KR20040007426A - 반도체 소자 - Google Patents
반도체 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040007426A KR20040007426A KR10-2003-7008252A KR20037008252A KR20040007426A KR 20040007426 A KR20040007426 A KR 20040007426A KR 20037008252 A KR20037008252 A KR 20037008252A KR 20040007426 A KR20040007426 A KR 20040007426A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- semiconductor layer
- conductive
- silver
- type
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 292
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 40
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 claims description 8
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- IHWJXGQYRBHUIF-UHFFFAOYSA-N [Ag].[Pt] Chemical compound [Ag].[Pt] IHWJXGQYRBHUIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IOBIJTFWSZQXPN-UHFFFAOYSA-N [Rh].[Ag] Chemical compound [Rh].[Ag] IOBIJTFWSZQXPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MOFOBJHOKRNACT-UHFFFAOYSA-N nickel silver Chemical compound [Ni].[Ag] MOFOBJHOKRNACT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 183
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 16
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 15
- 239000010408 film Substances 0.000 description 13
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 150000003378 silver Chemical group 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor 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
- H01L33/36—Semiconductor 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
- H01L33/40—Materials therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor 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
- H01L33/36—Semiconductor 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
- H01L33/38—Semiconductor 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 with a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor 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
- H01L33/02—Semiconductor 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
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor 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
- H01L33/36—Semiconductor 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
- H01L33/38—Semiconductor 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 with a particular shape
- H01L33/387—Semiconductor 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 with a particular shape with a plurality of electrode regions in direct contact with the semiconductor body and being electrically interconnected by another electrode layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
기판상에 적어도 n형 도전성을 갖는 GaN계 반도체와 p형 도전성을 갖는 GaN계 반도체가 적층되고, n형 도전성을 갖는 GaN계 반도체층의 표면 및 p형 도전성을 갖는 GaN계 반도체층의 표면에는 전극이 형성되어 이루어진 반도체 소자에 있어서, p형 도전성을 갖는 GaN계 반도체층의 표면에, 적어도 은을 갖는 제1 전극과 제1 전극의 주위를 둘러싸도록 은을 갖지 않는 제2 전극을 형성한다. 또한, 제1 전극은 제1 전극의 외곽보다 내측에, p형 도전성을 갖는 GaN계 반도체층이 노출된 개구부를 갖는다. 이러한 구성에 의해 광이용 효율이 높고 높은 신뢰성을 갖는 반도체 소자를 실현할 수 있다.
Description
오늘날 우리가 생활하는 가운데 신호기, 역이나 공항의 행선지 안내판, 빌딩의 외벽에 설치되는 대형 디스플레이, 나아가 휴대폰의 백라이트 광원 등 발광 소자가 사용되지 않는 곳이 없다고 해도 과언이 아닐 것이다. 이렇게 반도체가 적층되어 이루어진 발광 소자나 발광 소자를 응용한 수광 소자가 없어서는 안되게 되었으며 이들에게 요구되는 특성 향상의 요구도 끊이지 않고 있다.
그 중에서도 청색 발광 소자는 다른 3원색인 적색, 녹색보다 늦게 개발된 것으로서, 특성의 향상이나 각각의 목적에 맞는 청색 발광 소자를 요구하는 목소리가 가장 강하다.
이 청색 발광 소자로서는 갈륨을 포함하는 질화물 반도체 소자(이하, GaN계 반도체 소자라 함)가 가장 많이 사용되고 있다. 이 GaN계 반도체 소자의 구조는 기본적으로 사파이어 기판상에 GaN으로 이루어진 버퍼층과, Si 도핑 GaN으로 이루어진 n측 콘택트층과, 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조의 InGaN층을 포함하는 활성층과, Mg 도핑 AlGaN으로 이루어진 p측 클래드층과, Mg 도핑 GaN으로 이루어진 p측 콘택트층이 차례로 적층되고, 나아가 p측 콘택트층의 일부가 에칭되어 노출된 n측 콘택트층의 표면에는 티타늄/알루미늄으로 이루어진 n 전극이, p측 콘택트층의 나머지 표면에는 니켈/금으로 이루어진 p 전극이 형성되어 있고, 20㎃에서, 발광 파장 450㎚에서 5㎽, 외부 양자 효율 9.1%로 매우 뛰어난 특성을 나타낸다.
도 12는 종래의 GaN계 반도체 소자의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 13은 이를 위에서 본 평면도이다. 상기 구조를 갖는 GaN계 반도체 소자에 있어서, 기판(301)상에 차례로 n측 콘택트층이나 n측 클래드층 등을 포함하는 n 도전형의 반도체층(302), 활성층(303), p측 클래드층이나 p측 콘택트층 등을 포함하는 p 도전형의 반도체층(304)이 적층되고, p 전극(306)은 p측 콘택트층의 표면에 니켈/금을 적층하여 구성된다. 이 p 전극(306)은 p측 콘택트층의 표면의 거의 모든 면에 형성된다. n 전극(307)은 n 도전형의 반도체층(302)과 전기 접속을 얻을 수 있도록 형성된다.
GaN계 반도체는 p형 불순물을 도핑하지 않는 한, n형을 나타낸다. pn 접합을 갖는 GaN계 반도체 소자를 실현하기 위해서는 p형을 나타내는 GaN계 반도체가 필요하다.
예컨대, Mg를 도핑한 GaN을 막형성한 후, 추가로 어닐링이나 전자선 조사 등의 방법을 이용함으로써 p형 GaN을 얻을 수 있다. 그러나, 특별한 방법을 적용하지 않는 한, 쉽게 p형이 되지 않는 점에서도 분명히 알 수 있듯이, GaN계 반도체는 p형이 되기 어렵고, 즉 p형을 나타내는 GaN계 반도체는 n형을 나타내는 GaN계 반도체에 비해 저항률이 높아지는 경향이 있다. 이 p형을 나타내는 GaN계 반도체층이 고저항인 경우, 발광 소자에 흐르는 전류는 p형 반도체층 중에서는 퍼지기 어렵고, 캐리어 재결합에 의한 발광에 편향이 생겨 발광이 면내에서 불균일해진다. 그 대책으로서, p 전극을 p측 콘택트층의 전체 면에 형성하여 p형 반도체층 전체 면에서 전류가 균일하게 흐르게 함으로써 발광의 불균일을 없애고 있다.
또한, 니켈/금은 200옹스트롱에서 투광성을 가지며, p형을 나타내는 GaN계 반도체 소자와 양호한 옴(ohm) 접촉을 나타내기 때문에, p 전극 재료로서 바람직하게 사용되고 있다.
하지만, 금은 약 550㎚보다 단파장의 광을 흡수하는 성질이 있기 때문에, p전극 재료로서 금을 사용했을 경우, p 전극 하부에서 발광하는 광을 흡수하게 되어 소자 내부에서 발광한 광이 외부로 효율적으로 방출되지 못하게 된다.
본 발명은 양·음 1쌍의 전극이 형성되어 발광 소자 또는 수광 소자를 이루는 반도체 소자에 관한 것으로서, 특히 AlxInyGa1-x-yN(0≤x, O≤y, x＋y＜1)로 이루어진 발광 소자에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자를 위에서 본 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자를 위에서 본 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자를 위에서 본 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자를 위에서 본 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자를 위에서 본 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자를 위에서 본 평면도이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 평면도이고, 도 8b는 그 단면도이다.
도 9a, 도 9b는 본 발명의 다른 실시예를 각각 도시한 평면도이다.
도 10은 개구율이 같고 개구부(5)의 내주 길이를 변화시켰을 때의 전력 변환 효율을 나타낸 그래프이다.
도 11a는 전극 단면(端面) 각도(θ)가 90°인 경우를 나타내는 부분 단면도이고, 도 11b는 전극 단면 각도(θ)가 90° 미만인 경우를 나타내는 부분 단면도이다.
도 12는 종래의 반도체 소자의 사시도이다(비교예).
도 13은 종래의 반도체 소자를 위에서 본 평면도이다(비교예).
본 발명의 목적은, 광이용 효율이 높고, 높은 신뢰성을 갖는 반도체 소자를 제공하는데 있다.
본 발명은 다음과 같은 구성을 갖는다.
(1) 기판상에 적어도 제1 도전형의 반도체층과 제1 도전형과 다른 제2 도전형으로 이루어진 반도체층이 차례로 적층되고, 제2 도전형의 반도체층의 표면에는 전극이 형성되어 이루어진 반도체 소자에 있어서,
이 제 2 도전형의 반도체층의 표면에는 적어도 은을 함유하는 제1 전극과 은을 함유하지 않는 제2 전극이 각각 형성되어 이루어진 반도체 소자.
(2) 제1 전극은 은, 은-니켈 합금, 은-팔라듐 합금, 은-로듐 합금 또는 은-백금 합금으로 이루어진 층을 갖는 (1)에 기재된 반도체 소자.
(3) 제2 전극은 제2 도전형의 반도체층의 표면에서 제1 전극의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있는 (1) 또는 (2)에 기재된 반도체 소자.
(4) 제1 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에서의 전위 장벽은, 제2 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에서의 전위 장벽보다 작은 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자.
(5) 제1 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에서의 옴 특성은, 제2 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에서의 옴 특성보다 양호한 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자.
(6) 제1 전극은 로듐, 팔라듐, 니켈 및 백금 중 적어도 하나를 함유하는 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자.
(7) 제2 전극은 제1 전극과 동일한 전위 또는 제1 전극보다 높은 전위로 설정되는 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자.
(8) 제2 전극은 제2 도전형의 반도체층의 표면에서 제1 전극과 부분적으로 접촉되어 있는 (7)에 기재된 반도체 소자.
(9) 외부 인출용 패드 전극이, 제1 전극 및 제2 전극 모두에 접촉하도록 형성되어 있는 (8)에 기재된 반도체 소자.
(10) 제2 도전형의 반도체층 표면은, 제1 전극을 형성하는 영역과 제2 전극을 형성하는 영역의 사이에 전극을 형성하지 않는 전극 비형성 영역을 갖는 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자.
(11) 전극 비형성 영역은 제1 전극과 제2 전극의 최단 거리가 0.5㎛ 이상이 되도록 형성되는 (10)에 기재된 반도체 소자.
(12) 제1 전극은, 제1 전극의 외곽보다 내측에 제2 도전형의 반도체층이 노출된 개구부를 갖는 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자.
(13) 반도체 소자는 발광 소자이고, 제2 도전형의 반도체층의 표면에 있어서의 발광 영역에서, 제1 전극의 테두리부의 발광 강도가 테두리부 이외의 발광 영역보다 높은 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자.
(14) 제1 전극에 있어서, 제2 도전형의 반도체층이 노출된 복수개의 개구부의 총면적(Sa)과 제2 도전형의 반도체층이 노출되어 있지 않는 비개구부의 면적(Sb)을 합한 값을 S라 하고, 각 개구부의 내주 길이의 총합을 L이라고 할 때, L/S≥0.024㎛/㎛2이 성립하는 (12) 또는 (13)에 기재된 반도체 소자.
(15) 각 개구부는 거의 동일한 형상 또는 거의 동일한 면적을 갖는 (14)에 기재된 반도체 소자.
(16) 반도체층은 적어도 갈륨을 포함하는 질화물 반도체로 형성되어 있는 (1) 내지 (15) 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자.
(17) 제2 도전형의 반도체층을 부분 에칭함으로써, 제1 도전형의 반도체층이노출되어 있고, 제1 도전형의 반도체층의 노출된 표면에 제3 전극이 형성되어 있는 (1) 내지 (16) 중 어느 한 항에 기재된 반도체 소자.
(18) 제1 도전형의 반도체층은 n형의 반도체층이고, 제2 도전형의 반도체층은 p형의 반도체층인 (1) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자.
본 발명에 따르면, 전극 재료로 은을 사용함으로써, 종래와 같이 금을 사용한 경우와 비교하여, 약 550㎚보다 단파장의 광을 흡수할 수 없게 되어, 광이용 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 은은 저항율이 낮고 양호한 도전성을 나타내기 때문에, 전극의 막두께를 얇게 하더라도 전극 저항의 증가를 방지할 수 있다. 따라서, 전극 막두께를 자유롭게 설계할 수 있어, 예컨대 전극을 두껍게 형성함으로써 전극의 광 반사성을 높이거나 혹은 전극을 얇게 형성함으로써 전극의 광 투과율을 높일 수 있다.
또한, 은은 전자 이동을 특히 일으키기 쉬운 재료로 알려져 있고, p 전극 재료 및 n 전극 재료 중 어느 하나에 은을 사용한 반도체 소자를 통전하면, 한 쪽 전극 안에 존재하고 있던 은이 소자 측면을 통해 다른 쪽 전극으로 이동하게 되어 은의 석출로 인해 단락의 원인이 된다.
따라서, 한 쪽 전극 형성면에 은을 함유하는 제1 전극을 형성하는 동시에, 은을 함유하지 않는 제2 전극을 형성함으로써, 은의 전자 이동이 발생하더라도 제2 전극의 존재에 의해 단락을 방지할 수 있게 되어, 신뢰성이 높은 반도체 소자를 얻을 수 있다.
또한, 제1 전극은 제1 전극의 외곽보다 안쪽에 제2 도전형의 반도체층이 노출된 개구부를 가짐으로써, Vf(순방향 구동 전압)가 저하된 소자를 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명에 있어서, 제2 도전형의 반도체층에 형성하는 제1 전극은 적어도 은을 포함하고 있으면 되고, 은의 단층, 또는 은과 다른 금속이 차례로 적층된 층, 또는 은과 다른 금속이 적층되고 어닐링 처리되어 합금화된 층을 사용한다. 합금화된 층으로서는, 예컨대 은(Ag)에 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 또는 백금(Pt)이 1∼30% 첨가된 합금 등을 사용할 수 있다. Ni, Pd는, p형 GaN 등의 GaN계 반도체와의 옴 접촉을 쉽게 얻을 수 있다는 점에서 바람직하고, 보다 바람직하게는 Ni을 사용한다.
또한, 제1 전극에 사용하는 금속으로는 Ag, Ni, Pd 이외에 Co, Fe, Ti, Cu, Rh, Au, Ru, W, Mo, Ta, Pt 등이 있는데, 광의 흡수가 많은 재료를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
전극의 막두께에 관해서는, 제1 전극을 두껍게 형성하면, 소자 내부에서 발생한 광은 제1 전극에서 반사되어 반도체층 적층측으로 효율적으로 광을 되돌릴 수 있어, 소자 측면으로부터의 광 방출 효율이 향상된다. 반대로, 제1 전극을 얇게 형성하면, 제1 전극은 투광성을 갖게 되어, 발광 소자의 경우에는 소자 내부에서 발생한 광이 효율적으로 외부로 방출되고, 수광 소자의 경우에는 외부에서 도래하는 광이 효율적으로 소자 내부로 입사한다.
은은 저항율이 1.59×10-6(Ω㎝)으로 다른 금속 재료와 비교해도 낮기 때문에, 제1 전극의 막 두께를 얇게 형성하더라도 제1 전극의 저항이 급격하게 높아지지 않고, 얇게 형성하는 경우에도 취급하기 쉽다.
아래의 표 1은 제1 전극의 재료를 변경한 경우, 반도체 발광 소자의 Vf(순방향 구동 전압)와 광 출력 및 그 상대치를 나타낸다. 또한, 각 측정치는 10개의 소자에 대해 측정한 평균치이다.
| 전극 재료 | Vf(볼트) | 광 출력(㎽) | 광 출력 상대치 |
| Cu | 4.70 | 8.84 | 1.078 |
| Pd | 4.77 | 8.69 | 1.059 |
| Ag | 4.37 | 14.27 | 1.740 |
| Ni/Au | 3.68 | 8.20 | 1.000 |
이 결과로부터 제1 전극을 은으로 형성한 경우, Cu나 Pd보다 Vf를 낮출 수 있고, Ni/Au보다 광 출력이 현격히 증가함을 알 수 있다.
제2 도전형의 반도체층에는 은을 갖지 않는 제2 전극이 형성되어 있다. 제 2 전극의 재료로는 전자 이동이 발생하기 어려운 금속을 사용하는데, 단층 또는 복수의 금속이 적층된 층 또는 복수의 금속이 적층되어 어닐링에 의해 합금화된 층을 사용할 수 있다. 제2 전극은 금 등의 광의 흡수가 많은 재료를 포함해도 되지만, 이러한 재료를 포함하지 않음으로써 제2 도전형의 반도체층의 표면 전체 면에서 광 흡수가 적은 반도체 소자를 실현할 수 있다.
전극의 막두께에 관해서는, 제1 전극과 마찬가지로, 제2 전극을 두껍게 형성하면, 반도체층 적층측으로 더욱 효율적으로 광을 되돌릴 수 있어 소자 측면으로부터의 광 방출 효율이 향상된다. 반대로 제2 전극을 얇게 형성하면, 제1 전극은 투광성을 갖게 되어 발광 소자의 경우에는 소자 내부에서 발생한 광이 효율적으로 외부로 방출되고, 수광 소자의 경우에는 외부에서 도래하는 광이 효율적으로 소자 내부로 입사한다.
또한 본 발명에 있어서, 제2 전극은 제2 도전형의 반도체층의 표면에서 제1 전극의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 제2 전극을 형성함으로써, 소자를 통전했을 경우, 전자 이동 등에 의한 은 원자(原子)의 이동을 저지할 수 있다. 즉, 제1 전극에 포함되는 은 원자가 제1 전극으로부터 소자의 측면을 통해 제1 도전형의 반도체층 혹은 기판에 형성된 타측 전극(예컨대, 후술하는 제3 전극)을 향해 이동하려고 하는 경우, 제2 전극의 존재에 의해 은 원자의 이동이 멈춰서 은의 재석출 등에 기인한 소자의 단락이나 절연 저항의 저하를 방지할 할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 제1 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에서의 전위 장벽은, 제2 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에 있어서의 전위 장벽보다 작은 것이 바람직하다. 이로써 반도체 소자를 통전했을 경우, 제2 전극에서보다도 제1 전극으로부터 제2 도전형의 반도체층으로 전류가 흐르기 쉬워져, 예컨대 발광 소자의 경우, 제1 전극으로부터의 주입 캐리어에 의한 발광이 강해져서 광이용 효율이 향상한다. 반대로, 제2 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에서의 전위 장벽이 작으면 전자 이동 방지용인 제2 전극 쪽으로 전류가 흐르기 쉬워져서 광이용 효율이 저하된다.
또한 본 발명에 있어서, 제1 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에서의 옴 특성은, 제2 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에 있어서의 옴 특성보다 양호한 것이 바람직하다. 이로써 반도체 소자를 통전했을 경우, 제2 전극에서보다도 제1 전극으로부터 제2 도전형의 반도체층으로 전류가 흐르기 쉬워져, 예컨대 발광 소자의 경우, 제1 전극으로부터의 주입 캐리어에 의한 발광이 강해져서 광이용 효율이 향상된다. 반대로, 제2 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에서의 전위 장벽이 작으면 전자 이동 방지용인 제2 전극 쪽으로 전류가 흐르기 쉬워져서 광이용 효율이 저하된다.
또한 본 발명에 있어서, 제1 전극은 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나를 함유하는 것이 바람직하다. 이로써, 제1 전극은 열적으로 안정되고 광 흡수가 적어져서 GaN계 반도체와의 옴 접촉을 쉽게 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 제2 전극은 제1 전극과 동일한 전위 또는 제1 전극보다 높은 전위로 설정되는 것이 바람직하다. 이로써, 제1 전극과 제2 전극의 사이에서 전위 차가 없어지거나 또는 제2 전극에서 제1 전극으로 내려가는 전위 구배(勾配)가 형성된다. 그 결과, 제1 전극에 포함되는 은 원자의 이동이 억제되어 전자 이동의 발생을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 제2 전극은 제2 도전형의 반도체층의 표면에서 제1 전극과 부분적으로 접촉하고 있는 것이 바람직하다. 제2 전극의 일부를 제1 전극과 접하도록 형성함으로써, 제1 전극과 제2 전극이 쉽게 동일 전위가 될 수 있어 전자 이동의 발생을 억제할 수 있다. 제2 전극의 일부가 제1 전극과 접하는 형태로서, 제2 전극과 제1 전극이 도통하고 있으면 되고, 예컨대 수㎚ 정도의 폭을 갖는 제2 전극이 제1 전극에 막대 모양으로 연장되여 제1 전극과 접하여 형성되어 있어도 되고, 또는 제1 전극이 제2 전극에 막대 모양으로 연장되여 제2 전극에 접하여 형성되어 있어도 되고, 나아가 제1 전극 및 제2 전극과는 별개의 도전성 재료가 제1 전극 및 제2 전극 모두에 접하며 형성되어 있어도 된다. 이러한 도통부는 작은 면적일수록 광의 인출면을 크게 할 수 있다. 이와 같이 제2 전극과 제1 전극이 도통하고 있는 부분을 도통부로 하면, 이 도통부는 가능한 한 면적이 작은 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 비전극 형성 영역에서의 최단 거리보다 짧은 폭을 갖는 도통부를 형성한다.
또한, 제2 전극과 제1 전극의 도통부는 제1 전극상에 제2 전극이 덮여져 형성되어 있어도 되고, 제2 전극이 제1 전극에 덮여 형성되어 있어도 된다.
또한, 제2 전극의 일부가 제1 전극과 접하는 다른 형태로서, 상기 기술한 바와 같은 도통부를 의도적으로 형성하지 않아도 되고, 은을 갖는 제1 전극과 제2 전극 사이에 전압을 인가하여 은의 전자 이동을 발생시킴으로써 제1 전극과 제2 전극 사이가 단락하여 도통하게 되고, 그 결과 양쪽 전극은 동일한 전위가 된다. 가령 전자 이동에 의한 도통 부분이 결국 단선되었다 하더라도, 계속해서 다른 장소에서 전자 이동이 일어나므로 계속적인 도통을 유지할 수 있어 실질적으로 제1 전극이 제2 전극과 동일 전위가 된다.
또한 본 발명에 있어서, 외부 인출용 패드 전극이 제1 전극 및 제2 전극의 양쪽 모두에 접촉하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 제2 도전형의 반도체층의 표면에 본딩 패드 등의 패드 전극을 형성하는 경우, 본딩 패드는 제1 전극 또는 제2 전극 중 어느 일부에 접하여 형성되어 있으면 되고, 제1 전극상에만 형성하여도 되고, 제2 전극상에만 형성하여도 되며, 또한 제1 또는 제2 전극으로부터 연장되여 형성하여, 제1 및 제2 전극에서 떨어진 위치에서 와이어 등과 본딩해도 된다. 바람직하게는 제1 전극 및 제2 전극 각각의 일부에 걸쳐 제1 및 제2 전극상에 형성해도 되고, 각각의 일부에 걸쳐 형성함으로써, 제1 전극과 제2 전극이 쉽게 동일 전위가 되게 할 수 있다.
또한, 본딩 패드는 와이어 등과 장착하기 위한 전극이기 때문에, 장착시에 반도체 소자를 손상시키지 않도록 형성하기 위해서는 어느 정도의 막 두께가 필요하므로, 제1 전극 및 제2 전극과 비교하여 막 두께는 두껍게 형성된다. 여기서, 발광 소자의 경우, 제2 도전형의 반도체층측에서 광을 인출하는 경우에는, 본딩 패드부를 통해서는 광이 외부로 방출되지 않기 때문에, 본딩 패드를 제1 전극과 제2 전극에 걸쳐 형성하는 경우에는 본딩 패드는 가능한 한 작게 형성할 필요가 있다.
본 발명의 반도체 소자는, 제2 도전형의 반도체층 및 제1 도전형의 반도체층의 노출부 및 반도체층이 적층된 소자의 측면에 연속해서 SiO2, SiN 등의 전기 절연성을 갖는 막을 형성해도 된다. 이 절연성을 갖는 막을 형성함으로써, 소자가 보호되어 신뢰성이 높은 반도체 소자를 얻을 수 있다. 특히, 이 절연성을 갖는 막은 제2 도전형의 반도체층 표면의 전극 비형성부에 형성하는 것이 바람직하고, 이로써 제1 전극의 은의 전자 이동의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 소자의 보호를 목적으로, 은을 함유하는 제1 전극 및 제2 전극상에도 SiO2, SiN 등의 전기 절연성막을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 소자의 온도 상승에 의해 은의 산화물이 발생하면, 제1 전극의 광 반사 특성이 저하되는 경향이 있기 때문에, 산소를 포함하지 않는 재료, 예컨대 SiN으로 전기 절연성막을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 본딩 패드 등의 패드 전극을 형성하는 경우, 본딩 패드와 제2 도전형의 반도체층 사이에 절연성을 갖는 막을 형성함으로써, 제1 전극 및 제2 전극과 전극 비형성부와의 단차를 작게 할 수 있어 그 위에 형성하는 본딩 패드가 평탄한 면으로 되어 장착하기 쉬워지므로 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 제2 도전형의 반도체층 표면은 제1 전극을 형성하는 영역과 제2 전극을 형성하는 영역 사이에 전극을 형성하지 않는 전극 비형성 영역을 갖는 것이 바람직하다. 이 전극 비형성 영역은 제1 전극과 제2 전극의 최단 거리가 0.5㎛ 이상이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
제1 전극은 적어도 은을 갖는 재료로 이루어지는데, 은은 340㎚ 정도부터 장파장의 광을 반사하기 쉬운 성질이 있다. 예컨대 340㎚ 이상에서 발광 피크를 갖는 발광 소자의 경우, 제1 전극의 하부에서 발광하는 광을 반사해버려, 제2 도전형의 반도체층측으로부터의 광은 외부로 효율적으로 방출되지 못한다. 따라서, 제1 전극과 제2 전극 사이에 비전극 형성 영역을 형성함으로써 광은 외부로 효율적으로 방출되게 된다. 이와 같이 비전극 형성 영역을 형성하면, 발광한 광은 제1 전극과발광 소자의 전극을 형성하고 있지 않는 다른 일측 표면(스템 등에 마운팅되어 있고, 그 마운팅된 면) 사이에서 반사를 반복하고, 이 광의 대부분은 최종적으로는 전극 비형성 영역을 통해 외부로 나가게 된다. 또한 전극 비형성 영역을 형성함으로써, 제2 전극에 사용하는 금속 재료의 선택에 제한이 없어져서 발광한 광에 대해 흡수하기 쉬운 재료를 사용해도 광의 인출 효율이 좋은 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 제1 전극은 제1 전극의 외곽보다 내측에 제2 도전형의 반도체층이 노출된 개구부를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 개구부를 형성함으로써, 예컨대 340㎚ 이상에서 발광 피크를 갖는 발광 소자의 경우, 제1 전극의 하부에서 발광하는 광은 제1 전극 형성부에서 반사되지만, 개구부에서는 광을 외부로 방출한다. 또한, 발광한 광은 제1 전극과 발광 소자의 전극을 형성하고 있지 않는 다른 일측 표면(스템 등에 마운팅되고 있고, 그 마운팅된 면) 사이에서 반사를 반복한 광도, 그 대부분은 최종적으로는 개구부를 통해 외부로 나가게 되어 광의 인출 효율이 향상된다.
또한, 본 발명에 있어서 반도체 소자는 발광 소자이고, 제2 도전형의 반도체층의 표면에서의 발광 영역에서, 제1 전극의 테두리부에서의 발광 강도가 테두리부 이외의 발광 영역보다 높은 것이 바람직하다. 여기서 제1 전극의 테두리부란, 제1 전극을 본뜬 윤곽에 상당하고, 개구부를 형성하는 경우에는 그 개구부의 윤곽도 모두 테두리부에 포함된다. 이러한 개구부 윤곽을 포함하는 제1 전극의 테두리부에서는 강한 발광을 나타낸다. 이것은, 제1 전극의 테두리부에서 국소적으로 높은 전계가 발생하여 전극 테두리부에서 전류가 가장 강하게 흐르기 때문이라고 생각된다. 따라서, 이 개구부는 제1 전극에 대한 개구율을 일정하게 했을 경우, 제1 전극의 테두리부의 거리를 길게 형성하는 편이 강한 발광을 나타내는 부분이 많아지고, 또한 Vf가 내려가는 경향에 있어 바람직하고, 구체적으로는 제1 전극을 형성한 후에 원형의 개구부를 복수개 형성하는 경우, 원의 직경을 작게 하여 개구부가 되는 원의 개수를 많이 형성할수록 Vf가 내려간다.
또한 본 발명에 있어서, 제1 전극에서 제2 도전형의 반도체층이 노출된 복수개의 개구부의 총면적(Sa)과 제2 도전형의 반도체층이 노출되지 않는 비개구부의 면적(Sb)을 합한 값을 S라 하고, 각 개구부의 내주 길이의 총합을 L이라 하여, L/S≥0.024㎛/㎛2이 성립하는 것이 바람직하다. 이로써, 제2 도전형의 반도체층의 표면에 있어서의 발광 영역에서 광의 인출 효율이 향상되어 낮은 Vf를 나타내는 반도체 소자를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 각 개구부는 거의 동일한 형상 또는 거의 동일한 면적을 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 개구부의 형성이 쉬워지고, 면내 발광 분포가 균일해져서 광의 인출 효율이 향상된다.
도 15는 개구율이 동일한, 즉 개구부(5)의 총면적은 같고, 개구부(5)의 내주 길이를 변화시켰을 때의 전력 변환 효율을 나타낸 그래프이다. 개구부(5)의 총면적이 동일하여, 제1 전극(1)과 p형 도전성을 갖는 반도체층(104)의 접촉 면적도 동일하기 때문에, Vf 및 양자 효율은 동일하다고 생각된다. 그러나, 내주 길이를 변화시킴으로써 전력 변환 효율은 도 15의 그래프와 같이 변화하게 된다.
이 그래프로부터 개구율은 같더라도 개구율의 내주 길이를 변화시킴으로써, 더욱 고출력을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명에서는 L/S≥0.024㎛/㎛2를 만족시키는 범위로 함으로써, 고출력의 발광 소자를 얻을 수 있다. L/S가 0.024㎛/㎛2보다 작아지면, 개구부(5)를 형성한 효과가 적어져서 바람직하지 못하다. 또한, 상한이 특별히 정해져 있지 않지만, 실질적으로는 1 ㎛/㎛2보다 커지면 개구부(5) 하나의 크기가 너무 작아져서 실용적이지 못하다.
상기 기술한 바와 같이, p형 도전성을 갖는 반도체층(104)측으로부터의 출력 효율이 개구부(5)의 총면적보다 개구부(5)의 내주 길이에 의해 크게 좌우되는 것은, 전극과 반도체층(104)의 경계에서 특히 강한 발광이 관측되기 때문이며, 그 경계를 많게 해서, 즉 내주 길이를 길게 함으로써 효율적으로 광을 방출시킬 수 있다. 경계를 더 많게 하기 위해서는, 개구부 뿐만 아니라 나아가 제1 전극(1)의 가장 바깥둘레를 직선이 아닌 굴곡시킨 연속선으로, 반도체층(104)의 단부를 따라 형성함으로써 제1 전극(1)과 반도체층(104)의 경계를 늘릴 수 있어 출력을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 복수개의 개구부는 거의 동일한 형상으로 형성함으로써 복수개의 개구부를 효율적으로 형성하기 쉬워진다. 또한, 면내 분포도 균일해지기 쉬워 균일한 발광을 얻을 수 있다. 형상으로서는 사각형, 원형, 삼각형 등 여러 가지 형상을 이용할 수 있다. 개구부는 바람직하게는 사각형이고, 인접하는 개구부와 일정한 거리 간격을 두고 균일하게 분산시키도록 복수개 형성함으로써 균일한 발광을 쉽게 얻을 수 있다. 또한, 각 개구부의 면적을 거의 같게 형성함으로써 개구부의 형성 위치에 따라 바람직한 형상을 선택할 수 있다.
개구부 윤곽을 포함하는 제1 전극의 테두리부의 단면 형상은, 전극 단면이 수직인 직사각형 단면 형상보다 전극 단면이 위쪽으로 경사진 메사(mesa) 형상이 바람직하고, 이로써 전극 테두리부에서의 발광 강도가 높아져서 전체적으로 광의 인출 효율이 향상된다.
도 11a는 전극 단면 각도(θ)가 90°인 경우를 나타내는 부분 단면도이고, 도 11b는 전극 단면 각도(θ)가 90° 미만인 경우를 나타내는 부분 단면도이다. 전극 단면이 반도체층 표면에 대해 수직이면 전극 테두리부에서 방사되는 광은 소자 위쪽보다 옆쪽으로 편향하게 된다. 한편, 전극 단면이 반도체층 표면에 대해 경사져 있으면, 전극 테두리부에서 방사되는 광은 소자 위쪽에 많이 분포하게 된다. 그 결과, 전극 테두리부에서의 발광 강도가 높아져서 전체적으로 광의 인출 효율이 향상된다.
반도체층 표면에 대한 전극 단면 각도(θ)는 30°≤θ＜90°의 범위가 바람직하다. 각도(θ)가 30° 미만이면, 전극 슬로프 부분에서의 전기 저항이 높아지고, 에지 부분에서의 발광 강도가 저하되기 때문에, 각도(θ)는 30° 이상이 바람직하다.
본 발명의 반도체 소자는 특히 갈륨을 포함하는 질화물 반도체에서 현저한 효과를 나타낸다. 갈륨을 포함하는 질화물 반도체(GaN계 반도체)란, AlxInyGa1-x-yN(0≤x, O≤y, x＋y＜1)으로 이루어진 반도체를 의미하고, 갈륨을 포함하는 질화물 반도체가 반도체 소자의 일부를 구성하고 있으면 이에 포함된다. 즉, AlxInyGa1-x-yN(0≤x, O≤y, x＋y＜1) 이외의 질화물 반도체층이 붕소를 포함하고 있거나, 인을 포함하고 있어도 이에 포함된다. 특히, GaN계 반도체는 불순물을 도핑하지 않은(언도핑된) 경우, 도전형은 n형을 나타내고, Mg 등의 p형 불순물을 도핑함으로써 p형을 나타낸다. 그러나, p형의 GaN계 반도체는 저저항화되기 어려워 n형의 GaN계 반도체과 비교하여 저항율이 높다. 따라서, GaN계 반도체에 흐르는 전류는 p형 반도체층 중에서는 퍼지기 어렵기 때문에, p전극을 p측 콘택트층의 전체 면에 형성하여, p형 반도체층 전체 면에서 전류가 균일하게 흐르도록 하고 있다. 따라서, 은을 갖는 제1 전극과 은을 갖지 않는 제2 전극을 반도체층의 표면에 마련하여, 각각의 전극에 여러 가지 특징을 갖는 본 발명의 구성은 특히 GaN계 반도체에서 현저한 효과를 나타낸다.
여기서, 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 제2 도전형의 반도체층은 p형 도전성을 갖는 갈륨을 포함하는 질화물 반도체(GaN계 반도체)인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 Mg를 도핑한 AlmGal-mN(0≤m＜1)으로 하고, 가장 바람직하게는 Mg를 도핑한 GaN로 한다. Mg를 도핑한 AlmGal-mN(0≤m＜1)은 GaN계 반도체 중에서도 비교적 결정성 좋게 형성할 수 있고, Mg를 도핑한 AlmGal-mN(0≤m＜1)의 표면은 평활한 면이 되어 제1 전극 및 제2 전극, 나아가 패드 전극이라는 본 발명과 같은 복잡한전극 구조에서도 신뢰성 높게 형성할 수 있으며, 특히 m=0일 때의 Mg를 도핑한 GaN은 p형 도전성을 갖는 GaN계 반도체 중에서도 쉽게 저저항으로 형성할 수 있기 때문에 전극과의 옴 접촉을 쉽게 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 제2 도전형의 반도체층의 부분 에칭에 의해 제1 도전형의 반도체층이 노출되어 있고, 제1 도전형의 반도체층의 노출된 표면에 제3 전극이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 소자는 2개의 주면을 가지며, 제2 도전형의 반도체층의 표면을 제1 주면이라 하고, 기판측을 제2 주면이라고 할 경우, 제1 주면상에 제1 전극 및 제2 전극을 형성하고, 제2 주면상에 제3 전극을 형성해도 된다. SiC 기판 등의 도전성을 갖는 기판을 사용한 경우, 기판에 제1 도전형의 전극을 형성할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제1 도전형의 반도체층의 표면에 형성하는 전극(이하, 제3 전극이라 함)은, 제2 도전형의 반도체층의 일부가 에칭되어 노출되는 제1 도전형의 반도체층의 표면에 형성되어 있어도 된다. 예컨대, 갈륨을 포함하는 질화물 반도체(GaN계 반도체)는 바람직하게는 사파이어 기판 등의 절연성 기판상에 GaN계 반도체를 성장시킨다. 이러한 절연성 기판상에 제1 도전형의 반도체층과 제2 도전형의 반도체층을 차례로 적층한 반도체 소자는, 사파이어 기판측으로부터 전극을 얻기가 어렵고, 제1 도전형의 반도체층에 형성하는 제3 전극은 제2 도전형의 반도체층의 표면 일부를 에칭하여 제1 도전형의 반도체층의 표면을 노출시켜 형성해야 하므로 이면에서 다른 쪽 전극을 얻을 수 없다. 이러한 이면으로부터 다른 쪽 전극을 얻을 수 없게 형성된 반도체 소자는 특히 은을 포함하는 제1 전극을 사용했을 경우, 은이 제1 전극에서 제3 전극을 향해 전자 이동을 일으키기 쉽고, 이 경우 본 발명의 구성과 같이 함으로써 본 발명의 효과가 현저하게 발휘된다. 여기서, 제3 전극은 제1 도전형의 반도체층과 양호한 옴 접촉을 얻을 수 있는 재료이면 된다.
본 발명의 반도체 소자는, 제1 도전형의 반도체층을 n형의 반도체층으로 하고 제2 도전형의 반도체층을 p형의 반도체층으로 하는 것이 바람직하다. 상기 기술한 바와 같이 GaN계 반도체는 불순물을 도핑하지 않은(언도핑된) 경우, 도전형은 n형을 나타내고, Mg 등의 p형 불순물을 도핑함으로써 p형을 나타내는데, Mg를 도핑해서 GaN계 반도체를 성장시키는 것만으로는 양호한 p형을 나타내는 GaN계 반도체를 얻을 수 없고, 기판상에 n형의 반도체층과 Mg를 도핑한 반도체층을 적층한 후, 예컨대 600℃에서 어닐링함으로써 Mg가 전기적으로 활성화되어 저저항의 p형의 GaN계 반도체를 얻을 수 있다. 이것은 하나의 고안으로서, p형의 GaN계 반도체층에 포함되는 수소가 어닐링에 의해 제거됨으로써 저저항화가 일어난다고도 생각할 수 있다. 이와 같이 어닐링에 의해 저저항화되는 경우, 저저항화되는 층을기판에서 가장 떨어진 측에 형성함으로써 수소가 효율적으로 제거되기 때문에, 제1 도전형의 반도체층을 n형, 제2 도전형의 반도체층을 p형으로 하는 것이 가장 바람직한 형태라고 할 수 있다.
본 발명은 GaN계 반도체가 적층된 반도체 발광 소자에 대해 설명하였으나, 상기 조건을 만족하는 반도체 소자라면 발광 소자에 한정되지 않고, 또한 GaN계 반도체로 한정되는 것도 아니다.
또한 본 발명에 있어서, 제1 도전형의 반도체층이란 1층 이상의 제1 도전형의 반도체를 갖는 것이고, 제2 도전형의 반도체층이란 1층 이상의 제2 도전형의 반도체층을 갖는 것이다.
이하, 본 발명의 구체적인 구성예에 대해 설명한다.
[실시예 1]
본 실시예는 사파이어 등의 기판(101)상에 n형 도전성의 질화물 반도체층(102)(n형 도전형의 반도체층), 활성층(103), p형 도전성의 질화물 반도체층(104)(p형 도전형의 반도체층)이 적층된 구조를 갖는다. 도 1(사시도) 및 도 2(위에서 본 평면도)에 도시한 바와 같이, 이 반도체 소자는 소정 영역에서 p형 도전성의 질화물 반도체층(104), 활성층(103) 및 n형 도전성의 질화물 반도체층(102)의 일부를 제거하여 n형 도전성의 질화물 반도체층(102)에 전극을 형성하기 위한 표면이 노출되어 있다.
이 반도체 소자의 p형 도전성의 질화물 반도체층(104)의 표면의 외형을 본뜨도록, 더욱 노출된 n형 도전성의 질화물 반도체층(102)의 표면의 전체 면에 레지스트를 도포하고, 스퍼터링에 의해 은을 함유하는 제1 전극(1)을 전체 면에 형성하고, 다시 레지스트를 제거함으로써 제1 전극(1)을 형성한다. 이어서, 형성한 제1 전극(1)의 외형을 따라 제1 전극(1)보다 외측에, p형 도전성의 질화물 반도체층(104)의 표면의 외형을 따라 p형 도전성의 질화물 반도체층(104)의 외형의 내측에, 제2 전극이 형성되도록 레지스트를 도포하고, 은을 포함하지 않는 제2 전극(2)을 전체 면에 형성하고, 다시 레지스트를 제거함으로써 제2 전극(2)을 형성한다.
다음에, 레지스트 도포 및 스퍼터링에 의해 n형 도전성의 질화물 반도체층(102)의 노출면에 W/Al/W/Pt/Au로 이루어진 n측 전극(3)(n 도전형측 전극)을 형성한다.
이 발광 소자를 제1 전극(1)과 제2 전극(2)에 양극, n측 전극(3)에 음극을 접속하고 전압을 걸어 발광시킨 결과, 후술하는 비교예 1에 나타낸 발광 소자에 비해 광 인출 효율에서 150%의 향상이 관측되었다.
[비교예 1]
본 비교예는 사파이어 기판(301)상에 n형 도전성의 질화물 반도체층(302)(n형 도전형의 반도체층), 활성층(303), p형 도전성의 질화물 반도체층(304)(p형 도전형의 반도체층)이 적층된 구조를 갖는다. 도 12에 도시한 바와 같이, 이 반도체 소자는 소정의 영역에서 p형 도전성의 질화물 반도체층(304), 활성층(303) 및 n형 도전성의 질화물 반도체층(302)의 일부를 제거하여 n형 도전성의 질화물 반도체층(302)에 전극을 형성하기 위한 표면이 노출되어 있다.
이어서, 레지스트 도포 및 스퍼터링에 의해, 이 질화물 반도체 소자의 p형 도전성의 질화물 반도체층(304)의 표면의 거의 전체 면에 Ni/Au로 이루어진 p측 전극(306)(제2 도전형측 전극)을 형성하고, n형 도전성의 질화물 반도체층(302)의 노출면에 Ti/A1로 이루어진 n측 전극(307)(n 도전형측 전극)을 형성한다.
이 발광 소자를 p측 전극(306)에 양극, n측 전극(307)에 음극을 접속하고 전압을 걸어 발광시켰다. 이 때의 광 인출 효율을 기준치 100%로 한다.
[실시예 2]
본 실시예는 사파이어 등의 기판(101)상에 n형 도전성의 질화물 반도체층(102)(n형 도전형의 반도체층), 활성층(103), p형 도전성의 질화물 반도체층(104)(p형 도전형의 반도체층)이 적층된 구조를 갖는다. 도 3에 도시한 바와 같이, 이 반도체 소자는 소정의 영역에서 p형 도전성의 질화물 반도체층(104), 활성층(103) 및 n형 도전성의 질화물 반도체층(104)의 일부를 제거하여 n형 도전성의 질화물 반도체층(104)에 전극을 형성하기 위한 표면이 노출되어 있다.
이어서, 제2 전극 형성부 이외의 p형 도전성의 질화물 반도체층(104)의 표면 및 n형 도전성의 질화물 반도체층(102)의 표면의 전체 면에 레지스트를 도포하고, 스퍼터링에 의해 제2 전극(2)을 형성하고, 다시 레지스트를 제거함으로써 제2 전극(2)을 형성한다. 이 때, 제2 전극(2)은 p형 도전성 질화물 반도체층(104)의 표면의 외형을 따르는 형상이고, 또한 일부에서 폭 0.3㎛, 길이 0.8㎛가 p형 도전성의 질화물 반도체층의 표면의 내부를 향해 연장한 상태에서 나중에 형성하는 제1 전극과의 도통부(2a)를 형성한다.
다음에, 제2 전극(2)보다 내부의 p형 도전성의 질화물 반도체층(104)의 표면에 제1 전극(1)을 형성한다. 이것은, 우선 제1 전극 형성부 이외의 p형 도전성의 질화물 반도체층(104)의 표면 및 n형 도전성의 질화물 반도체층(102)의 표면의 전체 면에 레지스트를 도포하고, 스퍼터링에 의해 은으로 이루어진 제1 전극(1)을 형성하고, 다시 레지스트를 제거함으로써 제1 전극(1)을 형성한다. 이 때, 제1 전극(1)은 제2 전극(2)의 도통부(2a)(폭 0.3㎛, 길이 0.8㎛)의 선단에 일부(예컨대, 폭 0.3㎛, 길이 0.3㎛)가 덮이도록 형성한다.
다음에, 레지스트 도포 및 스퍼터링에 의해 n형 도전성의 질화물 반도체층(102)의 노출면에 W/Al/W/Pt/Au로 이루어진 n측 전극(3)(n 도전형측 전극)을 형성한다.
이 발광 소자를 제1 전극(1)과 제2 전극(2)에 양극, n측 전극(3)에 음극을 접속하고 전압을 걸어 발광시킨 결과, 광 인출 효율은 실시예 1과 거의 동등하고, 또한 발광 불균일은 거의 관측되지 않았다.
[실시예 3]
실시예 1의 발광 소자에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같이 제1 전극(1)과 제2 전극(2) 사이에, 제1 전극의 일부에서 폭 0.3㎛, 길이 0.8㎛가 p형 도전성의 질화물 반도체층의 표면의 외부를 향해 연장된 상태에서 제2 전극과의 도통부(1a)를 마련한다. 이 때, 제1 전극(1)의 도통부(1a)는 선단의 일부(예컨대, 폭 0.3㎛, 길이 0.3㎛)가 제2 전극(2)의 상부에 덮이도록 형성한다. 이 발광 소자를 제1 전극(1)과 제2 전극(2)에 양극, n측 전극(3)에 음극을 접속하고 전압을 걸어 발광시킨 결과, 광 인출 효율은 실시예 1과 거의 동등하고, 또한 발광 불균일도 거의 관측되지 않았다.
[실시예 4]
실시예 1의 발광 소자에 있어서, 도 5에 도시한 바와 같이 발광 소자의 적층방향에서 보아, n측 전극(3)과 같은 대각선상에서 반대 모서리부에 금으로 이루어진 p측 패드 전극(4)을 형성한다. 이 p측 패드 전극(4)은 제1 전극(1)과 제2전극(2)의 일부에 걸쳐 형성된다. 즉, p측 패드 전극(4)은, p형 도전성을 갖는 질화물 반도체층과 제1 전극(1)과 제2 전극에서 각각 부분적으로 접촉하고 있다. 이 발광 소자를 제1 전극(1)과 제2 전극(2)에 양극, n측 전극(3)에 음극을 접속하고 전압을 걸어 발광시킨 결과, 광 인출 효율은 실시예 1보다 낮지만, 비교예 1보다 광 인출 효율이 높은 발광 소자를 얻을 수 있었다.
[실시예 5]
실시예 1의 발광 소자에 있어서, 도 6 에 도시한 바와 같이, 은을 함유하는 제1 전극(1)의 내부에 p형 도전성을 갖는 반도체층이 노출되도록 에칭해서 직경 20㎛의 원형 개구부(5)를, 개구부의 면적이 제1 전극(1)에 대해 개구율이 50%가 되도록 복수개 형성한다. 전압을 걸어 발광시킨 결과, 실시예 1과 거의 동등한 광 인출 효율을 갖고, 또한 실시예 1과 비교해서 Vf가 작은 발광 소자를 얻을 수 있었다.
[실시예 6]
실시예 1의 발광 소자에 있어서, 도 7 에 도시한 바와 같이 은을 함유하는 제1 전극(1)의 내부에 p형 도전성을 갖는 반도체층이 노출되도록 에칭해서 직경 10㎛의 원형 개구부(5)를, 개구부의 면적이 제1 전극(1)에 대해 개구율이 50%가 되도록 복수개 형성한다. 전압을 걸어 발광시킨 결과, 실시예 1과 거의 동등한 광 인출 효율을 갖고, 또한 실시예 5보다 Vf가 더욱 작은 발광 소자를 얻을 수 있었다. 이와 같이 개구부(5)를 형성하는 경우, 개구부의 면적을 작게 하여 그 개구부(5)를 복수개 형성함으로써 Vf가 내려가는 효과가 관측되었다.
[실시예 7]
실시예 1의 발광 소자에 있어서, 도 8a 내지 도 8b에 도시한 바와 같이 p형 도전성을 갖는 반도체층(104)상에 은을 함유하는 제1 전극(1)과 제1 전극(1)의 외측을 둘러싸도록 은을 함유하지 않는 제2 전극(2)이 형성된다. 제1 전극(1)은 SiO2나 SiN 등의 절연 보호막으로 덮여 있다.
금으로 이루어진 p측 패드 전극(4)은, 발광 소자의 적층방향에서 보아, n측 전극(3)과 같은 대각선상에서 반대 모서리부에 형성된다. 제1 전극(1)에는 한 변이 5㎛인 대략 사각형의 개구부(5)가 거의 전체 면에 걸쳐 150개 형성된다.
이와 같이 해서 얻어진 발광 소자는, 노출된 개구부(5)의 내주 길이의 총합(L)이 3000㎛가 되고, 제1 전극(1)의 가장 바깥둘레부로 둘러싸인 노출 면적(S)은 46000㎛2이고, 이들의 비(L/S)는 0.065이다. 또한, 노출된 개구부(5)의 총면적과 노출 면적(S)의 비인 개구율은 6.25%이고, Vf가 3.4V, 발광 출력이 11.5㎽, 전류치가 20㎃이고, 전력 변환 효율이 약 16.9%가 되었다. 이와 같이 제1 전극(1)에 복수개의 개구부(5)를 형성함으로써 발광 출력이 증가하게 된다.
[실시예 8]
실시예 7의 발광 소자에 있어서, 제1 전극(1)에 한 변이 2.5㎛인 대략 사각형의 개구부(5)가 거의 전체 면에 걸쳐 600개 형성된다.
이와 같이 해서 얻어진 발광 소자는, 노출된 개구부(5)의 내주 길이의 총합(L)이 6000㎛가 되고, 제1 전극(1)의 가장 바깥둘레부로 둘러싸인 노출면적(S)이 46000㎛2이고, 이들의 비(L/S)는 0.13이다. 또한, 노출된 개구부(5)의 총면적과 노출 면적(S)의 비인 개구율은 6.25%이고, Vf가 3.4V, 발광 출력이 12㎽, 전류치가 20㎃이고, 전력 변환 효율이 약 17.4%가 되었다. 이와 같이 제1 전극(1)에 복수개의 개구부(5)를 형성함으로써 발광 출력이 증가하게 된다.
[실시예 9]
실시예 1의 발광 소자에 있어서, 도 9a 내지 도 9b에 도시한 바와 같이, p형 도전성을 갖는 반도체층(104)상에 은을 함유하는 제1 전극(1)과 제1 전극(1)의 외측을 둘러싸도록 은을 함유하지 않는 제2 전극(2)이 형성된다.
금으로 이루어진 p측 패드 전극(4)은, 발광 소자의 적층방향에서 보아, n측 전극(3)과 동일한 대각선상에서 반대 모서리부에 형성된다. 제1 전극(1)은 도 9a 또는 도 9b에 도시한 바와 같이, 스트라이프 형상으로 형성된다. 이러한 스트라이프 전극 구조를 채택함으로써, p측 패드 전극(4)으로부터 반도체층(104)으로 공급되는 전류가 면내에 균일화되어 발광 효율이 향상된다.
제1 전극(1)의 스트라이프 간격은 반도체층(104)이 노출되는 개구부(5)로 형성되기 때문에, 전극 에지 길이를 현격하게 증가시킬 수가 있고, 그 결과 광 인출 효율이 향상된다. 이 때, 반도체층(104)이 노출된 복수개의 스트라이프 간격에 대응하는 개구부(5)의 총면적(Sa)과, 도체층(104)이 노출되어 있지 않는 전극 부분의 면적(Sb)을 합한 값을 S라 하고, 개구부(5)의 내주 길이의 총합을 L이라고 했을 때, L/S≥0.024㎛/㎛2가 성립하는 것이 바람직하다.
이와 같이 해서 얻어진 발광 소자는, Vf가 3.5V, 발광 출력이 10㎽, 전류치가 20㎃이고, 전력 변환 효율이 약 14.3%가 되었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 기판상에 적어도 제1 도전형의 반도체층과 제1 도전형과 다른 제2 도전형으로 이루어진 반도체층이 차례로 적층되고, 제1 도전형의 반도체층 표면 및 제2 도전형의 반도체층 표면에는 전극이 형성되어 이루어진 반도체 소자에 있어서, 제2 도전형의 반도체층의 표면에 적어도 은을 갖는 제1 전극과 제1 전극의 주위를 모두 둘러싸도록 은을 갖지 않는 제2 전극을 형성한다. 이러한 구성에 의해 광 인출 효율이 좋고, 단락이 일어나지 않는 신뢰성이 높은 소자를 얻을 수 있다.
또한, 제1 전극은 제1 전극의 외곽보다 내측에 제2 도전형의 반도체층이 노출된 개구부를 가짐으로써 Vf가 저하된 소자를 얻을 수 있다.
Claims (18)
- 기판상에 적어도 제1 도전형의 반도체층과 제1 도전형과 다른 제2 도전형으로 이루어진 반도체층이 차례로 적층되고, 제2 도전형의 반도체층의 표면에는 전극이 형성되어 이루어진 반도체 소자에 있어서,상기 제 2 도전형의 반도체층의 표면에는 적어도 은을 함유하는 제1 전극과 은을 함유하지 않는 제2 전극이 각각 형성되어 이루어진 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,제1 전극은 은, 은-니켈 합금, 은-팔라듐 합금, 은-로듐 합금 또는 은-백금 합금으로 이루어진 층을 갖는 반도체 소자.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,제2 전극은 제2 도전형의 반도체층의 표면에서 제1 전극의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있는 반도체 소자.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,제1 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에서의 전위 장벽은, 제2 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에 있어서의 전위 장벽보다 작은 반도체 소자.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,제1 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에서의 옴 특성은, 제2 전극과 제2 도전형의 반도체층과의 접촉부에 있어서의 옴 특성보다 양호한 반도체 소자.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,제1 전극은 로듐, 팔라듐, 니켈 및 백금 중 적어도 하나를 함유하는 반도체 소자.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,제2 전극은 제1 전극과 동일 전위 또는 제1 전극보다 높은 전위로 설정되는 반도체 소자.
- 제 7 항에 있어서,제2 전극은 제2 도전형의 반도체층의 표면에서 제1 전극과 부분적으로 접촉하고 있는 반도체 소자.
- 제 8 항에 있어서,외부 인출용 패드 전극이 제1 전극 및 제2 전극 모두에 접촉하도록 형성되어 있는 반도체 소자.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,제2 도전형의 반도체층 표면은, 제1 전극을 형성하는 영역과 제2 전극을 형성하는 영역의 사이에 전극을 형성하지 않는 전극 비형성 영역을 갖는 반도체 소자.
- 제 10 항에 있어서,전극 비형성 영역은 제1 전극과 제2 전극의 최단 거리가 0.5㎛ 이상이 되도록 형성되는 반도체 소자.
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,제1 전극은 제1 전극의 외곽보다 내측에 제2 도전형의 반도체층이 노출된 개구부를 갖는 반도체 소자.
- 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,반도체 소자는 발광 소자이고, 제2 도전형의 반도체층 표면의 발광 영역에서 제1 전극의 테두리부에서의 발광 강도가 테두리부 이외의 발광 영역보다 높은 반도체 소자.
- 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,제1 전극에서 제2 도전형의 반도체층이 노출된 복수개의 개구부의 총면적(Sa)과 제2 도전형의 반도체층이 노출되어 있지 않는 비개구부의 면적(Sb)을 합한 값을 S라 하고, 각 개구부의 내주 길이의 총합을 L이라 했을 때, L/S≥0.024㎛/㎛2이 성립하는 반도체 소자.
- 제 14 항에 있어서,각 개구부는 거의 동일한 형상 또는 거의 동일한 면적을 갖는 반도체 소자.
- 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,반도체층은 적어도 갈륨을 포함하는 질화물 반도체로 형성되어 있는 반도체 소자.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,제2 도전형의 반도체층의 부분 에칭에 의해 제1 도전형의 반도체층이 노출되어 있고, 제1 도전형의 반도체층의 노출된 표면에 제3 전극이 형성되어 있는 반도체 소자.
- 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,제1 도전형의 반도체층은 n형의 반도체층이고, 제2 도전형의 반도체층은 p형의 반도체층인 반도체 소자.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2001-00212887 | 2001-07-12 | ||
| JP2001212887 | 2001-07-12 | ||
| PCT/JP2002/007087 WO2003007390A1 (fr) | 2001-07-12 | 2002-07-12 | Dispositif semi-conducteur |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040007426A true KR20040007426A (ko) | 2004-01-24 |
| KR100558890B1 KR100558890B1 (ko) | 2006-03-14 |
Family
ID=19047967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020037008252A KR100558890B1 (ko) | 2001-07-12 | 2002-07-12 | 반도체 소자 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6977395B2 (ko) |
| EP (1) | EP1406314B1 (ko) |
| JP (1) | JP3821128B2 (ko) |
| KR (1) | KR100558890B1 (ko) |
| CN (1) | CN1217425C (ko) |
| TW (1) | TW558847B (ko) |
| WO (1) | WO2003007390A1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100762237B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2007-10-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | 셀-할로 이온주입을 이용한 스텝게이트를 갖는반도체소자의 제조방법 |
| KR20120049282A (ko) * | 2009-07-21 | 2012-05-16 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 반도체 발광 디바이스를 위한 반사성 접촉부 |
Families Citing this family (71)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100543696B1 (ko) * | 2002-09-09 | 2006-01-20 | 삼성전기주식회사 | 고효율 발광 다이오드 |
| KR100707167B1 (ko) * | 2003-07-11 | 2007-04-13 | 삼성전자주식회사 | 고성능의 질화갈륨계 광소자 구현을 위한 ｐ형 열전산화물을 형성하는 2원계 및 3원계 합금 또는 고용체박막을 이용한 오믹접촉 형성을 위한 박막전극 및 그제조방법 |
| WO2005022656A1 (en) * | 2003-09-01 | 2005-03-10 | Lg Innotek Co., Ltd | Led and fabrication method thereof |
| EP1709694B1 (de) | 2004-01-26 | 2017-03-15 | OSRAM Opto Semiconductors GmbH | Dünnfilm-led mit einer stromaufweitungsstruktur |
| JP2005244207A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-09-08 | Showa Denko Kk | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| JP4330476B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2009-09-16 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| WO2005096399A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Nichia Corporation | 窒化物半導体発光素子 |
| JP4386185B2 (ja) * | 2004-07-28 | 2009-12-16 | サンケン電気株式会社 | 窒化物半導体装置 |
| US7875898B2 (en) * | 2005-01-24 | 2011-01-25 | Panasonic Corporation | Semiconductor device |
| JP4967243B2 (ja) * | 2005-03-08 | 2012-07-04 | 三菱化学株式会社 | ＧａＮ系発光ダイオードおよび発光装置 |
| DE102005025416A1 (de) | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Lumineszenzdiodenchip mit einer Kontaktstruktur |
| CN100392883C (zh) * | 2005-06-29 | 2008-06-04 | 晶元光电股份有限公司 | 发光二极管 |
| JP4787562B2 (ja) * | 2005-07-29 | 2011-10-05 | 昭和電工株式会社 | ｐｎ接合型発光ダイオード |
| JP4787561B2 (ja) * | 2005-07-29 | 2011-10-05 | 昭和電工株式会社 | ｐｎ接合型発光ダイオード |
| JP2007109915A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Stanley Electric Co Ltd | 発光ダイオード |
| US20070131947A1 (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-14 | Lg Innotek Co., Ltd | Light-emitting device |
| JP2007184411A (ja) | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Sony Corp | 発光ダイオードおよびその製造方法ならびに集積型発光ダイオードおよびその製造方法ならびに発光ダイオードバックライトならびに発光ダイオード照明装置ならびに発光ダイオードディスプレイならびに電子機器ならびに電子装置およびその製造方法 |
| KR100836494B1 (ko) | 2006-12-26 | 2008-06-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 |
| JP4770745B2 (ja) * | 2007-01-23 | 2011-09-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP5211887B2 (ja) * | 2007-07-03 | 2013-06-12 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP5139005B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2013-02-06 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
| JP5200608B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2013-06-05 | ソニー株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| US8664747B2 (en) * | 2008-04-28 | 2014-03-04 | Toshiba Techno Center Inc. | Trenched substrate for crystal growth and wafer bonding |
| FR2934716B1 (fr) * | 2008-07-31 | 2010-09-10 | Commissariat Energie Atomique | Diode electroluminescente en materiau semiconducteur et son procede de fabrication |
| WO2010113237A1 (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-07 | パナソニック株式会社 | 窒化物系半導体素子およびその製造方法 |
| WO2010113238A1 (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-07 | パナソニック株式会社 | 窒化物系半導体素子およびその製造方法 |
| US8207547B2 (en) * | 2009-06-10 | 2012-06-26 | Brudgelux, Inc. | Thin-film LED with P and N contacts electrically isolated from the substrate |
| US20100327300A1 (en) * | 2009-06-25 | 2010-12-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Contact for a semiconductor light emitting device |
| TWI405409B (zh) * | 2009-08-27 | 2013-08-11 | Novatek Microelectronics Corp | 低電壓差動訊號輸出級 |
| KR101081166B1 (ko) * | 2009-09-23 | 2011-11-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지 |
| US8525221B2 (en) | 2009-11-25 | 2013-09-03 | Toshiba Techno Center, Inc. | LED with improved injection efficiency |
| KR101103892B1 (ko) * | 2009-12-08 | 2012-01-12 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 및 발광소자 패키지 |
| KR100999733B1 (ko) * | 2010-02-18 | 2010-12-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 |
| US8338317B2 (en) | 2011-04-06 | 2012-12-25 | Infineon Technologies Ag | Method for processing a semiconductor wafer or die, and particle deposition device |
| EP2530747A4 (en) | 2010-04-02 | 2013-09-04 | Panasonic Corp | NITRIDE SEMICONDUCTOR ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| CN102598320B (zh) | 2010-04-02 | 2016-01-13 | 松下知识产权经营株式会社 | 氮化物类半导体元件 |
| CN102859724A (zh) | 2010-04-28 | 2013-01-02 | 松下电器产业株式会社 | 氮化物系半导体元件及其制造方法 |
| JP5547279B2 (ja) * | 2010-04-28 | 2014-07-09 | パナソニック株式会社 | 窒化物系半導体素子およびその製造方法 |
| US8723160B2 (en) * | 2010-07-28 | 2014-05-13 | SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. | Light emitting diode (LED) die having peripheral electrode frame and method of fabrication |
| JP5479391B2 (ja) | 2011-03-08 | 2014-04-23 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| KR101941029B1 (ko) * | 2011-06-30 | 2019-01-22 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 및 이를 포함하는 조명시스템 |
| US8395165B2 (en) | 2011-07-08 | 2013-03-12 | Bridelux, Inc. | Laterally contacted blue LED with superlattice current spreading layer |
| US20130026480A1 (en) | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Bridgelux, Inc. | Nucleation of Aluminum Nitride on a Silicon Substrate Using an Ammonia Preflow |
| US8916906B2 (en) | 2011-07-29 | 2014-12-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Boron-containing buffer layer for growing gallium nitride on silicon |
| US9343641B2 (en) | 2011-08-02 | 2016-05-17 | Manutius Ip, Inc. | Non-reactive barrier metal for eutectic bonding process |
| US9012939B2 (en) | 2011-08-02 | 2015-04-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | N-type gallium-nitride layer having multiple conductive intervening layers |
| US8865565B2 (en) | 2011-08-02 | 2014-10-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | LED having a low defect N-type layer that has grown on a silicon substrate |
| US9142743B2 (en) | 2011-08-02 | 2015-09-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High temperature gold-free wafer bonding for light emitting diodes |
| US20130032810A1 (en) | 2011-08-03 | 2013-02-07 | Bridgelux, Inc. | Led on silicon substrate using zinc-sulfide as buffer layer |
| US8564010B2 (en) | 2011-08-04 | 2013-10-22 | Toshiba Techno Center Inc. | Distributed current blocking structures for light emitting diodes |
| JP5321656B2 (ja) * | 2011-08-05 | 2013-10-23 | 三菱化学株式会社 | ＧａＮ系発光ダイオードおよび発光装置 |
| US8624482B2 (en) | 2011-09-01 | 2014-01-07 | Toshiba Techno Center Inc. | Distributed bragg reflector for reflecting light of multiple wavelengths from an LED |
| US8669585B1 (en) | 2011-09-03 | 2014-03-11 | Toshiba Techno Center Inc. | LED that has bounding silicon-doped regions on either side of a strain release layer |
| US8558247B2 (en) | 2011-09-06 | 2013-10-15 | Toshiba Techno Center Inc. | GaN LEDs with improved area and method for making the same |
| US8686430B2 (en) | 2011-09-07 | 2014-04-01 | Toshiba Techno Center Inc. | Buffer layer for GaN-on-Si LED |
| US8698163B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-04-15 | Toshiba Techno Center Inc. | P-type doping layers for use with light emitting devices |
| US8853668B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-10-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting regions for use with light emitting devices |
| US8664679B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-03-04 | Toshiba Techno Center Inc. | Light emitting devices having light coupling layers with recessed electrodes |
| US20130082274A1 (en) | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Bridgelux, Inc. | Light emitting devices having dislocation density maintaining buffer layers |
| US9178114B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-11-03 | Manutius Ip, Inc. | P-type doping layers for use with light emitting devices |
| US9012921B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-04-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting devices having light coupling layers |
| US8581267B2 (en) | 2011-11-09 | 2013-11-12 | Toshiba Techno Center Inc. | Series connected segmented LED |
| US8552465B2 (en) | 2011-11-09 | 2013-10-08 | Toshiba Techno Center Inc. | Method for reducing stress in epitaxial growth |
| US9306124B2 (en) * | 2012-05-17 | 2016-04-05 | Epistar Corporation | Light emitting device with reflective electrode |
| JP6637886B2 (ja) * | 2013-11-19 | 2020-01-29 | ルミレッズ ホールディング ベーフェー | 半導体発光デバイスおよび半導体発光デバイスを製造する方法 |
| US20150263256A1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Epistar Corporation | Light-emitting array |
| JP6365263B2 (ja) * | 2014-11-21 | 2018-08-01 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体発光素子の製造方法 |
| US20190189850A1 (en) * | 2017-12-19 | 2019-06-20 | Epistar Corporation | Light-emitting device |
| EP3528296B1 (en) | 2018-02-16 | 2020-06-03 | Nichia Corporation | Light emitting element and light emitting device |
| US20210074880A1 (en) * | 2018-12-18 | 2021-03-11 | Bolb Inc. | Light-output-power self-awareness light-emitting device |
| CN113990992B (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-15 | 深圳市思坦科技有限公司 | 微型led芯片制备方法、微型led芯片以及显示装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5650337A (en) * | 1989-03-14 | 1997-07-22 | Yeda Research And Development Co. Ltd. | Monolithic optoelectronic and electronic structures |
| JPH05335622A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-17 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 半導体発光装置 |
| JP3360105B2 (ja) * | 1994-03-04 | 2002-12-24 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| EP1928034A3 (en) * | 1997-12-15 | 2008-06-18 | Philips Lumileds Lighting Company LLC | Light emitting device |
| JP4118371B2 (ja) | 1997-12-15 | 2008-07-16 | フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | 電極に銀を有する窒化物半導体発光装置およびその製造方法ならびに半導体光電子装置 |
| JPH11220171A (ja) | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Toyoda Gosei Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体素子 |
| US6291839B1 (en) * | 1998-09-11 | 2001-09-18 | Lulileds Lighting, U.S. Llc | Light emitting device having a finely-patterned reflective contact |
| JP2000216431A (ja) * | 1998-11-19 | 2000-08-04 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光素子 |
| JP2000174339A (ja) | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | ＧａＮ系半導体発光素子およびＧａＮ系半導体受光素子 |
| US6570186B1 (en) * | 2000-05-10 | 2003-05-27 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light emitting device using group III nitride compound semiconductor |
| JP3520919B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2004-04-19 | 士郎 酒井 | 窒化物系半導体装置の製造方法 |
| US6630689B2 (en) * | 2001-05-09 | 2003-10-07 | Lumileds Lighting, U.S. Llc | Semiconductor LED flip-chip with high reflectivity dielectric coating on the mesa |
-
2002
- 2002-07-12 JP JP2003513052A patent/JP3821128B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-12 WO PCT/JP2002/007087 patent/WO2003007390A1/ja active IP Right Grant
- 2002-07-12 KR KR1020037008252A patent/KR100558890B1/ko active IP Right Grant
- 2002-07-12 CN CN02803274.8A patent/CN1217425C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-12 EP EP02745995.7A patent/EP1406314B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-12 US US10/433,327 patent/US6977395B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-12 TW TW091115537A patent/TW558847B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100762237B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2007-10-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | 셀-할로 이온주입을 이용한 스텝게이트를 갖는반도체소자의 제조방법 |
| KR20120049282A (ko) * | 2009-07-21 | 2012-05-16 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 반도체 발광 디바이스를 위한 반사성 접촉부 |
| KR20180053435A (ko) * | 2009-07-21 | 2018-05-21 | 루미리즈 홀딩 비.브이. | 반도체 발광 디바이스를 위한 반사성 접촉부 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1479948A (zh) | 2004-03-03 |
| EP1406314B1 (en) | 2015-08-19 |
| EP1406314A4 (en) | 2007-09-12 |
| TW558847B (en) | 2003-10-21 |
| WO2003007390A1 (fr) | 2003-01-23 |
| EP1406314A1 (en) | 2004-04-07 |
| KR100558890B1 (ko) | 2006-03-14 |
| US6977395B2 (en) | 2005-12-20 |
| US20040026702A1 (en) | 2004-02-12 |
| CN1217425C (zh) | 2005-08-31 |
| JPWO2003007390A1 (ja) | 2004-11-04 |
| JP3821128B2 (ja) | 2006-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100558890B1 (ko) | 반도체 소자 | |
| JP4810746B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 | |
| US7358544B2 (en) | Nitride semiconductor light emitting device | |
| US6777805B2 (en) | Group-III nitride compound semiconductor device | |
| KR101039896B1 (ko) | 발광소자 및 그 제조방법 | |
| US9577172B2 (en) | Light emitting die component formed by multilayer structures | |
| TWI720026B (zh) | 發光元件 | |
| JP4273928B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族窒化物半導体素子 | |
| JP3207773B2 (ja) | 化合物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JP2006108698A (ja) | フリップチップ発光デバイス用のコンタクト及び全方向反射ミラー | |
| EP1530242B1 (en) | Semiconductor light emitting device | |
| JP5353809B2 (ja) | 半導体発光素子及び発光装置 | |
| WO2002071450A2 (en) | Led lead for improved light extraction | |
| KR101729268B1 (ko) | 발광소자 및 그 발광 소자의 제조 방법 | |
| KR100992728B1 (ko) | 발광 소자 및 그 제조방법 | |
| KR102075059B1 (ko) | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 | |
| CN102361054B (zh) | 光电半导体装置 | |
| US20230402490A1 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| KR20120078047A (ko) | 발광소자 및 그 발광 소자의 제조 방법 | |
| KR20110078642A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| CN116960249A (zh) | 发光二极管及发光装置 | |
| KR20160077374A (ko) | 전류분산특성이 우수한 발광소자 | |
| CN117913194A (zh) | 一种发光二极管及发光装置 | |
| CN115799419A (zh) | 一种发光二极管及发光装置 | |
| CN109461770A (zh) | 低接触电阻的三族氮化物p型欧姆电极结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for 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: 20130227 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140204 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150224 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160218 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170220 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180219 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200129 Year of fee payment: 15 |