층(103), 제1반도체층(105), 질화물 구조체(107), 제1저항체(112), 제1기판층(114), 제2반도체층(115), 제2저항체(116), 제2기판층(117), 제1도전형 반도체층(120), 활성층(122), 및 제2도전형 반도체층(124)을 포함한다.
상기 질화물 구조체(107) 위의 상기 제1저항체(112) 및 상기 제1기판층(114)는 상기 제1실시 예의 저항체 및 기판층에 대응되며, 제1실시 예를 참조하기로 한다.
상기 제2반도체층(115)은 상기 제1기판층(114) 위에 제1도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 형성될 수 있으며, 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등과 같은 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 제2반도체층(115)의 상면은 평탄하거나 울퉁불퉁할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2저항체(116)은 제1도전형 도펀트 또는 제2도전형 도펀트를 포함하며, 부도체 특성을 갖는 클러스터로 형성될 수 있다. 상기 제2저항체(116)는 예컨대 MgN, SiN 등과 부도체로 형성되어, 상기 제2반도체층(115) 위에 불연속적으로 형성될 수 있다.
상기 제2저항체(116) 위에는 제2기판층(117)이 형성될 수 있으며, 상기 제2기판층(117)은 상기 제2저항체(16) 및 상기 제2반도체층(115) 위에 형성되며, 전도층, 부도층, 절연층 등의 기판 재료 중에서 선택될 수 있다. 상기 제2기판층(117)은 SiC, SiN 등으로 이루어질 수 있다.
상기 제2저항체(116) 및 상기 제2기판층(117)은 상기 제1저항체(112) 및 상기 제1기판층(114)의 적층 구조일 수 있으며, 이들 사이에 상기 제2반도체층(115)이 삽입된 구조일 수 있다. 상기 제2반도체층(115)가 제1도전형 반도체인 경우, 상기 제2저항체(116) 및 상기 제2기판층(117)은 제1도전형 반도체 내에 배치된 구조로 설명될 수 있다. 상기의 반도체 발광소자(100D)는 활성층 아래의 전위가 개선될 수 있어, 크랙 없는 수평형 반도체 발광소자 및 수직형 반도체 발광소자로 구현될 수 있으며, 이러한 구체적인 설명은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
상기에서 개시된 각 실시 예의 특징은 각 실시 예로 한정되지 않고, 다른 실시 예에 선택적으로 적용될 수 있으며, 이는 실시 예의 기술적 범위 내에서 선택적인 조합을 통해 다른 변형과 응용이 가능하다.
상기의 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "directly"와 "indirectly"의 의미를 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명하며, 도면에서의 각 층의 두께는 일 예로 설명한다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 100A, 100B, 100C, 100D : 반도체 발광소자, 101 : 기판, 103 : 버퍼층, 105: 제1반도체층, 107 : 질화물 구조체, 112,116 : 저항체, 114,117 : 기판층, 115 : 제1반도체층, 120 : 제1도전형 반도체층, 122 : 활성층, 124 : 제2도전형 반도체층, 131 : 제1전극, 133 : 제2전극, 142 : 전극층, 144 :전도성 지지부재

Claims (21)

  1. 3족-5족 화합물 반도체를 포함하는 복수의 질화물 구조체;
    상기 질화물 구조체 위에 저항체;
    상기 저항체 위에 기판층; 및
    상기 기판층 위에 복수의 화합물 반도체층을 포함하며,
    상기 복수의 화합물 반도체층은 제1도전형 반도체층; 상기 제1도전형 반도체층 위에 활성층; 및 상기 활성층 위에 제2도전형 반도체층을 포함하며,
    상기 기판층은 상기 제1도전형 반도체층의 격자 상수와 다른 격자 상수를 갖는 물질을 포함하는 반도체 발광소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 질화물 구조체는 로드, 원뿔대 또는 다각뿔 대 형상을 포함하는 반도체 발광소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 질화물 구조체는 언도프드 반도체 또는 제1도전형 반도체를 포함하는 반도체 발광소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 저항체는 제1도전형 도펀트 또는 제2도전형 도펀트가 도핑된 부도체를 포함하는 반도체 발광소자.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 저항체는 MgN 또는 SiN을 포함하는 반도체 발광소자.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 기판층은 전도층, 부도체층, 및 절연층 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 발광소자.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 기판층은 SiC, SiN, SiCN, 및 CN 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 발광소자.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 저항체 및 상기 기판층의 적층 구조는 2~20 주기로 형성되는 반도체 발광소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기판층의 적층 구조의 한 주기는 1nm~100nm 두께로 형성되는 반도체 발광소자.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판층의 격자 상수는 상기 제1도전형 반도체층의 격자 상수와 1이하의 차이를 갖는 반도체 발광소자.
  11. 제1항에 있어서, 상기 질화물 구조체 아래에 제1반도체층 및 기판 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 제1반도체층은 3족-5족 화합물 반도체를 포함하는 제1도전형의 반도체층, 언도프드 반도체층, 및 버퍼층 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 발광소자.
  12. 제8항에 있어서, 상기 저항체와 상기 기판층의 적층 주기와 주기 사이에 3족-5족 화합물 반도체를 포함하는 반도체층을 더 포함하는 반도체 발광소자.
  13. 제1항에 있어서, 상기 저항체는 불연속적으로 형성된 반도체 발광소자.
  14. 기판 위에 화합물 반도체를 포함하는 제1반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제1반도체층 위에 복수의 질화물 구조체를 형성하는 단계;
    상기 복수의 질화물 구조체 위에 클러스터 형상의 저항체를 형성하는 단계;
    상기 저항체 위에 기판층을 형성하는 단계; 및
    상기 기판층 위에 복수의 화합물 반도체층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 화합물 반도체층의 형성 단계는, 제1도전형 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1도전형 반도체층 위에 활성층을 형성하는 단계; 및 상기 활성층 위에 제2도전형 반도체층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 기판층은 상기 제1도전형 반도체층의 격자 상수와 다른 격자 상수를 갖는 물질을 포함하는 반도체 발광소자 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 질화물 구조체는 상기 제1반도체층의 성장온도보다 낮은 온도로 성장되며, 3족-5족 화합물 반도체를 이용한 언도프드 GaN 반도체층 또는 제1도전형 반도체층을 포함하는 반도체 발광소자 제조방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 복수의 질화물 구조체는 인접한 구조체의 상단이 서로 이격된 불연속적인 구조를 포함하는 반도체 발광소자 제조방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 저항체는 MgN 또는 SiN이며, 상기 기판층은 SiC, SiN, SiCN, 및 CN 중 어느 하나를 포함하는 반도체 발광소자 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 저항체와 상기 기판층의 적층 주기는 2~20주기이며, 각 주기는 1~100nm 두께로 형성되는 반도체 발광소자 제조방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 저항체와 상기 기판층의 적층 주기 사이에 질화물 반도체층이 더 형성되는 반도체 발광소자 제조방법.
  20. 제14항에 있어서, 상기 기판층의 격자 상수는 상기 제1도전형 반도체층의 격자 상수와 1이하의 차이를 갖는 반도체 발광소자 제조방법.
  21. 제14항에 있어서, 상기 제2도전형 반도체층 위에 제2전극층을 형성하는 단계; 상기 제2전극층 위에 전도성 지지부재를 형성하는 단계; 상기 전도성 지지부재를 베이스에 배치하고 상기 기판, 상기 제1반도체층, 및 상기 저항체를 제거하는 단계; 및 상기 기판층 아래에 제1전극을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 발광소자 제조방법.
KR1020100004673A 2010-01-19 2010-01-19 반도체 발광소자 및 그 제조방법 KR101028251B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100004673A KR101028251B1 (ko) 2010-01-19 2010-01-19 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US12/948,857 US8563999B2 (en) 2010-01-19 2010-11-18 Light emitting device, light emitting device package and illumination system for reducing dislocation in semiconductor layer
EP10193152.5A EP2346098B1 (en) 2010-01-19 2010-11-30 Light emiting device
CN201010602408.8A CN102130258B (zh) 2010-01-19 2010-12-21 发光器件、发光器件封装以及照明系统
US13/968,599 US9012944B2 (en) 2010-01-19 2013-08-16 Light emitting device, light emitting device package and illumination system for reducing dislocation in semiconductor layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100004673A KR101028251B1 (ko) 2010-01-19 2010-01-19 반도체 발광소자 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101028251B1 true KR101028251B1 (ko) 2011-04-11

Family

ID=43798348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100004673A KR101028251B1 (ko) 2010-01-19 2010-01-19 반도체 발광소자 및 그 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (2) US8563999B2 (ko)
EP (1) EP2346098B1 (ko)
KR (1) KR101028251B1 (ko)
CN (1) CN102130258B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140046162A (ko) * 2012-10-10 2014-04-18 엘지이노텍 주식회사 발광소자

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100736623B1 (ko) * 2006-05-08 2007-07-09 엘지전자 주식회사 수직형 발광 소자 및 그 제조방법
KR101028206B1 (ko) * 2010-04-08 2011-04-11 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지
DE102010036180A1 (de) * 2010-09-02 2012-03-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtdiodenchip
KR101761386B1 (ko) * 2010-10-06 2017-07-25 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
TWI429110B (zh) * 2011-01-07 2014-03-01 Nat Univ Tsing Hua 具有自我複製式光子晶體之發光元件與其製造方法
TW201340390A (zh) * 2012-03-21 2013-10-01 Formosa Epitaxy Inc 發光二極體之具有介電材料層的半導體層及其製作方法
TW201340391A (zh) * 2012-03-21 2013-10-01 Formosa Epitaxy Inc 發光二極體之具有堆疊型散射層的半導體層及其製作方法
CN103367587A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 璨圆光电股份有限公司 发光二极管的具有堆栈型散射层的半导体层及其制作方法
KR102040184B1 (ko) * 2013-05-31 2019-11-04 엘지이노텍 주식회사 회로기판, 상기 회로기판을 포함하는 조명장치 및 기판 하우징
KR102101356B1 (ko) * 2013-06-18 2020-04-17 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
US10069037B2 (en) * 2015-04-20 2018-09-04 Epistar Corporation Light-emitting device and manufacturing method thereof
CN105098014A (zh) * 2015-06-04 2015-11-25 京东方科技集团股份有限公司 发光二极管及其制造方法
WO2016209015A1 (ko) * 2015-06-25 2016-12-29 엘지이노텍 주식회사 자외선 발광소자, 발광소자 패키지 및 조명장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002008998A (ja) * 2000-06-23 2002-01-11 Toyoda Gosei Co Ltd Iii族窒化物系化合物半導体素子の製造方法
KR100483049B1 (ko) * 2003-06-03 2005-04-15 삼성전기주식회사 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드의 제조방법
JP2006140357A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Mitsubishi Cable Ind Ltd 窒化物半導体発光素子

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930015141A (ko) 1991-12-20 1993-07-23 이헌조 포토 다이오드의 제조방법
KR100648759B1 (ko) * 1998-09-10 2006-11-23 로무 가부시키가이샤 반도체발광소자 및 그 제조방법
EP1104031B1 (en) * 1999-11-15 2012-04-11 Panasonic Corporation Nitride semiconductor laser diode and method of fabricating the same
KR100700993B1 (ko) * 1999-12-03 2007-03-30 크리, 인코포레이티드 향상된 광 적출 구조체를 갖는 발광 다이오드 및 그 제조 방법
US6841808B2 (en) 2000-06-23 2005-01-11 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor device and method for producing the same
US6967359B2 (en) * 2001-09-13 2005-11-22 Japan Science And Technology Agency Nitride semiconductor substrate production method thereof and semiconductor optical device using the same
TW200419832A (en) * 2004-04-16 2004-10-01 Uni Light Technology Inc Structure for increasing the light-emitting efficiency of a light-emitting device
KR20070102114A (ko) * 2006-04-14 2007-10-18 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조 방법
JP2008053602A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体素子及びその製造方法
TWI322522B (en) * 2006-12-18 2010-03-21 Delta Electronics Inc Electroluminescent device, and fabrication method thereof
KR100836455B1 (ko) * 2007-01-11 2008-06-09 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자의 제조 방법
KR101338698B1 (ko) * 2007-04-16 2013-12-06 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광소자
JP2008277650A (ja) 2007-05-02 2008-11-13 Mitsubishi Chemicals Corp 窒化物系化合物半導体装置の製造方法
KR101449000B1 (ko) * 2007-09-06 2014-10-13 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR101360966B1 (ko) 2007-11-06 2014-02-11 삼성전자주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
CN101926013B (zh) * 2008-03-28 2012-09-26 松下电器产业株式会社 氮化物半导体发光装置
KR101020961B1 (ko) * 2008-05-02 2011-03-09 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002008998A (ja) * 2000-06-23 2002-01-11 Toyoda Gosei Co Ltd Iii族窒化物系化合物半導体素子の製造方法
KR100483049B1 (ko) * 2003-06-03 2005-04-15 삼성전기주식회사 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드의 제조방법
JP2006140357A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Mitsubishi Cable Ind Ltd 窒化物半導体発光素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140046162A (ko) * 2012-10-10 2014-04-18 엘지이노텍 주식회사 발광소자

Also Published As

Publication number Publication date
US20130334550A1 (en) 2013-12-19
US9012944B2 (en) 2015-04-21
CN102130258A (zh) 2011-07-20
EP2346098B1 (en) 2018-11-28
US8563999B2 (en) 2013-10-22
CN102130258B (zh) 2016-04-13
EP2346098A2 (en) 2011-07-20
US20110175120A1 (en) 2011-07-21
EP2346098A3 (en) 2014-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101028251B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
CN101740698B (zh) 半导体发光器件
JP5450399B2 (ja) 半導体発光素子及びその製造方法
KR100986570B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR20100011116A (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR101047617B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US8405101B2 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
US8860077B2 (en) Light emitting device and light emitting device package including the same
KR101007133B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
CN101740687A (zh) 半导体发光器件
KR101134732B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR101028286B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US8269234B2 (en) Semiconductor light-emitting device
KR101014136B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100999695B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR101007086B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR20110103607A (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR102249630B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR102249624B1 (ko) 발광구조물 및 이를 포함하는 발광소자
KR101199129B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR20130007682A (ko) 발광 소자 및 그 제조방법
KR102200072B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
JP2007251168A (ja) 発光素子及びその製造方法
EP3376546B1 (en) Ultraviolet light-emitting element
KR20170109904A (ko) 발광소자 및 조명장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140305

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150305

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160304

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170307

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee