KR20110088469A - Semiconductor device for emitting light and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A semiconductor light emitting device and a manufacturing method thereof are provided to prevent the degradation of optical power according to optical absorption by an ohmic electrode in which reflectance is excellent and to print out the current according to the high-current approval without separate heat treatment. CONSTITUTION: A semiconductor layer(120) has a light emitting structure. An ohmic electrode comprises a nano dot layer, a contact layer, a reflecting layer, a diffusion stopper, and a capping layer formed on the semiconductor layer. The nano dot layer is formed on a nitrogen pole surface of an above semiconductor layer and is formed into one or more materials among Ag, Al, and Au. The contact layer is formed into one or more materials among Ni, Ni-Ti alloy, Ni-Al alloy, Ti-Al alloy, mg-Al alloy, Ta, Ti, W, and W-Ti alloy. The reflecting layer is formed into one or more materials among Al, Ag, Ag-Al alloy, Ag-Cu alloy, Ag-In alloy, Ag-Mg alloy, Al-Cu alloy, Al-In alloy, and Al-Mg alloy. The diffusion stopper is formed into one or more materials among the Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti alloy or one or more oxide films among RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, and CrOx.

Description

반도체 발광 소자 및 이의 제조 방법{SEMICONDUCTOR DEVICE FOR EMITTING LIGHT AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same {SEMICONDUCTOR DEVICE FOR EMITTING LIGHT AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 반도체 발광 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 구동 전원을 인가하기 위하여 발광 구조의 반도체층 상에 형성된 오믹 전극을 구비하는 반도체 발광 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor light emitting device having an ohmic electrode formed on a semiconductor layer of a light emitting structure for applying an external driving power source, and a manufacturing method thereof.

반도체 발광 소자(Light Emitting Diode; LED)는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 빛의 지향성이 강하고 저전압 구동이 가능하다. 또한, 충격 및 진동에 강하고, 예열 시간과 복잡한 구동 회로가 필요 없으며, 다양한 형태로 패키징할 수 있다. 특히, 질화물 계열의 반도체 발광 소자는 에너지 밴드 갭(band gap)이 커서 자외선 영역에서 청색/적색에까지 넓은 파장 대역의 광 출력이 가능하고, 물리적/화학적 안정성이 우수하여 고효율 및 고출력을 실현할 수 있을 것으로 많은 주목을 받고 있다. 이러한 질화물 반도체 발광 소자는 기존의 적색, 녹색 발광 소자와 조합될 경우 백색 발광이 가능하여 향후 수년 내에 백열등, 형광등, 수은등과 기존의 백색 조명 수단을 대체할 것으로 기대되고 있다.A light emitting diode (LED) has a long life, can be miniaturized and light in weight, has a strong light directivity and can be driven at low voltage. In addition, it is resistant to shock and vibration, requires no preheating time and complicated driving circuits, and can be packaged in various forms. In particular, the nitride-based semiconductor light emitting device has a large energy band gap, which enables light output in a wide wavelength band from the ultraviolet region to blue / red, and can achieve high efficiency and high output due to its excellent physical and chemical stability. It is getting a lot of attention. Such nitride semiconductor light emitting devices are capable of emitting white light when combined with existing red and green light emitting devices, and are expected to replace incandescent lamps, fluorescent lamps, mercury lamps and existing white lighting means in the coming years.

그러나, 현재까지 개발된 질화물 반도체 발광 소자는 광 출력, 발광 효율, 가격 측면에서 만족할 만한 수준이 아니며, 더욱 많은 성능 개선이 필요한 실정이다. 특히, 기존의 백색 광원과 비교하여 여전히 낮은 광 출력을 더욱 높일 필요가 있으며, 이에 따른 열적 안정성의 문제점을 극복해야 한다.However, the nitride semiconductor light emitting devices developed to date are not satisfactory in terms of light output, luminous efficiency, and price, and require further performance improvement. In particular, there is still a need to further increase the low light output compared to the conventional white light source, and thus must overcome the problem of thermal stability.

한편, 일반적인 질화물 반도체 발광 소자는 사파이어 기판 상에 질화물계 n형층, 질화물계 활성층, 질화물계 p형층을 형성하고, 상기 n형층과 p형층에 전원을 인가하기 위하여 수평으로 두 전극을 배치하여 제조된다. 이러한 수평 구조의 발광 소자는 상대적으로 제조 공정이 단순하여 제조 비용이 저렴한 장점이 있으나, 부도체이고 열전도도가 나쁜 사파이어 기판을 사용하기 때문에 대면적의 전류 인가를 통한 고출력 실현 및 열 축적에 따른 열적 안정성이 저하되는 단점이 있었다.Meanwhile, a general nitride semiconductor light emitting device is manufactured by forming a nitride based n-type layer, a nitride based active layer, and a nitride based p-type layer on a sapphire substrate, and placing two electrodes horizontally to apply power to the n-type layer and the p-type layer. . Such a light emitting device having a horizontal structure has an advantage of low manufacturing cost due to a relatively simple manufacturing process. However, since a sapphire substrate is used as a non-conductor and has poor thermal conductivity, high power is realized by applying a large current and thermal stability due to heat accumulation. This had the disadvantage of being degraded.

이러한 단점을 극복하고자 수직 구조의 반도체 발광 소자 및 플립칩형 반도체 발광 소자가 제안되었다. 이 경우 p형 전극에 반사층을 형성하여 활성층에서 생성된 광이 n형 전극을 통해 외부로 방출되게 하고, 사파이어 기판 대신 열전도율이 좋은 금속 기판을 사용함으로써 대면적의 전류 인가 및 신속한 열 배출이 가능하여 고출력 실현 및 열적 안정성을 확보할 수 있다. 이러한 수직 구조의 반도체 발광 소자는 최대 인가 전류를 수평 구조의 반도체 발광 소자에 비해 몇 배 이상 증가시킬 수 있으므로 고출력이 가능하여 기존의 백색 조명 수단을 대체할 수 있는 것으로 평가되고 있다.In order to overcome this disadvantage, vertical semiconductor light emitting devices and flip chip type semiconductor light emitting devices have been proposed. In this case, a reflective layer is formed on the p-type electrode so that light generated from the active layer is emitted to the outside through the n-type electrode, and a large-area current can be applied and rapid heat dissipation is possible by using a metal substrate having good thermal conductivity instead of the sapphire substrate. High output and thermal stability can be achieved. The semiconductor light emitting device having a vertical structure can increase the maximum applied current several times more than the semiconductor light emitting device having a horizontal structure, and thus, it is evaluated that high power is possible and can replace the existing white lighting means.

한편, 고전류를 주입하여 광출력을 더욱 향상시키기 위해서는 반도체 발광 소자의 대면적화가 요구되는데, 이때 고전류 주입시 전류 확산 특성을 향상시키기 위해 전극 예를 들어, n형 전극의 면적 또한 점차 증가하게 된다. 그러나, 일반적인 n형 전극인 Cr/Au 또는 Ti/Al은 반사도가 낮은 Cr이나 Ti를 두껍게 사용하기 때문에, n형 전극의 면적이 넓어질수록 활성층에서 나온 빛을 흡수하는 부분이 많아지기 때문에 광출력 향상에 걸림돌로 작용할 수 있다. 따라서 낮은 오믹 저항을 가지면서 높은 반사도를 나타낼 수 있는 n형 오믹 전극의 개발이 절실히 요청되고 있다.Meanwhile, in order to further improve the light output by injecting a high current, a large area of the semiconductor light emitting device is required. In this case, the area of the electrode, for example, the n-type electrode, is also gradually increased to improve the current diffusion characteristics during the high current injection. However, since the common n-type electrode Cr / Au or Ti / Al uses thick Cr or Ti with low reflectivity, the larger the area of the n-type electrode is, the more the portion absorbs light from the active layer. It can act as an obstacle to improvement. Therefore, there is an urgent need for the development of an n-type ohmic electrode having low ohmic resistance and high reflectivity.

그리고, 수직 구조의 반도체 발광 소자는 모체 기판 상에 질화물 반도체층을 형성한 후 질화물 반도체층의 상부면 즉, 갈륨 극성 면(Ga-face)상에 p형 전극을 형성하고, p형 전극 상에 보조 기판을 부착한 후 모체 기판을 분리하여 질화물 반도체층의 하부면 즉, 질소 극성 면(N-face)에 n형 전극을 형성하는 것이 보통이다. 그러나, 질소 극성 면(N-face)은 갈륨 극성 면(Ga-face)과는 달리 열처리 없이는 좋은 오믹 특성을 기대할 수 없으며, 보조 기판(금속 기판)과 질화물 반도체층의 열팽창 계수 차이로 인하여 열처리 자체도 용이하지 않다. 이처럼, 종래의 질소 극성 면(N-face) 상에 형성한 종래의 Cr/Au 또는 Ti/Al 구조의 전극은 오믹 특성이 좋지않을 뿐만 아니라, 열적 안정성도 낮은 문제점이 있었다.In the semiconductor light emitting device having a vertical structure, after forming a nitride semiconductor layer on a mother substrate, a p-type electrode is formed on an upper surface of the nitride semiconductor layer, that is, a gallium polarity (Ga-face), and on a p-type electrode. After attaching the auxiliary substrate, the mother substrate is separated to form an n-type electrode on the lower surface of the nitride semiconductor layer, that is, the N-face. However, unlike the Ga-face, the N-face cannot expect good ohmic properties without heat treatment, and the heat treatment itself is due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the auxiliary substrate (metal substrate) and the nitride semiconductor layer. Nor is it easy. As described above, the conventional Cr / Au or Ti / Al structure electrode formed on the conventional nitrogen polarity (N-face) has not only poor ohmic characteristics, but also low thermal stability.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 광 반사도가 우수하여 전극 자체의 광 흡수에 따른 광 손실이 적고, 질화물 반도체층의 갈륨 극성면 뿐만 아니라 질소 극성면에서도 오믹 특성이 우수한 오믹 전극을 구비하는 반도체 발광 소자 및 이의 제조 방법을 제공한다.The present invention has been made to solve the above problems, and has excellent light reflectivity, and thus has low light loss due to light absorption of the electrode itself, and has excellent ohmic characteristics in terms of nitrogen polarity as well as gallium polarity of the nitride semiconductor layer. It provides a semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 측면에 따른 반도체 발광 소자는, 발광 구조를 갖는 반도체층; 상기 반도체층 상에 형성된 나노 도트층, 접촉층, 반사층, 확산 방지층 및 캡핑층을 구비하는 오믹 전극; 을 포함하고, 상기 나노 도트층은 상기 반도체층의 질소 극성면 상에 형성되고, Ag, Al, Au 중 적어도 하나의 물질로 형성되며, 상기 접촉층은 Ni, Ni-Ti 합금, Ni-Al 합금, Ti-Al 합금, Mg-Al 합금, Ta, Ti, W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 물질로 형성되고, 상기 반사층은 Al, Ag, Ag-Al 합금, Ag-Cu 합금, Ag-In 합금, Ag-Mg 합금, Al-Cu 합금, Al-In 합금, Al-Mg 합금 중 적어도 하나의 물질로 형성되고, 상기 확산 방지층은 Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 금속층 또는 RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx 중 적어도 하나의 산화막으로 형성되고, 상기 캡핑층은 Au, Al 중 적어도 하나의 물질로 형성된다.A semiconductor light emitting device according to an aspect of the present invention, a semiconductor layer having a light emitting structure; An ohmic electrode having a nano dot layer, a contact layer, a reflective layer, a diffusion barrier layer, and a capping layer formed on the semiconductor layer; The nano dot layer is formed on the nitrogen polarity surface of the semiconductor layer, and formed of at least one material of Ag, Al, Au, the contact layer is Ni, Ni-Ti alloy, Ni-Al alloy , Ti-Al alloy, Mg-Al alloy, Ta, Ti, W, W-Ti alloy is formed of at least one material, the reflective layer is Al, Ag, Ag-Al alloy, Ag-Cu alloy, Ag-In Alloy, Ag-Mg alloy, Al-Cu alloy, Al-In alloy, Al-Mg alloy is formed of at least one material, the diffusion barrier layer is Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, At least one metal layer of Nb W and W-Ti alloys or at least one oxide film of RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx, and the capping layer is formed of at least one of Au and Al. Is formed.

상기 나노 도트층은 Ag를 증착한 후 질소 분위기에서 열처리하여 형성한 나노 크기의 Ag 도트들로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 나노 도트층은 5Å 내지 50Å의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.The nano dot layer is preferably made of nano-size Ag dots formed by depositing Ag and heat treatment in a nitrogen atmosphere. At this time, it is preferable that the nano dot layer is formed to a thickness of 5 GPa to 50 GPa.

상기 접촉층은 Ni, 상기 반사층은 Al, 상기 확산 방지층은 Ti, 상기 캡핑층은 Au로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 접촉층은 1Å 내지 50Å의 두께로 형성되고, 반사층은 100Å 내지 8000Å의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the contact layer is formed of Ni, the reflective layer is made of Al, the diffusion barrier layer is made of Ti, and the capping layer is made of Au. At this time, it is preferable that the contact layer is formed to a thickness of 1 kPa to 50 kPa, and the reflective layer is formed to a thickness of 100 kPa to 8000 kPa.

상기 반도체층은 n형층, 활성층 및 p형층을 포함하고, 상기 오믹 전극은 상기 n형층의 질소 극성면 상에 형성되는 것이 바람직하다.The semiconductor layer includes an n-type layer, an active layer and a p-type layer, and the ohmic electrode is preferably formed on the nitrogen polarity surface of the n-type layer.

상기 반도체층은 일면에 반구형 패턴이 형성된 기판의 상면에 형성되는 것이 바람직하다.The semiconductor layer is preferably formed on the upper surface of the substrate on which a hemispherical pattern is formed.

본 발명의 다른 측면에 따른 반도체 발광 소자의 제조방법은, 발광 구조를 갖는 반도체층을 형성하는 단계; 상기 반도체층의 질소 극성면 상에 나노 도트층을 형성하는 단계; 및 상기 나노 도트층 상에 접촉층, 반사층, 확산 방지층 및 캡핑층을 형성하는 단계; 를 포함하고, 상기 나노 도트층은 Ag, Al, Au 중 적어도 하나의 물질로 형성하고, 상기 접촉층은 Ni, Ni-Ti 합금, Ni-Al 합금, Ti-Al 합금, Mg-Al 합금, Ta, Ti, W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 물질로 형성하고, 상기 반사층은 Al, Ag, Ag-Al 합금, Ag-Cu 합금, Ag-In 합금, Ag-Mg 합금, Al-Cu 합금, Al-In 합금, Al-Mg 합금 중 적어도 하나의 물질로 형성하고, 상기 확산 방지층은 Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 금속층 또는 RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx 중 적어도 하나의 산화막으로 형성하고, 상기 캡핑층은 Au, Al 중 적어도 하나의 물질로 형성한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a semiconductor light emitting device includes: forming a semiconductor layer having a light emitting structure; Forming a nano dot layer on the nitrogen polarity surface of the semiconductor layer; And forming a contact layer, a reflective layer, a diffusion barrier layer, and a capping layer on the nano dot layer. The nano dot layer is formed of at least one material of Ag, Al, Au, and the contact layer is Ni, Ni-Ti alloy, Ni-Al alloy, Ti-Al alloy, Mg-Al alloy, Ta , Ti, W, W-Ti alloy is formed of at least one material, the reflective layer is Al, Ag, Ag-Al alloy, Ag-Cu alloy, Ag-In alloy, Ag-Mg alloy, Al-Cu alloy, It is formed of at least one material of Al-In alloy, Al-Mg alloy, the diffusion barrier layer is at least one metal layer of Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti alloy Or at least one oxide film of RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx, and the capping layer is formed of at least one of Au and Al.

상기 나노 도트층은 상기 반도체층의 질소 극성면 상에 Ag을 증착한 후 이를 질소 분위기에서 열처리하여 형성하는 것이 바람직하다.The nano dot layer is preferably formed by depositing Ag on the nitrogen polarity surface of the semiconductor layer and heat-treating it in a nitrogen atmosphere.

상기 접촉층은 Ni, 상기 반사층은 Al, 상기 확산 방지층은 Ti, 상기 캡핑층은 Au로 형성하는 것이 바람직하다.Preferably, the contact layer is formed of Ni, the reflective layer is made of Al, the diffusion barrier layer is made of Ti, and the capping layer is made of Au.

본 발명에 따른 나노 도트층/접촉층/반사층/확산 방지층/캡핑층을 포함하는 다층 구조의 오믹 전극은 반사도가 우수하여 광 흡수에 따른 광 출력의 저하를 방지할 수 있으며, 별도의 열처리 없이도 오믹 특성이 우수하여 고전류 인가에 따른 고출력이 가능하다.The multi-layered ohmic electrode including the nano dot layer / contact layer / reflective layer / diffusion prevention layer / capping layer according to the present invention has excellent reflectivity to prevent a decrease in light output due to light absorption, and does not require additional heat treatment. Its excellent characteristics make it possible to output high currents with high current.

특히, 본 발명에 따른 나노 도트층/접촉층/반사층/확산 방지층/캡핑층을 포함하는 다층 구조의 오믹 전극은 질화물 반도체의 질소 극성면에 형성되고, 추가적인 열처리 공정을 거치지 않았음에도 불구하고, 낮은 오믹 저항 및 높은 광 반사도를 유지할 수 있다. 따라서, n형 전극(또는 n형 패드)이 질화물 반도체의 질소 극성면에 형성되어 오믹 특성이 좋지 않고, 금속 기판과 질화물 반도체의 열팽창 계수 차이로 인하여 열처리를 통해서도 오믹 특성을 향상시키기 곤란한 수직 구조의 반도체 발광 소자에 더욱 적합하게 사용할 수 있다.In particular, the multi-layered ohmic electrode including the nano dot layer / contact layer / reflective layer / diffusion prevention layer / capping layer according to the present invention is formed on the nitrogen polarity surface of the nitride semiconductor, and although not subjected to an additional heat treatment process, Ohmic resistance and high light reflectivity can be maintained. Therefore, the n-type electrode (or n-type pad) is formed on the nitrogen polarity surface of the nitride semiconductor, so that the ohmic characteristics are not good, and due to the difference in thermal expansion coefficient between the metal substrate and the nitride semiconductor, it is difficult to improve the ohmic characteristics even through heat treatment. It can be used more suitably for a semiconductor light emitting element.

도 1은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 나타낸 단면도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 발광 소자의 제조 공정을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 실험예와 비교예에 따른 오믹 전극의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 실험예와 비교예에 따른 오믹 전극의 광 반사도를 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 나타낸 단면도.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 발광 소자의 제조 공정을 나타낸 단면도.
도 12는 본 발명의 제 1 변형예에 따른 반도체 발광 소자를 나타낸 단면도.
1 is a cross-sectional view showing a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
2 to 5 are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing the current-voltage characteristics of the ohmic electrode according to the experimental example and the comparative example of the present invention.
7 is a graph showing the light reflectivity of the ohmic electrode according to the experimental example and the comparative example of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
9 to 11 are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to a first modification of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art the scope of the invention. It is provided for complete information.

도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일 요소를 지칭하도록 하였다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상부에" 또는 "위에" 있다고 표현되는 경우는 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 각 부분과 다른 부분의 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., may be exaggerated for clarity, and like reference numerals designate like elements. In addition, when a part such as a layer, a film, an area, or a plate is expressed as “above” or “above” another part, each part is not only when the part is “right above” or “just above” the other part, This includes the case where there is another part between other parts.

<제 1 실시예><First Embodiment>

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting device according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 반도체 발광 소자는 n형층(121), 활성층(122), p형층(123)을 구비하는 반도체층(120)과, 상기 n형층(121) 상면에 형성된 n형 전극(180)과, 상기 p형층(123) 하면에 형성된 p형 전극(130)을 포함하고, 상기 p형 전극(130) 하면에 부착되어 전체 구조물(120,130,180)을 지지하는 지지 기판(170)을 더 포함한다. 여기서, n형 전극(180)은 반도체층(120) 상에 형성된 나노 도트층(nano dot-type layer)(181), 접촉층(182), 반사층(183), 확산 방지층(184) 및 캡핑층(185)을 포함하며, 상기 반도체층(120)과 오믹 접촉을 이루는 다층 구조의 오믹 전극이다. Referring to FIG. 1, the semiconductor light emitting device includes a semiconductor layer 120 including an n-type layer 121, an active layer 122, and a p-type layer 123, and an n-type electrode formed on an upper surface of the n-type layer 121. 180 and a p-type electrode 130 formed on the bottom surface of the p-type layer 123, and further including a support substrate 170 attached to the bottom surface of the p-type electrode 130 to support the entire structures 120, 130, and 180. do. The n-type electrode 180 may include a nano dot-type layer 181, a contact layer 182, a reflective layer 183, a diffusion barrier layer 184, and a capping layer formed on the semiconductor layer 120. 185 and an ohmic electrode having a multilayer structure in ohmic contact with the semiconductor layer 120.

반도체층(120)은 n형층(121), 활성층(122) 및 p형층(123)을 포함하며, 상기 n형층(121), 활성층(122) 및 p형층(123)은 Si 막, GaN 막, AlN 막, InGaN 막, AlGaN 막, AlInGaN 막 및 이들을 포함하는 막 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서는 n형층(121) 및 p형층(123)은 GaN 막으로 형성되고, 활성층(122)은 InGaN 막으로 형성된다.The semiconductor layer 120 includes an n-type layer 121, an active layer 122, and a p-type layer 123. The n-type layer 121, the active layer 122, and the p-type layer 123 may be a Si film, a GaN film, It may be formed of at least one of an AlN film, an InGaN film, an AlGaN film, an AlInGaN film, and a film containing the same. For example, in this embodiment, the n-type layer 121 and the p-type layer 123 are formed of a GaN film, and the active layer 122 is formed of an InGaN film.

상기 n형층(121)은 전자를 제공하는 층으로서, n형 반도체층과 n형 클래드층으로 구성될 수 있다. 이러한 n형 반도체층과 n형 클래드층은 전술한 반도체 박막에 n형 도펀트 예를 들어, Si, Ge, Se, Te, C 등을 주입하여 형성할 수 있다. 그리고, p형층(230)은 정공을 제공하는 층으로서, p형 반도체층과 p형 클래드층으로 구성될 수 있다. 이러한 p형 반도체층과 p형 클래드층은 전술한 반도체 박막에 p형 도펀트 예를 들어, Mg, Zn, Be, Ca, Sr, Ba 등을 주입하여 형성할 수 있다.The n-type layer 121 is a layer providing electrons, and may be composed of an n-type semiconductor layer and an n-type cladding layer. The n-type semiconductor layer and the n-type cladding layer may be formed by injecting an n-type dopant, for example, Si, Ge, Se, Te, C, or the like into the semiconductor thin film. The p-type layer 230 is a layer for providing holes, and may be composed of a p-type semiconductor layer and a p-type cladding layer. The p-type semiconductor layer and the p-type cladding layer may be formed by injecting a p-type dopant, for example, Mg, Zn, Be, Ca, Sr, or Ba into the semiconductor thin film.

상기 활성층(122)은 n형층(121)에서 제공된 전자와 p형층(123)에서 제공된 정공이 재결합되면서 소정 파장의 광을 출력하는 층으로서, 우물층(well layer)과 장벽층(barrier layer)을 교대로 적층하여 단일 또는 다중 양자 우물(multiple quantum well) 구조를 갖는 다층의 반도체 박막으로 형성할 수 있다. 이러한 활성층(122)을 이루는 반도체 재료에 따라 출력되는 광의 파장이 변화되므로, 목표로 하는 출력 파장에 따라 적절한 반도체 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예에서는 GaN 박막을 증착한 후 n형 불순물을 주입하여 n형층(121)을 형성하고, 그 위에 장벽층인 GaN 박막과 우물층인 InGaN 박막을 교대로 증착하여 다중 우물 구조의 활성층(122)을 형성하고, 그 위에 다시 GaN 박막을 증착한 후 p형 불순물을 주입하여 p형층(123)을 형성함으로써, 발광 구조의 반도체층(120)을 형성하였다.The active layer 122 is a layer that outputs light having a predetermined wavelength while the electrons provided in the n-type layer 121 and the holes provided in the p-type layer 123 are recombined. A well layer and a barrier layer may be formed. The layers may be alternately stacked to form a multilayer semiconductor thin film having a single or multiple quantum well structure. Since the wavelength of light to be output varies depending on the semiconductor material constituting the active layer 122, it is preferable to select an appropriate semiconductor material according to the target output wavelength. For example, in the present embodiment, after depositing a GaN thin film, an n-type impurity is implanted to form an n-type layer 121, and a multi-well structure is formed by alternately depositing a GaN thin film as a barrier layer and an InGaN thin film as a well layer. The active layer 122 was formed, a GaN thin film was deposited thereon, and then a p-type impurity was implanted to form the p-type layer 123, thereby forming a light emitting semiconductor layer 120.

n형 전극(180)은 구동 전원의 음 전위에 연결되어 반도체층(120)의 n형층(121)에 전자를 주입하는 역할을 하고, p형 전극(130)은 구동 전원의 양 전위에 연결되어 반도체층(120)의 p형층(123)에 정공을 주입하는 역할을 한다. 특히, 본 실시예의 n형 전극(180)과 p형 전극(130)은 수직으로 배치되고, 상기 p형 전극(130)은 활성층(122)에서 생성된 광을 반사시켜 대부분의 광이 n형층(121) 방향을 통해 외부로 출사되게 하는 반사면을 이룬다. 또한, n형 전극(180)은 반도체층(120)의 질소 극성 면(N-face) 상에 형성되는 나노 도트층(181), 접촉층(182), 반사층(183), 확산 방지층(184) 및 캡핑층(185)을 포함하는 다층 구조의 오믹 전극으로 형성된다.The n-type electrode 180 is connected to the negative potential of the driving power source to inject electrons into the n-type layer 121 of the semiconductor layer 120, and the p-type electrode 130 is connected to the positive potential of the driving power source. It injects holes into the p-type layer 123 of the semiconductor layer 120. In particular, the n-type electrode 180 and the p-type electrode 130 of the present embodiment are disposed vertically, and the p-type electrode 130 reflects the light generated by the active layer 122 so that most of the light is n-type layer ( 121) it forms a reflective surface to be emitted to the outside through the direction. In addition, the n-type electrode 180 may include a nano dot layer 181, a contact layer 182, a reflective layer 183, and a diffusion barrier layer 184 formed on the N-face of the semiconductor layer 120. And an ohmic electrode having a multilayer structure including a capping layer 185.

이때, 나노 도트층(181)은 Ag, Al 및 Au 중 적어도 하나의 물질을 질소를 포함하는 분위기에서 열처리하여 형성할 수 있다. 또한, 접촉층(182)은 Ni, Ni-Ti 합금, Ni-Al 합금, Ti-Al 합금, Mg-Al 합금, Ta, Ti, W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 물질로 형성할 수 있고, 상기 반사층(183)은 Al, Ag, Ag-Al 합금, Ag-Cu 합금, Ag-In 합금, Ag-Mg 합금, Al-Cu 합금, Al-In 합금, Al-Mg 합금 중 적어도 하나의 물질로 형성할 수 있다. 또한, 확산 방지층(184)은 Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 금속층 또는 RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx 중 적어도 하나의 산화막으로 형성할 수 있고, 캡핑층(185)은 Au, Al 중 적어도 하나의 물질로 형성할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 n형 전극(180)은 나노 도트층(181)이 Ag, 접촉층(182)이 Ni, 반사층(183)이 Al, 확산 방지층(184)이 Ti, 캡핑층(185)이 Au로 형성된다.In this case, the nano dot layer 181 may be formed by heat-treating at least one material of Ag, Al, and Au in an atmosphere containing nitrogen. In addition, the contact layer 182 may be formed of at least one material of Ni, Ni-Ti alloy, Ni-Al alloy, Ti-Al alloy, Mg-Al alloy, Ta, Ti, W, W-Ti alloy The reflective layer 183 may be formed of at least one of Al, Ag, Ag-Al alloy, Ag-Cu alloy, Ag-In alloy, Ag-Mg alloy, Al-Cu alloy, Al-In alloy, and Al-Mg alloy. It can be formed as. Further, the diffusion barrier layer 184 is a metal layer of at least one of Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, and W-Ti alloys or RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx , CrOx may be formed of at least one oxide film, and the capping layer 185 may be formed of at least one material of Au and Al. For example, the n-type electrode 180 of the present embodiment has a nano dot layer 181 Ag, a contact layer 182 Ni, a reflective layer 183 Al, a diffusion barrier 184 Ti, a capping layer 185 ) Is formed from Au.

지지 기판(170)은 반도체층(120)의 성장 기판 즉, 모재 기판이 제거됨에 따라 전체 구조물(120,130,180)을 지지하는 역할을 한다. 이러한 지지 기판(170)이 p형 전극(130)의 하면에 부착되도록 지지 기판(170)과 p형 전극(130) 사이에는 보호층(160), 접합층(150), 확산 방지층(140)이 형성될 수 있다. 상기 확산 방지층(140)은 p형 전극(130)과 지지 기판(170)의 접착 공정시 열에 의해 p형 전극(130)의 형성 물질(120)이 인접층으로 확산되는 것을 방지하기 위해 사용된다.The support substrate 170 supports the entire structures 120, 130, and 180 as the growth substrate of the semiconductor layer 120, that is, the base substrate is removed. The protective layer 160, the bonding layer 150, and the diffusion barrier layer 140 are disposed between the supporting substrate 170 and the p-type electrode 130 so that the supporting substrate 170 is attached to the lower surface of the p-type electrode 130. Can be formed. The diffusion barrier layer 140 is used to prevent diffusion of the forming material 120 of the p-type electrode 130 into the adjacent layer by heat during the bonding process of the p-type electrode 130 and the support substrate 170.

이와 같은 구성을 갖는 반도체 발광 소자의 제조 공정에 대하여 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 발광 소자의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.A manufacturing process of a semiconductor light emitting device having such a configuration will be described below with reference to FIGS. 2 to 5. 2 to 5 are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 준비된 기판(110) 상에 n형층(121), 활성층(122) 및 p형층(123)을 순차적으로 적층하여 다층 구조의 반도체층(120)을 형성한다. 상기 기판(110)으로는 사파이어(Al2O3) 기판, 실리콘 카바이드(SiC) 기판, 실리콘(Si) 기판, 아연 산화물(ZnO) 기판, 갈륨 비소화물(GaAs) 기판 또는 갈륨 인화물(GaP) 기판 등을 사용할 수 있으며, 특히 사파이어 기판을 사용하는 것이 보다 바람직하다.Referring to FIG. 2, an n-type layer 121, an active layer 122, and a p-type layer 123 are sequentially stacked on the prepared substrate 110 to form a semiconductor layer 120 having a multilayer structure. The substrate 110 may include a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, a silicon (Si) substrate, a zinc oxide (ZnO) substrate, a gallium arsenide (GaAs) substrate, or a gallium phosphide (GaP) substrate. Etc. can be used, and it is more preferable to use a sapphire substrate.

도 3을 참조하면, 상기 반도체층(120) 상에 금속막을 증착하여 p형 전극(130)을 형성하고, 상기 p형 전극(130) 상에 확산 방지층(140), 접착층(150), 보호층(160)을 순차로 형성한 후 접착 공정을 통해 지지 기판(170)을 부착한다.Referring to FIG. 3, a metal film is deposited on the semiconductor layer 120 to form a p-type electrode 130, and a diffusion barrier layer 140, an adhesive layer 150, and a protective layer on the p-type electrode 130. After forming the 160 in sequence, the support substrate 170 is attached through an adhesion process.

본 실시예는 지지 기판(170)의 부착을 위해 가열 접착 공정을 실시하였으며, 가열 과정에서 p형 전극(130)의 형성 물질이 확산되는 것을 방지하기 위하여 p형 전극(130) 상에 확산 방지층(140)을 형성하였다. 한편, 활성층(120)에서 생성된 광의 대부분이 n형층(221) 방향으로 출사되도록 상기 p형 전극(130)은 광 반사도가 우수한 반사성 도전막 예를 들어, Ag 또는 Au 등으로 형성하는 것이 바람직하고, 보조 기판(170)은 금속 기판, 또는 Si, Ge 등의 반도체 기판을 사용하는 것이 바람직하다.In this embodiment, a heat adhesion process is performed to attach the support substrate 170, and a diffusion barrier layer (p) is formed on the p-type electrode 130 to prevent diffusion of a material of the p-type electrode 130 during the heating process. 140). On the other hand, the p-type electrode 130 is preferably formed of a reflective conductive film having excellent light reflectivity, for example Ag or Au, so that most of the light generated in the active layer 120 is emitted toward the n-type layer 221. The auxiliary substrate 170 is preferably a metal substrate or a semiconductor substrate such as Si or Ge.

도 4를 참조하면, 레이저를 이용한 리프트 오프(lift off) 공정을 실시하여 모체 기판(110)을 분리 제거한다. 이어, 도 5와 같이, 지지 기판(110)이 아래로 향하도록 뒤집은 다음 지지 기판(170)의 상부에 부착된 반도체층(120)을 메사 식각(Mesa Etching)하고, 후속하여 형성될 n형 전극(180)과의 계면 접착력을 향상시키기 위하여 반도체층(120)에 대한 표면 처리를 실시한다. 본 실시예의 경우에는 왕수 수용액(HCl:H2O = 3:1)에 상기 반도체 표면 즉, n형층(123)을 대략 10분간 담근 다음 탈 이온수로 세척하고, 질소로 건조하는 방식으로 1차 표면 처리를 실시하고, 후속층 즉, n형 전극(180)을 증착하기 전에 염산(HCl)과 탈 이온수가 1:1로 섞은 용액에 대략 2분간 담근 다음 건조하는 방식으로 2차 표면 처리를 실시한다. 물론, 이러한 1차, 2차 표면 처리는 원하는 목적에 따라 선택적으로 실시할 수 있으며, 또한 생략할 수도 있다.Referring to FIG. 4, the mother substrate 110 is separated and removed by performing a lift off process using a laser. Subsequently, as shown in FIG. 5, the support substrate 110 is turned upside down, followed by Mesa etching of the semiconductor layer 120 attached to the upper portion of the support substrate 170, and subsequently formed n-type electrode. Surface treatment of the semiconductor layer 120 is performed to improve the interfacial adhesion with the 180. In the present embodiment, the semiconductor surface, that is, n-type layer 123, is immersed in an aqueous solution of aqua regia (HCl: H 2 O = 3: 1) for about 10 minutes, washed with deionized water, and dried with nitrogen to form a primary surface. The second surface treatment is performed by soaking for about 2 minutes in a solution mixed with hydrochloric acid (HCl) and deionized water 1: 1 before depositing a subsequent layer, that is, the n-type electrode 180, and then drying. . Of course, such primary and secondary surface treatment can be selectively performed according to a desired purpose, and can also be abbreviate | omitted.

다시 도 5를 참조하면, 노출된 반도체층(120)의 n형층(123) 표면에 Ag를 5Å 내지 50 Å정도 얇게 형성한 후 질소를 포함하는 분위기에서 열처리함으로써 나노 크기의 도트들로 이루어진 Ag 나노 도트층(181)을 형성한다. 상기 Ag 나노 도트층(181)은 n형층(123)의 질소 극성 면(N-face)에 형성된다. 이어, Ag 나노 도트층(181) 상에 Ni 접촉층(182), Al 반사층(183), Ti 확산 방지층(184), Au 캡핑층(185)을 적층한 후 이를 패터닝하여 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 구조의 n형 전극(180)을 형성한다.
Referring to FIG. 5 again, Ag is formed on the surface of the n-type layer 123 of the exposed semiconductor layer 120 by 5 nm to 50 mm thin and then heat-treated in an atmosphere containing nitrogen. The dot layer 181 is formed. The Ag nano dot layer 181 is formed on the N-face of the n-type layer 123. Subsequently, the Ni contact layer 182, the Al reflective layer 183, the Ti diffusion barrier layer 184, and the Au capping layer 185 are stacked on the Ag nano dot layer 181 and then patterned to form the Ag nano dot layer / Ni. An n-type electrode 180 having a / Al / Ti / Au structure is formed.

*이때, 상기 Ag 나노 도트층(181)은 두께가 5Å 미만일 경우에는 도트 크기가 너무 작아 전류 주입 효율이 낮아지며, 50Å을 초과할 경우에는 도트 자체의 형성이 어렵기 때문에 5Å 내지 50Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 Ni 접촉층(182)은 두께가 1Å 미만이면 접촉층 역할을 할 수 없으며, 50Å을 초과하면 광 흡수로 인해 광 투과도가 저하되기 때문에 1Å 내지 50Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 Al 반사층(183)은 높은 광 반사도를 얻기 위해 최소 500 Å 이상의 두께가 요구되는데, 8000 Å을 초과하면 Al의 확산(migration)에 의해 전극의 열적 안정성이 저하될 수 있으므로 500Å 내지 8000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 Ti 확산 방지층(184)은 두께가 100Å 미만이면 Al 입자의 확산을 효과적으로 방지하기 어려우며, 1000Å을 초과하면 두께 증가로 인한 박막 내 스트레스 증가로 인해 접착력이 떨어질 수 있기 때문에 100Å 내지 1000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 Au 캡핑층(185)은 두께가 1000Å 미만이면 와이어 본딩(wire bonding)에 적합하지 않으며, 10000Å을 초과하면 제조 비용이 상승하기 때문에 1000Å 내지 10000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 n형 전극(180)의 전체 두께는 1000Å 내지 10000Å이 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예는 전자선 증착 장치(e-beam evaporator)를 이용하여 반도체층(120) 상에 Ag 나노 도트층/Ni 접촉층/Al 반사층/Ti 확산 방지층/Au 캡핑층을 순서대로 20Å/10Å/2000Å/200A/5000Å 두께로 형성하였다.* At this time, the Ag nano dot layer 181 is formed with a thickness of 5 to 50 때문에 because the dot size is too small when the thickness is less than 5 Å and the current injection efficiency is low. It is desirable to. The Ni contact layer 182 may not serve as a contact layer when the thickness is less than 1 GPa. When the Ni contact layer 182 exceeds 50 GPa, the light transmittance is reduced due to light absorption. The Al reflective layer 183 is required to have a thickness of at least 500 kW or more in order to obtain high light reflectivity, but if it exceeds 8000 m, the thermal stability of the electrode may be reduced by Al migration. It is preferable to form. The Ti diffusion barrier layer 184 is difficult to effectively prevent the diffusion of Al particles when the thickness is less than 100Å, the thickness of 100Å to 1000Å because the adhesion may be reduced due to the increase in the stress in the thin film due to the increase in thickness It is desirable to. The Au capping layer 185 is not suitable for wire bonding if the thickness is less than 1000 kPa, and if the Au capping layer 185 exceeds 10000 kPa, the Au capping layer 185 may be formed to have a thickness of 1000 kPa to 10000 kPa. In addition, the total thickness of the n-type electrode 180 is preferably formed to be 1000 kPa to 10000 kPa. For example, in the present embodiment, an Ag nano dot layer, a Ni contact layer, an Al reflective layer, a Ti diffusion barrier layer, and an Au capping layer are sequentially disposed on the semiconductor layer 120 using an e-beam evaporator. It was formed to a thickness of / 10Å / 2000Å / 200A / 5000Å.

이후, 접착력 개선, 오믹 특성 향상 및 열적 신뢰성 확보를 위해 n형 전극(180) 및 p형 전극(130)의 형성 후에는 질소 및 산소를 포함하는 분위기에서 150℃ 내지 600℃의 범위에서 열처리를 추가로 실시할 수도 있다.Then, after the formation of the n-type electrode 180 and the p-type electrode 130 to improve the adhesion, ohmic characteristics and secure the thermal reliability after the addition of heat treatment in the range of 150 ℃ to 600 ℃ in the atmosphere containing nitrogen and oxygen It can also be carried out.

한편, 상기의 제 1 실시예에 따른 반도체 발광 소자에서 반도체층(120)과 오믹 접촉을 이루는 오믹 전극(180)의 특성을 알아보기 위하여 실험예와 비교예를 들어 설명하면 다음과 같다. 상기 실험예는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 오믹 전극을 사용하였고, 상기 비교예는 종래의 일반적인 Cr/Au 오믹 전극을 사용하였다.On the other hand, in order to determine the characteristics of the ohmic electrode 180 in ohmic contact with the semiconductor layer 120 in the semiconductor light emitting device according to the first embodiment will be described with reference to the experimental example and the comparative example. In the experimental example, an Ag nano dot layer / Ni / Al / Ti / Au ohmic electrode according to the first embodiment of the present invention was used, and the comparative example used a conventional general Cr / Au ohmic electrode.

도 6은 본 발명의 실험예와 비교예에 따른 오믹 전극의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프로서, A 선은 본 실험예에 따른 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 오믹 전극의 전류-전압 그래프이고, B 선은 본 비교예에 따른 Cr/Au 오믹 전극의 전류-전압 그래프이다.Figure 6 is a graph showing the current-voltage characteristics of the ohmic electrode according to the experimental example and the comparative example of the present invention, line A is the current of the Ag nano dot layer / Ni / Al / Ti / Au ohmic electrode- It is a voltage graph, and B is a current-voltage graph of the Cr / Au ohmic electrode which concerns on this comparative example.

오믹 전극의 전기적 특성을 알아보기 위하여 쇼트키(shottky) 교수가 제안한 TLM 방법을 통하여 오믹 저항을 계산한다. 상기 TLM 방법은 거리가 d1, d2, d3, 그리고 d4로 각각 구분되어 있는 두 금속 전극 간의 전류(I)-전압(V) 곡선을 측정하여 0V에서의 저항 RT를 구한다. 이렇게 측정된 RT를 거리에 따라서 그래프를 그린 후, 외삽을 행하면 다음의 식들을 통해 오믹 저항을 계산할 수 있다. In order to know the electrical characteristics of the ohmic electrode, ohmic resistance is calculated by the TLM method proposed by Professor shottky. The TLM method obtains a resistance R T at 0V by measuring a current (I) -voltage (V) curve between two metal electrodes whose distances are divided into d 1 , d 2 , d 3 , and d 4 , respectively. After plotting the measured R T according to the distance and extrapolating, the ohmic resistance can be calculated by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

(여기서, RT는 각각의 금속 전극 간의 저항 [Ω], RS는 반도체층의 면 저항 [Ω], d는 금속 전극 간의 거리, Z는 금속 전극의 폭, 그리고 ρC 는 오믹 저항을 의미한다.)Where R T is the resistance [Ω] between the respective metal electrodes, R S is the sheet resistance [Ω] of the semiconductor layer, d is the distance between the metal electrodes, Z is the width of the metal electrode, and ρ C is the ohmic resistance. do.)

도 6의 전류-전압 그래프 및 상기의 TLM 방법을 통하여 오믹 전극의 오믹 저항을 계산해 보면, 본 비교예에 Cr/Au 오믹 전극은 오믹 저항이 대략 8.3 x 10-5 Ωcm2 인 반면, 본 실험예에 따른 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 오믹 전극은 오믹 저항은 7.4 x 10-5 Ωcm2 이다. 이처럼, 본 실험예에 따른 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 오믹 전극은 증착후 추가적인 열처리 공정 없이도 본 비교예인 종래의 Cr/Au 오믹 전극보다 오믹 저항이 낮기 때문에 구동 전압을 낮춰 발광 소자의 소비 전력을 낮출 수 있다.When the ohmic resistance of the ohmic electrode is calculated using the current-voltage graph of FIG. 6 and the TLM method, the Cr / Au ohmic electrode of the comparative example has an ohmic resistance of about 8.3 × 10 −5 Ωcm 2 , but this experimental example Ag nano dot layer / Ni / Al / Ti / Au ohmic electrode has ohmic resistance of 7.4 x 10 -5 Ωcm 2 to be. As described above, the Ag nano dot layer / Ni / Al / Ti / Au ohmic electrode according to the present experimental example has lower ohmic resistance than the conventional Cr / Au ohmic electrode of the present comparative example without additional heat treatment after deposition, thereby lowering the driving voltage. Can lower the power consumption.

도 7은 본 발명의 실험예와 비교예에 따른 오믹 전극의 광 반사도를 나타낸 그래프로서, 460nm 파장 대역에서의 광 반사도를 측정하였다. 도 7의 그래프에서 A 선은 본 실험예에 따른 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 오믹 전극의 광 반사도를 나타낸 것이고, B 선은 본 비교예에 따른 Cr/Au 오믹 전극의 광 반사도를 나타낸 것이다. 이때, I 선은 기준선으로서 Ag 미러(mirror)의 광 반사도를 나타낸 것이다.7 is a graph showing the light reflectivity of the ohmic electrode according to the experimental example and the comparative example of the present invention, the light reflectance in the 460nm wavelength band was measured. In the graph of FIG. 7, the A line shows the light reflectivity of the Ag nano dot layer / Ni / Al / Ti / Au ohmic electrode according to the present experimental example, and the B line shows the light reflectance of the Cr / Au ohmic electrode according to the present comparative example. It is shown. In this case, the I line represents the light reflectivity of the Ag mirror as a reference line.

도 7을 참조하면, 본 비교예에 따른 Cr/Au 오믹 전극은 대략 55%의 낮은 광 반사도를 보여주는데 비하여(B 선), 본 실험예에 따른 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 오믹 전극은 대략 88%의 높은 광 반사도를 보여준다(A 선). 따라서, 본 실험예에 따른 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 오믹 전극은 광의 흡수를 줄일 수 있기 때문에 외부로의 광출력을 더욱 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 7, the Cr / Au ohmic electrode according to the present comparative example shows a low light reflectivity of approximately 55% (B line), and the Ag nano dot layer / Ni / Al / Ti / Au ohmic according to the present example. The electrode shows high light reflectivity of approximately 88% (line A). Therefore, since the Ag nano dot layer / Ni / Al / Ti / Au ohmic electrode according to the present experimental example can reduce the absorption of light, the light output to the outside can be further improved.

이와 같이 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 구조의 오믹 전극(180)은 반도체층(120)의 질소 극성 면에 형성되고, 추가적인 열처리 공정을 거치지 않았음에도 불구하고, 낮은 오믹 저항 및 높은 광 반사도를 유지하였다. 이는 Ag 나노 도트층(181)이 반도체층(120)으로의 전하 주입 특성을 향상시켜 주기 때문이다. 그리고, 이러한 결과는 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 구조의 오믹 전극에서 Ag 대신에 Al, Au 중 적어도 하나의 물질로 나노 도트층을 형성하고, Ni 대신에 Ni-Ti 합금, Ni-Al 합금, Ti-Al 합금, Mg-Al 합금, Ta, Ti, W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 물질을 사용하고, Al 대신에 Ag, Ag-Al 합금, Ag-Cu 합금, Ag-In 합금, Ag-Mg 합금, Al-Cu 합금, Al-In 합금, Al-Mg 합금 중 적어도 하나의 물질을 사용하고, Ti 대신에 Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 금속층 또는 RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx 중 적어도 하나의 산화막을 사용하고, Au 대신에 Al을 사용하더라도 이와 유사한 실험 결과를 얻을 수 있었다.
As described above, the ohmic electrode 180 having the Ag nano dot layer / Ni / Al / Ti / Au structure is formed on the nitrogen polarity side of the semiconductor layer 120 and has a low ohmic resistance and high Light reflectance was maintained. This is because the Ag nano dot layer 181 improves charge injection characteristics into the semiconductor layer 120. In addition, these results show that the nano-dot layer is formed of at least one of Al and Au instead of Ag in an ohmic electrode having an Ag nano dot layer / Ni / Al / Ti / Au structure, and a Ni-Ti alloy, Ni, instead of Ni. At least one of Al alloy, Ti-Al alloy, Mg-Al alloy, Ta, Ti, W, W-Ti alloy is used, and instead of Al, Ag, Ag-Al alloy, Ag-Cu alloy, Ag- In alloy, Ag-Mg alloy, Al-Cu alloy, Al-In alloy, Al-Mg alloy is used, and instead of Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W Similar results could be obtained even if at least one metal layer of W-Ti alloy or at least one oxide film of RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx was used and Al was used instead of Au. .

<제 2 실시예>&Lt; Embodiment 2 >

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 발광 소자에 적용된 Ag 나노 도트층/Ti/Cr/Au 구조의 오믹 전극은 수평 구조의 반도체 발광 소자에도 적용될 수 있다. 하기에서는, 이러한 가능성의 일예로 n형 전극과 p형 전극이 수평으로 배치된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 발광 소자에 대하여 설명한다. 이때, 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.Meanwhile, the ohmic electrode of the Ag nano dot layer / Ti / Cr / Au structure applied to the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention may be applied to a semiconductor light emitting device having a horizontal structure. In the following, as an example of such a possibility, a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention in which n-type electrodes and p-type electrodes are horizontally disposed will be described. In this case, a description overlapping with the above-described embodiment will be omitted or briefly described.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 나타낸 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 반도체 발광 소자는 기판(210) 상에 순차로 형성된 n형층(221), 활성층(222), p형층(223)을 포함하는 반도체층(220)과, 상기 n형층(121)의 노출 영역에 형성된 n형 전극(230)과, 상기 p형층(223) 상에 형성된 p형 전극(240)을 포함한다. 여기서, n형 전극(230)과 p형 전극(240) 중 적어도 하나는 반도체층(220) 상에 형성된 나노 도트층(231/241), 접촉층(232/242), 반사층(233/243), 확산 방지층(234/244) 및 캡핑층(235/245)을 포함하며, 상기 반도체층(220)과 오믹 접촉을 이루는 다층 구조의 오믹 전극이다.Referring to FIG. 8, the semiconductor light emitting device includes a semiconductor layer 220 including an n-type layer 221, an active layer 222, and a p-type layer 223 sequentially formed on a substrate 210, and the n-type layer ( N-type electrode 230 formed in the exposed region of 121 and p-type electrode 240 formed on the p-type layer 223. Here, at least one of the n-type electrode 230 and the p-type electrode 240 is a nano dot layer 231/241, a contact layer 232/242, a reflective layer 233/243 formed on the semiconductor layer 220. And a diffusion barrier layer 234/244 and a capping layer 235/245, and are ohmic electrodes having a multilayer structure in ohmic contact with the semiconductor layer 220.

이와 같은 구성을 갖는 반도체 발광 소자의 제조 공정에 대하여 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 발광 소자의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.A manufacturing process of a semiconductor light emitting device having such a configuration will be described below with reference to FIGS. 9 to 11. 9 to 11 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a semiconductor light emitting device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 준비된 기판(210) 상에 n형층(221), 활성층(222) 및 p형층(223)을 적층하여 다층 구조의 반도체층(220)을 형성한다.9, an n-type layer 221, an active layer 222, and a p-type layer 223 are stacked on the prepared substrate 210 to form a semiconductor layer 220 having a multilayer structure.

상기 기판(210)으로는 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 아연 산화물 기판, 갈륨 비소화물 기판 또는 갈륨 인화 기판 등을 사용할 수 있으며, 특히 사파이어 기판을 사용하는 것이 보다 바람직하다.As the substrate 210, a sapphire substrate, a silicon carbide substrate, a silicon substrate, a zinc oxide substrate, a gallium arsenide substrate, a gallium phosphide substrate, or the like may be used, and a sapphire substrate is particularly preferable.

상기 반도체층(220)으로는 Si 막, GaN 막, AlN 막, InGaN 막, AlGaN 막, AlInGaN 막 및 이들을 포함하는 막 중 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 GaN 막을 증착한 후 n형 불순물을 주입하여 n형층(221)을 형성하고, 그 위에 장벽층인 GaN 막과 우물층인 InGaN 막을 교대로 증착하여 다중 우물 구조의 활성층(222)을 형성하고, 그 위에 다시 GaN 막을 증착한 후 p형 불순물을 주입하여 p형층(223)을 형성하였다. 도시하지는 않았지만, 상기 기판(210)과 n형층(221) 사이에는 버퍼층이 추가로 형성될 수 있는데, 상기 버퍼층은 기판(210)과 n형층(221) 간의 격자 부정합에 따른 스트레스를 완화시켜 주어 후속하여 형성될 n형층(221)의 원활한 성장을 도와준다.As the semiconductor layer 220, it is preferable to use one of a Si film, a GaN film, an AlN film, an InGaN film, an AlGaN film, an AlInGaN film, and a film containing the same. In this embodiment, after depositing a GaN film, an n-type impurity is implanted to form an n-type layer 221, and a GaN film as a barrier layer and an InGaN film as a well layer are alternately deposited to form an active layer 222 having a multi-well structure. After the GaN film was deposited thereon, p-type impurities were implanted to form the p-type layer 223. Although not shown, a buffer layer may be additionally formed between the substrate 210 and the n-type layer 221, and the buffer layer may relieve stress due to lattice mismatch between the substrate 210 and the n-type layer 221. Helps the smooth growth of the n-type layer 221 to be formed.

도 10을 참조하면, 상기 p형층(223) 및 활성층(222)의 일부 영역을 메사 식각하여 n형 전극(240)이 형성될 n형층(230)의 일부 영역을 노출시킨다. 이어, 후속층과의 계면 특성을 향상시키기 위하여 반도체층(220)에 대한 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예의 경우는 왕수 수용액(HCl:H2O = 3:1)에 상기 반도체층(220) 즉, 노출된 n형층(221)의 표면 및 p형층(223)의 표면을 대략 10분간 담근 다음 탈 이온수로 세척하고, 질소로 건조하는 방식으로 1차 표면 처리를 실시하고, 후속층 즉, n형 전극(230) 및 p형 전극(240)을 증착하기 전에 염산(HCl)과 탈 이온수가 1:1로 섞은 용액에 대략 2분간 담근 다음 건조하는 방식으로 2차 표면 처리를 실시한다. 물론, 이러한 1차, 2차 표면 처리는 원하는 목적에 따라 선택적으로 실시할 수 있으며, 또는 생략할 수도 있다.Referring to FIG. 10, some regions of the p-type layer 223 and the active layer 222 are mesa-etched to expose some regions of the n-type layer 230 on which the n-type electrode 240 is to be formed. Subsequently, in order to improve the interfacial properties with the subsequent layer, it is preferable to perform surface treatment on the semiconductor layer 220. For example, in the present embodiment, the semiconductor layer 220, that is, the surface of the n-type layer 221 and the surface of the p-type layer 223 exposed to the aqueous solution of aqua regia (HCl: H 2 O = 3: 1) are approximately After soaking for 10 minutes, washing with deionized water, drying with nitrogen, and performing a first surface treatment, and before depositing a subsequent layer, that is, the n-type electrode 230 and the p-type electrode 240, with hydrochloric acid (HCl); Second surface treatment is performed by immersing in a 1: 1 mixture of deionized water for about 2 minutes and then drying. Of course, such primary and secondary surface treatments can be selectively performed or omitted depending on the desired purpose.

도 11을 참조하면, 노출된 n형층(221) 및 p형층(223) 표면 상에 Ag를 5Å 내지 50 Å정도 얇게 형성한 후 질소를 포함하는 분위기에서 열처리함으로써 나노 크기의 도트들로 이루어진 Ag 나노 도트층(231/241)을 형성한다. 이때, 상기 Ag 나노 도트층(231/241)은 n형층(221) 및 p형층(223)의 갈륨 극성 면(Ga-face)에 형성된다. 이어, Ag 나노 도트층(231/241) 상에 Ni 접촉층(232/242), Al 반사층(233/243), Ti 확산 방지층(234/244), Au 캡핑층(235/245)을 적층한 후 이를 패터닝하여 Ag 나노 도트층/Ni/Al/Ti/Au 구조를 갖는 n형 전극(130) 및 p형 전극(140)을 형성한다. 이때, Ag 대신에 Al, Au 중 적어도 하나의 물질로 나노 도트층을 형성할 수 있다. 또한, Ni 대신에 Ni-Ti 합금, Ni-Al 합금, Ti-Al 합금, Mg-Al 합금, Ta, Ti, W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 물질을 사용하고, Al 대신에 Ag, Ag-Al 합금, Ag-Cu 합금, Ag-In 합금, Ag-Mg 합금, Al-Cu 합금, Al-In 합금, Al-Mg 합금 중 적어도 하나의 물질을 사용하고, Ti 대신에 Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 금속층 또는 RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx 중 적어도 하나의 산화막을 사용하고, Au 대신에 Al을 사용할 수 있다.Referring to FIG. 11, Ag nanoparticles made of nano-sized dots are formed by forming Ag thinly on the exposed n-type layer 221 and p-type layer 223 by about 5 μm to 50 μm and then heat-treating in an atmosphere containing nitrogen. The dot layer 231/241 is formed. At this time, the Ag nano dot layer 231/241 is formed on the gallium polarity (Ga-face) of the n-type layer 221 and the p-type layer 223. Subsequently, a Ni contact layer 232/242, an Al reflective layer 233/243, a Ti diffusion barrier layer 234/244, and an Au capping layer 235/245 are stacked on the Ag nano dot layer 231/241. After this, it is patterned to form an n-type electrode 130 and a p-type electrode 140 having an Ag nano dot layer / Ni / Al / Ti / Au structure. In this case, the nano dot layer may be formed of at least one of Al and Au instead of Ag. Instead of Ni, at least one of Ni-Ti alloys, Ni-Al alloys, Ti-Al alloys, Mg-Al alloys, Ta, Ti, W, and W-Ti alloys is used, and Ag, Ag instead of Al. At least one of -Al alloy, Ag-Cu alloy, Ag-In alloy, Ag-Mg alloy, Al-Cu alloy, Al-In alloy, Al-Mg alloy is used, and Cr, Ru, Pt instead of Ti At least one metal layer of Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, and W-Ti alloys or an oxide film of at least one of RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx, and Al instead of Au Can be used.

이후, 접착력 개선, 오믹 특성 향상 및 열적 신뢰성 확보를 위해 n형 전극(230) 및 p형 전극(240)의 형성 후에는 질소 및 산소를 포함하는 분위기에서 150℃ 내지 600℃의 범위에서 열처리를 실시하는 것이 바람직하다.Thereafter, after the formation of the n-type electrode 230 and the p-type electrode 240 to improve adhesion, ohmic characteristics and secure thermal reliability, heat treatment is performed in a range of 150 ° C. to 600 ° C. in an atmosphere containing nitrogen and oxygen. It is desirable to.

이와 같이 제조된 수평 구조의 반도체 발광 소자는, 도 11과 같이 활성층(222)에서 생성된 광이 높은 광 반사도를 가지는 n형 전극(230)에서 흡수되지 않고 대부분 반사되어 외부로 방출될 수 있기 때문에 광출력이 더욱 향상될 수 있다.Since the semiconductor light emitting device having the horizontal structure manufactured as described above, as the light generated in the active layer 222 is not absorbed by the n-type electrode 230 having high light reflectivity as shown in FIG. 11, most of the semiconductor light emitting device may be reflected and emitted to the outside. The light output can be further improved.

도 12는 본 발명의 제 1 변형예에 따른 반도체 발광 소자를 나타낸 단면도이다.12 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting device according to a first modified example of the present invention.

도 12를 참조하면, 상기 반도체 발광 소자는 상면에 난반사 패턴(211)이 형성된 기판(210) 상에 반도체층(220)이 형성된다. 상기 난반사 패턴(211)은 반구형 구조로 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 반구형 패턴(211)은 활성층(222)에서 생성된 광의 난반사를 유도하기 때문에 외부로의 광출력을 더욱 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 12, in the semiconductor light emitting device, a semiconductor layer 220 is formed on a substrate 210 on which a diffuse reflection pattern 211 is formed. The diffuse reflection pattern 211 is preferably formed in a hemispherical structure, and because the hemispherical pattern 211 induces diffuse reflection of light generated in the active layer 222, the light output to the outside can be further improved.

이와 같이 제조된 수평 구조의 반도체 발광 소자는, 도 12와 같이 수평 구조에서와 동일하게 활성층(220)에서 생성된 광이 높은 반사도를 가지는 n형 전극(230)에서 흡수되지 않고 대부분 반사되어 외부로 방출될 수 있기 때문에 광출력이 더욱 향상될 수 있다.
In the horizontal semiconductor light emitting device manufactured as described above, the light generated in the active layer 220 is not absorbed by the n-type electrode 230 having high reflectivity, as in the horizontal structure, as shown in FIG. Since it can be emitted, the light output can be further improved.

이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned Example and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.

110, 210: 모재 기판 170: 지지 기판
120, 220: 반도체층 121, 221: n형층
122, 222: 활성층 123, 223: p형층
130, 240: p형 전극 180, 230: n형 전극
110, 210: base material substrate 170: support substrate
120 and 220: semiconductor layers 121 and 221: n-type layers
122, 222: active layer 123, 223: p-type layer
130, 240 p-type electrode 180, 230: n-type electrode

Claims (11)

발광 구조를 갖는 반도체층;
상기 반도체층 상에 형성된 나노 도트층, 접촉층, 반사층, 확산 방지층 및 캡핑층을 구비하는 오믹 전극; 을 포함하고,
상기 나노 도트층은 상기 반도체층의 질소 극성면 상에 형성되고, Ag, Al, Au 중 적어도 하나의 물질로 형성되며,
상기 접촉층은 Ni, Ni-Ti 합금, Ni-Al 합금, Ti-Al 합금, Mg-Al 합금, Ta, Ti, W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 물질로 형성되고,
상기 반사층은 Al, Ag, Ag-Al 합금, Ag-Cu 합금, Ag-In 합금, Ag-Mg 합금, Al-Cu 합금, Al-In 합금, Al-Mg 합금 중 적어도 하나의 물질로 형성되고,
상기 확산 방지층은 Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 금속층 또는 RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx 중 적어도 하나의 산화막으로 형성되고,
상기 캡핑층은 Au, Al 중 적어도 하나의 물질로 형성되는 반도체 발광 소자.
A semiconductor layer having a light emitting structure;
An ohmic electrode having a nano dot layer, a contact layer, a reflective layer, a diffusion barrier layer, and a capping layer formed on the semiconductor layer; Including,
The nano dot layer is formed on the nitrogen polarity surface of the semiconductor layer, is formed of at least one material of Ag, Al, Au,
The contact layer is formed of at least one of Ni, Ni-Ti alloys, Ni-Al alloys, Ti-Al alloys, Mg-Al alloys, Ta, Ti, W, W-Ti alloys,
The reflective layer is formed of at least one material of Al, Ag, Ag-Al alloy, Ag-Cu alloy, Ag-In alloy, Ag-Mg alloy, Al-Cu alloy, Al-In alloy, Al-Mg alloy,
The diffusion barrier layer is at least one metal layer of Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti alloys or at least one of RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx Formed of one oxide film,
The capping layer is a semiconductor light emitting device formed of at least one material of Au, Al.
청구항 1에 있어서,
상기 나노 도트층은 Ag를 증착한 후 질소 분위기에서 열처리하여 형성한 나노 크기의 Ag 도트들로 이루어진 반도체 발광 소자.
The method according to claim 1,
The nano dot layer is a semiconductor light emitting device consisting of nano-size Ag dots formed by depositing Ag and heat treatment in a nitrogen atmosphere.
청구항 1에 있어서,
상기 나노 도트층은 5Å 내지 50Å의 두께로 형성되는 반도체 발광 소자.
The method according to claim 1,
The nano dot layer is a semiconductor light emitting device formed to a thickness of 5 ~ 50Å.
청구항 1에 있어서,
상기 접촉층은 Ni, 상기 반사층은 Al, 상기 확산 방지층은 Ti, 상기 캡핑층은 Au로 형성되는 반도체 발광 소자.
The method according to claim 1,
The contact layer is formed of Ni, the reflective layer is made of Al, the diffusion barrier layer is made of Ti, and the capping layer is made of Au.
청구항 1에 있어서,
상기 접촉층은 1Å 내지 50Å의 두께로 형성되는 반도체 발광 소자.
The method according to claim 1,
The contact layer is a semiconductor light emitting device formed to a thickness of 1Å to 50Å.
청구항 1에 있어서,
상기 반사층은 500Å 내지 8000Å의 두께로 형성되는 반도체 발광 소자.
The method according to claim 1,
The reflective layer is a semiconductor light emitting device formed to a thickness of 500 kPa to 8000 kPa.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체층은 n형층, 활성층 및 p형층을 포함하고,
상기 오믹 전극은 상기 n형층의 질소 극성면 상에 형성되는 반도체 발광 소자.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The semiconductor layer includes an n-type layer, an active layer and a p-type layer,
And the ohmic electrode is formed on the nitrogen polarity surface of the n-type layer.
청구항 1에 있어서,
상기 반도체층은 일면에 반구형 패턴이 형성된 기판의 상면에 형성되는 반도체 발광 소자.
The method according to claim 1,
The semiconductor layer is a semiconductor light emitting device is formed on the upper surface of the substrate on which a hemispherical pattern is formed.
발광 구조를 갖는 반도체층을 형성하는 단계;
상기 반도체층의 질소 극성면 상에 나노 도트층을 형성하는 단계; 및
상기 나노 도트층 상에 접촉층, 반사층, 확산 방지층 및 캡핑층을 형성하는 단계; 를 포함하고,
상기 나노 도트층은 Ag, Al, Au 중 적어도 하나의 물질로 형성하고,
상기 접촉층은 Ni, Ni-Ti 합금, Ni-Al 합금, Ti-Al 합금, Mg-Al 합금, Ta, Ti, W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 물질로 형성하고,
상기 반사층은 Al, Ag, Ag-Al 합금, Ag-Cu 합금, Ag-In 합금, Ag-Mg 합금, Al-Cu 합금, Al-In 합금, Al-Mg 합금 중 적어도 하나의 물질로 형성하고,
상기 확산 방지층은 Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti 합금 중 적어도 하나의 금속층 또는 RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx 중 적어도 하나의 산화막으로 형성하고,
상기 캡핑층은 Au, Al 중 적어도 하나의 물질로 형성하는 반도체 발광 소자의 제조 방법.
Forming a semiconductor layer having a light emitting structure;
Forming a nano dot layer on the nitrogen polarity surface of the semiconductor layer; And
Forming a contact layer, a reflective layer, a diffusion barrier layer, and a capping layer on the nano dot layer; Including,
The nano dot layer is formed of at least one material of Ag, Al, Au,
The contact layer is formed of at least one material of Ni, Ni-Ti alloy, Ni-Al alloy, Ti-Al alloy, Mg-Al alloy, Ta, Ti, W, W-Ti alloy,
The reflective layer is formed of at least one material of Al, Ag, Ag-Al alloy, Ag-Cu alloy, Ag-In alloy, Ag-Mg alloy, Al-Cu alloy, Al-In alloy, Al-Mg alloy,
The diffusion barrier layer is at least one metal layer of Ti, Cr, Ru, Pt, Ni, Pd, Ir, Rh, Nb W, W-Ti alloys or at least one of RuOx, NiOx, IrOx, RhOx, NbOx, TiOx, TaOx, CrOx Formed by one oxide film,
The capping layer is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device formed of at least one material of Au, Al.
청구항 9에 있어서,
상기 나노 도트층은 상기 반도체층의 질소 극성면 상에 Ag을 증착한 후 이를 질소 분위기에서 열처리하여 형성하는 반도체 발광 소자의 제조 방법.
The method according to claim 9,
The nano dot layer is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device is formed by depositing Ag on the nitrogen polar surface of the semiconductor layer and then heat-treating it in a nitrogen atmosphere.
청구항 9에 있어서,
상기 접촉층은 Ni, 상기 반사층은 Al, 상기 확산 방지층은 Ti, 상기 캡핑층은 Au로 형성하는 반도체 발광 소자의 제조 방법.
The method according to claim 9,
And wherein the contact layer is formed of Ni, the reflective layer is made of Al, the diffusion barrier layer is made of Ti, and the capping layer is made of Au.
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