KR20120013601A - 수직형 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
수직형 발광소자 및 그 제조방법이 개시된다. 개시된 수직형 발광소자는 제1 도전층과 제2 도전층 사이의 절연층에 형성되어, 도전성접착층의 일부를 회피시킴으로써 상기 도전성 접착층을 이격시켜 제1 도전층과 제2 도전층을 절연시키는 적어도 하나의 회피부을 구비한다.
Description
본 발명은 전극구조를 개선한 수직형 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)와 같은 발광소자는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 pn접합을 통해 발광원을 구성함으로서, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다. 예를 들어, 질화물계 LED는 GaN, InN, AlN 등과 같은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로서, 단파장광(자외선 내지 녹색광), 특히, 청색광을 낼 수 있는 발광소자에 널리 사용된다. 이러한 발광소자는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 빛의 지향성이 강하여 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 이러한 발광소자는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 패키징할 수 있어, 여러가지 용도로 적용이 가능하다.
LED와 같은 발광소자를 제조하는 하나의 접근법으로, 결정성장을 위한 격자정합 조건을 가장 만족하는 것으로 알려진 사파이어 기판과 같은 절연성 기판을 이용하여 화합물 반도체층들을 적층한 뒤에 기판을 제거하는 수직형 구조가 제안되고 있다. 이러한 수직형 발광소자는 n형 전극과 p형 전극이 화합물 반도체 구조물의 동일 면에 마련된 경우와 화합물 반도체 구조물의 서로 다른 면에 마련된 경우로 나뉜다. n형 전극과 p형 전극을 화합물 반도체 구조물의 동일 면에 위치시키게 되면, 전류 확산(current spreading)의 측면에서 유리하며, 전극에 의해 빛의 이동 경로가 가리는 현상을 감소시킬 수 있다는 점 등에서 유리한 점이 있다.
본 발명은 제1 도전층과 제2 도전층이 화합물 반도체 구조물의 동일 면에 위치하는 수직형 발광소자에 있어서, 대량생산, 대면적화가 용이하면서, 제조비용을 저감시킬 수 있는 수직형 발광소자 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 발광소자는 제1 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 화합물 반도체층을 포함하는 화합물 반도체구조물;
제2 화합물 반도체층의 상면에 마련된 것으로, 제1 화합물 반도체층 및 제2 화합물 반도체층 각각에 전기적으로 연결되는 제1 도전층 및 제2 도전층; 제1 도전층 및 제2 도전층이 위치한 영역의 일부를 제외한 나머지 영역에 도포된 절연층; 제1 도전층에 대응되는 제1 전극과, 제2 전극과 이격되며 제2 도전층에 대응되는 제2 전극을 포함하는 도전성 기판; 도전성 기판의 상면에 형성되어, 제1 전극을 노출된 제1 도전층에 전기적으로 연결시키며, 제2 전극을 노출된 제2 도전층에 전기적으로 연결시키는 도전접착층;과 제1 도전층과 제2 도전층 사이의 절연층에 형성되어, 도전성접착층의 일부를 회피시킴으로써 도전성 접착층을 이격시키는 적어도 하나의 회피부;을 포함한다.
회피부에 대응하도록 제1 전극과 제2 전극 사이의 도전성 기판에 형성된 적어도 하나의 회피부를 더 포함한다.
제1 도전층은 제2 화합물 반도체층의 적어도 어느 한 영역에서 제1 화합물 반도체층까지 형성된 적어도 하나의 비아홀을 통하여 제1 화합물 반도체층에 전기적으로 연결된다.
화합물 반도체 구조물은 소정 기판상에 적층하여 형성된 질화물 반도체층들에서 기판이 제거된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 수직형 발광소자의 제조방법은 기판상에 제1 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 화합물 반도체층을 적층하여 화합물 반도체 구조물을 형성하는 단계; 화합물 반도체 구조물의 상면에 제1 화합물 반도체층 및 제2 화합물 반도체층에 각각 전기적으로 연결되는 제1 도전층 및 제2 도전층을 형성하는 단계; 제1 도전층 및 제2 도전층이 위치한 영역의 일부를 제외한 나머지 영역에 절연층을 도포하는 단계; 제1 도전층 및 제2 도전층의 사이의 절연층에 적어도 하나의 회피부를 형성하는 단계; 도전성 기판에 제1 전극과, 제1 전극과 이격된 제2 전극을 형성하는 단계; 제1 전극와 제2 전극이 제1 도전층과 제2 도전층에 각각 전기적으로 연결되도록 도전성접착층을 이용하여 상기 도전성기판을 접합하는 단계; 기판을 제거하는 단계;를 포함한다.
도전성 기판에 제1 전극과, 제1 전극와 이격된 제2 전극을 형성하는 단계 후에, 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 절연층에 적어도 하나의 회피부를 형성하는 단계를 더 포함한다.
제1 도전층 및 제2 도전층을 형성하는 단계는, 제2 화합물 반도체층의 적어도 어느 한 영역에서 제1 화합물 반도체층까지 적어도 하나의 비아홀을 형성하는 단계; 제2 화합물 반도체층 및 적어도 하나의 비하홀에 보호층을 형성하는 단계; 적어도 하나의 구멍의 바닥에 위치한 보호층을 제거하여 제1 화합물 반도체층을 노출하는 단계; 제1 화합물 반도체층의 노출된 영역에 제1 도전층을 형성하는 단계; 제2 화합물 반도체층의 적어도 하나의 비아홀이 형성되지 않은 영역의 보호층을 제거하는 단계; 및 제2 화합물 반도체층의 보호층이 제거되어 노출된 영역에 제2 도전층을 형성하는 단계;를 포함한다.
절연층을 도포하는 단계는, 제1 도전층, 제2 도전층, 및 화합물 반도체 구조물의 상면 전역에 절연층을 도포하는 단계; 및 절연층 중 제1 도전층 및 제2 도전층이 위치한 영역을 제거하여 제1 도전층 및 제2 도전층을 노출시키는 단계;를 포함한다.
화합물 반도체 구조물은 질화물 반도체층들을 적층하여 형성한다.
기판은 사파이어 기판이다.
개시된 실시예들에 의한 수직형 발광소자 및 그 제조방법은 별도의 절연물질을 이용하지 않고 회피부를 이용하여 도전성접착층 접합시 제1 도전층과 제2 도전층을 절연시킴으로써 방열기능까지 가능한 고출력 발광소자를 실현시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 발광소자의 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직형 발광소자의 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수직형 발광소자의 개략적인 단면도.
도 4 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 도시한 공정단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100---기판, 110---화합물 반도체 구조물
111---제1 화합물 반도체층 112---활성층
113---제2 화합물 반도체층 120---절연층
130---제1 도전층 140---제2 도전층
150,151,180---회피부 160---도전성 접착층
170---도전성기판 171---제1 전극
172---제2 전극
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직형 발광소자의 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수직형 발광소자의 개략적인 단면도.
도 4 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 도시한 공정단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100---기판, 110---화합물 반도체 구조물
111---제1 화합물 반도체층 112---활성층
113---제2 화합물 반도체층 120---절연층
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170---도전성기판 171---제1 전극
172---제2 전극
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 발광소자의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직형 발광소자의 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수직형 발광소자의 개략적인 단면도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예의 수직형 발광소자는 화합물 반도체 구조물(110)과, 화합물 반도체 구조물(110)의 일면(110b)에 마련된 전극 구조물을 포함한다.
화합물 반도체 구조물(110)은 소정의 기판(도 4의 100 참조)상에 결정성장하여 형성된 제1 화합물 반도체층(111), 활성층(112), 제2 화합물 반도체층(113)을 포함한다. 결정성장의 기초가 된 기판(100)은 후술하는 바와 같이 제거될 수 있다.
이러한 화합물 반도체 구조물(110)은 예를 들어, GaN, InN, AlN 등과 같은 III-V족 화합물 반도체로 결정성장된 질화물 반도체 다이오드일 수 있다. 이러한 질화물 반도체는 결정성장을 위한 격자정합 조건을 잘 만족하는 사파이어 기판과 같은 절연성 기판을 이용하여 제조될 수 있다. 제1 화합물 반도체층(111)은 n형 도전성을 가질 수 있으며, 제2 화합물 반도체층(113)은 p형 도전성을 가질 수 있다. 경우에 따라서 n형 도전성과 p형 도전성을 뒤바뀔 수 있다. 이 같은 제1 화합물 반도체층(111)과 제2 화합물 반도체층(113) 사이에는 활성층(112)이 위치한다. 활성층(120)은 예를 들어, 다중양자우물구조로 형성될 수 있다. 다중양자우물구조는 다수의 양자 우물층과 이들 사이에 형성된 다수의 양자 장벽층으로 이루어진다. 구체적인 예로서, 화합물 반도체 구조물(110)이 질화갈륨계 발광 다이오드인 경우, 제1 화합물 반도체층(111)은 n형 불순물 도핑된 GaN으로 형성되고, 제2 화합물 반도체층(113)은 p형 불순물 도핑된 GaN으로 형성되며, 활성층(112)은 InGaN로 이루어진 다중 우물층과 GaN로 이루어진 양자 장벽층들이 다수개 적층되어 형성될 수 있다. 제1 화합물 반도체층(111)과 제2 화합물 반도체층(113)을 통해 주입된 전자, 전공은 활성층(112)에서 만나 빛(L)을 방출한다. 방출된 빛(L)은 화합물 반도체 구조물(110)의 타면(110c)을 통해 방출된다.
전극 구조물은 제2 화합물 반도체층(113) 쪽에 마련된 제1 도전층(130) 및 제2 도전층(140)과, 제1 도전층(130) 및 제2 도전층(140)각각에 전기적으로 연결되는 제1 전극(171) 및 제2 전극(172)을 포함한다.
제1 도전층(130)은 제2 화합물 반도체층(113) 쪽에서 제1 화합물 반도체층(111)으로 뚫린 비아홀(110a)를 통해 제1 화합물 반도체층(111)에 전기적으로 연결된다. 비아홀(110a)은 MESA구조나 수직한 구조 등으로 식각되어 형성될 수 있다. 비아홀(110a)은 하나 또는 복수개 마련될 수 있다.
제2 도전층(140)은 제2 화합물 반도체층(113) 상에 마련되어 제2 화합물 반도체층(113)에 전기적으로 연결된다. 제2 도전층(140)은 제2 화합물 반도체층(113)의 비아홀(110a)이 형성되지 않은 영역에 마련될 수 있다.
절연층(120)은 화합물 반도체 구조물(110)의 상면에서 제1 도전층(130)이 위치한 영역 및 제2 도전층(140)이 위치한 영역의 일부를 제외한 나머지 영역에 도포되어 있다. 제1 도전층(130)은 절연층(120)에 의해, 활성층(112), 제2 화합물 반도체층(113) 및 제2 도전층(140)으로부터 절연된다.
제1 도전층(130)과 제2 도전층(140)사이의 절연층(120)에 소정깊이와 두께로 복수의 회피부(150)을 형성한다. 회피부(150)에 대응하여 도전성기판(170)에도 복수의 회피부(180)를 형성한다. 복수의 회피부(180)을 제외하고 도전성기판(170)의 상면에 도전성 접착층(160)을 형성한 다음, 소정온도 및 압력을 가한 후 도전성 기판(170)을 절연층(120), 제1 도전층(130) 및 제2 도전층(140)에 접합한다.
도전성접착층(160)으로 사용되는 Eutectic metal은 본딩시 높은 온도에서 액상으로 상변환되어 웨이퍼 전체에 골고루 퍼져 단단하게 접합이 이루어지게 된다. 도전성접착층(160)이 액체상태로 도전성기판(170)의 상면을 골고루 퍼질 때, 도전성접착층(160)은 복수의 회피부(150)(180)을 채우게 되는데, 복수의 회피부(150)(180)의 일부분(특히, 중앙부에 위치하는 회피부)은 도전성접착층(160)으로 채워지지 못하게 된다. 결과적으로, 회피부(150)(180)중 빈공간으로 남아있는 부분에 의해서 제1 도전층(130)과 제2 도전층(140)은 통전(通電)이 차단된다.
복수의 회피부(150)(180)은 상호 대면하는 위치에 형성할 수 있으며, 각각의 체적은 동일할 수 있다. 복수의 회피부(150)(180)은 접합 시 도전성접착층(160)의 부피의 약 20 ~ 30%를 감소시킬 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 통상적으로 도전성접착층(160)이 3㎛ 두께로 증착할 때, 접합 후 도전성접착층(160)의 두께는 2 ~ 2.5㎛ 정도일 수 있다. 복수의 회피부(150)(180)의 깊이는 발광소자의 전체두께가 150㎛ 인 점을 감안하면 약 50㎛ 미만으로 형성할 수 있다.
도전성기판(170)에는 제1 도전층(130)과 제2 도전층(140)각각에 전류를 인가하기 위한 제1 전극(171)와 제2 전극(172)이 형성되어 있다. 따라서, 제1 도전층(130)과 제2 도전층(140)각각은 도전성 접착층(160)을 통해 제1 전극(171)와 제2 2전극(172)에 전기적으로 연결된다.
도 2를 참조하면, 기본적인 구성은 도 1에 도시된 발광소자와 동일하며, 단 제1 도전층(130)과 제2 도전층(140)사이의 절연층(120)에만 복수의 회피부(151)이 형성되어 있다.
도 3을 참조하면, 기본적인 구성은 도 1에 도시된 발광소자와 동일하며, 단 도전성기판(170)에만 복수의 회피부(181)이 형성되어 있다. 복수의 회피부(181)은 제1 도전층(130)과 제2 도전층(140)사이의 절연층(120)에 대향하는 위치에 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 복수의 회피부(151)(181) 각각의 부피는 도 1에 도시된 복수의 회피부(150)(180)각각의 부피에 비하여 더 크게 형성될 수 있다. 이는 복수의 회피부(150)(180)의 개수와 각각의 체적은 발광소자의 크기에 따라 다양한 변용례가 가능할 수 있기 때문이다. 즉, 발광소자의 면적이 작으면 회피부의 깊이를 작게하고, 발광소자의 면적이 크다면 깊이를 깊게 하던지 또는 수를 늘릴 수 있다.
다음으로, 일 실시예에 따른 수직형 발광소자의 제조방법을 설명한다.
도 4 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 질화갈륨계 발광소자를 제조하는 방법을 설명하기 위해 순차적으로 도시한 공정단면도이다. 도 4 내지 도 13은 설명의 편의를 위하여 하나의 발광소자를 제조하는 공정을 도시하였으나, 실제로는 복수개의 발광소자를 웨이퍼 상에 일체로 형성한 후 각각 절단하여 개별 발광소자를 제조한다.
도 4를 참조하면, 기판(100)의 상면에 제1 화합물 반도체층(111), 활성층(112) 및 제2 화합물 반도체층(113)을 순차적으로 결정성장시켜 화합물 반도체 구조물(110)을 형성한다.
기판(100)은 결정성장시키고자 하는 화합물 반도체에 적합한 것을 선택할 수 있다. 예를 들어, 질화물 반도체 단결정을 성장시키는 경우, 기판(100)은 사파이어 기판, 징크 옥사이드(Zinc Oxide, ZnO) 기판, 갈륨 나이트라이드(Gallium Nitride, GaN) 기판, 실리콘 카바이드(Sillicon Carbide, SiC) 기판 및 알루미늄 나이트라이드(Alluminium Nitride, AlN) 기판 등에서 선택할 수 있다. 도 4에는 도시되지 않았지만, 기판(100)과 제1 화합물 반도체층(111)의 사이에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다. 버퍼층은 제1 화합물 반도체층(111)을 성장시키기 전에 기판(100)과의 격자정합을 향상시키기 위한 층으로, 일반적으로 AlN/GaN으로 형성될 수 있다.
화합물 반도체 구조물(110)은 예를 들어, GaN, InN, AlN 등과 같은 III-V족 화합물 반도체를 결정성장시켜 형성할 수 있다. 일례로, 화합물 반도체 구조물(110)이 질화갈륨계 발광 다이오드인 경우, 제1 화합물 반도체층(111), 활성층(112) 및 제2 화합물 반도체층(113)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식 (여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)을 갖는 반도체 물질일 수 있으며, 유기금속 화학기상증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD)설비를 이용한 애피택셜(Epitaxial)성장법 등으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 화합물 반도체층(111)은 Si, Ge, Sn과 같은 제1 도전형 불순물이 도핑된 GaN 또는 GaN/AlGaN층으로 형성될 수 있다. 활성층(112)은 다중 양자우물(Multi-Quantum Well)구조의 InGaN/GaN층으로 형성되거나, 하나의 양자우물층 또는 더블 헤테로 구조로도 형성될 수 있다. 제2 화합물 반도체층(113)은 Mg, Zn, Be과 같은 제2 도전형불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 제1 도전층(130, 도 1참조)의 형성영역에 대응하는 영역에 해당하는 화합물 반도체 구조물(110)의 부분을 제2 화합물 반도체층(113)으로부터 소정깊이로 에칭하여 비아홀(110a)을 형성하여 제1 화합물 반도체층(111)의 일부를 노출시킨다. 비아홀(110a)은 메사(mesa) 구조나 수직한 구조 등으로 형성할 수 있다. 비아홀(110a)은 복수의 제1 도전층(130)에 대응되도록 복수개 형성될 수 있다. 그런 다음, 비아홀(110a)을 포함하는 화합물 반도체 구조물(110)의 상부면 전역에 보호층(Passivation layer, 121)을 공지의 증착방법을 이용하여 도포한다. 예를 들어, 보호층(121)은 플라즈마 화학증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)을 이용하여 SiO2를 약 6000Å두께로 증착하여 형성할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 보호층(121) 중에서 비아홀(110a)의 바닥에 형성된 부분을 식각하여 제1 화합물 반도체층(111)을 노출시킨다. 이러한 식각은 예를 들어, RIE(Reactive Ion Etching)와 BOE(Buffered Oxide Echant)를 이용하여 이루어질 수 있다. 그런 다음, 제1 화합물 반도체층(111)의 노출된 영역에 제1 도전층(130)을 형성한다. 예를 들어, 제1 도전층(130)은 Al/Ti/Pt층을 200nm/1200nm/20nm의 두께로 증착하여 형성할 수 있다. 이때, 제1 도전층(130)은 다수개 형성하여, 제1 화합물 반도체층(111)으로의 전류 확산(current spreading)을 향상시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 도전층(130)을 둘러싼 영역을 제외한 나머지 영역의 보호층(121)을 식각하여, 제2 화합물 반도체층(113)을 노출시킨다. 이러한 식각은 예를 들어, RIE와 BOE를 이용하여 이루어질 수 있다. 다음으로, 노출된 제2 화합물 반도체층(113) 상에 제2 도전층(140)을 형성한다. 이때, 제2 도전층(140)은 제1 도전층(130)에서 이격되도록 형성된다. 제2 도전층(140)은 오믹특성과 광반사특성을 동시에 지닌 금속으로 형성되어 반사막의 역할을 하거나, 또는 오믹특성과 광반사특성을 각각 지닌 금속이 순차 적층되어 이루어진 다층으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 도전층(140)은 Ni/Ag/Pt/Ti/Pt층을 0.5nm/250nm/50nm/300nm/50nm의 두께로 증착하여 형성할 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 화합물 반도체 구조물(110)의 상측에 소정 두께로 절연물질층(122)을 도포한다. 절연물질층(122)은 제1 도전층(130), 제2 도전층(140) 및 보호층(121)을 포괄한 전역에 도포된다. 이러한 절연층(121)은 예를 들어, PECVD를 이용하여 SiO2를 약 8000Å두께로 증착하여 형성할 수 있다. 보호층(121) 및 절연물질층(122)은 동일 물질로 형성될 수 있으며, 제1 도전층(130) 및 제2 도전층(140)에 대한 절연층(120)을 이룬다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 절연층(120)을 식각하여 제1 도전층(130)과 제2 도전층(140)을 노출 시킨다. 제1 도전층(130)과 제2 도전층(140)사이의 절연층(120)을 식각하여 복수의 회피부(150)을 형성한다. 이러한 식각은 예를 들어, RIE(Reactive Ion Etching)와 BOE(Buffered Oxide Echant)를 이용하여 이루어질 수 있다.
도 10을 참조하면, 도전성기판(170)상에 제1 비아홀(170a)과, 제1 비아홀(170a)에 소정간격 이격되도록 제2 비아홀(170b)을 도전성기판(170)을 관통하도록 형성한다. 그런 다음, 제1 비아홀(170a)과 제2 비아홀(170b) 각각에 구리, 니켈, 크롬과 같은 금속물질을 채워 제1 전극(171)과 제2 전극(172)을 형성한다.
다음으로, 도 11을 참조하면, 도전성 기판(170)의 제1 전극(171)과 제2 전극(172)사이에 복수의 회피부(180)을 형성한다. 이러한 식각은 예를 들어, RIE(Reactive Ion Etching)와 BOE(Buffered Oxide Echant)를 이용하여 이루어질 수 있다.
도 12을 참조하면, 회피부(180)을 제외하고, 도전성기판(170)의 상측에 도전성접착층(160)을 도포한 다음, 도전성기판(170)을 제1 도전층(130), 제2 도전층(140) 및 절연층(120)에 소정온도와 압력을 가하여 접합시킨다. 공융접합(Eutectic bonding)시 도전성 접착층(160)으로 사용되는 Eutectic metal은 높은 온도에서 액상으로 상변환되어 도전성기판(170)전체에 골고루 퍼지면서 복수의 회피부(150)(180)를 채운다. 하지만, 도전성 접착층(160)이 복수의 회피부(150)(180)을 모두 채우지는 못하며, 복수의 회피부(150)(180)의 중앙부에 형성된 회피부는 채워지지 못한다. 따라서, 복수의 회피부(150)(180)에 의하여 도전성 접착층(160)내에 도전성 접착층(160)이 채워지지 않는 빈공간이 형성되어, 제1 도전층(130)과 제2 도전층(140)은 통전이 차단된다.
도전성 접합층(160)에 300℃이상의 온도와 소정의 압력을 가하여 도전성 접합층(160)상에 도전성 기판(170)을 접합한다. 도전성 기판(170)은 최종적인 발광소자의 지지층으로서 역할을 수행하는것으로 접합 시 300℃이상의 온도가 가해지므로, 기판(100)과 열팽창계수가 비슷한 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 도전성 기판(170)은 실리콘(Si)기판, GaAs기판 또는 Ge기판 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 도 13을 참조하면, 화합물 반도체 구조물(110)로부터 반도체기판(100)을 제거한다. 화합물 반도체 구조물(110)의 상면(110c, 도 1 참조)은 광이 추출되는 부분으로, 광추출효율을 높이기 위해서 기판(100)을 제거한다. 한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 화합물 반도체 구조물(110)의 상면(110c)에 표면요철구조를 형성하여, 광추출효율을 높일 수 있다.
전술한 본 발명인 수직형 발광소자 및 그 제조방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (10)
- 제1 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 화합물 반도체층을 포함하는 화합물 반도체구조물;
상기 제2 화합물 반도체층의 상면에 마련된 것으로, 상기 제1 화합물 반도체층 및 제2 화합물 반도체층 각각에 전기적으로 연결되는 제1 도전층 및 제2 도전층;
상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층이 위치한 영역의 일부를 제외한 나머지 영역에 도포된 절연층;
상기 제1 도전층에 대응되는 제1 전극과, 상기 제2 전극과 이격되며 상기 제2 도전층에 대응되는 제2 전극을 포함하는 도전성 기판;
상기 도전성 기판의 상면에 형성되어, 상기 제1 전극을 노출된 상기 제1 도전층에 전기적으로 연결시키며, 상기 제2 전극을 노출된 상기 제2 도전층에 전기적으로 연결시키는 도전접착층;과
상기 제1 도전층과 제2 도전층 사이의 절연층에 형성되어, 상기 도전성접착층의 일부를 회피시킴으로써 상기 도전성 접착층을 이격시키는 적어도 하나의 회피부;을 포함하는 수직형 발광소자. - 제1 항에 있어서,
상기 회피부에 대응하도록 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 도전성 기판에 형성된 적어도 하나의 회피부를 더 포함하는 수직형 발광소자. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 도전층은 상기 제2 화합물 반도체층의 적어도 어느 한 영역에서 상기 제1 화합물 반도체층까지 형성된 적어도 하나의 비아홀을 통하여 상기 제1 화합물 반도체층에 전기적으로 연결되는 수직형 발광소자. - 제1 항에 있어서,
상기 화합물 반도체 구조물은 소정 기판상에 적층하여 형성된 질화물 반도체층들에서 상기 기판이 제거된 수직형 발광소자. - 기판상에 제1 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 화합물 반도체층을 적층하여 화합물 반도체 구조물을 형성하는 단계;
상기 화합물 반도체 구조물의 상면에 상기 제1 화합물 반도체층 및 제2 화합물 반도체층에 각각 전기적으로 연결되는 제1 도전층 및 제2 도전층을 형성하는 단계;
상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층이 위치한 영역의 일부를 제외한 나머지 영역에 절연층을 도포하는 단계;
상기 제1 도전층 및 제2 도전층의 사이의 절연층에 적어도 하나의 회피부를 형성하는 단계;
도전성 기판에 제1 전극과, 상기 제1 전극과 이격된 제2 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 전극와 상기 제2 전극이 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층에 각각 전기적으로 연결되도록 도전성접착층을 이용하여 상기 도전성기판을 접합하는 단계; 및
상기 기판을 제거하는 단계;를 포함하는 수직형 발광소자의 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 도전성 기판에 상기 제1 전극과, 상기 제1 전극와 이격된 제2 전극을 형성하는 단계 후에,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 절연층에 적어도 하나의 회피부를 형성하는 단계를 더 포함하는 수직형 발광소자의 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제1 도전층 및 제2 도전층을 형성하는 단계는,
상기 제2 화합물 반도체층의 적어도 어느 한 영역에서 상기 제1 화합물 반도체층까지 적어도 하나의 비아홀을 형성하는 단계;
상기 제2 화합물 반도체층 및 상기 적어도 하나의 비하홀에 보호층을 형성하는 단계;
상기 적어도 하나의 구멍의 바닥에 위치한 보호층을 제거하여 상기 제1 화합물 반도체층을 노출하는 단계;
상기 제1 화합물 반도체층의 노출된 영역에 제1 도전층을 형성하는 단계;
상기 제2 화합물 반도체층의 상기 적어도 하나의 비아홀이 형성되지 않은 영역의 보호층을 제거하는 단계; 및
상기 제2 화합물 반도체층의 상기 보호층이 제거되어 노출된 영역에 제2 도전층을 형성하는 단계;를 포함하는 수직형 발광소자의 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 절연층을 도포하는 단계는,
상기 제1 도전층, 상기 제2 도전층, 및 상기 화합물 반도체 구조물의 상면 전역에 절연층을 도포하는 단계; 및
상기 절연층 중 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층이 위치한 영역을 제거하여 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층을 노출시키는 단계;를 포함하는 수직형 발광소자의 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 화합물 반도체 구조물은 질화물 반도체층들을 적층하여 형성하는 수직형 발광소자의 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 기판은 사파이어 기판인 수직형 발광소자의 제조방법.
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