KR20090090114A

KR20090090114A - Light emitting diode with transparent conductive electrode and method of manufacturing the same

Info

Publication number: KR20090090114A
Application number: KR20080015395A
Authority: KR
Inventors: 황석민; 김선운; 이동율; 한재호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2009-08-25

Abstract

A light emitting diode with a transparent conductive electrode and a method of manufacturing the same are provided to make a current distributed into an active layer by flowing the current into a non-ohmic and ohmic transparent. A first cladding layer is formed with a first conductive semiconductor material successively formed on a substrate(110). An active layer(140) is the multi-quantum well structure, and a second clad layer and transparent electrode layer are formed with the second conductive semiconductor material. The transparent electrode layer(160) comprises the non-ohmic transparent area(161) and ohmic transparent area(162). The first electrode is formed one of the transparent electrode layer, and the second electrode is formed in an exposure zone of the first cladding layer.

Description

Light emitting diode with transparent electrode and method for manufacturing the same

본 발명은 투명 전극을 갖는 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전류 퍼짐과 광출력을 향상시키기 위한 투명 전극을 갖는 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode having a transparent electrode and a method of manufacturing the same, and more particularly to a light emitting diode having a transparent electrode for improving current spreading and light output and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 질화물 반도체 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 전자와 홀의 재결합을 기초로 발광하는 반도체 소자로서, 광통신, 전자기기 등에서 광원으로 널리 사용되는 것이다. In general, nitride semiconductor light emitting diodes (LEDs) are semiconductor devices that emit light based on recombination of electrons and holes, and are widely used as light sources in optical communication and electronic devices.

상기 발광다이오드에 있어서, 발광되는 광의 주파수(혹은 파장)은 반도체소자에 사용되는 재료의 밴드 갭 함수로서, 작은 밴드 갭을 갖는 반도체 재료를 사용하는 경우 낮은 에너지와 긴 파장의 광자가 발생되고, 넓은 밴드 갭을 갖는 반도체 재료를 사용하는 경우 짧은 파장의 광자가 발생한다. In the light emitting diode, the frequency (or wavelength) of light emitted is a band gap function of a material used in a semiconductor device. When using a semiconductor material having a small band gap, photons having a low energy and a long wavelength are generated. When using a semiconductor material having a band gap, photons of short wavelengths are generated.

예를 들어, AlGaInP 물질은 적색 파장의 광을 발생시키고, 실리콘 카바이드(SiC)와 Ⅲ족 질화물계 반도체, 특히 GaN는 청색 또는 자외선 파장의 광을 발생시킨다. For example, AlGaInP materials generate red wavelengths of light, while silicon carbide (SiC) and group III nitride based semiconductors, particularly GaN, generate blue or ultraviolet wavelengths of light.

그 중에서, 갈륨계 발광다이오드는 GaN의 벌크 단결정체를 형성할 수 없기 때문에, GaN 결정의 성장에 적합한 기판을 사용하여야 하며, 대표적으로 사파이어 기판이 사용된다. Among them, gallium-based light emitting diodes cannot form GaN bulk single crystals, so a substrate suitable for the growth of GaN crystals should be used, and a sapphire substrate is typically used.

도 1a와 도 1b는 종래의 플립-칩 구조의 발광 다이오드의 상면도 및 그 발광다이오드의 A-A 단면도를 각각 도시한 도면으로서, 종래의 발광 다이오드(20)는 예를 들어 기판(21)의 상면에 순차적으로 버퍼층(22), n형 GaN 클래드층(23a), 활성층(23b), p형 GaN 클래드층(23c)이 형성되며, 이와 같이 형성된 활성층(23b)과 p형 GaN 클래드층(23c)를 건식 에칭하여, n형 GaN 클래드층(23a)의 일부를 노출시킨 후, 노출된 n형 GaN 클래드층(23a)의 상부에는 n측 전극(26), 에칭되지 않은 p형 GaN 클래드층(23c)의 상부에는 투명전극(24)을 개재한 후 p측 전극(25)을 형성한다. 1A and 1B show a top view of a conventional flip-chip structured light emitting diode and an AA cross-sectional view of the light emitting diode, respectively, wherein the conventional light emitting diode 20 is, for example, on the top surface of the substrate 21. The buffer layer 22, the n-type GaN cladding layer 23a, the active layer 23b, and the p-type GaN cladding layer 23c are sequentially formed, and the active layer 23b and the p-type GaN cladding layer 23c thus formed are formed. After dry etching to expose a portion of the n-type GaN cladding layer 23a, the n-side electrode 26 and the unetched p-type GaN cladding layer 23c are disposed on the exposed n-type GaN cladding layer 23a. The p-side electrode 25 is formed after the transparent electrode 24 is interposed therebetween.

이후, p측 전극(25)과 n측 전극(26) 상에 각각 Au 또는 Au 합금으로 된 마이크로범퍼(microbump)(27,28)을 형성하고, 이렇게 형성된 발광 다이오드(20)는 도 1b에서 뒤집힌 상태에서 마운트 기판 또는 리드 프레임 등에 마이크로 범퍼(27,28)를 본딩 공정을 통해 장착한다. Thereafter, micropumps 27 and 28 made of Au or Au alloy are formed on the p-side electrode 25 and the n-side electrode 26, and the light emitting diodes 20 thus formed are inverted in FIG. 1B. In the state, the micro bumpers 27 and 28 are mounted to the mount substrate or the lead frame through a bonding process.

이와 같은 종래의 발광 다이오드는 투명전극(24)과 p측 전극(25)이 기판(21)과 일체로 형성되어 전기적 접속을 위해 요구되는 면적을 줄일 수는 있으나, 최적의 균일한 전류 흐름을 얻지는 못하여, 발광 다이오드(20)의 동작시 공급되는 전류가 일부 부분으로 집중되어 신뢰성이 저하된다. In the conventional light emitting diode, the transparent electrode 24 and the p-side electrode 25 are integrally formed with the substrate 21 to reduce the area required for the electrical connection, but the optimum uniform current flow is not obtained. In this case, the current supplied during the operation of the light emitting diode 20 is concentrated to a part, thereby reducing the reliability.

따라서, 종래의 발광 다이오드에서 이러한 전류의 일부 집중으로 인해, 발광 을 위한 유효한 발광 영역이 협소하여 발광 효율이 저하되며, 그로 인하여 발광 다이오드의 발광 효율이 저하되는 문제점이 있다. Therefore, in the conventional light emitting diodes, due to the partial concentration of the current, the effective light emitting area for light emission is narrowed, so that the light emitting efficiency is lowered, thereby lowering the light emitting efficiency of the light emitting diode.

본 발명은 발광 다이오드의 신뢰성과 효율을 향상시키도록 최적의 균일한 전류 흐름을 획득할 수 있는 투명전극을 갖는 발광 다이오드를 제공하는데 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a light emitting diode having a transparent electrode capable of obtaining an optimal uniform current flow to improve the reliability and efficiency of the light emitting diode.

본 발명의 다른 목적은 발광 다이오드의 신뢰성과 효율을 향상시키도록 최적의 균일한 전류 흐름을 획득할 수 있는 투명전극을 갖는 발광 다이오드의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a light emitting diode having a transparent electrode capable of obtaining an optimum uniform current flow to improve the reliability and efficiency of the light emitting diode.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예는 기판 상에 순차적으로 형성된 제 1 도전성 반도체 물질로 형성된 제 1 클래드층, 다중 양자 우물(multi-quantum well) 구조의 활성층, 제 2 도전성 반도체 물질로 형성된 제 2 클래드층 및 투명 전극층을 포함하되, 상기 투명 전극층은 상기 제 2 클래드층의 상부면에 다수 형성된 비오믹(non-ohmic) 투명 영역; 및 상기 비오믹(non-ohmic) 투명 영역을 덮도록 상기 제 2 클래드층의 상부면에 형성된 오믹 투명 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드에 관한 것이다. One embodiment of the present invention for achieving the above object is a first cladding layer formed of a first conductive semiconductor material sequentially formed on a substrate, an active layer of a multi-quantum well structure, a second conductive semiconductor material A second cladding layer and a transparent electrode layer, wherein the transparent electrode layer comprises a non-ohmic transparent region formed on a plurality of upper surfaces of the second cladding layer; And an ohmic transparent region formed on an upper surface of the second clad layer to cover the non-ohmic transparent region.

본 발명의 일실시예는 상기 투명 전극층의 상부면 일측에 형성된 제 1 전극; 상기 제 1 클래드층의 노출 영역에 형성된 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 둘러싸고 상기 투명 전극층의 상부면에 형성된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. One embodiment of the invention the first electrode formed on one side of the upper surface of the transparent electrode layer; A second electrode formed in the exposed region of the first clad layer; And an insulating layer surrounding the first electrode and the second electrode and formed on an upper surface of the transparent electrode layer.

본 발명의 일실시예에서 상기 비오믹 투명 영역 또는 오믹 투명 영역은 ZnO, RuO, NiO, CoO, ITO(Indium-Tin-Oxide) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 산화물로 형성되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the non-bio transparent region or the ohmic transparent region is formed of any one metal oxide selected from ZnO, RuO, NiO, CoO, ITO (Indium-Tin-Oxide).

본 발명의 일실시예에서 상기 비오믹 투명 영역 또는 오믹 투명 영역은 TCO(transparent conductive oxide)로 형성되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the non-bio transparent region or the ohmic transparent region is characterized in that formed of transparent conductive oxide (TCO).

본 발명의 일실시예에서 상기 투명 전극층의 굴절률은 상기 절연층의 굴절률보다 높고 상기 제 2 클래드층의 굴절률보다 낮은 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention is characterized in that the refractive index of the transparent electrode layer is higher than the refractive index of the insulating layer and lower than the refractive index of the second clad layer.

본 발명의 일실시예에서 상기 비오믹 투명 영역은 메쉬(mesh) 형태로 형성된 다수의 패턴인 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the biomic transparent region is characterized in that a plurality of patterns formed in a mesh (mesh) form.

본 발명의 일실시예에서 상기 비오믹 투명 영역은 5Å ~ 20000Å의 지름을 가지는 도트(dot) 패턴으로 형성된 것을 특징으로 한다. In the exemplary embodiment of the present invention, the non-transparent transparent region is formed in a dot pattern having a diameter of 5 μs to 20,000 μs.

또한, 본 발명의 다른 실시예는 기판 상에 순차적으로 형성된 제 1 도전성 반도체 물질로 형성된 제 1 클래드층, 다중 양자 우물(multi-quantum well) 구조의 활성층 및 제 2 도전성 반도체 물질로 형성된 제 2 클래드층을 마련하는 단계; 및 상기 제 2 클래드층의 상부면에 형성된 다수의 비오믹 투명 영역과 상기 비오믹 투명 영역을 덮는 오믹 투명 영역을 포함하는 투명 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 다이오드의 제조 방법에 관한 것이다. In addition, another embodiment of the present invention is a first cladding layer formed of a first conductive semiconductor material sequentially formed on a substrate, an active layer of a multi-quantum well structure and a second cladding formed of a second conductive semiconductor material Preparing a layer; And forming a transparent electrode layer including a plurality of non-transparent transparent regions formed on an upper surface of the second clad layer and an ohmic transparent region covering the non-transparent transparent region.

본 발명의 다른 실시예는 상기 투명 전극층의 상부면 일측에 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 클래드층의 노출 영역에 제 2 전극을 형성하는 단계; 및 상기 투명 전극층의 상부면에 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 둘러싸는 절연층을 형 성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Another embodiment of the present invention comprises the steps of forming a first electrode on one side of the upper surface of the transparent electrode layer; Forming a second electrode in an exposed region of the first clad layer; And forming an insulating layer surrounding the first electrode and the second electrode on an upper surface of the transparent electrode layer.

본 발명의 다른 실시예에서 상기 투명 전극층을 형성하는 단계는 상기 제 2 클래드층의 상부면에 투명 전극 재질로 이루어진 다수의 패턴 영역을 형성하는 단계; 상기 패턴 영역을 산소 분위기에서 열처리하여 비오믹 투명 영역으로 형성하는 단계; 및 상기 제 2 클래드층의 상부면에 상기 비오믹 투명 영역을 덮는 오믹 투명 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In another embodiment, the forming of the transparent electrode layer may include forming a plurality of pattern regions made of a transparent electrode material on an upper surface of the second clad layer; Heat treating the pattern region in an oxygen atmosphere to form a biomic transparent region; And forming an ohmic transparent region covering the biomic transparent region on an upper surface of the second clad layer.

본 발명의 다른 실시예에서 상기 비오믹 투명 영역 또는 오믹 투명 영역은 ZnO, RuO, NiO, CoO, ITO(Indium-Tin-Oxide) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 산화물로 형성되는 것을 특징으로 한다. In another embodiment of the present invention, the non-bio transparent region or the ohmic transparent region is formed of any one metal oxide selected from ZnO, RuO, NiO, CoO, and ITO (Indium-Tin-Oxide).

본 발명의 다른 실시예에서 상기 비오믹 투명 영역 또는 오믹 투명 영역은 TCO(transparent conductive oxide)로 형성되는 것을 특징으로 한다. In another embodiment of the present invention, the non-bio transparent region or the ohmic transparent region is characterized in that formed of transparent conductive oxide (TCO).

본 발명의 다른 실시예에서 상기 투명 전극층의 굴절률은 상기 절연층의 굴절률보다 높고 상기 제 2 클래드층의 굴절률보다 낮은 것을 특징으로 한다. In another embodiment of the present invention, the refractive index of the transparent electrode layer may be higher than the refractive index of the insulating layer and lower than the refractive index of the second clad layer.

본 발명의 다른 실시예는 상기 다수의 패턴 영역을 형성하는 단계에서 상기 다수의 패턴은 메쉬(mesh) 형태로 형성된 것을 특징으로 한다. Another embodiment of the present invention is characterized in that in the step of forming the plurality of pattern regions, the plurality of patterns are formed in a mesh (mesh) form.

본 발명의 다른 실시예에서 상기 패턴은 5Å ~ 20000Å의 지름을 가지는 도트(dot) 패턴으로 형성된 것을 특징으로 한다. In another embodiment of the present invention, the pattern is characterized in that formed in a dot pattern having a diameter of 5 ~ 20000 Å.

상기한 바와 같이 본 발명은 다수의 비오믹 투명 영역과 오믹 투명 영역으로 이루어진 투명 전극층이 주입된 전류를 고르게 퍼지도록 하여 활성층으로 고르게 흐르게 하는 전류 퍼짐 기능과 전반사에 의한 광출력 손실을 방지하는 기능을 수행하여, 발광 효율이 향상된 발광 다이오드를 제공할 수 있다. As described above, the present invention provides a current spreading function for spreading the injected current evenly through the transparent electrode layer including the plurality of non-transparent transparent regions and the ohmic transparent regions, and to prevent light output loss due to total reflection. By doing so, it is possible to provide a light emitting diode having improved luminous efficiency.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 여기서, 발광 다이오드의 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in the case where it is determined that the detailed description of the related known configuration or function of the light emitting diode may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명 전극을 갖는 발광 다이오드의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a light emitting diode having a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드(100)는 기판(110), 기판(110) 상에 순차적으로 형성된 버퍼층(120), 제 1 도전성의 클래드층으로 n형 GaN 클래드층(130), 다중 양자 우물(multi-quantum well) 구조의 활성층(140), 제 2 도전성의 클래드층으로 p형 GaN 클래드층(150), 비오믹 투명 영역(161)과 오믹 투명 영역(162)으로 이루어진 투명 전극층(160), p-전극(171), n-전극(172) 및 절연층(180)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 2, the light emitting diode 100 according to the embodiment of the present invention is an n-type GaN as a substrate 110, a buffer layer 120 sequentially formed on the substrate 110, and a cladding layer of a first conductivity. The cladding layer 130, the active layer 140 having a multi-quantum well structure, the p-type GaN cladding layer 150 as the second conductive cladding layer 150, the biomic transparent region 161 and the ohmic transparent region ( The transparent electrode layer 160 including the 162, the p-electrode 171, the n-electrode 172, and the insulating layer 180 are included.

이러한 발광 다이오드(100)에서 버퍼층(120) 상에 순차적으로 형성된 n형 GaN 클래드층(130), 활성층(140), p형 GaN 클래드층(150), p-전극(171)은 MOCVD(Metal Organic Chemical vapor deposition)와 같은 공정 기술을 이용하여 다수의 층으로 형성된 후, 에칭되어 메사(mesa) 구조로 다수 형성될 수도 있다. In the LED 100, the n-type GaN cladding layer 130, the active layer 140, the p-type GaN cladding layer 150, and the p-electrode 171 sequentially formed on the buffer layer 120 are MOCVD (Metal Organic). It may be formed into a plurality of layers using a process technique such as chemical vapor deposition, and then etched to form a plurality of mesa structures.

이때, 투명 전극층(160)은 비오믹 투명 영역(161)과 오믹 투명 영역(162)으로 이루어지되, 비오믹 투명 영역(161)이 p형 GaN 클래드층(150)의 상부면에 다수 분산된 메쉬(mesh) 형태로 형성되고, 이러한 비오믹 투명 영역(161)에 대해 p형 GaN 클래드층(150)의 상부면에 비오믹 투명 영역(161)을 덮도록 오믹 투명 영역(162)을 형성한다. At this time, the transparent electrode layer 160 is composed of a bio-transparent region 161 and an ohmic transparent region 162, the bio-transparent region 161 is a mesh in which a plurality of dispersed on the upper surface of the p-type GaN cladding layer 150 The ohmic transparent region 162 is formed to have a mesh shape, and the ohmic transparent region 162 is formed on the upper surface of the p-type GaN cladding layer 150 with respect to the biotic transparent region 161.

구체적으로, 비오믹 투명 영역(161)과 오믹 투명 영역(162)은 동일하거나 상이한 투명 전극 재질로 형성되되, 예를 들어 ZnO, RuO, NiO, CoO, ITO(Indium-Tin-Oxide)의 금속 산화물 또는 TCO(transparent conductive oxide) 중에서 선택된 재질로 형성되고, 특히 비오믹 투명 영역(161)은 산소 분위기에서 열처리하고 패터닝(patterning)하는 과정에 의해 p형 GaN 클래드층(140)의 상부면에 다수의 패턴이 분산된 메쉬(mesh) 형태로 형성될 수 있다. In detail, the biohazard transparent region 161 and the ohmic transparent region 162 may be formed of the same or different transparent electrode materials, for example, metal oxides of ZnO, RuO, NiO, CoO, and Indium-Tin-Oxide (ITO). Or a material selected from transparent conductive oxides (TCOs), and in particular, the biomic transparent region 161 is formed on a plurality of upper surfaces of the p-type GaN cladding layer 140 by heat treatment and patterning in an oxygen atmosphere. The pattern may be formed in a dispersed mesh form.

이에 따라, 비오믹 투명 영역(161)은 오믹 투명 영역(162)과 동일한 굴절률을 가지면서 오믹 투명 영역(162) 보다 높은 비저항을 갖게 되어, p-전극(150)을 통해 주입된 전류를 활성층(130)으로 고르게 흐르게 하는 영역, 즉 전류 퍼짐(current spreading)을 위한 영역으로 작용할 수 있다. Accordingly, the biomic transparent region 161 has the same refractive index as that of the ohmic transparent region 162 and has a higher specific resistance than the ohmic transparent region 162, thereby converting the current injected through the p-electrode 150 into the active layer ( 130 may serve as an evenly flowing area, that is, an area for current spreading.

또한, 비오믹 투명 영역(161)은 다양한 형태의 패턴, 예를 들어 5Å ~ 20000Å의 지름을 가지는 도트(dot) 패턴으로 형성될 수 있고, 비오믹 투명 영역(161)의 두께는 오믹 투명 영역(162)의 절반 정도로 형성될 수 있으며, 비오믹 투명 영역(161)과 오믹 투명 영역(162)이 ITO로 형성되는 경우, 비오믹 투명 영역(161)과 오믹 투명 영역(162)의 굴절률은 SiO₂ 또는 SiN으로 이루어진 절연층(180)의 굴절률과 p형 GaN 클래드층(150)의 굴절률 사이의 값, 1.7 ~ 2.2의 굴절률을 가지게 되어 전반사에 의한 광출력 손실을 방지할 수 있다. In addition, the non-transparent transparent region 161 may be formed in various patterns, for example, a dot pattern having a diameter of 5 μs to 20,000 μs, and the thickness of the non-transparent transparent region 161 may be an ohmic transparent region ( About half of 162 may be formed, and when the bio transparent region 161 and the ohmic transparent region 162 are formed of ITO, the refractive indices of the biomic transparent region 161 and the ohmic transparent region 162 may be SiO _2. Alternatively, the refractive index of the insulating layer 180 made of SiN and the refractive index of the p-type GaN cladding layer 150 may have a refractive index of 1.7 to 2.2, thereby preventing light output loss due to total reflection.

따라서, 비오믹 투명 영역(161)과 오믹 투명 영역(162)으로 이루어진 투명 전극층(160)에 의해 전류를 활성층(130)으로 고르게 흐르게 하는 전류 퍼짐 기능과 전반사에 의한 광출력 손실을 방지하는 기능을 수행하여, 발광 다이오드(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. Therefore, the current spreading function to evenly flow current to the active layer 130 by the transparent electrode layer 160 including the biomic transparent region 161 and the ohmic transparent region 162 and a function of preventing the light output loss due to total reflection. By doing so, it is possible to improve the luminous efficiency of the light emitting diode 100.

이하, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 투명 전극을 갖는 발광 다이오드의 제조 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting diode having a transparent electrode according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3C.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 투명 전극을 갖는 발광 다이오드의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode having a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.

도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투명 전극층(160)을 갖는 발광 다이오드(100)를 제조하기 위해, 기판(110)의 상부 방향으로 버퍼층(120), 제 1 도전성 클래드층으로 n형 GaN 클래드층(130), 다중 양자 우물 구조의 활성층(140), 제 2 도전성 클래드층으로 p형 GaN 클래드층(150)을 순차적으로 형성하고 n-전극(172)을 형성하기 위해 n형 GaN 클래드층(130)의 일측 영역을 노출한 후, 산소 분위기에서 열처리 과정을 수행하여 다수의 비오믹(non-ohmic) 투명 영역(161)을 형성한다. As shown in FIG. 3A, in order to manufacture the light emitting diode 100 having the transparent electrode layer 160 according to the embodiment of the present invention, the buffer layer 120 and the first conductive cladding layer in the upper direction of the substrate 110. N-type GaN cladding layer 130, an active layer 140 having a multi-quantum well structure, and a p-type GaN cladding layer 150 sequentially formed of a second conductive cladding layer to form n-electrode 172. After exposing one side region of the GaN cladding layer 130, a heat treatment process is performed in an oxygen atmosphere to form a plurality of non-ohmic transparent regions 161.

구체적으로, p형 GaN 클래드층(150)의 상부면에 예를 들어, ZnO, RuO, NiO, CoO, ITO(Indium-Tin-Oxide)의 금속 산화물 또는 TCO(transparent conductive oxide) 중에서 선택된 재질을 MOCVD 방법으로 막을 형성하고 에칭 또는 리프트 오프(lift off)의 공정으로 패터닝하여 5Å ~ 20000Å의 지름을 가지는 도트(dot) 패 턴을 갖는 다수의 비오믹(non-ohmic) 투명 영역(161)을 메쉬 형태로 형성하며, 이와 같이 형성된 메쉬 형태의 비오믹 투명 영역(161)에 대해 산소 분위기에서 열처리하여 높은 비저항을 갖는 비오믹 콘택을 형성할 수 있다. Specifically, a material selected from metal oxides of ZnO, RuO, NiO, CoO, Indium-Tin-Oxide (ITO) or transparent conductive oxide (TCO) on the upper surface of the p-type GaN cladding layer 150 is MOCVD. A plurality of non-ohmic transparent regions 161 having a dot pattern having a diameter of 5 Å to 20,000 Å by forming a film and patterning by etching or lift off process. The thermal contact portion 161 may be heat-treated in an oxygen atmosphere with respect to the mesh-shaped biomic transparent region 161 formed in this way to form a biomic contact having a high specific resistance.

p형 GaN 클래드층(150)의 상부면에 다수의 비오믹 투명 영역(161)을 형성한 후, 도 3b에 도시된 바와 같이 p형 GaN 클래드층(150)의 상부면에 다수의 비오믹 투명 영역(161)을 덮는 오믹 투명 영역(162)을 형성한다. After the plurality of bio transparent regions 161 are formed on the top surface of the p-type GaN cladding layer 150, as shown in FIG. 3B, the plurality of biotic transparent surfaces are formed on the top surface of the p-type GaN cladding layer 150. An ohmic transparent region 162 is formed to cover the region 161.

여기서, 오믹 투명 영역(162)은 비오믹 투명 영역(161)의 재질과 동일한 투명 전극 재질, 또는 ZnO, RuO, NiO, CoO, ITO의 금속 산화물 또는 TCO 중에서 선택된 재질을 MOCVD 방법으로 비오믹 투명 영역(161)의 두께에 두 배로 형성되되, 절연층(180)의 굴절률과 p형 GaN 클래드층(150)의 굴절률 사이의 값, 1.7 ~ 2.2의 굴절률을 가지도록 형성될 수 있다. Here, the ohmic transparent region 162 may be a transparent electrode material that is the same as the material of the non-transparent transparent region 161, or a material selected from metal oxides or TCOs of ZnO, RuO, NiO, CoO, ITO, or the like. It is formed twice the thickness of 161, it may be formed to have a value between the refractive index of the insulating layer 180 and the refractive index of the p-type GaN cladding layer 150, the refractive index of 1.7 ~ 2.2.

비오믹 투명 영역(161)을 덮는 오믹 투명 영역(162)을 형성한 후, 도 3c에 도시된 바와 같이 오믹 투명 영역(162)의 일측과 노출된 n형 GaN 클래드층(130)의 영역에 각각 p-전극(171)과 n-전극(172)을 형성하고, p-전극(171)과 n-전극(172)을 둘러싸는 절연층(180)을 오믹 투명 영역(162)과 노출된 n형 GaN 클래드층(130)의 상부에 형성한다. After forming the ohmic transparent region 162 covering the non-transparent transparent region 161, as shown in FIG. 3C, one side of the ohmic transparent region 162 and the exposed n-type GaN cladding layer 130 are respectively formed. The p-electrode 171 and the n-electrode 172 are formed, and the insulating layer 180 surrounding the p-electrode 171 and the n-electrode 172 is n-type exposed with the ohmic transparent region 162. It is formed on the GaN cladding layer 130.

절연층(180)은 MOCVD 방법으로 SiO₂ 또는 SiN으로 형성될 수 있고, 예를 들어 SiO₂로 형성된 절연층(180)은 1.5의 굴절률을 가지며, 2.48의 굴절률을 가지는 p형 GaN 클래드층(150)과의 사이에 형성된 투명 전극층(160)이 1.7 ~ 2.2의 굴절률 을 가지게 되어, 굴절률 차이에 의해 활성층(140)에서 발생한 광이 전반사되는 것을 방지할 수 있다. The insulating layer 180 may be formed of SiO ₂ or SiN by MOCVD. For example, the insulating layer 180 formed of SiO ₂ has a refractive index of 1.5 and a p-type GaN cladding layer 150 having a refractive index of 2.48. ) And the transparent electrode layer 160 formed between and have a refractive index of 1.7 ~ 2.2, it is possible to prevent the total reflection of the light generated in the active layer 140 by the refractive index difference.

또한, 투명 전극층(160)의 비오믹 투명 영역(161)이 오믹 투명 영역(162)보다 높은 비저항을 갖는 비오믹 콘택의 전류 퍼짐 영역으로 작용하여, p-전극(150)을 통해 주입된 전류가 투명 전극층(160)에서 고르게 퍼져 활성층(130)으로 고르게 흐를 수 있다. In addition, the bio- transparent region 161 of the transparent electrode layer 160 serves as a current spreading region of the bio-contact having a higher resistivity than the ohmic transparent region 162, so that the current injected through the p-electrode 150 Spread evenly from the transparent electrode layer 160 may flow evenly to the active layer 130.

이와 같이 구성된 투명 전극층(160)이 구비된 발광 다이오드(100)에 대해 예컨대 인쇄회로기판 또는 리드 프레임 상에 다이 본딩 공정에 의해 장착하거나, 기판(110)이 형성된 방향을 발광방향으로 플립 칩(filp-chip) 형태로 플립-칩 본딩 기술을 이용하여 예를 들어, 서브 마운트 등에 장착할 수 있다. The light emitting diode 100 including the transparent electrode layer 160 configured as described above may be mounted on a printed circuit board or lead frame by a die bonding process, or the direction in which the substrate 110 is formed may be flipped in the light emitting direction. -chip) can be mounted to, for example, a sub-mount using a flip-chip bonding technique.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation.

또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.In addition, those skilled in the art will understand that various implementations are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 도 1a 및 도 1b는 종래의 발광 다이오드의 상면도 및 측단면도. 1A and 1B are top and side cross-sectional views of a conventional light emitting diode.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 투명 전극을 갖는 발광 다이오드의 상면 투시도. 2A is a top perspective view of a light emitting diode having a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 도 2a의 A-A 선을 따라 절단한 발광 다이오드의 단면도. FIG. 2B is a cross-sectional view of the light emitting diode taken along the line A-A of FIG. 2A. FIG.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 투명 전극을 갖는 발광 다이오드의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode having a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 발광 다이오드 110: 기판 100: light emitting diode 110: substrate

120: 버퍼층 130: n형 GaN 클래드층 120: buffer layer 130: n-type GaN clad layer

140: 활성층 150: p형 GaN 클래드층 140: active layer 150: p-type GaN cladding layer

160: 투명 전극 161: 비오믹 투명 영역 160: transparent electrode 161: biomic transparent region

162: 오믹 투명 영역 171: p-전극 162: ohmic transparent region 171: p-electrode

172: n-전극 180: 절연층 172: n-electrode 180: insulating layer

Claims

A first cladding layer formed of a first conductive semiconductor material sequentially formed on a substrate, an active layer having a multi-quantum well structure, a second cladding layer formed of a second conductive semiconductor material, and a transparent electrode layer,

The transparent electrode layer

Non-ohmic transparent regions formed on a plurality of upper surfaces of the second clad layer; And

An ohmic transparent region formed on an upper surface of the second clad layer to cover the non-ohmic transparent region

Light emitting diode comprising a.

The method of claim 1,

A first electrode formed on one side of an upper surface of the transparent electrode layer;

A second electrode formed in the exposed region of the first clad layer; And

An insulating layer surrounding the first electrode and the second electrode and formed on an upper surface of the transparent electrode layer

Light emitting diodes further comprising.

The method according to claim 1 or 2,

The non-bio transparent region or ohmic transparent region

A light emitting diode, characterized in that formed of any one metal oxide selected from ZnO, RuO, NiO, CoO, ITO (Indium-Tin-Oxide).

The method according to claim 1 or 2,

And wherein the non-bio transparent region or the ohmic transparent region is formed of transparent conductive oxide (TCO).

The method of claim 2,

The refractive index of the transparent electrode layer is higher than the refractive index of the insulating layer and the light emitting diode, characterized in that lower than the refractive index of the second clad layer.

The method according to claim 1 or 2,

The bio transparent region is a light emitting diode, characterized in that a plurality of patterns formed in a mesh (mesh) form.

The method of claim 6,

The bio-transparent region is a light emitting diode, characterized in that formed in a dot pattern having a diameter of 5 ~ 20000 Å.

Providing a first cladding layer formed of a first conductive semiconductor material sequentially formed on a substrate, an active layer having a multi-quantum well structure, and a second cladding layer formed of a second conductive semiconductor material; And

Forming a transparent electrode layer including a plurality of transparent transparent regions formed on an upper surface of the second clad layer and an ohmic transparent region covering the non-transparent transparent region.

Method of manufacturing a light emitting diode comprising a.

The method of claim 8,

Forming a first electrode on one side of an upper surface of the transparent electrode layer;

Forming a second electrode in an exposed region of the first clad layer; And

Forming an insulating layer surrounding the first electrode and the second electrode on an upper surface of the transparent electrode layer

Method of manufacturing a light emitting diode further comprising a.

The method according to claim 8 or 9,

Forming the transparent electrode layer

Forming a plurality of pattern regions made of a transparent electrode material on an upper surface of the second clad layer;

Heat treating the pattern region in an oxygen atmosphere to form a biomic transparent region; And

Forming an ohmic transparent region on the upper surface of the second clad layer to cover the biomic transparent region

Method of manufacturing a light emitting diode comprising a.

The method of claim 10,

The non-bio transparent region or ohmic transparent region

Method for manufacturing a light emitting diode, characterized in that formed of any one metal oxide selected from ZnO, RuO, NiO, CoO, ITO (Indium-Tin-Oxide).

The method of claim 10,

The non-bio transparent region or the ohmic transparent region is a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that formed of transparent conductive oxide (TCO).

The method of claim 10,

The refractive index of the transparent electrode layer is higher than the refractive index of the insulating layer and the manufacturing method of the light emitting diode, characterized in that lower than the refractive index of the second clad layer.

The method of claim 10,

In the forming of the plurality of pattern regions

The plurality of patterns is a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that formed in the form of a mesh (mesh).

The method of claim 14,

The pattern is a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that formed in a dot pattern having a diameter of 5 ~ 20000 Å.