KR20120018645A - 반도체 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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삼성엘이디 주식회사
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Abstract

본 발명은 광반사성이 우수하면서 외관 불량이 개선될 수 있는 전극 구조를 갖는 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기 반도체 발광소자는, n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 구비하는 발광구조물; 상기 발광구조물의 표면에 형성되며, 상기 n형 및 p형 반도체층이 노출되는 개구 영역을 갖는 패시베이션막; 및 상기 패시베이션막의 개구 영역에 노출된 n형 및 p형 반도체층 각각에 전기적으로 연결된 n형 전극 및 p형 전극;을 포함하며, 상기 n형 및 p형 전극 중 적어도 하나는, Al 전극층과, 상기 Al 전극층 상에 형성되며 Al보다 이온화 경향이 낮은 금속으로 이루어진 산화방지 전극층을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 발광소자 및 그 제조방법{Semiconductor light emitting device and Method of manufacturing thereof}
본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히, Al 전극층의 외관 불량이 개선될 수 있는 전극 구조를 갖는 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 친환경적이며, 응답속도가 수 나노 초로 고속 응답이 가능하여 비디오 신호 스트림에 효과적이고, 임펄시브(Impulsive) 구동이 가능하며, 색 재현성이 100% 이상이고 적색, 녹색, 청색 LED의 광량을 조정하여 휘도, 색 온도 등을 임의로 변경할 수 있는 장점을 제공한다.
최근에는 질화물계 반도체를 이용한 발광 다이오드를 백색 광원으로 활용하여 이를 키패드, 백라이트, 신호등, 공항 활주로의 안내등, 조명등, 헤드램프와 같은 차량용 조명등 등으로 다양한 분야에서 활용하고 있다.
이러한 반도체 발광소자는 일반적으로, 기판 상에 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층이 차례로 적층된 구조로 형성되며, n형 반도체층과 p형 반도체층의 상면에 각각 전기적으로 접촉하는 n형 전극과 p형 전극을 형성한다. 상기 반도체 발광소자가 플립칩으로 본딩될 경우, 활성층에서 발생된 광은 n형 반도체층, 기판을 거쳐 외부로 방출되는데, 활성층에서 발생된 광 중에서 방출각도가 n형 반도체층과 기판의 굴절률로부터 계산되는 임계각보다 큰 광은 n형 반도체층과 기판과의 경게면에서 반사되어 p형 전극 및 n형 전극과 기판 사이에서 반사를 거듭하면서 측면을 통하여 방출된다. 이 과정에서 반사를 거듭할수록 광이 가지는 에너지는 p형 전극 및 n형 전극에 흡수되어 광의 세기가 급격히 감소된다.
따라서, 반도체 발광소자의 광추출 효율(light extractin efficiency)을 향상시키기 위해서는 전극으로서 광반사율이 높은 재료를 사용할 필요가 있다. 또한, 전극은 반도체층과 양호한 오믹접촉을 형성해야 한다.
이러한 조건을 충족하는 전극 재료로 Ag, Au, Pt 등의 물질을 합금 형태로 사용할 수 있다. 그 중에서 Au는 우수한 열적, 전기적, 구조적 특성으로 인해 현재 가장 많이 적용되고 있다. 그러나, Au는 귀금속으로 고가이며, Al이나 Ag 대비 낮은 광반사도로 인하여 광추출 효율에 다소 손실이 발생하는 문제가 있으며, Ag는 접촉저항은 작지만, 중간 접착력이 나쁘고, 열적 안정성이 낮아 고온 열처리시 응집(agglomeration)과 계면 보이드(void) 등이 형성되는 문제가 있다.
한편, Al은 질화물계 반도체층과의 접촉저항이 커서 대전류를 인가하기 곤란한 문제점이 있으나, 최근에는 Al 베이스에서 서브에 접촉저항을 개선할 수 있는 적절한 막 적용 및 후속 온도 최적화를 통하여 n형 전극으로 사용하거나, 또는 n형 및 p형 전극을 동시 적용하기 위한 연구가 진행중이다. 그러나 Al을 최종 전극으로 사용하는 경우에 후속 공정에 의한 표면 어택(attack)으로 외관이 불량하고, 이로 인해 볼 본딩이 불량한 문제가 있다.
도 1은 일반적인 반도체 발광소자의 전극 구조에서 최종 전극층으로 채용된 Al 전극의 표면 검사 결과를 도시한 사진이다. Al은 패시베이션막 제거시 사용되는 버퍼산화식각용액(Burrered Oxide Echant, BOE)에 의해 표면 산화가 잘되는 특성이 있다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, Al 전극의 표면이 심하게 손상되어 외관이 매우 불량한 것을 알 수 있다.
상술한 종래의 문제점을 해소하기 위해서, 본 발명은 고가의 Au를 Al로 대체하여 광반사성이 우수한 Al 전극층을 형성함으로써 제조원가를 낮출 수 있고, 또한, Al 전극층의 표면 산화를 방지하여 외관 불량을 개선할 수 있는 전극 구조를 갖는 반도체 발광소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 반도체 발광소자를 제조하는 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 측면은, n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 구비하는 발광구조물; 상기 발광구조물의 표면에 형성되며, 상기 n형 및 p형 반도체층이 노출되는 개구 영역을 갖는 패시베이션막; 및 상기 패시베이션막의 개구 영역에 노출된 n형 및 p형 반도체층 각각에 전기적으로 연결된 n형 전극 및 p형 전극;을 포함하며, 상기 n형 및 p형 전극 중 적어도 하나는, Al 전극층과, 상기 Al 전극층 상에 형성되며 Al보다 이온화 경향이 낮은 금속으로 이루어진 산화방지 전극층을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제공한다.
이 경우, 상기 산화방지 전극층은 TiN, Cr, Co, Cu, Ag 중 선택된 적어도 하나의 금속으로 이루어질 수 있으며, 특히, 상기 산화방지 전극층은 Cr 또는 TiN으로 이루어질 수 있으며, 상기 산화방지 전극층은 100
Figure pat00001
~ 500
Figure pat00002
범위의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 n형 및 p형 전극 중 적어도 하나는, 상기 Al 전극층 하면에 형성된 오믹컨택 전극층을 더 포함할 수 있으며, 상기 오믹컨택 전극층은 Ni, Pd, Pt, Ru, Mn, Co, Cu, Rh, Zn, Cd, Mg 및 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어진 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은, 기판 상에 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 구비하는 발광구조물을 형성하는 단계; 상기 발광구조물을 메사식각 하여 n형 반도체층을 노출시키는 단계; 상기 노출된 n형 반도체층 및 상기 p형 반도체층 상에 각각 전극을 형성하기 위한 개구 영역이 패터닝된 마스크층을 형성하는 단계; 상기 마스크층의 상기 개구 영역에, Al 전극층과 Al보다 이온화 경향이 낮은 금속으로 이루어진 산화방지 전극층을 순차 적층하여 전극을 형성하는 단계; 상기 마스크층을 제거한 후, 상기 전극이 형성된 발광구조물 상에 패시베이션막을 형성하는 단계; 및 상기 전극이 노출되도록 상기 전극의 상면에 형성된 패시베이션막을 제거하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 제조방법을 제공한다.
이 경우, 상기 산화방지 전극층은 TiN, Cr, Co, Cu, Ag 중 선택된 적어도 하나의 금속으로 이루어질 수 있으며, 특히, 상기 산화방지 전극층은 Cr 또는 TiN으로 이루어질 수 있으며, 상기 산화방지 전극층은 100
Figure pat00003
~ 500
Figure pat00004
범위의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 패시베이션막을 형성하는 단계는, 상기 전극이 형성된 발광구조물 및 상기 전극의 표면을 덮도록 SiN, Si3N4 및 SiO2 중 어느 하나로 이루어진 패시베이션막을 형성하는 단계인 것이며, 상기 패시베이션막을 제거하는 단계는, 버퍼산화식각용액(Burrered Oxide Echant, BOE)을 이용한 습식식각에 의해 수행되는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 산화방지 전극층을 Al 전극층 위에 구비함으로써 후속 공정에 의한 Al 전극층의 산화를 방지하여 Al 전극층의 외관 불량을 개선할 수 있고, 최종 생산되는 반도체 발광소자의 안정적인 양산이 가능하다. 또한, 본 발명에 따르면, 고가의 Au 전극층을 Al 전극층으로 대체하여 반사성이 우수하면서 제조 원가를 낮출 수 있다.
도 1은 일반적인 반도체 발광소자의 전극 구조에서 Al 전극의 표면 검사 결과를 도시한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 3은 내지 도 7은 도 2에 도시된 반도체 발광소자를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정별 측단면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 반도체 발광소자에서 전극 구조의 다른 실시형태를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 9는 도 2에 도시된 반도체 발광소자의 전극 구조에서 산화방지 전극층의 구성 물질에 따른 Al 전극층의 표면 검사 결과를 도시한 사진이다.
도 10은 도 2에 도시된 반도체 발광소자의 전극 구조에서 산화방지 전극층의 구성 물질에 따른 Vf의 상대적인 값을 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당 기술 분야에서 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.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태의 반도체 발광소자(100)는 기판(110)의 상면에 순차적으로 n형 반도체층(120), 활성층(130) 및 p형 반도체층(140)이 적층된다. 그리고, n형 전극(10a)과 p형 전극(10b)은 각각 n형 반도체층(120)과 p형 반도체층(140)과 전기적으로 접촉되도록 형성된다. 그리고, n형 반도체층(120), 활성층(130) 및 p형 반도체층(140)의 측면, p형 반도체층(140)의 상면에는 패시베이션막(160)이 형성되어, 구조물의 보호 기능과 함께 각 층 및 전극간의 전기적 절연을 형성한다. 이러한 패시베이션막(160)은 n형 전극(10a) 및 p형 전극(10b)이 형성된 영역이 개구되도록 반도체층의 표면에 형성되어 있다. 그리고, 도시하지는 않았지만, p형 반도체층(140)과 p형 전극(10b) 사이에 투명 전도성 산화막(Transperant Conductive Oxide, TCO)을 더 형성할 수 있다.
기판(110)은 질화물 반도체층의 성장을 위해 제공되는 성장용 기판으로서, 고저항성 기판이며 주로 사파이어 기판을 사용할 수 있다. 사파이어 기판은 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a축 방향의 격자상수가 각각 13.001Å과 4.758Å이며, C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 이 경우, C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다. 하지만, 본 실시예에서 기판(110)은 사파이어 기판으로 제한되는 것은 아니며, 사파이어 기판 대신 SiC, Si, GaN, AlN 등으로 이루어진 기판도 사용 가능하다.
그리고, n형 반도체층(120) 및 p형 반도체층(140)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖고, 각각 n형 불순물 및 p형 불순물이 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 대표적으로, GaN, AlGaN, InGaN이 있다. 또한, 상기 n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등이 사용될 수 있으며, 상기 p형 불순물로는 Mg, Zn 또는 Be 등이 대표적이다. 상기 n형 및 p형 반도체층(120, 140)은 질화물 반도체층 성장에 관하여 공지된 공정을 이용할 수 있으며, 예컨대, 유기금속 기상증착법(MOCVD), 분자빔성장법(MBE) 및 하이드라이드 기상증착법(HVPE) 등이 이에 해당한다.
그리고, 도시하지는 않았지만, 기판(110)과 n형 반도체층(120) 사이의 격자부정합을 완화하기 위해 버퍼층(미도시)이 기판(110) 상에 형성될 수 있으며, 이러한 버퍼층은 III-V족 질화물계 화합물 반도체로 이루어진 n형 물질층 또는 언도프(undoped) 물질층으로서, AlN 또는 n-GaN을 포함하는 저온핵성장층일 수 있다.
그리고, 활성층(130)은 전자-정공의 캐리어 재결합에 의해 광방출이 일어나는 물질층으로서, 복수개의 양자우물층과 양자장벽층이 교대로 적층된 다중양자우물 구조(Multi Quantum Well: MQW)를 갖는 GaN 계열의 III-V족 질화물계 화합물 반도체층이 바람직하며, 그 중에서도 양자장벽층은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0<y≤1, 0<x+y≤1)으로 이루어질 수 있으며, 양자우물층은 InzGa(1-z)N(0≤z≤1)으로 이루어질 수 있다. 이때, 양자장벽층은 p형 반도체층(140)으로부터 주입되는 정공이 터널링가능한 두께를 갖는 초격자구조로 이루어질 수 있다.
이러한 활성층(130)에서 발생된 광은 n형 반도체층(120), 기판(110)을 거쳐 외부로 방출된다. 이때, 활성층(130)에서 발생된 광 중에서 방출각도가 n형 반도체층(120)과 기판(110)의 굴절률로부터 계산되는 임계각보다 큰 광은 n형 반도체층(130)과 기판(110)과의 경계면에서 반사되어 n형 전극(10a) 및 p형 전극(10b)과 기판(110) 사이에서 반사를 거듭하면서 측면을 통하여 방출된다. 따라서, 각 전극에서 광이 흡수되지 않고 반사시키는 광반사율이 높은 물질을 사용하는 것이 중요하다.
이에 따라 본 발명의 실시형태에서는, n형 및 p형 전극(10a, 10b)을 각각 광반사율이 높은 Al 전극층(13)과 Al 전극층(13)의 표면 산화를 방지하기 위한 산화방지 전극층(15)으로 구성하며, 상기 Al 전극층(13)과 산화방지 전극층(15)은 p형 반도체층(140) 및 n형 반도체층(120) 상에 각각 차례로 적층하는 것에 의해 형성된다. 상기 Al 전극층(13)은 높은 광반사율을 가지므로, 활성층(120)에서 발생된 광을 광방출 방향으로 효율적으로 반사시킬 수 있다. 그리고, 산화방지 전극층(15)은 Al 전극층(13)의 표면 산화를 억제하기 위해, Al보다 이온화 경향이 낮은 금속으로 형성될 필요가 있다. 즉, 산화방지 전극층(15)은 Ti, Cr, Co, Ni, Cu, Ag 등을 이용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는, Cr을 이용한다. 또한, TiN과 같은 화합물도 내산화성이 우수하므로 산화방지 전극층으로 이용할 수 있다.
이로써, 본 발명은 광반사성이 우수한 Al을 전극층으로 이용할 경우, Al 전극층 위에 보호층으로 산화방지 전극층을 구비함으로써, 후속 공정에 의한 Al 전극층의 표면 산화를 방지하여 외관 불량을 개선할 수 있다.
도 3 내지 도 7은 도 2에 도시된 반도체 발광소자를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정별 측단면도이다. 먼저, 도 3을 참조하면, 기판(110) 상에 n형 반도체층(120), 활성층(130) 및 p형 반도체층(140)을 순차 적층하여 발광구조물을 형성한다.
이어서, 도 4를 참조하면, 도 3에서 얻어진 구조물에서 p형 반도체층(140) 및 활성층(130)의 일부 영역을 메사 식각하여 n형 반도체층(120)을 노출시킨다. 그런 다음, 노출된 n형 반도체층(120)과 p형 반도체층(140) 상에 각각 전극을 형성하기 위한 개구 영역이 패터닝된 마스크층(150)을 형성한다.
그 다음에, 마스크층(150)의 개구 영역에 각각 n형 전극(10a) 및 p형 전극(10b)을 전면에 증착한다. 이때, Al 전극층(13) 및 산화방지 전극층(15)은 인시츄(in-situ)로 순차 증착된다. 그런 다음, 마스크층(150)을 제거하기 위한 리프트 오프(lift off) 공정을 실시한다. 이때, 마스크층(150)과 함께 마스크층(150) 위에 증착된 금속층들도 함께 제거된다. 그 결과, 도 5와 같이 n형 반도체층(120) 및 p형 반도체층(140) 상면에 각각 n형 전극(10a) 및 p형 전극(10b)이 형성된다.
한편, 본 발명에서 도시하지는 않았지만, 전극을 형성하기 전에, p형 전극(10b)의 전류 분산 향상을 위해 p형 반도체층(140) 위에 투명 도전성 산화막(Transperant Conductive Oxide layer, TCO)을 형성하는 공정을 먼저 진행할 수 있다.
이어서, 도 6을 참조하면, 반도체층(120, 130, 140), n형 전극(10a) 및 p형 전극(10b) 상부, 즉, 발광구조물의 상면 및 측면과 전극의 상면을 완전하게 감싸고 있는 패시베이션막(160)을 형성한다. 이때, 패시베이션막(160)은 소자의 전면에 전극의 두께보다 두껍게 형성되며, 발광구조물의 상면과, 발광구조물의 측면으로부터 노출된 활성층(130)을 보호하는 보호막 역할과 각 층 및 전극의 전기적 절연을 형성한다. 이러한 패시베이션막(160)은 전기적으로 절연성이며, 구체적으로, SiN, Si3N4, SiO2 등이 이용될 수 있으며, 스퍼터(sputter), evaporator 등의 증착 장비를 이용하여 증착한다. 그런 다음, 산소, 질소, 대기, 진공, 아르곤 등의 가스 분위기와 상온 내지 일정 온도에서 열처리가 수행된다. 이때, 산화방지 전극층(15a, 15b)는 패시베이션막(160)으로부터 산소의 주입을 방지하여 Al 전극층(13a, 13b)의 표면 산화를 억제한다.
그 다음에, 도 7을 참조하면, 패시베이션막(160) 중 전극이 형성된 부분을 개구하기 위한 포토 공정 및 습식식각(wet etching) 공정을 수행한다. 즉, 패시베이션막(160) 위에 마스크층을 형성한 후, 버퍼산화식각용액(Burrered Oxide Echant, BOE)을 이용한 습식식각을 수행한다. 이때, 산화방지 전극층(15a, 15b)은 버퍼산화식각용액이 Al 전극층(13a, 13b)으로 침투하는 것을 차단하여 Al 전극층(13a, 13b)의 표면 산화를 억제할 수 있다. 이로써, 최종적으로 본 발명에 따른 반도체 발광소자가 제작된다. 여기서, 본 발명은 산화방지 전극층을 Al 전극층 위에 구비함으로써 패시베이션막(160)을 제거하는 공정에서 버퍼산화식각용액에 의해 Al 전극층이 산화되는 것을 방지하여 외관 불량을 개선할 수 있다.
도 8은 도 2에 도시된 반도체 발광소자의 전극 구조의 다른 실시형태를 개략적으로 나타낸 측단면도이다. 여기서, 본 발명의 용이한 설명을 위하여 전극 부분만을 표시하여 설명한다. 그리고, 도 2에 도시된 반도체 발광소자의 기본 구성은 동일하다. 다만, Al 전극층 하부에 오믹컨택 전극층을 더 구비하는 점에서 차이가 있으므로, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하고, 달라지는 구성에 대해서만 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 전극(20)은 오믹컨택 전극층(21), Al 전극층(23), 산화방지 전극층(25)으로 구성된다.
여기서, 오믹컨택 전극층(21)은 반도체층과 양호한 오믹 접촉을 형성하여 낮은 동작 전압을 형성하기 위한 층이며, Ni, Pd, Pt, Ru, Mn, Co, Cu, Rh, Zn, Cd, Mg 및 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어진다. 그리고, Al 전극층(23)은 활성층으로보터 발생된 빛을 반사시키기 위한 층이며, 산화방지 전극층(25)은 Al 전극층(23)의 산화를 방지하기 위한 층으로, Al보다 이온화 경향이 낮은 금속으로 이루어진다. 이러한 오믹컨택 전극층(21), Al 전극층(23) 및 산화방지 전극층(25)은 인시츄(in-situ)로 증착된다. 이러한 전극 구조는 n형 전극 및 p형 전극 중 적어도 하나에 채용될 수 있으며, 또한 n형 전극 및 p형 전극 모두에 채용될 수도 있다.
도 9는 도 2에 도시된 반도체 발광소자의 전극 구조에서 산화방지 전극층의 구성 물질에 따른 반산 전극층의 표면 검사 결과를 도시한 사진이다. 여기서, 산화방지 전극층의 구성 물질은 각각 Ti, TiN, Cr로 하며, (a)~(c)는 Ti의 두께를 각각 100Å, 200Å, 400Å로 한 경우이며, (d)~(f)는 TiN의 두께를 각각 50Å, 100Å, 200Å으로 한 경우이며, (g)~(h)는 Cr의 두께를 각각 100Å, 200Å로 한 경우이다. 이때, 본 실시예에서는 Al 전극층으로 Al을 이용한다.
도 9 (a)~(c)를 참조하면, 산화방지 전극층으로 Ti를 이용할 경우, 층의 두께에 상관없이 Al 전극층의 표면 상태가 불량한 것을 알 수 있다. 그리고, 도 9 (d)~(f)를 참조하면, 산화방지 전극층으로 TiN을 이용할 경우, 층의 두께가 100Å인 경우와 200Å인 경우 Al 전극층의 표면 상태가 양호한 것을 알 수 있다. 그리고, 도 9 (g)~(h)를 참조하면, 산화방지 전극층으로 Cr을 이용할 경우, 층의 두께가 100Å인 경우와 200Å인 경우 Al 전극층의 표면 상태가 양호한 것을 알 수 있다.
도 10은 도 2에 도시된 반도체 발광소자의 전극 구조에서 산화방지 전극층의 구성 물질에 따른 동작 전압(Vf)의 상대적인 값을 도시한 그래프이다. 이 경우, 도 10에서, 점선으로 표기한 가로축의 간격은 약 0.1V를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 종래의 경우(Al 전극층만을 구비한 전극 구조)와 비교하여 Al 전극층에 산화방지 전극층을 도입한 전극 구조의 경우, 동작 전압의 변화가 거의 없음을 알 수 있다.
따라서, 도 9 및 도 10에 따르면, 본 발명은 산화방지 전극층으로 Cr 및 TiN을 이용할 경우, Al 전극층의 외관 불량을 개선하면서, 종래와 비교하여 동일한 동작 전압을 유지할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
110: 기판 120: n형 반도체층
130: 활성층 140: p형 반도체층
150: 마스크층 160: 패시베이션막
10a: n형 전극 10b: p형 전극

Claims (12)

  1. n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 구비하는 발광구조물;
    상기 발광구조물의 표면에 형성되며, 상기 n형 및 p형 반도체층이 노출되는 개구 영역을 갖는 패시베이션막; 및
    상기 패시베이션막의 개구 영역에 노출된 n형 및 p형 반도체층 각각에 전기적으로 연결된 n형 전극 및 p형 전극;을 포함하며,
    상기 n형 및 p형 전극 중 적어도 하나는, Al 전극층과, 상기 Al 전극층 상에 형성되며 Al보다 이온화 경향이 낮은 금속으로 이루어진 산화방지 전극층을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산화방지 전극층은 TiN, Cr, Co, Cu, Ag 중 선택된 적어도 하나의 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 산화방지 전극층은 Cr 또는 TiN으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 산화방지 전극층은 100
    Figure pat00005
    ~ 500
    Figure pat00006
    범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 n형 및 p형 전극 중 적어도 하나는, 상기 Al 전극층 하면에 형성된 오믹컨택 전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 오믹컨택 전극층은 Ni, Pd, Pt, Ru, Mn, Co, Cu, Rh, Zn, Cd, Mg 및 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  7. 기판 상에 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 구비하는 발광구조물을 형성하는 단계;
    상기 발광구조물을 메사식각 하여 n형 반도체층을 노출시키는 단계;
    상기 노출된 n형 반도체층 및 상기 p형 반도체층 상에 각각 전극을 형성하기 위한 개구 영역이 패터닝된 마스크층을 형성하는 단계;
    상기 마스크층의 상기 개구 영역에, Al 전극층과 Al보다 이온화 경향이 낮은 금속으로 이루어진 산화방지 전극층을 순차 적층하여 전극을 형성하는 단계;
    상기 마스크층을 제거한 후, 상기 전극이 형성된 발광구조물 상에 패시베이션막을 형성하는 단계; 및
    상기 전극이 노출되도록 상기 전극의 상면에 형성된 패시베이션막을 제거하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 산화방지 전극층은 TiN, Cr, Co, Cu, Ag 중 선택된 적어도 하나의 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 산화방지 전극층은 Cr 또는 TiN으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 산화방지 전극층은 100
    Figure pat00007
    ~ 500
    Figure pat00008
    범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 패시베이션막을 형성하는 단계는, 상기 전극이 형성된 발광구조물 및 상기 전극의 표면을 덮도록 SiN, Si3N4 및 SiO2 중 어느 하나로 이루어진 패시베이션막을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 패시베이션막을 제거하는 단계는, 버퍼산화식각용액(Burrered Oxide Echant, BOE)을 이용한 습식식각에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
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