KR20150126475A - Ultra-violet light emitting diode having oxide multi-layer transparent conductive films and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전기적 특성을 감소시키지 않으면서 자외선 영역에서의 투과율을 향상시켜 광 출력 및 효율을 증대시킬 수 있는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet light-emitting device having transparent electrodes of a multilayer structure and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an ultraviolet light- And a method of manufacturing the same.
일반적으로 발광다이오드, 즉 LED를 비롯한 발광 소자에서는 ITO박막을 대표적으로 하여 여러 산화물 반도체 박막이 사용되고 있다.In general, a light emitting diode, that is, a light emitting device including an LED, various oxide semiconductor thin films are used as a typical ITO thin film.
하지만 ITO 박막을 비롯한 종래의 전도성 산화물 반도체 박막은 상대적으로 에너지 밴드갭이 낮은 관계로 장파장 가시광 영역에서의 투과율은 뛰어나 광특성 효율이 우수한 반면에, 단파장 자외선 영역에서는 빛을 투과하지 못하고 흡수하는 성질이 있어 자외선 영역의 투명전극으로는 그 활용도가 떨어지는 단점이 있다.However, since the conventional conductive oxide semiconductor thin film including the ITO thin film has a relatively low energy band gap, the transmittance in the long wavelength visible light region is excellent and the optical characteristic efficiency is excellent. On the other hand, in the short wavelength ultraviolet region, And there is a disadvantage in that the utilization of the transparent electrode in the ultraviolet region is lowered.
반면, 자외선 영역에서 투과율이 좋은 밴드갭이 큰 SiO2등의 산화물 박막은 자외선 영역에서의 투과율이 높은 반면에 전기적 절연 특성을 갖기 때문에 투명전극으로 활용할 수 없는 문제가 있다.On the other hand, an oxide thin film such as SiO 2 having a high transmittance and a high band gap in the ultraviolet region has a high transmittance in the ultraviolet region, but has a problem that it can not be used as a transparent electrode because it has electrical insulating properties.
이러한 문제들로 인해 자외선 소자에서의 투명전극은 아직까지 적합한 물질이 보고되고 있지 않은 실정이며 이에 따라 자외선 소자의 광 특성 효율이 감소하는 실정이다. 이에 따라, 전기적 특성을 기존의 ITO 박막 수준으로 유지하면서 자외선 영역에서 투과율을 향상시킬 수 있는 기술의 개발이 요구된다.Due to these problems, the transparent electrode in the ultraviolet device has not yet been reported as a suitable material, and thus the efficiency of the optical characteristic of the ultraviolet device is reduced. Accordingly, it is required to develop a technique capable of improving the transmittance in the ultraviolet region while maintaining the electrical properties at the level of the conventional ITO thin film.
본 발명의 목적은, 전기적 특성을 감소시키지 않으면서 자외선 영역에서의 투과율을 향상시켜 광 출력 및 효율을 증대시킬 수 있는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an ultraviolet light-emitting device having a transparent electrode of multiple lamination structure capable of improving the light output and efficiency by improving the transmittance in the ultraviolet region without decreasing the electrical characteristics, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적은, 자외선 발광소자를 제조하는 방법으로서, (a) 기판상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 반도체층을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 제2 도전형 반도체층의 상부에 금속 산화물 반도체층, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층 및 상기 금속 산화물 반도체층을 순차적으로 적층하여 투명 전극을 형성하는 단계를 포함하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법에 의해 달성된다.(A) forming a semiconductor layer including a first conductivity type semiconductor layer, an active layer and a second conductivity type semiconductor layer on a substrate; And (b) forming a transparent electrode by sequentially laminating a metal oxide semiconductor layer, a gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer and a metal oxide semiconductor layer on the second conductive semiconductor layer, And a transparent electrode of the structure.
상기 (b)단계 이후, (c) 상기 금속 산화물 반도체층의 상부에 다시 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층 및 금속 산화물 반도체층을 순차적으로 적층하고 이러한 적층 순서를 다수회 반복하여 실시하는 단계를 더 포함하며, 상기 적층이 완료된 후에는 상기 금속 산화물 반도체층이 최상부에 위치할 수 있다.After step (b), (c) a step of sequentially laminating a gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer and a metal oxide semiconductor layer on the metal oxide semiconductor layer, and repeating this laminating sequence a plurality of times And the metal oxide semiconductor layer may be located at the top after the stacking is completed.
상기 투명 전극은, 상기 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층을 최대 10개 포함할 수 있다.The transparent electrode may include at most 10 gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layers.
상기 투명 전극은, 상기 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층의 배치 개수와 무관하게 전체 두께가 동일하게 마련될 수 있다.The transparent electrode, wherein the gallium oxide (Ga 2 O 3) total thickness, regardless of the disposed number of layers may be equally arranged.
상기 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층의 두께에 대한 상기 금속 산화물 반도체층의 두께의 비율은 1 내지 100으로 형성될 수 있다.The ratio of the thickness of the metal oxide semiconductor layer to the thickness of the gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer may be 1 to 100.
상기 투명 전극의 두께는 10 ~ 1000nm일 수 있다.The thickness of the transparent electrode may be 10 to 1000 nm.
(d) 상기 (c)단계 후, 상기 반도체층과 상기 투명 전극으로 이루어지는 발광소자층을 20도 ~ 800도의 온도 범위 내에서 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.(d) after the step (c), heat-treating the light emitting device layer including the semiconductor layer and the transparent electrode within a temperature range of 20 ° C to 800 ° C.
상기 투명 전극은, RF 스퍼터링, 이빔(e-beam) 증착, 화학기상증착(CVD), 스핀 코팅(spin-coating), 졸-겔(sol-gel)법 중 어느 하나의 방법을 통해 상기 제2 도전형 반도체층의 상부에 형성될 수 있다.The transparent electrode may be formed by any one of RF sputtering, e-beam deposition, chemical vapor deposition (CVD), spin-coating, and sol- And may be formed on the conductive type semiconductor layer.
상기 금속 산화물 반도체층은, Zn, Ti, In, Ga, Sn 중 어느 하나의 원소로 이루어지는 산화물 반도체층 또는 상기 금속 원소가 적어도 2개 이상이 복합되어 이루어지는 산화물 반도체층일 수 있다.The metal oxide semiconductor layer may be an oxide semiconductor layer made of any one of Zn, Ti, In, Ga and Sn, or an oxide semiconductor layer in which at least two metal elements are combined.
상기 목적은, 자외선을 발광하는 자외선 발광소자로서, 기판상에 차례대로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층; 및 상기 제2 도전형 반도체층의 상부에 금속 산화물 반도체층, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층 및 상기 금속 산화물 반도체층이 순차적으로 적층되어 이루어지는 투명 전극을 포함하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자에 의해 달성된다.An object of the present invention is to provide an ultraviolet light emitting device which emits ultraviolet light, which comprises a first conductivity type semiconductor layer, an active layer and a second conductivity type semiconductor layer sequentially formed on a substrate; And a transparent electrode having a metal oxide semiconductor layer, a gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer, and a metal oxide semiconductor layer sequentially formed on the second conductive semiconductor layer in this order. And is achieved by an ultraviolet light emitting element.
본 발명의 실시형태에 따른 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 및 그 제조방법에 따르면, 밴드갭이 큰 갈륨 옥사이드 박막을 내부에 삽입함으로써 자외선 파장 영역의 투과율을 향상시키면서 전기적 특성의 하락을 방지할 수 있다.According to the ultraviolet light emitting device having the transparent electrode of the multiple laminated structure according to the embodiment of the present invention and the method of manufacturing the same, the gallium oxide thin film having a large bandgap is inserted into the inside of the transparent electrode to improve the transmittance in the ultraviolet wavelength region, .
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실험예 1에서 캐리어 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실험예 2에서 비저항 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실험예 3에서 투과도 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a view showing an ultraviolet light-emitting device having transparent electrodes of a multi-layer structure according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view showing another example of Fig. 1. Fig.
FIGS. 3 to 5 are views sequentially illustrating a method of manufacturing an ultraviolet light-emitting device having a transparent electrode in a multilayer structure according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing changes in carrier concentration in Experimental Example 1 of the present invention.
7 is a graph showing a change in specific resistance in Experimental Example 2 of the present invention.
8 is a graph showing a change in permeability in Experimental Example 3 of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 다른 예를 나타내는 도면이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing an ultraviolet light-emitting device having transparent electrodes of multiple lamination structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing another example of FIG. 1, And a method of manufacturing an ultraviolet light-emitting device having transparent electrodes of multiple laminated structures according to the method of manufacturing the same.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자(이하, '발광소자'라 함)는, 고효율 자외선 발광 다이오드, 자외선 레이저 다이오드와 같이 자외선 영역의 소자이다. 본 발명의 실시예에 따른 발광소자는, 후술하겠지만 종래에 비해 자외선 투과율이 향상되고 자외선 빛 흡수를 감소하도록 마련되어 출력 효율을 향상시킬 수 있다.An ultraviolet light emitting device (hereinafter, referred to as a 'light emitting device') having a transparent electrode in a multilayer structure according to a preferred embodiment of the present invention is an ultraviolet region device such as a high efficiency ultraviolet light emitting diode or an ultraviolet laser diode. As will be described later, the light emitting device according to the embodiment of the present invention can improve ultraviolet light transmittance and reduce ultraviolet light absorption as compared with the prior art, thereby improving the output efficiency.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자는, 기판(100)상에 차례대로 형성된 제1 도전형 반도체층(200), 활성층(300) 및 제2 도전형 반도체층(400), 투명 전극(500)을 포함하는 화합물 반도체층들이 위치한다.1, a light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a
기판(100)은 일 예로 질화물계 발광소자를 제작하기 위한 웨이퍼를 지칭하는 것으로, 주로 사파이어(Al2O3) 또는 실리콘카바이드(SiC)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 질화물 반도체층을 성장시키기에 적합한 이종기판, 예컨대 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 스피넬 등의 이종기판 또는 GaN와 같은 동종기판일 수 있다.For example, the
제1 도전형 반도체층(200)은 n형 질화물 반도체층일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(200)은 주로 GaN로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, (Al, In, Ga)N 계열의 2원계 내지 4원계 질화물 반도체로 형성될 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(200)은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있으며, 초격자층을 포함할 수 있다.The first
활성층(300)은 1nm 내지 400nm의 피크 파장을 가지는 자외선광을 방출하도록 하는 화합물 반도체층의 조성을 가진다. 활성층(300)은 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조를 가질 수 있으며, Ga1-x-yInxAlyN(0≤x, y≤1, x+y<1)의 조성식을 가지는 화합물 반도체층으로 이루어질 수 있으며, 각 화합물의 조성을 변경하여 피크 파장을 조절할 수 있다.The
제2 도전형 반도체층(400)은 p형 질화물 반도체층일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(400)은 주로 GaN로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, (Al, In, Ga)N 계열의 2원계 내지 4원계 질화물 반도체로 형성될 수 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(400)은 Mg를 도펀트로 사용하여 형성될 수 있다.The second
제2 도전형 반도체층(400) 상에는 투명 전극(500)이 위치한다. 이러한 투명 전극(500)은 Zn, Ti, In, Ga, Sn 중 어느 하나의 원소로 이루어지는 산화물 반도체층 또는 전술한 금속 원소가 적어도 2개 이상이 복합되어 이루어지는 산화물 반도체층이 사용될 수 있다. 일 예로 GaO는 자외선 파장 대역에서 투과도가 우수하다.A
한편, 제1 도전형 반도체층(200), 활성층(300), 및 제2 도전형 반도체층(400)은 부분적으로 식각되어 제거되어 개구부가 형성되며, 활성층(300)에서 발생된 자외선 파장 대역의 광은 제1 도전형 반도체층(200), 활성층(300) 및 제2 도전형 반도체층(400)의 제거된 개구부를 통해 외부로 방출되도록 되어 있다.The first conductivity
도 1에서 P형 전극패드(600)와 N형 전극패드(700)는 용액 식각(wet etching), 포토 에칭(photo etching), 스크린 프린팅, 스핀 코팅 등의 방법을 통해 형성된다.1, the P-
이하, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 중 특징적인 부분인 투명 전극(500)에 대해 좀 더 자세히 설명한다.Hereinafter, the
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서, 투명 전극(500, TCO)은, 제2 도전형 반도체층(400)의 상부에 금속 산화물 반도체층(510), 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520) 및 금속 산화물 반도체층(510)이 순차적으로 적층되어 이루어진다.1 and 2, a transparent electrode 500 (TCO) is formed on the second
보다 구체적으로, 금속 산화물 반도체층(510)은 제2 도전형 반도체층(400)의 상부에 증착되며, 이러한 금속 산화물 반도체층(510)은 전술한 바와 같이 Zn, Ti, In, Ga, Sn 중 어느 하나의 원소로 이루어지는 산화물 반도체층(예를 들어, ITO, ZnO, SnO, TiO2, GaO) 또는 전술한 금속 원소가 적어도 2개 이상이 복합되어 이루어지는 산화물 반도체층으로 적용될 수 있다.More specifically, the metal
갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)은 금속 산화물 반도체층(510)의 상부에 증착된다. 본 실시예에서, 금속 산화물 반도체층(510)과 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)은 동일한 방향(즉, 기판에 대한 동일한 적층 방향)으로 서로 교대로 복수회 반복되어 적층된다. 즉, 투명 전극(500)은, 서로 이격된 금속 산화물 반도체층(510) 사이에 밴드갭이 큰 산화물 박막인 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)이 삽입된 구조로 이루어진다.A gallium oxide (Ga 2 O 3 )
한편, 본 실시예에서, 투명 전극(500)은, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)을 1개 내지 10개 포함하는 다중 적층 구조로 이루어진다. 도 1 및 도 2에서는 도시의 편의상 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)이 1개, 10개로 삽입된 상태만 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않으며, 1개 ~ 10개 중 선택된 개수가 서로 이격되게 삽입 가능하다. 아래의 실험예에서 설명하겠지만, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)이 10개로 마련되는 경우, 1개로 마련되는 경우에 비해 상대적으로 캐리어 농도는 감소하겠지만 자외선 투과도면에서는 뛰어난 특성을 발휘하게 된다. Meanwhile, in this embodiment, the
즉, 투명 전극(500)은, 증착 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 복수의 금속 산화물 반도체층(510)과, 서로 이웃하는 복수의 금속 산화물 반도체층(510)의 사이에 각각 마련되는 복수의 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)을 포함하며, 투명 전극(500)은 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)의 배치 개수와 관계없이 항상 금속 산화물 반도체층(510)이 최상부에 배치된다.In other words, the
본 실시예에서, 투명 전극(500)은, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)의 배치 개수와 무관하게 전체 두께가 동일하게 마련될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)이 1개 삽입된 구조의 투명 전극(500)과 도 2에 도시한 바와 같이 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)이 10개 삽입된 구조의 투명 전극(500)은 서로 동일한 두께를 가질 수 있다.In this embodiment, the
투명 전극(500)은, RF 스퍼터링, 이빔(e-beam) 증착, 화학기상증착(CVD), 스핀 코팅(spin-coating), 졸-겔(sol-gel)법 중 어느 하나의 방법을 통해 제2 도전형 반도체층(400)의 상부에 형성되는데, 구체적으로, 먼저 한 층의 금속 산화물 반도체층(510)이 전술한 증착 방법 중의 하나를 통해 제2 도전형 반도체층(400)의 상부에 증착되어 마련된다. 이어서, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)이 마찬가지로 전술한 증착 방법 중의 하나를 통해 이미 증착된 금속 산화물 반도체층(510) 상부에 증착되어 마련된다. 이어서, 금속 산화물 반도체층(510)이 전술한 증착 방법 중의 하나를 통해 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)의 상부에 증착되어 마련된다. 이러한 다중 증착 공정은 금속 산화물 반도체층(510)와 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)이 교대로 배치되도록 다수회 반복 가능하며, 본 실시예에서는 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)이 최대 10개까지 마련된 것을 기초로 하여 투명 전극(500)의 캐리어 농도 변화, 비저항 변화, 투과도를 실험하였으며 아래에서 좀 더 자세히 설명하기로 한다.The
본 실시예에서, 투명 전극(500)의 두께는 10 ~ 1000nm로 형성되며, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)의 배치 개수와 무관하게 전체 두께는 동일하게 적용되는 것이 바람직하다. In this embodiment, the thickness of the
한편, 투명 전극(500)의 전체 두께가 고정된 상태에서, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)의 내부 삽입개수가 증감하는 경우, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)과 금속 산화물 반도체층(510)간의 상대 두께가 차이가 발생하게 된다. 이에 따라, 본 실시예에서, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)의 두께에 대한 금속 산화물 반도체층(510)의 두께의 비율은 1 내지 100인 것이 바람직하다.On the other hand, in the total thickness of the
부연하자면, 전술한 두께 비율이 1보다 작게 되면 금속 산화물 반도체층(510)의 전기적 특성이 상당히 감소하여 투명전극 소재로의 기능을 상실하게 된다. 반대로, 전술한 두께 비율이 100을 초과하게 되면 금속 산화물 반도체층(510)의 성질이 매우 우세하게 나타나게 되며 이러한 경우 자외선 파장 영역에서의 투과율이 종래대비하여 개선되지 못하는 문제가 발생하게 된다.In other words, if the thickness ratio is less than 1, the electrical characteristics of the metal
이와 같이, 투명 전극(500)의 형성이 완료되면, 제1 도전형 반도체층(200), 활성층(300) 및 제2 도전형 반도체층(400)이 형성된 기판(100)과 투명 전극(500)으로 이루어지는 발광소자층(10)은 광투과도 및 전기적 특성의 향상을 위해 열처리가 이루어진다.After the formation of the
부연하자면, 증착을 통해 금속 산화물 반도체층(510) 및 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)은 초기에 비결정(amorphous) 형태로 증착된다. 이와 같이 비결정 형태로 증착된 투명 전극은 전기적 특성이 감소하게 된다. 본 실시예에서는, 비결정 형태인 투명 전극이 결정질로 변하여 전기적 특성 및 광학적 특성이 향상되도록 열처리를 실시한다.In addition, the metal
이러한 열처리 온도는 20도에서 800도의 온도조건 범위에서 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 400도 내지 600도의 온도조건 범위에서 이루어질 수 있다. 예를 들어 유기LED 또는 플렉시블 기판 등을 적용한 광학 소자의 경우, 200도 이상의 온도조건에서는 열처리를 하기 힘들며, 이에 따라 열처리 온도는 광학소자의 특성에 따라 전술한 온도조건 범위에서 설정되어 적용가능하다.The heat treatment temperature may be in the range of 20 ° C. to 800 ° C., and may be 400 ° C. to 600 ° C., if necessary. For example, in the case of an optical element to which an organic LED or a flexible substrate is applied, heat treatment is difficult to be performed at a temperature of 200 degrees or more, and thus the heat treatment temperature can be set within the temperature range described above depending on the characteristics of the optical element.
한편, 전술한 바와 같이 상온 내지 800도의 온도로 열처리를 한다는 의미는, 실질적으로 열처리를 미미하게 하여도 경우에 따라 본 발명 특유의 효과를 구현할 수 있다는 의미이며, 경우에 따라서는 더 우수한 전기적 특성을 위해 그 이상의 온도로 열처리를 수행할 수 있다는 의미이다.On the other hand, as described above, the heat treatment at a temperature of from room temperature to 800 deg. Means that even if the heat treatment is practically insignificant, the unique effect of the present invention can be realized. In some cases, It means that the heat treatment can be performed at a temperature higher than that.
이러한 열처리 공정에 대해 좀 더 부연하자면, 본 실시예에 따른 투명 전극(500)은, 밴드갭이 큰 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)(약 4.4 eV의 밴드갭)을 예를 들면 한 쌍의 ITO(약 3.4eV의 밴드갭) 사이에 삽입하는 것으로서, 열처리 공정을 추가적으로 하지 않고 이와 같은 적층만으로도 광학적 밴드갭(optical band gap)이 향상되는 결과가 도출 가능하다.The
즉, 본 발명의 실시예에서, 투명 전극(500)은 별도의 추가적인 열처리 공정을 수행하지 않아도 전체적인 투명 전극의 투과도 및 전기적 특성을 일정 이상 향상시킬 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 투명 전극(500)은 열처리 후에 결정성이 향상되고 투과도 및 전기적 특성이 더욱 향상되는 성질을 나타내므로, 추가적으로 열처리 공정을 하여 광학적 특성(투과도) 및 전기적 특성(캐리어 농도 및 비저항)을 더욱 개선할 수 있다.That is, in the embodiment of the present invention, the
구체적으로, 열처리 공정은 RTA, furnace, hot plate, oven 등의 열처리 장비를 이용하여 실시하고, 열처리 온도 범위는 투명 전극(500)에서 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)의 두께에 대한 금속 산화물 반도체층(510)의 두께 비율에 따라 일 예로 상온 내지 800도의 온도 범위 내에서 조절된다. 또한, 열처리는 챔버 내에 질소 또는 질소와 산소분압비율 조절 분위기에서 이루어진다.
Specifically, the heat treatment process is performed using a heat treatment apparatus such as RTA, a furnace, a hot plate, and an oven, and a heat treatment temperature range is set to a range of a thickness of the gallium oxide (Ga 2 O 3 ) Depending on the thickness ratio of the metal
이하, 본 발명의 실시예에 따른 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법(이하, '발광소자 제조방법'이라 함)을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an ultraviolet light-emitting device having transparent electrodes of multiple laminated structures (hereinafter referred to as a "method of manufacturing a light-emitting device") according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 제조방법은, 기판(100)상에 제1 도전형 반도체층(200), 활성층(300) 및 제2 도전형 반도체층(400)을 포함하는 반도체층(20)을 형성하는 단계(S100); 제2 도전형 반도체층(400)의 상부에 금속 산화물 반도체층(510) 및 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)을 다중으로 적층하여 투명 전극(500)을 형성하는 단계(S200); 및 (c) S200 후, 반도체층(20)과 투명 전극(500)으로 이루어지는 발광소자층(10)을 20도 ~ 800도의 온도 범위 내에서 열처리하는 단계(S300)를 포함한다.3 to 5, a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention includes forming a first
먼저, 기판(100) 상에 제1 도전형 반도체층(200), 활성층(300) 및 제2 도전형 반도체층(400)을 포함하는 반도체층(20)이 형성된다.First, a
이어서, 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 도전형 반도체층(400)의 상부에 금속 산화물 반도체층(510)이 증착된다. 여기서, 금속 산화물 반도체층(510)은 RF 스퍼터링, 이빔(e-beam) 증착, 화학기상증착(CVD), 스핀 코팅(spin-coating), 졸-겔(sol-gel)법 중 어느 하나의 방법을 통해 증착 가능하다.Then, as shown in FIG. 3, a metal
다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 금속 산화물 반도체층(510)의 상부에 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)이 증착되며 이 또한 전술한 방법들을 통해 이루어진다.Next, as shown in FIG. 4, a gallium oxide (Ga 2 O 3 )
다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)의 상부에 금속 산화물 반도체층(510)이 증착되며 이 또한 전술한 방법들을 통해 이루어진다.Next, as shown in FIG. 5, a metal
본 실시예에서는, 투명 전극(500)이 3개의 레이어로 이루어지는 경우를 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 전술한 바와 같이 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)은 최대 10개정도 까지 삽입 가능하다. 이때, 금속 산화물 반도체층(510)과 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층(520)은 서로 교대로 적층된다.
In this embodiment, the
이하 실시예 및 시험예에 의거 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Test Examples.
실시예Example 1 : 1 1: 1 pairpair 타입의 투명 전극 Type transparent electrode
금속 산화물 반도체층(ITO), 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층 및 금속 산화물 반도체층(ITO)이 순차적으로 적층되어 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층이 1개로 이루어진 박막 타입의 1-pair 투명 전극을 준비하였다.A thin film type 1-pair transparent (Ga 2 O 3 ) layer in which a metal oxide semiconductor layer (ITO), a gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer and a metal oxide semiconductor layer Electrodes were prepared.
이때, 박막 타입의 1-pair 투명 전극의 총 두께는 100nm로 하였으며, ITO층의 두께는 90nm(45nm의 두께로 각각 형성되는 2-pair ITO)로 하였으며, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층의 두께는 10nm로 하였다. 또한, 박막 타입의 1-pair 투명 전극을 600도의 온도로 열처리하였다.
At this time, the total thickness of the thin film type 1-pair transparent electrode was 100 nm, the thickness of the ITO layer was 90 nm (2-pair ITO formed at a thickness of 45 nm), and the thickness of the gallium oxide (Ga 2 O 3 ) The thickness was 10 nm. In addition, a thin-film type 1-pair transparent electrode was heat-treated at a temperature of 600 ° C.
실시예Example 2 : 8 2: 8 pairpair 타입의 투명 전극 Type transparent electrode
금속 산화물 반도체층(ITO) 및 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층으로 이루어지는 1군의 레이어층이 8회 반복되어 순차적으로 적층되고 최상부에 금속 산화물 반도체층(ITO)이 마련되어 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층이 8개로 이루어진 박막 타입의 8-pair 투명 전극을 준비하였다.Metal oxide semiconductor layer (ITO), and gallium oxide (Ga 2 O 3) is repeated 8 times the layer layer of a first group consisting of a layer which are sequentially stacked metal-oxide semiconductor layer (ITO) at the top is provided of gallium oxide (Ga 2 O 3 ) 8-pair transparent electrode of thin film type having 8 layers was prepared.
이때, 박막 타입의 8-pair 투명 전극의 총 두께는 100nm로 하였으며, ITO층의 두께는 90nm(10nm의 두께로 각각 형성되는 9-pair ITO)로 하였으며, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층의 두께는 10nm(1.25nm의 두께로 각각 형성되는 8-pair 갈륨 옥사이드층)로 하였다. 또한, 박막 타입의 8-pair 투명 전극을 600도의 온도로 열처리하였다.
At this time, the total thickness of the thin-film type 8-pair transparent electrode was set to 100 nm, and the thickness of the ITO layer was 90 nm (9-pair ITO formed to a thickness of 10 nm, respectively) and the gallium oxide (Ga 2 O 3 ) The thickness was 10 nm (an 8-pair gallium oxide layer formed to a thickness of 1.25 nm, respectively). In addition, a thin film type 8-pair transparent electrode was heat-treated at a temperature of 600 ° C.
비교예Comparative Example : : ITOITO 투명 전극 Transparent electrode
ITO(Indium Tin Oxide)층이 단층으로 이루어진 박막 타입의 투명 전극을 준비하였다.A thin film type transparent electrode having a single layer of ITO (Indium Tin Oxide) layer was prepared.
이때, 투명 전극의 총 두께는 100nm로 하였으며, 600도의 온도로 열처리하였다.
At this time, the total thickness of the transparent electrode was set to 100 nm and heat treatment was performed at a temperature of 600 degrees.
캐리어carrier 농도 변화 측정 Concentration change measurement
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예에 개시된 투명 전극의 캐리어 농도 변화를 측정하였다. 캐리어 농도 변화는 전기적 특성을 살펴볼 수 있는 것으로서, Hall effect measurement system 장비를 이용하여 측정 하였다.The changes in the carrier concentration of the transparent electrodes described in Examples 1 and 2 and Comparative Examples were measured. Carrier concentration changes were measured by using Hall effect measurement system equipment.
도 6을 살펴보면, 100nm 동일 두께의 비교예, 실시예 1 및 실시예 2의 캐리어 농도는 증착 상태일 때(as-dep) 약 -2*1021/cm3 정도로 비슷하게 측정되었다. Looking at FIG. 6, about -2 * 10 21 / cm 3 Comparative Example, Example 1 and a carrier concentration of the second embodiment of 100nm same thickness (as-dep) when the deposition conditions .
600도의 온도에서 비교예, 실시예 1 및 실시예 2를 열처리하면 비교예, 실시예 1 및 실시예 2의 캐리어 농도가 대략 비슷하게 약 -1*1021/cm3 정도로 증가한 상태를 확인할 수 있다. 이에 따라, 실시예 1 및 실시예 2는 열처리 공정 후 비교예와 유사한 정도의 캐리어 농도를 나타냄을 확인할 수 있다.
When the comparative example, Example 1 and Example 2 were heat-treated at a temperature of 600 占 폚, the carrier concentrations of Comparative Example and Example 1 and Example 2 were about -1 * 10 21 / cm 3 As shown in FIG. Thus, it can be confirmed that the carrier concentrations of Examples 1 and 2 are similar to those of Comparative Example after the heat treatment.
비저항 변화 측정Measurement of resistivity change
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예에 개시된 투명 전극의 비저항 변화를 측정하였다. 비저항 변화는 캐리어 농도 변화와 마찬가지로 전기적 특성을 살펴볼 수 있는 것으로서, Hall effect measurement system 장비를 이용하여 측정하였다. Hall effect 측정시 캐리어 농도 및 비저항 등을 계산할 수 있다.The change in resistivity of the transparent electrode described in Examples 1, 2 and Comparative Example was measured. The change in resistivity was measured by using a Hall effect measurement system. The Hall effect can be used to calculate the carrier concentration and resistivity.
도 7을 살펴보면, 열처리를 하기 전 비교예, 실시예 1 및 실시예 2의 비저항을 살펴보면, 비교예는 증착 상태(as-dep)에서 대략 0.0014Ω·cm 정도의 비저항 특성을 나타낸다. 이에 반해, 실시예 1은 증착 상태(as-dep)에서 대략 0.00076 정도로 비교예에 비해 상대적으로 더 낮은 비저항 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한 실시예 2는 마찬가지로 증착 상태(as-dep)에서 대략 0.00082 Ω·cm 정도로 비교예에 비해 상대적으로 더 낮은 비저항 특성을 나타내는 것을 확인 가능하다. 즉, 증착이 이루어진 상태에서 실시예 1 및 실시예 2는 비교예에 비해 전기적 특성이 더 향상되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, the resistivity of Comparative Example, Example 1 and Example 2 before heat treatment shows a resistivity of about 0.0014? · Cm in the deposition state (as-dep). On the other hand, it can be seen that Example 1 exhibits a relatively low specific resistance characteristic as compared with Comparative Example in a deposition state (as-dep) of about 0.00076. It can also be seen that Example 2 exhibits relatively lower resistivity characteristics in comparison with the Comparative Example in a deposition state (as-dep) of about 0.00082? 占 cm m. That is, it can be confirmed that the electrical characteristics of Examples 1 and 2 are improved compared with Comparative Examples in the state where the deposition is performed.
그러나, RTA를 이용한 섭씨 600도 질소 분위기의 열처리 공정을 거치면, 비교예의 비저항은 대략 0.0002 Ω·cm 정도로 낮아지며, 실시예 1 및 실시예 2는 대략 0.00023 내지 0.00025 Ω·cm 까지 감소하는 것을 확인할 수 있다.However, it is confirmed that the resistivity of the comparative example is lowered to about 0.0002? 占 cm m and the resistance of the first and second embodiments is reduced to about 0.00023? To 0.00025? 占 cm m by a heat treatment process in a nitrogen atmosphere at 600 占 폚 using RTA .
또한, 실시예 2는 실시예 1에 비해 미비하지만 비저항이 약간 증가하는 것을 확인할 수 있다.It is also confirmed that the resistivity of Example 2 is slightly lower than that of Example 1, but the resistivity is slightly increased.
이를 통해, 금속 산화물 반도체층/갈륨 옥사이드(Ga2O3)층의 개수에 따른 비저항 조절이 가능하게 되며 이를 사용용도에 따라 적절하게 제어하여 사용할 수 있음을 알 수 있다.
As a result, it is possible to control the resistivity according to the number of the metal oxide semiconductor layer / gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer, and it can be appropriately controlled according to the use application.
투과도 변화 측정Measurement of permeability change
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예에 개시된 투명 전극의 투과도 변화를 측정하였다. 투과도 변화는 자외선 파장 대의 빛 투과도를 살펴볼 수 있는 것으로서, UV-VIS 장비를 이용하여 측정하였다. 측정 기준은 기판을 투과도 100으로 설정하고 실시예 2, 비교예의 박막을 각각의 기판에 증착한 후에 투과도를 측정하여 비교하였다.Transmittance changes of the transparent electrodes described in Examples 1, 2 and Comparative Examples were measured. The change in transmittance was measured using UV-VIS equipment, which can be used to examine the light transmittance of ultraviolet wavelength band. The measurement standard was such that the transmittance was measured after the substrate was set to a transmittance of 100 and the thin film of Example 2 and Comparative Example was deposited on each substrate.
또한, 비교예 및 실시예 2의 투명 전극을 각각 RTA를 이용한 질소 분위기로 열처리한 후 350nm ~ 400nm 파장 영역의 투과도를 비교하였다.In addition, the transparent electrodes of the comparative example and the example 2 were heat-treated in a nitrogen atmosphere using RTA, respectively, and then the transmittances in the wavelength range of 350 nm to 400 nm were compared.
도 8을 살펴보면, 자외선 발광 다이오드 및 자외선 레이저 다이오드 등에 가장 많이 사용되는 380nm 파장 대의 투과도는, 실시예 2가 약 94%정도를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이에 반해, 비교예는 약 79% 정도의 투과도를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 즉, 실시예 2는 비교예 대비 최대 약 15% 정도의 투과도 향상을 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be confirmed that the transmittance of the wavelength band of 380 nm, which is most commonly used for ultraviolet light emitting diodes and ultraviolet laser diodes, is about 94% in Example 2. On the contrary, the comparative example shows a transmittance of about 79%. In other words, it can be seen that Example 2 shows an improvement of the transmittance by about 15% at maximum compared to the Comparative Example.
380nm 파장 이후로 비교예와 실시예 2의 투과도 차이는 상대적으로 감소하지만 350nm ~ 380nm파장의 자외선 영역에서는 투과도 차이가 현저하게 나타나는 것을 확인할 수 있다.The difference in transmittance between the comparative example and the comparative example 2 is relatively decreased after the wavelength of 380 nm, but the difference in transmittance is remarkably observed in the ultraviolet range of the wavelength of 350 nm to 380 nm.
이와 같이 다양한 실험예를 통해, 자외선 광소자의 적합한 전기적 특성 및 광학적 특성을 고려하고 발광 파장대를 명확히 하여 그에 맞는 투명 전극의 금속 산화물 반도체층/갈륨 옥사이드(Ga2O3)층의 개수 및 두께를 제어하여 최적화된 투과도 및 전기적 특성을 구현할 수 있음을 확인하였다.Through various experimental examples, it is possible to control the number and thickness of the metal oxide semiconductor layer / gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer of the transparent electrode in accordance with the appropriate electrical and optical characteristics of the ultraviolet light device, And it was confirmed that the optimized transmittance and electrical characteristics could be realized.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.
10: 발광소자층
20: 반도체층
100: 기판
200: 제1 도전형 반도체층
300: 활성층
400: 제2 도전형 반도체층
500: 투명 전극
510: 금속 산화물 반도체층
520: 갈륨 옥사이드층
10: light emitting element layer 20: semiconductor layer
100: substrate 200: first conductivity type semiconductor layer
300: active layer 400: second conductivity type semiconductor layer
500: transparent electrode 510: metal oxide semiconductor layer
520: gallium oxide layer
Claims (18)
(a) 기판상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 반도체층을 형성하는 단계; 및
(b) 상기 제2 도전형 반도체층의 상부에 금속 산화물 반도체층, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층 및 상기 금속 산화물 반도체층을 순차적으로 적층하여 투명 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법.A method of manufacturing an ultraviolet light emitting device,
(a) forming a semiconductor layer including a first conductivity type semiconductor layer, an active layer and a second conductivity type semiconductor layer on a substrate; And
(b) forming a transparent electrode by sequentially laminating a metal oxide semiconductor layer, a gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer and the metal oxide semiconductor layer on the second conductive semiconductor layer, Wherein the transparent electrode has a plurality of laminated structures.
상기 (b)단계 이후,
(c) 상기 금속 산화물 반도체층의 상부에 다시 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층 및 금속 산화물 반도체층을 순차적으로 적층하고 이러한 적층 순서를 다수회 반복하여 실시하는 단계를 더 포함하며,
상기 적층이 완료된 후에는 상기 금속 산화물 반도체층이 최상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법.The method according to claim 1,
After the step (b)
(c) a step of sequentially laminating a gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer and a metal oxide semiconductor layer on the metal oxide semiconductor layer, and repeating this stacking procedure a plurality of times,
Wherein the metal oxide semiconductor layer is located at the top of the transparent electrode after the laminating is completed.
상기 투명 전극은, 상기 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층을 최대 10개 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법.3. The method of claim 2,
Wherein the transparent electrode comprises at most 10 gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layers.
상기 투명 전극은, 상기 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층의 배치 개수와 무관하게 전체 두께가 동일하게 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법.3. The method of claim 2,
Wherein the transparent electrode has the same total thickness regardless of the number of the gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layers.
상기 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층의 두께에 대한 상기 금속 산화물 반도체층의 두께의 비율은 1 내지 100인 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법.3. The method of claim 2,
Wherein the ratio of the thickness of the gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer to the thickness of the metal oxide semiconductor layer is 1 to 100.
상기 투명 전극의 두께는 10 ~ 1000nm인 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법.3. The method of claim 2,
Wherein the transparent electrode has a thickness of 10 to 1000 nm.
(d) 상기 (c)단계 후, 상기 반도체층과 상기 투명 전극으로 이루어지는 발광소자층을 20도 ~ 800도의 온도 범위 내에서 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법.3. The method of claim 2,
(d) after the step (c), heat treating the light emitting device layer made of the semiconductor layer and the transparent electrode in a temperature range of 20 ° C to 800 ° C. Wherein the ultraviolet light emitting device has a light emitting layer.
상기 투명 전극은, RF 스퍼터링, 이빔(e-beam) 증착, 화학기상증착(CVD), 스핀 코팅(spin-coating), 졸-겔(sol-gel)법 중 어느 하나의 방법을 통해 상기 제2 도전형 반도체층의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법.The method according to claim 1,
The transparent electrode may be formed by any one of RF sputtering, e-beam deposition, chemical vapor deposition (CVD), spin-coating, and sol- Wherein the conductive layer is formed on the conductive semiconductor layer.
상기 금속 산화물 반도체층은, Zn, Ti, In, Ga, Sn 중 어느 하나의 원소로 이루어지는 산화물 반도체층 또는 상기 금속 원소가 적어도 2개 이상이 복합되어 이루어지는 산화물 반도체층인 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the metal oxide semiconductor layer is an oxide semiconductor layer made of any one of Zn, Ti, In, Ga, and Sn, or an oxide semiconductor layer in which at least two of the metal elements are combined. Of the transparent electrode.
기판상에 차례대로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층; 및
상기 제2 도전형 반도체층의 상부에 금속 산화물 반도체층, 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층 및 상기 금속 산화물 반도체층이 순차적으로 적층되어 이루어지는 투명 전극을 포함하는 것을 특징으로 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자.As an ultraviolet light emitting element that emits ultraviolet light,
A first conductivity type semiconductor layer, an active layer and a second conductivity type semiconductor layer sequentially formed on a substrate; And
And a transparent electrode including a metal oxide semiconductor layer, a gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer and a metal oxide semiconductor layer sequentially stacked on the second conductive semiconductor layer, .
상기 투명 전극은, 상기 적층 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 복수의 금속 산화물 반도체층과, 서로 이웃하는 복수의 금속 산화물 반도체층의 사이에 각각 마련되는 복수의 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자.11. The method of claim 10,
The transparent electrode includes a plurality of metal oxide semiconductor layers arranged to be spaced apart from each other along the stacking direction, and a plurality of gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layers provided between adjacent metal oxide semiconductor layers Wherein the transparent electrode has a plurality of stacked layers.
상기 투명 전극은, 상기 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층을 최대 10개 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자.12. The method of claim 11,
Wherein the transparent electrode comprises at most 10 gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layers.
상기 투명 전극은, 상기 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층의 배치 개수와 무관하게 전체 두께가 동일하게 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자.12. The method of claim 11,
Wherein the transparent electrode has the same total thickness regardless of the number of the gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layers.
상기 갈륨 옥사이드(Ga2O3)층의 두께에 대한 상기 금속 산화물 반도체층의 두께의 비율은 1 내지 100인 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자.12. The method of claim 11,
Wherein the ratio of the thickness of the gallium oxide (Ga 2 O 3 ) layer to the thickness of the metal oxide semiconductor layer is 1 to 100.
상기 투명 전극의 두께는 10 ~ 1000nm인 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자.12. The method of claim 11,
Wherein the transparent electrode has a thickness of 10 to 1000 nm.
상기 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층이 형성된 상기 기판과 상기 투명 전극으로 이루어지는 발광소자층을 20도 ~ 800도의 온도 범위 내에서 열처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자.12. The method of claim 11,
Wherein the light emitting device layer comprising the substrate on which the first conductivity type semiconductor layer, the active layer and the second conductivity type semiconductor layer are formed, and the transparent electrode is subjected to heat treatment in a temperature range of 20 to 800 degrees. An ultraviolet light-emitting device having a transparent electrode.
상기 투명 전극은, RF 스퍼터링, 이빔(e-beam) 증착, 화학기상증착(CVD), 스핀 코팅(spin-coating), 졸-겔(sol-gel)법 중 어느 하나의 방법을 통해 상기 제2 도전형 반도체층의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자.11. The method of claim 10,
The transparent electrode may be formed by any one of RF sputtering, e-beam deposition, chemical vapor deposition (CVD), spin-coating, and sol- Wherein the conductive layer is formed on the conductive semiconductor layer.
상기 금속 산화물 반도체층은, Zn, Ti, In, Ga, Sn 중 어느 하나의 원소로 이루어지는 산화물 반도체층 또는 상기 금속 원소가 적어도 2개 이상이 복합되어 이루어지는 산화물 반도체층인 것을 특징으로 하는 다중 적층 구조의 투명 전극을 갖는 자외선 발광소자.11. The method of claim 10,
Wherein the metal oxide semiconductor layer is an oxide semiconductor layer made of any one of Zn, Ti, In, Ga, and Sn, or an oxide semiconductor layer in which at least two of the metal elements are combined. Of the transparent electrode.
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| WO2017188578A1 (en) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 한국산업기술대학교산학협력단 | Ultraviolet light emitting device transparent electrode and manufacturing method therefor |
| WO2017196022A1 (en) * | 2016-05-09 | 2017-11-16 | 엘지이노텍(주) | Light emitting element |
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2014
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|---|---|---|---|---|
| WO2017188578A1 (en) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 한국산업기술대학교산학협력단 | Ultraviolet light emitting device transparent electrode and manufacturing method therefor |
| WO2017196022A1 (en) * | 2016-05-09 | 2017-11-16 | 엘지이노텍(주) | Light emitting element |
| US10847678B2 (en) | 2016-05-09 | 2020-11-24 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device that includes a light-transmissive conductive layer |
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