KR20050066029A - 질화갈륨계 반도체 발광소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 질화갈륨계 반도체 발광소자의 제조방법에 관한 것으로서, 질화갈륨(GaN)계 반도체 성장용 기판 상에 n형 GaN계 반도체층, 활성층 및 p형 GaN계 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 p형 GaN계 반도체층 상에 Au, Mg, Mn, Mo, Pd, Pt, Sn, Ti 및 Zn로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 접촉저항개선층을 형성하는 단계와, 상기 p형 GaN계 반도체층에 상기 접촉저항개선층의 원소가 확산되고 상기 접촉저항개선층으로 상기 p형 GaN계 반도체층의 Ga원소가 고용되도록, 상기 접촉저항개선층이 형성된 상기 p형 GaN계 반도체층을 열처리하는 단계와, 상기 p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 상기 접촉저항개선층을 제거하는 단계와, 상기 p형 GaN계 반도체층과 상기 n형 GaN계 반도체층에 각각 접속된 p측 및 n측 전극을 형성하는 단계를 포함하는 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 투명전극층과 같은 추가적인 전극층 없이도, p형 질화갈륨계 반도체층 자체의 저항을 감소시키므로, 그 추가적인 전극층에 의한 발광휘도의 저하를 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 p측 전극이 형성되는 표면부근에서 접촉저항을 감소시키면서도 높은 휘도를 보장할 수 있는 질화갈륨계 반도체 발광소자의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 질화갈륨계 반도체는 청색 또는 녹색 파장대의 광을 얻기 위한 발광다이오드에 사용되고 있으며, 대표적으로 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체물질이 있다. 주로, 녹색광을 생성하는 발광소자에는 약 3.4eV의 넓은 밴드갭을 갖는 GaN 반도체 물질이 사용된다.
이러한 질화갈륨(GaN)계 반도체는 대체로 넓은 밴드갭을 갖기 때문에, 전극과 오믹접촉을 형성하는데 어려움이 있다. 특히, p측 전극이 형성되는 p형 클래드층은 큰 접촉저항을 가지므로, 소자의 동작전압이 높아지고 발열량이 커지는 문제가 있다.
종래에, 상술된 접촉저항에 대한 문제를 해결하기 위한 방안으로 여러 수단이 제안되었으나, 오믹접촉형성부분이 주된 광방출면으로 제공되므로, 활성층으로부터 생성된 광이 투과되는 것을 보장해야 하는 요구조건을 만족해야 한다. 따라서, 실제로 채택될 수 있는 접촉저항 개선방안은 극히 제한될 수 밖에 없다.
종래의 일 방안으로, 미국등록특허 제5563422호(양수인: 니치아 케미컬 인더스트리 리미트, 발명명칭: 질화갈륨계 Ⅲ-Ⅳ족 화합물 반도체 장치 및 제조방법)에서 제안된 Ni-Au의 이중층을 이용한 투명전극이 있다. 도1은 상기 특허에 따른 발광소자 구조의 일형태를 도시한다.
도1에 도시된 바와 같이, 종래의 질화갈륨계 반도체 발광소자(10)는 사파이어 기판(11) 상에 형성된 n형 GaN 반도체층(13), 다중우물구조인 GaN/InGaN 활성층(15) 및 p형 GaN 반도체층(17)을 포함한다. 상기 p형 GaN 반도체층(17)과 GaN/InGaN 활성층(15)의 일부영역이 제거된 n형 GaN 반도체층(13)의 상면에는 n측 전극(19a)이 형성되고, p형 GaN 반도체층(17) 상에는 Ni과 Au가 순차적으로 적층된 투명전극(18), p측 전극(19b)을 형성한다. 상기 투명전극(18)은 투광성을 가지면서 접촉저항을 개선하기 위한 층으로서 Ni-Au의 증착공정과 후속되는 열처리공정을 통해서 오믹접촉을 형성한다.
상기 투명전극(18)은 전류주입효율을 향상시키기 위해서는 가능한 두껍게 형성하는 것이 바람직하지만, 금속을 이용하여 투명전극(18)을 형성하므로, 원하는 투광성을 얻는데 어려움이 있다. 비록, 열처리과정을 통해 비교적 투광성이 높은 NiO층이 형성되더라도 그 투과율은 60%에 불과하므로, 투명전극의 두께가 증가할 경우에 발광효율을 저하될 수 있다.
따라서, 이러한 투명전극의 두께는 100㎛이하로 제한될 수 밖에 없으며, 이로 인해 전류주입효율을 향상시키는데 한계가 있다.
또한, 금속을 이용한 투명전극의 추가적인 형성방안은 원하는 투과율을 고려하여 적절한 두께로 형성하더라도, Au와 같은 포톤흡수율이 높은 금속으로 이루어진 투명전극은 낮은 투과율을 가지므로, 어느 정도의 휘도 감소는 감수할 수 밖에 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, p측 전극이 형성된 p형 질화갈륨계 반도체층 영역에 접촉저항을 개선하기 위해 선택된 금속물질을 증착하여 열처리한 후에 잔류한 금속물질을 제거함으로써 접촉저항을 개선하고 발광휘도의 저하를 방지하는 새로운 발광다이오드의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은,
질화갈륨(GaN)계 반도체 성장용 기판 상에 n형 GaN계 반도체층, 활성층 및 p형 GaN계 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 p형 GaN계 반도체층 상에 Au, Mg, Mn, Mo, Pd, Pt, Sn, Ti 및 Zn로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 접촉저항개선층을 형성하는 단계와, 상기 p형 GaN계 반도체층에 상기 접촉저항개선층의 원소가 확산되고 상기 접촉저항개선층으로 상기 p형 GaN계 반도체층의 Ga원소가 고용되도록, 상기 접촉저항개선층이 형성된 상기 p형 GaN계 반도체층을 열처리하는 단계와, 상기 p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 상기 접촉저항개선층을 제거하는 단계와, 상기 p형 GaN계 반도체층과 상기 n형 GaN계 반도체층에 각각 접속된 p측 및 n측 전극을 형성하는 단계를 포함하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 접촉저항개선층이 형성된 상기 p형 GaN계 반도체층은 산소분위기에서 약 400℃ ∼ 약 800℃의 온도로 열처리될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 상기 열처리 단계 전에, 상기 접촉저항개선층 상에 니켈(Ni)층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 접촉저항개선층을 제거하는 단계는, 상기 p형 GaN계 반도체층의 상면로부터 잔류한 접촉저항개선층과 상기 Ni층을 제거하는 단계일 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 Ni층은 적어도 약 20Å의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 상기 접촉저항개선층은 Au 물질로 이루어진 층인 것이 바람직하다. 상기 접촉저항개선층으로 Au층을 사용하는 경우에는, 약 20Å ∼ 약 100Å의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 접촉저항개선층을 형성하기 전에, 상기 p형 질화갈륨계 반도체층 상에 니켈(Ni)층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 접촉저항개선층을 제거하는 단계는, 상기 p형 GaN계 반도체층의 상면로부터 잔류한 접촉저항개선층과 상기 Ni층을 제거하는 단계일 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 Ni층은 적어도 약 20Å ∼ 약 80Å의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 접촉저항개선층은 Au 물질로 이루어진 층일 수 있으며, 이 경우에 Au층은 적어도 약 20Å의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 상기 접촉저항개선층을 제거하는 단계는, 상기 접촉저항개선층이 상기 p형 질화갈륨계 반도체층으로부터 제거되도록 습식에칭하는 단계로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 불산계 에천트를 이용하여 실시될 수 있다.
본 발명에 따라 개질된 p형 질화갈륨계 반도체층 상에 형성될 수 있는 p측 전극은 Ni, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Ag, ITO, ZnO 및 Pt로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어도 하나의 층으로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에서 형성되는 p측 전극은 필요에 따라 다양한 물질과 구조(단층/복층)로 형성될 수 있으며, 상기 p측 전극과 상기 n측 전극은 동일한 물질로 형성될 수 있어, 동일한 공정으로 구현될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도2는 본 발명에 따른 질화갈륨계 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
도2와 같이, 본 발명의 공정은 질화갈륨(GaN)계 반도체 성장용 기판 상에 n형 GaN계 반도체층, 활성층 및 p형 GaN계 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계(S21)로 시작된다. 질화갈륨계 반도체 성장용 기판으로는 동종 GaN기판, SiC 기판, 사파이어기판이 사용될 수 있으나, 주로 사파이어기판이 사용된다.
이어, 단계(23)에서, 상기 p형 GaN계 반도체층 상에 접촉저항개선층을 증착한다. 상기 접촉저항개선층은 p형 GaN계 반도체층의 표면, 즉 p측 전극이 형성될 영역에 접촉저항을 낮추기 위한 금속층으로서, Au, Mg, Mn, Mo, Pd, Pt, Sn, Ti 및 Zn로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 증착하여 형성될 수 있다.
다음으로, 단계(25)에서는, 상기 접촉저항개선층이 형성된 상기 p형 GaN계 반도체층을 열처리한다. 본 과정에서, 상기 p형 GaN계 반도체층에 상기 접촉저항개선층의 금속원소가 확산되고, 상기 접촉저항개선층으로 상기 p형 GaN계 반도체층의 Ga원소가 고용되어 p형 GaN계 반도체층에는 Ga 공간격자점(vacancy)이 형성된다. 상기 p형 GaN계 반도체층의 표면부근에서 전도성을 개선하기 위해 적용되는 열처리공정은 산소분위기에서 약 400℃ ∼ 약 800℃의 온도범위에서 실시하는 것이 바람직하다.
이와 같이, P형 GaN계 반도체층의 표면부근에는, 접촉저항개선층으로부터 확산된 금속원소와, Ga원소가 접촉저항개선층으로 고용되어 형성된 Ga 공간격자점으로 인해 접촉저항을 감소시킬 수 있다. 특히, p형 GaN계 반도체층표면부근에 형성된 Ga 공간격자점은 통상의 Mg 도펀트의 활성화도(약 1%에 불과)와 달리, 높은 활성화를 가지며, 홀 캐리어를 크게 증가시킬 수 있다.
이어, 상기 p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 상기 접촉저항개선층을 제거하는 단계(27)를 실시한다. 본 발명은 종래의 방식과 달리, 접촉저항을 낮추기 위해 투광성을 갖는 전도층(투명전극)을 제공하는 방식이 아니라, p형 GaN계 반도체층의 표면부근에서 캐리어수를 증가시킴으로써 접촉저항을 낮추는 방식을 채용한다. 따라서, 본 발명에 사용되는 접촉저항개선층은 열처리공정 후에는 투과성을 저하시키는 문제가 있으므로, 이를 방지하기 위해서 열처리후에 잔류한 접촉저항개선층을 제거하는 공정이 실시한다..
끝으로, 상기 p형 GaN계 반도체층과 상기 n형 GaN계 반도체층에 각각 접속된 p측 및 n측 전극을 형성하는 단계(29)를 실시된다. 본 발명에서 채용될 수 있는 전극, 특히 p측 전극은 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 그 전극물질도 Ni, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Ag, ITO, ZnO 및 Pt로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질일 수 있다. 또한, 상기 p측 전극은 상기 n측 전극과 동일한 물질로 형성하여 단일한 포토레지스트공정을 통해 두 전극을 함께 형성할 수도 있다. 이와 같이, 본 발명은 접촉저항을 감소시키는데 있어서 p측 전극의 구조를 변형하는 방식이 아니라, p형 GaN계 반도체층의 표면을 개선하는 방식을 채택하므로, p측 전극을 형성하는데 있어서, 보다 다양한 전극물질 및 구조를 채용할 수 있다는 장점이 있다.
도3a 내지 도3e는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 질화갈륨계 반도체 발광소자의 제조방법을 나타내는 공정단면도이다.
우선, 도3a와 같이, 사파이어 기판(31) 상에 n형 GaN계 반도체층(33), 활성층(35) 및 p형 GaN계 반도체층(37)이 순차적으로 형성된다. 여기에 사용되는 GaN계 반도체층(31,33,35)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체물질일 수 있다.
다음으로, 도3b와 같이, 상기 p형 GaN계 반도체층(37) 상면에 Au층(38a)을 증착한다. 상기 Au층은 후속 열처리공정을 통해 상기 p형 GaN계 반도체층의 표면부근에 활성화가능한 캐리어를 증가시킴으로써 전도성을 향상시키기 위한 수단으로서 제공된다. 이러한 층으로는 Au 외에도 Mg, Mn, Mo, Pd, Pt, Sn, Ti, Zn 또는 그 합금으로 증착하여 형성할 수 있으나, Au물질이 가장 바람직하다. 이러한 Au층(38a)은 약 20Å이상으로 형성하는 것이 바람직하며, 본 실시형태와 같이 Au층(38a) 상에 Ni층(도3c의 38b)을 형성하는 경우에는 밀착력 저하를 방지하기 위해서 약 100Å이하 형성하는 것이 바람직하다.
이어, 도3c와 같이, 상기 Au층(38a) 상에 Ni층(38b)을 형성하는 공정을 실시한다. Ga원소를 고용시켜 형성되는 Ga 공간격자점 등을 통해 p형 GaN계 반도체층(37) 표면부근의 캐리어을 증가시키는 역할을 수행하는 Au층(38a)과 달리, Ni층(38b)은 후속 열처리 공정에서 p형 GaN계 반도체층의 Mg과 같은 p형 도펀트가 이탈되는 것을 방지하기 위한 층으로 사용된다. 이러한 Ni층(38b)은 p형 도펀트의 이탈을 방지하는 효과를 얻기 위해서 적어도 약 20Å의 두께로 형성해야 한다.
다음으로, 도3d와 같이, 상기 Au층(38a) 및 Ni층(38b)이 형성된 상기 p형 GaN계 반도체층(37)을 열처리한다. 본 열처리공정은 산소분위기에서 약 400℃ ∼ 약 800℃의 온도범위에서 실시될 수 있다. 본 단계가 진행되는 동안에, 상기 p형 GaN계 반도체층(37)의 표면부근에는 캐리어농도가 크게 증가하는 반응이 발생된다. 즉, 도3d에 도시된 바와 같이, p형 GaN계 반도체층(37)에 Au원소가 확산되는 동시에, 상기 Au층(38a)으로 상기 p형 GaN계 반도체층(37)의 Ga원소가 고용되어 p형 GaN계 반도체층(37)에는 Ga 공간격자점을 형성시킨다. 이러한 공간격자점은 p형 GaN계 반도체층(37)의 표면에서 높은 활성화도를 갖는 홀 캐리어로 작용하게 되어, p형 GaN계 반도체층(37)의 접촉저항을 크게 감소시킬 수 있다.
이어, 도3e와 같이, p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 Au층 및 Ni층을 제거한다. 본 단계는 습식에칭공정으로 실행되며, 바람직하게는 불산계 에천트를 이용하여 실시될 수 있다. 본 발명에서 사용된 접촉저항개선층인 Au층(38a)이 제거된 후, 상기 p형 GaN계 반도체층는 적어도 상면일부, 즉 표면부근에 고전도성영역(37a)이 형성될 수 있다. 이러한 고전도성영역(37a)은 Ga공간격자점과 확산된 Au에 의해 증가된 캐리어농도를 가지며, 결과적으로 접촉저항을 크게 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, p형 GaN계 반도체층 자체의 전도성을 향상시키므로, 잔류한 Au층 또는 Ni층을 제거하여도 접촉저항특성을 개선할 수 있으며, 이로써 오히려 잔류한 Au층 또는 Ni층에 의한 투과성 저하문제를 해결할 수 있다.
도3a 내지 도3e에 도시된 실시형태와 달리, p형 GaN계 반도체층 상에 Ni층을 형성한 후에, 접촉저항개선층인 Au층을 형성하는 형태로 구현될 수도 있다. 이러한 실시형태에서는, Ni층은 열처리과정에서 NiO2막으로 변하고, 상기 막을 통해 Au층와 p형 GaN계 반도체층이 서로 반응할 수 있다. 이러한 작용을 위해서, Ni층을 먼저 형성할 때에는 Ni층의 두께를 20Å 내지 80Å범위로 하는 것이 바람직하다. Au층의 두께는 적어도 20Å으로 형성하는 것이 바람직하다.
나아가, 도3e에 도시된 발광구조물은 통상적인 방법으로 p형 GaN계 반도체층과 활성층의 일부가 메사에칭되고, 노출된 n형 GaN계 반도체층 상면과 p형 GaN계 반도체층 상면에 n측 전극 및 p측 전극을 각각 형성함으로써 원하는 발광소자를 완성할 수 있다. 본 발명에서 채용될 수 있는 p측 전극은 Ni, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Ag, ITO, ZnO 및 Pt로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 구성될 수 있으며, 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다. 본 발명은 p측 전극을 구성하는 물질 및/또는 구조로 p형 GaN 반도체층의 접촉저항문제를 해결하는 것이 아니라, p형 GaN 반도체층의 표면 자체를 개질시켜 높은 전도성이 보장되는 방식으로 구현되므로, p측 전극을 보다 다양하게 구성할 수 있다.
최종적으로 완성된 질화갈륨계 반도체 발광소자의 일 형태는 도4a에 도시되어 있다.
도4a를 참조하면, 상기 질화갈륨계 반도체 발광소자(40)는 사파이어 기판(41) 상에 형성된 n형 GaN 반도체층(43), 다중우물구조인 GaN/InGaN 활성층(45) 및 p형 GaN 반도체층(47)을 포함한다. 상기 p형 GaN 반도체층(47)과 GaN/InGaN 활성층(45)의 일부영역이 제거된 n형 GaN 반도체층(43)의 상면에는 n측 전극(49a)이 형성되고, p형 GaN 반도체층(47) 상에는 본 발명에 따라 Au층과 같은 접촉저항개선층을 이용하여 높은 캐리어농도를 갖는 고전도성영역(47a)이 마련된다. 또한, p형 GaN 반도체층(47)상면에는 Au층과 같은 광흡수도가 높은 금속이 잔류하지 않으며, 높은 반사율을 갖는 Ni/Ag 또는 Pd/Ag로 이루어진 고반사율 금속층(48)을 추가적으로 형성하고, p측 본딩전극(49b)를 형성하는 방식으로 p측 전극을 구성할 수 있다.
상기 고반사율 금속층(48)을 채용한 질화갈륨계 반도체 발광소자(40)는 도4b에 도시된 플립칩 본딩구조를 갖는 발광패키지(50)로 유익하게 적용될 수 있다.
도4b와 같이, 도4a의 발광소자(40)는 도전성 실리콘 기판(51) 상에 배치된다. 상기 실리콘 기판(51)의 상면에는 절연층(52)으로 분리된 제1 도전패턴과 제2 도전패턴(53a,53b)이 형성되어 있으며, 상기 발광소자(40)의 p측 및 n측 전극(49a,49b)은 각각 도전성 범프(54a,54b)에 의해 상기 제1 및 제2 도전패턴(54)에 접속된다.
도4a 및 도4b의 설명에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 도4b의 플립칩구조에서는 광흡수도가 높은 Au층을 없이도, p측 전극구조에 높은 반사율을 갖는 층을 추가하면서 원하는 오믹접촉을 형성함으로써 순방향전압의 증가를 방지할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 p형 질화갈륨계 반도체층의 접촉저항개선방안은 필요에 따라 p측 전극물질과 구조을 다양하게 선택할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, p측 전극이 형성될 p형 질화갈륨계 반도체층 영역에 Au와 같은 금속으로 접촉저항개선층을 증착하고, 이를 열처리한 후에 제거함으로써, p형 질화갈륨계 반도체층의 전극형성영역을 고전도성 영역으로 형성할 수 있다. 나아가, p형 질화갈륨계 반도체층 자체를 개선하여 접촉저항을 감소시키므로, 투명전극층과 같은 추가적인 층이 요구되지 않으며, 따라서, 추가적인 층에 의한 발광휘도의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 사용자의 요구와 최종 패키지구조에 따라서, p측 전극에 사용되는 물질과 그 구조를 다양하게 변형시킬 수 있다는 장점도 있다.
도1은 종래의 질화갈륨계 반도체 발광소자를 나타내는 측단면도이다.
도2는 본 발명에 따른 질화갈륨계 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
도3a 내지 도3e는 본 발명의 일실시형태에 따른 질화갈륨계 반도체 발광소자의 제조방법의 각 공정을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도4a 및 도4b는 각각 본 발명의 방법에 따라 제조된 질화갈륨계 반도체 발광소자와 그 응용 패키지의 일형태를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
31; 사파이어 기판 33: n형 GaN계 반도체층
35: 활성층 37: p형 GaN계 반도체층
37a: 고전도성영역 38: 금(Au)층
38b: 니켈(Ni)층
Claims (14)
- 질화갈륨(GaN)계 반도체 성장용 기판 상에 n형 GaN계 반도체층, 활성층 및 p형 GaN계 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계;상기 p형 GaN계 반도체층 상에 Au, Mg, Mn, Mo, Pd, Pt, Sn, Ti 및 Zn로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 접촉저항개선층을 형성하는 단계;상기 p형 GaN계 반도체층에 상기 접촉저항개선층의 원소가 확산되고 상기 접촉저항개선층으로 상기 p형 GaN계 반도체층의 Ga원소가 고용되도록, 상기 접촉저항개선층이 형성된 상기 p형 GaN계 반도체층을 열처리하는 단계;상기 p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 상기 접촉저항개선층을 제거하는 단계; 및,상기 p형 GaN계 반도체층과 상기 n형 GaN계 반도체층에 각각 접속된 p측 및 n측 전극을 형성하는 단계를 포함하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 접촉저항개선층이 형성된 상기 p형 GaN계 반도체층을 열처리하는 단계는, 산소분위기에서 약 400℃ ∼ 약 800℃의 온도로 열처리하는 단계인 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 열처리 단계 전에, 상기 접촉저항개선층 상에 니켈(Ni)층을 형성하는 단계를 더 포함하며,상기 p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 접촉저항개선층을 제거하는 단계는, 상기 p형 GaN계 반도체층의 상면으로부터 상기 잔류한 접촉저항개선층과 상기 Ni층을 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제3항에 있어서,상기 Ni층은 적어도 약 20Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제3항에 있어서,상기 접촉저항개선층은 Au 물질로 이루어진 층인 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제5항에 있어서,상기 Au층은 약 20Å ∼ 약 100Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 접촉저항개선층을 형성하기 전에, 상기 p형 질화갈륨계 반도체층 상에 니켈(Ni)층을 형성하는 단계를 더 포함하며,상기 p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 접촉저항개선층을 제거하는 단계는, 상기 p형 GaN계 반도체층의 상면으로부터 잔류한 접촉저항개선층과 상기 Ni층을 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제7항에 있어서,상기 Ni층은 적어도 약 20Å ∼ 약 80Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제7항에 있어서,상기 접촉저항개선층은 Au 물질로 이루어진 층인 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제9항에 있어서,상기 Au층은 약 20Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 p형 GaN계 반도체층의 상면에 잔류한 상기 접촉저항개선층을 제거하는 단계는, 상기 접촉저항개선층이 상기 p형 질화갈륨계 반도체층의 상면으로부터 제거되도록 습식에칭하는 단계를 포함하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제11에 있어서,상기 습식에칭단계는 불산계 에천트를 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 p측 전극은 Ni, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Ag, ITO, ZnO 및 Pt로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어도 하나의 층으로 형성되는 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 p측 전극과 상기 n측 전극은 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 반도체 발광소자 제조방법.
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