KR20070088176A - 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

광추출 효율이 향상될 수 있도록 그 구조가 개선된 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법은 기판 상에 순차적으로 n-클래드층, 활성층 및 p-클래드층을 형성하는 단계, 상기 p-클래드층의 상면에 다수의 마스킹-도트들을 형성하는 단계, 상기 마스킹-도트들을 회피하여 상기 p-클래드층 상에 요철구조를 갖는 p-콘택트층을 형성하는 단계, 상기 p-콘택트층 상면의 일부영역으로부터 상기 n-클래드층의 소정 깊이까지 건식식각하여 상기 n-클래드층에 상기 p-콘택트층의 요철형상이 전사된 n-요철콘택트면을 형성하는 단계, 상기 n-요철콘택트면 상에 n-전극을 형성하는 단계 및 상기 p-콘택트층 상에 p-전극을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법{Nitride-based semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same}
도 1a는 서로 다른 굴절율을 갖는 물질층들이 이루는 평탄계면에서 광의 진행경로를 보여주는 도면이다.
도 1b는 서로 다른 굴절율을 갖는 물질층들이 이루는 요철계면에서 광의 진행경로를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 단면도이다.
도 3은 도 2에서 p-콘택트층의 상면을 보여주는 SEM 사진이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2에서 각각 40㎚ 및 70㎚의 요철단차를 갖는 p-콘택트층의 AFM 사진을 보여준다.
도 5는 도 4a 및 도 4b에서 각각 40㎚ 및 70㎚의 요철단차를 갖는 p-콘택트층을 구비한 질화물계 반도체 발광소자 샘플의 광출력 특성을 보여주는 그래프이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법을 보여주는 공정흐름도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10: 기판 20: n-클래드층
20a: n-요철콘택트면 30: 활성층
40: p-클래드층 50: 마스킹-도트
60: p-콘택트층 70: 투명전극층
100: n-전극 120: p-전극
본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광추출 효율이 향상될 수 있도록 그 구조가 개선된 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
여기서 발광 소자(light emitting diode; LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여, 전기 에너지를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태를 발신하는데 사용되는 소자이다. Ⅲ족 질화물계 화합물 반도체는 직접천이형 반도체이며, 다른 반도체를 이용한 소자보다 고온에서 안정된 동작을 얻을 수 있어서, 발광 다이오드(LED)나 레이저 다이오드(laser diode; LD) 등의 발광 소자에 널리 응용되고 있다. 이와 같은 Ⅲ족 질화물계 화합물 반도체는 통상 사파이어(sapphire : Al2O3) 또는 SiC를 기판으로 이용하여 그 위에 형성되는 것이 일반적이다. LED의 발광 효율은 내부 양자 효율과 광추출 효율에 의해 결정 되며, 발광 효율을 향상시키기 위한 방법의 하나로 광추출 효율을 향상시키기 위한 다양한 구조의 발광 다이오드에 관한 연구가 진행되고 있다.
도 1a 및 도 1b는 서로 다른 굴절율을 갖는 물질층들이 이루는 계면구조에 따른 광진행 경로의 차이를 보여주는 도면이다. 도 1a는 평탄한 구조의 계면을 보여주며, 도 1b는 요철구조의 계면을 보여준다.
도 1a를 참조하면, 큰 굴절률을 갖는 제1 물질층(2)으로부터 그 보다 작은 굴절률(n = 1)을 지닌 공기층(4)으로 광이 진행되고자 하는 경우, 상기 광이 소정 각도 이상으로 평탄한 계면(8a)에 입사되어야 한다. 상기 광이 소정 각도 이하로 입사되는 경우, 평탄한 계면(8a)에서 전반사가 되어 광추출 효율이 크게 감소하게 된다. 따라서, 광추출 효율을 감소를 방지하기 위하여 계면의 구조를 비평탄화 하는 방법이 시도되었다.
도 1b를 참조하면, 제1 물질층(2)과 공기층(4) 사이에 평탄하지 않은 요철구조의 계면(8b)을 형성함으로써, 상기 제1 물질층(2)으로부터 공기층(4)으로 입사하는 광이 상기 요철계면(8b)에서 소정 각도 이상의 입사각을 유지할 수 있다. 그 결과, 상기 평탄계면(8a)에서 보다 요철계면(8b)에서 광추출 효율이 크게 증가될 수 있다.
종래의 질화물계 화합물 반도체 LED는, 기판 상에 순차적으로 n-클래드층, 활성층 및 p-클래드층을 형성하는 단계, 상기 p-콘택트층 상면의 일부영역으로부터 상기 n-클래드층의 소정 깊이까지 식각하여 n-콘택트면을 형성하는 단계, 상기 n-콘택트면 상에 n-전극을 형성하는 단계 및 p-콘택트층 면상에 p-전극을 형성하는 단계 등의 공정을 단계적으로 거쳐서 제조되었다. 질화물계 화합물 반도체 물질은 공기층(n = 1)보다 높은 굴절률(예를 들어, GaN 굴절률 n = 2.54이다)을 지니므로, 종래 LED 구조의 경우, 활성층에서 발생한 빛이 평탄한 GaN면을 통과하여 외부로 추출되어 나오기 어려운 단점을 가지고 있었으며, 그 결과 광추출 효율이 높지 않다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 종래 p-콘택트층 또는 n-콘택트층의 표면에 요철구조를 형성하는 방법이 제안되었다. 또한, 일본 공개특허 2004-221529는 p-형 및 n-형 전극층이 형성되지 않는 비전극면에 요철구조를 형성하는 방법을 개시하였다. 그러나, 상기 해결방법들은 각각의 요철면을 p-콘택트층 표면에 금속 도트 마스크를 증착하여 습식식각하여 형성하거나, n-클래드층을 건식식각하여 n-콘택트층을 형성하고 상기 n-콘택트층의 표면을 습식식각하여 형성하거나, 비전극면에 추가적인 리쏘그래피 공정과 건식식각 공정을 통해 형성하므로 추가적인 많은 공정이 요구된다. 또한 위의 세가지 구조를 동시에 구현하기 위해서는 위에 기술한 공정들을 모두 수행하여햐 하므로 공정이 매우 복잡해 질 수 있다. 또한, 종래 기술에서는 요철구조를 형성시키기 위해서는 반도체 발광 소자의 구조로 형성시키는 공정을 진행한 후 별도의 화학적 에칭공정을 실시해야 하므로 그 제조 공정이 복잡해지며, 생산 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 광추출 효율이 향상될 수 있도록 그 구조가 개선된 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법은,
기판 상에 순차적으로 n-클래드층, 활성층 및 p-클래드층을 형성하는 단계;
상기 p-클래드층의 상면에 다수의 마스킹-도트들을 형성하는 단계;
상기 마스킹-도트들을 회피하여 상기 p-클래드층 상에 요철구조를 갖는 p-콘택트층을 형성하는 단계;
상기 p-콘택트층 상면의 일부영역으로부터 상기 n-클래드층의 소정 깊이까지 건식식각하여 상기 n-클래드층에 상기 p-콘택트층의 요철형상이 전사된 n-요철콘택트면을 형성하는 단계;
상기 n-요철콘택트면 상에 n-전극을 형성하는 단계; 및
상기 p-콘택트층 상에 p-전극을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자는,
그 상면의 소정영역이 식각되어 형성된 단차부를 구비하고 상기 단차부에 n-요철콘택트면이 형성된 n-클래드층;
상기 n-클래드층의 상면에 형성된 활성층;
상기 활성층 위에 형성된 p-클래드층;
상기 p-클래드층의 상면에 형성된 다수의 마스킹-도트들;
상기 마스킹-도트들을 회피하여 상기 p-클래드층 상에 형성되는 것으로 요철구조를 갖는 p-콘택트층;
상기 n-요철콘택트면 상에 형성된 n-전극; 및
상기 p-콘택트층 상에 형성된 p-전극;을 구비한다.
여기에서, 상기 마스킹-도트들은 SixNy 물질로 형성되며, 이러한 마스킹-도트들은 유기금속 화학증착 또는 분자선 에피택시 공정에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 마스킹-도트들은 Si 기상소스와 N 기상소스를 공급하여 이들을 화학반응시킴으로써 형성될 수 있다. 여기에서, 상기 Si 기상소스는 SiH4, Si2H6, DTBSi 및 TESi으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질을 포함하며, 상기 N 기상소스는 NH3를 포함한다. 바람직하게, 상기 p-콘택트층은 상기 p-클래드층의 형성물질과 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 p-콘택트층의 요철단차는 10㎚ 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 p-전극은 투명전극 또는 반사전극 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 광추출 효율이 향상될 수 있도록 그 구조가 개선된 질화물계 반도체 발광소자를 얻을 수 있다. 특히, 본 발명에서는 종래 기술에 따른 LED의 제조공정에 추가적인 리쏘그래피 및 식각 공정을 도입하지 않고, p-콘택트층 표면, n-콘택트층 표면 및 비전극면에 요철구조를 형성하여, 광추출 효율이 최대화되는 LED 구조 및 그 제조방법을 제안하였다.
이하에서는, 본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되게 도시된 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 단면도며, 도 3은 도 2에서 p-콘택트층의 상면을 보여주는 SEM 사진이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자는, 기판(10) 상에 순차로 적층된 n-클래드층(20), 활성층(30), p-클래드층(40) 및 상기 p-클래드층(40)의 상면에 형성된 다수의 마스킹-도트들(50)과, 상기 마스킹-도트들(50)을 회피하여 상기 p-클래드층(40) 상에 형성된 요철구조의 p-콘택트층(60)을 구비한다. 그리고, n-전극(100)과 p-전극(120) 각각은 상기 n-클래드층(20)의 식각면과 상기 p-콘택트층(60) 위에 형성되었다. 여기에서, 상기 n-클래드층(20)의 식각면은 요철구조의 n-요철콘택트면(20a)으로 형성되어 있기 때문에, 상기 활성층(30) 내에서 발생되어 상기 n-전극(100)으로 진행하는 광 중 그 상당량이 상기 n-요철콘택트면(20a)에서 다시 반사될 수 있으며, 반사된 광은 상기 활성층(30)으로 진행하여 내부양자 효율을 높이거나 또는 외부로 추출되어 질화물계 반도체 발광소자의 광추출 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 다수의 마스킹-도트들(50)은 상기 p-클래드층(40) 상에 요철구조의 p-콘택트층(60)을 형성하기 위해 제조공정에서 요구되는 것이며, 이들 마스킹 도트들(50) 또한 상기 활성층(40) 내에서 발생되는 광을 회절 또는/및 산란시켜 광의 외부추출 효율을 증가시키는 기능을 할 수 있다. 여기에서, 상기 마스킹-도트들(50)은 SiN 물질로 형성될 수 있다. 상기 p-클래드층(40) 상에 요철구조의 p-콘택트층(60)을 형성하기 위해서, 상기 마스킹-도트들(50)은 적정한 두께 및 폭으로 제어될 수 있다.
상기 기판(10)은 Si, GaAs, SiC, GaN, 사파이어 기판 중의 어느 하나인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 n-클래드층(20)은 n-GaN 계열의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체층으로 형성하되, 특히 n-GaN층 또는 n-GaN/AlGaN층으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 p-클래드층(40)은 p-GaN 계열의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체층으로 형성하되, 특히 p-GaN층 또는 p-GaN/AlGaN층으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 활성층(30)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1 그리고 0≤x+y≤1)인 GaN계열의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체층으로 형성하되, 특히 InGaN층 또는 AlGaN층으로 형성하는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 활성층(30)은 다중양자우물(multi-quantum well, 이하 'MQW'라 함) 또는 단일양자우물 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 이러한 활성층의 구조는 본 발명의 기술적 범위를 제한하지 않는다. 예를 들어, 상기 활성층(30)은 GaN/InGaN/GaN MQW 또는 GaN/AlGaN/GaN MQW 구조로 형성되는 것이 가장 바람직할 수 있다.
상기 p-콘택트층(60)은 상기 p-클래드층(40)의 형성물질과 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 p-콘택트층(60)은 p-GaN 계열의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체층으로 형성하되, 특히 p-GaN층 또는 p-GaN/AlGaN층으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 p-콘택트층(60)의 요철단차는 10㎚ 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 p-콘택트층(60)은 요철구조로 형성되었기 때문에, 상기 p-콘택트층(60)의 요철면들이 상기 활성층(30) 내에서 발생되는 광을 회절 또는/및 산란시켜 광의 외부추출 효율을 증가시키는 기능을 할 수 있다.
바람직하게, 상기 p-전극(120)은 투명전극(70) 또는 반사전극(미도시) 중 적 어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 투명전극(70)은 상기 p-콘택트층(60)의 전면에 형성될 수 있으며, 상기 투명전극(70)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명전도성 물질로 형성된다. 바람직하게, 상기 투명전극(70)은 상기 p-콘택트층(60)의 요철패턴을 따라 요철구조로 형성될 수 있다.
이와 같은 구조의 질화물계 발광소자에서, 상기 n-전극(100)과 p-전극(120) 사이에 소정의 전압이 인가되면, 상기 n-클래드층(20)과 p-클래드층(40)으로부터 각각 전자들(electrons)과 정공들(holes)이 상기 활성층(30)으로 주입되어, 이들이 활성층(30) 내에서 결합함으로써 활성층(30)으로부터 광이 출력될 수 있다.
본 발명에 따르면, 질화물계 반도체 발광소자의 광출사면이 요철구조로 형성되어 이러한 요철구조가 활성층 내에서 발생되는 광을 회절 또는/및 산란시켜 광의 외부추출 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, n-클래드층에 요철구조의 n-요철콘택트면(20a)을 형성하고, 상기 n-요철콘택트면(20a) 상에 n-전극(100)을 형성함으로써 광의 외부추출 효율을 종래 보다 더 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자에서 종래 보다 광추출 효율이 향상될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 2에서 각각 40㎚ 및 70㎚의 요철단차를 갖는 p-콘택트층의 AFM 사진을 보여준다. 그리고, 도 5는 도 4a 및 도 4b에서 각각 40㎚ 및 70㎚의 요철단차를 갖는 p-콘택트층을 구비한 질화물계 반도체 발광소자 샘플의 광출력 특성을 보여주는 그래프이다. 여기에서, 플레인(plane) 샘플은 비요철면으로 형성되는 종래 사파이어/n-GaN/MQW/p-GaN의 구조의 LED이다. 그리고, 텍스쳐링 1과 텍스쳐링 2 각각은 40㎚ 및 70㎚의 요철단차를 갖는 p-콘택트층을 구비한 본 발명의 질화물계 반도체 발광소자이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법을 보여주는 공정흐름도이다. 본 발명에서는 종래 기술에 따른 LED의 제조공정에 추가적인 리쏘그래피 및 식각 공정을 도입하지 않고, p-콘택트층 표면, n-콘택트층 표면 및 비전극면에 요철구조를 형성하여, 광추출 효율이 최대화되는 LED 구조 및 그 제조방법을 제안하였다.
도 6a를 참조하면, 미리 준비된 기판(10), 예를 들어 Si, GaAs, SiC, GaN 또는 사파이어 기판 상에 동종(예를 들어 GaN 기판 상에 GaN계열의 결정층 성장) 또는 이종 적층(예를 들어 사파이어 기판 상에 GaN계열의 결정층 성장) 방법에 의해 n-클래드층(20)을 형성한다. 상기 n-클래드층(20)은 n-GaN 계열의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체층으로 형성하되, 특히 n-GaN층 또는 n-GaN/AlGaN층으로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고나서, 상기 n-클래드층(20) 상에 순차로 활성층(30) 및 p-클래드층(40)을 형성한다. 상기 활성층(30)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1 그리고 0≤x+y≤1)인 GaN계열의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체층으로 형성하되, 특히 InGaN층 또는 AlGaN층으로 형성하는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 활성층(30)은 다중양자우물(multi-quantum well, 이하 'MQW'라 함) 또는 단일양자우물 중 어느 하나의 구조로 형성될 수 있으며, 이러한 활성층(30)의 구조는 본 발명의 기술적 범위를 제한하지 않는다. 예를 들어, 상기 활성층(30)은 GaN/InGaN/GaN MQW 또는 GaN/AlGaN/GaN MQW 구조로 형성되는 것이 가장 바람직할 수 있다.
그리고, 상기 p-클래드층(40)은 p-GaN 계열의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체층으로 형성하되, 특히 p-GaN층 또는 p-GaN/AlGaN층으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 n-클래드층(20), 활성층(30) 및 p-클래드층(40) 각각은 HVPE(Halide or Hydride vapor phase epitaxy) 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy)와 같은 기상증착법(vapor deposition)으로 형성될 수 있으며, 이들 방법은 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6b 및 도 6c를 참조하면, 상기 p-클래드층(40)의 상면에 다수의 마스킹-도트들(50)을 형성한다.
상기 마스킹-도트들(50)은 SixNy 물질로 형성되며, 이러한 마스킹-도트들은 유기금속 화학증착 또는 분자선 에피택시 공정에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 p-클래드층(40) 상에 Si 기상소스와 N 기상소스를 공급하여 이 두 물질을 화학반응시킴으로써, 상기 마스킹-도트들(50)이 형성될 수 있다. 여기에서, 상기 Si 기상소스는 SiH4, Si2H6, DTBSi(ditributhyle silane) 및 TESi(thriethyle silane)으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질을 포함하며, 상기 N 기상소스는 NH3를 포함한다. 상기 마스킹-도트들(50)은 수 ㎚ 내지 수백 ㎚의 두께로 형성될 수 있다.
그리고나서, 상기 마스킹-도트들(50)을 회피하여 상기 p-클래드층(40) 상에 요철구조를 갖는 p-콘택트층(60)을 형성한다. 상기 마스킹 도트들(50)은 SixNy 물질과 같은 질화물로 형성되기 때문에, 상기 마스킹 도트들(50) 위에는 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 물질이 에피성장되지 않는다. 따라서, 이러한 특성을 이용하여, 요철구조의 p-콘택트층(60)을 형성할 수 있다.
바람직하게, 상기 p-콘택트층(60)은 상기 p-클래드층(40)의 형성물질과 실질적으로 동일한 물질로 형성된다. 예를 들어, 상기 p-콘택트층(60)은 p-GaN 계열의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체층으로 형성하되, 특히 p-GaN층 또는 p-GaN/AlGaN층으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 p-콘택트층(60)의 요철단차는 10㎚ 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 p-콘택트층(60)은 유기금속 화학증착 또는 분자선 에피택시 공정 등과 같은 기상증착에 의해 형성될 수 있다.
도 6d를 참조하면, 상기 p-콘택트층(60) 상면의 일부영역으로부터 상기 n-클래드층(20)의 소정 깊이까지 건식식각하여 상기 n-클래드층(20)에 상기 p-콘택트층(60)의 요철형상이 전사된 n-요철콘택트면(20a)을 형성한다. 바람직하게, 상기 n-클래드층(20)의 건식식각은 플라즈마 에칭공정에 의해 수행될 수 있다.
도 6e 및 도 6f를 참조하면, 상기 n-요철콘택트면(20a) 및 p-콘택트층(60) 상에 각각 n-전극(100) 및 p-전극(120)을 형성한다. 바람직하게, 상기 p-전극(120)은 투명전극(70) 또는 반사전극(미도시) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 투명전극(70)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명전도성 물질로 형성되며, 유기금속 화학증착 또는 분자선 에피택시 공정 등과 같은 기상증착에 의해 형 성될 수 있다. 이러한 투명전극(70)은 상기 p-콘택트층(60)의 전면에 형성되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 투명전극(70)은 상기 p-콘택트층(60)의 요철패턴을 따라 요철구조로 형성될 수 있다.
상기 n-전극(100) 및 p-전극(120)은 Al, Ag, Au, Pd 등과 같은 금속물질로 형성될 수 있다. 여기에서, 특히 상기 n-전극(100)은 Ag와 같이 반사율 특성이 우수한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 공정과정을 통하여 본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자가 제조될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광추출 효율이 향상될 수 있도록 그 구조가 개선된 질화물계 반도체 발광소자를 얻을 수 있다. 본 발명에 따르면, 질화물계 반도체 발광소자의 광출사면이 요철구조로 형성되어 이러한 요철구조가 활성층 내에서 발생되는 광을 회절 또는/및 산란시켜 광의 외부추출 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, n-클래드층에 n-요철콘택트면을 형성하고, 상기 n-요철콘택트면 상에 n-전극을 형성함으로써 광의 외부추출 효율을 종래 보다 더 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 질화물계 반도체 발광소자에서 종래 보다 광추출 효율이 향상될 수 있다.
특히, 본 발명에 의하면, 종래 기술에 따른 LED의 제조공정에 추가적인 리쏘그래피 및 식각 공정을 도입하지 않고, p-콘택트층 표면, n-콘택트층 표면 및 비전극면에 요철구조를 형성하여, 광추출 효율이 최대화되는 LED 구조를 구현할 수 있다.
이상에서, 이러한 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 몇몇의 모범적인 실시예 가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었으나, 이러한 실시예들은 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 상기 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점이 이해되어야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 도시되고 설명된 구조와 공정순서에만 국한되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 발명의 기술사상을 중심으로 보호되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 기판 상에 순차적으로 n-클래드층, 활성층 및 p-클래드층을 형성하는 단계;
    상기 p-클래드층의 상면에 다수의 마스킹-도트들을 형성하는 단계;
    상기 마스킹-도트들을 회피하여 상기 p-클래드층 상에 요철구조를 갖는 p-콘택트층을 형성하는 단계;
    상기 p-콘택트층 상면의 일부영역으로부터 상기 n-클래드층의 소정 깊이까지 건식식각하여 상기 n-클래드층에 상기 p-콘택트층의 요철형상이 전사된 n-요철콘택트면을 형성하는 단계;
    상기 n-요철콘택트면 상에 n-전극을 형성하는 단계; 및
    상기 p-콘택트층 상에 p-전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스킹-도트들은 SixNy 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 마스킹-도트들은 유기금속 화학증착 또는 분자선 에피택시 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 마스킹-도트들은 Si 기상소스와 N 기상소스를 공급하여 이들을 화학반응시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 Si 기상소스는 SiH4, Si2H6, DTBSi 및 TESi으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 N 기상소스는 NH3를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 p-콘택트층은 상기 p-클래드층의 형성물질과 실질적으로 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 p-콘택트층의 요철단차는 10㎚ 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 p-전극은 투명전극 또는 반사전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 질화물계 반도체 발광소자.
  11. 그 상면의 소정영역이 식각되어 형성된 단차부를 구비하고 상기 단차부에 n-요철콘택트면이 형성된 n-클래드층;
    상기 n-클래드층의 상면에 형성된 활성층;
    상기 활성층 위에 형성된 p-클래드층;
    상기 p-클래드층의 상면에 형성된 다수의 마스킹-도트들;
    상기 마스킹-도트들을 회피하여 상기 p-클래드층 상에 형성되는 것으로 요철구조를 갖는 p-콘택트층;
    상기 n-요철콘택트면 상에 형성된 n-전극; 및
    상기 p-콘택트층 상에 형성된 p-전극;을 구비하는 것을 특징으로 하는 질화 물계 반도체 발광소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마스킹-도트들은 SiN 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 p-콘택트층은 상기 p-클래드층의 형성물질과 실질적으로 동일한 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 p-콘택트층의 요철단차는 10㎚ 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 p-전극은 투명전극 또는 반사전극 중 적어도 어느 하나를 포함한 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 발광소자.
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