KR20050028706A - 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

발광소자 및 그 제조방법에 관해 개시되어 있다. 개시된 본 발명은 투명기판과, 상기 투명기판 상에 형성된 n형 화합물 반도체층과, 상기 n형 화합물 반도체층의 제1 영역 상에 순차적으로 형성된 활성층, p형 화합물 반도체층 및 p형 전극과, 상기 제1 영역과 이격된, 상기 n형 화합물 반도체층의 제2 영역 상에 형성된 n형 전극을 구비하는 LED에 있어서, 상기 p형 전극은 저항 및 반사도 특성이 다른 제1 및 제2 전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

발광소자 및 그 제조방법{Light emitting device and method for manufacturing the same}
1. 발명의 분야
본 발명은 발광소자의 제조방법에 관한 것으로서, 자세하게는 저 전압 구동이 가능하고, 발광효율이 높으며, 청색 및 녹색광을 방출할 수 있는 광 방출 다이오드(Light Emitting Diode)(이하, LED라 함) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
2. 관련기술의 설명
LED는 광통신분야의 광원으로 사용되거나 전자기기의 동작 상태를 시각적으로 표시하기 위한 광원으로 널리 사용되고 있다. 사용처에 따라 LED는 다양한 형태로 제공되고 있다. 청색 및 녹색광이 방출되는 화합물 반도체가 발견됨에 따라 LED의 사용범위는 더욱 넓어지고 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 LED(이하, 종래의 LED라 함)의 일예를 보여준다.
도 1을 참조하면, 종래의 LED는 기판(10) 상에 n-GaN층(12)이 형성되어 있다. n-GaN층(12)은 활성층(14)이 형성된 제1 영역(R1)과 n형 전극(22)이 형성된 제2 영역(R2)으로 구분된다. 이러한 제1 및 제2 영역들(R1, R2)사이에 단차가 존재한다. n-GaN층(12)의 제1 영역(R1) 상에 활성층(14), p-GaN층(16) 및 p형 전극(18)이 순차적으로 형성되어 있다. 이때, p형 전극(18)은 고 반사전극으로써, 활성층(14)에서 방출된 광을 기판(10)을 향해 반사하는 역할을 한다.
이러한 종래의 LED는 p-GaN층(16)과 p형 전극(38)사이의 접촉저항이 크기 때문에, 주어진 전압에서 발광효율이 낮은 문제점을 갖고 있다. 발광효율이 낮은 문제점은 인가전압을 높임으로써 해소가 될 수 있다.
그러나 p-GaN층(16)과 p형 전극(38)사이의 접촉 저항은 그대로 두고, 단순히 p형 전극(38)에 인가되는 구동전압을 높여 발광효율을 개선하려는 것은 구동전압을 가능한 낮게 하려는 흐름에 반하는 것으로 새로운 문제가 될 수 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, p형 전극과 p형 화합물 반도체층사이의 접촉저항을 낮게 하여 발광효율은 저하시키지 않으면서 구동전압은 낮출 수 있는 발광소자를 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제를 이러한 발광소자에 대한 제조방법을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 투명기판, 상기 투명기판 상에 형성된 n형 화합물 반도체층, 상기 n형 화합물 반도체층의 제1 영역 상에 순차적으로 형성된 활성층, p형 화합물 반도체층 및 p형 전극, 상기 제1 영역과 이격된, 상기 n형 화합물 반도체층의 제2 영역 상에 형성된 n형 전극을 구비하는 LED에 있어서, 상기 p형 전극은 저항 및 반사도 특성이 다른 제1 및 제2 전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED를 제공한다.
상기 제1 전극은 소정 두께의 란탄니켈 산화막일 수 있다.
상기 제2 전극은 은(Ag)막, 알루미늄(Al)막, 로듐(Rh)막 또는 주석(Sn)막일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 투명기판, 상기 투명기판 상에 형성된 n형 화합물 반도체층, 상기 n형 화합물 반도체층의 제1 영역 상에 형성된 활성층, 상기 활성층 상에 형성된 p형 화합물 반도체층, 상기 p형 화합물 반도체층 상에 형성된 저 저항막, 상기 저 저항막 상에 형성된 p형 전극 및 상기 제1 영역과 이격된, 상기 n형 화합물 반도체층의 제2 영역 상에 형성된 n형 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 LED를 제공한다.
상기 저 저항막은 란탄니켈 산화막일 수 있다. 그리고 상기 p형 전극은 은막, 알루미늄막, 로듐막 또는 주석막일 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 투명기판 상에 n형 화합물 반도체층, 활성층 및 p형 화합물 반도체층을 순차적으로 적층하는 제1 단계, 상기 p형 화합물 반도체층 및 상기 활성층을 순차적으로 패터닝하여 상기 n형 화합물 반도체층의 일부를 노출시키는 제2 단계, 상기 n형 화합물 반도체층의 노출된 부분에 n형 전극을 형성하는 제3 단계, 패터닝된 상기 p형 화합물 반도체층 상에 금속 화합물막을 형성하는 제4 단계, 상기 금속 화합물막을 산화시키는 제5 단계, 및 상기 산화된 금속 화합물막 상에 도전성을 갖는 반사막을 형성하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 제4 단계는 상기 패터닝된 상기 p형 화합물 반도체층 상에 상기 p형 화합물 반도체층이 노출되는 감광막 패턴을 형성하는 단계 및 상기 감광막 패턴 상으로 상기 p형 화합물 반도체층의 노출된 부분과 접촉되는 금속 화합물막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고 상기 반사막이 형성된 결과물을 질소 분위기에서 열처리할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 투명 기판 상에 n형 화합물 반도체층을 형성하는 제1 단계, 상기 n형 화합물 반도체층 상에 활성층 및 p형 화합물 반도체층을 순차적으로 형성하는 제2 단계, 상기 n형 화합물 반도체층의 일부가 노출되도록 상기 p형 화합물 반도체층 및 상기 활성층을 패터닝하는 제3 단계, 상기 n형 화합물 반도체층의 노출된 영역 상에 n형 전극을 형성하는 제4 단계, 패터닝된 상기 p형 화합물 반도체층 상에 금속 화합물막 및 도전성 반사막을 순차적으로 형성하는 제5 단계 및 상기 금속 화합물막을 산화시키는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 제5 단계는 패터닝된 상기 p형 화합물 반도체층 상에 상기 p형 화합물 반도체층이 노출되는 감광막 패턴을 형성하는 단계, 상기 감광막 패턴 상으로 상기 p형 화합물 반도체층의 노출된 부분과 접촉되는 금속 화합물막을 형성하는 단계 및 상기 금속 화합물 상으로 상기 반사막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제6 단계 이후에 상기 감광막 패턴을 제거하되, 상기 감광막 패턴 상에 적층된 상기 금속 화합물의 산화물과 상기 반사막도 함께 제거한다.
또한, 상기 금속 화합물막이 산화된 결과물을 질소분위기에서 열처리할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 투명기판 상에 n형 화합물 반도체층, 활성층, p형 화합물 반도체층, 금속 화합물 산화막 및 도전성을 갖는 반사막을 순차적으로 형성하는 제1 단계, 상기 반사막, 상기 금속 화합물 산화막, 상기 p형 화합물 반도체층 및 상기 활성층의 일부를 순차적으로 제거하여 상기 n형 화합물 반도체층의 일부를 노출시키는 제2 단계 및 상기 n형 화합물 반도체층의 노출된 영역 상에 n형 전극을 형성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제1 단계는 상기 투명기판 상에 상기 n형 화합물 반도체층, 상기 활성층 및 상기 p형 화합물 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 p형 화합물 반도체층 상에 금속 화합물막을 형성하는 단계, 상기 금속 화합물막을 산화시키는 단계 및 상기 산화된 금속 화합물막 상에 상기 반사막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제1 단계는 상기 투명기판 상에 상기 n형 화합물 반도체층, 상기 활성층 및 상기 p형 화합물 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 p형 화합물 반도체층 상에 금속 화합물막을 형성하는 단계, 상기 금속 화합물막 상에 상기 반사막을 형성하는 단계 및 상기 금속 화합물막을 산화시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 n형 전극이 형성된 결과물을 질소분위기에서 열처리할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 투명기판 상에 n형 화합물 반도체층, 활성층, p형 화합물 반도체층, 금속 화합물막 및 도전성 반사막을 순차적으로 형성하는 제1 단계, 상기 반사막, 상기 금속 화합물막, 상기 p형 화합물 반도체층 및 상기 활성층의 일부를 순차적으로 제거하여 상기 n형 화합물 반도체층의 일부를 노출시키는 제2 단계 및 상기 금속 화합물막을 산화시키는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 제2 단계 또는 제3 단계 이후에 상기 n형 화합물 반도체층의 노출된 부분에 n형 전극을 형성할 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 제공된 상기 LED 제조방법들에서 상기 금속 화합물막은 란탄니켈막으로 형성할 수 있고, 상기 금속 화합물 산화막은 란탄니켈 산화막일 수 있다. 그리고 상기 반사막은 은막, 알루미늄막, 로듐막 또는 주석막으로 형성할 수 있다.
이러한 본 발명을 이용하면, P형 전극으로도 사용되는 반사막과 P형 화합물 반도체층사이에 양자의 접촉 저항을 낮출 수 있고 고 반사도를 갖는 물질막이 구비되어 있기 때문에, 구동전압은 낮추면서 발광효율은 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 발광소자(이하, 본 발명의 발광소자라 함) 및 그 제조방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
먼저, 본 발명의 발광소자, 예컨대 LED에 대해 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 발광소자는 투명기판(40) 상에 제1 화합물 반도체층(42)을 구비한다. 제1 화합물 반도체층(42)은 n형 III-V족 화합물 반도체층, 예를 들면 n-GaN층인 것이 바람직하나, 다른 화합물 반도체층일 수 있다. 제1 화합물 반도체층(42)은 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)으로 구분할 수 있다. 제1 영역(R1) 상에 p형 및 n형 캐리어의 재결합에 의해서 광, 예컨대 청색 또는 녹색광이 이 방출되는 활성층(46)이 적층되어 있다. 활성층(46) 상에 제2 화합물 반도체층(46)이 적층되어 있다. 제2 화합물 반도체층(46)은 p형 III-V족 화합물 반도체층, 예를 들면 p-GaN층인 것이 바람직하나, 다른 화합물 반도체층일 수 있다. 제2 화합물 반도체층(46) 상에 전기적 저항이 낮고 반사도(reflectance)가 큰 물질막(48)(이하, 저 저항막이라 함)과 반사막(50)이 순차적으로 적층되어 있다. 저 저항막(48)과 반사막(50)은 P형 전극을 구성한다. 역할로 보았을 때, 반사막(50)을 P형 전극으로, 저 저항막(48)을 반사막(50)과 제2 화합물 반도체층(46)사이의 전기적 저항을 낮추는 수단으로 간주할 수 있다. 저 저항막(48)은 란탄 니켈(La-Ni)을 포함하는 화합물, 바람직하게는 란탄 니켈 산화막, 예를 들면 LaNiO5막일 수 있다. 저 저항막(48)의 두께는 1nm∼100nm, 바람직하게는 10nm정도이다. 반사막(50)은 저 저항막(48)에 비해 반사도가 높은 물질로써, 은(Ag)막이 바람직하나, 기타 다른 물질막, 예를 들면 알루미늄(Al)막, 로듐(Rh)막, 주석(Sn)막일 수 있다.
한편, 제1 화합물 반도체층(42)의 제2 영역(R2) 상에는 N형 전극(22)이 형성되어 있다.
반사막(50) 또는 반사막(50)과 저 저항막(48)으로 구성되는 상기 P형 전극과 N형 전극(52)에 광방출에 필요한 임계 전압 이상의 전압이 인가되면서 활성층(44)으로부터 투명기판(40) 및 반사막(50)을 향해 광이 방출된다. 투명기판(40)을 향해 방출된 광(L1)은 투명기판(40)을 투과하여 그대로 방출된다. 반사막(50)을 향해 방출된 광은 저 저항막(48) 또는 반사막(50)으로부터 반사되어 투명기판(40)을 향해 방출된다. 참조번호 L2는 반사막(50)으로부터 반사된 광을 나타낸다.
도 3은 종래 및 본 발명의 발광소자의 전류-전압 특성을 보여준다. 도 3에서 참조번호 G1은 P형 전극이 란탄 니켈 산화막(LaNiO)과 은막으로 된 본 발명의 발광소자에 대한 것을 보여주는 제1 그래프이고, G2는 P형 전극이 은막으로 된 종래의 발광소자에 대한 것을 보여주는 제2 그래프이다.
제1 및 제2 그래프들(G1, G2)을 참조하면, 본 발명의 발광소자는 3V에서 구동이 시작되는 반면, 종래의 발광소자는 4V 근처에서 구동이 시작되는 것을 알 수 있다.
곧, 본 발명의 발광소자의 경우처럼 P형 전극을 저 저항막과 반사막으로 구성함으로써, 구동전압을 종래의 발광소자보다 낮출 수 있다.
도 4는 본 발명의 발광소자에 저 저항막(48)으로 사용된, 10nm 두께의 란탄 니켈 산화막의 반사특성을 보여준다. 도 4에서 참조부호 G3은 상기 란탄 니켈 산화막의 반사도를 보여주는 제3 그래프이다.
제3 그래프(G3)를 참조하면, 상기 란탄 니켈 산화막은 400nm의 단파장에서도 85%의 높은 반사도 특성을 보이는 등 가시광 전 영역에서 높은 반사도 특성을 나타낸다.
이와 같이 저 저항막(48)으로 사용된 상기 란탄 니켈 산화막의 반사도 특성이 우수하므로, 활성층(44)으로부터 반사막(50)으로 방출된 광 중에서 투명기판(40)으로 반사되는 광량은 저 저항막(48)을 구비하지 않았을 때보다 증가하게 된다.
이에 따라 본 발명의 발광소자의 투명기판(40)을 통해서 방출되는 광량은 P형 전극을 반사막(50)만으로 구성한 종래의 발광소자보다 증가된다. 곧, 동일 구동 전압에서 본 발명의 발광소자의 발광효율은 종래의 발광소자보다 증가된다.
도 3 및 도 4의 결과로부터 본 발명의 발광소자는 종래의 발광소자보다 구동전압이 낮으면서 발광효율은 높다는 것을 알 수 있다.
다음에는 도 2에 도시한 본 발명의 발광소자의 제조 방법에 대해 설명한다.
<제1 실시예>
도 5를 참조하면, 투명기판(40) 상에 제1 화합물 반도체층(42)을 형성한다. 제1 화합물 반도체층(42)은 n형 GaN층으로 형성하는 것이 바람직하나, 다른 화합물 반도체층으로 형성할 수 있다. 제1 화합물 반도체층(42) 상으로 활성층(44) 및 제2 화합물 반도체층(46)을 순차적으로 형성한다. 제2 화합물 반도체층(46)은 p형 GaN층으로 형성할 수 있으나, 다른 화합물 반도체층으로도 형성할 수 있다. 제2 화합물 반도체층(46) 상에 제1 감광막 패턴(PR1)을 형성한다. 제1 감광막 패턴(PR1)은 N형 전극과 P형 전극이 형성될 영역을 한정한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 감광막 패턴(PR1)을 식각 마스크로 사용하여 제2 화합물 반도체층(46) 및 활성층(44)을 순차적으로 식각한다. 이때, 상기 식각은 제1 화합물 반도체층(42)이 노출될 때까지 실시하는 것이 바람직하나, 제1 화합물 반도체층(42)의 일부 두께가 제거될 때까지 실시해도 무방하다. 이후, 제1 감광막 패턴(PR1)을 제거한다. 상기 식각에서 노출된 제1 화합물 반도체층(42)의 소정 영역 상에 N형 전극(52)을 형성한다. N형 전극(52)은 하기될 후속 공정들이 진행된 후에 형성할 수도 있다.
도 7을 참조하면, N형 전극(52)이 형성된 결과물 상에 N형 전극(52)을 덮고 제2 화합물 반도체층(46)의 대부분이 노출되는 제2 감광막 패턴(PR2)을 형성한다. 제2 감광막 패턴(PR2)은 P형 전극이 형성될 영역을 한정한다. 제2 감광막 패턴(PR2) 상으로 제2 화합물 반도체층(46)의 노출된 전면과 접촉되는 금속 화합물막(47)을 형성한다. 금속 화합물막(47)은 란탄 니켈 화합물(LaNi)막으로 형성하는 것이 바람직하나, 다른 금속 화합물막으로 형성할 수 있다. 또한, 금속 화합물막(47)은 1nm∼100nm의 두께로 형성할 수 있으나, 10nm의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 금속 화합물막(47)은 사용되는 물질막에 따라 다르게 형성할 수 있다.
계속해서, 금속 화합물막(47)이 형성된 결과물을 산소(O)를 포함하는 분위기에서 그리고 소정 온도에서 소정 시간 동안 어닐하여 금속 화합물막(47)을 산화시킨다. 이 결과, 도 8에 도시한 바와 같이 제2 감광막 패턴(PR2) 상에 제2 화합물 반도체층(46)의 노출된 영역의 전면과 접촉되는 저 저항막(48)이 형성된다. 저 저항막(48)은 상술하였듯이 전기적 저항이 낮고, 반사도가 높은 물질막으로써, 란탄 니켈 산화막, 예를 들면 LaNiO5인 것이 바람직하나, 다른 산화막일 수 있다.
도 9를 참조하면, 저 저항막(48) 상으로 반사막(50)을 형성한다. 반사막(50) 단독으로 P형 전극이 될 수 있으나, 저 저항막(48)의 저항의 특성을 고려할 때, 저 저항막(48)도 전극으로 사용될 수 있으므로, 상기 P형 전극은 반사막(50)과 저 저항막(48)으로 구성될 수도 있다. 반사막(50)은 은(Ag)막으로 형성하는 것이 바람직하나, 반사도가 높고 전극으로 사용될 수 있는 다른 물질막, 예를 들면 알루미늄막, 로듐막, 주석막으로 형성할 수도 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 도 9의 반사막(50)이 형성된 결과물에서 제2 감광막 패턴(PR2)을 제거한다. 이 과정에서 제2 감광막 패턴(PR2) 상에 순차적으로 적층된 저 저항막(48) 및 반사막(50)도 함께 제거된다. 이렇게 해서, 제2 화합물 반도체층(46) 상에 P형 전극으로 사용되는 저 저항막(48) 및 반사막(50)이 형성된다.
<제2 실시예>
투명기판(40) 상에 제1 화합물 반도체층942), 활성층(44) 및 제2 화합물 반도체층(46)을 형성하는 과정과, 이들을 역순으로 식각하는 과정과, 제1 화합물 반도체층(42)의 노출된 영역 상에 N형 전극(52)을 형성하는 과정 등은 제1 실시예와 동일하게 진행한다. 그리고 제1 실시예에서 설명한 물질막에 대해서는 설명을 생략한다.
도 11을 참조하면, N형 전극(52)이 형성된 결과물 상에 N형 전극(52)을 덮고, 제2 화합물 반도체층(46)의 대부분이 노출되는 제3 감광막 패턴(PR3)을 형성한다. 제3 감광막 패턴(PR3)은 P형 전극이 형성될 영역이 한정한다. 제3 감광막 패턴(PR3) 상으로 금속 화합물막(47)과 반사막(50)을 순차적으로 형성한다. 이어서 금속 화합물막(47)을 산화시키기 위해, 반사막(50)이 형성된 결과물을 제1 실시예에서 상술한 바와 같이 산소 부위기하에서 어닐한다. 상기 어닐에 의해 금속 화합물막(47)은 금속 화합물 산화막으로 바뀌고, 도 12에 도시한 바와 같이 반사막(50)과 제2 화합물 반도체층(46)사이에 저 저항막(48)이 형성된다.
이후, 제3 감광막 패턴(PR3)을 제거할 때, 제3 감광막 패턴(PR3) 상에 순차적으로 적층된 저 저항막(48) 및 반사막(50)도 함께 제거함으로써, 도 10에 도시한 바와 같은 결과물이 얻어진다.
한편, N형 전극(52)은 제3 감광막 패턴(PR3)을 제거한 후에 형성할 수 있다.
<제3 실시예>
제1 및 제2 실시예에서 설명한 물질막에 대해서는 설명을 생략한다.
도 13을 참조하면, 투명기판(40) 상에 제1 화합물 반도체층(42), 활성층(44), 제2 화합물 반도체층(46), 금속 화합물막(47) 및 반사막(50)을 순차적으로 형성한다. 반사막(50) 상에 P형 전극이 형성될 영역을 한정하는 제4 감광막 패턴(PR4)을 형성한다.
다음, 도 14에 도시한 바와 같이, 제4 감광막 패턴(PR4)을 식각 마스크로 사용하여 제1 화합물 반도체층(42) 상에 적층된 물질막들(44, 46, 47, 50)을 역순으로 식각한다. 이때, 상기 식각은 제1 화합물 반도체층(42)이 노출될 때까지 실시하는 것이 바람직하나, 제1 화합물 반도체층(42)의 일부 두께가 제거될 때까지 실시할 수도 있다. 상기 식각에 의해 제1 화합물 반도체층(42)의 일부 영역이 노출된다. 제1 화합물 반도체층(42)의 노출된 영역 상에는 후속 공정에서 N형 전극을 형성한다. 상기 식각후, 제4 감광막 패턴(PR4)을 에싱하고 스트립하여 제거한다.
도 14 및 도 15를 함께 참조하면, 제4 감광막 패턴(PR4)이 제거된 결과물을 제1 실시예에서 설명한 바와 같은 산소 분위기하에서 어닐한다. 이 결과, 금속 화합물막(47)이 산화되고, 제2 화합물 반도체층(46)과 반사막(50)사이에 저 저항막(48)이 형성된다.
<제4 실시예>
도 13에 도시한 제3 실시예에서 금속 화합물막(47) 상에 반사막(50)을 형성하기 전에 금속 화합물막(47)을 먼저 산화시키는 산화공정을 실시하는 것을 특징으로 한다. 이후, 반사막(50) 상에 제4 감광막 패턴(PR4)을 형성한 다음, 이를 식각 마스크로 사용하여 반사막(50), 상기 산화공정에 의해 산화된 금속 화합물막, 제2 화합물 반도체층46) 및 활성층(44)을 순차적으로 식각한다. 이어서 제4 감광막 패턴(PR4)을 제거한다.
한편, 상기 제1 내지 제4 실시예에 의한 LED 제조방법에서 제2 화합물 반도체층(46) 상에 저 저항막(48) 및 반사막(50)으로 이루어지는 P형 전극을 형성한 후, 그 결과물을 질소 분위기에서 열처리 할 수 있다. 이때, 상기 열처리는 300℃∼900℃로 소정 시간 실시할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 반사막(50)을 이중막으로 형성할 수도 있을 것이다. 또한, P형 및 N형 전극이 모두 한 방향으로 구비되지 않는 LED에도 본 발명의 기술적 사상을 적용할 수 있을 것이다. 또한, 금속 화합물막(47)을 저 저항막(48)으로 전환하기 위한 산화 공정도 어닐외의 다른 방법을 이용하여 실시할 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 발광소자는 P형 전극으로도 사용되는 반사막과 P형 화합물 반도체층사이에 접촉 저항이 낮고 고 반사율을 갖는 물질막을 구비한다. 따라서, 본 발명의 발광소자를 이용하면, 구동 전압은 낮추면서 발광효율은 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 광 방출 다이오드의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 발광소자의 단면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 도 2의 발광소자에 사용된 저 저항막의 전류 및 반사도 특성을 나타낸 그래프들이다.
도 5 내지 도 15는 도 2에 도시한 발광소자 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도들로써, 도 5 내지 제10은 본 발명의 제1 실시예에 의한 제조 방법을, 도 11 및 도 12는 제2 실시예에 의한 제조 방법을, 도 13 내지 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 의한 제조 방법을 나타낸다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*
40:투명기판 42:제1 화합물 반도체층(n형 화합물 반도체층)
44:활성층 46:제2 화합물 반도체층(p형 화합물 반도체층)
47:금속 화합물막 48:저 저항막(제1 전극)
50:반사막(제2 전극) 52:n형 전극
R1, R2:n형 화합물 반도체층의 제1 및 제2 영역
L1:활성층에서 투명기판으로 방출되는 광
L2:반사막에 의해 반사되어 투명기판으로 방출되는 광
PR1, PR2, PR3:제1 내지 제3 감광막 패턴

Claims (28)

  1. 투명 기판, 상기 투명 기판 상에 형성된 n형 화합물 반도체층, 상기 n형 화합물 반도체층의 제1 영역 상에 순차적으로 형성된 활성층, p형 화합물 반도체층 및 p형 전극, 상기 제1 영역과 이격된, 상기 n형 화합물 반도체층의 제2 영역 상에 형성된 n형 전극을 구비하는 LED에 있어서,
    상기 p형 전극은 저항 및 반사도 특성이 다른 제1 및 제2 전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 전극은 소정 두께의 란탄니켈 산화막인 것을 특징으로 하는 LED.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 전극은 은(Ag)막, 알루미늄(Al)막, 로듐(Rh)막 또는 주석(Sn)막인 것을 특징으로 하는 LED.
  4. 투명기판;
    상기 투명기판 상에 형성된 n형 화합물 반도체층;
    상기 n형 화합물 반도체층의 제1 영역 상에 형성된 활성층;
    상기 활성층 상에 형성된 p형 화합물 반도체층;
    상기 p형 화합물 반도체층 상에 형성된 저 저항막;
    상기 저 저항막 상에 형성된 p형 전극; 및
    상기 제1 영역과 이격된, 상기 n형 화합물 반도체층의 제2 영역 상에 형성된 n형 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 LED.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 저 저항막은 란탄니켈 산화막인 것을 특징으로 하는 LED.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 p형 전극은 은(Ag)막, 알루미늄(Al)막, 로듐(Rh)막 또는 주석(Sn)막인 것을 특징으로 하는 LED.
  7. 투명 기판 상에 n형 화합물 반도체층, 활성층 및 p형 화합물 반도체층을 순차적으로 적층하는 제1 단계;
    상기 p형 화합물 반도체층 및 상기 활성층을 순차적으로 패터닝하여 상기 n형 화합물 반도체층의 일부를 노출시키는 제2 단계;
    상기 n형 화합물 반도체층의 노출된 부분에 n형 전극을 형성하는 제3 단계;
    패터닝된 상기 p형 화합물 반도체층 상에 금속 화합물막을 형성하는 제4 단계;
    상기 금속 화합물막을 산화시키는 제5 단계; 및
    상기 산화된 금속 화합물막 상에 도전성을 갖는 반사막을 형성하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제4 단계는,
    상기 패터닝된 상기 p형 화합물 반도체층 상에 상기 p형 화합물 반도체층이 노출되는 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 감광막 패턴 상으로 상기 p형 화합물 반도체층의 노출된 부분과 접촉되는 금속 화합물막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 금속 화합물막은 란탄니켈막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 반사막은 은막, 알루미늄막, 로듐막 또는 주석막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 반사막이 형성된 결과물을 질소 분위기에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  12. 투명 기판 상에 n형 화합물 반도체층을 형성하는 제1 단계;
    상기 n형 화합물 반도체층 상에 활성층 및 p형 화합물 반도체층을 순차적으로 형성하는 제2 단계;
    상기 n형 화합물 반도체층의 일부가 노출되도록 상기 p형 화합물 반도체층 및 상기 활성층을 패터닝하는 제3 단계;
    상기 n형 화합물 반도체층의 노출된 영역 상에 n형 전극을 형성하는 제4 단계;
    패터닝된 상기 p형 화합물 반도체층 상에 금속 화합물막 및 도전성 반사막을 순차적으로 형성하는 제5 단계; 및
    상기 금속 화합물막을 산화시키는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제5 단계는,
    패터닝된 상기 p형 화합물 반도체층 상에 상기 p형 화합물 반도체층이 노출되는 감광막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 감광막 패턴 상으로 상기 p형 화합물 반도체층의 노출된 부분과 접촉되는 금속 화합물막을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 화합물 상으로 상기 반사막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제6 단계 이후에 상기 감광막 패턴을 제거하되, 상기 감광막 패턴 상에 적층된 상기 금속 화합물의 산화물과 상기 반사막도 함께 제거하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 금속 화합물막은 란탄니켈막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 반사막은 은막, 알루미늄막, 로듐막 또는 주석막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 금속 화합물막이 산화된 결과물을 질소 분위기에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  18. 투명 기판 상에 n형 화합물 반도체층, 활성층, p형 화합물 반도체층, 금속 화합물 산화막 및 도전성을 갖는 반사막을 순차적으로 형성하는 제1 단계;
    상기 반사막, 상기 금속 화합물 산화막, 상기 p형 화합물 반도체층 및 상기 활성층의 일부를 순차적으로 제거하여 상기 n형 화합물 반도체층의 일부를 노출시키는 제2 단계; 및
    상기 n형 화합물 반도체층의 노출된 영역 상에 n형 전극을 형성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제1 단계는,
    상기 투명기판 상에 상기 n형 화합물 반도체층, 상기 활성층 및 상기 p형 화합물 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 p형 화합물 반도체층 상에 금속 화합물막을 형성하는 단계;
    상기 금속 화합물막을 산화시키는 단계; 및
    상기 산화된 금속 화합물막 상에 상기 반사막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 제1 단계는,
    상기 투명기판 상에 상기 n형 화합물 반도체층, 상기 활성층 및 상기 p형 화합물 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 p형 화합물 반도체층 상에 금속 화합물막을 형성하는 단계;
    상기 금속 화합물막 상에 상기 반사막을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 화합물막을 산화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 금속 화합물 산화막은 란탄 니켈 산화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 반사막은 은막, 알루미늄막, 로듐막 또는 주석막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  23. 제 18 항에 있어서, 상기 n형 전극이 형성된 결과물을 질소 분위기에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  24. LED 제조 방법에 있어서,
    투명기판 상에 n형 화합물 반도체층, 활성층, p형 화합물 반도체층, 금속 화합물막 및 도전성 반사막을 순차적으로 형성하는 제1 단계;
    상기 반사막, 상기 금속 화합물막, 상기 p형 화합물 반도체층 및 상기 활성층의 일부를 순차적으로 제거하여 상기 n형 화합물 반도체층의 일부를 노출시키는 제2 단계; 및
    상기 금속 화합물막을 산화시키는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 제2 단계 또는 제3 단계 이후에 상기 n형 화합물 반도체층의 노출된 부분에 n형 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 금속 화합물막은 란탄 니켈막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  27. 제 24 항에 있어서, 상기 반사막은 은막, 알루미늄막, 로듐막 또는 주석막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
  28. 제 24 항에 있어서, 상기 금속 화합물막이 산화된 결과물을 질소 분위기에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 LED 제조방법.
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