KR20070010981A - Vertical structured nitride based semiconductor light emitting device - Google Patents

Vertical structured nitride based semiconductor light emitting device Download PDF

Info

Publication number
KR20070010981A
KR20070010981A KR1020050066011A KR20050066011A KR20070010981A KR 20070010981 A KR20070010981 A KR 20070010981A KR 1020050066011 A KR1020050066011 A KR 1020050066011A KR 20050066011 A KR20050066011 A KR 20050066011A KR 20070010981 A KR20070010981 A KR 20070010981A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
nitride semiconductor
light emitting
emitting device
type nitride
Prior art date
Application number
KR1020050066011A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100691264B1 (en
Inventor
강필근
전동민
장태성
이봉일
류영호
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020050066011A priority Critical patent/KR100691264B1/en
Publication of KR20070010981A publication Critical patent/KR20070010981A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100691264B1 publication Critical patent/KR100691264B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/14Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004Devices characterised by their operation
    • H01L33/0008Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/40Materials therefor
    • H01L33/405Reflective materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/40Materials therefor
    • H01L33/42Transparent materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0016Processes relating to electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body

Abstract

A nitride semiconductor LED with a vertical structure is provided to prevent current from being concentrated on a portion under an n-side electrode and embody a uniform current diffusion by forming a transparent electrode layer on the upper surface of an n-type nitride semiconductor LED. An active layer(12) is formed on the lower surface of an n-type nitride semiconductor layer(11). A p-type nitride semiconductor layer(13) is formed on the lower surface of the active layer. A transparent electrode layer(18) is formed on the upper surface of the n-type nitride semiconductor layer. An n-side electrode is formed on a partial region of the upper surface of the transparent electrode layer, including a reflection electrode layer(19) made of at least one layer. The reflection electrode layer includes a first layer made of a material selected from a group of Al, Ag, Pd, Pt and their compound.

Description

수직구조 질화물 반도체 발광소자{VERTICAL STRUCTURED NITRIDE BASED SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}Vertical structure nitride semiconductor light emitting device {VERTICAL STRUCTURED NITRIDE BASED SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}

도 1은 종래의 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 도시한 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view showing a conventional vertical structure nitride semiconductor light emitting device.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 도시한 측단면도이다.2 is a side cross-sectional view showing a vertical structure nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 도시한 측단면도이다.3 is a side sectional view showing a vertical structure nitride semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 도시한 측단면도이다.4 is a side sectional view showing a vertical structure nitride semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자의 일부분을 확대 도시한 측단면도이다.5 is an enlarged side sectional view showing a portion of a vertical nitride semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자의 일부분을 확대 도시한 측단면도이다.6 is an enlarged side sectional view showing a portion of a vertical structure nitride semiconductor light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *

11: n형 질화물 반도체층 12: 활성층11: n-type nitride semiconductor layer 12: active layer

13: p형 질화물 반도체층 14: 고반사성 오믹콘택층13: p-type nitride semiconductor layer 14: highly reflective ohmic contact layer

15: 도전성 접합층 16: 지지용 기판15: conductive bonding layer 16: supporting substrate

17: 본딩패드 17a: Cr층17: bonding pad 17a: Cr layer

17b: Au층 18: 투명전극층17b: Au layer 18: transparent electrode layer

19: 반사전극층19: reflective electrode layer

본 발명은 수직구조 질화물 반도체 발광소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직구조 질화물 반도체 발광소자의 광출사면으로 이용되는 n형 질화물 반도체층 상에 형성된 n측 전극에 반사층을 형성함으로써, n측 전극에 의한 빛의 흡수를 방지하고 n측 전극으로 입사되는 빛을 반사시켜 광손실을 감소시키고 발광 휘도를 향상시킬 수 있으며, n측 전극과 n형 질화물 사이에 투명전극층을 구비함으로써 전류확산을 향상시킬 수 있는 수직구조 질화물 반도체 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical nitride semiconductor light emitting device, and more particularly, by forming a reflective layer on the n-side electrode formed on the n-type nitride semiconductor layer used as the light exit surface of the vertical nitride semiconductor light emitting device, It is possible to reduce the light loss and improve the luminance by reflecting the light incident to the n-side electrode, and to improve the current diffusion by providing a transparent electrode layer between the n-side electrode and the n-type nitride. It relates to a vertical structure nitride semiconductor light emitting device that can be.

일반적으로, 질화물 반도체는 GaN, InN, AlN 등과 같은 Ⅲ-Ⅴ족 반도체결정으로서, 단파장광(자외선 내지 녹색광), 특히 청색광을 낼 수 있는 발광소자에 널리 사용된다.In general, nitride semiconductors are group III-V semiconductor crystals such as GaN, InN, AlN, and the like, and are widely used in light emitting devices capable of emitting short wavelength light (ultraviolet to green light), especially blue light.

질화물 반도체 발광소자는 결정성장을 위한 격자정합 조건을 가장 만족하는 것으로 알려진 사파이어 기판과 같은 절연성 기판을 이용하여 제조되므로, p형 및 n형 질화물 반도체층에 연결된 2개의 전극이 발광구조의 상면에 거의 수평으로 배열되는 수평 구조를 취하게 된다.Since the nitride semiconductor light emitting device is manufactured using an insulating substrate such as a sapphire substrate which is known to satisfy the lattice matching condition for crystal growth most, two electrodes connected to the p-type and n-type nitride semiconductor layers are almost on the upper surface of the light emitting structure. It takes a horizontal structure arranged horizontally.

이러한 수평 구조의 질화물 반도체 발광소자는, 여러 가지 단점을 갖는다. 먼저, n측 전극으로부터 활성층을 통해 p형 전극으로 향하는 전류흐름이 수평방향을 따라 협소하게 형성될 수 밖에 없다. 이러한 협소한 전류흐름으로 인해, 수평 구조의 질화물 반도체 발광소자는 순방향 전압(Vf)이 증가하여 전류효율이 저하되는 단점이 있다.The nitride semiconductor light emitting device having such a horizontal structure has various disadvantages. First, the current flow from the n-side electrode toward the p-type electrode through the active layer can be narrowly formed along the horizontal direction. Due to such a narrow current flow, the nitride semiconductor light emitting device having a horizontal structure has a disadvantage in that the forward voltage Vf is increased to decrease current efficiency.

또한, 수평 구조의 질화물 반도체 발광소자에서는, 전류밀도의 증가에 의해 열발생량이 크고, 반면에 사파이어 기판의 낮은 열전도성에 의해 열방출이 원활하지 못하므로, 열증가에 따라 사파이어 기판과 질화물 반도체 발광구조물 간에 기계적 응력이 발생하여 소자가 불안정해지는 단점이 있다.In addition, in the nitride semiconductor light emitting device having a horizontal structure, the heat generation amount is large due to the increase of the current density, while the heat emission is not smooth due to the low thermal conductivity of the sapphire substrate. There is a disadvantage that the device is unstable due to the occurrence of mechanical stress in the liver.

더하여, 수평 구조의 질화물 반도체 발광소자에서는, n측 전극을 형성하기 위해서, 형성되는 n형 전극의 면적보다 크게 활성층 및 p형 질화물 반도체층의 일부영역을 제거하여야 하므로, 발광면적이 감소되어 소자크기 대 휘도에 따른 발광효율이 저하된다는 단점도 있다. In addition, in the nitride semiconductor light emitting device having a horizontal structure, in order to form the n-side electrode, the partial area of the active layer and the p-type nitride semiconductor layer must be removed to be larger than the area of the n-type electrode to be formed, so that the light emitting area is reduced and the device size There is also a disadvantage that the luminous efficiency is reduced due to the large luminance.

이와 같은, 수평 구조의 질화물 반도체 발광소자의 단점을 개선하기 위해, 레이저 리프트 오프 공정을 이용하여 사파이어 기판을 제거한 수직구조의 질화물 반도체 발광소자의 개발이 적극적으로 이루어지고 있다.In order to improve the disadvantages of the nitride semiconductor light emitting device having a horizontal structure, development of a nitride semiconductor light emitting device having a vertical structure in which a sapphire substrate is removed using a laser lift-off process is being actively performed.

도 1은 종래의 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 도시한 측단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 수직구조 질화물 반도체 발광소자(100)는, 사파이어 기판 상에 n형 질화물 반도체층(110), 활성층(120), p형 질화물 반도체층(130)을 순차적으로 형성한 후, 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off : LLO) 공정을 이용하여 상기 사파이어 기판을 제거하고, 상기 n형 질화물 반도체층(110)을 최상층으로 하여, n형 질화물 반도체층(110)의 상면을 광방출면으로 이용한다.1 is a side cross-sectional view showing a conventional vertical structure nitride semiconductor light emitting device. Referring to FIG. 1, in the conventional vertical structure nitride semiconductor light emitting device 100, an n-type nitride semiconductor layer 110, an active layer 120, and a p-type nitride semiconductor layer 130 are sequentially formed on a sapphire substrate. Thereafter, the sapphire substrate is removed using a laser lift off (LLO) process, and the upper surface of the n-type nitride semiconductor layer 110 is light-released using the n-type nitride semiconductor layer 110 as the uppermost layer. Use as cotton.

따라서, n형 질화물 반도체층(110), 상기 n형 질화물 반도체층(110)의 하면에 형성된 활성층(120), 상기 활성층(120) 하면에 형성된 p형 질화물 반도체층(130), 상기 p형 질화물 반도체층(130)의 하면에 순차적으로 형성된 고반사성 콘택층(140), 도전성 접착층(150) 및 도전성 지지용 기판(160)을 포함하는 구조를 갖는다. 상기 n형 질화물 반도체층(130)의 상면에는 n측 전극(170)이 형성되고, 상기 n측 전극(170)에 와이어 본딩이 이루어져 전류가 공급된다.Accordingly, the n-type nitride semiconductor layer 110, the active layer 120 formed on the bottom surface of the n-type nitride semiconductor layer 110, the p-type nitride semiconductor layer 130 formed on the bottom surface of the active layer 120, and the p-type nitride The semiconductor layer 130 has a structure including a highly reflective contact layer 140, a conductive adhesive layer 150, and a conductive support substrate 160 sequentially formed on the bottom surface of the semiconductor layer 130. An n-side electrode 170 is formed on an upper surface of the n-type nitride semiconductor layer 130, and current is supplied by wire bonding to the n-side electrode 170.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 수직구조 질화물 반도체 발광소자(100)에서, n측 전극(170)은 n형 질화물 반도체층(110)의 상면에 접촉하는 Cr층(170a)과 상기 Cr층(170a)의 상면에 형성된 Au층(170b)으로 이루어진다. 이러한 종래의 n측 전극(170)은 외부로부터 전류를 공급하기 위해 와이어 등의 본딩용으로 이용되는 본딩패드의 기능을 한다. 상기 Cr/Au의 이중층 구조를 갖는 종래의 n측 전극(170)은 반사율이 낮기 때문에, 활성층(120)에서 생성된 빛 중 상기 n측 전극(170)이 형성된 방향으로 입사되는 빛은 반사되지 못하고 상기 n측 전극(170)에 의해 흡수된다. 이와 같이, 상기 n측 전극(170)에 의해 빛이 흡수되는 빛의 손실으로 인해, 질화물 반도체 발광소자(100)의 외부로 방출되는 빛의 휘도가 저하되는 문제점이 발 생한다.As shown in FIG. 1, in the conventional vertical structure nitride semiconductor light emitting device 100, the n-side electrode 170 is in contact with an upper surface of the n-type nitride semiconductor layer 110 and the Cr layer 170a and the Cr layer. It consists of Au layer 170b formed in the upper surface of 170a. The conventional n-side electrode 170 functions as a bonding pad used for bonding wires to supply current from the outside. Since the n-side electrode 170 having the double layer structure of Cr / Au has a low reflectance, light incident in the direction in which the n-side electrode 170 is formed is not reflected among the light generated in the active layer 120. It is absorbed by the n-side electrode 170. As such, due to the loss of light absorbed by the n-side electrode 170, a problem occurs that the luminance of light emitted to the outside of the nitride semiconductor light emitting device 100 is lowered.

더하여, 질화물 반도체 발광소자(100)를 통과하는 전류가 저항이 낮은 n측 전극(170)의 하부로 집중되는 현상이 발생함으로써 효과적인 전류의 분산이 이루어지지 못하고 실제 발광에 가담하는 활성층(130) 면적이 감소함으로 인해 휘도가 저하되는 문제점이 발생한다.In addition, a phenomenon occurs in which the current passing through the nitride semiconductor light emitting device 100 is concentrated to the lower portion of the n-side electrode 170 having low resistance, so that the effective current is not dispersed and the area of the active layer 130 participating in actual light emission. This reduction causes a problem that the luminance is lowered.

이에, 당 기술분야에서는, n측 전극의 광흡수를 방지하고 동시에 효율적으로 전류를 확산시킴으로써 외부로 방출되는 빛의 휘도를 향상시킬 수 있는 수직구조 질화물 반도체 발광소자가 요구되어 왔다.Accordingly, there is a need in the art for a vertical nitride semiconductor light emitting device capable of improving the brightness of light emitted to the outside by preventing light absorption of the n-side electrode and simultaneously diffusing current efficiently.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, n측 전극에 반사전극층을 구비함으로써 n측 전극에 의한 빛의 흡수를 방지하고 n측 전극으로 입사되는 빛을 반사시켜 광손실을 감소시키고 발광 휘도를 향상시킬 수 있는 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, the object of which is to provide a reflection electrode layer on the n-side electrode to prevent the absorption of light by the n-side electrode and reflect the light incident on the n-side electrode The present invention provides a vertical structure nitride semiconductor light emitting device capable of reducing light loss and improving light emission luminance.

본 발명의 다른 목적은 n측 전극과 n형 질화물 사이에 투명전극층을 구비함으로써 전류확산을 향상시킬 수 있는 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a vertical nitride semiconductor light emitting device capable of improving current spreading by providing a transparent electrode layer between an n-side electrode and an n-type nitride.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명은,As a technical means for achieving the above object, the present invention,

n형 질화물 반도체층;an n-type nitride semiconductor layer;

상기 n형 질화물 반도체층의 하면에 형성된 활성층;An active layer formed on the bottom surface of the n-type nitride semiconductor layer;

상기 활성층 하면에 형성된 p형 질화물 반도체층;A p-type nitride semiconductor layer formed on the lower surface of the active layer;

상기 n형 질화물 반도체층 상면에 형성된 투명 전극층; 및A transparent electrode layer formed on an upper surface of the n-type nitride semiconductor layer; And

상기 투명 전극층 상면 일부 영역에 형성되며 적어도 하나의 층으로 형성된 반사전극층을 구비하는 n측 전극을 포함하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 제공한다.Provided is a vertical nitride semiconductor light emitting device including an n-side electrode formed on a portion of an upper surface of the transparent electrode layer and having a reflective electrode layer formed of at least one layer.

본 발명의 일실시형태에서, 상기 반사전극층은, Al, Ag, Pd, Pt 및 상기 물질을 포함하는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제1 층을 포함하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 화합물은, Cu, Si, W, Mo, Co 및 Ni으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the reflective electrode layer preferably comprises a first layer made of a material selected from the group consisting of Al, Ag, Pd, Pt and the compound comprising the material. In this case, it is preferable that the compound contains at least one material selected from the group consisting of Cu, Si, W, Mo, Co and Ni.

본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 반사전극층은, Al, Ag, Pd, Pt 및 상기 물질을 포함하는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제1 층과, 상기 제1 층 상에 형성되며 Ti, Ni, Pt, Pd 및 Rh로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제2 층을 포함하는 것이 바람직하다. 이 실시형태에서, 상기 제2 층은 상기 제1 층의 상면 및 측면을 둘러싸는 구조로 형성될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the reflective electrode layer comprises a first layer made of a material selected from the group consisting of Al, Ag, Pd, Pt and a compound comprising the material, and formed on the first layer and formed of Ti, It is preferred to include a second layer made of a material selected from the group consisting of Ni, Pt, Pd and Rh. In this embodiment, the second layer may be formed in a structure surrounding the top and side surfaces of the first layer.

본 발명의 또 다른 실시형태에서, 상기 반사전극층은, Al, Ag, Pd, Pt 및 상기 물질을 포함하는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제1 층 과, 상기 제1 층 상에 형성되며 Ti, Ni, Pt, Pd 및 Rh로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제2 층과, 상기 제2 층 상에 형성되며 Au, Pt 및 Rh로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제3층을 포함할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the reflective electrode layer comprises a first layer made of a material selected from the group consisting of Al, Ag, Pd, Pt and a compound comprising the material, and formed on the first layer and being Ti And a second layer made of a material selected from the group consisting of Ni, Pt, Pd, and Rh, and a third layer formed on the second layer and made of a material selected from the group consisting of Au, Pt, and Rh. .

상기 다양한 실시형태들에서, 상기 제2 층은 상기 제1 층의 상면 및 측면을 둘러싸는 구조로 형성되며, 상기 제3 층은 상기 제2 층의 상면 및 측면을 둘러싸는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 층은 500Å 내지 5000Å의 두께를 가지며, 상기 제2 층은 50Å 내지 500Å의 두께를 가지며, 상기 제3 층은 200Å 내지 2000Å의 두께를 가지는 것이 바람직하다.In the above various embodiments, the second layer may be formed to have a structure surrounding the top and side of the first layer, and the third layer may be formed to have a structure surrounding the top and side of the second layer. . In addition, it is preferable that the first layer has a thickness of 500 kPa to 5000 kPa, the second layer has a thickness of 50 kPa to 500 kPa, and the third layer has a thickness of 200 kPa to 2000 kPa.

상기 다양한 실시형태들에서, 상기 n측 전극은, 상기 반사전극층 상에 형성된 본딩패드를 더 포함할 수 있으며, 그 구조는 상기 반사전극층 상에 형성된 Cr층 및 상기 Cr층 상에 형성된 Au층으로 이루어질 수 있다.In the various embodiments, the n-side electrode may further include a bonding pad formed on the reflective electrode layer, and the structure may include a Cr layer formed on the reflective electrode layer and an Au layer formed on the Cr layer. Can be.

바람직하게, 상기 투명전극층은, 인듐-주석계 산화물(ITO), 인듐 산화물(IO), 주석계 산화물(SnO2), 아연계 산화물(ZnO) 및 인듐-아연계 산화물(IZO)로 구성된 그룹으로부터 선택된 산화물로 이루어진 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다.Preferably, the transparent electrode layer is selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium oxide (IO), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO) and indium zinc oxide (IZO). It may include at least one layer of the selected oxide.

더하여, 상기 투명전극층과 반사전극층 사이에 접착층이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 접착층은 Ni, Ti, Rh 및 Cr으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 1Å 내지 100Å인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that an adhesive layer is formed between the transparent electrode layer and the reflective electrode layer. The adhesive layer may be made of a material selected from the group consisting of Ni, Ti, Rh and Cr, and the thickness thereof is preferably 1 kPa to 100 kPa.

바람직하게, 상기 p형 질화물 반도체층의 하부에 형성된 도전성 지지용 기판을 더 포함할 수 있으며, 상기 도전성 지지용 기판 및 상기 p형 질화물 반도체층 사이에 형성된 도전성 접합층을 더 포함할 수도 있다. 이에 더하여, 상기 p형 질화물 반도체층 하면에는 고반사성 오믹콘택층이 형성될 수 있다. 상기 고반사성 오믹콘택층은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다.Preferably, the substrate may further include a conductive support substrate formed under the p-type nitride semiconductor layer, and may further include a conductive bonding layer formed between the conductive support substrate and the p-type nitride semiconductor layer. In addition, a highly reflective ohmic contact layer may be formed on the bottom surface of the p-type nitride semiconductor layer. The highly reflective ohmic contact layer may include at least one layer made of a material selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, and combinations thereof.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiment of this invention is provided in order to demonstrate this invention more completely to the person skilled in the art to which this invention belongs. Therefore, the shape and size of the components shown in the drawings may be exaggerated for more clear description, components having substantially the same configuration and function in the drawings will use the same reference numerals.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 도시한 측단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자(10)는, n형 질화물 반도체층(11); 상기 n형 질화물 반도체층(11)의 하면에 형성된 활성층(12); 상기 활성층(12) 하면에 형성된 p형 질화물 반도체층 (13); 상기 n형 질화물 반도체층(11) 상면에 형성된 투명 전극층(18); 상기 투명 전극층 (18) 상면 일부 영역에 형성되며 하나의 층으로 형성된 반사전극층(19)과, 상기 반사전극층(19) 상에 형성된 본딩패드(17)를 구비하는 n측 전극(17); 상기 p형 질화물 반도체층 하면에 형성된 고반사성 오믹콘택층(14); 상기 고반사성 오믹콘택층(14) 하면에 형성된 도전성 접합층(15); 및 상기 도전성 접합층(15) 하면에 형성된 도전성 지지용 기판(16)을 포함하여 구성된다.2 is a side cross-sectional view showing a vertical structure nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention. 2, the vertical nitride semiconductor light emitting element 10 according to the present embodiment includes an n-type nitride semiconductor layer 11; An active layer 12 formed on the bottom surface of the n-type nitride semiconductor layer 11; A p-type nitride semiconductor layer 13 formed on the lower surface of the active layer 12; A transparent electrode layer 18 formed on an upper surface of the n-type nitride semiconductor layer 11; An n-side electrode (17) having a reflective electrode layer (19) formed in a portion of the upper surface of the transparent electrode layer (18) and having a bonding pad (17) formed on the reflective electrode layer (19); A highly reflective ohmic contact layer 14 formed on the bottom surface of the p-type nitride semiconductor layer; A conductive bonding layer 15 formed on a lower surface of the highly reflective ohmic contact layer 14; And a conductive support substrate 16 formed on the lower surface of the conductive bonding layer 15.

통상적으로, 수직구조 질화물 반도체 발광소자(10)는, 사파이어 기판 상에 n형 질화물 반도체층(11), 활성층(12), p형 질화물 반도체층(13)을 순차적으로 형성한 후, 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off : LLO) 공정 등을 이용하여 상기 사파이어 기판을 제거하고, 상기 n형 질화물 반도체층(11)을 최상층으로 하여, n형 질화물 반도체층(11)의 상면을 광방출면으로 이용한다. 따라서, 본 명세서에서 수직구조 질화물 반도체 발광소자(10)는, n형 질화물 반도체층(11)을 최상층으로 설명할 것이다.In general, the vertical nitride semiconductor light emitting device 10 sequentially forms an n-type nitride semiconductor layer 11, an active layer 12, and a p-type nitride semiconductor layer 13 on a sapphire substrate, and then lifts off the laser. The sapphire substrate is removed using a laser lift off (LLO) process, and the upper surface of the n-type nitride semiconductor layer 11 is used as the light emitting surface with the n-type nitride semiconductor layer 11 as the uppermost layer. Therefore, in the present specification, the vertical nitride semiconductor light emitting device 10 will be described as the uppermost n-type nitride semiconductor layer 11.

상기 n형 질화물 반도체층(11)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 n 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 대표적인 질화물 반도체 물질로는 GaN, AlGaN, GaInN가 있다. 상기 n형 질화물 반도체층(11)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등이 사용될 수 있다. 상기 n형 질화물 반도체층(11)은, 상기 반도체 물질을 유기금속 기상증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition : MOCVD), 분자빔 성장법(Molecular Beam Epitaxy : MBE) 또는 하이드라이드 기상증착법(Hydide Vapor Phase Epitaxy : HVPE)과 같은 공지의 증착공정을 사용하여 형성될 수 있다.The n-type nitride semiconductor layer 11 is n-doped having an Al x In y Ga (1-xy) N composition formula, where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ x + y ≦ 1. It can be made of a semiconductor material, a typical nitride semiconductor material is GaN, AlGaN, GaInN. As an impurity used for the doping of the n-type nitride semiconductor layer 11, Si, Ge, Se, Te, or C may be used. The n-type nitride semiconductor layer 11 may be formed of a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, a molecular beam growth method (MBE), or a hydride vapor deposition method (Hydide Vapor Phase Epitaxy). : HVPE) can be formed using a known deposition process.

상기 활성층(12)은 빛을 발광하기 위한 층으로서, 단일 또는 다중 양자우물구조를 갖는 GaN 또는 InGaN 등의 질화물 반도체층으로 구성된다. 상기 활성층(12)은 상기 n형 질화물 반도체층(11)과 같이 유기금속 기상증착법, 분자빔 성장법 또는 하이드라이드 기상증착법과 같은 공지의 증착공정을 사용하여 형성될 수 있다. The active layer 12 is a layer for emitting light and is composed of a nitride semiconductor layer such as GaN or InGaN having a single or multiple quantum well structure. The active layer 12 may be formed using a known deposition process such as organometallic vapor deposition, molecular beam growth, or hydride vapor deposition, like the n-type nitride semiconductor layer 11.

상기 p형 질화물 반도체층(13)은 상기 n형 질화물 반도체층(11)과 마찬가지로, AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 p 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 대표적인 질화물 반도체 물질로는 GaN, AlGaN, GaInN가 있다. 상기 p형 질화물 반도체층(13)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Mg, Zn 또는 Be 등이 있다. 상기 p형 질화물 반도체층(13)은, 상기 반도체 물질을 유기금속 기상증착법, 분자빔 성장법 또는 하이드라이드 기상증착법과 같은 공지의 증착공정을 사용하여 형성될 수 있다.Like the n-type nitride semiconductor layer 11, the p-type nitride semiconductor layer 13 has an Al x In y Ga (1-xy) N composition formula (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0). ≦ x + y ≦ 1), and typical nitride semiconductor materials include GaN, AlGaN, and GaInN. Impurities used for the doping of the p-type nitride semiconductor layer 13 include Mg, Zn, or Be. The p-type nitride semiconductor layer 13 may be formed using a known deposition process such as organometallic vapor deposition, molecular beam growth, or hydride vapor deposition.

상기 p형 질화물 반도체층(13)의 하면에는 고반사성 오믹콘택층(14)이 형성 될 수 있다. 상기 고반사성 오믹콘택층(14)은 비교적 높은 에너지밴드갭을 갖는 p형 질화물 반도체층(13)과의 접촉저항을 낮추는데 적절하면서, 동시에 광 방출면인 n형 질화물 반도체층(11)의 상면으로 향하는 유효휘도를 향상시키기 위한 층으로서 반사율이 높은 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 고반사성 오믹콘택층은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어도 하나의 층을 포함하는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.A highly reflective ohmic contact layer 14 may be formed on the bottom surface of the p-type nitride semiconductor layer 13. The highly reflective ohmic contact layer 14 is suitable for lowering the contact resistance with the p-type nitride semiconductor layer 13 having a relatively high energy band gap and at the same time as an upper surface of the n-type nitride semiconductor layer 11 which is a light emitting surface. It may be made of a metal having high reflectance as a layer for improving the effective luminance toward. The highly reflective ohmic contact layer is formed of a structure including at least one layer made of a material selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, and combinations thereof. It is preferable.

상기 고반사성 오믹콘택층(14)과 도전성 지지용 기판(16)의 사이에는 선택적으로 도전성 접합층(15)이 형성될 수 있다. 상기 도전성 접합층(15)은 상기 고반사성 오믹콘택층(14)과 상기 도전성 지지용 기판(16)의 접촉을 보다 강화하기 위한 것으로서, 일반적으로 접착성을 갖는 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 이러한 재료로는 Au-Sn, Sn, In, Au-Ag 및 Pb-Sn을 포함하는 그룹으로부터 선택된 금속 접합제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고반사성 오믹콘택층(14)이 형성되지 않는 다른 실시형태에서는, 상기 도전성 접합층(15)이 p형 질화물 반도체층(13)과 도전성 지지용 기판(16) 상에 형성될 수 있다.A conductive bonding layer 15 may be selectively formed between the highly reflective ohmic contact layer 14 and the conductive support substrate 16. The conductive bonding layer 15 is for further strengthening the contact between the highly reflective ohmic contact layer 14 and the conductive support substrate 16, and may be made of a conductive material that is generally adhesive. As the furnace, it is preferable to use a metal binder selected from the group consisting of Au-Sn, Sn, In, Au-Ag and Pb-Sn. In another embodiment in which the highly reflective ohmic contact layer 14 is not formed, the conductive bonding layer 15 may be formed on the p-type nitride semiconductor layer 13 and the conductive support substrate 16.

상기 도전성 지지용 기판(16)은 도전성을 갖는 물질로 이루어지며, 대표적으로 실리콘 기판 또는 금속기판이 사용될 수 있다. 사파이어 기판이 제거된 상태에서, 상기 n형 질화물 반도체층(11), 활성층(12) 및 p형 질화물 반도체층(13)으로 이루어진 발광구조물이 매우 작은 사이즈를 가지므로 실제의 응용분야에 적용하기 곤란한 문제를 가질 수 있으므로, 상기 도전성 지지용 기판(16)은 수직구조 질화물 반도체 발광소자가 적절한 사이즈를 갖도록 하기 위해 상기 발광구조물을 지지하는 역할을 함과 동시에, p측 전극의 일부로서 역할을 수행한다.The conductive support substrate 16 is made of a conductive material, and typically, a silicon substrate or a metal substrate may be used. With the sapphire substrate removed, the light emitting structure of the n-type nitride semiconductor layer 11, the active layer 12 and the p-type nitride semiconductor layer 13 has a very small size, which makes it difficult to apply to practical applications. Since there may be a problem, the conductive support substrate 16 serves to support the light emitting structure so that the vertical nitride semiconductor light emitting device has an appropriate size, and also serves as a part of the p-side electrode. .

상기 투명전극층(18)은, 상기 n측 전극(17, 19)으로부터 주입되는 전류를 확산시켜 상기 n측 전극(17, 19)의 하부에 전류 밀도가 집중되는 것을 방지한다. 본 실시형태는, n측 전극(17, 19)과 n형 질화물 반도체층(11) 사이에 상기 투명전극층(18)을 형성함으로써, 전술한 종래의 수직구조 질화물 반도체 발광소자에 비해 더욱 효율적으로 전류 밀도를 분산시킬 수 있다.The transparent electrode layer 18 diffuses the current injected from the n-side electrodes 17 and 19 to prevent concentration of current at the lower portion of the n-side electrodes 17 and 19. In this embodiment, the transparent electrode layer 18 is formed between the n-side electrodes 17 and 19 and the n-type nitride semiconductor layer 11, so that the current is more efficiently compared to the conventional vertical structured nitride semiconductor light emitting device described above. The density can be dispersed.

상기 투명전극층(18)은 전류를 확산시킬 수 있는 도전성을 가져야 하며, 광 방출면인 상기 n형 질화물 반도체층(11)의 상면에 형성되므로, 빛을 잘 투과시켜야 한다. 이를 위해, 상기 투명전극층(18)은, 인듐-주석계 산화물(ITO), 인듐 산화물(IO), 주석계 산화물(SnO2), 아연계 산화물(ZnO) 및 인듐-아연계 산화물(IZO)로 구성된 그룹으로부터 선택된 산화물로 이루어진 적어도 하나의 층으로 형성될 수 있다.The transparent electrode layer 18 must have conductivity capable of diffusing current, and is formed on the top surface of the n-type nitride semiconductor layer 11 that is a light emitting surface, and thus must transmit light well. To this end, the transparent electrode layer 18 is formed of indium tin oxide (ITO), indium oxide (IO), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), and indium zinc oxide (IZO). It may be formed of at least one layer consisting of an oxide selected from the group consisting of.

상기 투명전극층(18)의 상면 일부 영역에 n측 전극(17, 19)이 형성된다. 상기 n측 전극(17, 19)은 투명전극층(18)의 상면과 직접 접촉하여 형성되는 반사전극층(19)을 포함한다. 본 실시형태에서는 하나의 층(제1 층)으로 이루어진 반사전극 층(19)을 구비한다. 상기 1층 구조의 반사전극층(19)은 반사율이 높은 Al, Ag, Pd, Pt 및 이 물질을 포함하는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어질 수 있다. 상기 1층 구조의 반사전극층(19)은 반사효율 및 크기를 감안하여, 500Å 내지 5000Å의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 반사전극층(19)이 열화되기 쉬운 Al, Ag 등의 금속으로 이루어지는 경우, 반사율의 저하를 방지하기 위해 다른 금속과 화합물을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 화합물을 형성하는데 사용되는 금속으로는 Cu, Si, W, Mo, Co, Ni 등이 있다.The n-side electrodes 17 and 19 are formed in a portion of the upper surface of the transparent electrode layer 18. The n-side electrodes 17 and 19 include a reflective electrode layer 19 formed in direct contact with the upper surface of the transparent electrode layer 18. In this embodiment, the reflective electrode layer 19 which consists of one layer (1st layer) is provided. The one-layer reflective electrode layer 19 may be made of a material selected from the group consisting of Al, Ag, Pd, Pt having a high reflectance, and a compound containing the material. The reflective electrode layer 19 having the one-layer structure preferably has a thickness of 500 kPa to 5000 kPa in view of reflection efficiency and size. In the case where the reflective electrode layer 19 is made of a metal such as Al or Ag, which is susceptible to deterioration, it is preferable to form a compound with another metal in order to prevent a decrease in reflectance. Metals used to form the compound include Cu, Si, W, Mo, Co, Ni and the like.

본 실시형태에 따른 n측 전극은, 상기 반사전극층(19)의 상면에 와이어 등의 본딩을 위한 본딩패드(17)를 구비할 수 있다. 상기 본딩패드(17)는 종래의 본딩패드와 같이, 상기 반사전극층(19)의 상면에 형성된 Cr층(19a)과 상기 Cr층(19a)의 상면에 형성된 Au층(19b)으로 이루어진 2중층 구조로 형성될 수 있다.The n-side electrode according to the present embodiment may include a bonding pad 17 for bonding wires or the like on the upper surface of the reflective electrode layer 19. The bonding pad 17 has a double layer structure including a Cr layer 19a formed on an upper surface of the reflective electrode layer 19 and an Au layer 19b formed on an upper surface of the Cr layer 19a, as in a conventional bonding pad. It can be formed as.

이와 같이, 본 발명에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자는, n형 질화물 반도체 발광소자(11)의 상면에 투명전극층(18)을 형성함으로써 전류가 n측 전극(17, 19)에 집중되는 현상을 개선하여 전류가 균일하게 확산될 수 있게 한다. 또한, 상기 투명전극층(18)과 접촉하는 반사전극층(19)을 구비하는 n측 전극 구조를 채택함으로써, 활성층(12)에서 생성되는 빛이 n측 전극에서 흡수되는 것을 방지하고 상기 반사전극층(19)을 통해 빛을 반사시킴으로써 발광소자의 휘도를 향상시킬 수 있다.As described above, in the vertical nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, the transparent electrode layer 18 is formed on the top surface of the n-type nitride semiconductor light emitting device 11 to prevent the current from being concentrated on the n-side electrodes 17 and 19. Improvement to allow the current to be spread evenly. In addition, by adopting an n-side electrode structure having a reflective electrode layer 19 in contact with the transparent electrode layer 18, the light generated in the active layer 12 is prevented from being absorbed by the n-side electrode and the reflective electrode layer 19 By reflecting the light through the () can improve the brightness of the light emitting device.

도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 도시한 측단면도이다. 도 3에 도시된 제2 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자(20)는, 상기 도 2에 도시된 제1 실시형태와 비교하여, 이중층 구조의 반사전극층(19)을 구비하며, 도전성 접합층(도 2의 15)이 생략된 구조를 갖는 특징이 있다. 이하에 설명되는 다양한 실시형태에 대한 설명에서, 전술한 상기 제1 실시형태와 동일한 구성요소에 관한 설명은 생략하기로 한다.3 is a side sectional view showing a vertical structure nitride semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention. The vertical nitride semiconductor light emitting device 20 according to the second embodiment shown in FIG. 3 includes a reflective electrode layer 19 having a double layer structure as compared with the first embodiment shown in FIG. It is characterized by having a structure in which the layer (15 in FIG. 2) is omitted. In the description of the various embodiments described below, the description of the same components as those of the above-described first embodiment will be omitted.

본 발명의 제2 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자(20)에서, n측 전극은 이중층 구조의 반사전극층(19)과 본딩패드(17)를 구비한다. 상기 이중층 구조의 반사전극층(19)은, 반사율이 높은 Al, Ag, Pd, Pt 및 상기 물질을 포함하는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제1 층(19a)과, 상기 제1 층(19a) 상에 형성되며 Ti, Ni, Pt, Pd 및 Rh로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제2 층(19b)을 포함하는 구조를 갖는다. 상기 제1 층(19a)은 도 2에 도시된 1층 구조의 반사전극층과 동일한 성분과 두께를 갖는다. 상기 제2 층(19b)은, 상기 제1 층(19a)이 열 등에 의해 결함이 발생하는 것을 방지하기 위해 형성되는 층으로, 그 두께는 50Å 내지 500Å인 것이 바람직하다. In the vertical nitride semiconductor light emitting device 20 according to the second embodiment of the present invention, the n-side electrode includes a reflective electrode layer 19 and a bonding pad 17 having a double layer structure. The double-layered reflective electrode layer 19 includes a first layer 19a made of a material selected from the group consisting of Al, Ag, Pd, Pt having a high reflectance, and a compound containing the material, and the first layer 19a. And a second layer 19b formed of a material selected from the group consisting of Ti, Ni, Pt, Pd and Rh. The first layer 19a has the same component and thickness as the reflective electrode layer of the one-layer structure shown in FIG. The second layer 19b is a layer which is formed in order to prevent the first layer 19a from generating a defect due to heat or the like, and preferably has a thickness of 50 kPa to 500 kPa.

본 발명의 제2 실시형태는, 도전성 접합층(도 2의 15)을 사용하지 않고서 고반사성 오믹콘택층(14)의 하면에 직접 도전성 지지용 기판(16)이 구비된 형태를 갖는다. 이 경우 상기 도전성 지지용 기판(16)은, 일반적인 증착법, 스퍼터링 또는 도금법을 이용하여 소정의 두께로 상기 고반사성 오믹콘택층(14)의 하면에 직접 형성될 수 있다.The second embodiment of the present invention has a form in which the conductive support substrate 16 is provided directly on the lower surface of the highly reflective ohmic contact layer 14 without using the conductive bonding layer (15 in FIG. 2). In this case, the conductive support substrate 16 may be formed directly on the bottom surface of the highly reflective ohmic contact layer 14 to a predetermined thickness by using a general deposition method, sputtering or plating method.

도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자를 도시한 측단면도이다. 도 4에 도시된 제4 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자(30)는, 상기 도 2에 도시된 제1 실시형태와 비교하여, 삼중층 구조의 반사전극층(19)을 구비하고 본딩패드(도 2의 17)를 구비하지 않으며, 고반사성 오믹콘택층(도 2의 14) 및 도전성 접합층(도 2의 15)이 생략된 구조를 갖는다.4 is a side sectional view showing a vertical structure nitride semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention. The vertical nitride semiconductor light emitting device 30 according to the fourth embodiment shown in FIG. 4 is provided with a bonding electrode layer 19 having a triple layer structure and a bonding pad, as compared with the first embodiment shown in FIG. It does not include (17 of FIG. 2), and has the structure in which the highly reflective ohmic contact layer (14 of FIG. 2) and the conductive bonding layer (15 of FIG. 2) were omitted.

본 발명의 제3 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자(30)에서, n측 전극은 삼중층 구조의 반사전극층(19)으로 이루어진다. 상기 삼중층 구조의 반사전극층(19)은, 반사율이 높은 Al, Ag, Pd, Pt 및 상기 물질을 포함하는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제1 층(19a)과, 상기 제1 층(19a) 상에 형성되며 Ti, Ni, Pt, Pd 및 Rh로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제2 층(19b) 및 상기 제2 층(19b) 상에 형성되며 Au, Pt 및 Rh로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제3 층(19c)을 포함하는 구조를 갖는다. 상기 제1 층(19a)은 도 2에 도시된 1층 구조의 반사전극층과 동일한 성분과 두께를 가지며, 상기 제2 층(19b)은 도 3에 도시된 실시형태의 반사전극층의 제2 층과 동일한 성분과 두께를 갖는다. 상기 제3 층(19c)은, 상기 제1 층(19a) 및 제2 층(19b)을 보호하기 위해 형성되는 층으로, 그 두께는 200Å 내지 2000Å인 것이 바람직하다.In the vertical nitride semiconductor light emitting element 30 according to the third embodiment of the present invention, the n-side electrode is made of a reflective electrode layer 19 having a triple layer structure. The triple layer structured reflective electrode layer 19 includes a first layer 19a made of a material selected from the group consisting of Al, Ag, Pd, Pt having a high reflectance, and a compound including the material, and the first layer ( A second layer 19b formed on 19a) and selected from the group consisting of Ti, Ni, Pt, Pd and Rh and from a group consisting of Au, Pt and Rh formed on the second layer 19b It has a structure including a third layer 19c made of the selected material. The first layer 19a has the same components and thickness as the reflective electrode layer of the one-layer structure shown in FIG. 2, and the second layer 19b is formed from the second layer of the reflective electrode layer of the embodiment shown in FIG. 3. Have the same components and thickness. The third layer 19c is a layer formed to protect the first layer 19a and the second layer 19b, and preferably has a thickness of 200 kPa to 2000 kPa.

본 발명의 제3 실시형태는 n측 전극에 본딩패드를 생략할 수 있다. 이는 상기 제3 층(19c)을 형성하는 물질이 와이어 본딩에 적합한 금속으로 이루어지기 때문이다. 따라서, 상기 제3 층(19c)이 충분한 두께로 형성되면 별도의 본딩패드를 구비할 필요 없이 반사전극층에 포함된 상기 제3 층(19c)을 본딩패드로 사용할 수 있다. 물론, 상기 제3 층(19c) 상에 상기 제1, 2 실시형태에서 설명한 Cr/Au으로 이루어진 본딩패드를 추가로 형성하여도 무방하다.In the third embodiment of the present invention, the bonding pad can be omitted for the n-side electrode. This is because the material forming the third layer 19c is made of a metal suitable for wire bonding. Therefore, when the third layer 19c is formed to a sufficient thickness, the third layer 19c included in the reflective electrode layer may be used as a bonding pad without the need for a separate bonding pad. Of course, a bonding pad made of Cr / Au described in the first and second embodiments may be further formed on the third layer 19c.

상기 제3 실시형태는, 고반사성 오믹콘택층(14)을 형성하지 않으며 도전성 접합층(도 2의 15)을 사용하지 않고서 p형 질화물 반도체층(13)의 하면에 직접 도전성 지지용 기판(16)이 구비된 형태를 갖는다. 이는 상기 도전성 지지용 기판(16)이 고반사 특성을 가지며 양호한 오믹 콘택을 형성할 수 있는 금속물질로 이루어지는 경우에 별도의 고반사성 오믹콘택층을 필요로 하지 않기 때문이다. 본 실시형태의 경우, 상기 도전성 지지용 기판(16)은, 일반적인 증착법, 스퍼터링 또는 도금법을 이용하여 소정의 두께로 상기 p형 질화물 반도체층(13)의 하면에 직접 형성될 수 있다.In the third embodiment, the conductive support substrate 16 is directly formed on the lower surface of the p-type nitride semiconductor layer 13 without forming the highly reflective ohmic contact layer 14 and without using the conductive bonding layer (15 in FIG. 2). ) Is provided. This is because the conductive support substrate 16 does not require a separate highly reflective ohmic contact layer when the conductive support substrate 16 is made of a metal material capable of forming a good ohmic contact. In the present embodiment, the conductive support substrate 16 may be formed directly on the bottom surface of the p-type nitride semiconductor layer 13 to a predetermined thickness by using a general deposition method, sputtering or plating method.

도 5는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자의 일부분을 확대 도시한 측단면도이다. 도 5에 도시된 제4 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자(40)는, 3층 구조의 반사전극층(19)으로 이루어진 n측 전극을 구비한다. 본 실시형태에서 각층의 성분 및 두께는 전술한 제3 실시형태에서 설 명된 제1 내지 제3 층과 동일하며, 다만 각 층의 구조에서 차이점을 갖는다. 즉, 제2 층(19b)은, 제1 층(19a)의 열화를 방지하기 위한 효과를 더욱 개선하기 위해, 상기 제1 층(19a)의 상면 및 측면을 둘러싸는 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제3 층(19c) 또한 상기 제2 층(19b)의 상면 및 측면을 둘러싸는 구조로 형성될 수 있다. 이와 같은 구조는 상부의 층이 하부의 층을 보호하는 효과를 더욱 개선하기 위해 적용될 수 있다.5 is an enlarged side sectional view showing a portion of a vertical nitride semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention. The vertical nitride semiconductor light emitting element 40 according to the fourth embodiment shown in FIG. 5 includes an n-side electrode made of a reflective electrode layer 19 having a three-layer structure. In the present embodiment, the components and the thickness of each layer are the same as those of the first to third layers described in the above-described third embodiment, except that the structure of each layer has a difference. That is, the second layer 19b may be formed to have a structure surrounding the top and side surfaces of the first layer 19a in order to further improve the effect of preventing deterioration of the first layer 19a. The third layer 19c may also be formed to surround the top and side surfaces of the second layer 19b. Such a structure can be applied to further improve the effect of the upper layer protecting the lower layer.

도 6은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자의 일부분을 확대 도시한 측단면도이다. 본 발명의 제5 실시형태에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자(50)는, 상기 도 4에 도시된 본 발명의 제3 실시형태에서 투명전극층(18)과 반사전극층(19) 사이에 얇은 두께의 접착층(21)이 추가된 구조를 갖는다. 상기 접착층(21)은 투명전극층(19)과 상기 반사 전극층(130) 접착력을 향상시키기 위한 것으로, Ni, Ti, Rh 및 Cr으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진다. 상기 접착층(21)은 반사전극층(19)의 반사도를 저하시키지 않기 위해 가능한 얇은 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 1Å 내지 100Å의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 접착층(21)은 전술한 본 발명의 제1 내지 제4 실시형태에 모두 적용될 수 있다.6 is an enlarged side sectional view showing a portion of a vertical structure nitride semiconductor light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention. The vertical nitride semiconductor light emitting device 50 according to the fifth embodiment of the present invention has a thin thickness between the transparent electrode layer 18 and the reflective electrode layer 19 in the third embodiment of the present invention shown in FIG. The adhesive layer 21 has a structure in which it is added. The adhesive layer 21 is to improve adhesion between the transparent electrode layer 19 and the reflective electrode layer 130 and is made of a material selected from the group consisting of Ni, Ti, Rh, and Cr. The adhesive layer 21 is preferably formed as thin as possible so as not to lower the reflectivity of the reflective electrode layer 19, for example, preferably having a thickness of 1 kPa to 100 kPa. The adhesive layer 21 may be applied to all of the first to fourth embodiments of the present invention described above.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, n형 질화물 반도체 발광소자 의 상면에 투명전극층을 형성함으로써 전류가 n측 전극의 하부로 집중되는 현상을 방지하고 균일한 전류 확산이 이루어지게 되어 발광소자의 휘도를 개선할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by forming a transparent electrode layer on the upper surface of the n-type nitride semiconductor light emitting device to prevent the current is concentrated in the lower portion of the n-side electrode and uniform current diffusion is achieved There is an effect that can improve the brightness.

더하여, 상기 투명전극층 상면과 접촉하는 반사전극층을 구비하는 n측 전극 구조를 채택함으로써, 활성층에서 생성되는 빛이 n측 전극에서 흡수되는 것을 방지하고 상기 반사전극층을 통해 빛을 반사시킴으로써 발광소자의 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by adopting an n-side electrode structure having a reflective electrode layer in contact with the upper surface of the transparent electrode layer, the light generated by the active layer is prevented from being absorbed by the n-side electrode and reflects light through the reflective electrode layer, thereby increasing the luminance of the light emitting device. There is an effect to improve.

Claims (20)

n형 질화물 반도체층;an n-type nitride semiconductor layer; 상기 n형 질화물 반도체층의 하면에 형성된 활성층;An active layer formed on the bottom surface of the n-type nitride semiconductor layer; 상기 활성층 하면에 형성된 p형 질화물 반도체층;A p-type nitride semiconductor layer formed on the lower surface of the active layer; 상기 n형 질화물 반도체층 상면에 형성된 투명 전극층; 및A transparent electrode layer formed on an upper surface of the n-type nitride semiconductor layer; And 상기 투명 전극층 상면 일부 영역에 형성되며 적어도 하나의 층으로 형성된 반사전극층을 구비하는 n측 전극을 포함하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And a n-side electrode formed on a portion of an upper surface of the transparent electrode layer and having a reflective electrode layer formed of at least one layer. 제1항에 있어서, 상기 투명전극층은,The method of claim 1, wherein the transparent electrode layer, 인듐-주석계 산화물(ITO), 인듐 산화물(IO), 주석계 산화물(SnO2), 아연계 산화물(ZnO) 및 인듐-아연계 산화물(IZO)로 구성된 그룹으로부터 선택된 산화물로 이루어진 적어도 하나의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.At least one layer of an oxide selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium oxide (IO), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO) and indium zinc oxide (IZO) Vertical structure nitride semiconductor light emitting device comprising a. 제1항에 있어서, 상기 반사전극층은,The method of claim 1, wherein the reflective electrode layer, Al, Ag, Pd, Pt 및 상기 물질을 포함하는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제1 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And a first layer comprising a material selected from the group consisting of Al, Ag, Pd, Pt, and a compound comprising the material. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1 층은 500Å 내지 5000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.The first layer has a thickness of 500 ~ 5000 소자 vertical nitride semiconductor light emitting device. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 화합물은, Cu, Si, W, Mo, Co 및 Ni으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.The compound is a vertical nitride semiconductor light emitting device comprising at least one material selected from the group consisting of Cu, Si, W, Mo, Co and Ni. 제3항에 있어서, 상기 반사전극층은,The method of claim 3, wherein the reflective electrode layer, 상기 제1 층 상에 형성되며 Ti, Ni, Pt, Pd 및 Rh로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제2 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And a second layer formed on the first layer and formed of a material selected from the group consisting of Ti, Ni, Pt, Pd, and Rh. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제2 층은 상기 제1 층의 상면 및 측면을 둘러싸는 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And the second layer has a structure surrounding a top surface and a side surface of the first layer. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제2 층은 50Å 내지 500Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And the second layer has a thickness of 50 kV to 500 kV. 제6항에 있어서, 상기 반사전극층은,The method of claim 6, wherein the reflective electrode layer, 상기 제2 층 상에 형성되며 Au, Pt 및 Rh로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 제3 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And a third layer formed on the second layer and made of a material selected from the group consisting of Au, Pt, and Rh. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제3 층은 상기 제2 층의 상면 및 측면을 둘러싸는 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And the third layer has a structure surrounding a top surface and a side surface of the second layer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제3 층은 200Å 내지 2000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And the third layer has a thickness of 200 mW to 2000 mW. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투명전극층과 반사전극층 사이에 접착층이 형성된 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.Vertical nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the adhesive layer is formed between the transparent electrode layer and the reflective electrode layer. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 접착층은 Ni, Ti, Rh 및 Cr으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And the adhesive layer is formed of a material selected from the group consisting of Ni, Ti, Rh and Cr. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 접착층은 1Å 내지 100Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.The adhesive layer is a vertical nitride semiconductor light emitting device, characterized in that having a thickness of 1Å to 100Å. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 n측 전극은, 상기 반사전극층 상에 형성된 본딩패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.The n-side electrode further comprises a bonding pad formed on the reflective electrode layer. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 본딩패드는 상기 반사전극층 상에 형성된 Cr층 및 상기 Cr층 상에 형성된 Au층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And the bonding pads are formed of a Cr layer formed on the reflective electrode layer and an Au layer formed on the Cr layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 p형 질화물 반도체층의 하부에 형성된 도전성 지지용 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And a conductive support substrate formed under the p-type nitride semiconductor layer. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 도전성 지지용 기판 및 상기 p형 질화물 반도체층 사이에 형성된 도전성 접합층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And a conductive bonding layer formed between the conductive support substrate and the p-type nitride semiconductor layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 p형 질화물 반도체층 하면에 형성된 고반사성 오믹콘택층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.And a high reflective ohmic contact layer formed on the bottom surface of the p-type nitride semiconductor layer. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 고반사성 오믹콘택층은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어도 하나의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.The highly reflective ohmic contact layer includes at least one layer made of a material selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, and combinations thereof. Vertical structure nitride semiconductor light emitting device.
KR1020050066011A 2005-07-20 2005-07-20 Vertical structured nitride based semiconductor light emitting device KR100691264B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050066011A KR100691264B1 (en) 2005-07-20 2005-07-20 Vertical structured nitride based semiconductor light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050066011A KR100691264B1 (en) 2005-07-20 2005-07-20 Vertical structured nitride based semiconductor light emitting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070010981A true KR20070010981A (en) 2007-01-24
KR100691264B1 KR100691264B1 (en) 2007-03-12

Family

ID=38012102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050066011A KR100691264B1 (en) 2005-07-20 2005-07-20 Vertical structured nitride based semiconductor light emitting device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100691264B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101259122B1 (en) * 2007-01-26 2013-04-26 엘지전자 주식회사 Light emitting device having vertical topology and method for manufacturing the same
KR101281081B1 (en) * 2010-10-25 2013-07-09 일진엘이디(주) Vertical Light emitting diode cell array and method of manufacturing the same
KR20130101852A (en) * 2012-03-06 2013-09-16 엘지이노텍 주식회사 Light emitting device
KR20150014135A (en) * 2013-07-29 2015-02-06 서울바이오시스 주식회사 Light emitting diode and led module having the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4024994B2 (en) 2000-06-30 2007-12-19 株式会社東芝 Semiconductor light emitting device
KR100391373B1 (en) * 2000-10-13 2003-07-16 광주과학기술원 Nitride compound based light-emitting diode having a p-electrode which contains an inserted reflective layer, and fabricating method thereof
KR20050041536A (en) * 2003-10-31 2005-05-04 엘지이노텍 주식회사 Light emitting diode
KR100585919B1 (en) * 2004-01-15 2006-06-01 학교법인 포항공과대학교 Gallium nitride-based ?­? group compound semiconductor device and methed of producing the same
KR20060035464A (en) * 2004-10-22 2006-04-26 에피스타 코포레이션 Light-emitting device having reflective layer formed under electrode

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101259122B1 (en) * 2007-01-26 2013-04-26 엘지전자 주식회사 Light emitting device having vertical topology and method for manufacturing the same
KR101281081B1 (en) * 2010-10-25 2013-07-09 일진엘이디(주) Vertical Light emitting diode cell array and method of manufacturing the same
KR20130101852A (en) * 2012-03-06 2013-09-16 엘지이노텍 주식회사 Light emitting device
KR20150014135A (en) * 2013-07-29 2015-02-06 서울바이오시스 주식회사 Light emitting diode and led module having the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR100691264B1 (en) 2007-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7291865B2 (en) Light-emitting semiconductor device
US7282741B2 (en) Vertical type nitride semiconductor light emitting diode
KR100631840B1 (en) Nitride semiconductor light emitting device for flip chip
US6693352B1 (en) Contact structure for group III-V semiconductor devices and method of producing the same
JP4987398B2 (en) Nitride semiconductor light emitting device
JP3795007B2 (en) Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
TWI528588B (en) Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting device
KR100631967B1 (en) Nitride semiconductor light emitting device for flip chip
KR100631976B1 (en) Group iii-nitride light emitting device
WO2005050748A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing same
EP1530242B1 (en) Semiconductor light emitting device
KR100691264B1 (en) Vertical structured nitride based semiconductor light emitting device
KR100675208B1 (en) High brightness nitride semiconductor light emitting device
KR100764450B1 (en) Flip chip type nitride semiconductor light emitting diode
KR100675220B1 (en) Nitride semiconductor light emitting device
KR100631970B1 (en) Nitride semiconductor light emitting device for flip chip
KR20090109598A (en) Fabrication of vertical structured light emitting diodes using group 3 nitride-based semiconductors and its related methods
TW201511042A (en) Transparent conductive film composition, transparent electrode, semiconductor light-emitting element, solar cell
KR100998007B1 (en) Nitride semiconductor light emitting device
KR20090115631A (en) Fabrication of vertical structured light emitting diodes using group 3 nitride-based semiconductors and its related methods
KR100616515B1 (en) Nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
KR100706949B1 (en) High brightness nitride semiconductor light emitting device
KR100762000B1 (en) High brightness nitride semiconductor light emitting device
KR100650189B1 (en) High brightness nitride semiconductor light emitting device
KR100635159B1 (en) Nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same

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: 20130131

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150202

Year of fee payment: 9