KR20050092575A - Method of fabricating gan-based iii - v group compound semiconductor light emitting device - Google Patents

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Abstract

III - V 족 GaN 계 화합물 반도체 발광소자의 제조방법에 대해 개시된다. 개시된 발광소자의 제조방법은, n형 GaN층 상에 활성층, p형 GaN층 및 p형 전극을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 n형 GaN층의 하부면에 에칭 플레이트를 배치하는 단계와, 상기 에칭 플레이트 상방으로부터 이온식각을 하여 상기 n형 GaN층의 하부면에 다수의 돌기들을 형성하는 단계와, 상기 식각된 n형 GaN층 상에 n형 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. A method for producing a II-VIII compound compound semiconductor light emitting device is disclosed. The disclosed light emitting device manufacturing method includes the steps of sequentially forming an active layer, a p-type GaN layer and a p-type electrode on an n-type GaN layer, disposing an etching plate on the lower surface of the n-type GaN layer, Forming a plurality of protrusions on the lower surface of the n-type GaN layer by ion etching from above the etching plate, and forming an n-type electrode on the etched n-type GaN layer.

Description

III-V 족 GaN 계 화합물 반도체 발광소자의 제조방법{Method of fabricating GaN-based III - V group compound semiconductor light emitting device}Method for fabricating GaN-based III-V group compound semiconductor light emitting device

본 발명은 III - V 족 GaN 계 화합물 반도체 발광소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 n-GaN 층의 발광면에 돌기들을 형성하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a III-V GaN compound semiconductor light emitting device, and more particularly, to a method of forming protrusions on an emission surface of an n-GaN layer.

반도체 발광소자(light emitting diode: LED)와 같이 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기적인 신호를 빛으로 변화시키는 반도체 발광소자는 다른 발광체에 비해 수명이 길며, 낮은 전압을 사용하는 동시에 소비전력이 적다는 장점이 있다. 또한, 응답속도 및 내충격성이 우수할 뿐만 아니라 소형 경량화가 가능하다는 장점도 가지고 있다. 이러한 반도체 발광소자는 사용하는 반도체의 종류와 구성물질에 따라 각기 다른 파장의 빛을 발생할 수 있어, 필요에 따라 여러 가지 다른 파장의 빛을 만들어 사용할 수 있다. 특히, 생산기술의 발달과 소자 구조의 개선으로 매우 밝은 빛을 낼 수 있는 고휘도 반도체 발광소자도 개발되어 그 쓰임새가 매우 넓어졌다. 과거에는 주로 녹색, 황색, 적색의 빛이나 적외선을 발생하는 고휘도 반도체 발광소자가 개발되어 사용되었으나, 1990년대 중반에 청색을 발하는 고휘도 반도체 발광소자가 개발됨으로써, 녹색, 적색, 청색의 고휘도 반도체 발광소자를 사용하여 자연스러운 총 천연색의 표시가 가능하게 되었다.Like a light emitting diode (LED), a semiconductor light emitting device that converts an electrical signal into light using characteristics of a compound semiconductor has a longer lifespan than other light emitters, uses a low voltage, and consumes less power. There is an advantage. In addition, it has the advantages of excellent response speed and impact resistance as well as small size and light weight. The semiconductor light emitting device may generate light having different wavelengths according to the type and constituent material of the semiconductor to be used, and thus, light having various wavelengths may be used as needed. In particular, a high brightness semiconductor light emitting device capable of emitting very bright light has been developed due to the development of production technology and improvement of the device structure, and its use has been widened. In the past, high-brightness semiconductor light emitting devices that mainly emit green, yellow, or red light or infrared light have been developed and used. However, in the mid-1990s, high-brightness semiconductor light emitting devices emitting blue light were developed. By using it, natural full natural colors can be displayed.

도 1은 일반적인 수직 GaN LED의 일 예를 보여주는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing an example of a general vertical GaN LED.

도 1을 참조하면, 기판(10) 상에 발광소자(20)가 플립 본딩되어 있다. 발광소자(20)는 p형 전극(21), p-GaN층(22), 활성층(23), n-GaN층(24), n형 전극(25)이 순차적으로 적층되어서 형성되어 있다. Referring to FIG. 1, the light emitting device 20 is flip bonded to the substrate 10. The light emitting element 20 is formed by sequentially stacking a p-type electrode 21, a p-GaN layer 22, an active layer 23, an n-GaN layer 24, and an n-type electrode 25.

상기 기판(10)은 솔더 범퍼(30)를 통해서 발광소자(20)에 연결되어 있다. 상기 기판(10)으로는 실리콘 또는 카본 블록이 사용될 수 있다. 그리고 상기 기판(10) 및 발광소자(20)를 에폭시 수지(40)가 덮고 있다. The substrate 10 is connected to the light emitting device 20 through the solder bumper 30. Silicon or carbon blocks may be used as the substrate 10. The epoxy resin 40 covers the substrate 10 and the light emitting device 20.

상기 활성층(23), 예컨대 InGaN 층으로 형성된 활성층(23)의 굴절률은 대략 3 이며, 활성층(23)의 상하부의 p-GaN층(22) 및 n-GaN층(24)의 굴절률은 대략 2.54 이며, 에폭시 수지(40)는 굴절률이 대략 1.5 이다. The refractive index of the active layer 23, for example, the active layer 23 formed of the InGaN layer, is approximately 3, and the refractive indices of the p-GaN layer 22 and the n-GaN layer 24 of the upper and lower portions of the active layer 23 are approximately 2.54. The epoxy resin 40 has a refractive index of approximately 1.5.

상기 p형 전극(21) 및 n형 전극(25)에 광방출에 필요한 임계 전압 이상의 전압이 인가되면 활성층(23)로부터 광이 방출된다. 활성층(23)로부터 방출된 광의 일부(L1)는 n형 GaN층(24)의 광방출면(24a)을 향해서 방출되며, 나머지 일부(L2)는 p형 전극(21)을 향해서 방출된다. p형 전극(21)을 은(Ag)과 같은 반사율이 높은 전도성 금속을 사용한 경우 상기 광(L2)은 p형 전극(21)에서 반사되어서 상기 n-GaN층(24)의 광방출면(24a)를 향해 진행된다. When a voltage equal to or higher than a threshold voltage required for light emission is applied to the p-type electrode 21 and the n-type electrode 25, light is emitted from the active layer 23. A part L1 of the light emitted from the active layer 23 is emitted toward the light emitting surface 24a of the n-type GaN layer 24, and the other part L2 is emitted toward the p-type electrode 21. When the p-type electrode 21 uses a highly reflective conductive metal such as silver (Ag), the light L2 is reflected by the p-type electrode 21 so that the light emitting surface 24a of the n-GaN layer 24 is formed. Proceeds toward).

한편, 굴절율이 높은 n-GaN층(24)에서 굴절율이 낮은 에폭시층(40)를 향해 나아가는 광은 그 입사각이 대략 30도 이내인 경우에 에폭시층(40)을 지나가며, 입사각이 30도 이상인 경우는 광방출면(24a)에서 전반사되어서 발광소자(20) 내에서 소멸되며, 따라서 광의 방출량이 줄어드는 문제가 있다.On the other hand, the light from the n-GaN layer 24 having a high refractive index toward the epoxy layer 40 having a low refractive index passes through the epoxy layer 40 when the incident angle is within about 30 degrees, and the incident angle is 30 degrees or more. In this case, the light is totally reflected from the light emitting surface 24a and disappears in the light emitting device 20. Therefore, there is a problem that the amount of emitted light is reduced.

미국특허 제3,739,217호에는 상기 광의 방출량을 증가시키기 위해서 광이 통과하는 기판의 표면을 거칠게 하는 기술(surface roughening)이 개시되어 있다. 그러나, 상기 미국특허에 개시된 화학적 및 기계적 거칠기 과정은 미세한 크기의 거칠기를 이루기가 어려우며, 따라서 광방출의 효율향상에 제약을 받는다.U. S. Patent No. 3,739, 217 discloses a surface roughening technique for roughening the surface of a substrate through which light passes to increase the emission amount of the light. However, the chemical and mechanical roughness processes disclosed in the above-mentioned US patents are difficult to achieve fine size roughness, and thus are limited in improving light emission efficiency.

본 발명의 목적은 n-GaN층의 광이 방출되는 면에 소정의 균일한 돌기부를 형성하는 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for forming a predetermined uniform protrusion on a surface from which light of an n-GaN layer is emitted.

본 발명의 한 유형에 따른 반도체 발광소자의 제조방법은,Method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to one type of the present invention,

n형 GaN층 상에 활성층, p형 GaN층 및 p형 전극을 순차적으로 형성하는 제1 단계;a first step of sequentially forming an active layer, a p-type GaN layer, and a p-type electrode on the n-type GaN layer;

상기 n형 GaN층의 하부면에 에칭 플레이트를 배치하는 제2 단계;Disposing an etching plate on a lower surface of the n-type GaN layer;

상기 에칭 플레이트 상방으로부터 이온식각을 하여 상기 n형 GaN층의 하부면에 다수의 돌기들을 형성하는 제3 단계; 및 A third step of forming a plurality of protrusions on the lower surface of the n-type GaN layer by ion etching from above the etching plate; And

상기 식각된 n형 GaN층 상에 n형 전극을 형성하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. And forming a n-type electrode on the etched n-type GaN layer.

상기 에칭 플레이트에는 상기 돌기에 대응되는 영역을 제외한 영역을 노출하도록 매트릭스 형상으로 노출된 교차선이 형성된 것이 바람직하다. In the etching plate, it is preferable that an intersection line exposed in a matrix form is formed so as to expose a region other than the region corresponding to the protrusion.

상기 돌기는 0.1 nm ~ 100 nm 크기로 형성되는 것이 바람직하다. The protrusions are preferably formed in a size of 0.1 nm ~ 100 nm.

본 발명의 다른 유형에 따른 반도체 발광소자의 제조방법은,Method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to another type of the present invention,

n형 GaN층 상에 활성층, p형 GaN층 및 p형 전극을 순차적으로 형성하는 제1 단계;a first step of sequentially forming an active layer, a p-type GaN layer, and a p-type electrode on the n-type GaN layer;

상기 n형 GaN층의 하부면에 다수의 홀이 형성된 증착 플레이트를 배치하는 제2 단계;Disposing a deposition plate having a plurality of holes formed on a lower surface of the n-type GaN layer;

상기 증착 플레이트 상방으로부터 상기 n형 GaN층의 하부면에 다수의 도트들을 증착하는 제3 단계; 및 Depositing a plurality of dots on a lower surface of the n-type GaN layer from above the deposition plate; And

상기 제3 단게의 결과물의 상기 n형 GaN층 상에 n형 전극을 형성하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. And forming a n-type electrode on the n-type GaN layer of the resultant of the third step.

상기 제3 단계는, 상기 도트들을 마스크로 하여 상기 n형 GaN층의 하부면의 상방으로부터 이온식각을 하여 상기 도트 하부에 돌기들을 형성하는 단계;를 더 포함할 수도 있다. The third step may further include forming protrusions under the dot by ion etching the upper surface of the n-type GaN layer using the dots as a mask.

상기 홀은 0.1 nm ~ 100 nm 크기로 형성된 것이 바람직하다. The hole is preferably formed in the size of 0.1 nm ~ 100 nm.

상기 도트는 0.1 nm ~ 100 nm 크기로 형성되는 것이 바람직하다. The dot is preferably formed in a size of 0.1 nm ~ 100 nm.

또한, 상기 도트들은 금속물질 또는 산화물인 것이 바람직하다. In addition, the dots are preferably a metal material or an oxide.

본 발명의 또 다른 유형에 따른 반도체 발광소자의 제조방법은,Method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to another type of the present invention,

n형 GaN층 상에 활성층, p형 GaN층 및 p형 전극을 순차적으로 형성하는 제1 단계;a first step of sequentially forming an active layer, a p-type GaN layer, and a p-type electrode on the n-type GaN layer;

상기 n형 GaN층의 하부면에 레이저빔을 조사하여 다수의 돌기들을 형성하는 제2 단계; 및 A second step of forming a plurality of protrusions by irradiating a laser beam on a lower surface of the n-type GaN layer; And

상기 돌기들 상에 n형 전극을 형성하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. And forming a n-type electrode on the protrusions.

상기 제2 단계는, 레이저빔을 매트릭스 형태로 직선이 교차되게 조사하는 것이 바람직하다. In the second step, the laser beam is preferably irradiated with the straight lines intersecting in a matrix form.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 III - V 족 GaN 계 화합물 반도체 제조방법을 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다. Hereinafter, a method for manufacturing a III-V GaN compound semiconductor according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of layers or regions illustrated in the drawings are exaggerated for clarity.

도 2는 본 발명에 따라 제조되는 발광소자의 광추출효율이 향상되는 것을 설명하는 단면도이며, 도 1과 실질적으로 동일한 부재에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an improvement in light extraction efficiency of a light emitting device manufactured according to the present invention. The same reference numerals are used for members substantially the same as in FIG. 1, and detailed descriptions thereof will be omitted.

도 2를 참조하면, 광이 방출되는 면(24a)이 되는 n-GaN층(24)의 표면이 부분적으로 식각되어서 그 표면에 다수의 돌기(24b)가 형성되어 있다. 상기 돌기(24b)는 그 크기(d)이 1 nm ~ 100 ㎛ 이며, 바람직하게는 0.1 ㎛ ~ 1 ㎛ 이다. Referring to FIG. 2, the surface of the n-GaN layer 24 serving as the light emitting surface 24a is partially etched to form a plurality of protrusions 24b. The protrusions 24b have a size d of 1 nm to 100 μm, preferably 0.1 μm to 1 μm.

상기 돌기(24b)가 형성된 면(24a)과 반대쪽의 면 하부에는 활성층(23), p-GaN층(22) 및 p형 전극(21)이 순차적으로 형성되어 있다. The active layer 23, the p-GaN layer 22, and the p-type electrode 21 are sequentially formed below the surface opposite to the surface 24a on which the protrusion 24b is formed.

상기 돌기(24b)는 상기 n-GaN층(24) 상에 상기 n-GaN층(24)과 다른 물질인 금속 또는 산화물층으로 형성될 수도 있다. The protrusion 24b may be formed of a metal or an oxide layer on the n-GaN layer 24, which is a material different from that of the n-GaN layer 24.

상기 돌기들(24b) 상에는 n형 전극(25)이 형성되어 있다. The n-type electrode 25 is formed on the protrusions 24b.

상기 활성층(23)으로부터 방출된 광이 광방출면(24a)에 입사시, 그 입사각이 소정 각도 예컨대 30°보다 크게 입사되더라도 상기 돌기(24b)에서의 광반사면에서의 입사각은 30°보다 작게 되어서 광이 용이하게 에폭시 수지층(도 1의 40)으로 방출된다. 따라서, 돌기들(24b)이 일정하게 형성된 광방출면(24a)에서의 광방출 효과가 현저하게 증가된다. When light emitted from the active layer 23 is incident on the light emitting surface 24a, even if the incident angle is larger than a predetermined angle, for example, 30 °, the angle of incidence on the light reflection surface at the projection 24b is smaller than 30 °. Light is easily emitted to the epoxy resin layer (40 in FIG. 1). Thus, the light emitting effect on the light emitting surface 24a in which the protrusions 24b are formed uniformly increases.

상기 실시예에서는 발광소자가 에폭시 수지로 커버된 것을 보였으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 에폭시 수지 대신에 형광층이 형성되거나 또는 이러한 보호층이 형성되지 않은 공기 상태에서도 상기 광방출효과는 발생된다. In the above embodiment, the light emitting device was shown to be covered with an epoxy resin, but is not necessarily limited thereto. That is, the light emitting effect is generated even in an air state in which a fluorescent layer is formed instead of an epoxy resin or in which such a protective layer is not formed.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 돌기를 형성하는 방법을 설명하는 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a method of forming the protrusion according to the first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, n형 GaN층(24) 상에 활성층(23) 및 p형 GaN층(22)을 순차적으로 형성한다. 그리고 상기 p형 GaN층(22) 상에 p형 전극(21)을 전자빔 증착 또는 열증착 방법으로 형성한다. Referring to FIG. 3, the active layer 23 and the p-type GaN layer 22 are sequentially formed on the n-type GaN layer 24. The p-type electrode 21 is formed on the p-type GaN layer 22 by electron beam deposition or thermal deposition.

이어서, 상기 결과물의 저면, 즉 n형 GaN층(24)의 노출된 면을 위로 향하게 하고 상기 노출된 면(24a) 위에 에칭 템플레이트(etch template)(50)를 배치한다. 상기 에칭 템플레이트(50)에는 후술하는 돌기에 대응하는 영역을 제외한 영역을 매트릭스 형상으로 교차하는 선들이 형성되어 있다. 이들 교차선 사이의 영역에 대응되는 영역에 후술하는 돌기가 형성된다. Subsequently, the exposed bottom of the resultant surface, that is, the n-type GaN layer 24 is faced up, and an etch template 50 is placed on the exposed face 24a. The etching template 50 is formed with lines crossing the regions other than the regions corresponding to the protrusions described later in a matrix shape. The projections described later are formed in the region corresponding to the region between these intersection lines.

이어서, 상기 노출면(24a)의 상방으로부터 상기 에칭 템플레이트(50)에 의해 노출된 영역(50a)을 이온식각한다. 이때 반응이온식각기(reactive ion etcher)를 사용하여 아르곤 이온(Ar+) 식각을 하면, n형 GaN층(24)의 표면에 에칭 템플레이트(50)의 노출영역(50a)에 해당하는 영역이 식각되고, 노출되지 않은 영역(50b)에 해당하는 돌기들(24b)이 형성된다.Next, the region 50a exposed by the etching template 50 is ion-etched from above the exposed surface 24a. In this case, when argon ions (Ar + ) are etched using a reactive ion etcher, an area corresponding to the exposed area 50a of the etching template 50 is etched on the surface of the n-type GaN layer 24. Then, the protrusions 24b corresponding to the unexposed region 50b are formed.

상기 돌기들(24b)은 1 nm ~ 100 ㎛ 크기로 서로 소정 간격으로 배치되어 있다. 상기 돌기들(24b)은 0.1 ㎛ ~ 1 ㎛ 크기로 형성되는 것이 더욱 바람직하다. The protrusions 24b are disposed at predetermined intervals from each other in a size of 1 nm to 100 μm. More preferably, the protrusions 24b are formed to have a size of 0.1 μm to 1 μm.

이어서, 상기 돌기들(24b) 상에 n형 전극(도 2의 25)을 형성한다. 이렇게 제조된 발광소자(도 2의 20)를 기판(10) 상에 플립 본딩시키고, 그 표면에 에폭시 수지(40)를 형성하면 도 1과 같은 발광소자가 완성된다. Subsequently, an n-type electrode 25 of FIG. 2 is formed on the protrusions 24b. The light emitting device (20 of FIG. 2) manufactured as described above is flip-bonded on the substrate 10, and the epoxy resin 40 is formed on the surface thereof, thereby completing the light emitting device of FIG. 1.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 돌기를 형성하는 방법을 설명하는 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a method of forming the protrusion according to the second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, n형 GaN층(24) 상에 활성층(23) 및 p형 GaN층(22)을 순차적으로 형성한다. 그리고 상기 p형 GaN층(22) 상에 p형 전극(21)을 전자빔 증착 또는 열증착 방법으로 형성한다. Referring to FIG. 4, the active layer 23 and the p-type GaN layer 22 are sequentially formed on the n-type GaN layer 24. The p-type electrode 21 is formed on the p-type GaN layer 22 by electron beam deposition or thermal deposition.

이어서, 상기 결과물의 저면, 즉 n형 GaN층(24)의 노출된 면을 위로 향하게 하고 상기 노출된 면(24a) 위에 증착 템플레이트(decomposition template)(60)를 배치한다. 상기 증착 템플레이트(60)에는 1 nm ~ 100 ㎛ 크기의 홀들(60a)이 소정 간격으로 배치되어 있다. 상기 홀들(60a)은 0.1 ㎛ ~ 1 ㎛ 크기로 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 이들 홀들(60a)은 서로 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다. Subsequently, the bottom surface of the resultant, i.e., the exposed side of the n-type GaN layer 24 is faced up, and a deposition template 60 is placed on the exposed side 24a. Holes 60a having a size of 1 nm to 100 μm are disposed in the deposition template 60 at predetermined intervals. More preferably, the holes 60a are formed to have a size of 0.1 μm to 1 μm. These holes 60a are preferably arranged at equal intervals from each other.

이어서, 상기 노출면(24a)의 상방으로부터 상기 증착 템플레이트(60)에 의해 노출된 영역 위에 금속 또는 산화물을 증착하여 상기 증착 템플레이트(60)의 홀(60a)의 크기와 유사한 도트들(60b)을 생성한다. Subsequently, a metal or oxide is deposited on the area exposed by the deposition template 60 from above the exposed surface 24a to form dots 60b similar to the size of the hole 60a of the deposition template 60. Create

이러한 도트들(60b)은 제1 실시예에서의 돌기들과 같이 활성층(23)으로부터의 광이 내부로 전반사되는 것을 방지하므로, 결과적으로 발광효율을 향상시킨다. These dots 60b prevent the light from the active layer 23 from totally reflecting inside, like the protrusions in the first embodiment, and consequently improve the luminous efficiency.

도 5는 도 4의 도트들을 이용하여 이온식각을 하는 제3 실시예를 보여주는 설명도이다. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a third embodiment of performing ion etching using the dots of FIG. 4.

도 5를 참조하면, 도 4의 결과물에서, 증착 템플레이트(60)를 제거한 상태에서 상기 노출면(24a)의 상방으로부터 상기 도트들(60b)에 의해 노출된 영역(60c)을 이온식각한다. 이때 반응이온식각기(reactive ion etcher)를 사용하여 아르곤 이온(Ar+) 식각을 하면, n형 GaN층(24)의 표면에 도트들(60b) 사이의 영역이 식각되면서 도트(60b)의 하부에 도트(60b)의 크기와 유사한 돌기들(60d)이 생성된다. 이온 식각 과정에서 상기 도트들(60b)은 증발될 수 있다.Referring to FIG. 5, in the result of FIG. 4, the region 60c exposed by the dots 60b is etched from above the exposed surface 24a in a state where the deposition template 60 is removed. In this case, when argon ions (Ar + ) are etched using a reactive ion etcher, an area between the dots 60b is etched on the surface of the n-type GaN layer 24, and the lower portion of the dots 60b is etched. The projections 60d similar to the size of the dot 60b are generated in the. In the ion etching process, the dots 60b may be evaporated.

이어서, 상기 돌기들(60d)이 형성된 n형 GaN 층(24) 상에 n형 전극(25)을 형성한다. 이렇게 제조된 발광소자(20)를 기판(10) 상에 플립 본딩시키고, 그 표면에 에폭시 수지(40)를 형성하면 도 1과 같은 발광소자가 완성된다. Subsequently, an n-type electrode 25 is formed on the n-type GaN layer 24 on which the protrusions 60d are formed. When the light emitting device 20 manufactured as described above is flip-bonded on the substrate 10 and the epoxy resin 40 is formed on the surface of the light emitting device 20, the light emitting device shown in FIG. 1 is completed.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 상기 돌기를 형성하는 방법을 설명하는 단면도이다. 6 is a cross-sectional view illustrating a method of forming the protrusions according to the fourth embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, n형 GaN층(24) 상에 활성층(23) 및 p형 GaN층(22)을 순차적으로 형성한다. 그리고 상기 p형 GaN층(22) 상에 p형 전극(21)을 전자빔 증착 또는 열증착 방법으로 형성한다. Referring to FIG. 6, the active layer 23 and the p-type GaN layer 22 are sequentially formed on the n-type GaN layer 24. The p-type electrode 21 is formed on the p-type GaN layer 22 by electron beam deposition or thermal deposition.

이어서, 상기 결과물의 저면, 즉 n형 GaN층(24)의 노출된 면을 위로 향하게 하고 상기 노출된 면(24a) 상방으로부터 레이저빔을 조사한다. 상기 레이저빔을 격자형으로 조사하면, 레이저빔이 조사된 영역이 오목해지며, 따라서 레이저빔이 조사되지 않은 영역이 돌출되어서 돌기(70a)를 형성한다. 상기 돌기(70a)의 크기는 레이저빔의 선 간격(d2)에 의해 정해지며, 1 nm ~ 100 ㎛ 크기(직경)의 간격으로 조사되는 것이 바람직하다. 상기 선 간격은 0.1 ㎛ ~ 1 ㎛ 크기로 조사되는 것이 더욱 바람직하다. Subsequently, the bottom surface of the resultant, that is, the exposed surface of the n-type GaN layer 24 is turned upward and the laser beam is irradiated from above the exposed surface 24a. When the laser beam is irradiated in a lattice shape, an area to which the laser beam is irradiated is concave, and thus an area not irradiated with the laser beam protrudes to form the protrusion 70a. The size of the protrusion 70a is determined by the line spacing d2 of the laser beam, and is preferably irradiated at an interval of 1 nm to 100 μm in size (diameter). The line spacing is more preferably irradiated with a size of 0.1 ㎛ ~ 1 ㎛.

이어서, 상기 돌기들(70a) 상에 n형 전극(25)을 형성한다. 이렇게 제조된 발광소자(20)를 기판(10) 상에 플립 본딩시키고, 그 표면에 에폭시 수지(40)를 형성하면 도 1과 같은 발광소자가 완성된다. Subsequently, an n-type electrode 25 is formed on the protrusions 70a. When the light emitting device 20 manufactured as described above is flip-bonded on the substrate 10 and the epoxy resin 40 is formed on the surface of the light emitting device 20, the light emitting device shown in FIG. 1 is completed.

본 발명의 실시예들에 의해 형성된 돌기들 또는 도트들은 활성층으로부터의 광이 외부로 추출되는 효율을 향상하게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 돌기들의 크기는 템플레이트의 선폭 또는 홀의 크기로 조절될 수 있으며, 또한 레이저 빔의 선폭으로 일정하게 조절될 수 있다. The protrusions or dots formed by the embodiments of the present invention improve the efficiency with which light from the active layer is extracted to the outside. The size of the projections according to the embodiment of the present invention can be adjusted to the line width of the template or the size of the hole, it can also be constantly adjusted to the line width of the laser beam.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only in the appended claims.

도 1은 일반적인 수직 GaN LED의 일 예를 보여주는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing an example of a general vertical GaN LED.

도 2는 본 발명에 따라 제조되는 발광소자의 광추출효율이 향상되는 것을 설명하는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view illustrating that the light extraction efficiency of the light emitting device manufactured according to the present invention is improved.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 돌기를 형성하는 방법을 설명하는 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a method of forming the protrusion according to the first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 돌기를 형성하는 방법을 설명하는 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a method of forming the protrusion according to the second embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 도트들을 이용하여 이온식각을 하는 제3 실시예를 보여주는 설명도이다. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a third embodiment of performing ion etching using the dots of FIG. 4.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 상기 돌기를 형성하는 방법을 설명하는 단면도이다. 6 is a cross-sectional view illustrating a method of forming the protrusions according to the fourth embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명** Description of Signs of Major Parts of Drawings *

10: 기판 20: 발광소자10: substrate 20: light emitting element

21: p형 기판 22: p형 GaN층 21: p-type substrate 22: p-type GaN layer

23: 활성층 24: n형 GaN층23: active layer 24: n-type GaN layer

24a: 광방출면 25: n형 전극24a: light emitting surface 25: n-type electrode

30: 솔더 범프 40: 에폭시 수지(층)30: solder bump 40: epoxy resin (layer)

50: 에칭 템플레이트 24b, 60d: 돌기50: etching template 24b, 60d: projection

60: 증착 템플레이트 60a: 홀60: deposition template 60a: hole

60b: 도트60b: dots

Claims (11)

n형 GaN층 상에 활성층, p형 GaN층 및 p형 전극을 순차적으로 형성하는 제1 단계;a first step of sequentially forming an active layer, a p-type GaN layer, and a p-type electrode on the n-type GaN layer; 상기 n형 GaN층의 하부면에 에칭 플레이트를 배치하는 제2 단계;Disposing an etching plate on a lower surface of the n-type GaN layer; 상기 에칭 플레이트 상방으로부터 이온식각을 하여 상기 n형 GaN층의 하부면에 다수의 돌기들을 형성하는 제3 단계; 및 A third step of forming a plurality of protrusions on the lower surface of the n-type GaN layer by ion etching from above the etching plate; And 상기 식각된 n형 GaN층 상에 n형 전극을 형성하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.And a fourth step of forming an n-type electrode on the etched n-type GaN layer. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 에칭 플레이트에는 상기 돌기에 대응되는 영역을 제외한 영역을 노출하도록 매트릭스 형상으로 노출된 교차선이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법. The etching plate is a manufacturing method of the semiconductor light emitting device, characterized in that the intersection line exposed in the matrix form to expose the region other than the region corresponding to the projection. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 돌기는 0.1 nm ~ 100 nm 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법. The protrusion is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, characterized in that formed in the size of 0.1 nm ~ 100 nm. n형 GaN층 상에 활성층, p형 GaN층 및 p형 전극을 순차적으로 형성하는 제1 단계;a first step of sequentially forming an active layer, a p-type GaN layer, and a p-type electrode on the n-type GaN layer; 상기 n형 GaN층의 하부면에 다수의 홀이 형성된 증착 플레이트를 배치하는 제2 단계;Disposing a deposition plate having a plurality of holes formed on a lower surface of the n-type GaN layer; 상기 증착 플레이트 상방으로부터 상기 n형 GaN층의 하부면에 다수의 도트들을 증착하는 제3 단계; 및 Depositing a plurality of dots on a lower surface of the n-type GaN layer from above the deposition plate; And 상기 제3 단게의 결과물의 상기 n형 GaN층 상에 n형 전극을 형성하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.And forming a n-type electrode on the n-type GaN layer of the resultant of the third step. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 제3 단계는, 상기 도트들을 마스크로 하여 상기 n형 GaN층의 하부면의 상방으로부터 이온식각을 하여 상기 도트 하부에 돌기들을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법. The third step may further include forming protrusions on the lower portion of the dot by ion etching from above the lower surface of the n-type GaN layer using the dots as a mask. Way. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, The method according to claim 4 or 5, 상기 홀은 0.1 nm ~ 100 nm 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법. The hole is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, characterized in that formed in the size of 0.1 nm ~ 100 nm. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, The method according to claim 4 or 5, 상기 도트는 0.1 nm ~ 100 nm 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법. The dot is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, characterized in that formed in the size of 0.1 nm ~ 100 nm. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 도트들은 금속물질 또는 산화물인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법. The dot is a manufacturing method of a semiconductor light emitting device, characterized in that the metal material or oxide. n형 GaN층 상에 활성층, p형 GaN층 및 p형 전극을 순차적으로 형성하는 제1 단계;a first step of sequentially forming an active layer, a p-type GaN layer, and a p-type electrode on the n-type GaN layer; 상기 n형 GaN층의 하부면에 레이저빔을 조사하여 다수의 돌기들을 형성하는 제2 단계; 및 A second step of forming a plurality of protrusions by irradiating a laser beam on a lower surface of the n-type GaN layer; And 상기 돌기들 상에 n형 전극을 형성하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.And a third step of forming an n-type electrode on the protrusions. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 제2 단계는, 레이저빔을 매트릭스 형태로 직선이 교차되게 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.The second step is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, characterized in that for irradiating the laser beam in a matrix form in a straight line cross. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 돌기는 0.1 nm ~ 100 nm 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법. The protrusion is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, characterized in that formed in the size of 0.1 nm ~ 100 nm.
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