KR20050036737A - 나이트라이드 발광소자 - Google Patents

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KR20050036737A
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첸비아우-다르
웨이쉐인-쉬얀
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에피스타 코포레이션
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Abstract

나이트라이드 발광소자는 LED로부터 방사되는 광의 포착 효율을 높이기 위해 기판, 상기 기판 위에 형성되고, 에피택셜 면과 제1 조면(租面)을 갖고, 상기 에피택셜 면과 상기 기판 사이의 거리가 상기 조면과 상기 기판 사이의 거리보다 작지 않은 제1 나이트라이드 반도체 스택, 상기 에피택셜 면 상에 형성되는 나이트라이드 방사층, 상기 나이트라이드 방사층 상에 형성되는 제2 나이트라이드 반도체 스택을 포함한다.

Description

나이트라이드 발광소자 {Nitride light emitting device}
본 발명은 발광 다이오드(LED) 및 이에 관련된 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 나이트라이드 발광 소자 및 이에 관련된 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 다양한 분야에서 널리 사용되어오고 있다. 예를 들면, 발광 다이오드는 광(光) 디스플레이 소자, 신호등, 데이터 저장 소자, 통신 소자, 조명 기기, 또는 의료 기기에 이용될 수 있다.
LED 광은 한 곳에 집중되지 않고 제각각의 방향으로 움직인다. 그러나, LED에서 생성된 광(光)은 LED에서 쉽게 방사되어 나오지 못한다. 스넬(Snell)의 법칙에 따르면, 임계각 θc내의 각도로 방사되는 광만 완전히 방사되고, 다른 광은 반사 및 흡수될 것이다. 다시 말해, 완전히 방사되기 위해서는 LED 광의 각도가 2θc의 원추형 이내라야만 한다. 2θc보다 더 큰 각도로 방사되는 광은 반사된다. 굴절율이 높은 물질에서 굴절율이 낮은 물질로 LED 광이 움직일 때, 굴절율의 영향 때문에, 방사되는 광의 각도는 제한된다. 따라서, 발광효율을 어떻게 향상시킬지가 중요한 문제이다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 광추출(light extraction)의 효율을 높이는 방법이 타이완 특허 제472,400호에 개시되어 있다. 상기 LED 제조 방법은 LED의 최상층에 조면(租面)을 형성하고, 전반사의 각도를 증가시킴으로써 거의 모든 광이 방사되어 LED의 조명효과를 향상시키는 단계를 포함한다. 그러나, 상기 개시된 구조는 방사층(emitting layer)에 걸친 면적을 향하여 방사되는 광의 광추출(light extraction)의 효율만 향상시킨다. 그러나, 방사층의 아래에서는 광이 N형 반도체층과 기판 사이에서 반사되는데, 그러한 방법과 LED의 측면으로 방사되는 광은 광추출(light extraction) 효과를 높일 수 없다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 나이트라이드 발광소자 및 이에 관련된 방법을 제공하는 것이 청구된 발명의 제1 목적이다. 상기 나이트라이드 발광 소자는 기판; 에피택셜 면과 조면을 포함하고, 에피택셜 면과 상기 기판 사이의 거리가 조면과 상기 기판 사이의 거리보다 작지 않으며, 상기 기판 위에 형성되는 제1 나이트라이드 반도체층; 에피택셜 면 위에 형성되는 나이트라이드 방사층; 및 상기 나이트라이드 방사층 위에 형성되는 제2 나이트라이드 반도체층을 포함한다.
당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다음의 다양한 그림과 도면으로 보인 바람직한 구현예의 상세한 설명을 읽은 후에 본 발명의 이와 같은 그리고 다른 목적이 자명해 질 것임에 틀림이 없다.
도 2는 본 발명의 나이트라이드 발광소자(1)의 제1 구현예를 예시한다. 상기 나이트라이드 발광소자(1)는 사파이어 기판(10); 상기 사파이어 기판(10) 위에 형성된 나이트라이드 완충층(11); 상기 나이트라이드 완충층(11) 위에 형성되고, 그 상면에 에피택셜 면(121), 조면(122), 및 N형 접촉면(123)을 포함하는 N형 나이트라이드 반도체 스택(12); 상기 에피택셜 면(121) 위에 형성된 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13); 상기 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13) 위에 형성된 P형 나이트라이드 반도체 스택(14); 상기 P형 나이트라이드 반도체 스택(14) 위에 형성된 투명 전도 금속층(15); 상기 N형 접촉면(123) 위에 형성된 N형 전극(16); 상기 투명 전도 금속층(15) 위에 형성된 P형 전극(17)을 포함한다.
상기 나이트라이드 발광소자(1)를 제조하는 많은 방법이 있다. 첫번째 방법은: 에피택셜 성장에 의해 사파이어 기판(10) 상에 나이트라이드 완충층(11), N형 나이트라이드 반도체 스택(12), 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13), 및 P형 나이트라이드 반도체 스택(14)을 형성하는 단계; 그 평탄면의 일부분이 N형 접촉면(123)의 형성에 사용되는 N형 나이트라이드 반도체 스택(12) 면을 평탄하게 형성하기 위해, P형 나이트라이드 반도체 스택(14), 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13), 및 N형 나이트라이드 반도체 스택(12)의 일부를 유도성 결합 플라즈마(inductive coupling plasma, ICP) 건식 에칭 공정을 써서 에칭하는 단계; 조면(122)을 형성하기 위해, 평탄면의 나머지 부분을 ICP 건식 에칭 공정을 수행함으로써 에칭하는 단계를 포함한다.
상기 나이트라이드 발광 소자(1)를 제조하는 두 번째 방법은: 에피택셜 성장에 의해 사파이어 기판(10) 위에 나이트라이드 완충층(11), N형 나이트라이드 반도체 스택(12), 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13), 및 P형 나이트라이드 반도체 스택(14)을 형성하는 단계; N형 나이트라이드 반도체 스택(12) 상에 조면을 형성하기 위해 ICP 건식 에칭 공정을 써서 P형 나이트라이드 반도체 스택(14), 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13), N형 나이트라이드 반도체 스택(12)의 일부를 에칭하는 단계; N형 접촉면(123)의 형성에 사용될 조면의 일부를 선택하는 단계; 조면의 나머지 부분을 덮는 단계; 선택된 조면을 노출하는 단계; 및 N형 접촉면(123)을 형성하기 위해 ICP 건식 에칭 공정을 수행함으로써 선택된 조면을 에칭하여 평탄하게 만드는 단계를 포함한다.
상기 나이트라이드 발광 소자(1)를 제조하는 세 번째 방법은: 에피택셜 성장에 의해 사파이어 기판(10) 위에 나이트라이드 완충층(11), N형 나이트라이드 반도체 스택(12), 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13), 및 P형 나이트라이드 반도체 스택(14)을 형성하는 단계; N형 나이트라이드 반도체 스택(12) 상에 평탄면을 형성하기 위해 ICP 건식 에칭 공정을 수행함으로써, P형 나이트라이드 반도체 스택(14), 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13), N형 나이트라이드 반도체 스택(12)의 일부를 에칭하는 단계; N형 접촉면(123)을 형성하기 위해 평탄면의 일부를 덮는 단계; 및 상기 조면(122)을 형성하기 위해 (뜨거운 인산 용액을 사용하는 것과 같은)습식 에칭 공정을 수행함으로써 평탄면의 덮지 않은 나머지 부분이 거칠게 되도록 에칭하는 단계를 포함한다.
도 3은 본 발명의 나이트라이드 발광소자(2)의 제2 구현예를 예시한다. 제1 구현예와의 핵심적인 차이점은 조면(222)이 N형 접촉면(223)보다 낮게 위치하여 조면(222)과 N형 접촉면(223)이 동일 평면상에 있지 않다는 점이다. 선택적으로, 조면(222)은 N형 접촉면(223)보다 높을 수 있다.
도 4는 본 발명의 나이트라이드 발광소자(3)의 제3 구현예를 예시한다. 제1 구현예와의 핵심적인 차이점은 N형 전류 확산을 증진시키기 위해 투명 전도층(38)이 조면(122) 및 N형 접촉면(123) 위에 형성된다는 점이다. 상기 투명 전도층(38)은 투명 전도성 산화물층 또는 투명 전도성 금속층이다.
본 발명의 나이트라이드 발광소자(4)(미도시)의 또 다른 구현예는 투명 전도성 산화물 층이 투명 전도 금속층을 대신하여 P형 나이트라이드 반도체 스택(14) 위에 형성되어 있다는 점에서 제1 구현예와 차이가 있다. 상기 투명한 전도성 산화물 층의 침투성은 투명 전도 금속층의 침투성보다 우수하여 발광 효율이 더욱 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 나이트라이드 발광소자(5)의 제4 구현예를 예시한다. 고농도의 N형 역 터널링 접촉층(59)이 P형 나이트라이드 반도체 스택(14) 및 투명 전도성 산화물 층(49) 사이에 형성된다는 점에서 상기 나이트라이드 발광소자(4)와 비교하여 핵심적인 차이가 있다. N형 역 터널링 접촉층(59)의 두께는 10 nm 미만이고 캐리어의 농도는 1×1019 cm-3보다 크다. P형 나이트라이드 반도체 스택(14)과 투명한 전도성 산화물 층(49) 사이에 우수한 옴 접촉(Ohmic contact)이 형성된다는 점에서 차이가 있으며, 따라서, 상기 고농도의 N형 역 터널링 접촉층(59)을 형성하면 상기 투명 전도성 산화물 층(49)에 우수한 옴 접촉을 형성할 수 있다. LED가 순방향 바이어스에서 작동할 때, N형 역 터널링 접촉층(59) 및 P형 나이트라이드 반도체 스택(14) 사이의 계면은 역방향 바이어스 하에 있게 되고 고갈 영역(depletion region)을 형성한다. 뿐만 아니라, N형 역 터널링 접촉층(59)이 상대적으로 얇기 때문에, 투명한 전도성 산화물 층(49)의 캐리어는 터널 효과에 의해 P형 나이트라이드 반도체 스택(14) 속으로 쉽게 침투하여 저(低) 바이어스의 특성을 보존할 수 있다.
도 6은 본 발명의 나이트라이드 발광소자(6)의 제5구현예를 예시한다. 상기 나이트라이드 발광소자(6)는 사파이어 기판(10); 상기 사파이어 기판(10) 위에 형성된 나이트라이드 완충층(11); 상기 나이트라이드 완충층(11) 위에 형성되고, 그 상면에 에피택셜 면(121), 조면(122), 및 N형 접촉면(123)을 포함하는 N형 나이트라이드 반도체 스택(12); 상기 N형 접촉면(123) 위에 형성된 N형 전극(16); 상기 에피택셜 면(121) 위에 형성된 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13); 상기 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13) 위에 형성되고 그 위에 조면(642)이 형성되는 P형 나이트라이드 반도체 스택(14); P형 나이트라이드 반도체 스택(14) 위에 형성되고 두께가 10nm 미만이고 캐리어의 농도가 1×1019 cm-3보다 큰 고농도의 N형 역 터널링 접촉층(59); 상기 N형 역 터널링 접촉층(59) 위에 형성된 투명 전도성 산화물 층(49); 및 상기 투명 전도성 산화물 층(49) 위에 형성된 P형 전극(17)을 포함한다. 조면(122) 및 (642)로 인하여 발광의 추출 효율은 더욱 향상된다.
상기 나이트라이드 발광 소자(6)를 제조하는 방법은: 에피택셜 성장에 의해 사파이어 기판(10) 위에 나이트라이드 완충층(11), N형 나이트라이드 반도체 스택(12), 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13), 및 P형 나이트라이드 반도체 스택(14)을 형성하는 단계; N형 나이트라이드 반도체 스택(12) 상에, 그 일부가 N형 접촉면(123)을 형성하는 데 사용되는 평탄면을 형성하기 위해 ICP 건식 에칭 공정을 수행함으로써, P형 나이트라이드 반도체 스택(14), 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층(13), N형 나이트라이드 반도체 스택(12)의 일부를 에칭하는 단계; 및 상기 조면(122)을 형성하기 위해 제2 ICP 건식 에칭 공정을 수행함으로써 평탄면의 나머지 부분을 에칭하는 단계를 포함한다.
상기 나이트라이드 발광 소자(6)의 P형 나이트라이드 반도체 스택(14)의 조면(642)을 형성하는 방법은 에피택셜 성장 후에 ICP 건식 에칭 공정을 수행함으로써 P형 나이트라이드 반도체 스택(14)을 에칭하는 것을 포함한다. 상기 P형 나이트라이드 반도체 스택(14)의 조면(642)을 형성하는 또 다른 방법은 P형 나이트라이드 반도체 스택(14)이 에피택셜 성장에 의해 형성되는 동안, 성장환경, 온도, 압력, V/III 비율 등의 에피택셜 성장의 조건을 바꾸는 것을 포함한다.
상기 나이트라이드 발광 소자의 N형 접촉면은 조면으로 인한 접촉불량의 결과, 소자의 순방향 전압이 증가하는 것을 피하기 위해 제공된다. 따라서, N형 접촉면의 평탄면을 형성하는 것은 옴 접촉을 향상시키고, 따라서, 높은 순방향 전압의 문제를 피한다.
표 1에서 알 수 있듯이 본 발명의 나이트라이드 발광소자의 발광 효율은 종래의 LED의 효율에 비해 37% 내지 154% 향상되었다. 따라서, 본 발명의 LED는 그것이 사용되는 소자의 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
[표 1]
광도(brightness)Iv(mcd) 향상도
종래의 LED 35 -
본 발명의 LED 1 48 37%
본 발명의 LED 5 68 94%
본 발명의 LED 6 89 154%
조면의 조도(Ra)는 원자력 현미경(atomic force microscope, AFM)으로 측정한다. 에칭하기 전의 나이트라이드 발광소자의 Ra 값(종래의 LED와 동일)은 1 nm 이내이다(도 7 참조). 에칭 후에는, 20 nm, 48 nm, 60 nm인 조면(122)의 상이한 Ra 값에 상응하는 Iv의 변화가 측정된다(도 8 참조). 도 9를 참조하면, 조도가 증가하는 경우, 상응하는 Iv 또한 증가한다. 예를 들면, 35 mcd인 비에칭 면의 광도는 48 mcd(Ra=20 nm), 58 mcd(Ra=48 nm), 66 mcd(Ra=60 nm)까지 증가한다. 이러한 결과에 따르면, 본 발명의 조면은 발광의 추출 효율을 증진하고 따라서 LED의 광도를 증가시킨다.
앞서 언급한 구현예에서, 상기 사파이어 기판은 CaN, AlN, SiC, GaAs, GaP, Si, ZnO, MgO, 및 유리로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재로 대체될 수 있다. 상기 나이트라이드 완충층은 AlN, GaN, AlGaN, InGaN, 및 AlInGaN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재로 될 수 있다. 상기 N형 나이트라이드 반도체 스택은 AlN, GaN, AlGaN, InGaN, 및 AlInGaN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재로 될 수 있다. 상기 나이트라이드 다중 양자-우물 구조 방사층은 AlN, AlGaN, GaN, InGaN, 및 AlInGaN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재로 될 수 있다. 상기 P형 나이트라이드 반도체 스택은 AlN, GaN, AlGaN, InGaN, 및 AlInGaN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재로 될 수 있다. 상기 투명 전도성 금속층(15)은 Ni/Au, NiO/Au, Ta/Au, TiWN, 및 TiN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재로 될 수 있다. 상기 투명 전도층(38)은 Al, Ti, Ti/Al, Cr/Al, Ti/Au, Cr/Au, Ni/Au, TiW, TiN, WSi, Au/Ge, 인듐 주석 산화물, 카드뮴 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 및 아연 주석 산화물로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재로 될 수 있다. 상기 투명 전도성 산화물층(49)은 인듐 주석 산화물, 카드뮴 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 및 아연 주석 산화물로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재로 될 수 있다. 상기 투명한 전도성 산화물층은 인듐 주석 산화물, 카드뮴 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 및 아연 주석 산화물로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재로 될 수 있다. 상기 ICP 건식 에칭 공정은 스퍼터 에칭, 이온 빔 에칭, 플라즈마 에칭, 또는 반응성 이온 에칭(reactive ion etching, RIE)으로 대체될 수 있다.
조면을 포함하지 않는 종래의 기술에서, 나이트라이드 방사층에서 방사되는 광은 반도체 층 내부에서 쉽게 움직이고 기판과 반도체 층 사이 및 공기와의 계면과 반도체 층 사이에서 전반사된다. 그러한 광은 반도체 내부에 쉽게 흡수되고, 전반사를 수 차례 거친 후에는 방사될 수 없으며, 따라서 이것이 방사되는 광의 추출(extraction) 효율을 (도 1A에 도시한 것처럼) 감소시킨다. 본 발명에서 제1 나이트라이드 반도체의 조면은 전반사 효과를 줄일 수 있고, 따라서 외부 양자 방사광의 추출 효율을 증진할 수 있고, 그러므로 LED의 효율을 (도 1B에 도시한 바와 같이) 향상시킬 수 있다.
당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 교시를 유지하면서, 소자의 수많은 수정과 변경이 이루어질 수 있음을 쉽게 알 것이다. 따라서, 상기의 개시는 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 한정되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1A는 종래의 LED에서의 광 경로의 한 예이다.
도 1B는 본 발명에 따른 LED에서의 광 경로의 한 예이다.
도 2는 본 발명에 따른 나이트라이드 발광 소자의 제1구현예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 나이트라이드 발광 소자의 제2구현예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 나이트라이드 발광 소자의 제3구현예를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 나이트라이드 발광 소자의 제4구현예를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 나이트라이드 발광 소자의 제5구현예를 도시한다.
도 7은 종래의 LED에서의 조도(roughness)를 도시한다.
도 8은 본 발명의 LED에서의 조도(roughness)를 도시한다.
도 9는 광도에 따른 본 발명의 LED 광의 조도(roughness) 분포를 도시한다.

Claims (69)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 형성되고, 에피택셜 면과 제1 조면(租面)을 갖고, 상기 에피택셜 면과 상기 기판 사이의 거리가 상기 조면과 상기 기판 사이의 거리보다 작지 않은 제1 나이트라이드 반도체 스택;
    상기 에피택셜 면 상에 형성되는 나이트라이드 방사층; 및
    상기 나이트라이드 방사층 상에 형성되는 제2 나이트라이드 반도체 스택을 포함하는 나이트라이드 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택이 기판상에 형성된 나이트라이드 완충층을 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서, 제1 나이트라이드 반도체 스택의 제1 접촉면 위에 형성되는 제1 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 접촉면과 상기 제1 전극 사이에 제1 투명 전도층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택의 상기 제1 접촉면과 상기 조면 위에 형성된 제1 투명 전도층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 접촉면의 조도(租度)가 제1 조면의 조도보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택 상에 형성되고, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택의 물질과 반대 형의 물질로 형성되는 역 터널링 접촉층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 역 터널링 접촉층이 초격자구조(super lattice structure)를 갖는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 역 터널링 접촉층 상에 형성된 제2 투명 전도층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택이 제2 조면과 제2 접촉면을 갖는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택의 상기 제2 접촉면 위에 형성된 제2 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택의 상기 제1 조면이 3nm 내지 500nm의 조도를 갖는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택의 상기 제2 조면이 3nm 내지 500nm의 조도를 갖는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  14. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 투명 전도층이 Al, Ti, Ti/Al, Cr/Al, Ti/Au, Cr/Au, Ni/Au, TiW, TiN, WSi, Au/Ge, 인듐 주석 산화물, 카드뮴 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 및 아연 주석 산화물로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  15. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 투명 전도층이 Al, Ti, Ti/Al, Cr/Al, Ti/Au, Cr/Au, Ni/Au, TiW, TiN, WSi, Au/Ge, 인듐 주석 산화물, 카드뮴 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 및 아연 주석 산화물로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 제2 투명 전도층이 Ni/Au, NiO/Au, Ta/Au, TiWN, TiN, 인듐 주석 산화물, 카드뮴 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 및 아연 주석 산화물로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 기판이 사파이어, CaN, AlN, SiC, GaAs, GaP, Si, ZnO, MgO 및 유리로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택이 AlN, GaN, AlGaN, InGaN, 및 AlInGaN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 나이트라이드 방사층이 AlN, GaN, AlGaN, InGaN, 및 AlInGaN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택이 AlN, GaN, AlGaN, InGaN, 및 AlInGaN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택이 N형이고, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택이 P형인 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택이 P형이고, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택이 N형인 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  23. 기판;
    상기 기판 위에 형성되고, 에피택셜 면과 제1 조면(租面)을 갖고, 상기 에피택셜 면과 상기 기판 사이의 거리가 상기 조면과 상기 기판 사이의 거리보다 작지 않은 제1 나이트라이드 반도체 스택;
    상기 에피택셜 면 상에 형성되는 나이트라이드 방사층; 및
    상기 나이트라이드 방사층 상에 형성되고 제2 조면을 갖는 제2 나이트라이드 반도체 스택을 포함하는 나이트라이드 발광소자.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택이 상기 기판 상에 형성된 나이트라이드 완충층을 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택의 제1 접촉면 위에 형성된 제1 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 제1 접촉면과 상기 기판 사이의 거리가 상기 제1 조면과 상기 기판 사이의 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 제1 접촉면과 상기 기판 사이의 거리가 상기 제1 조면과 상기 기판 사이의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 제1 접촉면과 상기 기판 사이의 거리가 상기 제1 조면과 상기 기판 사이의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  29. 제 25 항에 있어서, 상기 제1 접촉면과 제1 전극 사이에 형성된 제1 투명 전도층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  30. 제 23 항에 있어서, 상기 제1 접촉면과 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택의 상기 조면 상에 형성된 제1 투명 전도층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  31. 제 23 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택이 제2 접촉면을 갖는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택의 제2 접촉면 위에 형성된 제2 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 제2 접촉면과 상기 제2 전극 사이에 제2 투명 전도층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  34. 제 23 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택 상에 형성되고, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택과 반대 형의 전도성으로 형성되는 역 터널링 접촉층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 역 터널링 접촉층이 초격자 구조(super lattice structure)를 갖는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  36. 제 23 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택 상에 형성되는 제2 투명전도층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 제2 투명 전도층이 제2 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  38. 제 23 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택의 상기 제2 조면이 3nm 내지 500nm의 조도를 갖는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자
  39. 제 29 항에 있어서, 상기 제1 투명 전도층이 Al, Ti, Ti/Al, Cr/Al, Ti/Au, Cr/Au, Ni/Au, TiW, TiN, WSi, Au/Ge, 인듐 주석 산화물, 카드뮴 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 및 아연 주석 산화물로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  40. 제 30 항에 있어서, 상기 제1 투명 전도층이 Al, Ti, Ti/Al, Cr/Al, Ti/Au, Cr/Au, Ni/Au, TiW, TiN, WSi, Au/Ge, 인듐 주석 산화물, 카드뮴 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 및 아연 주석 산화물로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  41. 제 33 항에 있어서, 상기 제2 투명 전도층이 Ni/Au, NiO/Au, Ta/Au, TiWN, TiN, 인듐 주석 산화물, 카드뮴 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 및 아연 주석 산화물로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  42. 제 36 항에 있어서, 상기 제2 투명 전도층이 Ni/Au, NiO/Au, Ta/Au, TiWN, TiN, 인듐 주석 산화물, 카드뮴 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 및 아연 주석 산화물로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  43. 제 23 항에 있어서, 상기 기판이 사파이어, CaN, AlN, SiC, GaAs, GaP, Si, ZnO, MgO 및 유리로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  44. 제 23 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택이 AlN, GaN, AlGaN, InGaN, 및 AlInGaN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  45. 제 23 항에 있어서, 상기 나이트라이드 방사층이 AlN, GaN, AlGaN, InGaN, 및 AlInGaN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  46. 제 23 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택이 AlN, GaN, AlGaN, InGaN, 및 AlInGaN으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  47. 제 23 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택이 N형이고, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택이 P형인 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  48. 제 23 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택이 P형이고, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택이 N형인 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  49. 제 23 항에 있어서, 상기 제2 조면이 건식 에칭 공정을 수행함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  50. 제 49 항에 있어서, 상기 건식 에칭 공정이 스퍼터 에칭(sputter etching), 이온-빔 에칭, 플라스마 에칭, 또는 반응성 이온 에칭(reactive ion etching) 공정인 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  51. 제 23 항에 있어서, 상기 제2 조면이 에피택셜 면인 것을 특징으로 하는 나이트라이드 발광소자.
  52. (a) 기판을 형성하는 단계;
    (b) 상기 기판 위에, 에피택셜 면과 제1 조면(租面)을 갖고, 상기 에피택셜 면과 상기 기판 사이의 거리가 상기 조면과 상기 기판 사이의 거리보다 작지 않은 제1 나이트라이드 반도체 스택을 형성하는 단계;
    (c) 상기 에피택셜 면 상에 나이트라이드 방사층을 형성하는 단계;
    (d) 상기 나이트라이드 방사층 상에 제2 나이트라이드 반도체 스택을 형성하는 단계
    를 포함하는 나이트라이드 발광소자의 제조 방법.
  53. 제 52 항에 있어서, 상기 (b)단계가 상기 기판 위에 나이트라이드 완충층을 형성하고, 상기 나이트라이드 완충층 위에 제1 나이트라이드 접촉층을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제 52 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택의 제1 접촉면 위에 제1 전극을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제 52 항에 있어서, 상기 제1 접촉면과 제1 전극 사이에 제1 투명 전도층을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 제 52 항에 있어서, 상기 제1 접촉면과 제1 나이트라이드 반도체 스택의 조면 상에 제1 투명 전도층을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 제 52 항에 있어서, 상기 제1 접촉면의 조도가 제1 조면의 조도보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 제 52 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택 상에, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택의 물질과 반대 형의 물질로 형성되는 역 터널링 접촉층을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  59. 제 58 항에 있어서, 상기 역 터널링 접촉층이 초격자 구조(super lattice structure)를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  60. 제 58 항에 있어서, 상기 역 터널링 접촉층 상에 제2 투명 전도층을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  61. 제 52 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택 상에 제2 조면과 제2 접촉면을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  62. 제 61 항에 있어서, 상기 제2 나이트라이드 반도체 스택의 상기 제2 접촉면 위에 제2 전극을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  63. 제 52 항에 있어서, 상기 제1 나이트라이드 반도체 스택의 상기 제1 조면이 3nm 내지 500nm의 조도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  64. 제 61 항에 있어서, 상기 제2 조면이 건식 에칭 공정을 수행함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  65. 제 64 항에 있어서, 상기 건식 에칭 공정이 스퍼터 에칭(sputter etching), 이온-빔 에칭, 플라즈마 에칭, 또는 반응성 이온 에칭(reactive ion etching) 공정인 것을 특징으로 하는 방법.
  66. 제 61 항에 있어서, 상기 제2 조면이 에피택셜 면인 것을 특징으로 하는 방법.
  67. 제 52 항에 있어서, 상기 제1 조면이 건식 에칭 공정을 수행함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  68. 제 67 항에 있어서, 상기 건식 에칭 공정이 스퍼터 에칭(sputtering etching), 이온-빔 에칭, 플라즈마 에칭, 또는 반응성 이온 에칭(reactive ion etching) 공정인 것을 특징으로 하는 방법.
  69. 제 52 항에 있어서, 상기 제1 조면이 습식 에칭 공정을 수행함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
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