KR20130017463A - Growth substrate, nitride semiconductor device and method for fabricating the same - Google Patents
Growth substrate, nitride semiconductor device and method for fabricating the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130017463A KR20130017463A KR1020110079882A KR20110079882A KR20130017463A KR 20130017463 A KR20130017463 A KR 20130017463A KR 1020110079882 A KR1020110079882 A KR 1020110079882A KR 20110079882 A KR20110079882 A KR 20110079882A KR 20130017463 A KR20130017463 A KR 20130017463A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor layer
- diffusion barrier
- gallium nitride
- based semiconductor
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 174
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 57
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 54
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 96
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 95
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 56
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 17
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 270
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 16
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 12
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 12
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 9
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 8
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 7
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 7
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N azanylidyneindigane Chemical compound [In]#N NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910019897 RuOx Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001045744 Sus scrofa Hepatocyte nuclear factor 1-beta Proteins 0.000 description 1
- DZLPZFLXRVRDAE-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Zn++].[In+3] Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Zn++].[In+3] DZLPZFLXRVRDAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N gallium tin Chemical compound [Ga].[Sn] YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L iron(ii) gluconate Chemical compound [Fe+2].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/12—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a stress relaxation structure, e.g. buffer layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02455—Group 13/15 materials
- H01L21/02458—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
- H01L33/145—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
실시 예는 성장용 기판, 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a growth substrate, a nitride semiconductor device, and a method of manufacturing the same.
질화 갈륨(GaN)은 상온에서 3.4eV의 직접 천이형 밴드갭(direct bandgap)을 가지고 있는 반도체 물질로서 질화 인듐(InN)이나 질화 알루미늄(AlN)과 같은 다른 반도체 물질과 조합될 경우, 1.9eV(InN)에서 3.4eV(GaN) 또는 6.2.eV(AlN)까지의 에너지 밴드 갭을 갖는다. 따라서 질화 갈륨은 가시광선 영역에서부터 자외선 영역에 이르는 넓은 파장 대역에서 광 소자로서의 응용 가능성이 매우 크며, 최근에는 적색, 녹색 및 청색 발광 소자에 의한 총천연색 전광판이나 백색 발광 소자에 의한 조명 기구 시장이 급속히 성장되면서 질화 갈륨에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 질화 갈륨은 단파장 대역에서의 청색 발광 다이오드(Lignt Emitting Diode: LED)와 청색 레이저 다이오드(Laser Diode: LD)의 광 소자 재료로서 큰 주목을 받고 있다.Gallium nitride (GaN) is a semiconductor material with a direct transition bandgap of 3.4 eV at room temperature, and when combined with other semiconductor materials such as indium nitride (InN) or aluminum nitride (AlN), 1.9 eV ( InN) has an energy band gap of 3.4 eV (GaN) or 6.2.eV (AlN). Therefore, gallium nitride has a great potential as an optical device in a wide wavelength range from the visible region to the ultraviolet region. Recently, the market for lighting fixtures by full color display boards or white light emitting devices by red, green and blue light emitting devices is rapidly growing. As a result, much research is being conducted on gallium nitride. In particular, gallium nitride has attracted great attention as an optical device material of a blue light emitting diode (LED) and a blue laser diode (LD) in a short wavelength band.
질화 갈륨을 이용하여 광소자를 제작하기 위해서는 전위(dislocation)와 같은 결정 결함이 없는 질화 갈륨 박막을 두껍게 성장시키는 기술이 중요하다. 질화 갈륨 박막의 후막 성장을 위해서는 질화 갈륨과 격자상수가 정합되는 기판을 선정하는 것이 중요하다. 질화 갈륨과 기판의 격자상수 부정합 정도가 크면 열팽창 계수의 차이로 인해 양호한 품질의 질화 갈륨을 성장시키는데 한계가 있기 때문이다.In order to fabricate an optical device using gallium nitride, a technique for thickly growing a gallium nitride thin film without crystal defects such as dislocations is important. For thick film growth of a gallium nitride thin film, it is important to select a substrate on which a gallium nitride and a lattice constant match. This is because when the degree of lattice constant mismatch between the gallium nitride and the substrate is large, there is a limit to growing gallium nitride of good quality due to the difference in the coefficient of thermal expansion.
일반적으로, 질화 갈륨 박막 성장 시 사용할 수 있는 기판으로는 탄화규소(SiC) 기판과 사파이어(Al2O3) 기판이 있다. 이 중에서, 탄화규소 기판은 질화 갈륨과의 격자상수 차가 작고 고온 특성과 화학적 안정성이 우수하지만, 기판 가격이 높고 제조량도 적어 원활한 기판 공급에 문제가 있고 광소자 제조상의 효율성에 비해 기판에 성장된 질화 갈륨 박막의 품질이 우수하지 않다는 단점이 있다. 이러한 이유로, 질화 갈륨 박막의 성장 시에는 탄화규소 기판 보다는 사파이어 기판을 주로 사용하고 있다.In general, substrates that can be used for growing a gallium nitride thin film include a silicon carbide (SiC) substrate and a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate. Among these, silicon carbide substrates have a small lattice constant difference with gallium nitride, and have excellent high temperature characteristics and chemical stability. However, since the substrate price is high and the production volume is low, there is a problem in smooth substrate supply and the nitride grown on the substrate compared to the efficiency of optical device manufacturing. There is a disadvantage that the quality of the gallium thin film is not excellent. For this reason, sapphire substrates are mainly used for growth of gallium nitride thin films rather than silicon carbide substrates.
그런데 사파이어(육방정계)의 a축 격자 상수는 4.758Å이고, 질화 갈륨(육방정계)의 a축 격자 상수는 3.186Å이므로 질화 갈륨과 사파이어는 약 30% 이상의 격자 상수 불일치를 보인다. 따라서 사파이어 기판 위에 질화 갈륨 박막을 성장시키면 a 축 격자 상수 부정합에 의해 장력 변형(tensile stress)이 야기될 수 있다. 그런데 실제 (0001) 사파이어 기판 위에 질화 갈륨 박막이 성장될 때에는 사파이어의 유효 격자 상수가 질화 갈륨의 유효 격자 상수보다 약 14% 정도 작기 때문에 압축 변형(compressive strain)이 발생된다. 또한 사파이어와 질화 갈륨은 열팽창 계수도 약 25%의 차이를 보이기 때문에, 사파이어 기판과 질화 갈륨 박막의 경계에서 응력이 발생되며, 그 결과 질화 갈륨 박막으로 1014/cm2 정도의 큰 밀도를 갖는 전위 결함이 도입되어 고품질의 단결정 성장에 걸림돌이 되고 있다. 또한 질화 갈륨 박막이 10㎛ 이상의 두께로 성장되면, 결정격자 상수의 부정합과 열팽창 계수의 차이로 인해 발생되는 과도한 응력에 의해 질화 갈륨 박막에 크랙(crack)이 발생될 가능성이 높아지게 된다. However, since the a-axis lattice constant of sapphire (hexagonal system) is 4.758Å and the a-axis lattice constant of gallium nitride (hexagonal) is 3.186Å, gallium nitride and sapphire show a lattice constant mismatch of about 30% or more. Therefore, when the gallium nitride thin film is grown on the sapphire substrate, tensile stress may be caused by a-axis lattice constant mismatch. However, when the gallium nitride thin film is actually grown on the sapphire substrate, compressive strain occurs because the effective lattice constant of sapphire is about 14% smaller than the effective lattice constant of gallium nitride. In addition, sapphire and gallium nitride have a thermal expansion coefficient of about 25%, which causes stress at the boundary between the sapphire substrate and the gallium nitride thin film. As a result, 10 14 / cm 2 Dislocation defects having a high density of degree have been introduced, which is an obstacle to high quality single crystal growth. In addition, when the gallium nitride thin film is grown to a thickness of 10 μm or more, cracks are more likely to occur in the gallium nitride thin film due to excessive stress generated due to mismatch in crystal lattice constant and difference in coefficient of thermal expansion.
위와 같은 문제를 해결하기 위해, 사파이어 기판과 탄화규소 기판의 대안으로서 실리콘 기판을 사용한 질화 갈륨 박막의 성장에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. In order to solve the above problems, research on the growth of a gallium nitride thin film using a silicon substrate as an alternative to a sapphire substrate and a silicon carbide substrate is being actively conducted.
실시 예는 새로운 버퍼 구조층을 갖는 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a nitride semiconductor device having a new buffer structure layer and a method of manufacturing the same.
실시 예는 실리콘 기판과 질화 갈륨계 반도체층 사이에 확산 방지층을 포함하는 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a nitride semiconductor device including a diffusion barrier layer between a silicon substrate and a gallium nitride-based semiconductor layer, and a method of manufacturing the same.
실시 예는 버퍼층의 일부 영역 중 다른 영역보다 얇은 영역 상에 형성된 확산 방지층을 포함하는 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a nitride semiconductor device including a diffusion barrier layer formed on a region thinner than other regions of a portion of a buffer layer, and a method of manufacturing the same.
실시 예는 실리콘 기판의 상부에 러프니스를 갖는 버퍼층과 그 일부에 확산 방지층을 갖는 성장용 기판을 제공한다.The embodiment provides a growth substrate having a buffer layer having roughness on top of a silicon substrate and a diffusion barrier layer on a portion thereof.
실시 예에 따른 질화물 반도체 소자는, 실리콘 기판; 상기 실리콘 기판 위에, 상면이 러프니스로 형성된 버퍼층; 상기 버퍼층의 러프니스의 일부에 확산 방지층; 및 상기 확산 방지층 위에 제1질화갈륨계 반도체층을 포함한다. According to an embodiment, a nitride semiconductor device may include a silicon substrate; A buffer layer having an upper surface roughened on the silicon substrate; A diffusion barrier layer on a portion of the roughness of the buffer layer; And a first gallium nitride based semiconductor layer on the diffusion barrier layer.
실시 예에 따른 질화물 반도체 소자 제조방법은, 실리콘 기판 상에 제1질화 알루미늄층을 포함하는 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 제1질화알루미늄층 상에 비정질의 확산 방지층을 형성하는 단계; 및 상기 버퍼층 및 상기 확산 방지층 상에 제1질화갈륨계 반도체층을 형성하는 단계를 포함한다. According to an embodiment, a method of manufacturing a nitride semiconductor device may include forming a buffer layer including a first aluminum nitride layer on a silicon substrate; Forming an amorphous diffusion barrier layer on the first aluminum nitride layer; And forming a first gallium nitride based semiconductor layer on the buffer layer and the diffusion barrier layer.
실시 예에 따른 성장용 기판은, 실리콘 기판; 상기 실리콘 기판 상에 상면에 러프니스를 포함하는 버퍼층; 및 상기 러프니스의 일부에 확산방지층을 포함한다. Growth substrate according to the embodiment, a silicon substrate; A buffer layer including roughness on an upper surface of the silicon substrate; And a diffusion barrier layer on a portion of the roughness.
실시 예는 실리콘 기판과 질화 갈륨계 반도체층 사이의 결정 격자 부정합과 열 팽창 차이로 인해 발생되는 응력을 완화시켜 줄 수 있다.The embodiment can relieve stress caused by crystal lattice mismatch and thermal expansion difference between the silicon substrate and the gallium nitride based semiconductor layer.
실시 예는 실리콘 기판 위로 전파되는 전위와 같은 결정 결함을 효과적으로 차단하여, 반도체층의 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment can effectively block crystal defects such as dislocations propagating over the silicon substrate, thereby improving the crystal quality of the semiconductor layer.
실시 예는 크랙없는 성장용 기판을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a substrate for crack growth.
실시 예는 질화물 반도체 소자 및 이를 구비한 패키지나 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment can improve the reliability of the nitride semiconductor device and the package or lighting system including the same.
도 1은 실시 예에 따른 질화물 반도체 소자를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 버퍼층과 확산 방지층의 부분 확대도이다.
도 3 내지 도 7은 실시 예에 따른 질화물 반도체 소자의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1의 질화물 반도체 소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 12는 도 9의 발광 소자 패키지를 갖는 조명 시스템을 나타낸 도면이다.1 illustrates a nitride semiconductor device according to an embodiment.
FIG. 2 is a partially enlarged view of the buffer layer and the diffusion barrier layer of FIG. 1.
3 to 7 illustrate a method of manufacturing the nitride semiconductor device according to the embodiment.
8 is a diagram illustrating another example of the nitride semiconductor device of FIG. 1.
9 is a view illustrating a light emitting device package having the light emitting device of FIG. 8.
10 to 12 illustrate a lighting system having the light emitting device package of FIG. 9.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "directly"와 "indirectly"의 의미를 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In the description of an embodiment, each layer (film), region, pattern or structure is formed to be "on" or "under" the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. In the case described, "on" and "under" include both the meanings of "directly" and "indirectly". In addition, the criteria for above or below each layer will be described with reference to the drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.
도 1은 실시 예에 따른 질화물 반도체 소자를 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 버퍼층과 확산 방지층의 부분 확대도이다.1 is a view illustrating a nitride semiconductor device according to an embodiment, and FIG. 2 is a partially enlarged view of a buffer layer and a diffusion barrier layer of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 질화물 반도체 소자(100)는 기판(111), 버퍼층(113), 확산 방지층(115), 제1질화갈륨계 반도체층(117), 질화 알루미늄계 반도체층(119), 및 제2질화 갈륨계 반도체층(120)을 포함한다.1 and 2, the
상기 기판(111)은 실리콘 계열의 기판 예컨대, 실리콘 기판을 포함하며, 상기 실리콘 기판은 열팽창 계수 및 격자상수는 각각 3.7×10-6/K 및 3.8403Å이다. 상기 실리콘 기판 위에 형성된 질화갈륨층(GaN)의 열팽창 계수는 5.59×10-6/K이며, 격자상수는 3.1891Å이다. 이러한 실리콘 기판은 질화 갈륨층과 대비하여 약 53.6%의 열팽창 계수 차이와 16.9%의 격자 상수 차이를 갖는다. 그리고 실리콘과 질화 갈륨의 결정 구조는 각각 입방정계와 육방정계로서 기본적인 결정 구조도 서로 다르다. 따라서 실리콘 기판 위에 형성된 제2질화 갈륨계 반도체층(120) 내에는 약 1010/cm2의 밀도를 갖는 전위 결함이 존재하게 되고, 제2질화 갈륨계 반도체층(120)을 두껍게 형성할 경우 박막 내에 한계 이상의 응력이 발생되어 크랙(Crack)이 유발될 수 있다. 이러한 실리콘 기판(111)과 제2질화갈륨계 반도체층(120) 사이에 결정 결함을 방지하고 크랙 유발을 방지할 수 있는 버퍼 구조층(110)이 요구된다. 이하, 설명의 편의를 위해 상기 기판(111)은 실리콘 기판으로 설명하기로 한다.The
실시 예는 상기 실리콘 기판(111) 위에는 버퍼층(113)이 형성되며, 상기 버퍼층(113)은 질화알루미늄계 반도체층 예컨대, AlN으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(113)은 상기 실리콘 기판(111)과 갈륨(즉, TMGa) 사이의 반응을 블록킹하는 블록킹 층으로 기능하여, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)에 포함된 Ga원자가 상기 실리콘 기판(111)으로 침투하여 멜트 백(melt back) 현상을 일으키는 것을 차단한다. In an embodiment, a
또한 상기 버퍼층(113)은 제1질화갈륨계 반도체층(117)과 상기 실리콘 기판(111) 간의 격자 상수 부정합으로 인해 발생되는 결정 결함을 감소시키고, 크랙 발생을 방지한다. 상기 버퍼층(113)은 30nm~200nm의 두께로 형성될 수 있다.In addition, the
도 2와 같이, 상기 버퍼층(113)의 상면은 러프니스(114)로 형성되며, 상기 러프니스(114)는 오목부(A1)와 볼록부(A2)를 포함하며, 상기 오목부(A1) 및 볼록부(A2)는 불규칙한 형상 및 간격으로 형성된다. 종래에는 상기 러프니스(114)의 오목부(A1)는 상기 실리콘 기판(111)의 상면을 기준으로 다른 영역보다 더 얇은 두께(D1)로 형성되어, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)이 쉽게 침투할 수 있는 영역의 일부로서, 멜트 백에 취약한 문제가 있다. 상기 확산 방지층(115)은 상기 버퍼층(113)의 볼록부(A1) 즉, 버퍼층(113)의 상면 보다 낮은 영역에 형성됨으로써, 반도체층의 결정성은 개선시켜 줄 수 있다. 상기 볼록부(A2)는 골부, 철부 또는 리세스부로 정의될 수 있으며, 상기 오목부(A2)는 마루부, 요부 또는 홈부로 정의될 수 있다.As shown in FIG. 2, an upper surface of the
실시 예는 상기 버퍼층(113)의 러프니스(114)의 일부 영역에 확산 방지층(115)을 형성하여, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)이 침투하는 것을 차단하게 된다. 상기 확산 방지층(115)은 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)과의 접합 영역에서 취약한 영역(A1)에서 마스크 역할을 한다. In an embodiment, the
상기 확산 방지층(115)은 상기 버퍼층(113)의 두께보다 얇은 두께로 형성되며, 예컨대 0.5~10nm로 형성될 수 있다. 상기 확산 방지층(115)은 상기 버퍼층(113)의 러프니스(114)에서 오목부(A1) 상에 형성되어, 상기 오목부(A1)를 통해 제1질화갈륨계 반도체층(117)의 Ga 원소와 실리콘 기판(111)이 결합하는 것을 방지하게 된다. 상기 확산 방지층(115)의 비정질의 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대 질화물로서, SiN 재질을 포함한다. 상기 확산 방지층(115)은 산화물 재질을 포함하며, 예컨대 SiO2를 포함한다. 다른 예로서, 상기 확산 방지층(115)은 포토 레지스트(PR)로 형성될 수 있다.The
상기 실리콘 기판(111), 상기 버퍼층(113), 및 상기 확산 방지층(115)은 성장용 기판으로 제공될 수 있으며, 상기 성장용 기판 상에는 질화물 반도체층 또는 ZnO층으로 형성된 활성층을 포함하는 발광 구조물이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이하, 설명의 편의를 위해 성장용 기판 상에 질화물 반도체층이 배치된 예를 설명하기로 한다.
The
상기 버퍼층(113)과 상기 확산 방지층(115) 상에는 제1질화갈륨계 반도체층(117)이 형성되며, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 GaN 또는 AlGaN을 포함한다. 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 상부에 형성되는 제2질화갈륨계 반도체층(120)의 결정 결함을 제어하여 제2질화갈륨계 반도체층(120)의 품질을 개선시켜 준다. 또한 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 하부의 실리콘 기판(111)에 근접하게 형성되어 있으므로, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)에 포함된 Ga원자가 상기 실리콘 기판(111)에 침투될 우려가 있다. 따라서, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)의 두께는 예컨대, 상기 Ga원자가 상기 실리콘 기판(111)에 침투를 야기하지 않을 정도의 두께로서, 예컨대 30~200nm로 형성될 수 있다. 실시 예는 버퍼층(113) 상에 확산 방지층(115)을 형성함으로써, Ga원자가 침투하는 것을 방지할 수 있어, 제1질화갈륨계 반도체층(117)의 두께를 30~600nm 정도로 더 두껍게 형성할 수 있고, 이러한 두께는 결정 결함을 더 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)의 상면은 플랫하거나 러프한 면으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.A first gallium nitride based
상기 질화알루미늄계 반도체층(119)은 상부에 형성되는 제2질화갈륨계 반도체층(120)의 결함 밀도를 직접적으로 제어하여 제2질화갈륨계 반도체층(120)의 품질을 결정하게 된다. 상기 제1질화알루미늄계 반도체층(119)은 제2질화갈륨계 반도체층(120)과의 멜트 백 현상을 감소시켜 주고, 제2질화갈륨계 반도체층(120)과 실리콘 기판(111) 간의 결정 격자 부정합과 열 팽창계수의 차이로 인해 발생되는 응력을 완화시켜 제2질화갈륨계 반도체층(120)에 크랙이 발생되는 것을 방지한다. 상기 질화알루미늄계 반도체층(119)은 30~200nm의 두께로 형성될 수 있으며, AlN을 포함한다.The aluminum nitride based
상기 질화알루미늄계 반도체층(119) 위에 형성된 제2질화갈륨계 반도체층(120)은 언도프드(undoped) 반도체층 또는 제1도전형 반도체층으로 형성될 수 있으며, 상기 언도프드 반도체층은 GaN 계열의 반도체층으로서, 도펀트를 도핑하지 않더라도 n형 도펀트를 갖는 저 전도층으로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층은 n형 반도체층 또는 p형 반도체층을 포함한다.The second gallium nitride based
상기 실리콘 기판(111) 위에 형성된 버퍼층(113), 확산 방지층(115), 제1질화갈륨계 반도체층(117) 및 질화알루미늄계 반도체층(119)는 상기 실리콘 기판(111) 상에 형성될 발광 소자, 반도체 소자, 수광 소자의 화합물 반도체층을 위한 버퍼 구조층(120)로 사용될 수 있다.
The
도 3 내지 도 7은 실시 예에 따른 질화물 반도체 소자의 제조 과정을 나타낸 도면이다.3 to 7 are views illustrating a manufacturing process of the nitride semiconductor device according to the embodiment.
도 3을 참조하면, 실리콘 기판(111)은 성장 장비에 로딩되고, 그 위에 화합물 반도체를 이용하여 층 또는 패턴 형태로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the
상기 성장 장비는 전자빔 증착기, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 스퍼터링(sputtering), MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) 등에 의해 형성할 수 있으며, 이러한 장비로 한정하지는 않는다. The growth equipment may be an electron beam evaporator, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma laser deposition (PLD), dual-type thermal evaporator sputtering, metal organic chemical vapor (MOCVD) deposition) and the like, and the like is not limited to such equipment.
상기 실리콘 기판(111)을 성장 장비 내에 로딩된 후, 1000 내지 1200℃의 고온에서 수소를 이용한 열 클리닝 공정을 실시한다. 그러고 나서, 열 클리닝 공정을 실시한 온도 조건에서 TMAl(TriMethlyAlluminum) 소스를 이용한 Al 코팅 공정을 실시하여 실리콘 기판(111) 상부 표면에 Al 코팅층(112)을 형성할 수 있다. Al 코팅층(112)을 형성하는 이유는, 후속하는 버퍼층 형성 공정에서 실리콘 기판(111) 상부 표면의 Si 원자와 NH3의 N 원자가 만나 반응하는 것을 막기 위한 것이다. After the
도 4를 참조하면, 이후, 성장 온도를 1000 내지 1300℃의 온도 범위에서 수소 분위기하에서 상기 실리콘 기판(111)의 상부 표면으로 NH3를 흘려 Al 코팅층(112)과 NH3를 반응시킴으로써, AlN 버퍼층(113)을 형성한다. 상기 버퍼층(113)은 Al 코팅층(112)을 형성할 때의 온도 조건과 동일한 온도 조건에서 형성되므로, 버퍼 구조층 위에 형성될 제2질화 갈륨계 반도체층과 실리콘 기판(111)과의 열팽창 계수 차이로 인해 발생되는 응력을 완화시키는 역할을 한다. 한편 버퍼층(113)은 후속 공정에서 형성되는 제1질화 갈륨계 반도체층의 Ga 원자가 실리콘 기판(111)으로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 30nm 내지 200nm의 두께로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4, the AlN buffer layer is then reacted by flowing NH 3 to the upper surface of the
상기 버퍼층(113)의 상면은 러프니스(114)로 형성되며, 상기 러프니스(114)는 오목부(A1)와 볼록부(A2)를 갖는 불규칙한 표면으로 형성된다. 이러한 러프니스(114)의 오목부(A1)는 멜트 백 현상에 취약한 부분이 될 수 있다. 이를 방지하기 위해 도 5와 같이 확산 방지층(115)이 형성된다.The upper surface of the
도 5를 참조하면, 상기 버퍼층(113) 상에는 확산 방지층(115)이 형성되며, 상기 확산 방지층(115)은 비정질의 질화물로 형성될 수 있으며, 예컨대 SiN로 형성된다. 상기 확산 방지층(115)은 1000 내지 1200℃의 온도 및 질소 또는/및 수소 분위기하에서 상기 실리콘 기판(111)의 상부 표면으로 NH3와 실란(SiH4) 가스를 흘려 줌으로써, SiN을 형성하게 된다. 상기 확산 방지층(115)은 상기 버퍼층(113)의 오목부(A1)에 소정 두께로 성장될 수 있으며, 그 두께는 0.5~10nm 정도를 포함한다. 상기 버퍼층(113)의 오목부(A1)에 확산 방지층(115)이 형성됨으로써, 제1질화갈륨계 반도체층과 실리콘 기판(111)이 접촉되는 것을 차단할 수 있다. 상기 확산 방지층(115)은 SiO2와 같은 산화물이나 포토레지스트로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, a
상기 확산 방지층(115)은 상기 버퍼층(113)의 볼록부(A1) 보다 낮은 영역에 형성됨으로써, 이후에 성장된 제1질화갈륨계 반도체층의 성장시 수평형 성장 방식(lateral over-growth)을 유도할 수 있어, 결정성을 개선시켜 줄 수 있다.
The
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 확산 방지층(115)이 형성되면, 상기 버퍼층(113) 및 확산 방지층(115)의 위에는 제1질화갈륨계 반도체층(117)이 형성되며, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 1000 내지 1300℃의 온도 및 수소 분위기하에서 TMGa(TriMethlyGalium) 및 NH3를 흘려 제1질화갈륨계 반도체층(117)을 형성한다. 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 상부에 형성되는 제2질화갈륨계 반도체층(120)의 결정 결함을 제어하여 제2질화 갈륨계 반도체층(120)의 품질을 향상시킨다. 한편 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)은 하부의 실리콘 기판(111)과 근접하지만, 상기 버퍼층(113)과 상기 확산 방지층(115)에 의해 블록킹되어 있어서, 그 두께를 멜트 백 현상이 일어나지 않는 범위로서, 30nm 내지 600nm의 두께로 형성할 수 있다. 이에 따라 제1질화갈륨계 반도체층(117)의 Ga 원자가 하부의 실리콘 기판(111)으로 침투되는 것을 방지할 수 있다.
6 and 7, when the
도 7과 같이, 상기 제1질화갈륨계 반도체층(117)을 형성하고 난 후, 질화 알루미늄계 반도체층(119)을 형성할 수 있다. 상기 질화 알루미늄계 반도체층(119)은 AlN, AlGaN, 또는 AlGaN/AlN으로 형성될 수 있다. 상기 질화 알루미늄계 반도체층(119)의 상부 표면으로 TMAl 및 NH3를 흘려 상기 버퍼층(113)보다 두껍게 질화 알루미늄계 반도체층(119)을 형성하여 버퍼 구조층(110)을 완성한다.
As shown in FIG. 7, after forming the first gallium nitride based
상기 질화 알루미늄계 반도체층(119)은 상부에 형성되는 제2질화 갈륨계 반도체층(120)의 결정 결함을 직접적으로 제어하여 제2질화 갈륨계 반도체층(120)의 품질을 결정한다. 또한 질화 알루미늄계 반도체층(119)은 상부에 형성되는 제2질화 갈륨계 반도체층(120)과 하부에 있는 실리콘 기판(111) 간의 결정격자 부정합과 열팽창 계수 차이로 인해 발생되는 응력을 완화시켜 제2질화 갈륨계 반도체층(120)에 크랙이 발생되는 것을 방지한다. 이러한 점을 감안하여, 상기 질화 알루미늄계 반도체층(119)은 수십 내지 100nm의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.The aluminum nitride based
상기 질화 알루미늄계 반도체층(119) 상에는 제2질화 갈륨계 반도체층(120)이 형성될 수 있다. 제2질화갈륨계 반도체층(120)은 언도프드(undoped) 반도체층 또는 제1도전형 반도체층으로 형성될 수 있으며, 상기 언도프드 반도체층은 GaN 계열의 반도체층으로서, 도펀트를 도핑하지 않더라도 n형 도펀트를 갖는 저 전도층으로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층은 n형 반도체층 또는 p형 반도체층을 포함한다.
The second gallium nitride based
도 8는 도 1의 질화물 반도체 소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating another example of the nitride semiconductor device of FIG. 1.
도 8을 참조하면, 발광 소자(101)는 실리콘 기판(111), 버퍼 구조층(110), 제2질화 갈륨계 반도체층(120), 발광 구조물(127), 전극층(131), 제1전극(135) 및 제2전극(137)을 포함한다.Referring to FIG. 8, the
상기 발광 구조물(127)은 제1도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2도전형 반도체층(125)을 포함한다. The
상기 제1도전형 반도체층(121)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체로 구현되며, 예컨대 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(121)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형의 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다. The first
상기 제1도전형 반도체층(121)은 서로 다른 제1층과 제2층이 교대로 배치된 초격자 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제1층과 제2층의 두께는 수 A 이상으로 형성될 수 있다.The first
상기 제1도전형 반도체층(121)과 상기 활성층(123) 사이에는 제1클래드층(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 제1클래드층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있다. 이러한 제1클래드층은 캐리어를 구속시켜 주는 역할을 한다. 다른 예로서, 상기 제1 클래드층(미도시)은 InGaN층 또는 InGaN/GaN 초격자 구조로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 상기 제1 클래드층은 n형 또는/및 p형 도펀트를 포함할 수 있으며, 예컨대 제1도전형 또는 저 전도성의 반도체층으로 형성될 수 있다.A first cladding layer (not shown) may be formed between the first
상기 제1도전형 반도체층(121) 위에는 활성층(123)이 형성된다. 상기 활성층(123)은 단일 우물, 단일 양자 우물, 다중 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선, 양자 점 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층(123)은 우물층과 장벽층이 교대로 배치되며, 상기 우물층은 에너지 준위가 연속적인 우물층일 수 있다. 또한 상기 우물층은 에너지 준위가 양자화된 양자 우물(Quantum Well)일 수 있다. 상기의 우물층은 양자 우물층으로 정의될 수 있으며, 상기 장벽층은 양자 장벽층으로 정의될 수 있다. 상기 우물층과 상기 장벽층의 페어는 2~30주기로 형성될 수 있다. 상기 우물층은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 장벽층은 상기 우물층의 밴드 갭보다 더 넓은 밴드 갭을 갖는 반도체층으로 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 우물층과 장벽층의 페어는 예컨대, InGaN/GaN, AlGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN 중 적어도 하나를 포함한다. An
상기 활성층(123)은 자외선 대역부터 가시광선 대역의 파장 범위 내에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 420nm~450nm 범위의 피크 파장을 발광할 수 있다.The
상기 활성층(123) 위에는 제2클래드층이 형성될 수 있으며, 상기 제2클래드층은 상기 활성층(123)의 장벽층의 밴드 갭보다 더 높은 밴드 갭을 가지며, III족-V족 화합물 반도체 예컨대, GaN 계 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN, InAlGaN 초격자 구조 등을 포함할 수 있다. 상기 제2 클래드층은 n형 또는/및 p형 도펀트를 포함할 수 있으며, 예컨대 제2도전형 또는 저 전도성의 반도체층으로 형성될 수 있다.A second cladding layer may be formed on the
상기 활성층(123) 위에는 제2도전형 반도체층(125)이 형성되며, 상기 제2도전형 반도체층(125)은 제2도전형의 도펀트를 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(125)은 III족-V족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 등과 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으며, 단층 또는 다층을 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(125)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다. A second
발광 구조물(127)의 층들의 전도성 타입은 반대로 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 제2도전형의 반도체층(125)은 n형 반도체층, 상기 제1도전형 반도체층(121)은 p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 또한 상기 제2도전형 반도체층(125) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제3도전형 반도체층인 n형 반도체층이 더 형성할 수도 있다. 상기 반도체 발광소자(101)는 상기 제1도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 상기 제2도전형 반도체층(123)을 발광 구조물(127)로 정의될 수 있으며, 상기 발광 구조물(127)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 적어도 한 구조를 포함할 수 있다. 상기 n-p 및 p-n 접합은 2개의 층 사이에 활성층이 배치되며, n-p-n 접합 또는 p-n-p 접합은 3개의 층 사이에 적어도 하나의 활성층을 포함하게 된다.The conductive types of the layers of the
상기 발광 구조물(127) 위에 전극층(131) 및 제2전극(137)이 형성되며, 상기 제1도전형 반도체층(121) 위에 제1전극(135)이 형성된다.An
상기 전극층(131)은 전류 확산층으로서, 투과성 및 전기 전도성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 상기 전극층(131)은 화합물 반도체층의 굴절률보다 낮은 굴절률로 형성될 수 있다. The
상기 전극층(131)은 제2도전형 반도체층(125)의 상면에 형성되며, 그 물질은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), ZnO, IrOx, RuOx, NiO 등 중에서 선택되며, 적어도 한 층으로 형성될 수 있다. 상기 전극층(131)은 반사 전극층으로 형성될 수 있으며, 그 물질은 예컨대, Al, Ag, Pd, Rh, Pt, Ir 및 이들 중 2이상의 합금 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. The
상기 제2전극(137)은 상기 제2도전형 반도체층(125) 및/또는 상기 전극층(131) 위에 형성될 수 있으며, 전극 패드를 포함할 수 있다. 상기 제2전극(137)은 암(arm) 구조 또는 핑거(finger) 구조의 전류 확산 패턴이 더 형성될 수 있다. 상기 제2전극(137)은 오믹 접촉, 접착층, 본딩층의 특성을 갖는 금속으로 비 투광성으로 이루어질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 제1도전형 반도체층(121)의 일부에는 제1전극(135)이 형성된다. 상기 제1전극(135)과 상기 제2전극(137)은 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(135)는 비아 구조를 통해 상기 실리콘 기판(111)의 내부를 통해 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.A
상기 발광 소자(101)의 표면에 절연층이 더 형성될 수 있으며, 상기 절연층은 발광 구조물(127)의 층간 쇼트(short)를 방지하고, 습기 침투를 방지할 수 있다.
An insulating layer may be further formed on the surface of the
도 9는 도 8의 발광 소자를 갖는 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다. 9 is a view illustrating a light emitting device package having the light emitting device of FIG. 8.
도 9를 참조하면, 발광소자 패키지(200)는 몸체(210)와, 상기 몸체(210)에 적어도 일부가 배치된 제1 리드전극(211) 및 제2 리드전극(212)과, 상기 몸체(210) 상에 상기 제1 리드전극(211) 및 제2 리드전극(212)과 전기적으로 연결되는 상기 발광 소자(101)와, 상기 몸체(210) 상에 상기 발광 소자(101)를 포위하는 몰딩부재(220)를 포함한다.Referring to FIG. 9, the light emitting
상기 몸체(210)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 몸체(210)는 위에서 볼 때 내부에 캐비티(cavity) 및 그 둘레에 경사면을 갖는 반사부(215)를 포함한다. The
상기 제1 리드전극(211) 및 상기 제2 리드전극(212)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 몸체(210) 내부를 관통하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 리드전극(211) 및 상기 제2 리드전극(212)은 일부는 상기 캐비티 내부에 배치되고, 다른 부분은 상기 몸체(210)의 외부에 배치될 수 있다. The first
상기 제1 리드전극(211) 및 제2 리드전극(212)은 상기 발광 소자(101)에 전원을 공급하고, 상기 발광 소자(101)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(101)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 기능을 할 수도 있다.The first
상기 발광 소자(101)는 상기 몸체(210) 상에 설치되거나 상기 제1 리드전극(211) 또는/및 제2 리드전극(212) 상에 설치될 수 있다.The
상기 발광 소자(101)의 와이어(216)는 상기 제1 리드전극(211) 또는 제2 리드전극(212) 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. The
상기 몰딩부재(220)는 상기 발광 소자(101)를 포위하여 상기 발광 소자(101)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(220)에는 형광체가 포함되고, 이러한 형광체에 의해 상기 발광 소자(101)에서 방출된 광의 파장이 변화될 수 있다.
The
실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자 또는 발광 소자 패키지가 어레이된 구조를 포함하며, 도 10 및 도 11에 도시된 표시 장치, 도 12에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.The light emitting device or the light emitting device package according to the embodiment can be applied to the illumination system. The lighting system includes a structure in which a plurality of light emitting devices or light emitting device packages are arranged, and includes a display device as shown in FIGS. 10 and 11 and a lighting device as shown in FIG. 12. Etc. may be included.
도 10은 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 10 is an exploded perspective view of a display device according to an embodiment.
도 10을 참조하면, 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 발광 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 10, the
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.The
상기 도광판(1041)은 상기 발광 모듈(1031)로부터 제공된 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다. The
상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 배치되어 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.The
상기 발광모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 보드(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)를 포함하며, 상기 발광 소자 패키지(200)는 상기 보드(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 상기 보드는 인쇄회로기판(printed circuit board)일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다. 또한 상기 보드(1033)은 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자 패키지(200)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 보드(1033)은 제거될 수 있다. 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다. 따라서, 발광 소자 패키지(200)에서 발생된 열은 방열 플레이트를 경유하여 바텀 커버(1011)로 방출될 수 있다.The
상기 복수의 발광 소자 패키지(200)는 상기 보드(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자 패키지(200)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The plurality of light emitting device packages 200 may be mounted on the
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 상기 표시 패널(1061)로 공급함으로써, 상기 표시 패널(1061)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 발광모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버(미도시)와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 상기 발광 모듈(1031)로부터 제공된 광을 투과 또는 차단시켜 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비전과 같은 영상 표시 장치에 적용될 수 있다. The
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장 이상의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트(diffusion sheet), 수평 및 수직 프리즘 시트(horizontal/vertical prism sheet), 및 휘도 강화 시트(brightness enhanced sheet) 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1061)로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
The
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다. 11 is a diagram illustrating a display device having a light emitting device package according to an exemplary embodiment.
도 11을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자 패키지(200)가 어레이된 보드(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다. Referring to FIG. 11, the
상기 보드(1120)과 상기 발광 소자 패키지(200)는 발광 모듈(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 발광 모듈(1060), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(미도시)으로 정의될 수 있다. The
상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1155)으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. The
상기 광학 부재(1154)는 상기 발광 모듈(1060) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
The
도 12는 실시 예에 따른 조명 장치의 사시도이다.12 is a perspective view of a lighting apparatus according to an embodiment.
도 12를 참조하면, 조명 장치(1500)는 케이스(1510)와, 상기 케이스(1510)에 설치된 발광모듈(1530)과, 상기 케이스(1510)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1520)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the lighting device 1500 includes a case 1510, a light emitting module 1530 installed in the case 1510, and a connection terminal installed in the case 1510 and receiving power from an external power source. 1520).
상기 케이스(1510)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.The case 1510 may be formed of a material having good heat dissipation, for example, may be formed of a metal material or a resin material.
상기 발광 모듈(1530)은 보드(1532)과, 상기 보드(1532)에 탑재되는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(200)는 복수개가 매트릭스 형태 또는 소정 간격으로 이격되어 어레이될 수 있다. The light emitting module 1530 may include a board 1532 and a light emitting
상기 보드(1532)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판 등을 포함할 수 있다. The board 1532 may be a circuit pattern printed on an insulator, and for example, a general printed circuit board (PCB), a metal core PCB, a flexible PCB, a ceramic PCB, FR-4 substrates and the like.
또한, 상기 보드(1532)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등의 코팅층될 수 있다.In addition, the board 1532 may be formed of a material that reflects light efficiently, or a surface may be coated with a color such as white, silver, etc., in which the light is efficiently reflected.
상기 보드(1532) 상에는 적어도 하나의 발광 소자 패키지(200)가 탑재될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(200) 각각은 적어도 하나의 LED(LED: Light Emitting Diode) 칩을 포함할 수 있다. 상기 LED 칩은 적색, 녹색, 청색 또는 백색 등과 같은 가시 광선 대역의 발광 다이오드 또는 자외선(UV, Ultra Violet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.At least one light emitting
상기 발광모듈(1530)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 소자 패키지(200)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.The light emitting module 1530 may be arranged to have a combination of various light emitting device packages 200 to obtain color and luminance. For example, a white light emitting diode, a red light emitting diode, and a green light emitting diode may be combined to secure high color rendering (CRI).
상기 연결 단자(1520)는 상기 발광모듈(1530)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 상기 연결 단자(1520)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1520)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
The connection terminal 1520 may be electrically connected to the light emitting module 1530 to supply power. The connection terminal 1520 is inserted into and coupled to an external power source in a socket manner, but is not limited thereto. For example, the connection terminal 1520 may be formed in a pin shape and inserted into an external power source, or may be connected to the external power source by a wire.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
111: 기판 113: 버퍼층
115: 확산 방지층 117: 제1질화 갈륨계 반도체층
119:질화 알루미늄계 반도체층 120: 제2질화 갈륨계 반도체층111: substrate 113: buffer layer
115: diffusion barrier layer 117: first gallium nitride based semiconductor layer
119: aluminum nitride-based semiconductor layer 120: second gallium nitride-based semiconductor layer
Claims (17)
상기 실리콘 기판 위에, 상면이 러프니스로 형성된 버퍼층;
상기 버퍼층의 러프니스의 일부에 확산 방지층; 및
상기 확산 방지층 위에 제1질화갈륨계 반도체층을 포함하는 질화물 반도체 소자.A silicon substrate;
A buffer layer having an upper surface roughened on the silicon substrate;
A diffusion barrier layer on a portion of the roughness of the buffer layer; And
A nitride semiconductor device comprising a first gallium nitride-based semiconductor layer on the diffusion barrier layer.
상기 제1질화 알루미늄층 상에 비정질의 확산 방지층을 형성하는 단계; 및
상기 버퍼층 및 상기 확산 방지층 상에 제1질화갈륨계 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체 소자 제조방법.Forming a buffer layer comprising a first layer of aluminum nitride on a silicon substrate;
Forming an amorphous diffusion barrier layer on the first aluminum nitride layer; And
Forming a first gallium nitride based semiconductor layer on the buffer layer and the diffusion barrier layer.
상기 실리콘 기판 상에 상면에 러프니스를 포함하는 버퍼층; 및
상기 러프니스의 일부에 확산방지층을 포함하는 성장용 기판.A silicon substrate;
A buffer layer including roughness on an upper surface of the silicon substrate; And
A growth substrate comprising a diffusion barrier layer on a portion of the roughness.
상기 버퍼층은 AlN을 포함하는 성장용 기판. 15. The method of claim 14,
The buffer layer is a growth substrate containing AlN.
상기 러프니스는 볼록부와 오목부를 포함하고,
상기 확산방지층은 상기 오목부를 채우도록 형성되는 성장용 기판.16. The method of claim 15,
The roughness includes a convex portion and a concave portion,
The diffusion barrier layer is formed to fill the recess.
상기 확산 방지층은 SiN을 포함하는 성장용 기판.
17. The method of claim 16,
The diffusion barrier layer is a growth substrate containing SiN.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110079882A KR101851206B1 (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Growth substrate, nitride semiconductor device and method for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110079882A KR101851206B1 (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Growth substrate, nitride semiconductor device and method for fabricating the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130017463A true KR20130017463A (en) | 2013-02-20 |
KR101851206B1 KR101851206B1 (en) | 2018-04-24 |
Family
ID=47896617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110079882A KR101851206B1 (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Growth substrate, nitride semiconductor device and method for fabricating the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101851206B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140142842A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 엘지이노텍 주식회사 | Semiconductor substrate, light emitting device, and Electronic device |
KR20140144540A (en) * | 2013-06-11 | 2014-12-19 | 엘지이노텍 주식회사 | A light emitting device |
KR20160121837A (en) * | 2015-04-13 | 2016-10-21 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device and lighting system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210145587A (en) | 2020-05-25 | 2021-12-02 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor light emitting device comprising buffer structure |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4701513B2 (en) * | 2001-02-16 | 2011-06-15 | サンケン電気株式会社 | Light emitting device and manufacturing method thereof |
-
2011
- 2011-08-10 KR KR1020110079882A patent/KR101851206B1/en active IP Right Grant
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140142842A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 엘지이노텍 주식회사 | Semiconductor substrate, light emitting device, and Electronic device |
KR20140144540A (en) * | 2013-06-11 | 2014-12-19 | 엘지이노텍 주식회사 | A light emitting device |
KR20160121837A (en) * | 2015-04-13 | 2016-10-21 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device and lighting system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101851206B1 (en) | 2018-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6215255B2 (en) | Light emitting device, light emitting device package, and lighting system | |
TWI513042B (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
US8415699B2 (en) | Light emitting device, light emitting device package, and illumination system | |
US9012944B2 (en) | Light emitting device, light emitting device package and illumination system for reducing dislocation in semiconductor layer | |
KR101990095B1 (en) | Light emitting device, method for fabricating the same, and light emitting device package | |
KR20130023668A (en) | Light emitting device, light emitting device package, and light unit | |
KR101916020B1 (en) | Light emitting device, method for fabricating the same, and light emitting device package | |
US20110095306A1 (en) | Light emitting device, light emitting device package and lighting system | |
KR101851206B1 (en) | Growth substrate, nitride semiconductor device and method for fabricating the same | |
KR101843420B1 (en) | Light emitting device, method for fabricating the same, and light emitting device package | |
KR20130028291A (en) | Light emitting device, and light emitting device package | |
KR20130009040A (en) | Light emitting device, method of fabricating light emitting device, light emitting device package, and light unit | |
KR101823685B1 (en) | Growth substrate, semiconductor device and method for fabricating the same | |
KR20130022439A (en) | Light emitting device, method for fabricating the same, and light emitting device package | |
KR102199998B1 (en) | Light emitting device | |
KR20120139128A (en) | Light emitting device, method for fabricating the same, and light emitting device package | |
KR101895300B1 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
KR20130072753A (en) | Light emitting device, method for fabricating the same, and light emitting device package | |
KR101836373B1 (en) | Light emitting device, method for fabricating the same, and light emitting device package | |
KR101826980B1 (en) | Light emitting device, method for fabricating the same, and light emitting device package | |
KR101904852B1 (en) | Light-emitting device | |
KR101856215B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR20120087033A (en) | Light emitting device | |
KR20130022644A (en) | Light emitting device and light emitting device package having the same | |
KR20130016948A (en) | Light emitting device, light emitting device package, and light unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |