KR100878418B1 - 수직구조 질화물 반도체 발광 소자 및 제조방법 - Google Patents
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- 제1 도전형 질화물층 및 제2 도전형 질화물층과 그 사이에 형성된 활성층을 포함하는 발광구조물;상기 발광구조물에서 상기 제1 도전형 질화물층의 노출면의 일 영역에 형성된 전극부;상기 발광구조물에서 상기 제2 도전형 질화물층의 노출면에 형성된 고반사성 오믹콘택층;상기 고반사성 오믹콘택층 상에 형성되며, 상기 고반사성 오믹콘택층 영역이 노출되도록 다수의 오픈영역을 갖는 절연성 패턴구조로 이루어진 응력완화층; 및상기 다수의 오픈영역을 통해 상기 고반사성 오믹콘택층과 전기적으로 접속되도록 상기 응력완화층 상에 형성된 도전성 기판을 포함하며,상기 응력완화층을 이루는 물질은 상기 도전성 기판을 이루는 물질보다 열팽창계수가 작은 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제1 도전형 질화물층 및 제2 도전형 질화물층과 그 사이에 형성된 활성층을 포함하는 발광구조물;상기 발광구조물에서 상기 제1 도전형 질화물층의 노출면의 일 영역에 형성된 전극부;상기 발광구조물에서 상기 제2 도전형 질화물층의 노출면에 형성된 고반사성 오믹콘택층;상기 고반사성 오믹콘택층 상에 형성된 금속배리어층상기 금속배리어층 상에 형성되며, 상기 금속배리어층 영역이 노출되도록 다수의 오픈영역을 갖는 절연성 패턴구조로 이루어진 응력완화층; 및상기 다수의 오픈영역을 통해 상기 금속배리어층과 전기적으로 접속되도록 상기 응력완화층 상에 형성된 도전성 기판을 포함하며,상기 응력완화층을 이루는 물질은 상기 도전성 기판을 이루는 물질보다 열팽창계수가 작은 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제2항에 있어서,상기 금속 배리어층은, 텅스텐(W)계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제2항에 있어서,상기 금속배리어층과 상기 응력완화층 사이에 상기 금속배리어층의 전기전도도보다 큰 전기전도도를 갖는 고전도성 금속층을 더 포함하며, 상기 도전성 기판은 상기 다수의 오픈영역을 통해 상기 고전도성 금속층과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제4항에 있어서,상기 고전도성 금속층은 Au으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제4항에 있어서,상기 도전성 기판은 도금층이며, 상기 다수의 오픈영역을 통해 상기 고전도성 금속층과 접촉하며 상기 응력완화층 상에 형성된 시드금속층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제6항에 있어서,상기 시드금속층은 Au으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,상기 응력완화층은, 유기물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,상기 응력완화층을 이루는 물질은 상기 발광구조물을 이루는 물질보다 열팽창계수가 작은 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,상기 응력완화층은, SiO2, Al2O3, SiN으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,상기 응력완화층의 두께는 4000 ~ 8000Å인 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,상기 도전성 기판은, 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제12항에 있어서,상기 도전성 기판은 Cu, Ni, Au, W 및 Ti으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,상기 도전성 기판의 두께는 50 ~ 100㎛인 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,상기 고반사성 오믹콘택층은 Ag, Ni, Al, Ph, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어도 하나의 층을포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 제1항에 있어서,상기 제1 도전형 질화물층은, n형 불순물이 도핑된 질화물 반도체층이며, 상기 제2 도전형 질화물층은 p형 불순물이 도핑된 질화물 반도체층인 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자.
- 질화물 단결정 성장용 예비기판 상에 제1 도전형 질화물층, 활성층 및 제2 도전형 질화물층을 순차적으로 성장시키는 단계;상기 제2 도전형 질화물층 상에 고반사성 오믹콘택층을 형성하는 단계;상기 고반사성 오믹콘택층 상에 상기 고반사성 오믹콘택층 영역이 노출되도록 다수의 오픈영역을 갖는 절연성 패턴구조로 이루어진 응력완화층을 형성하는 단계;상기 응력완화층 상에 상기 다수의 오픈영역을 통해 상기 고반사성 오믹콘택층과 전기적으로 접속되도록 도전성 기판을 형성하는 단계;상기 제1 도전형 질화물층이 노출되도록 상기 예비기판을 제거하는 단계; 및상기 제1 도전형 질화물층의 노출된 영역 중 일부 영역에 전극부를 형성하는 단계를 포함하며,상기 응력완화층을 이루는 물질은 상기 도전성 기판을 이루는 물질보다 열팽창계수가 작은 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 질화물 단결정 성장용 예비기판 상에 제1 도전형 질화물층, 활성층 및 제2 도전형 질화물층을 순차적으로 성장시키는 단계;상기 제2 도전형 질화물층 상에 고반사성 오믹콘택층을 형성하는 단계;상기 고반사성 오믹콘택층 상에 금속배리어층을 형성하는 단계;상기 금속배리어층 상에 상기 금속배리어층 영역이 노출되도록 다수의 오픈영역을 갖는 절연성 패턴구조로 이루어진 응력완화층을 형성하는 단계;상기 응력완화층 상에 상기 다수의 오픈영역을 통해 상기 금속배리어층과 전기적으로 접속되도록 도전성 기판을 형성하는 단계;상기 제1 도전형 질화물층이 노출되도록 상기 예비기판을 제거하는 단계; 및상기 제1 도전형 질화물층의 노출된 영역 중 일부 영역에 전극부를 형성하는 단계를 포함하며,상기 응력완화층을 이루는 물질은 상기 도전성 기판을 이루는 물질보다 열팽창계수가 작은 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제18항에 있어서,상기 금속배리어층은, 텅스텐(W)계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제18항에 있어서,상기 응력완화층 형성하는 단계와 상기 금속배리어층을 형성하는 단계 사이에 상기 금속배리어층의 전기전도도보다 큰 전기전도도를 갖는 고전도성 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 도전성 기판은 상기 다수의 오픈영역을 통해 상기 고전도성 금속층과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제20항에 있어서,상기 고전도성 금속층은 Au으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제20항에 있어서,상기 도전성 기판을 형성하는 단계는 도금공정이며, 상기 응력완화층을 형성 하는 단계 후, 상기 다수의 오픈영역을 통해 상기 고전도성 금속층과 접촉하며 상기 응력완화층 상에 시드금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제22항에 있어서,상기 시드금속층은 Au으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서,상기 응력완화층은, 유기물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서,상기 응력완화층을 이루는 물질은 상기 제1 도전형 질화물층, 활성층 및 제2 도전형 질화물층을 이루는 물질보다 열팽창계수가 작은 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제25항에 있어서,상기 응력완화층은, SiO2, Al2O3, SiN으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서,상기 응력완화층을 형성하는 단계는, 상기 응력완화층의 두께가 4000 ~ 8000Å이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서,상기 도전성 기판은, 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 질화물 단결정 성장용 예비기판 상에 제1 도전형 질화물층, 활성층 및 제2 도전형 질화물층을 순차적으로 성장시키는 단계;상기 제2 도전형 질화물층 상에 고반사성 오믹콘택층을 형성하는 단계;상기 고반사성 오믹콘택층 상에 상기 고반사성 오믹콘택층 영역이 노출되도록 다수의 오픈영역을 갖는 절연성 패턴구조로 이루어진 응력완화층을 형성하는 단계;상기 응력완화층 상에 상기 다수의 오픈영역을 통해 상기 고반사성 오믹콘택층과 전기적으로 접속되도록 도전성 기판을 형성하는 단계;상기 제1 도전형 질화물층이 노출되도록 상기 예비기판을 제거하는 단계; 및상기 제1 도전형 질화물층의 노출된 영역 중 일부 영역에 전극부를 형성하는 단계를 포함하며,상기 응력완화층을 이루는 물질은 상기 도전성 기판을 이루는 물질보다 열팽창계수가 작으며, 상기 도전성 기판은 Cu, Ni, Au, W 및 Ti으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서,상기 도전성 기판을 형성하는 단계는, 상기 도전성 기판의 두께가 50 ~ 100㎛이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서,상기 고반사성 오믹콘택층을 형성하는 단계는 Ag, Ni, Al, Ph, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어 도 하나의 층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서,상기 제1 도전형 질화물층은, n형 불순물이 도핑된 질화물 반도체층이며, 상기 제2 도전형 질화물층은 p형 불순물이 도핑된 질화물 반도체층인 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
- 제17항에 있어서,상기 예비기판을 제거하는 단계는, 레이저 리프트오프 공정에 의하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화물 반도체 발광소자 제조방법.
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