KR20120073396A - Light emitting diode and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light emitting diode and a manufacturing method thereof are provided to improve the extraction efficiency of light generated in an active layer by forming a rough surface on the upper side of an n type compound semiconductor layer. CONSTITUTION: A semiconductor laminate structure(30) is formed on a support substrate(60). The semiconductor laminate structure includes a p type compound semiconductor layer(29), an active layer(27), and an n type compound semiconductor layer(25). The n type compound semiconductor layer includes a plasma processing area(25a). An n-electrode pad is formed on the semiconductor laminate structure. An electrode extension unit(51a) is extended from the n-electrode pad. An upper insulation layer(47) is interposed between the n-electrode pad and the semiconductor laminate structure.

Description

발광 다이오드 및 그의 제조 방법{LIGHT EMITTING DIODE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}LIGHT EMITTING DIODE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME

본 발명은 발광 다이오드 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a light emitting diode and a method of manufacturing the same.

일반적으로 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN) 등과 같은 Ⅲ족 원소의 질화물은 열적 안정성이 우수하고 직접 천이형의 에너지 밴드(band) 구조를 가지므로, 최근 가시광선 및 자외선 영역의 발광소자용 물질로 많은 각광을 받고 있다. 특히, 질화인듐갈륨(InGaN)을 이용한 청색 및 녹색 발광 소자는 대규모 천연색 평판 표시 장치, 신호등, 실내 조명, 고밀도광원, 고해상도 출력 시스템과 광통신 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있다.In general, nitrides of group III elements, such as gallium nitride (GaN) and aluminum nitride (AlN), have excellent thermal stability and have a direct transition type energy band structure. It is attracting much attention as a substance. In particular, blue and green light emitting devices using indium gallium nitride (InGaN) have been used in various applications such as large-scale color flat panel display devices, traffic lights, indoor lighting, high density light sources, high resolution output systems, and optical communications.

이러한 III족 원소의 질화물 반도체층은 그것을 성장시킬 수 있는 동종의 기판을 제작하는 것이 어려워, 유사한 결정 구조를 갖는 이종 기판에서 금속유기화학기상증착법(MOCVD) 또는 분자선 증착법(molecular beam epitaxy; MBE) 등의 공정을 통해 성장된다. 이종기판으로는 육방 정계의 구조를 갖는 사파이어(Sapphire) 기판이 주로 사용된다. 그러나, 사파이어는 전기적으로 부도체이므로, 발광 다이오드 구조를 제한한다. 이에 따라, 최근에는 사파이어와 같은 이종기판 상에 질화물 반도체층과 같은 에피층들을 성장시키고, 상기 에피층들에 지지기판을 본딩한 후, 레이저 리프트 오프 기술 등을 이용하여 이종기판을 분리하여 수직형 구조의 고효율 발광 다이오드를 제조하는 기술이 개발되고 있다.Such a nitride semiconductor layer of Group III elements is difficult to fabricate homogeneous substrates capable of growing them, and therefore, such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxy (MBE), etc., on heterogeneous substrates having a similar crystal structure. Is grown through the process. As a hetero substrate, a sapphire substrate having a hexagonal structure is mainly used. However, sapphire is an electrically insulator, thus limiting the light emitting diode structure. Accordingly, recently, epitaxial layers, such as nitride semiconductor layers, are grown on dissimilar substrates such as sapphire, bonding supporting substrates to the epitaxial layers, and then separating the dissimilar substrates using a laser lift-off technique. A technique for manufacturing a high efficiency light emitting diode having a structure has been developed.

일반적으로, 수직형 구조의 발광 다이오드는 종래의 수평형 발광 다이오드와 비교하여 p-GaN이 아래에 위치하고, n-GaN이 상부에 위치한 구조에 의해 전류분산 성능이 우수하고, 또한 사파이어에 비해 열전도율이 높은 지지기판을 채택함으로써 열 방출 성능이 우수하다. 나아가, PEC((photon enhanced chemical) 에칭 등에 의해 n-GaN의 표면을 이방성 식각하여 거칠어진 표면을 형성함으로써 상향 광 추출 효율을 크게 향상시킬 수 있다.In general, the vertical light emitting diode has a current distribution performance superior to that of a conventional horizontal light emitting diode with p-GaN located below and n-GaN located above, and thermal conductivity is higher than that of sapphire. By adopting a high support substrate, the heat dissipation performance is excellent. Furthermore, by anisotropically etching the surface of n-GaN by PEC (photon enhanced chemical) etching or the like to form a roughened surface, upward light extraction efficiency may be greatly improved.

이때, 상기 발광 다이오드에 외부 전원을 공급하기 위해서는 상기 n-GaN의 표면 상에 전극 패드를 형성하게 된다. 그러나 상기 n-GaN과 전극 패드는 다른 물질로 이루어지고 이로 인해 상기 n-GaN과 전극 패드 사이에는 접촉 저항이 발생되며, 상기 접촉 저항은 발광 다이오드의 발광 효율을 저하시키는 원인이 된다.
In this case, in order to supply external power to the light emitting diode, an electrode pad is formed on the surface of the n-GaN. However, the n-GaN and the electrode pad are made of different materials, and thus, a contact resistance is generated between the n-GaN and the electrode pad, and the contact resistance causes the luminous efficiency of the light emitting diode to decrease.

본 발명의 목적은 접촉 저항이 개선된 발광 다이오드 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a light emitting diode with improved contact resistance and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 목적은 전류 분산 성능이 개선된 발광 다이오드 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode having improved current dispersing performance and a method of manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 광 추출 효율이 개선된 발광 다이오드 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a light emitting diode having improved light extraction efficiency and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 도전성의 지지기판; 상기 지지기판 상에 위치하고, p형 화합물 반도체층, 활성층 및 n형 화합물 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조체; 상기 반도체 적층 구조체 상에 위치하는 n-전극 패드; 상기 n-전극 패드에서 연장된 전극 연장부; 및 상기 n-전극 패드와 상기 반도체 적층 구조체 사이에 개재된 상부 절연층을 포함하며, 적어도 상기 전극 연장부와 접촉하는 상기 n형 화합물 반도체층에는 비활성 가스에 의해 플라즈마 처리된 플라즈마 처리 영역을 구비한 발광 다이오드가 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, a conductive support substrate; A semiconductor laminate structure on the support substrate, the semiconductor laminate structure comprising a p-type compound semiconductor layer, an active layer, and an n-type compound semiconductor layer; An n-electrode pad disposed on the semiconductor laminate structure; An electrode extension extending from the n-electrode pad; And an upper insulating layer interposed between the n-electrode pad and the semiconductor laminate, wherein at least the n-type compound semiconductor layer in contact with the electrode extension includes a plasma treatment region plasma-treated by an inert gas. A light emitting diode is provided.

상기 발광 다이오드는 상기 지지기판과 상기 반도체 적층 구조체 사이에 개재된 본딩 메탈을 더 포함할 수 있다.The light emitting diode may further include a bonding metal interposed between the support substrate and the semiconductor laminate.

상기 지지기판은 텅스텐(W) 또는 몰리브덴(Mo)중 적어도 하나를 포함하는 제1 금속층; 및 상기 제1 금속층보다 열팽창 계수가 높으며, 상기 제1 금속층의 상하면에 대칭 구조로 배치되는 제2 금속층을 포함하며, 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층 사이에 접합층이 형성될 수 있다.The support substrate may include a first metal layer including at least one of tungsten (W) or molybdenum (Mo); And a second metal layer having a higher coefficient of thermal expansion than the first metal layer, and having a symmetrical structure disposed on upper and lower surfaces of the first metal layer, wherein a bonding layer may be formed between the first metal layer and the second metal layer.

상기 제2 금속층은 구리(Cu)를 포함할 수 있다.The second metal layer may include copper (Cu).

상기 접합층은 Ni, Ti, Cr, Pt 중 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The bonding layer may include at least one of Ni, Ti, Cr, and Pt.

상기 발광 다이오드는 상기 지지기판과 상기 반도체 적층 구조체 사이에 개재된 상기 본딩 메탈에 대칭하여, 상기 제2 금속층의 하면에 형성된 하부 본딩 메탈을 더 포함할 수 있다.The light emitting diode may further include a lower bonding metal formed on a lower surface of the second metal layer symmetrically to the bonding metal interposed between the support substrate and the semiconductor laminate.

상기 발광 다이오드는 상기 지지기판과 상기 반도체 적층 구조체 사이에 위치하여 상기 반도체 적층 구조체에 오믹 콘택하고, 상기 반도체 적층 구조체를 노출시키는 홈을 갖는 반사 금속층; 상기 반사 금속층과 상기 지지기판 사이에 위치하고 상기 홈을 채움과 아울러 상기 반사 금속층을 덮되, 상기 반사 금속층을 노출시키는 개구부들을 갖는 중간 절연층; 및 상기 지지기판과 상기 중간 절연층 사이에 위치하고 상기 중간 절연층의 개구부들에 노출된 상기 반사 금속층을 덮는 장벽 금속층을 더 포함할 수 있다.The light emitting diode may include a reflective metal layer disposed between the support substrate and the semiconductor stacked structure, having ohmic contact with the semiconductor stacked structure, and having a groove exposing the semiconductor stacked structure; An intermediate insulating layer disposed between the reflective metal layer and the support substrate and covering the groove and covering the reflective metal layer, the intermediate insulating layer having openings exposing the reflective metal layer; And a barrier metal layer disposed between the support substrate and the intermediate insulating layer and covering the reflective metal layer exposed to the openings of the intermediate insulating layer.

상기 n-전극 패드 및 상기 전극 연장부는 상기 홈 영역 상부에 위치할 수 있다.The n-electrode pad and the electrode extension may be positioned above the groove area.

상기 반사 금속층은 복 수개의 판(plate)으로 이루어지고, 상기 중간 절연층은 상기 복 수개의 판들의 측면 및 가장자리를 덮으며, 상기 중간 절연층의 개구부들에 의해 상기 복 수개의 판들이 각각 노출될 수 있다.The reflective metal layer is composed of a plurality of plates, the intermediate insulating layer covers the sides and edges of the plurality of plates, and the plurality of plates are respectively exposed by openings of the intermediate insulating layer. Can be.

상기 발광 다이오드는 상기 n-전극 패드를 복 수개 구비하고, 상기 복수 개의 n-전극 패드에서 각각 연장하는 복수 개의 전극 연장부를 포함하되, 상기 복 수개의 n-전극 패드 및 복 수개의 전극 연장부는 상기 복 수개의 판들 사이의 영역 상부에 위치할 수 있다.The light emitting diode includes a plurality of n-electrode pads, and includes a plurality of electrode extensions respectively extending from the plurality of n-electrode pads, wherein the plurality of n-electrode pads and the plurality of electrode extensions are provided. It may be located above an area between a plurality of plates.

상기 반도체 적층 구조체는 거칠어진 표면을 갖고, 상기 상부 절연층은 상기 거칠어진 표면을 덮되, 상기 상부 절연층은 상기 거칠어진 표면을 따라 요철면을 형성할 수 있다.The semiconductor laminate structure may have a roughened surface, and the upper insulating layer may cover the roughened surface, and the upper insulating layer may form an uneven surface along the roughened surface.

상기 반도체 적층 구조체는 평평한 표면을 갖고, 상기 n-전극 패드 및 상기 전극 연장부는 상기 평평한 표면 상에 위치할 수 있다.The semiconductor stack structure may have a flat surface, and the n-electrode pad and the electrode extension may be located on the flat surface.

상기 전극 연장부는 상기 반도체 적층 구조체의 평평한 표면에 접촉할 수 있다.The electrode extension may contact a flat surface of the semiconductor laminate.

상기 거칠어진 표면은 상기 전극 연장부보다 아래에 위치할 수 있다.The roughened surface may be located below the electrode extension.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면,p형 화합물 반도체층, 활성층 및 n형 화합물 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조체를 형성하되, 상기 n형 화합물 반도체층이 노출되도록 상기 반도체 적층 구조체를 형성하는 단계; 상기 n형 화합물 반도체층의 일부를 노출시키는 개구부를 구비한 상부 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 상부 절연층이 형성된 상기 n형 화합물 반도체층 상에 n-전극 패드와 상기 n-전극 패드에서 연장된 전극 연장부를 형성하되 상기 n-전극 패드는 상기 상부 절연층 상에 형성되고, 상기 전극 연장부는 상기 개구부를 통해 상기 n형 화합물 반도체층에 접촉하도록 형성하는 단계를 포함하며, 적어도 상기 전극 연장부와 접촉하는 상기 n형 화합물 반도체층의 표면을 비활성 가스를 이용하여 플라즈마 처리하여 상기 n형 화합물 반도체층에 플라즈마 처리 영역을 형성하는 단계를 더 포함하는 발광 다이오드 제조 방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to another aspect of the present invention, forming a semiconductor laminate structure comprising a p-type compound semiconductor layer, an active layer and an n-type compound semiconductor layer, the semiconductor layer so that the n-type compound semiconductor layer is exposed Forming a structure; Forming an upper insulating layer having an opening exposing a portion of the n-type compound semiconductor layer; And forming an n-electrode pad and an electrode extension extending from the n-electrode pad on the n-type compound semiconductor layer having the upper insulating layer, wherein the n-electrode pad is formed on the upper insulating layer. The extension part may be formed to contact the n-type compound semiconductor layer through the opening, wherein the n-type compound semiconductor layer in contact with at least the electrode extension part is plasma-treated using an inert gas to form the n-type compound semiconductor layer. A method of manufacturing a light emitting diode is provided, further comprising forming a plasma processing region in the compound semiconductor layer.

상기 p형 화합물 반도체층, 활성층 및 n형 화합물 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조체를 형성하되, 상기 n형 화합물 반도체층을 노출시키도록 형성하는 단계는 성장 기판 상에 p형 화합물 반도체층, 활성층 및 n형 화합물 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조체를 형성하는 단계; 상기 반도체 적층 구조체 상에 본딩 메탈을 개재하여 도전성의 지지 기판을 부착하는 단계; 및 상기 성장 기판을 제거하여 상기 반도체 적층 구조체를 노출시키되, 상기 n형 화합물 반도체층을 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.Forming a semiconductor laminate structure comprising the p-type compound semiconductor layer, the active layer and the n-type compound semiconductor layer, the step of forming to expose the n-type compound semiconductor layer is a p-type compound semiconductor layer, an active layer and a growth substrate; forming a semiconductor laminate including an n-type compound semiconductor layer; Attaching a conductive support substrate on the semiconductor laminate structure via a bonding metal; And removing the growth substrate to expose the semiconductor laminate structure, and exposing the n-type compound semiconductor layer.

상기 발광 다이오드 제조 방법은 상기 반도체 적층 구조체 상에 상기 지지 기판을 부착하는 단계 이전에, 상기 반도체 적층 구조체 상에 상기 반도체 적층 구조체를 노출시키는 홈을 갖는 반사 금속층을 형성하는 단계; 상기 반사 금속층의 측면 및 가장자리를 덮으며서, 상기 반사 금속층을 노출시키는 개구부를 갖는 중간 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 중간 절연층의 개구부를 통해 상기 반사 금속층에 접속하는 장벽 금속층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The light emitting diode manufacturing method may further include forming a reflective metal layer having a groove exposing the semiconductor laminate structure on the semiconductor laminate structure before attaching the support substrate to the semiconductor laminate structure; Forming an intermediate insulating layer covering side and edge of the reflective metal layer, the intermediate insulating layer having an opening exposing the reflective metal layer; And forming a barrier metal layer connecting to the reflective metal layer through the opening of the intermediate insulating layer.

상기 발광 다이오드 제조 방법은 상기 성장 기판을 제거하여 상기 반도체 적층 구조체를 노출시키는 단계 이후에, 상기 노출된 반도체 적층 구조체 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 마스크 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 반도체 적층 구조체의 표면을 이방성 식각하여 평평한 표면과 함께 거칠어진 표면을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 n형 화합물 반도체층의 일부를 노출시키는 개구부를 구비한 상부 절연층을 형성하는 단계는 상기 반도체 적층 구조체의 표면을 덮는 상부 절연층을 형성하되, 상기 개구부가 상기 평평한 표면의 일부 영역을 노출시키도록 상기 상부 절연층을 형성하는 단계일 수 있다.
The light emitting diode manufacturing method may further include forming a mask pattern on the exposed semiconductor laminate structure after removing the growth substrate to expose the semiconductor laminate structure; And anisotropically etching the surface of the semiconductor laminate structure using the mask pattern as an etch mask to form a rough surface together with a flat surface, wherein the opening exposes a portion of the n-type compound semiconductor layer. The forming of the upper insulating layer may include forming an upper insulating layer covering the surface of the semiconductor laminate structure, and forming the upper insulating layer so that the opening exposes a portion of the flat surface. .

본 발명에 의하면, 접촉 저항이 개선된 발광 다이오드 및 그의 제조 방법을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of providing a light emitting diode having improved contact resistance and a method of manufacturing the same.

또한, 본 발명에 의하면, 전류 분산 성능이 개선된 발광 다이오드 및 그의 제조 방법을 제공하는 효과가 있다.Moreover, according to this invention, there exists an effect which provides the light emitting diode and its manufacturing method which the current dispersion performance improved.

또한, 본 발명에 의하면, 광 추출 효율이 개선된 발광 다이오드 및 그의 제조 방법을 제공하는 효과가 있다.
In addition, according to the present invention, there is an effect of providing a light emitting diode and a method of manufacturing the light extraction efficiency is improved.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 레이아웃도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위해 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위해 도 1의 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위해 도 1의 절취선 C-C를 따라 취해진 단면도이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들로서, 각각 도 1의 절취선 A-A에 대응하는 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드를 제조하는 공정 중 몇몇 공정에서 플라즈마 처리하는 경우의 Vf를 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
1 is a schematic layout diagram illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the cutting line AA of FIG. 1 to illustrate a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1 to illustrate a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along the cutting line CC of FIG. 1 to illustrate a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
5 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, each of which is a cross-sectional view corresponding to the cutting line AA of FIG. 1.
FIG. 12 is a graph illustrating a result of measuring Vf when plasma treatment is performed in some processes of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 레이아웃도이고, 도 2 내지 도 4는 각각 도 1의 절취선 A-A, B-B 및 C-C를 따라 취해진 단면도이다. 도 1에서 반도체 적층 구조체(30) 아래에 위치하는 반사 금속층(31) 및 중간 절연층(33)을 점선으로 표시한다.1 is a schematic layout diagram illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views taken along the cutting lines A-A, B-B, and C-C of FIG. 1, respectively. In FIG. 1, the reflective metal layer 31 and the intermediate insulating layer 33 positioned under the semiconductor stacked structure 30 are indicated by dotted lines.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 지지기판(60), 반도체 적층 구조체(30), 반사 금속층(31), 중간 절연층(33), 장벽 금속층(35), 상부 절연층(47), n-전극 패드(51) 및 전극 연장부(51a)를 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드는 본딩 메탈(43)을 포함할 수 있다.1 to 4, the light emitting diode includes a support substrate 60, a semiconductor laminate 30, a reflective metal layer 31, an intermediate insulating layer 33, a barrier metal layer 35, and an upper insulating layer 47. ), an n-electrode pad 51 and an electrode extension 51a. In addition, the light emitting diode may include a bonding metal 43.

상기 지지기판(60)은 화합물 반도체층들을 성장시키기 위한 성장기판과 구분되며, 이미 성장된 화합물 반도체층들에 부착된 2차 기판이다. 상기 지지기판(60)은 도전성 기판, 예컨대 금속 기판일 수 있다.The support substrate 60 is separated from the growth substrate for growing the compound semiconductor layers, and is a secondary substrate attached to the compound semiconductor layers that have been grown. The support substrate 60 may be a conductive substrate, for example, a metal substrate.

상기 지지기판(60)은 지지기판(60)의 중앙에 위치하는 제1 금속층(64), 제1 금속층(64)의 아래 위에 서로 대칭하여 배치된 제2 금속층(62, 66)을 포함하여 구성된다. The support substrate 60 includes a first metal layer 64 positioned in the center of the support substrate 60 and second metal layers 62 and 66 symmetrically disposed above and below the first metal layer 64. do.

상기 제1 금속층(64)는 예컨대, 텅스텐(W) 또는 몰리브덴(Mo)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 금속층(62, 66)은 제1 금속층(64) 보다 열팽창 계수가 더 높은 재질로서 예컨대, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.The first metal layer 64 may include, for example, at least one of tungsten (W) or molybdenum (Mo). The second metal layers 62 and 66 may have a higher thermal expansion coefficient than the first metal layer 64 and may include, for example, copper (Cu).

상기 제1 금속층(64)과 제2 금속층(62, 66) 사이에는 접합층(63, 65)이 형성되어 있다. 아울러, 본딩 메탈(43)과 제2 금속층(62) 사이에도 접합층(61)이 형성되어 있다. 이들 접합층(61, 63, 65)은 Ni, Ti, Cr, Pt 중 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 제1 금속층(64)의 하면에 형성된 제2 금속층(66)의 하면에는 접합층(67)을 통하여 하부 본딩 메탈(68)이 형성될 수 있다.Bonding layers 63 and 65 are formed between the first metal layer 64 and the second metal layers 62 and 66. In addition, a bonding layer 61 is formed between the bonding metal 43 and the second metal layer 62. These bonding layers 61, 63, 65 may comprise at least one of Ni, Ti, Cr, and Pt. In addition, a lower bonding metal 68 may be formed on the lower surface of the second metal layer 66 formed on the lower surface of the first metal layer 64 through the bonding layer 67.

상기 하부 본딩 메탈(68)은 상기 지지기판(60)과 상기 반도체 적층 구조체(30) 사이에 개재된 상기 본딩 메탈(43)에 대칭하는 구조로서, 상기 본딩 메탈(43)과 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 예컨대 Au 또는 Au-Sn(80/20wt%)일 수 있다. 상기 하부 본딩 메탈(68)은 상기 지지기판(60)을 전자회로 또는 PCB 기판에 부착하기 위해 사용될 수 있다.The lower bonding metal 68 is a structure symmetrical to the bonding metal 43 interposed between the support substrate 60 and the semiconductor stack 30, and may be made of the same material as the bonding metal 43. For example, it may be Au or Au-Sn (80 / 20wt%). The lower bonding metal 68 may be used to attach the support substrate 60 to an electronic circuit or a PCB substrate.

상기 지지기판(60)은 상기 제1 금속층(64)과 제1 금속층(64)의 상하면에 서로 대칭하여 형성된 상기 제2 금속층(62, 66)을 포함하는 구조를 가진다. 상기 제1 금속층(64)을 구성하는 예컨대, 텅스텐(W) 또는 몰리브덴(Mo)은 상기 제2 금속층(62, 66)을 구성하는 예컨대, 구리(Cu)에 비하여 열팽창 계수가 비교적 낮고 강도도 강하다. The support substrate 60 has a structure including the first metal layer 64 and the second metal layers 62 and 66 formed symmetrically on the top and bottom surfaces of the first metal layer 64. For example, tungsten (W) or molybdenum (Mo) constituting the first metal layer 64 has a relatively low coefficient of thermal expansion and strength compared to, for example, copper (Cu) constituting the second metal layers 62 and 66. .

상기 제1 금속층(64)의 두께는 상기 제2 금속층(62, 66)의 두께에 비하여 더 두껍게 형성된다. 이에 따라, 상기 제1 금속층(64)의 상하면에 상기 제2 금속층(62, 66)을 형성하는 것이, 그 반대 구조(제2 금속층의 상하면에 제1 금속층이 형성되는 구조)를 가지는 것보다 공정에 있어서 훨씬 더 바람직하다.The thickness of the first metal layer 64 is thicker than the thickness of the second metal layers 62 and 66. Accordingly, forming the second metal layers 62 and 66 on the upper and lower surfaces of the first metal layer 64 is a process rather than having the opposite structure (the structure in which the first metal layer is formed on the upper and lower surfaces of the second metal layer). Even more preferred.

또한, 상기 지지기판(60)이 성장 기판과 반도체 적층 구조체(30)의 열팽창 계수와 유사한 열팽창 계수를 갖기 위해서는 상기 제1 금속층(64)의 두께와 제2 금속층(62, 66)의 두께가 적절하게 조절될 수 있다.In addition, in order for the support substrate 60 to have a thermal expansion coefficient similar to that of the growth substrate and the semiconductor stack 30, the thickness of the first metal layer 64 and the thickness of the second metal layers 62 and 66 are appropriate. Can be adjusted.

상기 지지기판(60)은 상기 반도체 적층 구조체(30)와 별도로 제작된 후, 상기 본딩 메탈(43)을 통해 상기 장벽 금속층(35) 상에 본딩될 수 있다. 이와 달리, 상기 지지기판(60)은 상기 장벽 금속층(35) 상에서 도금되어 형성될 수 있다. 상기 지지 기판(60)을 형성할 때에 사용되는 도금법으로는 정류기를 사용하여 금속을 석출하는 전해 도금 방식, 환원제를 사용하여 금속을 석출하는 무전해 도금 방식이 사용될 수 있고, 그 외에도 상술한 열증착, 전자선증착, 스퍼터링, 화학기상증착 등의 방식이 사용될 수 있다.The support substrate 60 may be manufactured separately from the semiconductor stack 30 and then bonded to the barrier metal layer 35 through the bonding metal 43. Alternatively, the support substrate 60 may be formed by plating on the barrier metal layer 35. As the plating method used when forming the support substrate 60, an electrolytic plating method for depositing a metal using a rectifier and an electroless plating method for depositing a metal using a reducing agent may be used. , Electron beam deposition, sputtering, chemical vapor deposition, etc. may be used.

상기 반도체 적층 구조체(30)는 상기 지지기판(60) 상에 위치하며, p형 화합물 반도체층(29), 활성층(27) 및 n형 화합물 반도체층(25)을 포함한다.The semiconductor laminate 30 is positioned on the support substrate 60 and includes a p-type compound semiconductor layer 29, an active layer 27, and an n-type compound semiconductor layer 25.

여기서, 상기 반도체 적층 구조체(30)는 일반적인 수직형 발광 다이오드와 유사하게 상기 p형 화합물 반도체층(29)이 상기 n형 화합물 반도체층(25)에 비해 지지기판(60) 측에 가깝게 위치한다.Here, the p-type compound semiconductor layer 29 is located closer to the support substrate 60 side than the n-type compound semiconductor layer 25, similar to a general vertical light emitting diode.

상기 반도체 적층 구조체(30)는 상기 지지기판(60)의 일부 영역 상에 위치할 수 있다. 즉, 상기 지지기판(60)이 상기 반도체 적층 구조체(30)에 비해 상대적으로 넓은 면적을 가지며, 상기 반도체 적층 구조체(30)는 상기 지지기판(60)의 가장자리로 둘러싸인 영역 내에 위치한다.The semiconductor stacked structure 30 may be located on a portion of the support substrate 60. That is, the support substrate 60 has a relatively larger area than the semiconductor stack 30, and the semiconductor stack 30 is located in an area surrounded by an edge of the support board 60.

상기 n형 화합물 반도체층(25)은 플라즈마 처리 영역(25a)을 포함하고 있다. 상기 플라즈마 처리 영역(25a)은 적어도 이후 설명될 전극 연장부(51a)의 하부에 위치하여 상기 전극 연장부(51a)와 접촉하도록 구비될 수 있다. 상기 플라즈마 처리 영역(25a)은 상기 플라즈마 처리 영역(25a)을 He 또는 Ar 등과 같은 비활성 기체를 이용하여 플라즈마 처리한 영역일 수 있다. 즉, 상기 플라즈마 처리 영역(25a)은 상기 비활성 기체의 플라즈마 처리로 양이온 주입 효과가 있는 영역일 수 있다. 상기 플라즈마 처리 영역(25a)은 상기 전극 연장부(51a)와 n형 화합물 반도체층(25) 사이의 접촉 저항을 감소시키는 역할을 하며, 상기 접촉 저항의 감소로 인해 상기 발광 다이오드는 전류 분산 성능이 개선되며, 이로 인해 광 추출 효율이 개선될 수 있다. 이때 도면들에서는 상기 플라즈마 처리 영역(25a)이 상기 전극 연장부(51a)의 하부에만 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 n형 화합물 반도체층(25)의 표면 전체에 구비될 수 있다.The n-type compound semiconductor layer 25 includes a plasma processing region 25a. The plasma processing region 25a may be disposed at least under the electrode extension 51a to be described later to contact the electrode extension 51a. The plasma processing region 25a may be a region in which the plasma processing region 25a is plasma treated using an inert gas such as He or Ar. That is, the plasma treatment region 25a may be a region having a cation implantation effect by plasma treatment of the inert gas. The plasma processing region 25a serves to reduce the contact resistance between the electrode extension 51a and the n-type compound semiconductor layer 25. The light emitting diode has a current dispersion performance due to the decrease in the contact resistance. It is possible to improve the light extraction efficiency. In this case, although the plasma processing region 25a is shown to be provided only under the electrode extension part 51a, the present invention is not limited thereto and may be provided on the entire surface of the n-type compound semiconductor layer 25. have.

상기 n형 화합물 반도체층(25), 활성층(27) 및 p형 화합물 반도체층(29)은 III-N 계열의 화합물 반도체, 예컨대 (Al, Ga, In)N 반도체로 형성될 수 있다.The n-type compound semiconductor layer 25, the active layer 27, and the p-type compound semiconductor layer 29 may be formed of a III-N series compound semiconductor, such as (Al, Ga, In) N semiconductor.

상기 n형 화합물 반도체층(25) 및 p형 화합물 반도체층(29)은 각각 단일층 또는 다중층일 수 있다. 예를 들어, 상기 n형 화합물 반도체층(25) 및/또는 p형 화합물 반도체층(29)은 콘택층과 클래드층을 포함할 수 있으며, 또한 초격자층을 포함할 수 있다.The n-type compound semiconductor layer 25 and the p-type compound semiconductor layer 29 may be a single layer or multiple layers, respectively. For example, the n-type compound semiconductor layer 25 and / or the p-type compound semiconductor layer 29 may include a contact layer and a cladding layer, and may also include a superlattice layer.

또한, 상기 활성층(27)은 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자우물 구조일 수 있다. 저항이 상대적으로 작은 상기 n형 화합물 반도체층(25)이 지지기판(60)의 반대쪽에 위치함으로써 상기 n형 화합물 반도체층(25)의 상부면에 거칠어진 표면(R)을 형성하는 것이 용이하며, 거칠어진 표면(R)은 상기 활성층(27)에서 생성된 광의 추출 효율을 향상시킨다.In addition, the active layer 27 may have a single quantum well structure or a multiple quantum well structure. Since the n-type compound semiconductor layer 25 having a relatively low resistance is located opposite the support substrate 60, it is easy to form a roughened surface R on the top surface of the n-type compound semiconductor layer 25. The roughened surface R improves the extraction efficiency of light generated in the active layer 27.

상기 p-전극(31, 35)은 상기 p형 화합물 반도체층(29)과 지지기판(60) 사이에 위치하며, 반사 금속층(31) 및 장벽 금속층(35)을 포함할 수 있다.The p-electrodes 31 and 35 may be positioned between the p-type compound semiconductor layer 29 and the support substrate 60 and may include a reflective metal layer 31 and a barrier metal layer 35.

상기 반사 금속층(31)은 상기 반도체 적층 구조체(30)와 지지기판(41) 사이에서 상기 p형 화합물 반도체층(29)에 오믹 콘택한다. 상기 반사 금속층(31)은 예컨대 Ag와 같은 반사층을 포함할 수 있다. 상기 반사 금속층(31)은 반도체 적층 구조체(30) 영역 아래에 한정되어 위치한다. 상기 반사 금속층(31)은 도 1에 도시된 바와 같이, 복 수개의 판(plate)으로 형성될 수 있으며, 복 수개의 판들 사이에 홈이 형성된다. 상기 홈을 통해 반도체 적층 구조체(30)가 노출된다.The reflective metal layer 31 makes ohmic contact with the p-type compound semiconductor layer 29 between the semiconductor stacked structure 30 and the support substrate 41. The reflective metal layer 31 may include a reflective layer, for example Ag. The reflective metal layer 31 is located below the semiconductor stacked structure 30. As shown in FIG. 1, the reflective metal layer 31 may be formed of a plurality of plates, and grooves are formed between the plurality of plates. The semiconductor stacked structure 30 is exposed through the groove.

상기 중간 절연층(33)은 상기 반도체 적층 구조체(30)와 지지 기판(60) 사이에 위치한다. 상기 중간 절연층(33)은 상기 반사 금속층(31)들 사이의 이격된 공간을 채우는 역할을 한다. 즉, 상기 중간 절연층(33)은 반사 금속층(31), 예컨대 복 수개의 판들의 측면 및 가장자리를 덮으며, 반사 금속층(31)을 노출시키는 개구부들을 갖는다. 중간 절연층(33)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막의 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있으며, 또한 굴절률이 서로 다른 절연층들, 예컨대 SiO2/TiO2 또는 SiO2/Nb2O5를 반복 적층한 분포 브래그 반사기일 수 있다.The intermediate insulating layer 33 is positioned between the semiconductor stacked structure 30 and the support substrate 60. The intermediate insulating layer 33 fills spaced spaces between the reflective metal layers 31. That is, the intermediate insulating layer 33 covers the side and edges of the reflective metal layer 31, for example, a plurality of plates, and has openings that expose the reflective metal layer 31. The intermediate insulating layer 33 may be formed of a single layer or multiple layers of a silicon oxide film or a silicon nitride film, and also repeatedly stacks insulating layers having different refractive indices, such as SiO 2 / TiO 2 or SiO 2 / Nb 2 O 5 . One distributed Bragg reflector.

상기 중간 절연층(33)에 의해 반사 금속층(31)의 측면이 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 중간 절연층(33)은 또한, 상기 반도체 적층 구조체(30)의 측면 아래에 위치할 수 있으며, 따라서, 반도체 적층 구조체(30)의 측면을 통한 누설 전류를 방지할 수 있다.The side surface of the reflective metal layer 31 may be prevented from being exposed to the outside by the intermediate insulating layer 33. The intermediate insulating layer 33 may also be located below the side surface of the semiconductor laminate 30, thus preventing leakage current through the side of the semiconductor laminate 30.

또한, 상기 중간 절연층(33)은 상기 전극 패드 연장부(51a), 상기 플라즈마 처리 영역(25a) 및 n-전극 패드(51)의 아래에 위치할 수 있다. 그러므로 상기 전극 연장부(51a)에 공급된 전류가 상기 반도체 적층 구조체(30)를 최단거리로 통과하는 위치, 즉, 상기 전극 연장부(51a)의 하부에는 상기 중간 절연층(33)이 위치하고, 상기 중간 절연층(33)의 측면으로 상기 반사 금속층(31)이 위치하여 상기 전극 패드 연장부(51a) 또는 상기 반사 금속층(31)을 통해 인가되는 전류는 상기 반도체 적층 구조체(30) 전체에 균일하게 흐르게 된다.In addition, the intermediate insulating layer 33 may be disposed under the electrode pad extension part 51a, the plasma processing region 25a, and the n-electrode pad 51. Therefore, the intermediate insulating layer 33 is positioned at a position where the current supplied to the electrode extension part 51a passes through the semiconductor laminate structure 30 at the shortest distance, that is, the lower part of the electrode extension part 51a. The reflective metal layer 31 is positioned on the side of the intermediate insulating layer 33 so that a current applied through the electrode pad extension 51a or the reflective metal layer 31 is uniform throughout the semiconductor laminate structure 30. Will flow.

상기 장벽 금속층(35)은 중간 절연층(33) 아래에서 중간 절연층(33)을 덮으며, 상기 중간 절연층(33)의 개구부를 통해 상기 반사 금속층(31)에 접속된다. 상기 장벽 금속층(35)은 상기 반사 금속층(31)의 금속 물질, 예컨대 Ag의 확산을 방지하여 상기 반사 금속층(31)을 보호한다. 상기 장벽 금속층(35)은 예컨대, Ni층을 포함할 수 있다. 상기 장벽 금속층(35)은 상기 지지기판(41)의 전면 상에 위치할 수 있다.The barrier metal layer 35 covers the intermediate insulating layer 33 under the intermediate insulating layer 33 and is connected to the reflective metal layer 31 through the opening of the intermediate insulating layer 33. The barrier metal layer 35 protects the reflective metal layer 31 by preventing diffusion of a metal material, eg, Ag, of the reflective metal layer 31. The barrier metal layer 35 may include, for example, a Ni layer. The barrier metal layer 35 may be located on the front surface of the support substrate 41.

한편, 상기 지지기판(60)은 상기 장벽 금속층(35) 상에 본딩 메탈(43)을 통해 본딩될 수 있다. 상기 본딩 메탈(43)은 예컨대 Au 또는 Au-Sn(80/20wt%)으로 공융 본딩을 이용하여 형성될 수 있다. Meanwhile, the support substrate 60 may be bonded to the barrier metal layer 35 through a bonding metal 43. The bonding metal 43 may be formed using eutectic bonding with Au or Au-Sn (80 / 20wt%), for example.

한편, 상기 반도체 적층 구조체(30)의 상면, 즉 상기 n형 화합물 반도체층(25)의 표면은 거칠어진 표면(R)과 평평한 표면을 가질 수 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 n-전극 패드(51) 및 전극 연장부(51a)는 평평한 표면 상에 위치한다. 도시된 바와 같이, 상기 n-전극 패드(51) 및 전극 연장부(51a)는 평평한 표면 상에 한정되어 위치하며, 평평한 표면의 폭에 비해 좁은 폭을 가질 수 있다. Meanwhile, an upper surface of the semiconductor stacked structure 30, that is, the surface of the n-type compound semiconductor layer 25 may have a roughened surface R and a flat surface. As shown in Figs. 2 to 4, the n-electrode pad 51 and the electrode extension 51a are located on a flat surface. As shown in the drawing, the n-electrode pad 51 and the electrode extension part 51a are defined on a flat surface and may have a narrow width compared to the width of the flat surface.

따라서, 상기 반도체 적층 구조체(30)에 언더컷 등의 발생에 의해 n- 전극 패드(51)나 전극 연장부(51a)가 박리되는 것을 방지할 수 있어 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 상기 전극 연장부(51a)는 플라즈마 처리에 의해 표면의 이물질이 제거되어 접착력이 높아진 상기 플라즈마 처리 영역(25a) 상에 구비되어 박리되는 것을 방지할 수 있어 신뢰성을 높일 수 있다. Therefore, the n-electrode pad 51 and the electrode extension part 51a can be prevented from peeling off by the occurrence of an undercut, etc. in the semiconductor laminated structure 30, and reliability can be improved. In addition, the electrode extension part 51a may be provided on the plasma processing region 25a where the foreign matter on the surface is removed by the plasma treatment and the adhesion thereof is increased, thereby preventing the peeling of the electrode extension portion 51a, thereby increasing reliability.

한편, 상기 거칠어진 표면(R)은 평평한 표면보다 아래에 위치할 수 있다. 즉, 거칠어진 표면(R)은 n-전극 패드(51)와 전극 연장부(51a) 아래에 위치한다.On the other hand, the rough surface (R) may be located below the flat surface. That is, the roughened surface R is located below the n-electrode pad 51 and the electrode extension 51a.

한편, 상기 n-전극 패드(51)는 상기 반도체 적층 구조체(30) 상에 위치하며, 상기 n-전극 패드(51)로부터 상기 전극 연장부(51a)가 연장한다. 상기 반도체 적층 구조체(30) 상에 복 수개의 상기 n-전극 패드들(51)이 위치할 수 있으며, 상기 n-전극 패드들(51)로부터 각각 상기 전극 연장부들(51a)이 연장할 수 있다. 상기 전극 연장부들(51a)이 상기 반도체 적층 구조체(30)에 전기적으로 접속되며, 상기 n형 화합물 반도체층(25)에 직접 접촉할 수 있다.On the other hand, the n-electrode pad 51 is positioned on the semiconductor stacked structure 30, and the electrode extension part 51a extends from the n-electrode pad 51. A plurality of n-electrode pads 51 may be positioned on the semiconductor stacked structure 30, and the electrode extensions 51a may extend from the n-electrode pads 51, respectively. . The electrode extensions 51a may be electrically connected to the semiconductor stacked structure 30 and may directly contact the n-type compound semiconductor layer 25.

상기 n-전극 패드(51)는 또한, 상기 반사 금속층(31)의 홈 영역 상부에 위치할 수 있다. 즉, 상기 n-전극 패드(51)의 아래에는 상기 p형 화합물 반도체층(29)에 오믹 콘택하는 상기 반사 금속층(31)이 없고, 대신에 상기 중간 절연층(33)이 위치한다. 나아가, 상기 전극 연장부(51a) 또한 반사 금속층(31)의 홈 영역 상부에 위치한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 판으로 이루어진 반사 금속층(31)에서 상기 판들 사이의 영역 상부에 전극 연장부(51a)가 위치할 수 있다. 바람직하게, 상기 반사 금속층(31)의 홈 영역, 예컨대 상기 복수개의 판들 사이의 영역의 폭은 전극 연장부(51a)의 폭보다 더 넓다. 이에 따라, 상기 전극 연장부(51a)에서 바로 아래로 전류가 집중적으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.The n-electrode pad 51 may also be located above the groove region of the reflective metal layer 31. That is, under the n-electrode pad 51, there is no reflective metal layer 31 in ohmic contact with the p-type compound semiconductor layer 29. Instead, the intermediate insulating layer 33 is positioned. In addition, the electrode extension part 51a is also positioned above the groove area of the reflective metal layer 31. As shown in FIG. 1, an electrode extension part 51a may be positioned on an area between the plates in the reflective metal layer 31 including a plurality of plates. Preferably, the width of the groove region of the reflective metal layer 31, for example, the region between the plurality of plates is wider than the width of the electrode extension 51a. Accordingly, it is possible to prevent the current from flowing intensively directly below the electrode extension part 51a.

한편, 상기 상부 절연층(47)이 상기 n-전극 패드(51)와 반도체 적층 구조체(30) 사이에 개재된다. 상기 상부 절연층(47)에 의해 상기 n-전극 패드(51)로부터 직접 상기 반도체 적층 구조체(30)로 전류가 흐르는 것이 방지되며, 특히 상기 n-전극 패드(51) 바로 아래에서 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 상부 절연층(47)은 거칠어진 표면(R)을 덮는다. Meanwhile, the upper insulating layer 47 is interposed between the n-electrode pad 51 and the semiconductor stacked structure 30. The upper insulating layer 47 prevents current from flowing directly from the n-electrode pad 51 to the semiconductor stack 30, particularly in which current is concentrated directly under the n-electrode pad 51. Can be prevented. In addition, the upper insulating layer 47 covers the roughened surface R.

이때, 상기 상부 절연층(47)은 상기 거칠어진 표면(R)을 따라 형성된 요철면을 가질 수 있다. 상기 상부 절연층(47)의 요철면은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 상부 절연층(47)의 요철면에 의해 상기 상부 절연층(47)의 상부면에서 발생되는 내부 전반사를 감소시킬 수 있다.In this case, the upper insulating layer 47 may have an uneven surface formed along the roughened surface R. The uneven surface of the upper insulating layer 47 may have a convex shape. The total internal reflection generated at the upper surface of the upper insulating layer 47 may be reduced by the uneven surface of the upper insulating layer 47.

상기 상부 절연층(47)은 또한 상기 반도체 적층 구조체(30)의 측면을 덮어 상기 반도체 적층 구조체(30)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 나아가, 상기 상부 절연층(47)은 상기 반도체 적층 구조체(30)를 노출시키는 개구부를 가질 수 있으며, 상기 전극 연장부(51a)는 상기 개구부 내에 위치하여 반도체 적층 구조체(30)에 접촉할 수 있다.The upper insulating layer 47 may also cover side surfaces of the semiconductor stack 30 to protect the semiconductor stack 30 from an external environment. In addition, the upper insulating layer 47 may have an opening that exposes the semiconductor stack 30, and the electrode extension 51a may be in the opening to contact the semiconductor stack 30. .

도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 여기서, 상기 단면도들은 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도에 대응한다.5 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention. Here, the cross-sectional views correspond to the cross-sectional views taken along the cut line A-A of FIG. 1.

도 5를 참조하여 설명하면, 성장 기판(21) 상에 n형 화합물 반도체층(25), 활성층(27) 및 p형 화합물 반도체층(29)을 포함하는 반도체 적층 구조체(30)를 형성할 수 있다. 성장 기판(21)은 사파이어 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 이종기판, 예컨대 실리콘 기판일 수 있다. 상기 n형 및 p형 화합물 반도체층들(25, 29)은 각각 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 활성층(27)은 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자우물 구조로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, the semiconductor stacked structure 30 including the n-type compound semiconductor layer 25, the active layer 27, and the p-type compound semiconductor layer 29 may be formed on the growth substrate 21. have. The growth substrate 21 may be a sapphire substrate, but is not limited thereto, and may be another hetero substrate, for example, a silicon substrate. The n-type and p-type compound semiconductor layers 25 and 29 may be formed in a single layer or multiple layers, respectively. In addition, the active layer 27 may be formed in a single quantum well structure or a multiple quantum well structure.

상기 화합물 반도체층들은 III-N 계열의 화합물 반도체로 형성될 수 있으며, 금속유기화학기상증착법(MOCVD) 또는 분자선 증착법(molecular beam epitaxy; MBE) 등의 공정에 의해 성장 기판(21) 상에 성장될 수 있다.The compound semiconductor layers may be formed of a III-N-based compound semiconductor, and may be grown on the growth substrate 21 by a process such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam deposition (MBE). Can be.

한편, 상기 화합물 반도체층들을 형성하기 전, 버퍼층(미도시됨)이 형성될 수 있다. 버퍼층은 희생 기판(21)과 화합물 반도체층들의 격자 부정합을 완화하기 위해 채택되며, 질화갈륨 또는 질화알루미늄 등의 질화갈륨 계열의 물질층일 수 있다.Meanwhile, before forming the compound semiconductor layers, a buffer layer (not shown) may be formed. The buffer layer is adopted to mitigate lattice mismatch between the sacrificial substrate 21 and the compound semiconductor layers, and may be a gallium nitride-based material layer such as gallium nitride or aluminum nitride.

또한, 상기 화합물 반도체층들을 형성하기 전에 상기 버퍼층(미도시됨) 또는 상기 성장 기판(21) 상에 불순물을 도핑하지 않은 화합물 반도체층, 예컨대 u-GaN층(미도시됨)을 형성할 수 있다.In addition, before the compound semiconductor layers are formed, a compound semiconductor layer, for example, a u-GaN layer (not shown) may be formed on the buffer layer (not shown) or the growth substrate 21 without doping impurities. .

도 6을 참조하여 설명하면, 상기 반도체 적층 구조체(30) 상에 반사 금속층(31)이 형성될 수 있다. 상기 반사 금속층(31)은 반도체 적층 구조체(30)를 노출시키는 홈을 갖는다. 예컨대, 상기 반사 금속층(31)은 복 수개의 판으로 이루어질 수 있으며, 복 수개의 판들 사이에 홈이 형성될 수 있다(도 1 참조).Referring to FIG. 6, a reflective metal layer 31 may be formed on the semiconductor stacked structure 30. The reflective metal layer 31 has a groove exposing the semiconductor stacked structure 30. For example, the reflective metal layer 31 may be formed of a plurality of plates, and grooves may be formed between the plurality of plates (see FIG. 1).

이어서, 상기 반사 금속층(31)을 덮는 중간 절연층(33)을 형성할 수 있다. 상기 중간 절연층(33)은 상기 반사 금속층 내의 홈을 채우고, 상기 반사 금속층의 측면 및 가장자리를 덮는다. 또한, 상기 중간 절연층(33)은 상기 반사 금속층(31)을 노출시키는 개구부들을 갖는다. Subsequently, an intermediate insulating layer 33 may be formed to cover the reflective metal layer 31. The intermediate insulating layer 33 fills the groove in the reflective metal layer and covers the side and the edge of the reflective metal layer. In addition, the intermediate insulating layer 33 has openings that expose the reflective metal layer 31.

상기 중간 절연층(33)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 형성될 수 있으며, 굴절률이 서로 다른 절연층들을 반복 적층함으로써 분포 브래그 반사기로 형성될 수도 있다.The intermediate insulating layer 33 may be formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film, or may be formed of a distributed Bragg reflector by repeatedly stacking insulating layers having different refractive indices.

상기 중간 절연층(33) 상에 장벽금속층(35)을 형성할 수 있다. 상기 장벽 금속층(35)은 상기 중간 절연층(33)에 형성된 개구부를 채워 상기 반사 금속층(31)에 접촉될 수 있다.The barrier metal layer 35 may be formed on the intermediate insulating layer 33. The barrier metal layer 35 may contact the reflective metal layer 31 by filling an opening formed in the intermediate insulating layer 33.

도 7을 참조하여 설명하면, 상기 장벽 금속층(35) 상에 지지기판(60)을 부착할 수 있다.Referring to FIG. 7, the support substrate 60 may be attached onto the barrier metal layer 35.

상기 지지기판(60)은 상기 반도체 적층 구조체(30)와 별도로 제작된 후, 본딩 메탈(43)을 통해 상기 장벽 금속층(35) 상에 본딩될 수 있다. The support substrate 60 may be manufactured separately from the semiconductor stack structure 30 and then bonded to the barrier metal layer 35 through a bonding metal 43.

상기 지지기판(60)은 상기 지지기판(60)의 중앙에 위치하는 제1 금속층(64), 제1 금속층(64)의 아래 위에 서로 대칭하여 배치된 제2 금속층(62, 66)을 포함한다. 상기 제1 금속층(64)은 예컨대, 텅스텐(W) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다. The support substrate 60 includes a first metal layer 64 positioned in the center of the support substrate 60 and second metal layers 62 and 66 symmetrically disposed above and below the first metal layer 64. . The first metal layer 64 may include, for example, tungsten (W) or molybdenum (Mo).

상기 제2 금속층(62, 66)은 상기 제1 금속층(64) 보다 열팽창 계수가 더 높은 재질로서 예컨대, 구리(Cu)일 수 있다. 상기 제1 금속층(64)과 제2 금속층(62, 66) 사이에는 접합층(63, 65)이 형성되어 있다. 아울러, 본딩 메탈(43)과 제2 금속층(62) 사이에도 접합층(61)이 형성되어 있다. 이들 접합층(61, 63, 65)은 Ni, Ti, Cr, 또는 Pt를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 제2 금속층(66)에는 접합층(67)을 통하여 하부 본딩 메탈(68)이 형성될 수 있다. 하부 본딩 메탈(68)은 지지기판(60)을 전자회로 또는 PCB 기판에 부착하기 위해 사용될 수 있다.The second metal layers 62 and 66 may have a higher thermal expansion coefficient than the first metal layer 64 and may be, for example, copper (Cu). Bonding layers 63 and 65 are formed between the first metal layer 64 and the second metal layers 62 and 66. In addition, a bonding layer 61 is formed between the bonding metal 43 and the second metal layer 62. These bonding layers 61, 63, 65 may comprise Ni, Ti, Cr, or Pt. In addition, a lower bonding metal 68 may be formed on the second metal layer 66 through the bonding layer 67. The lower bonding metal 68 may be used to attach the support substrate 60 to an electronic circuit or a PCB substrate.

상기 지지기판(60)은 상기 제1 금속층(64)과 제1 금속층(64)의 상하면에 서로 대칭하여 형성된 상기 제2 금속층(62, 66)을 포함하는 구조를 가진다. 상기 제1 금속층(64)을 구성하는 예컨대, 텅스텐(W) 또는 몰리브덴(Mo)은 제2 금속층(62, 66)을 구성하는 예컨대, 구리(Cu)에 비하여 열팽창 계수가 비교적 낮고 강도도 강하다.The support substrate 60 has a structure including the first metal layer 64 and the second metal layers 62 and 66 formed symmetrically on the top and bottom surfaces of the first metal layer 64. For example, tungsten (W) or molybdenum (Mo) constituting the first metal layer 64 has a relatively low coefficient of thermal expansion and strength compared to, for example, copper (Cu) constituting the second metal layers 62 and 66.

상기 제1 금속층(64)의 두께는 상기 제2 금속층(62, 66)의 두께에 비하여 더 두껍게 형성된다. 상기 지지기판(60)이 상기 성장 기판과 반도체 적층 구조체(30)의 열팽창 계수와 유사한 열팽창 계수를 갖기 위해서는 상기 제1 금속층(64)의 두께와 상기 제2 금속층(62, 66)의 두께가 적절하게 조절될 수 있다.The thickness of the first metal layer 64 is thicker than the thickness of the second metal layers 62 and 66. In order for the support substrate 60 to have a coefficient of thermal expansion similar to that of the growth substrate and the semiconductor stack 30, the thickness of the first metal layer 64 and the thickness of the second metal layers 62 and 66 are appropriate. Can be adjusted.

이러한 상기 지지 기판(60)의 구조에 의해 지지기판(60)의 접합에 따른 열처리시 또는 그 이후 공정에서 상기 성장 기판(21), 반도체 적층 구조체(30), 지지기판(60) 사이의 열팽창계수 차이로 인한 공정간의 스트레스를 효과적으로 완화시킬 수 있어 화합물 반도체층의 손상 및 휨 현상을 억제시킬 수 있다.The thermal expansion coefficient between the growth substrate 21, the semiconductor laminate 30, and the support substrate 60 in the subsequent heat treatment or subsequent processes in accordance with the bonding of the support substrate 60 by the structure of the support substrate 60. It is possible to effectively alleviate the stress between processes due to the difference can suppress the damage and warpage of the compound semiconductor layer.

상기 지지기판(60)을 접합하기 위하여는 고온의 분위기가 필요하며, 접합이 용이하게 이루어지게 하기 위하여 압력이 가해질 수 있다. 압력은 고온의 챔버 상부에 압력을 가하는 판의 이동을 통하여 접합공정 중에만 압력을 가하고 접합 이후에는 압력을 제거하는 공정일 수 있다.In order to bond the support substrate 60, a high temperature atmosphere is required, and pressure may be applied to facilitate the bonding. The pressure may be a process of applying pressure only during the bonding process and removing the pressure after the bonding through the movement of the plate applying pressure to the upper portion of the high temperature chamber.

또는 압력을 가하는 공정은 상기 지지기판(60)과 성장 기판(21)을 양쪽에서 고정시켜 주는 홀더의 형태로 작용하여 고온 분위기의 챔버와 별도로 분리 가능하여 접합 후 상온에서도 압력을 유지시켜 줄 수 있는 형태의 공정일 수 있다.Alternatively, the process of applying pressure acts in the form of a holder for fixing the support substrate 60 and the growth substrate 21 on both sides, and can be separated from the chamber in a high temperature atmosphere, thereby maintaining pressure even at room temperature after bonding. Form of process.

상기 지지기판(60)의 접합 후 성장 기판(21)을 제거하는 공정은 연마 공정 또는 레이저 리프트 오프 공정이 사용될 수 있으며, 열팽창 계수 차이에 의한 휨을 완화시키기 위하여 상기 성장 기판(21)을 올려놓는 홀더에 휨이 완화될 수 있을 정도의 가열하는 공정을 더할 수 있으며, 또한 레이저 리프트 오프 공정에서는 성장 기판(21)이 분리되는 과정에서 발생하는 가스와 충격에 의한 상기 지지기판(60)과 반도체 적층 구조체의 파손을 감소시키기 위하여 상기 성장 기판(21)과 지지기판(60)을 고정시켜 주는 홀더를 장착한 상태로 공정을 진행할 수 있다.  A process of removing the growth substrate 21 after the bonding of the support substrate 60 may be a polishing process or a laser lift-off process, and a holder on which the growth substrate 21 is placed in order to alleviate warpage due to a difference in thermal expansion coefficient. Heating may be added to the degree that the warpage can be alleviated, and in the laser lift-off process, the support substrate 60 and the semiconductor laminate structure by the gas and the impact generated in the process of separating the growth substrate 21 are separated. In order to reduce breakage, the process may be performed in a state in which a holder for fixing the growth substrate 21 and the support substrate 60 is mounted.

한편, 상기 지지기판(60)은 예컨대 도금 기술을 사용하여 상기 장벽 금속층(35) 상에 형성될 수도 있다.Meanwhile, the support substrate 60 may be formed on the barrier metal layer 35 using, for example, a plating technique.

상기 지지기판(60)이 형성된 후, 상기 성장 기판(21)이 제거되어 상기 반도체 적층 구조체(30)의 n형 화합물 반도체층(25) 표면이 노출된다. 상기 성장 기판(21)은 레이저 리프트 오프(laser lift-off; LLO) 공정을 통해 상기 성장 기판(21) 방향으로 레이저를 조사하여 상기 성장 기판(21)을 분리하여 제거될 수 있다. 이때, 레이저는 상기 성장 기판(21)의 에너지 밴드갭 보다 작은 에너지를 갖고, 버퍼층의 에너지 밴드갭보다 큰 에너지를 갖도록 선택된다. After the support substrate 60 is formed, the growth substrate 21 is removed to expose the n-type compound semiconductor layer 25 surface of the semiconductor laminate 30. The growth substrate 21 may be removed by separating the growth substrate 21 by irradiating a laser toward the growth substrate 21 through a laser lift-off (LLO) process. In this case, the laser is selected to have an energy smaller than the energy band gap of the growth substrate 21 and to have an energy larger than the energy band gap of the buffer layer.

도 8을 참조하여 설명하면, 상기 성장 기판(21)이 제거된 후, 상기 n형 반도체층(25) 상에 불순물이 도핑되지 않은 화합물 반도체층, 예컨대, u-GaN층(미도시됨)이 구비되어 있는 경우, 상기 u-GaN층을 제거하는 공정을 진행할 수 있다.Referring to FIG. 8, after the growth substrate 21 is removed, a compound semiconductor layer, for example, a u-GaN layer (not shown), which is not doped with impurities is formed on the n-type semiconductor layer 25. If provided, the process of removing the u-GaN layer can be carried out.

이때, 상기 u-GaN층을 제거하는 공정은 ICP 식각 장치로 이루어질 수 있으며, 식각 가스로는 상기 u-GaN층을 식각할 수 있는 어떤 식각 가스를 이용하여도 무방하나, HCl 가스 또는 BCl3 가스를 이용할 수 있다.In this case, the process of removing the u-GaN layer may be made of an ICP etching apparatus, and as an etching gas, any etching gas capable of etching the u-GaN layer may be used, but HCl gas or BCl 3 gas may be used. It is available.

또한, 상기 노출된 n형 화합물 반도체층(25)의 표면 상에 무기 또는 유기 불순물을 제거하기 위해 세정 공정을 진행할 수 있다.In addition, a cleaning process may be performed to remove inorganic or organic impurities on the exposed n-type compound semiconductor layer 25.

이어서, 상기 n형 화합물 반도체층(25) 상에 마스크 패턴(45)을 형성할 수 있다. 상기 마스크 패턴(45)은 상기 반사 금속층(31)의 홈에 대응하는 상기 n형 화합물 반도체층(25) 영역은 덮고, 그 외 영역을 노출시킨다. 특히, 상기 마스크 패턴(45)은 향후 n-전극 패드(51) 및 전극 연장부(51a)가 형성될 영역을 덮는다. 상기 마스크 패턴(45)은 포토레지스트와 같은 폴리머로 형성될 수 있다.Subsequently, a mask pattern 45 may be formed on the n-type compound semiconductor layer 25. The mask pattern 45 covers the region of the n-type compound semiconductor layer 25 corresponding to the groove of the reflective metal layer 31 and exposes other regions. In particular, the mask pattern 45 covers an area where the n-electrode pad 51 and the electrode extension part 51a will be formed in the future. The mask pattern 45 may be formed of a polymer such as a photoresist.

이어서, 상기 마스크 패턴(45)을 식각 마스크로 사용하여 상기 n형 화합물 반도체층(25) 표면을 이방성 에칭, 즉, PEC 에칭을 실시하므로써 상기 n형 화합물 반도체층(25)에 거칠어진 표면(R)을 형성한다. 그 후, 상기 마스크 패턴(45)은 제거될 수 있다. 상기 마스크 패턴(45)을 제거한 후, 상기 마스크 패턴(45)의 잔류물을 포함하는 유기물 등을 제거하기 위해 유기물 용매로 유기물을 제거하는 유기물 제거 공정을 실시할 수 있다. 상기 마스크(45)가 위치하는 n형 화합물 반도체층(25) 표면은 평평한 표면을 유지한다.Subsequently, the surface R of the n-type compound semiconductor layer 25 is subjected to anisotropic etching, that is, PEC etching, using the mask pattern 45 as an etching mask. ). Thereafter, the mask pattern 45 may be removed. After removing the mask pattern 45, an organic material removing process of removing an organic material with an organic solvent may be performed to remove an organic material including a residue of the mask pattern 45. The surface of the n-type compound semiconductor layer 25 on which the mask 45 is positioned maintains a flat surface.

한편, 상기 반도체 적층 구조체(30)를 패터닝하여 칩 분리 영역이 형성되고, 상기 중간 절연층(33)이 노출된다. 칩 분할 영역은 거칠어진 표면(R)을 형성하기 전 또는 후에 형성될 수 있다.Meanwhile, a chip isolation region is formed by patterning the semiconductor stacked structure 30, and the intermediate insulating layer 33 is exposed. The chip segment may be formed before or after forming the roughened surface R. FIG.

도 9를 참조하여 설명하면, 거칠어진 표면(R)이 형성된 상기 n형 화합물 반도체층(25) 상에 상부 절연층(47)을 형성할 수 있다. 상기 상부 절연층(47)은 거칠어진 표면(R)을 따라 형성되어 거칠어진 표면(R)에 대응하는 요철면을 갖는다. 상기 상부 절연층(51)은 n-전극 패드(51)가 형성될 평평한 표면을 덮는다.Referring to FIG. 9, an upper insulating layer 47 may be formed on the n-type compound semiconductor layer 25 on which the roughened surface R is formed. The upper insulating layer 47 is formed along the roughened surface R and has an uneven surface corresponding to the roughened surface R. FIG. The upper insulating layer 51 covers the flat surface on which the n-electrode pad 51 is to be formed.

상기 상부 절연층(47)은 또한 칩 분할 영역에 노출된 반도체 적층 구조체(30)의 측면을 덮을 수 있다. 다만, 상기 상부 절연층(47)은 전극 연장부(51a)가 형성될 영역의 평평한 표면을 노출시키는 개구부(47a)를 갖는다.The upper insulating layer 47 may also cover side surfaces of the semiconductor stacked structure 30 exposed to the chip division region. However, the upper insulating layer 47 has an opening 47a exposing a flat surface of the region where the electrode extension 51a is to be formed.

도 10을 참조하여 설명하면, 이어서, 상기 상부 절연층(47) 상에 n-전극 패드(51)를 형성함과 아울러, 상기 개구부(47a) 내에 전극 연장부(51a)를 형성하기 직전에 상기 개구부(47a)를 통해 노출된 상기 n형 화합물 반도체층(25)의 표면을 비활성 가스를 이용한 플라즈마 처리를 실시하여 플라즈마 처리 영역(25a)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 10, the n-electrode pad 51 is formed on the upper insulating layer 47 and immediately before the electrode extension 51a is formed in the opening 47a. The surface of the n-type compound semiconductor layer 25 exposed through the opening 47a may be subjected to plasma treatment using an inert gas to form the plasma treatment region 25a.

이때, 상기 플라즈마 처리 영역(25a)은 상기 상부 절연층(47)을 마스크로 이용하여 형성할 수도 있고, 별도의 마스크 패턴을 형성한 후 형성할 수도 있다.In this case, the plasma processing region 25a may be formed using the upper insulating layer 47 as a mask, or may be formed after forming a separate mask pattern.

상기 플라즈마 처리는 RIE 장치를 이용하여 실시할 수 있다. 즉, 상기 상부 절연층(47)을 상기 거칠어진 표면(R)이 형성된 상기 n형 화합물 반도체층(25)의 전면 상에 형성한 후, 마스크 패턴 등을 이용하여 상기 전극 연장부(51a)가 형성되는 위치를 오픈시키는 개구부(47a)를 형성할 때, 상기 RIE 장치를 이용할 수 있으므로 상기 개구부(47a)를 형성하는 공정과 이어서 플라즈마 처리 공정을 실시할 수도 있다. 상기 플라즈마 처리 영역(25a)은 어떠한 비활성 가스를 이용하여도 무방하나, 본 발명의 일 실시 예에서는 Ar 가스를 이용하여 상기 RF 파워가 40W로 인가된 RIE 장치를 이용하여 형성할 수 있다.The plasma treatment can be performed using an RIE apparatus. That is, the upper insulating layer 47 is formed on the entire surface of the n-type compound semiconductor layer 25 on which the roughened surface R is formed, and then the electrode extension part 51a is formed using a mask pattern or the like. Since the RIE apparatus can be used to form the opening 47a for opening the formed position, the step of forming the opening 47a may be followed by the plasma treatment step. The plasma processing region 25a may be formed using any inert gas. However, in the exemplary embodiment of the present invention, the plasma processing region 25a may be formed using an RIE device in which the RF power is applied at 40 W using Ar gas.

도 11을 참조하여 설명하면, 이어서, 상기 상부 절연층(47) 상에 n-전극 패드(51)를 형성함과 아울러, 상기 개구부(47a) 내에 전극 연장부(51a)를 형성한다. 이때, 상기 전극 연장부(51a)는 상기 n-전극 패드(51)로부터 연장하며, 상기 반도체 적층 구조체(30), 특히, n형 화합물 반도체층(25)의 플라즈마 처리 영역(25a)과 전기적 접촉하도록 형성한다.Referring to FIG. 11, an n-electrode pad 51 is formed on the upper insulating layer 47, and an electrode extension 51a is formed in the opening 47a. In this case, the electrode extension portion 51a extends from the n-electrode pad 51 and is in electrical contact with the plasma processing region 25a of the semiconductor stack 30, in particular, the n-type compound semiconductor layer 25. To form.

그 후, 칩 분리 영역을 따라 개별 칩으로 분할함으로써 발광 다이오드를 완성할 수 있다(도 2 참조).Thereafter, the light emitting diode can be completed by dividing into individual chips along the chip isolation region (see FIG. 2).

도 12를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 제조 방법에서는 개구부(47a)를 구비한 상기 상부 절연층(47)을 형성한 후 플라즈마 처리를 실시하여 상기 전극 연장부(51a) 하부에 플라즈마 처리 영역(25a)을 형성하는 것을 도시하고 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 12, in the method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, after forming the upper insulating layer 47 having an opening 47a, the electrode extension part 51a is formed by performing a plasma treatment. Although the plasma processing region 25a is formed under the (), the present invention is not limited thereto.

즉, 상기 비활성 가스를 이용한 상기 n형 화합물 반도체층(25) 표면의 플라즈마 처리 공정은 상기 n형 화합물 반도체층(25)이 노출된 후부터 상기 n-전극 패드(51) 및 전극 연장부(51a) 형성 이전 사이의 어느 시점에 실시하여도 무방하다.That is, in the plasma treatment process of the surface of the n-type compound semiconductor layer 25 using the inert gas, the n-electrode pad 51 and the electrode extension part 51a are exposed after the n-type compound semiconductor layer 25 is exposed. It may be performed at any point in time before formation.

이때, 도 12에 도시된 "Reference"는 도 5 내지 도 11를 참조하여 설명한 본 발명의 발광 다이오드 제조 공정에서 상기 플라즈마 처리없이 발광 다이오드를 제조하고, Vf(순방향 전압)를 측정한 것이고, "실시 예 1"은 상기 n형 화합물 반도체층(25) 상에 형성된 불순물이 도핑되지 않은 화합물 반도체층, 예컨대, u-GaN층(미도시됨)이 형성되어 있는 경우 이를 제거하고, PEC 에칭 전에 플라즈마 처리하고, Vf를 측정한 것이다. 또한 "실시 예 2"는 상기 n형 화합물 반도체층(25)의 표면에 거칠어진 표면(R)을 형성, 즉, PEC 에칭을 하고, 상기 상부 절연층(47)을 형성하기 전에 플라즈마 처리하고, Vf를 측정한 것이다. 또한 "실시 예 3"은 상기 n형 화합물 반도체층(25) 상에 상기 상부 절연층(47)을 형성하고, 상기 n-전극 패드(51)와 전극 연장부(51a)를 형성하기 직전에 상기 플라즈마 처리를 실시하고, Vf를 측정한 것이다. In this case, "Reference" illustrated in FIG. 12 is a light emitting diode manufactured without the plasma treatment in the light emitting diode manufacturing process described with reference to FIGS. 5 to 11 and measured Vf (forward voltage). Example 1 " removes an impurity-doped compound semiconductor layer, for example, a u-GaN layer (not shown) formed on the n-type compound semiconductor layer 25, and removes the plasma before PEC etching. And Vf was measured. In addition, "Example 2" forms the roughened surface R on the surface of the n-type compound semiconductor layer 25, that is, PEC etching, plasma treatment before forming the upper insulating layer 47, Vf is measured. In addition, in Example 3, the upper insulating layer 47 is formed on the n-type compound semiconductor layer 25, and immediately before the n-electrode pad 51 and the electrode extension part 51a are formed. Plasma treatment is performed and Vf is measured.

그러므로, 상기 n형 화합물 반도체층(25)이 노출된 후부터, 상기 n-전극 패드(51) 및 전극 연장부(51a)를 형성하기 직전까지 비활성 가스를 이용하여 플라즈마 처리를 실시하여 플라즈마 처리 영역을 형성할 수 있으나, 도 12에서 도시된 바와 같이 상기 n-전극 패드(51)와 전극 연장부(51a)를 형성하기 직전에 상기 비활성 가스를 이용한 플라즈마 처리를 실시하는 것이 가장 높은 Vf의 감소 효과를 보인다. 이는 상기 플라즈마 처리 후 다른 공정을 진행할 수록 상기 플라즈마 처리에 의해 양이온 주입 효과는 사라지기 때문인 것으로 보인다.Therefore, after the n-type compound semiconductor layer 25 is exposed, a plasma treatment is performed using an inert gas until just before the n-electrode pad 51 and the electrode extension portion 51a are formed. 12, the plasma treatment using the inert gas immediately before forming the n-electrode pad 51 and the electrode extension 51a has the highest reduction effect of Vf. see. This may be because the cation implantation effect disappears by the plasma treatment as other processes are performed after the plasma treatment.

이상 본 발명을 상기 실시 예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
The present invention has been described above with reference to the above embodiments, but the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will appreciate that modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention and that such modifications and variations also fall within the present invention.

25 : n형 화합물 반도체층 25a : 플라즈마 처리 영역
27 : 활성층 29 : p형 화합물 반도체층
30 : 반도체 적층 구조체 31 : 반사 금속층
33 : 층간 절연층 35 : 장벽 금속층
43 : 보강 메탈 47 : 상부 절연층
51 : n-전극 패드 51a : 전극 연장부
60 : 지지 기판
25: n-type compound semiconductor layer 25a: plasma treatment region
27 active layer 29 p-type compound semiconductor layer
30 semiconductor laminate structure 31 reflective metal layer
33: interlayer insulation layer 35: barrier metal layer
43: reinforcing metal 47: upper insulating layer
51 n-electrode pad 51a: electrode extension
60: support substrate

Claims (18)

도전성의 지지기판;
상기 지지기판 상에 위치하고, p형 화합물 반도체층, 활성층 및 n형 화합물 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조체;
상기 반도체 적층 구조체 상에 위치하는 n-전극 패드;
상기 n-전극 패드에서 연장된 전극 연장부; 및
상기 n-전극 패드와 상기 반도체 적층 구조체 사이에 개재된 상부 절연층을 포함하며,
적어도 상기 전극 연장부와 접촉하는 상기 n형 화합물 반도체층에는 비활성 가스에 의해 플라즈마 처리된 플라즈마 처리 영역을 구비한 발광 다이오드.
Conductive support substrate;
A semiconductor laminate structure on the support substrate, the semiconductor laminate structure comprising a p-type compound semiconductor layer, an active layer, and an n-type compound semiconductor layer;
An n-electrode pad disposed on the semiconductor laminate structure;
An electrode extension extending from the n-electrode pad; And
An upper insulating layer interposed between the n-electrode pad and the semiconductor laminate structure,
At least the n-type compound semiconductor layer in contact with the electrode extension is provided with a plasma treatment region plasma treated with an inert gas.
청구항 1에 있어서, 상기 지지기판과 상기 반도체 적층 구조체 사이에 개재된 본딩 메탈을 더 포함하는 발광 다이오드.
The light emitting diode of claim 1, further comprising a bonding metal interposed between the support substrate and the semiconductor laminate.
청구항 2에 있어서, 상기 지지기판은
텅스텐(W) 또는 몰리브덴(Mo)중 적어도 하나를 포함하는 제1 금속층; 및
상기 제1 금속층보다 열팽창 계수가 높으며, 상기 제1 금속층의 상하면에 대칭 구조로 배치되는 제2 금속층을 포함하며,
상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층 사이에 접합층이 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
The method of claim 2, wherein the support substrate
A first metal layer comprising at least one of tungsten (W) or molybdenum (Mo); And
It has a higher coefficient of thermal expansion than the first metal layer, and includes a second metal layer disposed in a symmetrical structure on the upper and lower surfaces of the first metal layer,
A light emitting diode, characterized in that a junction layer is formed between the first metal layer and the second metal layer.
청구항 3에 있어서, 상기 제2 금속층은 구리(Cu)를 포함하는 발광 다이오드.
The light emitting diode of claim 3, wherein the second metal layer comprises copper (Cu).
청구항 3에 있어서, 상기 접합층은 Ni, Ti, Cr, Pt 중 중 적어도 하나를 포함하는 발광 다이오드.
The light emitting diode of claim 3, wherein the bonding layer comprises at least one of Ni, Ti, Cr, and Pt.
청구항 3에 있어서, 상기 지지기판과 상기 반도체 적층 구조체 사이에 개재된 상기 본딩 메탈에 대칭하여, 상기 제2 금속층의 하면에 형성된 하부 본딩 메탈을 더 포함하는 발광 다이오드.
The light emitting diode of claim 3, further comprising a lower bonding metal formed on a lower surface of the second metal layer symmetrically to the bonding metal interposed between the support substrate and the semiconductor laminate.
청구항 2에 있어서, 상기 지지기판과 상기 반도체 적층 구조체 사이에 위치하여 상기 반도체 적층 구조체에 오믹 콘택하고, 상기 반도체 적층 구조체를 노출시키는 홈을 갖는 반사 금속층;
상기 반사 금속층과 상기 지지기판 사이에 위치하고 상기 홈을 채움과 아울러 상기 반사 금속층을 덮되, 상기 반사 금속층을 노출시키는 개구부들을 갖는 중간 절연층; 및
상기 지지기판과 상기 중간 절연층 사이에 위치하고 상기 중간 절연층의 개구부들에 노출된 상기 반사 금속층을 덮는 장벽 금속층을 더 포함하는 발광 다이오드.
The semiconductor device of claim 2, further comprising: a reflective metal layer disposed between the support substrate and the semiconductor laminate structure and having ohmic contact with the semiconductor laminate structure, the groove having a semiconductor exposed structure;
An intermediate insulating layer disposed between the reflective metal layer and the support substrate and covering the groove and covering the reflective metal layer, the intermediate insulating layer having openings exposing the reflective metal layer; And
And a barrier metal layer disposed between the support substrate and the intermediate insulating layer and covering the reflective metal layer exposed to openings of the intermediate insulating layer.
청구항 7에 있어서, 상기 n-전극 패드 및 상기 전극 연장부는 상기 홈 영역 상부에 위치하는 발광 다이오드.
The light emitting diode of claim 7, wherein the n-electrode pad and the electrode extension part are positioned above the groove area.
청구항 7에 있어서, 상기 반사 금속층은 복 수개의 판(plate)으로 이루어지고, 상기 중간 절연층은 상기 복 수개의 판들의 측면 및 가장자리를 덮으며, 상기 중간 절연층의 개구부들에 의해 상기 복 수개의 판들이 각각 노출되는 발광 다이오드.
The method of claim 7, wherein the reflective metal layer is made of a plurality of plates, the intermediate insulating layer covers the sides and edges of the plurality of plates, the plurality of plates by the openings of the intermediate insulating layer LEDs each of which is exposed.
청구항 9에 있어서, 상기 발광 다이오드는 상기 n-전극 패드를 복 수개 구비하고, 상기 복수 개의 n-전극 패드에서 각각 연장하는 복수 개의 전극 연장부를 포함하되,
상기 복 수개의 n-전극 패드 및 복 수개의 전극 연장부는 상기 복 수개의 판들 사이의 영역 상부에 위치하는 발광 다이오드.
The method according to claim 9, wherein the light emitting diode is provided with a plurality of n-electrode pads, and includes a plurality of electrode extensions each extending from the plurality of n-electrode pads,
And the plurality of n-electrode pads and the plurality of electrode extensions are positioned over an area between the plurality of plates.
청구항 7에 있어서, 상기 반도체 적층 구조체는 거칠어진 표면을 갖고,
상기 상부 절연층은 상기 거칠어진 표면을 덮되,
상기 상부 절연층은 상기 거칠어진 표면을 따라 요철면을 형성하는 발광 다이오드.
The method of claim 7, wherein the semiconductor laminate has a roughened surface,
The upper insulating layer covers the roughened surface,
The upper insulating layer is a light emitting diode to form an uneven surface along the rough surface.
청구항 11에 있어서, 상기 반도체 적층 구조체는 평평한 표면을 갖고, 상기 n-전극 패드 및 상기 전극 연장부는 상기 평평한 표면 상에 위치하는 발광 다이오드.
The light emitting diode of claim 11, wherein the semiconductor stack structure has a flat surface, and the n-electrode pad and the electrode extension are located on the flat surface.
청구항 12에 있어서, 상기 전극 연장부는 상기 반도체 적층 구조체의 평평한 표면에 접촉하는 발광 다이오드.
The light emitting diode of claim 12, wherein the electrode extension contacts a flat surface of the semiconductor laminate.
청구항 11에 있어서, 상기 거칠어진 표면은 상기 전극 연장부보다 아래에 위치하는 발광 다이오드.
The light emitting diode of claim 11, wherein the roughened surface is positioned below the electrode extension.
p형 화합물 반도체층, 활성층 및 n형 화합물 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조체를 형성하되, 상기 n형 화합물 반도체층이 노출되도록 상기 반도체 적층 구조체를 형성하는 단계;
상기 n형 화합물 반도체층의 일부를 노출시키는 개구부를 구비한 상부 절연층을 형성하는 단계; 및
상기 상부 절연층이 형성된 상기 n형 화합물 반도체층 상에 n-전극 패드와 상기 n-전극 패드에서 연장된 전극 연장부를 형성하되 상기 n-전극 패드는 상기 상부 절연층 상에 형성되고, 상기 전극 연장부는 상기 개구부를 통해 상기 n형 화합물 반도체층에 접촉하도록 형성하는 단계를 포함하며,
적어도 상기 전극 연장부와 접촉하는 상기 n형 화합물 반도체층의 표면을 비활성 가스를 이용하여 플라즈마 처리하여 상기 n형 화합물 반도체층에 플라즈마 처리 영역을 형성하는 단계를 더 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
forming a semiconductor laminate structure including a p-type compound semiconductor layer, an active layer, and an n-type compound semiconductor layer, wherein the semiconductor laminate is formed such that the n-type compound semiconductor layer is exposed;
Forming an upper insulating layer having an opening exposing a portion of the n-type compound semiconductor layer; And
An n-electrode pad and an electrode extension extending from the n-electrode pad are formed on the n-type compound semiconductor layer having the upper insulating layer, wherein the n-electrode pad is formed on the upper insulating layer, and the electrode extends. And forming the portion to contact the n-type compound semiconductor layer through the opening,
And plasma treating a surface of the n-type compound semiconductor layer at least in contact with the electrode extension with an inert gas to form a plasma treatment region in the n-type compound semiconductor layer.
청구항 15에 있어서, 상기 p형 화합물 반도체층, 활성층 및 n형 화합물 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조체를 형성하되, 상기 n형 화합물 반도체층을 노출시키도록 형성하는 단계는
성장 기판 상에 p형 화합물 반도체층, 활성층 및 n형 화합물 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조체를 형성하는 단계;
상기 반도체 적층 구조체 상에 본딩 메탈을 개재하여 도전성의 지지 기판을 부착하는 단계; 및
상기 성장 기판을 제거하여 상기 반도체 적층 구조체를 노출시키되, 상기 n형 화합물 반도체층을 노출시키는 단계를 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
The method of claim 15, wherein the forming of the semiconductor laminate structure including the p-type compound semiconductor layer, the active layer and the n-type compound semiconductor layer, wherein the forming to expose the n-type compound semiconductor layer
Forming a semiconductor laminated structure including a p-type compound semiconductor layer, an active layer, and an n-type compound semiconductor layer on the growth substrate;
Attaching a conductive support substrate on the semiconductor laminate structure via a bonding metal; And
Removing the growth substrate to expose the semiconductor laminate structure, but exposing the n-type compound semiconductor layer.
청구항 16에 있어서, 상기 반도체 적층 구조체 상에 상기 지지 기판을 부착하는 단계 이전에,
상기 반도체 적층 구조체 상에 상기 반도체 적층 구조체를 노출시키는 홈을 갖는 반사 금속층을 형성하는 단계;
상기 반사 금속층의 측면 및 가장자리를 덮으며서, 상기 반사 금속층을 노출시키는 개구부를 갖는 중간 절연층을 형성하는 단계; 및
상기 중간 절연층의 개구부를 통해 상기 반사 금속층에 접속하는 장벽 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
The method of claim 16, wherein prior to attaching the support substrate on the semiconductor laminate,
Forming a reflective metal layer having a groove exposing the semiconductor stacked structure on the semiconductor stacked structure;
Forming an intermediate insulating layer covering side and edge of the reflective metal layer, the intermediate insulating layer having an opening exposing the reflective metal layer; And
And forming a barrier metal layer connecting to the reflective metal layer through the opening of the intermediate insulating layer.
청구항 16에 있어서, 상기 성장 기판을 제거하여 상기 반도체 적층 구조체를 노출시키는 단계 이후에,
상기 노출된 반도체 적층 구조체 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 마스크 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 반도체 적층 구조체의 표면을 이방성 식각하여 평평한 표면과 함께 거칠어진 표면을 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 n형 화합물 반도체층의 일부를 노출시키는 개구부를 구비한 상부 절연층을 형성하는 단계는 상기 반도체 적층 구조체의 표면을 덮는 상부 절연층을 형성하되, 상기 개구부가 상기 평평한 표면의 일부 영역을 노출시키도록 상기 상부 절연층을 형성하는 단계인 발광 다이오드 제조 방법.
The method of claim 16, wherein after removing the growth substrate to expose the semiconductor laminate structure,
Forming a mask pattern on the exposed semiconductor laminate structure; And
Anisotropically etching the surface of the semiconductor laminate structure using the mask pattern as an etch mask to form a roughened surface together with a flat surface;
Forming an upper insulating layer having an opening to expose a portion of the n-type compound semiconductor layer may form an upper insulating layer covering a surface of the semiconductor laminate structure, wherein the opening may expose a portion of the flat surface. Forming the upper insulating layer to form a light emitting diode.
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