KR20070080435A - Iii-nitride semiconductor on si related substrate including the step formation and its opto-devices and manufacturing method thereof - Google Patents

Iii-nitride semiconductor on si related substrate including the step formation and its opto-devices and manufacturing method thereof Download PDF

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Abstract

A LED(light emitting diode) having a III-group nitride-based stack structure on a silicon substrate is provided to improve a reverse current characteristic by controlling electron crowding by a step. A silicon substrate(38), an AlN buffer layer(39), an n-type gallium nitride thin film(32), an active layer(33), a p-type gallium nitride thin film(34) and a transparent electrode(35) are sequentially stacked in an LED. An n-electrode(36) is stacked on the n-type gallium nitride thin film. A p-electrode(37) is stacked on the transparent electrode. One side of the n-type gallium nitride thin film can be made of a step structure.

Description

실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드 및 그 제작방법{III-nitride semiconductor on Si related substrate including the step formation and its opto-devices and manufacturing method thereof}TECHNICAL FIELD [0003] III-nitride semiconductor on Si related substrate including the step formation and its opto-devices and manufacturing method

도 1은 종래의 사파이어 상 위에 성장한 갈륨 질화물 발광다이오드 소자의 구조도이다.1 is a structural diagram of a gallium nitride light emitting diode device grown on a conventional sapphire phase.

도 2는 종래의 실리콘 기판 위에 성장한 갈륨 질화물 발광다이오드의 소자의 구조도이다.2 is a structural diagram of a device of a gallium nitride light emitting diode grown on a conventional silicon substrate.

도 3은 본 발명에 의한 패터닝된 실리콘 기판 위에 갈륨 질화물 발광다이오드의 구조도이다.3 is a structural diagram of a gallium nitride light emitting diode on a patterned silicon substrate according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 실리콘 기판 위에 탄화규소 박막을 패터닝하여 갈륨 질화물 박막을 성장하는 제작 순서도이다.4 is a manufacturing flowchart of growing a gallium nitride thin film by patterning a silicon carbide thin film on a silicon substrate according to the present invention.

{도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명}{Description of Signs of Major Parts of Drawings}

32 : n형 갈륨 질화물 박막 33 : 활성층32: n-type gallium nitride thin film 33: active layer

34 : p형 갈륨 질화물 박막 35 : 투명전극 34 p-type gallium nitride thin film 35 transparent electrode

36 : n-전극 37 : p-전극36: n-electrode 37: p-electrode

38 : 기판 39 : AlN 완충층38 substrate 39 AlN buffer layer

본 발명은 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 특히 패터닝된 실리콘 기판 위에 질화물계 발광다이오드 구조를 성장시킨 후 표준 노광 공정(standard lithography process)과 식각공정을 이용하여 전류의 밀집(electron crowding)을 억제하기 위해 계단형태의 스텝을 지니는 발광다이오드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode having a silicon substrate group III nitride based stacked structure using a step and a method of fabricating the same. Particularly, a nitride based light emitting diode structure is grown on a patterned silicon substrate, followed by a standard lithography process. The present invention relates to a light emitting diode having stepped steps to suppress electron crowding using an etching process.

도 1은 종래의 사파이어 기판 위에 Ga이 함유된 유기금속화합물(trimethylgallium, (CH3)3Ga, triethylgallium, (C2H5)3Ga)과 N이 함유된 암모니아를 이용하여 고온에서 열분해 시켜 화학증착법(CVD, chemical vapor deposition)을 이용한 갈륨 질화물을 성장하는 방법이다. 그러나 이 방법은 1000℃ 이상의 높은 온도에서 박막 성장이 진행되기 때문에 갈륨 질화물 박막과 사파이어 기판 간의~34%의 열팽창 계수(thermal expansion coefficient)와 16%의 격자부정합(lattice mismatch) 때문에 계면으로부터 야기되는 결정결함(전위결함, 점결함, 선결함 등)과 응력(stress) 등이 갈륨 질화물 박막 위쪽까지 전개되어 구조적, 광학적, 전기적 특성이 우수한 갈륨 질화물 결정을 성장하기 어렵다. 가장 대표적인 방법은 버퍼층을 사용하는 것으로서, 450℃에서 600℃ 정도에서 Al(x)Ga(y)In(z)N막 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)을 하나 또는 여러 가지의 조합으로 성장한 후에 성 장을 멈추고, 온도를 높여서, 낮은 온도에서 성장된 Al(x)Ga(y)In(z)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)을 중화핵(nuclei)으로 형성시키고, 이것을 씨앗으로 하여 고품질의 GaN 기반 질화막을 성장한다. 이러한 버퍼층으로는, AlN 버퍼층(일본 특허공개 소 62-119196), LT-AlGaN 버퍼층(미국특허 제5,290,393호/일본 특허공개 평4-297023), LT-AlGaInN 버퍼층(미국특허 제6,508,878호), LT-AlInN 버퍼층 등이 사용되고 있다. 그런데 이러한 방식으로 갈륨 질화물 박막을 성장한다 하더라도, 갈륨 질화물 박막이 1010 ~ 1012/㎠ 정도의 결함 밀도(dislocation density)를 가지게 되는 문제점이 있다.1 is a chemical decomposition by thermal decomposition at a high temperature using ammonia containing an organometallic compound (trimethylgallium, (CH 3 ) 3 Ga, triethylgallium, (C 2 H 5 ) 3 Ga) and N containing Ga on a conventional sapphire substrate It is a method of growing gallium nitride using a deposition method (CVD, chemical vapor deposition). However, because the thin film grows at high temperatures above 1000 ° C, crystals resulting from the interface due to ~ 34% thermal expansion coefficient and 16% lattice mismatch between the gallium nitride film and the sapphire substrate Defects (potential defects, point defects, predefects, etc.) and stresses extend to the upper layer of the gallium nitride thin film, making it difficult to grow gallium nitride crystals having excellent structural, optical and electrical properties. The most typical method is to use a buffer layer, and the Al (x) Ga (y) In (z) N film (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, at 450 ° C. to 600 ° C.). Al (x) Ga (y) In (z) N (0≤x≤) grown at low temperature by stopping growth and increasing temperature after growing x + y + z = 1) in one or several combinations 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z ≤ 1, x + y + z = 1) to form a nuclei (nuclei), using this as a seed to grow a high quality GaN-based nitride film. Such buffer layers include AlN buffer layers (Japanese Patent Laid-Open No. 62-119196), LT-AlGaN buffer layers (US Pat. No. 5,290,393 / JP-A-4-297023), LT-AlGaInN buffer layers (US Pat. No. 6,508,878), LT -AlInN buffer layer is used. However, even when the gallium nitride thin film is grown in this manner, there is a problem that the gallium nitride thin film has a dislocation density of about 10 10 to 10 12 / cm 2.

또한, 위와 같이 낮은 온도에서 사파이어 기판 위에 버퍼층을 성장하는 것이 아니라, 높은 온도에서 바로 기판 위에 GaN 기반 질화막 반도체를 성장시키는 경우도 있으나, 아직 개선할 여지가 많은 상황이다. 또한, 발광다이오드 소자제작에 있어서, n형 반도체인 갈륨 질화물을 건식식각방법에 의해 드러나게 하여 전극형성을 이루고, 표면의 p-형 반도체에 전극형성을 구성함으로써, top-top 방식의 금속접합을 이루게 된다. 이러한 결과는 발광다이오드 소자에 있어서 reverse 전류특성을 나쁘게 한다.In addition, although the buffer layer is not grown on the sapphire substrate at a low temperature as described above, a GaN-based nitride semiconductor may be grown directly on the substrate at a high temperature, but there is still much room for improvement. In the fabrication of light emitting diode devices, gallium nitride, which is an n-type semiconductor, is exposed by dry etching to form electrodes, and electrode formation is formed on a surface p-type semiconductor to form a top-top metal junction. do. This result in poor reverse current characteristics in the light emitting diode device.

도 2는 종래의 실리콘 기판을 Al이 함유된 유기금속화합물(trimethyl aluminium TMAl; CH3)3Al)과 암모니아를 이용하여 500 ~ 1200℃에서 열 분해시켜 수십~수백 Å 두께의 엷은 AlN 층을 형성한 후 갈륨 질화물 박막을 형성하는 방법이다. 13 ~20 nm 두께의 AlN 층을 이용할 경우, 실리콘 기판 위에 AlN의 중화핵 (nuclei)이 완전하게 표면을 덮지 못하여, 2차원 핵 성장을 일으키지 못한다. 또한, AlN 박막이 완전하게 실리콘 기판을 덮지못하여, 초기에 SiNx 박막을 성장시켜, 질화물 박막의 결정성 향상에 기여하지 못한다. 또한, 50nm이상의 AlN 박막을 이용하면, AlN의 핵성장(grain) 크기는 증가하고, 결정결함 밀도는 감소하지만 그 위에 성장하는 질화물 갈륨 박막은 인장 응력(tensile stress)이 증가하게 되며, 광학적, 구조적 특성이 나빠지게 된다. 결국, 이와 같은 방법은 실리콘과 갈륨 질화물을 AlN라는 완충층을 이용하여 격자 불일치성을 줄일 수 있으나 잔류 응력으로 인하여 성장된 갈륨 질화물 박막에서 심각한 크랙이 발생하거나, 실리콘기판과 AlN 박막의 계면에서 SiNx 박막을 형성하게 되어, 성장된 갈륨 질화물 물성에 심각한 영향을 미쳐 갈륨 질화물을 이용하여 소자를 제작할 때, 누설전류의 증가, 동작전압 증가, 신뢰성 저하의 원인이 되는 문제점이 있다.FIG. 2 is thermally decomposed a conventional silicon substrate at 500 to 1200 ° C. using an organometallic compound containing Al (trimethyl aluminum TMAl (CH 3 ) 3 Al) and ammonia to form a thin AlN layer having a thickness of several tens to hundreds of microns. It is then a method of forming a gallium nitride thin film. When using an AlN layer with a thickness of 13 to 20 nm, the nuclei of AlN do not completely cover the surface on the silicon substrate, and thus do not cause two-dimensional nucleus growth. In addition, since the AlN thin film does not completely cover the silicon substrate, the SiNx thin film is initially grown, which does not contribute to the improvement of the crystallinity of the nitride thin film. In addition, when the AlN thin film of 50 nm or more is used, the grain size of AlN increases, the crystal defect density decreases, but the gallium nitride thin film grown thereon increases the tensile stress, optical and structural The characteristics become worse. As a result, such a method can reduce the lattice mismatch between silicon and gallium nitride using an AlN buffer layer, but serious cracking occurs in the grown gallium nitride thin film due to residual stress, When the device is manufactured by using gallium nitride, the gallium nitride has a serious effect on the physical properties of the grown gallium nitride, which causes an increase in leakage current, an increase in operating voltage, and a decrease in reliability.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 그 목적은 패터닝된 실리콘 기판 위에 갈륨 질화물 박막을 성장 과정에서 박막 내의 결정결함과 응력을 줄여주어 칩사이즈로 분리된 갈륨 질화물 구조의 발광다이오드 및 그 제작방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object is to reduce the crystal defects and stress in the thin film in the process of growing a gallium nitride thin film on the patterned silicon substrate light emitting of the gallium nitride structure separated into chip size The present invention provides a diode and a method of manufacturing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드는 실리콘 기판, AIN완충층, n형 갈륨 질화물 박막, 활성층, p형 갈륨 질화물 박막, 투명전극이 순차적으로 적층되고, 상기 n형 갈륨 질화물 박막 상부에 n-전극이 적층되며, 상기 투명전극 상부에 p-전극이 적층되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a light emitting diode having a silicon substrate group III nitride-based laminated structure using the steps of the present invention may be a silicon substrate, an AIN buffer layer, an n-type gallium nitride thin film, an active layer, a p-type gallium nitride thin film, or a transparent electrode. They are sequentially stacked, n-electrodes are stacked on the n-type gallium nitride thin film, and p-electrodes are stacked on the transparent electrode.

본 발명에서 상기 n형 갈륨 질화물 박막은 일측이 스텝구조로 형성되는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the n-type gallium nitride thin film has one side formed in a step structure.

본 발명에서 상기 n형 갈륨 질화물 박막은 In(x1)Ga(y1)Al(z1)N 의 조성비(단, 0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤z1≤1, x1+y1+z1=1 이다)를 가지는 것이 바람직하다. In the present invention, the n-type gallium nitride thin film has a composition ratio of In (x1) Ga (y1) Al (z1) N (where 0 ≦ x1 ≦ 1, 0 ≦ y1 ≦ 1, 0 ≦ z1 ≦ 1, and x1 + y1 +). z1 = 1).

본 발명에서 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드 제작방법은 실리콘 기판, AIN완충층, n형 갈륨 질화물 박막, 활성층, p형 갈륨 질화물 박막, 투명전극을 순차적으로 적층하는 단계; 상기 n형 갈륨 질화물 박막이 드러나도록 식각하는 단계; 및 금속접합 공정을 수행하는 단계를 포함한다.In the present invention, a method of fabricating a light emitting diode having a silicon substrate group III nitride based stacked structure using a step includes sequentially depositing a silicon substrate, an AIN buffer layer, an n-type gallium nitride thin film, an active layer, a p-type gallium nitride thin film, and a transparent electrode; Etching to expose the n-type gallium nitride thin film; And performing a metal bonding process.

본 발명에서 상기 n형 갈륨 질화물 박막은 화학증착법(CVD), 분자선 에피택시얼 성장법(MBE), 플라즈마화학기상증착법 및 스퍼티터링법 중 선택되는 1종의 방법에 의해 성장시키는 것이 바람직하다.In the present invention, the n-type gallium nitride thin film is preferably grown by one method selected from chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxial growth (MBE), plasma chemical vapor deposition, and sputtering.

본 발명에서 상기 실리콘 기판은 패터닝 된 것이 바람직하다.In the present invention, the silicon substrate is preferably patterned.

본 발명에서 상기 실리콘기판은 포토레지스트(P/R)를 이용하여 표준노광공정을 통해 미세패턴을 형성하는 것이 바람직하다.In the present invention, the silicon substrate is preferably formed using a photoresist (P / R) to form a fine pattern through a standard exposure process.

본 발명에서 상기 드러난 n형 갈륨 질화물 박막의 일측은 계단모양을 형성하 는 것이 바람직하다.One side of the n-type gallium nitride thin film revealed in the present invention is preferably to form a step shape.

본 발명에서 상기 계단모양을 형성하는 방법은 포토레지스트를 균일하게 코팅시키는 단계; 표준 노광공정을 이용하여 메사 구조를 새기는 단계; 및 건식식각방법을 이용하여 계단형을 가진 n형 갈륨 질화물을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.The method of forming the step shape in the present invention comprises the steps of uniformly coating a photoresist; Carving the mesa structure using a standard exposure process; And forming an n-type gallium nitride having a step shape by using a dry etching method.

본 발명의 발광다이오드소자 제작방법은 패터닝된 실리콘 기판 위에 갈륨 질화물 박막을 성장시킬 경우와 비교할 때 박막 내의 결정결함과 응력을 줄여주어 칩 사이즈로 분리된 갈륨 질화물 구조의 발광다이오드를 성장한다. The manufacturing method of the light emitting diode device of the present invention reduces the crystal defects and stress in the thin film as compared to the case of growing a gallium nitride thin film on the patterned silicon substrate to grow a light emitting diode of gallium nitride structure separated into chip size.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.

도 3은 본 발명에 의한 패터닝된 실리콘 기판 위에 갈륨 질화물 발광다이오드의 구조도이다.3 is a structural diagram of a gallium nitride light emitting diode on a patterned silicon substrate according to the present invention.

상기 실시예에서, 갈륨 질화물 발광다이오드는 실리콘 기판(38), AlN완충층(39), n형 갈륨 질화물 박막(32), 활성층(33), p형 갈륨 질화물 박막(34), 투명전극(35), n-전극(36) 및 p-전극(37)을 포함한다.In the above embodiment, the gallium nitride light emitting diode is a silicon substrate 38, AlN buffer layer 39, n-type gallium nitride thin film 32, active layer 33, p-type gallium nitride thin film 34, transparent electrode 35 , n-electrode 36 and p-electrode 37.

상기 실시예는, 일측면이 계단형으로 형성된 갈륨 질화물 박막(40)을 포함하는 발광다이오드 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.The embodiment schematically shows a light emitting diode structure including a gallium nitride thin film 40 having one side formed in a step shape.

본 발명에서 갈륨 질화물(32)은 패턴된 실리콘 기판(38) 위에 성장한다. 패터닝된 실리콘기판(38)을 만들기 위해서, 포토레지스트(P/R)를 가지고, 표준 노광 공정을 통해 미세패턴을 형성한다. 패턴을 유지하기 위하여 금속증착공정 후 lift-off 공정을 이용하여 금속마스크를 만든 후 식각공정을 이용하여 실리콘 기판(38)을 패터닝한다. 패터닝된 실리콘 기판(38)을 이용하여 발광다이오드 구조의 갈륨 질화물(32)을 만든다. Gallium nitride 32 is grown on the patterned silicon substrate 38 in the present invention. In order to make the patterned silicon substrate 38, the photoresist (P / R) is used to form a fine pattern through a standard exposure process. In order to maintain the pattern, after the metal deposition process, a metal mask is made by using a lift-off process, and the silicon substrate 38 is patterned by using an etching process. The patterned silicon substrate 38 is used to make gallium nitride 32 of the light emitting diode structure.

발광다이오드 소자를 제작하기 위하여 n-형 반도체를 식각공정을 이용하여 드러나게 한다. 이때 전류 밀집을 억제함으로써 역방향 전류 특성향상에 기여하기 위한 계단 형태의 구조물을 식각한다. 또한, 금속 접합공정을 이용하여 n형 반도체에 n-전극(36)을, p형 반도체에 p-전극(35) 및 금속 패드(37)를 만들어 발광다이오드 소자를 제작한다. In order to fabricate a light emitting diode device, an n-type semiconductor is exposed using an etching process. At this time, by suppressing the current density, the stepped structure is etched to contribute to the improvement of the reverse current characteristics. In addition, an n-electrode 36 is formed in an n-type semiconductor and a p-electrode 35 and a metal pad 37 are formed in a p-type semiconductor using a metal bonding process to fabricate a light emitting diode device.

도 4는 패터닝된 실리콘 기판 위에 갈륨 질화물 발광다이오드 구조를 성장하여 발광다이오드 소자를 제작하는 순서를 나타낸 것이다.4 shows a procedure of manufacturing a light emitting diode device by growing a gallium nitride light emitting diode structure on a patterned silicon substrate.

먼저, 도 4a 패터닝된 실리콘기판(38)을 가지고, CVD, MBE, 플라스마화학기상 증착법 혹은 스퍼터링법을 이용하여 갈륨 질화물 발광다이오드 구조를 성장하기 위해서는, TMIn, TMGa, TMAl, NH3, 하이드라진(Hydrazine) 등의 다양한 재료들이 사용될 수 있으며, 패턴된 실리콘 기판상 위에 In(x1)Ga(y1)Al(z1)N (0≤x1≤1, 0≤ y1<1, 0≤z1≤1, x1+y1+z1=1)의 조성을 이용하여 갈륨 질화물 박막(32)을 형성한다.First, in order to grow a gallium nitride light emitting diode structure using the CVD, MBE, plasma chemical vapor deposition method or sputtering method with the patterned silicon substrate 38, TMIn, TMGa, TMAl, NH 3 , hydrazine (Hydrazine) Various materials such as) may be used, and In (x1) Ga (y1) Al (z1) N (0 ≦ x1 ≦ 1, 0 ≦ y1 <1, 0 ≦ z1 ≦ 1, x1 + on a patterned silicon substrate). The gallium nitride thin film 32 is formed using the composition of y1 + z1 = 1).

도 4b는 성장된 갈륨 질화물 발광다이오드 구조를 소자로 제작하기 위해 p-형 갈륨 질화물 위에 투명전극(35)을 증착한다.4B deposits a transparent electrode 35 on the p-type gallium nitride to fabricate the grown gallium nitride light emitting diode structure.

도 4c는 n형 갈륨 질화물(32)을 드러나게 하기 위한 식각공정이다. 패터닝된 실리콘 기판(38) 위에 성장한 갈륨 질화물 발광다이오드 구조를 이용하여, 메사 구조를 형성하기 위해 포토레지스트(Photoresist, P/R) (positive, negative, image reverse P/R)를 균일하게 코팅시키고 표준 노광 공정을 이용하여 메사 구조를 새긴 후 건식식각방법을 이용하여 계단형을 가진 n형 갈륨 질화물(40)을 드러나게 한다.4C is an etching process for exposing the n-type gallium nitride 32. Using a gallium nitride light emitting diode structure grown on the patterned silicon substrate 38, the photoresist (P / R) (positive, negative, image reverse P / R) is uniformly coated and formed to form a mesa structure. After etching the mesa structure using an exposure process, the n-type gallium nitride 40 having a stepped shape is exposed by using a dry etching method.

도 4d는 계단형 메사 구조가 형성되고, 칩 사이즈로 분리된 갈륨 질화물 발광다이오드를 제작하기 위해서 p-전극(37) 및 n-전극(36) 금속접합공정을 수행한다.4D illustrates a metal junction process of the p-electrode 37 and the n-electrode 36 to form a gallium nitride light emitting diode having a stepped mesa structure and separated into chip sizes.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전류의 밀집(electron crowding)을 억 제하기 위해 계단형태의 스텝을 만들어 전류분포를 확장시킴으로써, 역방향 전류 특성을 향상 시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to improve the reverse current characteristics by expanding the current distribution by making stepped steps to suppress electron crowding.

또한, 기판으로 실리콘 웨이퍼를 사용하기 때문에 대면적 갈륨 질화물 결정 성장이 가능하다. In addition, since a silicon wafer is used as the substrate, large-area gallium nitride crystal growth is possible.

Claims (9)

실리콘 기판, AIN완충층, n형 갈륨 질화물 박막, 활성층, p형 갈륨 질화물 박막, 투명전극이 순차적으로 적층되고, 상기 n형 갈륨 질화물 박막 상부에 n-전극이 적층되며, 상기 투명전극 상부에 p-전극이 적층되는 것을 특징으로 하는 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드.A silicon substrate, an AIN buffer layer, an n-type gallium nitride thin film, an active layer, a p-type gallium nitride thin film, and a transparent electrode are sequentially stacked, n-electrodes are stacked on the n-type gallium nitride thin film, and p- is disposed on the transparent electrode. A light emitting diode having a silicon substrate group III nitride-based laminated structure using a step of stacking electrodes. 제 1항에 있어서, 상기 n형 갈륨 질화물 박막은 일측이 스텝구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드.The light emitting diode of claim 1, wherein the n-type gallium nitride thin film has a silicon substrate group III-nitride stacked structure using a step, wherein one side is formed in a step structure. 제 1항에 있어서, 상기 n형 갈륨 질화물 박막은 In(x1)Ga(y1)Al(z1)N 의 조성비를 가지는 것을 특징으로 하는 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드.The light emitting diode of claim 1, wherein the n-type gallium nitride thin film has a composition ratio of In (x1) Ga (y1) Al (z1) N. 단, 0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤z1≤1, x1+y1+z1=1 이다.However, 0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤z1≤1, and x1 + y1 + z1 = 1. 실리콘 기판, AIN완충층, n형 갈륨 질화물 박막, 활성층, p형 갈륨 질화물 박막, 투명전극을 순차적으로 적층하는 단계;Sequentially stacking a silicon substrate, an AIN buffer layer, an n-type gallium nitride thin film, an active layer, a p-type gallium nitride thin film, and a transparent electrode; 상기 n형 갈륨 질화물 박막이 드러나도록 식각하는 단계; 및Etching to expose the n-type gallium nitride thin film; And 금속접합 공정을 수행하는 단계를 포함하는 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드 제작방법.A method of fabricating a light emitting diode having a silicon substrate group III nitride based stacked structure using a step comprising performing a metal bonding process. 제 4항에 있어서, 상기 n형 갈륨 질화물 박막은 화학증착법(CVD), 분자선 에피택시얼 성장법(MBE), 플라즈마화학기상증착법 및 스퍼티터링법 중 선택되는 1종의 방법에 의해 성장시키는 것을 특징으로 하는 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드 제작방법.The method of claim 4, wherein the n-type gallium nitride thin film is grown by one method selected from chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxial growth (MBE), plasma chemical vapor deposition and sputtering. A method of fabricating a light emitting diode having a silicon substrate group III nitride based stacked structure using a step characterized by the above-mentioned. 제 4항에 있어서, 상기 실리콘 기판은 패터닝 된것을 특징으로 하는 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드 제작방법.The method of claim 4, wherein the silicon substrate is patterned. 6. 제 4항에 있어서, 상기 실리콘기판은 포토레지스트(P/R)를 이용하여 표준노광공정을 통해 미세패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드 제작방법.5. The light emitting diode of claim 4, wherein the silicon substrate is formed using a photoresist (P / R) to form a fine pattern through a standard exposure process. Way. 제 4항에 있어서, 상기 드러난 n형 갈륨 질화물 박막의 일측은 계단모양을 형성하는 것을 특징으로 하는 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드 제작방법.5. The method of claim 4, wherein one side of the exposed n-type gallium nitride thin film forms a step shape. 제 8항에 있어서, 상기 계단모양을 형성하는 방법은The method of claim 8, wherein the step forming method 포토레지스트를 균일하게 코팅시키는 단계;Uniformly coating the photoresist; 표준 노광공정을 이용하여 메사구조를 새기는 단계; 및Carving the mesa structure using a standard exposure process; And 건식식각방법을 이용하여 계단형을 가진 n형 갈륨 질화물을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스텝을 이용한 실리콘 기판 3족 질화물계 적층구조를 가지는 발광다이오드 제작방법.A method of fabricating a light emitting diode having a silicon-based group III nitride based stacked structure using a step comprising the step of forming an n-type gallium nitride having a stepped shape by using a dry etching method.
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