KR20100122770A - Method of manufacturing nitride-based semiconductor light emitting device - Google Patents
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Description
본 발명은 질화물계 반도체 발광 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 간단한 제조 공정을 통해 광 방출면에 광 추출용 미세 패턴을 형성할 수 있고, 이로 인해 광추출 효율이 향상된 질화물계 반도체 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a nitride-based semiconductor light emitting device, and more particularly, it is possible to form a fine pattern for light extraction on the light emitting surface through a simple manufacturing process, thereby the nitride-based semiconductor with improved light extraction efficiency The manufacturing method of a light emitting element.
최근, 질화물계 반도체 발광 소자는 청색 또는 녹색 등의 단파장광을 포함한 넓은 파장대역의 광을 생성할 수 있는 발광소자로서, 백색 발광 다이오드 또한 상용화에 성공하여 급속한 속도로 시장이 성장하고 있다. 고효율의 3원색과 백색 발광 다이오드가 등장하면서 LED의 응용범위도 넓어져 기존의 단순한 디스플레이나 휴대용 액정 디스플레이용 시장에서 벗어나 점점 LCD BLU(Back Light Unit), 전장용, 조명용 등으로 다양한 관련 기술분야에서 크게 각광받고 있다.In recent years, nitride-based semiconductor light emitting devices are light emitting devices capable of generating light in a wide wavelength band including short wavelength light such as blue or green, and white light emitting diodes have also been commercialized, and the market is rapidly growing. With the emergence of high efficiency three primary colors and white light emitting diodes, the application range of LEDs has also expanded, leaving the market for conventional simple displays and portable liquid crystal displays, and gradually expanding the range of related technologies such as LCD BLU (back light units), electronics, and lighting. It is in great spotlight.
이러한 질화물계 반도체 발광 소자에 있어서 가장 이슈가 되고 있는 문제는 낮은 발광 효율이다. 일반적으로 질화물계 반도체 발광소자의 광효율은 빛의 생성 정도를 나타내는 내부양자효율(internal quantum efficiency)과 빛이 소자 밖으로 빠져 나가는 정도를 나타내는 광추출효율(light extraction efficiency, 또는 외부양자효율이라고도 함)과 형광체에 의해 빛이 증폭되는 효율에 의해 결정된다. The most problematic issue in such nitride semiconductor light emitting devices is low luminous efficiency. In general, the light efficiency of a nitride semiconductor light emitting device is characterized by the internal quantum efficiency (light quantum efficiency) indicating the degree of light generation and the light extraction efficiency (also called external quantum efficiency) indicating the degree of light exiting the device; It is determined by the efficiency with which light is amplified by the phosphor.
현재 가장 문제가 되고 있는 부분은 광추출 효율이 낮다는 것이다. 광추출 효율은 발광 소자의 광학적 인자, 즉 각 구조물의 굴절률 및 계면의 평활도(flatness) 등에 의해 결정된다.Currently, the problem is that the light extraction efficiency is low. The light extraction efficiency is determined by optical factors of the light emitting device, that is, the refractive index of each structure and the flatness of the interface.
광추출 효율 측면에서 질화물계 반도체 발광소자는 근본적인 제한사항을 가지고 있다. 즉, 반도체 발광소자를 구성하는 반도체층은 외부 대기나 기판에 비해 큰 굴절률을 가지므로, 빛의 방출가능한 입사각 범위를 결정하는 임계각이 작아지고, 그 결과 활성층으로부터 발생된 광의 상당부분은 내부전반사되어 실질적으로 원하지 않는 방향으로 전파되거나 전반사 과정에서 소자 내부를 순회(travelling)하다가 열로 손실되어 광추출 효율이 낮을 수 밖에 없다.In terms of light extraction efficiency, nitride-based semiconductor light emitting devices have fundamental limitations. That is, since the semiconductor layer constituting the semiconductor light emitting device has a larger refractive index than the external atmosphere or the substrate, the critical angle that determines the range of incidence angles of light emission becomes small, and as a result, a large part of the light generated from the active layer is totally reflected internally. The light extraction efficiency is low because it propagates in a substantially undesired direction or travels inside the device during total reflection and is lost as heat.
이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 광이 외부로 투과되는 면에 요철 구조를 형성하는 방안이 제안되었으며, 요철 구조를 형성하는 방법으로는 포토레지스트를 사용한 식각이 일반적이나, 이 경우, 미세한 요철 형상을 전극 및 질화물계 반도체층 표면에 형성하기 어렵다. 또한, 사진식각 공정을 통해 얻어진 요철의 상 부에 식각 스트레스 등의 결함이 존재하여 발광 소자의 발광은 불균일해지고 광추출 효율 역시 저하된다. 또한, 요철을 형성하기 위한 사진식각 및 건식식각 등의 추가 공정에 의해 공정 과정이 복잡하고, 전체 공정 시간이 길어져 제품 수율이 낮아지고 비용이 증가하는 문제점이 존재한다. In order to solve this problem, a method of forming an uneven structure on the surface where light is transmitted to the outside has been proposed in the related art. As a method of forming the uneven structure, etching using a photoresist is common, in this case, a fine uneven shape Is difficult to form on the surface of the electrode and the nitride semiconductor layer. In addition, defects such as etching stress are present on the unevenness obtained through the photolithography process, so that light emission of the light emitting device is uneven and light extraction efficiency is also lowered. In addition, there is a problem that the process is complicated by additional processes such as photolithography and dry etching to form the unevenness, and the overall process time is long, resulting in lower product yield and increased cost.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광 방출면에 레이저빔의 조사를 통해 복잡한 공정 과정 없이 용이하게 광 방출면 상에 광 추출용 미세 패턴을 형성할 수 있는 질화물계 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention through the irradiation of a laser beam to the light emitting surface nitride that can easily form a fine pattern for light extraction on the light emitting surface without a complicated process process It is to provide a method of manufacturing a semiconductor light emitting device.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자의 제조 방법은, 기판의 일면에 제1도전형 질화물층, 활성층 및 제2도전형 질화물층을 순차 성장시켜 발광구조물을 형성하는 단계; 상기 제2도전형 질화물층 위에 투명 전극을 형성하는 단계; 상기 제1도전형 질화물층 및 상기 투명 전극과 각각 전기적으로 연결된 제1전극 및 제2전극을 형성하는 단계; 및 상기 투명 전극의 일면에 레이저빔을 조사하여 광 추출용 미세 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.The present invention is a means for solving the above problems, the method of manufacturing a nitride-based semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the first conductive nitride layer, the active layer and the second conductive nitride layer on one surface of the substrate Sequentially growing to form a light emitting structure; Forming a transparent electrode on the second conductive nitride layer; Forming first and second electrodes electrically connected to the first conductive nitride layer and the transparent electrode, respectively; And forming a fine pattern for extracting light by irradiating a laser beam to one surface of the transparent electrode.
이때, 상기 제1전극은 메사 식각에 의해 노출된 제1도전형 질화물층의 일부 영역에 형성될 수 있다.In this case, the first electrode may be formed in a portion of the first conductive nitride layer exposed by mesa etching.
또한, 상기 광 추출용 미세 패턴 형성 단계는, 상기 메사 식각에 의해 노출 된 제1도전형 질화물층 표면에 동시에 수행될 수 있으며, 또한, 상기 레이저빔의 전면 조사를 통해 불규칙한 광 추출용 미세 패턴이 형성되도록 진행될 수 있다.In addition, the step of forming the light extracting fine pattern may be performed simultaneously on the surface of the first conductive nitride layer exposed by the mesa etching, and the fine pattern for irregular light extraction through the front irradiation of the laser beam It may proceed to form.
또한, 상기 발광구조물, 투명 전극 및 제1전극 및 제2전극으로 이루어진 구조물이 복수개 구비되어 어레이를 형성하며, 상기 광 추출용 미세 패턴 형성 단계는, 상기 복수개의 구조물에 레이저빔을 동시에 조사하는 것에 의해 수행될 수 있다.In addition, the light emitting structure, the transparent electrode and a plurality of structures consisting of the first electrode and the second electrode is provided to form an array, wherein the fine pattern for extracting light is to irradiate a plurality of structures simultaneously with a laser beam Can be performed by
본 발명에 따르면, 레이저빔의 조사를 통해 광 방출면 상에 광 추출용 미세 패턴을 형성함으로써, 발광 소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조 공정의 단순화가 가능하고, 이로 인해 공정 시간이 단축되어 제품의 양산성을 높일 수 있으며, 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 레이저빔에 의해 광 추출용 미세 패턴을 형성함으로써 미세 패턴의 상부에 식각 스트레스 등의 결함이 없으므로 광추출 효율이 향상된 양질의 발광 소자를 얻을 수 있다.According to the present invention, by forming a fine pattern for light extraction on the light emitting surface through the irradiation of the laser beam, not only can the light extraction efficiency of the light emitting device be improved, but also the manufacturing process can be simplified, and thus the process The time can be shortened to increase the mass productivity of the product and reduce the manufacturing cost. In addition, according to the present invention, there is no defect such as etching stress on the upper part of the fine pattern by forming the fine pattern for light extraction by the laser beam, it is possible to obtain a high quality light emitting device with improved light extraction efficiency.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 다만, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형 태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자를 나타내는 측단면도이다. 1 is a side cross-sectional view showing a nitride semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 제1 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자(100)는 기판(110)과, 기판(110) 위에 제1도전형 질화물층(120), 활성층(130) 및 제2도전형 질화물층(140)이 순차적으로 형성된 발광구조물과, 제2도전형 질화물층(140) 위에 적층되고, 광 추출용 미세 패턴(180)이 형성된 투명 전극(150)을 포함한다. 또한, 질화물계 반도체 발광 소자(100)는 투명 전극(150)의 일부 영역에 형성된 제2 전극(160)과, 메사 식각을 통해 노출된 제1도전형 질화물층(120)의 일부 영역에 제1 전극(170)을 구비한다. As shown in FIG. 1, the nitride semiconductor
여기서, 발광구조물은 기판(110) 위에 제1도전형 질화물층(120), 활성층(130) 및 제2도전형 질화물층(140)이 순차적으로 형성된 구조물을 지칭하는 용어이다. Here, the light emitting structure is a term referring to a structure in which the first
본 제1 실시 형태에서, 기판(110)은 열전도성이 우수한 기판으로서, 발광구조물을 지지하는 지지체의 역할을 수행한다. 이러한 기판(110)은 사파이어 기판, 탄화규소(SiC), 산화물 또는 탄화물로 된 기판을 사용할 수 있다.In the first embodiment, the
그리고, 제1도전형 및 제2도전형 질화물층(120, 140)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 제1도전형 불순물 및 제2도전형 불순물이 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 대표적으로, GaN, AlGaN, InGaN이 있다. 또한, 제1도전형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등이 사용될 수 있으며, p형 불순물로는 Mg, Zn 또는 Be 등이 대표적이다. In addition, the first conductive type and the second conductive
그리고, 활성층(130)은 전자와 정공의 재결합에 의해 빛이 발생하는 층으로서, 단일 또는 다중 양자 우물 구조를 갖는 질화물 반도체층으로 구성될 수 있다. 본 실시 형태에서는 질화물 반도체를 사용하였으나, 이에 제한되지 않으며, 당 기술 분야에서 공지된 다른 종류의 반도체 물질도 얼마든지 사용 가능하다.The
그리고, 투명 전극(150)은 ITO, ZnO 등으로 형성될 수 있으며, 이러한 투명 전극(150)은 상면에 복수의 광 추출용 미세 패턴(180)이 형성되어 있다. 광 추출용 미세 패턴(180)은 피라미드 형상 및 이와 유사한 형상을 가질 수 있으며, 레이저빔의 전면 조사에 의해 불규칙하게 형성된다.In addition, the
그리고, 제2 전극(160) 및 제1 전극(170)은 높은 반사율을 갖는 은 또는 알루미늄이 적절하며, 특히 바람직하게는 은일 수 있다.The
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정별 측단면도이다. 여기서, 질화물계 반도체 발광 소자의 제조 방법은 소정의 웨이퍼를 이용하여 복수 개로 제조되나, 도 2에서는 설명의 편의를 위해 한개의 발광 소자만을 제조하는 방법을 도시하고 있다. 그리고, 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호로 표시하고, 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.FIG. 2 is a side cross-sectional view for each process for explaining the method for manufacturing the nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1. Here, although a plurality of nitride-based semiconductor light emitting devices are manufactured using a predetermined wafer, a method of manufacturing only one light emitting device is illustrated in FIG. 2 for convenience of description. In addition, the same components are denoted by the same reference numerals, and description of the same components is omitted.
먼저, 도 2 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(110)을 준비한다. 기판(110)은 사파이어 기판, 탄화규소(SiC), 산화물 또는 탄화물로 된 기판을 사용할 수 있다.First, as shown in FIG. 2 (a), the
이어서, 도 2 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(110) 위에 제1도전형 질화물층(120), 활성층(130) 및 제2도전형 질화물층(140)을 순차적으로 성장시켜 발광구조물을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 2 (b), the light emitting structure is grown by sequentially growing the first
이와 같은 제1도전형 질화물층(120), 활성층(130) 및 제2도전형 질화물층(140)은 유기금속 기상증착법(MOCVD), 분자빔성장법(MBE) 및 하이브리드 기상증 착법(HVPE)등으로 성장될 수 있다. The first
한편, 따로 도시하지는 않았으나, 제1도전형 질화물층(120)과 기판(110) 사이의 격자 부정합을 완화하기 위해, 제1도전형 질화물층(120)을 성장시키기 이전에, 기판(110) 위에 버퍼층(미도시)을 우선적으로 성장시킬 수도 있다.On the other hand, although not shown separately, in order to mitigate lattice mismatch between the first
그런 다음, 제2도전형 질화물층(140) 위에 투명 전극(150)을 더 형성한다. 투명 전극(150)은 제2도전형 질화물층(140)과의 오믹컨택 기능과 전류 확산 기능을 수행할 수 있다. Then, the
이어서, 도 2 (c)에 도시된 바와 같이, 도 2 (b)와 같이 얻어진 구조에서, 제1도전형 질화물층(120)의 일부 영역이 노출되도록 발광구조물 및 투명 전극(150)을 메사 식각한다. 그런 다음, 투명 전극(150)의 일부 영역에 제2 전극(160)을 형성하고, 제1도전형 질화물층(120)의 노출된 영역의 일부 영역에 제1 전극(170)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, in the structure obtained as shown in FIG. 2B, the light emitting structure and the
이어서, 도 2 (d)에 도시된 바와 같이, 투명 전극(150) 및 제2 전극(160)이 노출되도록 패턴 마스크(A)를 형성한 후, 레이저빔을 투명 전극(150) 전면에 조사하여 표면에 광 추출용 미세 패턴(180)을 형성한다. 이때, 제2 전극(160)은 레이저빔을 반사하므로 광 추출용 미세 패턴이 형성되지 않는다.Subsequently, as shown in FIG. 2 (d), after forming the pattern mask A to expose the
이처럼 투명 전극(350)의 표면에 광 추출용 미세 패턴(380)을 형성하면, 본 실시예의 발광 소자(300)가 발광할 때, 활성층(330)에서 발생된 빛이 전반사를 일으키는 각도 범위로 투명 전극(350)에 입사되더라도 광 추출용 미세 패턴(380)에 의해 전반사 없이 제2도전형 질화물층(340)으로부터 투명 전극(350)으로 투과되어 외부로 방출된다. 그 결과, 전반사에 의한 광손실로 인한 발광 소자의 광추출 효율의 저하 문제를 해결할 수 있다.When the
즉, 본 발명에서는 투명 전극(150)의 표면에 광 추출용 미세 패턴(180)을 형성하기 위해, 266nm 내지 1100 nm 의 파장대의 레이저빔을 사용할 수 있다. 그리고, 200 um 내지 5 mm 범위의 사이즈의 레이저빔을 사용할 수 있다. 이러한 레이저빔의 파장대 및 사이즈를 조정하여, 여러 발광 소자 칩 상에 동시에 조사함으로써 여러 개의 발광 소자 칩의 투명 전극 표면에 레이저빔의 펄스에 의한 광 추출용 미세 패턴을 동시에 형성할 수 있다. That is, in the present invention, in order to form the light extracting
한편, 발광구조물, 투명 전극(150) 및 제1 전극(170) 및 제2 전극(160)으로 이루어진 구조물이 복수개 구비된 어레이를 형성할 수 있으며, 복수개의 구조물에 레이저빔을 동시에 조사하는 것에 의해 광 추출용 미세 패턴(180)이 형성될 수 있다.On the other hand, the light emitting structure, the
따라서, 한 번의 레이저빔의 조사를 통해 여러 개의 발광 소자 칩에 동시에 광 추출용 미세 패턴을 형성할 수 있어, 종래 패턴 형성에 비하여 공정이 간단해지고, 공정 시간을 단축할 수 있다. 이로 인해 제품의 양산성을 높일 수 있으며, 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 레이저빔에 의해 광 추출용 미세 패턴을 형성함으로써 미세 패턴의 상부에 식각 스트레스 등의 결함이 없으므로 광추출 효율이 향상된 양질의 발광 소자를 얻을 수 있다.Therefore, fine patterns for light extraction can be simultaneously formed on a plurality of light emitting device chips through one laser beam irradiation, so that the process can be simplified and the processing time can be shortened as compared with the conventional pattern formation. This can increase the mass production of the product, and can reduce the manufacturing cost. In addition, since the fine pattern for light extraction is formed by the laser beam, there is no defect such as an etching stress on the upper portion of the fine pattern, and thus a high quality light emitting device having improved light extraction efficiency can be obtained.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자를 나타내는 측단면도이다. 3 is a side cross-sectional view showing a nitride semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 제2 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자(300)는 기판(310)과, 기판(310) 위에 제1도전형 질화물층(320), 활성층(330) 및 제2도전형 질화물층(340)이 순차적으로 형성된 발광구조물과, 제2도전형 질화물층(340) 위에 적층되고, 광 추출용 미세 패턴(380)이 형성된 투명 전극(150)을 포함한다. 또한, 질화물계 반도체 발광 소자(300)는 투명 전극(350)의 일부 영역에 형성된 제2 전극(360)과, 메사 식각을 통해 노출된 제1도전형 질화물층(320)의 일부 영역에 제1 전극(370)을 구비한다. 그리고, 메사 식각을 통해 노출된 제1도전형 질화물층(320)은 제1 전극(370)이 형성된 영역을 제외한 영역에 형성된 광 추출용 미세 패턴(390)을 구비한다.As shown in FIG. 3, the nitride semiconductor
본 제2 실시 형태에서, 기판(310)은 열전도성이 우수한 기판으로서, 발광구조물을 지지하는 지지체의 역할을 수행한다. 이러한 기판(310)은 사파이어 기판, 탄화규소(SiC), 산화물 또는 탄화물로 된 기판을 사용할 수 있다.In the second embodiment, the
그리고, 제1도전형 및 제2도전형 질화물층(320, 340)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 제1도전형 불순물 및 제2도전형 불순물이 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 대표적으로, GaN, AlGaN, InGaN이 있다. 또한, 제1도전형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등이 사용될 수 있으며, p형 불순물로는 Mg, Zn 또는 Be 등이 대표적이다. In addition, the first conductive type and the second conductive type nitride layers 320 and 340 may have Al x In y Ga (1-xy) N composition formulas, where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ x +. y ≦ 1) and the first conductive impurity and the second conductive impurity may be formed of a semiconductor material, and typically GaN, AlGaN, and InGaN. In addition, Si, Ge, Se, Te, or C may be used as the first conductivity type impurity, and Mg, Zn, or Be, and the like are representative of the p-type impurity.
그리고, 활성층(330)은 전자와 정공의 재결합에 의해 빛이 발생하는 층으로서, 단일 또는 다중 양자 우물 구조를 갖는 질화물 반도체층으로 구성될 수 있다. 본 실시 형태에서는 질화물 반도체를 사용하였으나, 이에 제한되지 않으며, 당 기술 분야에서 공지된 다른 종류의 반도체 물질도 얼마든지 사용 가능하다.The
그리고, 투명 전극(350)은 ITO, ZnO 등으로 형성될 수 있으며, 제2 전극(360)이 형성된 영역을 제외한 상면에 광 추출용 미세 패턴(380)이 형성된다. The
그리고, 광 추출용 미세 패턴(380, 390)은 피라미드 형상 및 이와 유사한 형 상을 가질 수 있으며, 레이저빔의 전면 조사에 의해 불규칙하게 형성된다.The light extracting
그리고, 제2 전극(160) 및 제1 전극(170)은 높은 반사율을 갖는 은 또는 알루미늄이 적절하며, 특히 바람직하게는 은일 수 있다.The
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정별 측단면도이다. 여기서, 질화물계 반도체 발광 소자의 제조 방법은 소정의 웨이퍼를 이용하여 복수 개로 제조되나, 도 4에서는 설명의 편의를 위해 한개의 발광 소자만을 제조하는 방법을 도시하고 있다. 그리고, 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호로 표시하고, 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.FIG. 4 is a side cross-sectional view for each process for explaining the method for manufacturing the nitride-based semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3. Here, a method of manufacturing a nitride-based semiconductor light emitting device is manufactured in plural using a predetermined wafer, but FIG. 4 shows a method of manufacturing only one light emitting device for convenience of description. In addition, the same components are denoted by the same reference numerals, and description of the same components is omitted.
먼저, 도 4 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(310)을 준비한다. 기판(310)은 사파이어 기판, 탄화규소(SiC), 산화물 또는 탄화물로 된 기판을 사용할 수 있다.First, as shown in FIG. 4A, a
이어서, 도 4 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(310) 위에 제1도전형 질화물층(320), 활성층(130) 및 제2도전형 질화물층(340)을 순차적으로 성장시켜 발광구조물을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 4B, the light emitting structure is grown by sequentially growing the first
이와 같은 제1도전형 질화물층(320), 활성층(330) 및 제2도전형 질화물 층(340)은 유기금속 기상증착법(MOCVD), 분자빔성장법(MBE) 및 하이브리드 기상증착법(HVPE)등으로 성장될 수 있다. The first
한편, 따로 도시하지는 않았으나, 제1도전형 질화물층(320)과 기판(310) 사이의 격자 부정합을 완화하기 위해, 제1도전형 질화물층(320)을 성정시키기 이전에, 기판(310) 위에 버퍼층(미도시)을 우선적으로 성장시킬 수도 있다.On the other hand, although not shown separately, in order to mitigate the lattice mismatch between the first
그런 다음, 제2도전형 질화물층(340) 위에 투명 전극(350)을 더 형성한다. 투명 전극(350)은 제2도전형 질화물층(340)과의 오믹컨택 기능과 전류 확산 기능을 수행하며, 또한, 투명 전극(350)은 표면에 광 추출용 미세 패턴을 형성하여 발광 효율에 기여할 수 있다. Then, the
이어서, 도 4 (c)에 도시된 바와 같이, 도 4 (b)와 같이 얻어진 구조에서, 제1도전형 질화물층(320)의 일부 영역이 노출되도록 발광구조물 및 투명 전극(350)을 메사 식각한다. 그런 다음, 투명 전극(350)의 일부 영역에 제2 전극(360)을 형성하고, 제1도전형 질화물층(320)의 노출된 영역 중 일부 영역에 제1 전극(370)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4C, in the structure obtained as shown in FIG. 4B, the light emitting structure and the
이어서, 도 4 (d)에 도시된 바와 같이, 도 4 (c)와 같이 얻어진 구조 전면에 레이저빔을 조사하여 투명 전극(350)의 표면과 노출된 제1도전형 질화물층(320)에 광 추출용 미세 패턴(380, 390)을 형성한다. 이때, 제2 전극(360) 및 제1 전극(370)은 레이저빔을 반사하므로 레이저빔이 조사되더라도 광 추출용 미세 패턴이 형성되지 않는다.Subsequently, as shown in FIG. 4 (d), the laser beam is irradiated onto the entire structure obtained as shown in FIG. 4 (c) to light the surface of the
이처럼 투명 전극(350)의 표면에 광 추출용 미세 패턴(380)을 형성하면, 본 실시예의 발광 소자(300)가 발광할 때, 활성층(330)에서 발생된 빛이 전반사를 일으키는 각도 범위로 투명 전극(350)에 입사되더라도 광 추출용 미세 패턴(380)에 의해 전반사 없이 제2도전형 질화물층(340)으로부터 투명 전극(350)으로 투과되어 외부로 방출된다.When the
또한, 제1도전형 질화물층(320)의 표면에 광 추출용 미세 패턴(390)을 형성하면, 본 실시예의 발광 소자(300)가 발광할 때, 활성층(330)에서 발생된 빛이 직접 또는 제2 전극(360)에 반사되어 전반사를 일으키는 각도 범위로 기판(310)에 입사되더라도 광 추출용 미세 패턴에 의해 전반사 없이 기판(310)으로부터 제1도전형 질화물층(320)으로 투과되어 다시 외부로 방출된다.In addition, when the
그리고, 본 발명에서는 광 추출용 미세 패턴을 형성하기 위한 레이저빔으로, 266nm 내지 1100 nm 의 파장대의 레이저빔을 사용할 수 있다. 그리고, 200 um 내지 5 mm 범위의 사이즈의 레이저빔을 사용할 수 있다. In the present invention, a laser beam of 266 nm to 1100 nm may be used as the laser beam for forming the light extraction fine pattern. In addition, laser beams with sizes ranging from 200 um to 5 mm can be used.
즉, 레이저빔의 파장대 및 사이즈를 조정하여, 여러 발광 소자 칩 상에 레이저빔을 동시에 조사함으로써 여러 개의 발광 소자 칩의 투명 전극 표면과 제1도전형 질화물층의 표면에 레이저빔의 펄스에 의한 광 추출용 미세 패턴을 동시에 형성할 수 있다. That is, by adjusting the wavelength band and the size of the laser beam, and irradiating the laser beam on the plurality of light emitting device chips at the same time, the light by the pulse of the laser beam on the transparent electrode surface and the surface of the first conductive type nitride layer of the plurality of light emitting device chips. The fine pattern for extraction can be formed simultaneously.
여기서, 발광구조물, 투명 전극(350) 및 제1 전극(370) 및 제2 전극(360)으로 이루어진 구조물이 복수개 구비된 어레이를 형성할 수 있으며, 복수개의 구조물에 레이저빔을 동시에 조사하는 것에 의해 광 추출용 미세 패턴(380, 390)이 형성될 수있다.Here, the light emitting structure, the
따라서, 한 번의 레이저빔의 조사를 통해 여러 개의 발광 소자 칩에 동시에 광 추출용 미세 패턴을 형성할 수 있어, 종래 패턴 형성에 비하여 공정이 간단해지고, 공정 시간을 단축할 수 있다. 이로 인해 제품의 양산성을 높일 수 있으며, 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 레이저빔에 의해 광 추출용 미세 패턴을 형성함으로써 미세 패턴의 상부에 식각 스트레스 등의 결함이 없으므로 광추출 효율이 향상된 양질의 발광 소자를 얻을 수 있다.Therefore, fine patterns for light extraction can be simultaneously formed on a plurality of light emitting device chips through one laser beam irradiation, so that the process can be simplified and the processing time can be shortened as compared with the conventional pattern formation. This can increase the mass production of the product, and can reduce the manufacturing cost. In addition, since the fine pattern for light extraction is formed by the laser beam, there is no defect such as an etching stress on the upper portion of the fine pattern, and thus a high quality light emitting device having improved light extraction efficiency can be obtained.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자를 나타내는 측단면도이다. 1 is a side cross-sectional view showing a nitride semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정별 측단면도이다. FIG. 2 is a side cross-sectional view for each process for explaining the method for manufacturing the nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자를 나타내는 측단면도이다. 3 is a side cross-sectional view showing a nitride semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 질화물계 반도체 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정별 측단면도이다. FIG. 4 is a side cross-sectional view for each process for explaining the method for manufacturing the nitride-based semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090041837A KR20100122770A (en) | 2009-05-13 | 2009-05-13 | Method of manufacturing nitride-based semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020090041837A KR20100122770A (en) | 2009-05-13 | 2009-05-13 | Method of manufacturing nitride-based semiconductor light emitting device |
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KR20100122770A true KR20100122770A (en) | 2010-11-23 |
Family
ID=43407609
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KR1020090041837A KR20100122770A (en) | 2009-05-13 | 2009-05-13 | Method of manufacturing nitride-based semiconductor light emitting device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120056132A (en) * | 2010-11-24 | 2012-06-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | Led and manufacturing method, backlight unit including the same |
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2009
- 2009-05-13 KR KR1020090041837A patent/KR20100122770A/en not_active Application Discontinuation
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