KR101775123B1 - Nitride light emitting device - Google Patents

Nitride light emitting device Download PDF

Info

Publication number
KR101775123B1
KR101775123B1 KR1020100080740A KR20100080740A KR101775123B1 KR 101775123 B1 KR101775123 B1 KR 101775123B1 KR 1020100080740 A KR1020100080740 A KR 1020100080740A KR 20100080740 A KR20100080740 A KR 20100080740A KR 101775123 B1 KR101775123 B1 KR 101775123B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nitride
light emitting
emitting device
layer
based light
Prior art date
Application number
KR1020100080740A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120017850A (en
Inventor
최윤호
Original Assignee
엘지전자 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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020100080740A priority Critical patent/KR101775123B1/en
Publication of KR20120017850A publication Critical patent/KR20120017850A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101775123B1 publication Critical patent/KR101775123B1/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
    • H01L33/02Semiconductor 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
    • H01L33/20Semiconductor 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 particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • 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
    • H01L33/10Semiconductor 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 light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • 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
    • 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
    • H01L33/36Semiconductor 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 electrodes
    • H01L33/40Materials therefor
    • H01L33/42Transparent materials
    • 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
    • H01L33/44Semiconductor 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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로 특히, 질화물계 발광 소자의 제조방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 제1면 및 제2면을 갖는 질화물계 반도체층; 상기 제1면 상에 위치하는 요철 구조; 상기 요철 구조 상에 위치하는 제1전극; 상기 제2면 상에 위치하는 광 추출층; 상기 광 추출층 상에 위치하는 제2전극; 및 상기 질화물계 반도체층의 적어도 일측면 상에 위치하는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a nitride-based light emitting device. The present invention relates to a nitride semiconductor layer having a first surface and a second surface; A concavo-convex structure located on the first surface; A first electrode located on the concave-convex structure; A light extracting layer located on the second side; A second electrode located on the light extracting layer; And a protective layer located on at least one side of the nitride based semiconductor layer.

Description

질화물계 발광 소자 {Nitride light emitting device}[0001] NITRIDE LIGHT EMITTING DEVICE [0002]

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로 특히, 질화물계 발광 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a nitride-based light emitting device.

발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화 된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다.Light emitting diodes (LEDs) are well-known semiconductor light emitting devices that convert current into light. In 1962, red LEDs using GaAsP compound semiconductors were commercialized. GaP: N series green LEDs and information communication devices As a light source for a display image of an electronic device.

이러한 LED에 의해 방출되는 광의 파장은 LED를 제조하는데 사용되는 반도체 재료에 따른다. 이는 방출된 광의 파장이 가전자대(valence band) 전자들과 전도대(conduction band) 전자들 사이의 에너지 차를 나타내는 반도체 재료의 밴드갭(band-gap)에 따르기 때문이다. The wavelength of the light emitted by these LEDs depends on the semiconductor material used to fabricate the LED. This is because the wavelength of the emitted light depends on the band gap of the semiconductor material, which represents the energy difference between the valence band electrons and the conduction band electrons.

질화 갈륨 화합물 반도체(Gallium Nitride: GaN)는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭(0.8 ~ 6.2eV)을 가지고 있어, LED를 포함한 고출력 전자부품 소자 개발 분야에서 많은 주목을 받아왔다. Gallium nitride semiconductors (GaN) have high thermal stability and wide bandgap (0.8 to 6.2 eV), and have attracted much attention in the field of high output electronic component development including LEDs.

이에 대한 이유 중 하나는 GaN이 타 원소들(인듐(In), 알루미늄(Al) 등)과 조합되어 녹색, 청색 및 백색광을 방출하는 반도체 층들을 제조할 수 있기 때문이다.One of the reasons for this is that GaN can be combined with other elements (indium (In), aluminum (Al), etc.) to produce semiconductor layers emitting green, blue and white light.

이와 같이 방출 파장을 조절할 수 있기 때문에 특정 장치 특성에 맞추어 재료의 특징들에 맞출 수 있다. 예를 들어, GaN를 이용하여 광기록에 유익한 청색 LED와 백열등을 대치할 수 있는 백색 LED를 만들 수 있다. Since the emission wavelength can be controlled in this manner, it can be tailored to the characteristics of the material according to the specific device characteristics. For example, GaN can be used to create a white LED that can replace the blue LEDs and incandescent lamps that are beneficial for optical recording.

이러한 GaN 계열 물질의 이점들로 인해, GaN 계열의 LED 시장이 급속히 성장하고 있다. 따라서, 1994년에 상업적으로 도입한 이래로 GaN 계열의 광전자장치 기술도 급격히 발달하였다. Due to the advantages of such GaN-based materials, the GaN-based LED market is rapidly growing. Therefore, GaN-based optoelectronic device technology has rapidly developed since its commercial introduction in 1994.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 질화물 반도체 후막을 이용하여 다양한 구조를 가지는 발광 소자를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a light emitting device having various structures using a nitride semiconductor thick film.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 제1면 및 제2면을 갖는 질화물계 반도체층; 상기 제1면 상에 위치하는 요철 구조; 상기 요철 구조 상에 위치하는 제1전극; 상기 제2면 상에 위치하는 광 추출층; 상기 광 추출층 상에 위치하는 제2전극; 및 상기 질화물계 반도체층의 적어도 일측면 상에 위치하는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a nitride semiconductor light emitting device comprising: a nitride semiconductor layer having a first surface and a second surface; A concavo-convex structure located on the first surface; A first electrode located on the concave-convex structure; A light extracting layer located on the second side; A second electrode located on the light extracting layer; And a protective layer located on at least one side of the nitride based semiconductor layer.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.The present invention has the following effects.

첫째, 질화물 반도체 후막(20)을 이용함으로써 수직형 발광 다이오드 구조를 제작하는 내용을 포함하며, 이러한 구조는 대리 기판을 이용할 필요가 없다.Firstly, the vertical nitride semiconductor light emitting diode structure is manufactured by using the nitride semiconductor thick film 20, and this structure does not require the use of a surrogate substrate.

둘째, 이러한 대리 기판을 제작하기 위한 웨이퍼 본딩(wafer bonding)이나 전기도금(electroplating) 등의 복잡한 공정을 제거하여 제작 공정을 단순화시키는 동시에 이러한 복잡한 공정에서 야기되는 발광 다이오드(LED) 특성 저하를 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 구조적인 제약이 크게 감소하여, 위에서 설명한 바와 같은 수직형 LED의 구조를 다양화시킬 수 있다.Second, complicated processes such as wafer bonding and electroplating are removed to fabricate such a substitute substrate, thereby simplifying the fabrication process and preventing deterioration of LED characteristics caused by such complicated processes. Effect can be obtained. Also, the structural constraints are greatly reduced, and the structure of the vertical LED as described above can be diversified.

세째, 후막에 의하여 반도체층이 두껍기 때문에 자체적인 전도성에 의해 전류를 고르게 퍼뜨릴 수 있다. 따라서, 전류를 고르게 퍼뜨리기 위한 구조, 예를 들어, CBL층과 같은 구조를 적용하지 않아도 충분한 전기적 특성을 얻을 수 있다.Third, since the semiconductor layer is thick by the thick film, the current can be spread evenly by its own conductivity. Therefore, it is possible to obtain a sufficient electric characteristic without applying a structure for evenly spreading the current, for example, a structure such as a CBL layer.

도 1 내지 도 14는 발광 소자 제작 과정의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 15 내지 도 21은 도 1 내지 도 14의 제작 과정에 의하여 제작되는 발광 소자 구조의 예를 나타내는 단면도이다.
도 22 내지 도 27은 발광 소자 제작 과정의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 28 내지 도 30은 도 22 내지 도 27의 제작 과정에 의하여 제작되는 발광 소자 구조의 예를 나타내는 단면도이다.
도 31 및 도 32는 발광 소자 구조에 의한 전류 흐름의 향상을 나타내는 개략도이다.
1 to 14 are sectional views showing an example of a manufacturing process of a light emitting device.
15 to 21 are cross-sectional views illustrating an example of the structure of a light emitting device manufactured by the manufacturing process of FIGS. 1 to 14.
22 to 27 are cross-sectional views showing another example of a manufacturing process of a light emitting device.
FIGS. 28 to 30 are cross-sectional views illustrating an example of the structure of a light emitting device manufactured by the manufacturing process of FIGS. 22 to 27. FIG.
31 and 32 are schematic diagrams showing improvement of current flow by the light emitting device structure.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between .

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and / or regions, such elements, components, regions, layers and / And should not be limited by these terms.

먼저, 발광 소자 제작을 위한 박막 생장이 이루어진다. First, thin film growth is performed for manufacturing a light emitting device.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 박막 생장은, 먼저 성장 기판(10) 상에 질화물 반도체(GaN) 기판으로 작용할 수 있는 질화물 반도체 후막(20)이 형성될 수 있다. As shown in FIG. 1, in the thin film growth, a nitride semiconductor thick film 20, which can act as a nitride semiconductor (GaN) substrate, may be formed on the growth substrate 10 first.

이때, 성장 기판(10)은 사파이어(sapphire) 또는 실리콘 카바이드(SiC)와 같은 이종 기판이 이용될 수 있고, 질화물 반도체 후막(20)의 두께는 적어도 50 ㎛ 이상으로 제작될 수 있으며, 기판으로서 작용할 수 있도록 대략 300 ㎛까지의 두께를 가질 수 있다.At this time, the growth substrate 10 may be a heterogeneous substrate such as sapphire or silicon carbide (SiC), and the thickness of the nitride semiconductor thick film 20 may be at least 50 μm or more, Lt; RTI ID = 0.0 > um. ≪ / RTI >

이러한 질화물 반도체 후막(20)은 n-형 전도성을 가질 수 있으나, 경우에 따라 p-형 전도성을 가질 수도 있다.The nitride semiconductor thick film 20 may have n-type conductivity, but may have p-type conductivity depending on the case.

이후에, 도 2에서와 같이, 성장 기판(10)은 질화물 반도체 후막(20)으로부터 분리된다. 이때, 분리 방법은 리프트 오프 방법이 이용될 수 있으며, 이러한 리프트 오프 방법은 레이저를 이용한 리프트 오프(LLO), 식각을 이용하는 화학식 리프트 오프(CLO), 열적 리프트 오프 중 어느 하나의 방법이 이용될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 2, the growth substrate 10 is separated from the nitride semiconductor thick film 20. At this time, the lift-off method may be used as the separation method, and the lift-off method may be any one of laser-assisted lift-off (LLO), lift-off using chemical etching (CLO) have.

한편, 그 이외에도 박막 성장 후 쿨링(cooling) 단계에서 내재된 스트레인(strain)을 이용해 자체적으로 분리하는 열적 쇼크(thermal shock) 방법 및 기계적인 방법도 이용 가능하다.In addition, a thermal shock method and a mechanical method for separating the thin film by itself using the strain inherent in the cooling step after the growth of the thin film can also be used.

이후, 도 3에서와 같이, 이러한 질화물 반도체 후막(20) 상에 질화물 반도체 박막(30)을 성장시킨다. 이러한 질화물 반도체 박막(30)은, n-형 반도체층(31), 활성층(32), 및 p-형 반도체층(33)을 포함할 수 있다. 만일 후막(20)이 p-형 전도성을 가진다면 n-형 반도체층(31)과 p-형 반도체층(33)의 위치는 도 3과 반대일 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 3, the nitride semiconductor thin film 30 is grown on the nitride semiconductor thick film 20. The nitride semiconductor thin film 30 may include an n-type semiconductor layer 31, an active layer 32, and a p-type semiconductor layer 33. If the thick film 20 has p-type conductivity, the positions of the n-type semiconductor layer 31 and the p-type semiconductor layer 33 may be opposite to those of Fig.

도 4에서와 같이, 이와 같이 성장된 질화물 반도체 박막(30)은 개별 소자로 분리될 영역(34)을 구분하는 분리 식각(isolation etching)을 통하여 개별 소자 영역으로 분리될 수 있다. 이와 같은 분리 식각으로는 건식 식각 또는 화학적 식각 방법이 이용될 수 있다.As shown in FIG. 4, the nitride semiconductor thin film 30 thus grown can be separated into individual device regions through isolation etching to separate the regions 34 to be separated into individual devices. The dry etching or the chemical etching method may be used for such a separation etching.

이때, 경우에 따라, 도 5에서와 같이, 이러한 분리 식각을 수행하기 이전에 박막(30)의 표면에 광 추출 구조(40)를 형성할 수도 있으며, 이러한 광 추출 구조(40)는 표면 거칠기, 광 전해 식각, 질화물 반도체 아일랜드, 광결정 중 어느 하나일 수 있다.5, the light extracting structure 40 may be formed on the surface of the thin film 30 before performing the separation etching. The light extracting structure 40 may have a surface roughness, Photoelectrolytic etching, a nitride semiconductor island, and a photonic crystal.

이 경우에 이러한 광 추출 구조(40)가 형성되는 면은 p-형 반도체층(33)의 외측면일 수 있다.In this case, the surface on which the light extracting structure 40 is formed may be the outer surface of the p-type semiconductor layer 33.

한편, 상술한 과정과 달리, 질화물 반도체 후막(20) 성장 이후에 성장 기판(10)을 분리하지 않고 연속하여 상술한 바와 같은 과정으로 질화물 반도체 박막(30)을 형성할 수 있으며, 질화물 반도체 박막(30) 성장 이후에 성장 기판(10)을 분리할 수도 있다.Unlike the above process, the nitride semiconductor thin film 30 can be formed continuously after the growth of the nitride semiconductor thick film 20 without separating the growth substrate 10, and the nitride semiconductor thin film 30 30), the growth substrate 10 may be separated.

이때, 성장 기판(10), 질화물 반도체 후막(20), 질화물 반도체 박막(30), 및 성장 기판(10) 분리에 관한 사항은 위에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
The separation of the growth substrate 10, the nitride semiconductor thick film 20, the nitride semiconductor thin film 30, and the growth substrate 10 may be the same as described above.

다음에는 도 6에서와 같이, 질화물 반도체 박막(30) 상에 p-형 전극 구조(50)를 제작하게 되는데, 먼저, 개별 소자 분리 영역으로 구분된 박막(30) 상에 투명 전도성층(51)을 형성하고, 이 투명 전도성층(51) 상에 p-전극(52)을 형성할 수 있다.6, a p-type electrode structure 50 is fabricated on the nitride semiconductor thin film 30. First, a transparent conductive layer 51 is formed on a thin film 30 divided into individual element isolation regions. And the p-electrode 52 can be formed on the transparent conductive layer 51.

이때, 투명 전도성층(51)과 p-전극(52)은 각 개별 소자 영역으로 구분된 박막(30) 상에 패터닝되어 형성될 수 있다. 투명 전도성층(51)은 투명 전도성 산화물이 이용될 수 있다.At this time, the transparent conductive layer 51 and the p-electrode 52 may be patterned on the thin film 30 divided into individual device regions. The transparent conductive layer 51 may be a transparent conductive oxide.

도 7에서와 같이, 경우에 따라 이러한 투명 전도성층(51) 상에는 광 추출 패턴(53)이 형성될 수도 있다.
As shown in FIG. 7, a light extracting pattern 53 may be formed on the transparent conductive layer 51 as the case may be.

이후, 도 8에서와 같이, p-형 전극 구조(50)의 주변과 질화물 반도체 박막(30)의 적어도 일부를 감싸는 보호층(60)을 형성할 수 있다.8, a protective layer 60 may be formed to surround the periphery of the p-type electrode structure 50 and at least a part of the nitride semiconductor thin film 30.

이러한 보호층(60)은 도 8에서와 같이, p-형 전극 구조(50)를 제외한 반도체 박막(30)의 상면과, 박막(30)의 측면 모두를 감싸도록 형성될 수 있고, 경우에 따라 반도체 박막(30)의 상면 또는 측면에만 위치할 수도 있다. 또한, 반도체 박막(30)의 상면의 일부 또는 측면의 일부에만 위치할 수도 있다.8, the protective layer 60 may be formed to surround both the upper surface of the semiconductor thin film 30 except the p-type electrode structure 50 and the side surface of the thin film 30, Or may be located only on the upper surface or the side surface of the semiconductor thin film 30. It may also be located on a part of the upper surface or only a part of the side surface of the semiconductor thin film 30.

이러한 보호층(60)은, SiO2, SiNx, 및 SiONx 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 보호층(60)은 패시베이션 층(passivation layer)으로 작용할 수 있으며, 반도체 박막(30)의 외측면을 보호함과 동시에 정전기에 의한 박막(30)의 손상 등을 방지할 수 있다.
The protective layer 60 may be made of at least one of SiO 2 , SiN x , and SiON x . The protective layer 60 may serve as a passivation layer to protect the outer surface of the semiconductor thin film 30 and prevent damage to the thin film 30 due to static electricity.

이후, 도 9에서와 같이, 질화물 반도체 후막(20)의 후면에 n-형 전극 구조(70)를 형성한다. 이러한 n-형 전극 구조(70)를 형성하기 전에, 경우에 따라, 래핑(lapping) 공정에 의하여 후막(20)을 적당한 두께로 얇게 할 수 있고, 이에 더하여 래핑된 표면을 폴리싱(polishing) 하는 공정이 추가될 수도 있다.Thereafter, as shown in FIG. 9, an n-type electrode structure 70 is formed on the rear surface of the nitride semiconductor thick film 20. Prior to forming the n-type electrode structure 70, the thick film 20 can be thinned to an appropriate thickness by a lapping process, and in addition, a step of polishing the lapped surface May be added.

이러한 폴리싱 공정은 저저항을 가지며 견고한 n-형 전극 구조(70)를 형성하기 적당한 표면을 형성하는 의미가 있다.This polishing process has the meaning of forming a suitable surface to form a rigid n-type electrode structure 70 with low resistance.

n-형 전극 구조(70)는 도 9에서와 같이, n-형 반사형 전극(71)일 수 있고, 도 10에서와 같은 투명 전극(72)과 n-형 전극(73)일 수 있으며, 또한 도 11과 같이 n-형 전극(73)만으로 구성될 수도 있다.The n-type electrode structure 70 may be an n-type reflective electrode 71 as shown in FIG. 9 and may be a transparent electrode 72 and an n-type electrode 73 as shown in FIG. 10, And may be composed of only the n-type electrode 73 as shown in Fig.

이때, 도 10에서와 같이 투명 전극(72)과 n-형 전극(73)을 형성하는 경우에는 추가적으로 도 12과 같이 투명 전극(72)에 광 추출 패턴(74)을 형성할 수도 있다.In this case, when the transparent electrode 72 and the n-type electrode 73 are formed as shown in FIG. 10, the light extracting pattern 74 may be formed on the transparent electrode 72 as shown in FIG.

여기서 투명 전극(72)은 투명 전도성 산화물이 이용될 수 있고, 경우에 따라 두께가 매우 얇은 금속층이 이용될 수도 있다.Here, the transparent electrode 72 may be made of a transparent conductive oxide, and in some cases, a very thin metal layer may be used.

한편, n-형 전극 구조(70)를 형성하는 질화물 반도체 후막(20)의 하면은 상술한 성장 기판(10)을 분리한 면으로서, 이러한 면은 질소 면(N face)이 될 수 있다.On the other hand, the lower surface of the nitride semiconductor thick film 20 forming the n-type electrode structure 70 is a surface on which the above-described growth substrate 10 is separated, and this surface can be a nitrogen face (N face).

즉, 질화물 반도체 구조의 외면은 극성 면을 가질 수 있으며, 이러한 극성 면은 갈륨 극성 면(Ga-polar face) 또는 질소 극성 면(N-polar face)을 이루게 된다.That is, the outer surface of the nitride semiconductor structure may have a polar face, and the polar face forms a Ga-polar face or an N-polar face.

이러한 질소 극성 면에 n-형 전극 구조(70)를 형성하는데 있어서, 도 13과 같이, 오믹 접점 구조 향상을 위한 요철 구조(21)를 형성할 수 있다. 즉, 이러한 요철 구조(21)를 형성한 면에 n-형 전극 구조(70)를 형성할 수 있다.In forming the n-type electrode structure 70 on the nitrogen polarity surface, as shown in Fig. 13, the irregular structure 21 for improving the ohmic contact structure can be formed. That is, the n-type electrode structure 70 can be formed on the surface on which the concave-convex structure 21 is formed.

이와 같은 요철 구조(21)는 후막(20)의 하부 면에 형성되며, 랜덤 구조를 가질 수 있고, 경우에 따라, 복수의 단위 형상으로 이루어질 수도 있다.The concavoconvex structure 21 is formed on the lower surface of the thick film 20, and may have a random structure, and may have a plurality of unit shapes, as the case may be.

이때, 이러한 단위 형상은 원뿔 형상, 다각 기둥, 스트라이프 형상 등이 될 수 있으며, 또한, 상부 폭이 하부 폭보다 좁은 다각 기둥, 스트라이프 형상의 삼각 기둥 등의 다양한 형상(도시되지 않음)을 이룰 수 있다.At this time, the unit shape may be a conical shape, a polygonal column, a stripe shape, or the like, and may have various shapes (not shown) such as a polygonal column and a stripe-shaped triangular column whose upper width is narrower than the lower width .

그리고 이러한 요철 구조(21)의 크기는 3㎛ ~ 6㎛일 수 있으며, 요철 구조의 측면 경사각은 45°~ 80°을 이룰 수 있다.The size of the concavo-convex structure 21 may be 3 탆 to 6 탆, and the side inclination angle of the concavo-convex structure may be 45 째 to 80 째.

또한, 경우에 따라, 이러한 요철 구조(21) 상에 나노 필라(Nano Pillar) 구조를 더 형성할 수도 있다(도시되지 않음).In some cases, a nano pillar structure may be further formed on the concave-convex structure 21 (not shown).

이와 같이, 질화물 반도체 후막(20)의 질소 극성 면(N-polar face)에 요철 구조(21)를 형성하게 되면, 오믹 특성이 상대적으로 우수하지 않은 질소 극성 면의 상대 면적은 줄이면서 전체 표면적을 증가시킬 수 있어, 낮은 접촉 저항을 제공할 수 있고, 방열 특성을 향상시킬 수 있다. As described above, when the concave-convex structure 21 is formed on the N-polar face of the nitride semiconductor thick film 20, the relative area of the nitrogen polar face, which has relatively poor ohmic characteristics, It is possible to provide a low contact resistance and improve the heat radiation characteristic.

이러한, 요철 구조(21)는 포토 마스크를 이용한 패터닝에 의해 형성할 수 있고, 또한 ICP-RIE(Inductively Coupled Plasma - Reactive Ion Etching), ECR-RIE(Electron Cyclotron Resonance - Reactive Ion Etching), IBE(Ion Beam Etching), 헬리콘 플라즈마 에칭(Helicon Plasma Etching) 등의 건식 식각법에 의해 형성할 수 있는데, 이때 사용되는 마스크로는 SiO2, 포토 레지스트(Photo Resist), 금속 등을 이용할 수 있다.The concave and convex structure 21 can be formed by patterning using a photomask and can be formed by ICP-RIE (Inductively Coupled Plasma-Reactive Ion Etching), ECR-RIE (Electron Cyclotron Resonance-Reactive Ion Etching) Beam Etching, and Helicon Plasma Etching. As the mask used herein, SiO 2 , a photoresist, a metal, or the like can be used.

그리고 요철 구조(21)를 형성함에 있어서, 건식 식각 후 KOH, H3PO4 등의 용액을 이용하여 습식 식각하면 이 요철 구조(21) 상에 제작되는 n-형 전극 구조(70)의 특성이 더 향상될 수 있다.In forming the concave and convex structure 21, wet etching using a solution of KOH, H 3 PO 4, or the like after dry etching may cause the characteristics of the n-type electrode structure 70 formed on the concavo- Can be further improved.

한편, 이러한 요철 구조(21)의 크기는 수 ㎛의 크기를 가질 수 있는데, 대략 3 내지 5㎛의 크기를 가질 수 있다.On the other hand, the size of the concave-convex structure 21 may have a size of several micrometers, and may have a size of about 3 to 5 micrometers.

또한, 요철 구조(21)의 측면 경사각은 45°내지 80°로 형성될 수 있는데, 그 이유 중 하나는 요철 구조(21)의 측면 경사각이 45°이하가 되면, 질소 극성 면의 상대 면적을 충분히 작아지지 않아서 원하는 정도의 오믹 특성을 얻기에 용이하지 않을 수 있고, 요철 구조의 측면 경사각이 80°이상이 되면 이후에 n-형 전극 구조(70)를 형성하기 어려워질 수 있기 때문이다.One of the reasons is that when the side inclination angle of the concave and convex structure 21 is 45 DEG or less, the relative area of the nitrogen polar face is sufficiently large It may not be easy to obtain a desired level of ohmic characteristics because it is not small. If the side inclination angle of the concavo-convex structure is 80 degrees or more, it may become difficult to form the n-type electrode structure 70 thereafter.

이러한 요철 구조(21)의 측면 경사각은 식각 조건을 변경함으로써 조절할 수 있는데, 예를 들어 건식 식각의 경우 플라즈마 파워 및 식각 가스의 조절에 의해 요철 구조(21)의 측면 경사각을 조절할 수 있다. The lateral inclination angle of the concave and convex structure 21 can be adjusted by changing the etching conditions. For example, in the case of dry etching, the side inclination angle of the concave and convex structure 21 can be adjusted by controlling the plasma power and the etching gas.

또한, 요철 구조(21)의 측면 경사각은 전체 소자의 방열특성에도 영향을 미칠 수 있다.In addition, the side inclination angle of the concavoconvex structure 21 may affect the heat radiation characteristics of the entire device.

한편, 요철 구조(21)는 질화물 반도체 후막(20)의 질소 극성 면(후면)에 나노 입자를 도포한 후, 이를 마스크로 하여 이 질소 극성 면을 식각 함으로써 형성할 수도 있다.On the other hand, the concavoconvex structure 21 may be formed by applying the nanoparticles to the nitrogen polar surface (rear surface) of the nitride semiconductor thick film 20, and then etching the nitrogen polar surface using the nanoparticles as a mask.

이에 의하면 나노 입자의 크기에 따라 수 ㎛부터 수 ㎚의 크기를 갖는 나노 필라(Nano Pillar) 형태의 요철 구조를 형성할 수 있는데, 이 경우 나노 필라의 크기는 10 내지 1000㎚로 형성할 수 있다.According to this, a nano pillar-shaped concave-convex structure having a size of several micrometers to several nanometers can be formed according to the size of the nanoparticles. In this case, the size of the nanofiller can be 10 to 1000 nm.

또한, 이러한 나노 필라는 포토 마스크를 이용한 패터닝 및 건식 식각에 의해 형성된 요철 구조(21)상에 형성될 수 있다.In addition, such a nanofiller can be formed on the concavo-convex structure 21 formed by patterning using a photomask and dry etching.

즉, 질소 극성 면에 포토 마스크를 이용한 패터닝 및 건식 식각 방법으로 요철 구조(21)를 형성한 후, 이러한 요철 구조(21) 상부에 나노 입자를 도포하고 식각하여 나노 필라를 형성할 수 있으며, 이 경우 오믹 특성 및 방열 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
That is, after forming the concave-convex structure 21 by patterning using a photomask and dry etching method on the nitrogen polarity surface, the nanopillar can be formed on the concave-convex structure 21 by applying and etching the concave-convex structure 21, The ohmic characteristic and the heat dissipation characteristic can be further improved.

이상과 같이 하부의 n-형 전극 구조(70)가 형성된 이후에는 도 14에서와 같이, 개별 소자 분리 영역(34)에 따라 개별 소자로 분리하게 된다. 도 14에서 n-형 전극 구조(70)는 도 9와 같은 구조를 가지는 것으로 도시하였으나, 그 외에 위에서 설명한 다양한 구조를 가질 수 있음은 물론이다.After the lower n-type electrode structure 70 is formed as described above, it is separated into individual elements according to the individual element isolation regions 34 as shown in Fig. 14, the n-type electrode structure 70 has a structure as shown in FIG. 9. However, it is needless to say that the n-type electrode structure 70 may have various structures as described above.

이러한 개별 소자 분리 과정은 주로 질화물 반도체 후막(20)을 분리하는 과정으로 이루어질 수 있으며, 스크라이빙 및/또는 브레이킹 공정에 의하여 이루어질 수 있다.The individual element isolation process may be performed by separating the nitride semiconductor thick film 20, and may be performed by a scribing and / or braking process.

스크라이빙 공정은 레이저를 이용하거나 식각을 이용할 수 있다. 이러한 스크라이빙 공정에 의하여 소자가 완전히 분리될 수도 있으며, 경우에 따라서는 스크라이빙 공정과 브레이킹 공정이 함께 수행될 수도 있다. 즉, 소자 분리 영역에 스크라이빙을 수행한 이후에 이 스크라이빙 된 방향을 따라 브레이킹이 이루어질 수도 있다.The scribing process can be performed using a laser or etching. The element may be completely separated by such a scribing process, and in some cases, the scribing process and the braking process may be performed together. That is, after performing scribing in the element isolation region, braking may be performed along the scribed direction.

이와 같은 공정에 의하여 개별 소자의 제작이 이루어지게 된다.
Individual devices are fabricated by such a process.

한편, 상술한 과정과 달리, 성정 기판(10)의 분리 과정의 순서가 다르게 이루어질 수 있다. 즉, 위에서 설명한 바와 같이, 후막(20) 성장 또는 후막(20) 상에 박막(30)을 성장한 직후에 성장 기판(10)을 분리하지 않고, p-형 전극 구조(40)의 형성 및 보호층의 형성이 이루어진 이후에 성장 기판(10)을 분리할 수도 있다.In the meantime, unlike the above-described process, the order of the separation process of the substrate 10 may be different. That is, as described above, after the growth of the thick film 20 or the growth of the thin film 30 on the thick film 20, the growth substrate 10 is not separated and the formation of the p-type electrode structure 40, The growth substrate 10 may be separated.

그 외의 과정은 위에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
The other process may be the same as described above.

이상과 같은 과정에 의하여 제작될 수 있는 발광 소자의 예를 설명하면 아래와 같다. 여기서 설명하는 소자 구조는 질화물 반도체 후막(20)의 하면에 요철 구조(21)를 가지는 것으로 도시되었지만, 경우에 따라 이러한 요철 구조(21)가 생략될 수도 있음은 물론이다.An example of a light emitting device that can be manufactured by the above process will be described below. Although the element structure described here is shown as having a concave-convex structure 21 on the lower surface of the nitride semiconductor thick film 20, it is needless to say that such concave-convex structure 21 may be omitted in some cases.

이와 같은 소자 구조는 위에서 설명한 특징들이 조합되어 다양한 예를 이룰 수 있다. 즉, 위에서 설명한 질화물 반도체 후막(20), 질화물 반도체 박막(30), 광 추출 구조(40), p-형 전극 구조(50), 보호층(60), 및 n-형 전극 구조(70)의 각 특징들이 다양하게 조합되어 소자 구조를 이룰 수 있다. 그 중에서 몇 가지 예를 설명하면 다음과 같다.Such a device structure can be variously combined with the above-described features. That is, the nitride semiconductor thin film 20, the nitride semiconductor thin film 30, the light extracting structure 40, the p-type electrode structure 50, the protective layer 60, and the n-type electrode structure 70 Each feature can be combined in various ways to achieve a device structure. Here are some examples:

먼저, 위에서 설명한 도 14와 같은 구조는 보다 상세하게 도시하면 도 15와 같은 구조를 이룰 수 있다.First, the structure as shown in FIG. 14 described above can be structured as shown in FIG. 15 in more detail.

또한, 나머지 구조는 도 15와 거의 동일한 구조를 가지면서 도 5와 같이, 질화물 반도체 박막(30)에 광 추출 구조(40)가 형성된 상태에서 공정이 진행된다면 도 16과 같은 구조를 이룰 수 있다. 즉, 박막(30)의 p-형 반도체층(33) 상에 광 추출 구조(40)가 위치하고, 이 광 추출 구조(40)가 형성된 박막(30) 상에 투명 전도성층(51)과 p-전극(52)으로 이루어지는 p-형 전극 구조(50)가 위치할 수 있다.15, if the nitride semiconductor thin film 30 has a light extracting structure 40 formed thereon, the structure of FIG. 16 can be obtained. That is, the light extracting structure 40 is positioned on the p-type semiconductor layer 33 of the thin film 30 and the transparent conductive layer 51 and the p- A p-type electrode structure 50 composed of the electrode 52 can be located.

질화물 반도체 후막(20)과 질화물 반도체 박막(30)의 n-형 반도체층(31)은 구분되어 도시되었으나, 하나의 n-형 반도체 구조로 보여질 수도 있다. 이는 물질과 전기적 성질이 거의 동일하기 때문이다. 이와 같은 사항도 여기서 설명하는 모든 소자 구조의 예에 있어서 공통적으로 적용될 수 있다.Although the nitride semiconductor thick film 20 and the n-type semiconductor layer 31 of the nitride semiconductor thin film 30 are shown separately, they may be viewed as one n-type semiconductor structure. This is because the electrical properties of the material are almost identical. This can also be applied in common to all example device structures described herein.

도 17과 도 18에서는 질화물 반도체 박막(30)에 광 추출 구조(40)가 위치하는 상태에서의 다른 예들을 나타내고 있다.17 and 18 show other examples in a state in which the light extracting structure 40 is located in the nitride semiconductor thin film 30. In FIG.

도 17에서는 도 16의 구조와 거의 유사하나, n-형 전극 구조(70)로서 도 10을 참조하여 설명한 바와 같은 투명 전극(72)과 n-형 전극(73)을 가지는 것이 다르다. 즉, n-형 전극 구조(70) 이외에는 도 16의 구조와 동일한 예를 나타내고 있다.In Fig. 17, the structure is substantially similar to that of Fig. 16, except that the n-type electrode structure 70 has the transparent electrode 72 and the n-type electrode 73 as described with reference to Fig. That is, the same structure as the structure of FIG. 16 is shown except for the n-type electrode structure 70.

또한, 도 18에서는 광 추출 구조(40) 상에 p-형 전극(52)이 위치하고, 질화물 반도체 후막(20)의 요철 구조(21) 상에 n-형 전극 구조(70)이 위치하는 구조의 소자의 예를 나타내고 있다. 이외에 설명되지 않은 부분은 다른 예와 동일할 수 있다.18 shows a structure in which the p-type electrode 52 is located on the light extracting structure 40 and the n-type electrode structure 70 is located on the concave and convex structure 21 of the nitride semiconductor thick film 20 An example of a device is shown. Other parts which are not described may be the same as the other examples.

도 19에서는 n-형 전극 구조(70)가 투명 전극(72)과 n-형 전극(73)을 가지는 사항 이외에는 도 15의 구조와 동일한 예를 나타내고 있다.In Fig. 19, the same structure as that of Fig. 15 is shown except that the n-type electrode structure 70 has the transparent electrode 72 and the n-type electrode 73. Fig.

한편, 도 20에서는 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 투명 전도성층(51)이 광 추출 패턴(53)을 가지는 예를 나타내고 있다. 즉, p-형 전극 구조(50)로서 광 추출 패턴(53)을 가지는 투명 전도성층(51)과 p-형 전극(52)을 가지는 경우를 설명하고 있으며, 그 외의 경우는 도 15의 경우와 동일하다.On the other hand, FIG. 20 shows an example in which the transparent conductive layer 51 has the light extracting pattern 53 as described with reference to FIG. That is, the case where the p-type electrode structure 50 has the transparent conductive layer 51 and the p-type electrode 52 having the light extracting pattern 53 is described, same.

도 21에서는 p-형 전극 구조(50)가 광 추출 패턴(53)을 가지는 투명 전도성층(51)과 p-형 전극(52)으로 이루어지고, n-형 전극 구조(70) 또한 광 추출 패턴(74)을 가지는 투명 전극(72)과 n-형 전극(73)으로 이루어지는 예를 도시하고 있다.21, the p-type electrode structure 50 is composed of the transparent conductive layer 51 having the light extracting pattern 53 and the p-type electrode 52, and the n- And the transparent electrode 72 and the n-type electrode 73 each having the transparent electrode 74 are shown.

도 17 내지 도 19, 그리고 도 21에서 도시하는 예에서는 발광 소자 구동시에 발생하는 빛이 n-형 반도체층(31)의 방향, 즉, 질화물 반도체 후막(20)을 향하는 방향으로 방출될 수 있다.In the example shown in Figs. 17 to 19 and 21, light generated at the light emitting element driving can be emitted in the direction of the n-type semiconductor layer 31, that is, in the direction toward the nitride semiconductor thick film 20.

이러한 경우에는 양쪽 방향으로 방출되는 빛을 모두 이용할 수 있으며, 경우에 따라, 소자를 도시한 상태에서 90도 회전시킨 상태로 패키징하여 이용할 수도 있다.
In this case, both light emitted in both directions may be used, and in some cases, the device may be packaged while being rotated by 90 degrees in the state shown in the figure.

이하에서는 위에서 설명한 구조와 달리 n-형 반도체층(31)이 상측을 향하게 되는 구조 및 그 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a structure in which the n < - > -type semiconductor layer 31 is directed upward and a manufacturing method thereof will be described, unlike the structure described above.

우선, 성장 기판(10)에 질화물 반도체 후막(20)을 성장시키고, 그 후에 성장 기판(10)을 분리한 후에 반도체 박막(30)을 성장하는 과정은 위에서 설명한 도 1 내지 도 4의 과정과 동일하다.The process of growing the nitride semiconductor thick film 20 on the growth substrate 10 and then growing the semiconductor thin film 30 after the growth substrate 10 is separated is the same as the process of FIGS. Do.

그 후에는, 도 22에서와 같이, 반도체 박막(30)의 p-형 반도체층(33) 상에 p-형 반사전극(54)을 형성한다. 이러한 p-형 반사전극(54)은 p-형 반도체층(33)과의 접점층과 반사전극의 역할을 겸할 수 있고, 별도의 층으로 이루어진 접점층과 반사전극의 결합일 수도 있다.Thereafter, as shown in Fig. 22, a p-type reflective electrode 54 is formed on the p-type semiconductor layer 33 of the semiconductor thin film 30. Then, as shown in Fig. The p-type reflective electrode 54 may serve as a contact layer with the p-type semiconductor layer 33 and a reflective electrode, or may be a combination of a contact layer made of a different layer and a reflective electrode.

이러한 p-형 반사전극(54) 상에는 도 23과 같이, p-형 전극(55)이 형성되고, 반도체 박막(30)의 드러난 부분에 보호층(60)이 형성된다. 이러한 보호층(60)에 대한 사항도 위에서 설명한 바와 동일할 수 있다.A p-type electrode 55 is formed on the p-type reflective electrode 54 as shown in Fig. 23, and a protective layer 60 is formed on the exposed portion of the semiconductor thin film 30. The protective layer 60 may be the same as described above.

다음, 도 24에서와 같이, 질화물 반도체 후막(20)의 하측면에는 광 추출 구조(22)를 형성할 수 있고, 이 광 추출 구조(22)가 형성된 면에 n-형 전극(76)을 형성하여 n-형 전극 구조(70)를 이룰 수 있다.24, a light extracting structure 22 can be formed on the lower surface of the nitride semiconductor thick film 20, and an n-type electrode 76 is formed on the surface on which the light extracting structure 22 is formed The n-type electrode structure 70 can be formed.

한편, 도 25에서와 같이, 광 추출 구조(22)가 형성된 질화물 반도체 후막(20)의 하측면에 n-형 투명전극(75)을 형성하고, 이 n-형 투명전극(75) 상에 n-형 전극(76)을 형성하여 n-형 전극 구조(70)를 이룰 수도 있다.25, an n-type transparent electrode 75 is formed on the lower surface of the nitride semiconductor thick film 20 on which the light extracting structure 22 is formed, and n -Type electrode 76 may be formed to form the n-type electrode structure 70.

또한, 도 26에서와 같이, 질화물 반도체 후막(20)의 하측면에 광 추출 구조를 형성하지 않고, 여기에 n-형 투명 전극(75)을 형성한 후, 도 27에서와 같이, 이 n-형 투명 전극(75) 상에 광 추출 구조(77)를 형성할 수도 있다. 그리고 이러한 광 추출 구조(77)가 형성된 n-형 투명 전극(75) 상에 n-형 전극(76)을 형성하는 것이다.26, after the n-type transparent electrode 75 is formed on the lower surface of the nitride semiconductor thick film 20 without forming the light extracting structure, the n-type transparent electrode 75 is formed on the n- The light extracting structure 77 may be formed on the transparent electrode 75 of FIG. The n-type electrode 76 is formed on the n-type transparent electrode 75 on which the light extracting structure 77 is formed.

이후에 각 구조는 개별 소자 분리 영역에 따라 개별 소자로 분리될 수 있다.Each structure can then be separated into individual elements depending on the individual element isolation regions.

도 28은 위에서 설명한 도 24와 같은 구조에서 개별 소자로 분리되고 상하 위치가 역전된 상태의 소자 구조를 나타낸다. 즉, 질화물 반도체 후막(20)의 상측에 광 추출 구조(22)가 위치하고, 이 광 추출 구조(22)가 위치한 면에 n-형 전극(76)이 위치하며, 반도체 박막(30)의 하측에 p-형 반사전극(54)과 p-형 전극(55)으로 이루어지는 p-형 전극 구조(50)가 위치한다. Fig. 28 shows a device structure in a state in which the upper and lower positions are reversed and separated into individual devices in the structure shown in Fig. 24 described above. That is, the light extracting structure 22 is located on the upper side of the nitride semiconductor thick film 20, the n-type electrode 76 is located on the side where the light extracting structure 22 is located, A p-type electrode structure 50 composed of a p-type reflective electrode 54 and a p-type electrode 55 is located.

여기서 보호층(60)은 질화물 반도체 박막(60)을 덮고 있으나, 경우에 따라 질화물 반도체 후막(20)의 일부분도 덮도록 형성될 수 있다. Here, the protective layer 60 covers the nitride semiconductor thin film 60, but may be formed so as to cover part of the nitride semiconductor thick film 20 as the case may be.

그외의 부분은 위에서 설명된 바와 동일하게 적용될 수 있다.Other portions can be applied as described above.

도 29는 도 25와 같은 구조가 개별 소자로 분리되고 상하 위치가 역전된 상태의 소자 구조를 나타내고 있다. 또한, 도 30은 도 27에서 설명한 구조가 개별 소자로 분리되고 상하 위치가 역전된 상태의 소자 구조를 나타내고 있다. 각각의 구성요소에 대한 사항은 위에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
FIG. 29 shows a device structure in which the structure as shown in FIG. 25 is separated into individual devices and the up and down positions are reversed. Fig. 30 shows a device structure in which the structure described in Fig. 27 is separated into individual devices and the top and bottom positions are reversed. The matters for each component may be the same as described above.

이상과 같이 설명한 발광 소자는 질화물 반도체 후막(20)을 이용함으로써 수직형 발광 다이오드 구조를 제작하는 내용을 포함하며, 이러한 구조는 대리 기판을 이용할 필요가 없다.The light emitting device described above includes the content of fabricating the vertical type light emitting diode structure by using the nitride semiconductor thick film 20, and such structure does not require the use of a surrogate substrate.

따라서, 이러한 대리 기판을 제작하기 위한 웨이퍼 본딩(wafer bonding)이나 전기도금(electroplating) 등의 복잡한 공정을 제거하여 제작 공정을 단순화시키는 동시에 이러한 복잡한 공정에서 야기되는 발광 다이오드(LED) 특성 저하를 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 구조적인 제약이 크게 감소하여, 위에서 설명한 바와 같은 수직형 LED의 구조를 다양화시킬 수 있다.Therefore, complicated processes such as wafer bonding and electroplating for fabricating such a surrogate substrate are eliminated to simplify the fabrication process and to prevent deterioration of LED characteristics caused by such complicated fabrication processes Effect can be obtained. Also, the structural constraints are greatly reduced, and the structure of the vertical LED as described above can be diversified.

고품위 박막을 두껍고 안정적이게 성장하는 기술 및 장비가 나날이 발전하고 있다. 가장 대표적인 방법은 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)일 수 있지만 이외에도 최근에 LPE(Liquid Phase Epitaxy) 및 MOCVD(Metalorganic Chemical Vapor Epitaxy) 방법을 이용하여 고품위 박막을 두껍게 성장하는 기술도 발표되고 있다. Techniques and equipment for thick and stable growth of high-quality thin films are evolving day by day. The most representative method is Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE). Recently, however, techniques for thickening a high-quality thin film using LPE (Liquid Phase Epitaxy) and MOCVD (Metalorganic Chemical Vapor Epitaxy) have been disclosed.

이와 같은 방법을 이용하여 사파이어(sapphire) 또는 실리콘 카바이드(SiC)와 같은 성장 기판 상에 50㎛ 이상의 두꺼운 질화물 반도체 후막을 성장한 후 기판만 분리하면 대리 기판 없이도 자체를 지지할 수 있고, 소자 제작 공정에서 핸들링이 가능하다. By using such a method, a thick nitride semiconductor thick film having a thickness of 50 μm or more is grown on a growth substrate such as sapphire or silicon carbide (SiC), and then only the substrate is separated. Handling is possible.

이와 같은 두꺼운 반도체 박막(후막) 특징을 이용하면 수직형 LED 공정을 위에서 설명한 바와 같이 크게 단순화시킬 수 있다. 우선 대리기판이 필요 없기 때문에 대리기판 제공을 위한 공정이 불필요해지고 여기서 야기되는 여러 문제점도 함께 제거된다. Using such a thick semiconductor thin film (thick film) feature, the vertical LED process can be greatly simplified as described above. First, since a surrogate substrate is not necessary, a process for providing a surrogate substrate becomes unnecessary, and various problems caused therefrom are also eliminated.

또한, 후막에 의하여 반도체층이 두껍기 때문에 도 31 및 도 32에서 도시하는 바와 같이, 자체적인 전도성에 의해 전류를 고르게 퍼뜨릴 수 있다. 따라서, 전류를 고르게 퍼뜨리기 위한 구조, 예를 들어, CBL층과 같은 구조를 적용하지 않아도 충분한 전기적 특성을 얻을 수 있다.Further, since the semiconductor film is thick due to the thick film, the current can be evenly spread by its own conductivity, as shown in Figs. Therefore, it is possible to obtain a sufficient electric characteristic without applying a structure for evenly spreading the current, for example, a structure such as a CBL layer.

한편, 대리 기판을 이용하는 구조에서는 대리 기판에서의 광흡수를 방지하기 위해 p-형 반도체층 면에 반사전극을 형성하고 반대 n-형 반도체층 면을 통해 광을 추출하는 구조를 사용하였으나 두꺼운 박막(후막) 기반의 기술을 사용하면 위에서 설명한 바와 같은 다양한 수직형 LED 구조가 구현 가능한 것이다.On the other hand, in the structure using a surrogate substrate, a reflective electrode is formed on the p-type semiconductor layer surface and light is extracted through the surface of the opposite n-type semiconductor layer in order to prevent light absorption in the surrogate substrate. Thick film-based technology, various vertical LED structures as described above can be implemented.

10: 성장 기판 20: 질화물 반도체 후막
30: 질화물 반도체 박막 40: 광 추출 구조
50: p-형 전극 구조 60: 보호층
70: n-형전극 구조
10: growth substrate 20: nitride semiconductor thick film
30: nitride semiconductor thin film 40: light extracting structure
50: p-type electrode structure 60: protective layer
70: n-type electrode structure

Claims (18)

질소 극성 면인 제1면 및 갈륨 극성 면인 제2면을 갖고, 50 내지 300 ㎛의 두께를 가지는 질화물 반도체 후막;
상기 질소 극성 면인 제1면 상에 위치하고, 45°내지 80°의 측면 경사각을 가지는 요철 구조;
상기 제2면 상에 위치하는 질화물 반도체 박막;
상기 요철 구조 상에 위치하고 반사 전극으로 작용하는 제1전극;
상기 질화물 반도체 박막 상에 위치하는 광 추출층;
상기 광 추출층 상에 위치하는 제2전극; 및
상기 질화물 반도체 박막의 적어도 일측면 상에 위치하는 보호층을 포함하는 질화물계 발광 소자.
A nitride semiconductor thick film having a first face which is a nitrogen polar face, a second face which is a gallium polar face, and which has a thickness of 50 to 300 mu m;
A concavo-convex structure located on the first polar side of the nitrogen surface and having a side inclination angle of 45 ° to 80 °;
A nitride semiconductor thin film disposed on the second surface;
A first electrode located on the concave-convex structure and serving as a reflective electrode;
A light extraction layer located on the nitride semiconductor thin film;
A second electrode located on the light extracting layer; And
And a protective layer located on at least one side of the nitride semiconductor thin film.
제1항에 있어서, 상기 광 추출층은, 상기 질화물 반도체 박막의 일부인 광 추출 구조인 질화물계 발광 소자.The nitride based light emitting device according to claim 1, wherein the light extracting layer is a light extracting structure that is a part of the nitride semiconductor thin film. 제1항에 있어서, 상기 광 추출층은, 투명 전도성층인 질화물계 발광 소자.The nitride based light emitting device according to claim 1, wherein the light extracting layer is a transparent conductive layer. 제1항에 있어서, 상기 광 추출층은, 광 추출 구조를 가지는 투명 전도성층인 질화물계 발광 소자.The nitride based light emitting device according to claim 1, wherein the light extracting layer is a transparent conductive layer having a light extracting structure. 제1항에 있어서, 상기 제1전극은 상기 요철 구조에 접촉하는 반사 전극인 질화물계 발광 소자.The nitride-based light emitting device according to claim 1, wherein the first electrode is a reflective electrode contacting the concave-convex structure. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 요철 구조는, 상기 제1전극의 오믹 접촉 특성 향상을 위한 질화물계 발광 소자.The nitride-based light emitting device according to claim 1, wherein the convexo-concave structure is a nitride-based light emitting device for improving ohmic contact characteristics of the first electrode. 제1항에 있어서, 상기 요철 구조는, 원뿔 형상, 상부 폭이 하부 폭보다 좁은 다각 기둥, 스트라이프 형상의 삼각 기둥 중 어느 하나인 질화물계 발광 소자.The nitride-based light emitting device according to claim 1, wherein the concave-convex structure is any one of a conical shape, a polygonal column with an upper width smaller than a lower width, and a triangular column with a stripe shape. 제1항에 있어서, 상기 요철 구조를 이루는 단위 형상의 크기는 3㎛ 내지 6㎛인 질화물계 발광 소자.The nitride-based light emitting device according to claim 1, wherein the size of the unit shape constituting the concavo-convex structure is 3 탆 to 6 탆. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 요철 구조 상에는 미세 필라 구조가 위치하는 질화물계 발광 소자.The nitride based light emitting device according to claim 1, wherein a fine pillar structure is located on the uneven structure. 제12항에 있어서, 상기 미세 필라 구조는, 나노 스케일인 질화물계 발광 소자.13. The nitride based light emitting device according to claim 12, wherein the fine pillar structure is nanoscale. 제1항에 있어서, 상기 보호층은, SiO2, SiNx, 및 SiONx 중 적어도 어느 하나인 질화물계 발광 소자.The nitride based light emitting device according to claim 1, wherein the protective layer is at least one of SiO 2 , SiN x , and SiON x . 제1항에 있어서, 상기 질화물 반도체 후막은 기판으로 작용하는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자.The nitride-based light emitting device according to claim 1, wherein the nitride semiconductor thick film functions as a substrate. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 질화물 반도체 박막은, 제1 전도성 반도체층, 활성층, 제2 전도성 반도체층을 포함하는 질화물계 발광 소자.The nitride based light emitting device according to claim 1, wherein the nitride semiconductor thin film includes a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer. 삭제delete
KR1020100080740A 2010-08-20 2010-08-20 Nitride light emitting device KR101775123B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100080740A KR101775123B1 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Nitride light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100080740A KR101775123B1 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Nitride light emitting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120017850A KR20120017850A (en) 2012-02-29
KR101775123B1 true KR101775123B1 (en) 2017-09-04

Family

ID=45839690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100080740A KR101775123B1 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Nitride light emitting device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101775123B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100631418B1 (en) * 2005-11-15 2006-10-04 삼성전기주식회사 Vertically structured gan type led device
JP2010062493A (en) * 2008-09-08 2010-03-18 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor light-emitting element and manufacturing method of semiconductor light-emitting element

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100631418B1 (en) * 2005-11-15 2006-10-04 삼성전기주식회사 Vertically structured gan type led device
JP2010062493A (en) * 2008-09-08 2010-03-18 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor light-emitting element and manufacturing method of semiconductor light-emitting element

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120017850A (en) 2012-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI464904B (en) Light emitting diode
TWI474509B (en) A method for making light emitting diode
TWI491073B (en) Method for making light emitting diode
TWI478402B (en) Light emitting diode
TWI464906B (en) Method for making light emitting diode
US20160079474A1 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
US20130193448A1 (en) Patterned substrate and stacked light emitting diode
TWI548119B (en) Light emitting diode
KR101186684B1 (en) Light emitting diode and method of fabricating the same
KR20130102341A (en) Light emitting diode having improved light extraction efficiency and method of fabricating the same
JP2006313884A (en) Flip chip light emitting diode and its manufacturing method
TW201351685A (en) A method for making light emitting diode
US8742442B2 (en) Method for patterning an epitaxial substrate, a light emitting diode and a method for forming a light emitting diode
US8816353B2 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip
KR20110054318A (en) Light emitting device and method of manufacturing the same
KR102022659B1 (en) High efficiency light emitting diode and method of fabricating the same
TWI774759B (en) Light-emitting device and manufacturing method thereof
EP2721654B1 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
TWI483427B (en) A method for making light emitting diode
US20130029440A1 (en) Method for fabricating semiconductor light-emitting device
KR100661716B1 (en) Substrate for growing light emitting device, device having three dimentional structure light emitting layer and method for fabricating the same
WO2017157073A1 (en) Light-emitting diode and method for manufacturing same
TWI459592B (en) A thin-film light-emitting diode with nano-scale epitaxial lateral growth and a method for fabricating the same
KR20130098760A (en) High efficiency light emitting diode and method of fabricating the same
TW201351691A (en) Semiconductor structure

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant