KR20070056585A - Method of manufacturing iii-nitride compound semiconductor light emitting device - Google Patents

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Abstract

A method for manufacturing a third group nitride semiconductor light emitting device is provided to acquire a uniform current density of device by using a vertical type electrode structure and to improve the efficiency of the device by removing a substrate. A plurality of nitride semiconductor layers(20) are formed on a substrate(10). A sacrificial layer(30) is grown on a portion between the nitride semiconductor layers. The plurality of nitride semiconductor layers are separated from the substrate by performing a photo chemical etching process on the sacrificial layer. At this time, the wavelength of light irradiated onto the sacrificial layer is properly controlled.

Description

3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING Ⅲ-NITRIDE COMPOUND SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}METHODS OF MANUFACTURING III-NITRIDE COMPOUND SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE

도 1은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional semiconductor light emitting device;

도 2는 도 1의 평면도,2 is a plan view of FIG.

도 3은 포토케미칼 습식 식각 방법에 대한 개념도,3 is a conceptual diagram for a photochemical wet etching method;

도 4는 본 발명에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 나타내는 단면도,4 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 단면도.5 is a cross-sectional view of a group III nitride semiconductor light emitting device according to the present invention.

본 발명은 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 기판을 제거하여 수직구조를 가지며, 외부양자효율을 향상시킨 3족 질화물 반도체 발광소자에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device, and more particularly, to a group III nitride semiconductor light emitting device having a vertical structure by removing a substrate and improving external quantum efficiency.

도 1 및 도 2는 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 단면도 및 평면도로서, 3족 질화물 반도체 발광소자가 예시되어 있으며, 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 에피성장되는 버퍼층(200), 버퍼층(200) 위에 에피성장되는 n형 질화물 반도체층(300), n형 질화물 반도체층(300) 위에 에피성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 에피성장되는 p형 질화물 반도체층(500), p형 질화물 반도체층(500) 위에 형성되는 p측 전극(600), p측 전극(600) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(700), p형 질화물 반도체층(500)과 활성층(400)이 메사 식각되어 노출된 n형 질화물 반도체층(301) 위에 형성되는 n측 전극(800)을 포함한다. 이러한 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 활성층(400)에서 빛을 생성하며, 생성된 빛이 반도체 발광소자 외부로 빠져나옴으로써 발광소자로 기능하게 된다.1 and 2 are cross-sectional views and plan views illustrating one example of a conventional semiconductor light emitting device, and a group III nitride semiconductor light emitting device is illustrated, and the semiconductor light emitting device is epitaxially grown on the substrate 100 and the substrate 100. (200), n-type nitride semiconductor layer 300 epitaxially grown on buffer layer 200, active layer 400 epitaxially grown on n-type nitride semiconductor layer 300, p-type nitride semiconductor epitaxially grown on active layer 400 The layer 500, the p-side electrode 600 formed on the p-type nitride semiconductor layer 500, the p-side bonding pad 700, the p-type nitride semiconductor layer 500 and the active layer formed on the p-side electrode 600. 400 includes an n-side electrode 800 formed on the n-type nitride semiconductor layer 301 exposed by mesa etching. The semiconductor light emitting device generates light in the active layer 400 through recombination of electrons and holes, and the generated light exits outside the semiconductor light emitting device to function as a light emitting device.

일반적으로 질화물 반도체 발광소자의 경우 기판으로는 사파이어가 주로 사용되어 지는데, 사파이어는 전기가 통하지 않기 때문에 전류를 공급하기 위한 전극이 수평으로 위치하게 된다. 이때, 활성층에서 발생한 빛의 일부는 외부로 탈출하여 외부양자효율에 영향을 주지만, 많은 양의 빛은 사파이어 기판과 질화물 반도체층 내부에 갇혀 빠져나오지 못하고 열로 소멸되고 있는 실정이다. 또한, 수평방향으로 전류 인가되어 발광소자 내부에 전류밀도 불균형이 발생하여 소자의 성능에 좋지 않은 영향을 준다.In general, in the case of a nitride semiconductor light emitting device, sapphire is mainly used as a substrate. Since sapphire does not conduct electricity, electrodes for supplying current are horizontally positioned. At this time, some of the light generated in the active layer escapes to the outside to affect the external quantum efficiency, but a large amount of light is trapped in the sapphire substrate and the nitride semiconductor layer is not being escaped by heat is being dissipated by heat. In addition, since current is applied in the horizontal direction, current density imbalance occurs in the light emitting device, which adversely affects the performance of the device.

그래서, 사파이어 기판을 제거하고, 수직 방향의 전극 구조를 가지는 고효율의 발광소자를 제작하기 위한 기술들이 연구되고 있다. 일반적으로 사파이어 기판을 제거하기 방법으로 레이저를 이용하는 방법이 사용된다. 사파이어 기판의 하부에 레이저를 조사하면 사파이어 기판은 레이저 빛을 흡수하지 못하고 그대로 투과시키지만, 질화물 반도체층은 레이저 빛을 흡수하여 삼족 원소와 질소 원소가 분리된다.Therefore, techniques for removing the sapphire substrate and manufacturing a high efficiency light emitting device having an electrode structure in the vertical direction have been studied. In general, a method using a laser is used to remove the sapphire substrate. When the laser is irradiated to the lower part of the sapphire substrate, the sapphire substrate does not absorb the laser light but transmits it as it is, but the nitride semiconductor layer absorbs the laser light to separate the group III element and the nitrogen element.

주된 삼족 원소인 갈륨은 상온에서도 액상을 유지하기 때문에 사파이어 기판과 질화물 반도체층이 분리되는 것이다. 그러나, 레이저를 이용한 방법은 레이저의 조사시 높은 열이 발생하여 소자에 좋지 않은 영향을 주고 또한 사파이어 기판과 질화물 반도체층 사이의 스트레스로 인하여 질화물 반도체층이 깨지기도 한다.Gallium, the main group III element, maintains the liquid phase even at room temperature, so that the sapphire substrate and the nitride semiconductor layer are separated. However, in the method using a laser, high heat is generated when the laser is irradiated, which adversely affects the device, and also the nitride semiconductor layer is broken due to stress between the sapphire substrate and the nitride semiconductor layer.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 활성층에서 생성된 빛을 보다 많이 발광소자의 외부로 방출하기 위해 포토케미칼 습식 식각을 통해 효과적으로 기판을 제거하여 수직구조의 3족 질화물 발광소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, in order to emit more light generated in the active layer to the outside of the light emitting device to effectively remove the substrate through the photochemical wet etching method of manufacturing a group III nitride light emitting device of the vertical structure The purpose is to provide.

이를 위해 본 발명은 기판 위에 성장되며, 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 생성하는 활성층을 구비하는 복수개의 질화물 반도체층을 포함하며, 상기 복수개의 질화물 반도체층이 기판으로부터 분리되어 형성되는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법에 있어서,To this end, the present invention includes a plurality of nitride semiconductor layers which are grown on a substrate and have an active layer that generates light by recombination of electrons and holes, wherein the plurality of nitride semiconductor layers are formed separately from the substrate. In the method of manufacturing a semiconductor light emitting device,

기판과 복수개의 반도체층 사이에 희생층이 성장되는 제1 단계; 그리고,A first step of growing a sacrificial layer between the substrate and the plurality of semiconductor layers; And,

희생층이 포토케미컬 식각되어 복수개의 질화물 반도체층이 기판으로부터 분리되는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공한다.The sacrificial layer is photochemically etched to separate the plurality of nitride semiconductor layers from the substrate. Provides a method of manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device comprising a.

또한 본 발명은 희생층이 AlxInyGazN(0≤x≤1, 0〈y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으 로 구성되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention is characterized in that the sacrificial layer is composed of Al x In y Ga z N (0≤x≤1, 0 <y≤1, 0≤z≤1, x + y + z = 1) Provided is a method of manufacturing a group nitride semiconductor light emitting device.

또한 본 발명은 희생층이 상부와 하부에 질화물 반도체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the sacrificial layer further comprises a nitride semiconductor layer on the top and bottom.

또한 본 발명은 희생층이 포토케미칼 선택 식각 방법에 의하여 식각되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the sacrificial layer is etched by a photochemical selective etching method.

또한 본 발명은 희생층이 포토케미컬 선택 식각시 조사되는 빛의 파장이 제어되어 식각되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the sacrificial layer is controlled by etching the wavelength of the light irradiated during the photochemical selective etching.

또한 본 발명은 기판이 레이져 스크라이빙, 다이아몬드 스크라이빙에 의해서 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the groove is formed by laser scribing, diamond scribing.

또한 본 발명은 희생층의 상부와 하부의 반도체층이 희생층의 밴드갭 에너지보다 더 큰 밴드갭 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the upper and lower semiconductor layers of the sacrificial layer has a bandgap energy larger than the bandgap energy of the sacrificial layer.

또한 본 발명은 기판이 사파이어 기판, Si 기판, SiC 기판, 및 GaAs 기판으로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the substrate is one selected from the group consisting of sapphire substrate, Si substrate, SiC substrate, and GaAs substrate.

본 발명의 이해를 위해 포토케미컬 습식 식각 방법에 대해 간략히 설명한다.For the understanding of the present invention, a photochemical wet etching method will be briefly described.

포토케미칼 습식 식각 방식은 외부에서 빛을 조사하여 반도체 내에 전자와 정공을 생성한다. 이때 생성된 반도체 표면의 정공은 화학용액 예를들어 KOH, NaOH, HCl, H3PO4, H2SO4등에 의하여 산화되며 이것은 후에 화학용액에 의해 식각된다.The photochemical wet etching method irradiates light from outside to generate electrons and holes in the semiconductor. At this time, the holes on the surface of the semiconductor are oxidized by chemical solutions such as KOH, NaOH, HCl, H 3 PO 4 , H 2 SO 4, etc., which are later etched by the chemical solution.

따라서, 외부에서 빛을 조사하지 않으면 반도체 내에 전자와 정공이 생성되지 않으며 식각 또한 일어나지 않게 된다. 외부에서 조사되는 빛의 에너지가 반도체의 밴드갭 에너지보다 크거나 같을 경우에는 반도체에서 빛의 흡수가 이루어져, 전자와 정공이 형성 되지만, 빛의 에너지가 반도체의 밴드갭 에너지보다 작은 경우에는 빛이 흡수되지 않고 투과된다.Therefore, if light is not irradiated from the outside, electrons and holes are not generated in the semiconductor and etching does not occur. When the energy of light emitted from the outside is greater than or equal to the bandgap energy of the semiconductor, light is absorbed from the semiconductor to form electrons and holes, but when the energy of the light is smaller than the bandgap energy of the semiconductor, the light is absorbed. It is not transmitted.

그러므로, 외부에서 가해지는 빛의 에너지(다른 표현으로는 파장)를 조절하고, 반도체의 구성 물질을 적절하게 조합하여 반도체를 성장하면 큰 선택비를 얻을 수 있다.Therefore, a large selectivity can be obtained by controlling the energy of light applied from the outside (wavelength in other words) and growing the semiconductor by appropriately combining the constituent materials of the semiconductor.

이하 도면을 참고하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 포토케미칼 습식 식각 방법에 대한 개념도로서, 일반적으로 UV 광원으로 수은 램프(1)가 사용된다. 수은 램프(1)에서 방출하는 빛은 다양한 파장을 가지며, 특히 360nm 이하의 단파장 성분은 GaN에 흡수되는 파장 대역이다. 따라서 360nm이하의 파장을 충분히 차단시키는 필터(2)를 사용하면 GaN에서는 전자와 정공이 형성되지 않는다.3 is a conceptual diagram of a photochemical wet etching method, in which a mercury lamp 1 is generally used as a UV light source. The light emitted from the mercury lamp 1 has various wavelengths, especially short wavelength components of 360 nm or less are the wavelength bands absorbed by GaN. Therefore, if the filter 2 which cuts off the wavelength below 360 nm sufficiently is used, electrons and holes will not be formed in GaN.

그리고, GaN보다 밴드갭 에너지가 작은 InxGa1 -xN(0〈x≤1)은 360nm 이상의 빛을 흡수하여 전자와 정공이 형성되고 이로 인하여 포토케미칼 습식 식각 방식에 의해 빠른 속도로 식각이 이루어진다.Also, In x Ga 1- x N (0 <x≤1), which has a smaller bandgap energy than GaN, absorbs light of 360 nm or more to form electrons and holes, so that etching is rapidly performed by a photochemical wet etching method. Is done.

따라서, 포토케미칼 습식 식각에 있어서 파장 제어 방식을 이용하면 GaN와 InxGa1-xN(0〈x≤1) 사이에서 매우 큰 식각 선택비를 가지게 된다.Therefore, when the wavelength control method is used in the photochemical wet etching, there is a very large etching selectivity between GaN and In x Ga 1-x N (0 <x≤1).

도 4는 본 발명에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법을 나타내는 단면도로서, 각각의 공정을 상세히 나타내고 있다. 사파이어 기판(10) 위에 도핑되지 않은 GaN층(20)을 성장하고, 도핑되지 않은 GaN층(20) 위에 희생층으로 사용되는 InxGa1 -xN(0〈x≤1)층(30)을 성장하고, 희생층으로 사용되는 InxGa1 -xN(0〈x≤1)층(30) 위에 n형 불순물이 도핑된 GaN층(40)을 성장하고, n형 불순물이 도핑된 GaN층(40) 위에 전자와 정공이 만나 빛을 생성하는 활성층(50)을 성장하고, 활성층(50) 위에 p형 불순물이 도핑된 GaN층(60)이 성장된다. 이때 희생층으로 사용되는 InxGa1 -xN(0〈x≤1)층(30)은 포토케미칼 습식 식각시 식각되어 완전히 제거된다. 상기 3족 질화물 반도체 발광소자의 구조는 본 발명의 실시예를 위한 구조이며 본 발명이 상기 구조에 국한되는 것은 아니다.4 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, and shows each step in detail. An undoped GaN layer 20 is grown on the sapphire substrate 10 and an In x Ga 1- x N (0 <x≤1) layer 30 used as a sacrificial layer on the undoped GaN layer 20. Grow, and grow a GaN layer 40 doped with n-type impurities on the In x Ga 1- x N (0 <x≤1) layer 30 used as a sacrificial layer, and GaN doped with n-type impurities On the layer 40, an active layer 50 in which electrons and holes meet to generate light is grown, and a GaN layer 60 doped with p-type impurities is grown on the active layer 50. In this case, the In x Ga 1- x N (0 <x ≦ 1) layer 30 used as the sacrificial layer is etched and removed completely during the wet etching of the photochemical. The structure of the Group III nitride semiconductor light emitting device is for the embodiment of the present invention and the present invention is not limited to the above structure.

아래 순서에 의하여 기판이 제거된 수직구조의 3족 질화물 반도체 발광소자가 제조된다.According to the following procedure, a vertical group III nitride semiconductor light emitting device having the substrate removed is manufactured.

제1 공정으로, p형 불순물이 도핑된 GaN층(60) 위에 p측 전극(61)을 형성한다. 도 4의 (A)는 p측 전극(61)이 형성된 발광소자의 단면도이며, p측 전극(61)은 니켈, 금, 은, 크롬, 티타늄, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 알루미늄, 주석, ITO, ZnO, AgAl, CIO[copper indium oxide], 인듐, 탄탈륨, 구리, 코발트, 철, 루테늄, 지르코늄, 텅스텐, 및 몰리브덴으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하여 형성한다. p측 전극(61)을 형성한 후 p형 불순물이 도핑된 GaN층(60), 활성층(50), 그리고, n형 불순물이 도핑된GaN층(40)의 일부를 식각하여 제거한다. In the first process, the p-side electrode 61 is formed on the GaN layer 60 doped with the p-type impurity. 4A is a cross-sectional view of a light emitting device in which the p-side electrode 61 is formed, and the p-side electrode 61 is nickel, gold, silver, chromium, titanium, platinum, palladium, rhodium, iridium, aluminum, tin, And one selected from the group consisting of ITO, ZnO, AgAl, copper indium oxide (CIO), indium, tantalum, copper, cobalt, iron, ruthenium, zirconium, tungsten, and molybdenum. After forming the p-side electrode 61, the GaN layer 60 doped with the p-type impurity, the active layer 50, and a portion of the GaN layer 40 doped with the n-type impurity are etched and removed.

제2 공정으로, 포토케미컬 습식 식각시에 활성층(50)을 보호하기 위한 보호막(70)을 형성한다. 보호막(70)은 SiOx, SiNx, SiON, BCB, Polyimide등과 같은 물질을 사용한다. 그리고, p측 전극(61)의 외부 연결을 위해 필요한 부분의 보호막(70)을 제거한다.In the second process, a protective film 70 for protecting the active layer 50 during photochemical wet etching is formed. The protective film 70 uses a material such as SiOx, SiNx, SiON, BCB, Polyimide, or the like. Then, the protective film 70 of the portion necessary for external connection of the p-side electrode 61 is removed.

제3 공정으로, 기판 위에 도금(90)을 위한 씨앗 금속층(80)을 증착한 후 도금(90)을 한다. 도 4의 (C)는 보호막(70)과 도금(90)이 된 소자의 단면도로서, 도금(90)에 사용되는 금속은 니켈, 금, 은, 크롬, 티타늄, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 알루미늄, 주석, 인듐, 탄탈륨, 구리, 코발트, 철, 루테늄, 지르코늄, 텅스텐, 몰리브덴, PbSn, AuSn으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진다. 이때 최종 도금의 두께는 본 발명을 한정하지는 않지만 후속 공정을 고려하여 10μm에서 150μm 사이의 두께를 가지는 것이 적당하다.In a third process, the seed metal layer 80 for the plating 90 is deposited on the substrate, followed by plating 90. FIG. 4C is a cross-sectional view of a device in which the protective film 70 and the plating 90 are formed. Metals used in the plating 90 include nickel, gold, silver, chromium, titanium, platinum, palladium, rhodium, iridium, Aluminum, tin, indium, tantalum, copper, cobalt, iron, ruthenium, zirconium, tungsten, molybdenum, PbSn, AuSn, or any combination thereof. At this time, the thickness of the final plating is not limited to the present invention, but considering the subsequent process, it is appropriate to have a thickness between 10μm and 150μm.

제4 공정으로, 사파이어 기판(10)의 뒷면을 연마한다. 사파이어 기판(10)의 연마 후 최종 두께는 바람직하게 10μm에서 100μm 사이의 값을 가진다. 최종 두께가 10μm 이하이면 후속 공정에서 기판이 깨지는 단점을 가지며, 최종 두께가 100μm 이상이면 후속 공정인 스크라이빙 방법에 의한 사파이어 기판(10)의 절단이 어렵게 된다.In the fourth step, the back surface of the sapphire substrate 10 is polished. The final thickness after polishing of the sapphire substrate 10 preferably has a value between 10 μm and 100 μm. If the final thickness is less than 10μm has a disadvantage that the substrate is broken in a subsequent process, if the final thickness is more than 100μm it is difficult to cut the sapphire substrate 10 by the scribing method is a subsequent process.

제5 공정으로, 효율적인 케미칼 공급을 위해 최종 칩 크기에 맞게 스크라이 빙을하여 홈(100)을 형성한다. 도 4의 (D)는 연마된 사파이어 기판(10)의 후면에 홈(100)이 형성된 단면도이며, 스크라이빙은 레이저를 이용할 수 있으며 또한 다이아몬드 스크라이빙 방식을 이용할 수도 있다. 본 발명에서는 레이저를 이용하였으며 스크라이빙 두께는 희생층(30)까지 스크라이빙 되도록 한다. 상기 공정의 홈(100)을 내는 방식은 포토케미칼 습식 식각 방법에만 한정되는 것이 아니라 기타 습식 식각 방법에 적용하여 기판을 제거하는데 케미칼의 원할한 공급을 가능하게 한다.In a fifth process, the groove 100 is formed by scribing to the final chip size for efficient chemical supply. 4D is a cross-sectional view in which the groove 100 is formed on the rear surface of the polished sapphire substrate 10, and scribing may use a laser or a diamond scribing method. In the present invention, a laser is used, and the scribing thickness is scribed up to the sacrificial layer 30. The groove 100 of the process is not limited to the photochemical wet etching method but may be applied to other wet etching methods to enable a smooth supply of the chemical to remove the substrate.

제6 공정으로, 포토케미칼 습식 식각을 한다. 이때, 조사되는 빛은 필터에 의해 필터링되어 GaN층에서는 전자와 정공이 형성되지 않아 식각되지 않으며 희생층인 InxGa1 -xN(0〈x≤1)층(30)은 전자와 정공이 형성되어 식각된다. 또한 시료에 바이어스를 걸어주어 식각 속도를 증가시킬 수 있다. 그림 4의 (E)는 사파이어 기판이 제거된 소자의 단면을 나타낸다.In a sixth step, photochemical wet etching is performed. At this time, the emitted light is filtered by the filter is in the GaN layer is not etched electrons and holes not formed sacrificial layer of In x Ga 1 is electron-hole -x N (0 <x≤1) layer 30 Formed and etched. It is also possible to increase the etching rate by biasing the sample. Figure 4 (E) shows the cross section of the device with the sapphire substrate removed.

제7 공정으로, 포토케미칼 습식 식각을 통하여 사파이어 기판이 제거되면 n형 불순물이 도핑된 GaN층(40)이 드러나며 드러난 n형 불순물이 도핑된 GaN층(40)의 표면에 n측 전극(41)을 형성한다. n측 전극(41)은 니켈, 금, 은, 크롬, 티타늄, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 알루미늄, 주석, 인듐, 탄탈륨, 구리, 코발트, 철, 루테늄, 지르코늄, 텅스텐, 몰리브덴으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진다.In a seventh process, when the sapphire substrate is removed through photochemical wet etching, the GaN layer 40 doped with n-type impurities is exposed, and the n-side electrode 41 is formed on the surface of the n-type impurity-doped GaN layer 40. To form. The n-side electrode 41 is selected from the group consisting of nickel, gold, silver, chromium, titanium, platinum, palladium, rhodium, iridium, aluminum, tin, indium, tantalum, copper, cobalt, iron, ruthenium, zirconium, tungsten and molybdenum Consisting of any one or combination thereof.

제8 공정으로, 외부양자효율의 증가를 위하여 n측 전극(41)이 형성되지 않은 부분에 거친 표면(200)을 형성한다. 거친 표면(200)의 형성 방법은 포토케미칼 방식이 이용되며 n측 전극(41)과 접하는 n형 불순물이 도핑된 GaN층(40)에 전자와 정공이 형성될 수 있도록 외부에서 조사되는 빛의 파장을 필터를 통하여 조절한다. 거친 표면(200)의 형성 후 레이저 또는 톱질을 이용하여 소자를 분리하여 각각의 칩으로 제작한다. 도 4의 (F)는 n측 전극(41)과 거친 표면(200)이 형성된 발광소자의 단면을 나타낸다.In an eighth process, the rough surface 200 is formed on a portion where the n-side electrode 41 is not formed in order to increase the external quantum efficiency. Photochemical method is used to form the rough surface 200 and the wavelength of light irradiated from the outside to form electrons and holes in the GaN layer 40 doped with n-type impurities in contact with the n-side electrode 41 To the filter. After the formation of the rough surface 200, the device is separated using a laser or sawing to manufacture each chip. 4F shows a cross section of the light emitting element in which the n-side electrode 41 and the rough surface 200 are formed.

도 5는 본 발명에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 단면도로서, 상기 공정에 의하여 제작된 수직 구조의 3족 질화물 반도체 발광소자를 나타낸다.5 is a cross-sectional view of a group III nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, showing a group III nitride semiconductor light emitting device having a vertical structure manufactured by the above process.

상기 공정은 본 발명에 따른 실시예이며 에피 구조의 약간 변경이나 부가적인 에피층의 가감, 기타 부과적인 공정의 첨가 및 삭제 또한 본 발명에 포함됨을 밝혀둔다.The above process is an embodiment according to the present invention, and it is understood that slight modification of the epi structure, addition or subtraction of additional epi layers, addition and deletion of other imposing processes are also included in the present invention.

본 발명에 의하면, 수직 방향의 전극 구조를 형성하여 소자 내부의 전류밀도를 균일하게 할 수 있다.According to the present invention, the electrode structure in the vertical direction can be formed to make the current density inside the device uniform.

또한 본 발명에 의하면, 기판을 제거함으로써 고효율을 가지는 3족 질화물 반도체 발광소자를 구현할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to implement a Group III nitride semiconductor light emitting device having a high efficiency by removing the substrate.

Claims (7)

기판 위에 성장되며, 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 생성하는 활성층을 구비하는 복수개의 질화물 반도체층을 포함하며, 상기 복수개의 질화물 반도체층이 기판으로부터 분리되어 형성되는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법에 있어서,Fabrication of a Group III nitride semiconductor light emitting device comprising: a plurality of nitride semiconductor layers grown on a substrate, the nitride semiconductor layer having an active layer generating light by recombination of electrons and holes, wherein the plurality of nitride semiconductor layers are separated from the substrate; In the method, 기판과 복수개의 반도체층 사이에 희생층이 성장되는 제1 단계; 그리고,A first step of growing a sacrificial layer between the substrate and the plurality of semiconductor layers; And, 희생층이 포토케미컬 식각되어 복수개의 질화물 반도체층이 기판으로부터 분리되는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법.And a second step in which the sacrificial layer is photochemically etched to separate the plurality of nitride semiconductor layers from the substrate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 제1 단계에서 희생층은 AlxInyGazN(0≤x≤1, 0〈y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으로 구성된 단일층 또는 다른 조성을 가지며 AlxInyGazN(0≤x≤1, 0〈y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으로 구성되는 적층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법.In the first step, the sacrificial layer has a single layer or other composition composed of Al x In y Ga z N (0 ≦ x ≦ 1, 0 <y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, x + y + z = 1) and Al Group III-nitride semiconductor light-emitting device, characterized in that it has a laminated structure consisting of x In y Ga z N (0≤x≤1, 0 <y≤1, 0≤z≤1, x + y + z = 1). Method of preparation. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 제1 단계에서 희생층은 상부와 하부에 접하는 질화물 반도체층을 더 포함하 는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법.In the first step, the sacrificial layer further comprises a nitride semiconductor layer in contact with the upper and lower portions. 제 1 항에 있어서, 희생층은 포토케미컬선택 식각시 조사되는 빛의 파장이 제어되어 식각되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the sacrificial layer is etched by controlling the wavelength of light irradiated during photochemical selective etching. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 제2 단계에서 기판은 레이져 스크라이빙, 다이아몬드 스크라이빙에 의해서 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법.In the second step, the substrate is a method of manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device, characterized in that the groove is formed by laser scribing, diamond scribing. 제 3 항에 있어서, 희생층의 상부와 하부의 접하는 질화물 반도체층은 희생층의 밴드갭 에너지보다 더 큰 밴드갭 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법.4. The method of claim 3, wherein the nitride semiconductor layer in contact with the upper and lower portions of the sacrificial layer has a bandgap energy greater than the bandgap energy of the sacrificial layer. 제 1 항에 있어서, 기판은 사파이어 기판, Si 기판, SiC 기판, 및 GaAs 기판으로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the substrate is one selected from the group consisting of sapphire substrate, Si substrate, SiC substrate, and GaAs substrate.
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