KR100703091B1 - 질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

발광 효율이 높고 동작 전압이 낮으며 정전기 내성이 높은 고휘도 질화물 반도체 발광 소자를 제공한다. 본 발명은, 기판 상에 순차적으로 형성된 n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층과, 상기 p형 질화물 반도체층 상에 형성된 투명 전도성 산화물 다층막을 포함하고, 상기 투명 전도성 산화물 다층막은 전기 전도도가 서로 다른 2층 이상의 투명 전도성 산화막을 포함하되, 상기 투명 전도성 산화물 다층막은 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 적층 구조를 포함하고, 상기 제2 산화막의 전기 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전기 전도도보다 낮은 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자를 제공한다.
질화물, 발광 소자, 동작 전압, 확산

Description

질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법{Nitride Semiconductor Light Emitting Device and Method for Manufacturing the Same}
도 1은 종래의 질화물 반도체 발광소자의 단면도이다.
도 2는 여러 가지 투명 전극 재료의 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광 소자의 단면도이다.
도 4는 ITO막 형성시의 산소 분압에 따른 ITO막의 비저항, 캐리어 이동도 및 캐리어 농도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 ITO 다층막의 면저항 및 투과도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 ITO 다층막의 면저항 분포를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 ITO 다층막의 면저항 분포를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광 소자의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101: 기판 103: n형 질화물 반도체층
105: 활성층 107: p형 질화물 반도체층
110: 투명 전도성 산화물 다층막 120: p측 전극
본 발명은 질화물 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 높은 발광 효율을 얻을 수 있는 동시에 동작 전압이 낮고 정전기 방전(Electrostatic Discharge; ESD) 내성이 높은 질화물 반도체 발광 소자에 관한 것이다.
최근, Ⅲ-Ⅴ 질화물 반도체(간단히, 질화물 반도체라 함) 재료를 이용한 LED(발광 다이오드) 혹은 LD(레이저 다이오드)가 청색 또는 녹색 파장대의 광을 얻기 위한 발광 소자에 많이 사용되고 있으며, 전광판, 조명 장치 등 각종 제품의 광원으로 응용되고 있다. 상기 Ⅲ-Ⅴ 질화물 반도체는 통상 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 GaN계 물질로 이루어져 있다. 이러한 질화물 반도체 발광 소자를 제조하기 위해서는, p측 전극과 p형 질화물 반도체 간에 양질의 오믹 접촉(ohmic contact)을 형성하는 것이 매우 중요하다. 미국특허 제5,563,422호에서는, p형 질화물 반도체에 대한 오믹 접촉층으로, Ni/Au 등을 사용 하고 있다. 그러나, Ni/Au층은 투과도가 낮기 때문에, 발광 효율을 떨어뜨리는 문제점을 가지고 있다.
도 1은 종래의 질화물 반도체 발광 소자를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 질화물 반도체 발광 소자(10)는 사파이어 기판(11) 상에 순차적으로 적층된 GaN 버퍼층(12), n형 GaN계 클래드층(13), InGaN/GaN의 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자우물 구조의 활성층(14) 및 p형 GaN계 클래드층(15)을 포함한다. 메사 식각에 의해 노출된 n형 GaN계 클래드층(13)의 상면에는 n측 전극(21)이 형성되어 있다. p형 GaN 반도체와의 오믹 접촉을 위해, p형 GaN계 클래드층(15)과 p측 전극 패드(22) 사이에는 Ni/Au로 된 투명 전극(18)이 형성되어 있다. 이 투명 전극(18)은 전류주입 면적을 다소 증가시키고 오믹 접촉을 형성하여 순방향 전압을 낮추는 효과를 갖는다. 그러나, Ni/Au로 구성된 투명 전극(18)은 활성층(14)에서 발생한 빛의 파장 대역에서 약 60%의 낮은 투과율을 갖고, 이에 따라 발광 효율이 저하된다.
이러한 점을 극복하기 위해, 미국특허 제6,693,352호 등에서는, 약 90% 이상의 투과율을 갖는 ITO(Indium Tin Oxide) 계열의 투명 전도성 산화막을 p측 영역의 투명 전극으로 사용할 수 있다고 제안하고 있다(도 2 참조). 그러나, 이 경우, ITO 투명 전극은 p형 질화물 반도체와는 양호한 오믹 접촉을 형성하지 못하고, 이에 따라 동작 전압이 높아지는 문제가 발생한다. 또한, 미국특허 제6,818,467호는, ITO 층과 p형 질화물 반도체층 사이에 Ni, Au 등의 금속층을 형성함으로써, 투과율을 확보하면서 p형 질화물 반도체와의 오믹 접촉 특성을 개선할 수 있다는 것을 개시하고 있다. 도 2의 그래프는 여러 가지 재료에 대한 투과율을 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, ITO/Ni층의 투과율은 ITO의 투과율과 Ni/Au의 투과율 사이의 범위에 있다.
상기한 종래 기술들에 의하면, p측 본딩 전극이 형성된 영역에 전류가 집중되는 현상이 발생하여 발광 특성이 불균일하게 된다. 또한, 국부적으로 집중된 전류로 인해 발광 소자는 정전기 방전(ESD)에 취약하다. 나아가, 보다 우수한 성능의 발광 소자를 구현하기 위해서는, 동작 전압 특성과 발광 효율 양자 모두를 더 개선할 필요가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전류 확산 효과에 의해 더욱 개선된 발광 효율, 동작 전압 특성 및 ESD 내성을 갖는 질화물 반도체 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 발광 효율, 동작 전압 특성 및 ESD 내성을 더욱 향상시킬 수 있는 질화물 반도체 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광 소자는, 기판 상에 순차적으로 형성된 n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층과; 상기 p형 질화물 반도체층 상에 형성된 투명 전도성 산화물 다층막을 포함하며, 상기 투명 전도성 산화물 다층막은 전기 전도도가 서로 다른 2층 이상의 투명 전도성 산화막을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 투명 전도성 산화물 다층막은 전류를 확산시키는 역할을 한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 투명 전도성 산화막은 ITO, ZnO, MgO 및 InO로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택된 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 투명 전도성 산화막의 전기 전도도는 산소 공공(vacancy) 농도 변화 또는 구성 원소의 조성 변화에 의해 다르게 될 수 있다. 예컨대, 상기 투명 전도성 산화막은 ITO막일 수 있으며, 상기 ITO막의 전기 전도도는 산소 공공 농도 또는 Sn 조성에 의해 조절될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 투명 전도성 산화물 다층막은, 전기 전도도가 서로 다른 2층 이상의 투명 전도성 산화막으로 이루어진 군(group)이 2회 이상 반복됨으로써, 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 투명 전도성 산화물 다층막은, 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 적층 구조를 포함하고, 상기 제2 산화막의 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전도도보다 낮을 수 있다. 또한, 상기 제2 산화막의 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전도도보다 높을 수도 있다. 즉, 바람직하게는 상기 투명 전도성 산화물 다층막은, 고전도도층/저전도도층/고전도도층의 적층 구조를 포함하거나 저전도도층/고전도도층/저전도도층을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 투명 전도성 산화물 다층막은, 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 3층 구조가 하나의 주기를 이루어 반복 적층된 다층 구조를 포함하되, 상기 제2 산화막의 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전도도보다 낮고, 상기 제1 산화막의 전도도와 상기 제3 산화막의 전도도는 서로 다를 수 있다.
또한, 상기 투명 전도성 산화물 다층막은, 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 3층 구조가 하나의 주기를 이루어 반복 적층된 다층 구조를 포함하되, 상기 제2 산화막의 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전도도보다 높고, 상기 제1 산화막의 전도도와 상기 제3 산화막의 전도도는 서로 다를 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 p형 질화물 반도체층과 상기 투명 전도성 산화물 다층막 사이에는, 컨택 금속층을 더 포함할 수 있다. 상기 컨택 금속층은 Ni, Au, Pt 및 Pd로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택된 재료로 이루어질 수 있다. 이 컨택 금속층은 p형 질화물 반도체층과의 오믹 접촉 특성을 더 향상시켜주는 역할을 한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광 소자의 제조 방법은, 기판 상에 n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계와; 상기 p형 질화물 반도체층 상에 서로 다른 전기 전도도를 갖는 투명 전도성 산화막을 2층 이상을 적층하여 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 투명 전도성 산화막은, ITO, ZnO, MgO 및 InO로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택된 물질로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 투명 전도성 산화물 다층막의 형성 단계에서, 서로 다른 산소 공공 농도 또는 서로 다른 구성 원소 조성을 갖는 투명 전도성 산화막을 적층할 수 있다. 예컨대, 서로 다른 산소 공공 농도의 ITO막을 적층하거나 서로 다른 Sn 조성을 갖는 ITO막을 적층할 수 있다. 상기 산소 공공 농도는 상기 투명 전도성 산화막 형성시의 산소 분압에 의해 조절될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계는, 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 적층 구조(상기 제2 산화막 의 전기 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전기 전도도보다 낮음)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계는, 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 적층 구조(상기 제2 산화막의 전기 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전기 전도도보다 높음)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계는, 제1 산화막/제2 산화막/제 3 산화막의 3층 구조(상기 제2 산화막의 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전도도보다 낮고, 상기 제1 산화막의 전도도와 상기 제3 산화막의 전도도는 서로 다름)를 하나의 주기로 하여 상기 3층 구조를 반복하여 적층하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계는, 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 3층 구조(상기 제2 산화막의 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전도도보다 높고, 상기 제1 산화막의 전도도와 상기 제3 산화막의 전도도는 서로 다름)를 하나의 주기로 하여 상기 3층 구조를 반복하여 적층하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하기 전에, 상기 p형 질화물 반도체층 상에 컨택 금속층을 형성할 수 있다. 상기 컨택 금속층은 Ni, Au, Pt 및 Pd로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택된 재료로 형 성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광 소자의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 질화물 반도체 발광 소자(100)는, 사파이어 등으로 된 기판(101) 상에 순차 적층된 n형 질화물 반도체층(103), 활성층(105) 및 p형 질화물 반도체층(107)을 포함한다. p형 질화물 반도체층(107) 상에는 복수의 투명 전도성 산화막(110a, 110b, 110c)을 포함하는 투명 전도성 산화물 다층막(110)이 형성되어 있고, 그 위에는 p측 전극 패드(120)가 형성되어 있다. 설명의 편의상 n측 전극은 도시하지 않았다.
상기 투명 전도성 산화물 다층막(110)은, 예를 들어 ITO, ZnO, MgO 및 InO로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택된 물질로 이루어질 수 있다. 특히, 매우 높은 투과율을 갖는 ITO가 바람직하다.
상기 투명 전도성 산화물 다층막(110)을 구성하는 복수의 투명 전도성 산화막은 다른 전기 전도도를 갖는다. 이와 같은 서로 다른 전기 전도도를 갖는 투명 전도성 산화막을 적층하여 다층막(110)을 형성하면, 상기 다층막(110)은 전류를 확산시키는 기능을 갖게 된다. 즉, 좁은 영역의 p측 전극 패드(120)을 통해서 전류가 주입될 때, 전류가 상기 다층막(110)을 통과하면서 측방향으로 효과적으로 분산된다.
이러한 전류 확산 효과(current spreading effect)에 의해, 전류는 보다 넓은 영역의 활성층으로 주입된다. 이에 따라, 발광 효율이 높아지고 동작 전압은 낮아지게 된다. 또한, 서로 다른 전기 전도도 산화막들의 적층물, 즉 상기 다층막(110)에 의한 전류 확산 효과로 인해, 전류 집중 현상을 억제하게 된다. 이에 따라, 외부 정전기로 인한 손상이 저감된다. 따라서, 발광 소자의 ESD 내성이 더욱 개선된다.
투명 전도성 산화막(110a, 110b, 110c)의 전기 전도도는, 막 내에 존재하는 산소 공공(vacancy)의 농도에 의해 조절될 수 있다. 투명 전도성 산화막의 산소 공공은 전하 캐리어를 공급하는 역할을 한다. 따라서, 상기 산화막(110a~110c)의 산소 공공 농도가 높을수록 캐리어 농도는 높아지게 되고, 이에 따라 전기 전도도가 증가하게 된다.
투명 전도성 산화막(110a~110c)의 산소 공공 농도는, 투명 전도성 산화막(110a~110c) 형성시의 산소 분압에 의해 조절될 수 있다. 즉, 투명 전도성 산화막 형성시의 산소 분압을 증가시킴으로써, 막 내의 산소 공공 농도는 감소시킬 수 있다. 도 4는 ITO막 형성시의 산소 분압에 따른 ITO막의 비저항(ρ), 이동도(μ) 및 캐리어 농도(n)를 나타내는 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 산소 분압이 높을수록 비저항은 커지고(즉, 전기 전도도는 낮아지고), 캐리어 농도는 낮아진다. 이는, 산소 분압이 높을수록 산소 공공이 감소하기 때문이다. 캐리어의 이동도는 산소 분압과 상관 없이 거의 일정하다. 일반적으로, ITO막 형성시의 산소 분압이 높을수록 ITO막의 전기 전도도는 낮아지지만, ITO막의 투명도 또는 투과도는 높아진다 (도 4 및 도 5의 그래프 참조).
투명 전도성 산화막(110a, 110b, 110c)의 전기 전도도는, 구성 원소의 조성 변화에 의해서도 조절될 수 있다. 예를 들어, ITO막의 전도도는 ITO막의 구성 원소인 Sn의 조성을 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
다층막(110)에 포함된 투명 전도성 산화막(110a~110c)의 적층수는 2층이상인 한 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 투명 전도성 산화물 다층막(110)은, 전기 전도도가 서로 다른 2층 이상의 투명 전도성 산화막으로 이루어진 군(group)이 2회 이상 반복됨으로써, 형성될 수 있다.
바람직하게는, 다층막(110)을 이루는 산화막들(110a~110c)은, 고전도도층/저전도도층/고전도도층의 적층 구조를 포함하거나, 저전도도층/고전도도층/저전도도층의 적층 구조를 포함한다. 이와 같이, 상대적으로 높은 전도도의 산화막과 상대적으로 낮은 전도도의 산화막이 교대로 배치되도록 구성됨으로써, 상기 다층막(110)의 전류 분산 효과는 더욱 높아지게 된다. 이러한 다층막 구성의 예가 도 5의 그래프에 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, ITO 다층막은 5개의 ITO층을 포함한다(도 5의 가로축 참조). 이 ITO 다층막은 고전도도층(제1층), 저전도도층(제2층), 고전도도층(제3층), 저전도도층(제3층), 고전도도층(제4층), 저전도도층(제5층)의 적층 순서를 갖는다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 ITO 다층막의 면저항 분포를 나타내는 그래프이다. 도 6을 참조하면, ITO 다층막은, 제1층/제2층/제3층의 3층 구조(제2층의 전도도는 제1 및 제3층의 전도도보다 높고, 제1층의 전도도와 제3층의 전도도는 다름)가 하나의 주기를 이루어 반복 적층된 다층 구조를 갖는다. 도 6에서는 제1층의 면저항이 제3층의 면저항보다 더 높은 것으로 나타나 있으나, 그와 반대로 제1층의 면저항이 제3층의 면저항보다 더 낮을 수도 있다.
도 7을 참조하면, ITO 다층막은, 제1층/제2층/제3층의 3층 구조(제2층의 전도도는 제1 및 제3층의 전도도보다 낮고, 제1층의 전도도와 제3층의 전도도는 다름)가 하나의 주기를 이루어 반복 적층된 다층 구조를 갖는다. 도 7에서는 제1층의 면저항이 제3층의 면저항보다 더 낮은 것으로 나타나 있으나, 그와 반대로 제1층의 면저항이 제3층의 면저항보다 더 높을 수도 있다.
이와 같이 서로 다른 전도도를 갖는 3층 구조를 반복 적층하여 ITO 다층막을 형성함으로써, 일부 영역에 전류가 집중되는 현상을 방지하고 실질적으로 넓은 발명 면적을 구현할 수 있게 된다. 이에 따라, 발광의 균일성, 동작 전압 특성 및 ESD 내성이 개선된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 질화물 반도체 발광 소자의 단면도이다. 도 8을 참조하면, 이 실시형태의 질화물 반도체 발광 소자(200)는, p형 질화물 반도체층(107)과 투명 전도성 산화물 다층막(110) 사이에 컨택 금속층(108)을 더 포함한다는 점을 제외하고는, 전술한 실시형태의 발광 소자(100)와 마찬가지이다. 이 컨택 금속층(108)은 p형 질화물 반도체층과의 오믹 접촉 특성을 더 향상시켜주는 역할을 한다. 컨택 금속층(108)은, 예를 들어 Ni, Au, Pt 및 Pd로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택된 재료로 이루어질 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 발광 소자의 제조 방법을 설명한다. 본 발명에 따른 발광 소자의 제조 방법은 n측 전극과 p측 전극이 같은 사이드에 배치된 수평형 발광 소자뿐만 아니라, n측 전극과 p측 전극이 서로 대향하여 배치된 수직형 발광 소자에도 적용될 수 있다.
먼저, 사파이어 기판 등의 기판(101) 상에 MOCVD, HVPE 등의 증착법을 이용하여 n형 반도체층(103), 활성층(105) 및 p형 반도체층(107)을 성장시킨다(도 1 참조). 양질의 질화물 반도체 결정을 얻기 위해서 n형 반도체층(103) 형성 전에 기판(101) 상에 버퍼층을 형성하는 것이 바람직하다. 그 후, p형 반도체층(107) 상에 예컨대, 반응성 스퍼터링법을 이용하여 전술한 투명 전도성 산화물 다층막(110)을 형성한다. 즉, 서로 다른 전기 전도도를 갖는 투명 전도성 산화막들(110a~110c)을 증착한다. 이 때, 산소 분압을 다르게 하거나 구성 원소 조성(예컨대, ITO막 증착시 Sn 조성)을 다르게 함으로써, 산화막의 전도도를 변화시킬 수 있다. 그 후, 투명 전도성 산화물 다층막(110) 상에 p측 전극 패드(120)을 형성한다.
보다 우수한 오믹 접촉을 위해, 투명 전도성 산화물 다층막(110)을 증착하기 전에, p형 질화물 반도체층(107) 상에 Ni, Au, Pt 또는 Pd 등으로 형성된 컨택 금속층(108)을 증착할 수도 있다(도 8 참조). 전류 확산 효과를 더욱 증대시키기 위해, 다층막(110) 형성시, 상대적으로 높은 전도도를 갖는 산화막과 상대적으로 낮은 전도도를 갖는 산화막을 교대로 적층시킬 수 있다 (도 5 참조).
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, p형 질화물 반도체층 상에 서로 다른 전기 전도도를 갖는 투명 전도성 산화막을 적층함으로써, 전류 확산 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 발광 효율이 높아지고 동작 전압이 낮아지며, ESD 내성이 개선된다.

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  7. 기판 상에 순차적으로 형성된 n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층과;
    상기 p형 질화물 반도체층 상에 형성된 투명 전도성 산화물 다층막을 포함하고,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막은 전기 전도도가 서로 다른 2층 이상의 투명 전도성 산화막을 포함하되,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막은 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 적층 구조를 포함하고,
    상기 제2 산화막의 전기 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전기 전도도보다 낮은 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
  8. 기판 상에 순차적으로 형성된 n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층과;
    상기 p형 질화물 반도체층 상에 형성된 투명 전도성 산화물 다층막을 포함하고,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막은, 전기 전도도가 서로 다른 2층 이상의 투명 전도성 산화막을 포함하되,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막은 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 적층 구조를 포함하고,
    상기 제2 산화막의 전기 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전기 전도도보다 높은 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막은, 상기 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 3층 구조가 하나의 주기를 이루어 반복 적층된 다층 구조를 포함하고,
    상기 제1 산화막의 전기 전도도와 상기 제3 산화막의 전기 전도도는 서로 다른 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막은, 상기 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 3층 구조가 하나의 주기를 이루어 반복 적층된 다층 구조를 포함하고,
    상기 제1 산화막의 전기 전도도와 상기 제3 산화막의 전기 전도도는 서로 다른 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 p형 질화물 반도체층과 상기 투명 전도성 산화물 다층막 사이에는, 컨택 금속층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컨택 금속층은 Ni, Au, Pt 및 Pd로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택된 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
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  19. 기판 상에 n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계와;
    상기 p형 질화물 반도체층 상에 서로 다른 전기 전도도를 갖는 투명 전도성 산화막을 2층 이상을 적층하여 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계는, 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 적층 구조(상기 제2 산화막의 전기 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전기 전도도보다 낮음)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  20. 기판 상에 n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계와;
    상기 p형 질화물 반도체층 상에 서로 다른 전기 전도도를 갖는 투명 전도성 산화막을 2층 이상을 적층하여 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계는, 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 적층 구조(상기 제2 산화막의 전기 전도도는 제1 및 제3 산화막의 전기 전도도보다 높음)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계는,
    상기 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 3층 구조를 하나의 주기로 하여 상기 3층 구조를 반복하여 적층하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 산화막의 전기 전도도와 상기 제3 산화막의 전기 전도도는 서로 다른 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하는 단계는,
    상기 제1 산화막/제2 산화막/제3 산화막의 3층 구조를 하나의 주기로 하여 상기 3층 구조를 반복하여 적층하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 산화막의 전도도와 상기 제3 산화막의 전도도는 서로 다른 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  23. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막을 형성하기 전에, 상기 p형 질화물 반도체층 상에 컨택 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 컨택 금속층은 Ni, Au, Pt 및 Pd로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  25. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 투명 전도성 산화막은 서로 다른 산소 공공 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
  26. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 투명 전도성 산화물 다층막의 형성 단계에서, 서로 다른 산소 공공 농도를 갖는 투명 전도성 산화막을 적층하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 산소 공공 농도는 상기 투명 전도성 산화막 형성시의 산소 분압에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101252387B1 (ko) * 2008-12-25 2013-04-08 가부시끼가이샤 도시바 반도체 발광 소자

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8878245B2 (en) 2006-11-30 2014-11-04 Cree, Inc. Transistors and method for making ohmic contact to transistors
DE102007019079A1 (de) * 2007-01-26 2008-07-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip
TWI366291B (en) 2007-03-30 2012-06-11 Epistar Corp Semiconductor light-emitting device having stacked transparent electrodes
US9484499B2 (en) 2007-04-20 2016-11-01 Cree, Inc. Transparent ohmic contacts on light emitting diodes with carrier substrates
US8368100B2 (en) 2007-11-14 2013-02-05 Cree, Inc. Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same
KR100903103B1 (ko) * 2007-12-05 2009-06-16 우리엘에스티 주식회사 화합물 반도체를 이용한 발광소자
JP5580972B2 (ja) * 2008-06-06 2014-08-27 デクセリアルズ株式会社 スパッタリング複合ターゲット
US8741715B2 (en) 2009-04-29 2014-06-03 Cree, Inc. Gate electrodes for millimeter-wave operation and methods of fabrication
TW201322489A (zh) * 2011-11-29 2013-06-01 Genesis Photonics Inc 發光二極體元件及覆晶式發光二極體封裝元件
TWI572054B (zh) * 2012-03-16 2017-02-21 晶元光電股份有限公司 高亮度發光二極體結構與其製造方法
TWI509836B (zh) * 2013-10-24 2015-11-21 Lextar Electronics Corp 發光二極體結構
JP2016012611A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 サンケン電気株式会社 半導体発光装置
USD826871S1 (en) 2014-12-11 2018-08-28 Cree, Inc. Light emitting diode device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002314131A (ja) * 2001-04-10 2002-10-25 Showa Denko Kk 透光性電極及びその製造方法並びにそれを用いたｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
KR20050083726A (ko) * 2002-10-08 2005-08-26 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 부품 내장 배선판, 부품 내장 배선판의 제조 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05290635A (ja) * 1992-04-15 1993-11-05 Fuji Xerox Co Ltd 透明導電電極及びその製造方法
DE69433926T2 (de) * 1993-04-28 2005-07-21 Nichia Corp., Anan Halbleitervorrichtung aus einer galliumnitridartigen III-V-Halbleiterverbindung
JPH11300874A (ja) * 1998-04-16 1999-11-02 Mitsui Chem Inc 透明導電性フィルム及び分散型ｅｌ素子
US6693352B1 (en) * 2000-06-05 2004-02-17 Emitronix Inc. Contact structure for group III-V semiconductor devices and method of producing the same
KR100491968B1 (ko) * 2002-03-25 2005-05-27 학교법인 포항공과대학교 갈륨나이트라이드계 광소자의 ｐ형 오믹 전극의 제조방법
JP3807394B2 (ja) * 2003-09-12 2006-08-09 日立電線株式会社 半導体発光素子
JP4507594B2 (ja) * 2003-12-26 2010-07-21 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
JP5011628B2 (ja) * 2004-01-20 2012-08-29 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
US20050179046A1 (en) * 2004-02-13 2005-08-18 Kopin Corporation P-type electrodes in gallium nitride-based light-emitting devices
JP2006179618A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Fujikura Ltd 半導体発光素子およびその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002314131A (ja) * 2001-04-10 2002-10-25 Showa Denko Kk 透光性電極及びその製造方法並びにそれを用いたｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
KR20050083726A (ko) * 2002-10-08 2005-08-26 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 부품 내장 배선판, 부품 내장 배선판의 제조 방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1020050083726 - 714522 *
14314131 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101252387B1 (ko) * 2008-12-25 2013-04-08 가부시끼가이샤 도시바 반도체 발광 소자
US8610158B2 (en) 2008-12-25 2013-12-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US8680566B2 (en) 2008-12-25 2014-03-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device including oxide layers with different oxygen contents
US9147801B2 (en) 2008-12-25 2015-09-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device

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JP5175463B2 (ja) 2013-04-03
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