KR20120070881A - 발광 다이오드 제조방법 - Google Patents

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KR20120070881A
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한상헌
이도영
임진영
김기성
김영선
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삼성엘이디 주식회사
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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 제조방법에 관한 것으로서, 제1 반응 챔버에서, 기판 상에 제1 도전형 질화물 반도체층 및 활성층을 성장시키는 단계와, 상기 제1 도전형 질화물 반도체층 및 활성층이 성장된 상태의 상기 기판을 제2 반응 챔버로 이송하는 단계 및 상기 제2 반응 챔버에서, 상기 활성층 상에 제2 도전형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계를 포함하며, 상기 기판을 상기 제2 반응 챔버로 이송하는 단계 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부는 질화물 소스 가스 및 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 포함되는 도핑 원소의 소스 가스 분위기로 조성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 제조방법을 이용할 경우, 발광 다이오드를 제조함에 있어서 공정 시스템의 운용 능력과 생산성을 향상시키며, 나아가, 이에 의하여 얻어진 반도체층의 결정성, 도핑 균일성 등이 향상될 수 있다.

Description

발광 다이오드 제조방법 {Manufacturing Method of Light Emitting Diode}
본 발명은 발광 다이오드 제조방법에 관한 것이다.
반도체 발광소자의 일종인 발광다이오드(LED)는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 발광 다이오드는 필라멘트에 기초한 발광 장치에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역의 빛을 발광할 수 있는 3족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
이러한 3족 질화물 반도체를 이용한 발광소자를 구성하는 질화물 반도체 단결정은 사파이어나 SiC 기판 등을 이용하여 그 위에 성장되며, 이러한 반도체 단결정을 성장시키기 위하여 일반적으로 가스 상태인 다수의 소스를 기판 상에 증착시키는 기상 증착 공정을 이용한다. 반도체 발광소자의 발광 성능이나 신뢰성은 이를 구성하는 반도체층의 품질(결정성, 도핑 균일성 등)에 큰 영향을 받으며, 이 경우, 반도체층의 품질은 반도체 박막을 성장시키는 데에 사용되는 기상 증착 장치의 구조, 내부 환경, 사용 조건 등에 의하여 좌우될 수 있다. 따라서, 당 기술 분야에서는 기상 증착 공정을 최적화하여 반도체층의 품질을 개선시킬 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 일 목적은 발광 다이오드를 제조함에 있어서 공정 시스템의 운용 능력과 생산성을 향상시키며, 나아가, 이에 의하여 얻어진 반도체층의 결정성, 도핑 균일성 등이 향상되도록 하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시 형태는,
제1 반응 챔버에서, 기판 상에 제1 도전형 질화물 반도체층 및 활성층을 성장시키는 단계와, 상기 제1 도전형 질화물 반도체층 및 활성층이 성장된 상태의 상기 기판을 제2 반응 챔버로 이송하는 단계 및 상기 제2 반응 챔버에서, 상기 활성층 상에 제2 도전형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계를 포함하며, 상기 기판을 상기 제2 반응 챔버로 이송하는 단계 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부는 질화물 소스 가스 및 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 포함되는 도핑 원소의 소스 가스 분위기로 조성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 도전형 질화물 반도체층은 p형 질화물 반도체층이며, 상기 도핑 원소의 소스 가스는 Mg 및 Zn 중 적어도 하나의 소스 가스를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 질화물 소스 가스는 NH3를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 기판이 상기 제2 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부에는 상기 도핑 원소를 포함하는 화합물이 증착될 수 있다.
이 경우, 상기 기판이 상기 제2 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부는 상기 제2 도전형 질화물 반도체층의 성장 온도보다 높은 온도로 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 기판을 상기 제2 반응 챔버로 이송하는 단계는 진공 상태에서 실행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태는,
제1 반응 챔버에서, 기판 상에 제1 도전형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계와, 상기 제1 도전형 질화물 반도체층이 성장된 상태의 상기 기판을 제2 반응 챔버로 이송하는 단계와, 상기 제2 반응 챔버에서, 상기 제1 도전형 질화물 반도체층 상에 활성층을 성장시키는 단계 및 상기 활성층 상에 제2 도전형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계를 포함하며, 상기 기판을 상기 제2 반응 챔버로 이송하는 단계 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부는 상기 활성층을 구성하는 물질의 소스 가스 분위기로 조성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 기판이 상기 제2 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부에는 상기 활성층을 구성하는 원소를 포함하는 화합물이 증착될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 반응 챔버의 내부에 증착되는 상기 화합물은 상기 활성층에 포함된 물질 중 적어도 일부와 동일한 물질일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 활성층은 In을 포함하는 질화물 반도체로 이루어지며, 상기 소스 가스는 In 소스 가스를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 활성층은 InGaN 화합물을 포함하며, 상기 소스 가스는 Ga 소스 가스로서 TMGa 또는 TEGa, In 소스 가스로서 TMIn 및 N 소스 가스로서 NH3를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 기판이 상기 제2 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부에는 InGaN 화합물이 증착될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 기판이 상기 제2 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부는 상기 활성층의 성장 온도보다 높은 온도로 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 도전형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계 전에 상기 활성층이 성장된 상태의 상기 기판을 제3 반응 챔버로 이송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 기판을 상기 제3 반응 챔버로 이송하는 단계 전에 상기 제3 반응 챔버의 내부는 질화물 소스 가스 및 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 포함되는 도핑 원소의 소스 가스 분위기로 조성될 수 있다.
또한, 상기 기판이 상기 제3 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제3 반응 챔버의 내부에는 상기 도핑 원소를 포함하는 화합물이 증착될 수 있다.
또한, 상기 제2 도전형 질화물 반도체층은 p형 질화물 반도체층이며, 상기 도핑 원소의 소스 가스는 Mg 및 Zn 중 적어도 하나의 소스 가스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 질화물 소스 가스는 NH3를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판을 상기 제2 반응 챔버로 이송하는 단계 및 상기 기판을 상기 제3 반응 챔버로 이송하는 단계 중 적어도 하나의 단계는 진공 상태에서 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 제조방법을 이용할 경우, 발광 다이오드를 제조함에 있어서 공정 시스템의 운용 능력과 생산성을 향상시키며, 나아가, 이에 의하여 얻어진 반도체층의 결정성, 도핑 균일성 등이 향상될 수 있다.
도 1 내지 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 다이오드 제조방법을 개략적으로 나타내는 공정별 단면도이다.
도 5 내지 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광 다이오드 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정별 단면도이다.
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 당해 기술분야에서 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 1 내지 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 다이오드 제조방법을 개략적으로 나타내는 공정별 단면도이다. 우선, 도 1에 도시된 것과 같이, 기판(101) 상에 제1 도전형 질화물 반도체층(102)을 성장시킨다. 본 단계의 경우, 제1 반응 챔버(201)에서 수행되며, 제1 도전형 질화물 반도체층(102)의 성장은 유기 금속 화학 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), 수소화 기상 에피택시(Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE), 분자선 에피탁시(Molecular Beam Epitaxy, MBE), 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 등의 공정을 이용할 수 있다. 다만, 후술할 바와 같이, 제2 반응 챔버(202)를 미리 소스 가스 분위기로 조성하는 데 가장 적합한 것은 MOCVD 공정이라 할 수 있다. 이 경우, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 제1 반응 챔버(201)는 기판(101)이 배치되는 서셉터나 소스 가스를 도입시키기 위한 가스 유로 등을 구비하는 구조로 이해될 수 있을 것이다.
기판(101)은 반도체 성장용 기판으로 제공되며, 예컨대, 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN, Si 등의 물질로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 사파이어는 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a측 방향의 격자상수가 각각 13.001Å과 4.758Å이며, C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 질화물 박막의 성장이 비교적 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다. 제1 도전형 질화물 반도체층(102)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 반도체로 이루어질 수 있으며, 이에 국한되는 것은 아니지만, Si 등과 같은 n형 불순물이 도핑될 수 있다. 부가적으로, 따로 도시하지는 않았으나, 제1 도전형 질화물 반도체층(102)의 성장 전에 언도프 반도체층 등으로 이루어진 버퍼층을 성장시켜 제1 도전형 질화물 반도체층(102)의 결정성 저하를 최소화할 수 있을 것이다.
이어서, 제1 도전형 질화물 반도체층(102) 상에 활성층(103)을 성장시킨다. 활성층(103)은 제1 및 제2 도전형 질화물 반도체층(102, 104) 사이에 배치되어 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출하며, 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조로 이루어질 수 있다. 다중 양자우물 구조의 경우, AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)으로 이루어진 다층 구조, 예컨대, InGaN/GaN 구조가 사용될 수 있다. 이 경우, 활성층(103) 역시, 제1 도전형 질화물 반도체층(102)과 같은 방식으로 MOCVD 공정 등을 이용하여 성장될 수 있을 것이다.
다음으로, 도 2에 도시된 것과 같이, 제1 도전형 질화물 반도체층(102) 및 활성층(103)이 형성된 상태에서 기판(101)을 제2 반응 챔버(202)로 이송한다. 이후, 발광구조물의 나머지 부분, 즉, 도 3에 도시된 것과 같이, 제2 도전형 질화물 반도체층(104)을 계속하여 성장한다. 제2 도전형 질화물 반도체층(104)은 p형 질화물 반도체, 예컨대, Mg나 Zn 등으로 도핑된 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 반도체로 이루어질 수 있다. 본 실시 형태의 경우, 발광구조물을 이루는 반도체층을 성장함에 있어서 2개 이상의 반응 챔버를 이용하며, 이로부터 성장 과정에서 불량 발생 시의 공정상 발생하는 비용과 시간의 부담이 줄어들 수 있다.
이를 구체적으로 설명하면, 발광구조물을 구성하는 제1 및 도전형 제2 반도체층(101, 104)과 활성층(103)을 제1 및 제2 반응 챔버(201, 202)에서 각각 한번에 성장시킬 경우, 상대적으로 긴 시간 동안 각 챔버(201, 202)가 작동되며, 불량 발생 시 소요된 공정 시간과 소스 가스 등의 부담이 본 실시 형태와 같은 분할 성장 방식보다 상대적으로 높다. 또한, 하나의 증착 설비에서 상대적으로 짧은 시간 안에 1회의 성장 공정이 종료될 수 있으므로, 후속 성장 공정 전까지 적용될 수 있는 설비의 유지 보수 단계가 보다 탄력적으로 실행될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 반응 챔버(201, 202)는 서로 동일한 증착 공정을 이용할 수도 있으나, 서로 다른 증착 공정 장치일 수 있다. 즉, 제1 및 제2 반응 챔버(201, 202)가 모두 MOCVD 장비일 수도 있으나, 제1 반응 챔버(201)는 HVPE 장비이고, 제2 반응 챔버(202)는 MOCVD 장비일 수 있다. 또한, 같은 MOCVD 장비라도 그 구조를 달리할 수도 있으며, 예를 들어, 제1 반응 챔버(201)는 반응 가스가 서셉터의 수직 상방으로부터 주입되는 장비이고, 제2 반응 챔버(202)가 서셉터에 평행한 방향으로 주입되는 장비일 수도 있을 것이다.
이러한 공정상의 장점과 더불어, 발광구조물을 구성하는 각 반도체층은 성장 온도와 소스 가스 분위기 등의 조건에 서로 차이가 있으므로, 복수의 반응 챔버(201, 202)를 각 반도체층의 성장 조건에 맞도록 유지함으로써 설비 관리가 용이하게 되며, 장치의 열화가 감소될 수 있다. 또한, 성장 조건이 일정하게 유지된 반응 챔버(201, 202)에서 발광구조물을 나누어 성장시킬 경우, 각 반도체층의 결정 품질이나 도핑 특성 등도 우수해질 수 있다. 즉, 제1 도전형 질화물 반도체층(102)이 예컨대, n형 GaN을 포함하여 이루어진다고 했을 경우, 약 1000 ~ 1300℃의 온도에서 성장되며, 제2 도전형 질화물 반도체층(104)이 p형 GaN을 포함하여 이루어진다고 했을 경우, 상대적으로 낮은 성장 온도, 약 700 ~ 1100℃의 온도에서 성장되므로, 성장 온도와 소스 가스 분위기가 제2 도전형 질화물 반도체층(104)에 적합한 제2 공정 챔버(202)를 이용함으로써 제2 도전형 질화물 반도체층(104)의 품질이 향상될 수 있다. 이와 유사한 방식으로, 후술할 다른 실시 예와 같이, 활성층(103)도 성장 온도와 소스 가스 등이 유지된 전용 챔버에서 따로 성장될 수 있으며, 이에 따라, 활성층(103)을 이루는 반도체층의 품질이 향상될 수 있다.
나아가, 본 실시 형태에서는 이러한 분할 성장의 장점이 극대화되도록 제2 반응 챔버(202)를 미리 제2 도전형 질화물 반도체층(104)의 소스 가스 분위기로 조성하여 둔다. 즉, 도 2에 도시된 것과 같이, 기판(101)을 제2 반응 챔버(202)로 이송하기 전에 제2 반응 챔버(202)의 내부는 질화물 소스 가스(301) 및 제2 도전형 질화물 반도체층(302)에 포함되는 도핑 원소의 소스 가스(302) 분위기로 조성된다. 이 경우, 질화물 소스 가스(301)는 NH3 등이 이용될 수 있으며, 도핑 원소의 소스 가스(302)는 Cp2Mg 등이 이용될 수 있다. 기판(101)을 이송한 후 제2 반응 챔버(202)에 가스를 유입시킬 경우, 도핑에 사용되는 Mg 소스 가스는 제2 도전형 질화물 반도체층(104)에 바로 들어가지 않고 챔버 내부에 우선적으로 증착(pre-coating)되며, 이에 따라, 제2 도전형 질화물 반도체층(104)에 도핑 지연이 발생한다.
즉, 제2 도전형 질화물 반도체층(104)의 성장 초기에는 도펀트의 농도가 상대적으로 낮게 되며, 이에 따라, 소자의 구동 시 재결합 효율의 저하가 일어날 수 있다. 본 실시 형태에서는 이러한 도핑 지연 문제가 최소화되도록 기판(101)의 이송 전에 제2 반응 챔버(202) 내부를 도핑 원소의 소스 가스(예컨대, Mg, Zn 소스 가스)로 조성하였으며, 이에 따라, 도핑 원소를 포함하는 화합물이 제2 반응 챔버(202) 내부에 증착되도록 하였다. 여기서, 제2 반응 챔버(202)의 내부는 챔버의 내벽과 서셉터의 표면 등 제2 반응 챔버(202)에서 화합물이 증착될 수 있는 영역을 의미한다. 이 경우, 도핑 소스 가스와 더불어 질화물 소스 가스(301), 예컨대, NH3를 함께 유입함으로써 예컨대, Mg로 도핑하는 경우, Mg-N과 같은 화합물이 보다 용이하게 증착될 수 있다.
한편, 이러한 기판(101) 이송 전의 소스 가스의 유입 단계는 반도체층의 성장에는 기여하지 아니하므로, 제2 도전형 질화물 반도체층(104)의 성장 온도보다 상대적으로 높은 온도에서 실행함으로써 증착을 더욱 촉진할 수 있을 것이다. 한편, 기판(101)을 이송하는 방법에는 제한이 없으나(예컨대, 작업자에 의한 인위적 이동), 이송 과정 중에 반도체층이 외부로 노출되지 않는 것이 바람직하므로, 본 이송 단계는 로드락 챔버 등을 통하여 진공 상태에서 실행되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4에 도시된 것과 같이, 제2 도전형 질화물 반도체층(104) 성장이 완료된 후에는 발광구조물의 일부 제거에 의하여 노출된 제1 도전형 질화물 반도체층(102)의 일면과 제2 도전형 질화물 반도체층(104) 상에 제1 및 제2 전극(105, 106)을 형성한다. 다만, 이러한 전극(105, 106) 형성 방식은 일 예일 뿐이며, 제1 도전형 질화물 반도체층(102), 활성층(103) 및 제2 도전형 질화물 반도체층(104)을 구비하는 발광구조물의 다양한 위치에 전극이 형성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 발광구조물의 식각을 따로 하지 않고, 기판(101)을 제거한 후 이에 의해 노출된 제1 도전형 질화물 반도체층(102) 표면에 전극을 형성할 수도 있을 것이다.
도 5 내지 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광 다이오드 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정별 단면도이다. 본 실시 형태에서는 도 5에 도시된 것과 같이, 제1 도전형 질화물 반도체층(102)을 제1 반응 챔버(201)에서 성장한 후 기판(101)을 제2 반응 챔버(202)로 이송(바람직하게는 진공 상태에서)하며, 이후, 도 6에 도시된 것과 같이, 이송 전에 제2 반응 챔버(202)는 활성층(103)을 이루는 반도체층의 소스 가스(303) 분위기로 조성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 활성층(103)은 양자 우물 등의 구조로서 In이 포함된 화합물, 예컨대, InGaN으로 이루어지며, In의 함량에 따라 발광 파장이 변화된다. 따라서, 활성층(103) 내에서 In의 함량이 변화한다면 의도한 발광 파장에서 벗어나는 문제가 있으므로, 활성층(103) 내에서 In의 함량을 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서는 이를 위하여, 기판(101)의 이송 전에 제2 반응 챔버(202) 내부를 활성층(103)을 구성하는 물질의 소스 가스, 예컨대, TMIn, TMGa (또는 TEGa), NH3 가스 분위기로 조성하여 제2 반응 챔버(202) 내부에 활성층(103)을 구성하는 물질을 포함하는 화합물이 증착되도록 하였다. 보다 구체적으로는 제2 반응 챔버(202) 내부에 증착되는 화합물은 활성층(103)에 포함된 적어도 일부의 물질(본 실시 형태에서는 InGaN 화합물)과 동일한 물질일 수 있다. 이 경우, 제2 반응 챔버(202) 내부에 InGaN 화합물이 미리 증착됨에 따라 활성층(103)의 물질 조성(In 함량)이 균일해질 수 있다. 미리 증착된 InGaN 화합물에 의하여, 제2 반응 챔버(202)에서 활성층(103)을 성장 시, In이 제2 반응 챔버(202)의 내부에 더 이상 증착되지 않고 바로 활성층(103)의 성장에 기여하기 때문이며, 이에 따라, 활성층(103)의 두께 방향으로 In의 함량이 균일해지는 것이다.
또한, 제2 반응 챔버(202)는 활성층(103) 성장을 위한 전용 챔버로서 활성층(103) 성장에 적합한 성장 온도와 가스 분위기로 유지될 수 있으므로, 활성층(103)의 품질이 향상될 수 있다. 구체적으로, 앞선 실시 형태와 유사하게, 활성층(103)을 구성하는 소스 가스, 예컨대, Ga 소스 가스로서, TMGa (또는 TEGa), In 소스 가스로서 TMIn, N 소스 가스로서 NH3를 기판(101) 이송 전에 제2 반응 챔버(202) 내에 유입시킴으로써 제2 반응 챔버(202)의 내부에는 InGaN이 미리 증착될 수 있다. 이 경우, 반드시 필요한 사항은 아니지만, 증착 속도를 향상을 위하여 활성층(103)의 성장 온도보다 높은 온도에서 본 단계가 실행될 수 있다. 활성층(103)의 성장 후에는 도 7에 도시된 것과 같이, 기판(101)을 제3 반응 챔버(203)로 이송하여 제2 도전형 질화물 반도체층(104)을 성장하며, 이 경우, 앞선 실시 형태와 같이, 기판(101)의 이송 전에 제3 반응 챔버(203) 내부를 질화물 소스 가스 및 제2 도전형 질화물 반도체층(104)에 포함되는 도핑 원소의 소스 가스 분위기로 미리 조성함으로써 도핑 지연 문제를 최소화할 수 있을 것이다. 다만, 경우에 따라, 챔버가 2개로 제공되는 경우라면, 제2 도전형 질화물 반도체층(104)은 제2 반응 챔버(202)에서 성장될 수도 있을 것이다.
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.
101: 기판 102: 제1 도전형 질화물 반도체층
103: 활성층 104: 제2 도전형 질화물 반도체층
105, 106: 제1 및 제2 전극 201: 제1 반응 챔버
202: 제2 반응 챔버 203: 제3 반응 챔버

Claims (19)

  1. 제1 반응 챔버에서, 기판 상에 제1 도전형 질화물 반도체층 및 활성층을 성장시키는 단계;
    상기 제1 도전형 질화물 반도체층 및 활성층이 성장된 상태의 상기 기판을 제2 반응 챔버로 이송하는 단계; 및
    상기 제2 반응 챔버에서, 상기 활성층 상에 제2 도전형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계;를 포함하며,
    상기 기판을 상기 제2 반응 챔버로 이송하는 단계 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부는 질화물 소스 가스 및 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 포함되는 도핑 원소의 소스 가스 분위기로 조성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 도전형 질화물 반도체층은 p형 질화물 반도체층이며, 상기 도핑 원소의 소스 가스는 Mg 및 Zn 중 적어도 하나의 소스 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 질화물 소스 가스는 NH3를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 상기 제2 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부에는 상기 도핑 원소를 포함하는 화합물이 증착되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판이 상기 제2 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부는 상기 제2 도전형 질화물 반도체층의 성장 온도보다 높은 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 상기 제2 반응 챔버로 이송하는 단계는 진공 상태에서 실행되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  7. 제1 반응 챔버에서, 기판 상에 제1 도전형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계;
    상기 제1 도전형 질화물 반도체층이 성장된 상태의 상기 기판을 제2 반응 챔버로 이송하는 단계;
    상기 제2 반응 챔버에서, 상기 제1 도전형 질화물 반도체층 상에 활성층을 성장시키는 단계; 및
    상기 활성층 상에 제2 도전형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계;를 포함하며,
    상기 기판을 상기 제2 반응 챔버로 이송하는 단계 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부는 상기 활성층을 구성하는 하나 이상의 물질의 소스 가스 분위기로 조성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판이 상기 제2 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부에는 상기 활성층을 구성하는 원소를 포함하는 화합물이 증착되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 반응 챔버의 내부에 증착되는 상기 화합물은 상기 활성층에 포함된 물질 중 적어도 일부와 동일한 물질인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 활성층은 In을 포함하는 질화물 반도체로 이루어지며, 상기 소스 가스는 In 소스 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 활성층은 InGaN 화합물을 포함하며, 상기 소스 가스는 Ga 소스 가스로서 TMGa 또는 TEGa, In 소스 가스로서 TMIn 및 N 소스 가스로서 NH3를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판이 상기 제2 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부에는 InGaN 화합물이 증착되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 기판이 상기 제2 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제2 반응 챔버의 내부는 상기 활성층의 성장 온도보다 높은 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제2 도전형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계 전에 상기 활성층이 성장된 상태의 상기 기판을 제3 반응 챔버로 이송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기판을 상기 제3 반응 챔버로 이송하는 단계 전에 상기 제3 반응 챔버의 내부는 질화물 소스 가스 및 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 포함되는 도핑 원소의 소스 가스 분위기로 조성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기판이 상기 제3 반응 챔버로 이송되기 전에 상기 제3 반응 챔버의 내부에는 상기 도핑 원소를 포함하는 화합물이 증착되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 도전형 질화물 반도체층은 p형 질화물 반도체층이며, 상기 도핑 원소의 소스 가스는 Mg 및 Zn 중 적어도 하나의 소스 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 질화물 소스 가스는 NH3를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기판을 상기 제2 반응 챔버로 이송하는 단계 및 상기 기판을 상기 제3 반응 챔버로 이송하는 단계 중 적어도 하나의 단계는 진공 상태에서 실행되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조방법.
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