KR100992728B1 - 발광 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광 소자는 제2 전극층; 상기 제2 전극층 상에 쇼트키 접촉 영역 및 오믹 접촉 영역을 포함하는 제3 도전형의 반도체층; 상기 제3 도전형의 반도체층 상에 제2 도전형의 반도체층; 상기 제2 도전형의 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제1 도전형의 반도체층; 및 상기 제1 도전형의 반도체층 상에 형성되는 제1 전극층이 포함된다.
발광 소자

Description

발광 소자 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 발광 소자로써 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 장치가 많이 연구되고 있다.
LED는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기 신호를 빛으로 변환시키는 것으로, 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 제2 도전형의 반도체층이 적층되어 전원이 인가됨에 따라 상기 활성층에서 빛을 방출한다. 상기 제1 도전형의 반도체층은 n형 반도체층이 되고 상기 제2 도전형의 반도체층은 p형 반도체층이 될 수 있고, 또는 그 반대가 될 수도 있다.
한편, 상기 제1 도전형의 반도체층에 전원을 인가하는 제1 전극층과 상기 제2 도전형의 반도체층에 전원을 인가하는 제2 전극층이 수직 방향으로 배치되는 수직형 LED 구조에서, 상기 제1 전극층의 하측에 전류가 집중되는 현상이 발생될 수 있다.
상기 제1 전극층의 하측에 전류가 집중되는 형상이 발생되는 경우, 동작 전 압이 상승되고, 발광 소자의 수명이 저하되며, 신뢰성이 떨어진다.
또한, 상기 제1 전극층 하측의 활성층에서 주로 빛이 발생됨에 따라, 상기 발생된 빛이 상기 발광 소자 외부로 추출되지 못하고 상기 제1 전극층에서 반사되어 발광 소자 내에서 흡수됨으로써 상기 발광 소자의 광 효율이 저하된다.
실시예는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예는 전류 집중 현상을 제거할 수 있는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예는 안정적인 동작 전압으로 구동될 수 있고, 광 추출 효율이 향상될 수 있는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예는 누설 전류를 감소시킬 수 있는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예에 따른 발광 소자는 제2 전극층; 상기 제2 전극층 상에 쇼트키 접촉 영역 및 오믹 접촉 영역을 포함하는 제3 도전형의 반도체층; 상기 제3 도전형의 반도체층 상에 제2 도전형의 반도체층; 상기 제2 도전형의 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제1 도전형의 반도체층; 및 상기 제1 도전형의 반도체층 상에 형성되는 제1 전극층이 포함된다.
실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 기판 상에 Un-doped GaN층, 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 제2 도전형의 반도체층 및 제3 도전형의 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제3 도전형의 반도체층 상에 마스크층을 형성하고 상기 제3 도전형의 반도체층을 선택적으로 식각하는 단계; 상기 제3 도전형의 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 단계; 및 상기 기판 및 Un-doped GaN층을 제거하고, 상기 제1 도전형의 반도체층 상에 제1 전극층을 형성하는 단계가 포함된다.
실시예는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
실시예는 전류 집중 현상을 제거할 수 있는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
실시예는 안정적인 동작 전압으로 구동될 수 있고, 광 추출 효율이 향상될 수 있는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
실시예는 누설 전류를 감소시킬 수 있는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광 소자 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 5는 실시예에 따른 발광 소자 및 그 제조방법을 설명하는 도면이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자는 제2 전극층(90)과, 상기 제2 전극층(90) 상에 형성된 제3 도전형의 반도체층(60)과, 상기 제3 도전형의 반도체층(60) 상에 형성된 제2 도전형의 반도체층(50), 활성층(40) 및 제1 도전형의 반도체층(30)과, 상기 제1 도전형의 반도체층(30) 상에 형성된 제1 전극층(100)이 포함된다.
상기 제2 전극층(90)은 제1 두께 및 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께로 형성되고, 상기 제2 전극층(90) 상에 형성된 상기 제3 도전형의 반도체층(60)은 제3 두께 및 상기 제3 두께보다 얇은 제4 두께로 형성된다. 여기서, 상기 제3 두께는 100~1000Å으로 형성될 수 있고, 상기 제4 두께는 10~90Å으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 도전형의 반도체층(30)은 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형의 반도체층(50)은 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제3 도전형의 반도체층(60)은 n형 반도체층 또는 Un-doped 질화물 반도체층으로 형성될 수 있다.
상기 제2 전극층(90)의 제1 두께를 갖는 영역 상에 형성된 상기 제3 도전형의 반도체층(60)의 제4 두께를 갖는 영역은 오믹 접촉(ohmic contact) 영역(62)으로 형성되고, 상기 제2 전극층(90)의 제2 두께를 갖는 영역 상에 형성된 상기 제3 도전형의 반도체층(60)의 제3 두께를 갖는 영역은 쇼트키 접촉(schottky contact) 영역(61)으로 형성된다.
상기 쇼트키 접촉 영역(61)과 오믹 접촉 영역(62)은 상기 제3 도전형의 반도체층(60)의 두께에 따라 형성된다.
도 7과 도 8을 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자에서 제3 도전형의 반도체층의 두께에 따라 쇼트키 접촉 영역과 오믹 접촉 영역이 형성되는 것을 설명하기 위한 실험 구조물 및 실험 결과를 설명하는 도면이다.
도 7과 도 8을 참조하면, p형 GaN층(51) 상에 각각 300Å 및 50Å 두께의 n형 GaN층(61)을 형성하고, 상기 n형 GaN층(61) 상에 서로 이격된 복수의 전극층(71)을 형성하였다. 이때, 상기 n형 GaN층(61)은 n형 GaN층 또는 Un-doped GaN층으로 형성될 수 있다.
상기 복수의 전극층(71)들 중 두개의 전극층(71)에 각각 양전압 및 음전압을 인가하면, 전류는 하나의 전극층(71)으로부터 상기 n형 GaN층(61)을 수직 방향으로 지나, 상기 p형 GaN층(51)에서 수평 방향으로 흐른 뒤, 다시 상기 n형 GaN층(61)을 수직 방향으로 지나 다른 하나의 전극층(71)으로 흐른다.
본 실험에서는 상기 두개의 전극층(71)의 간격을 10㎛, 35㎛, 55㎛으로 조정하면서 실험을 하였다.
실험 결과, 상기 n형 GaN층(61)의 두께가 300Å인 경우 쇼트키 배리어 특성을 나타냈으며, 상기 n형 GaN층(61)의 두께가 50Å인 경우 오믹 배리어 특성을 나타내었다.
상기 실험에서 확인된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자에서 상기 제3 도전형의 반도체층(60)의 두께에 따라 상기 오믹 접촉 영역(62)과 상기 쇼트키 접촉 영역(61)이 형성되는 것을 알 수 있다.
상기 오믹 접촉 영역(62)과 상기 쇼트키 접촉 영역(61)은 상기 발광 소자에 흐르는 전류의 경로를 변화시킨다.
예를 들어, 상기 쇼트키 접촉 영역(61)은 상기 제1 전극층(100)과 수직 방향에서 오버랩되는 위치에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 전극층(100)은 상기 제1 도전형의 반도체층(30)의 상면 중앙부에 형성되고, 상기 쇼트키 접촉 영역(61)은 상기 제3 도전형의 반도체층(60)의 중앙부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 쇼트키 접촉 영역(61)은 상기 제3 도전형의 반도체층(60)의 주변부에 형성될 수도 있고, 상기 쇼트키 접촉 영역(61)은 상기 제3 도전형의 반도체층(60)에 복수개가 형성될 수 있다.
한편, 상기 쇼트키 접촉 영역(61)은 저항이 크기 때문에 전류가 거의 흐르지 않고, 상기 오믹 접촉 영역(62)은 저항이 작기 때문에 전류가 쉽게 흐를 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광 소자에서, 상기 쇼트키 접촉 영역(61)이 상기 제3 도전형의 반도체층(60)의 주변부에 형성되는 경우, 상기 발광 소자의 주변부 또는 측면에 흐르는 전류를 감소시켜 전류 누설을 감소시킬 수 있다.
따라서, 도 5에 점선으로 도시된 바와 같이, 상기 제2 전극층(90)으로부터 상기 제1 전극층(100)으로 흐르는 전류는 상기 쇼트키 접촉 영역(61)을 통해서는 거의 흐르지 않고, 상기 오믹 접촉 영역(62)을 통해 상기 제1 전극층(100)으로 흐른다.
상기 제2 전극층(90)은 도전성 기판과, 상기 도전성 기판 상에 형성된 반사 전극층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 도전성 기판은 구리(Cu), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있고, 상기 반사 전극층은 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)으로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자에서 상기 쇼트키 접촉 영역(61)이 상기 제1 전극층(100)과 수직 방향으로 오버랩되는 위치에 형성되는 경우, 상기 제2 전극층(90)에서 상기 제1 전극층(100)으로 흐르는 전류는 상기 제1 전극층(100)의 수직 방향으로만 집중되어 흐르지 않고, 수평 방향으로도 분산되어 상기 제2 도전형의 반도체층(50), 활성층(40) 및 제1 도전형의 반도체층(30)의 넓은 영역으로 퍼져 흐르게 된다.
따라서, 상기 제1 전극층(100)의 수직 방향으로 전류가 집중되어 흐르는 전류 집중 현상을 방지할 수 있고, 결과적으로 발광 소자가 안정적인 동작 전압으로 구동될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제1 전극층(100)의 수직 방향으로 전류가 집중되어 흐르는 경우, 상기 제1 전극층(100)의 하측에 위치한 상기 활성층(40)의 영역에서 주로 빛이 발생되는데, 상기 제1 전극층(100)의 하측에서 발생된 빛은 상기 제1 전극층(100)에 흡수되어 광량이 저하되거나 상기 제1 전극층(100)에 반사되어 상기 발광 소자의 내부에서 소멸될 가능성이 높다.
그러나, 실시예에 따른 발광 소자에서는, 상기 제2 도전형의 반도체층(50) 아래에 상기 쇼트키 접촉 영역(61) 및 오믹 접촉 영역(62)을 형성함으로써, 상기 제2 전극층(90)에서 상기 제1 전극층(100)으로 흐르는 전류가 수평 방향으로 넓게 퍼져 흐르도록 한다. 따라서, 상기 활성층(40)의 넓은 영역에서 빛이 발생되기 때문에, 상기 활성층(40)의 영역에서 발생된 빛이 상기 제1 전극층(100)에 흡수되거나 상기 제1 전극층(100)에 의해 반사되어 상기 발광 소자의 내부에서 소멸될 가능성이 적다. 따라서, 실시예에 따른 발광 소자는 광 효율이 증가될 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판(10) 상에 Un-doped GaN층(20), 제1 도전형의 반도체층(30), 활성층(40), 제2 도전형의 반도체층(50) 및 제3 도전형의 반도체층(60)을 형성한다. 또한, 상기 기판(10)과 상기 Un-doped GaN층(20) 사이에는 버퍼층(미도시)가 더 형성될 수도 있다.
상기 기판(10)은 사파이어(Al2O3), Si, SiC, GaAs, ZnO, MgO 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.
상기 버퍼층은 AlInN/GaN, InxGa1-xN/GaN, AlxInyGa1-x-yN/InxGa1-xN/GaN 등과 같은 적층 구조를 이루는 멀티층으로 형성될 수도 있고, 예를 들어, 트리메틸 갈륨(TMGa)과 트리메틸 인듐(TMIn) 및 트리메틸 알루미늄(TMAl)을 수소 가스 및 암모 니아 가스와 함께 상기 챔버 내부로 주입시킴으로써 성장시킬 수 있다.
상기 Un-doped GaN층(20)은 트리메틸 갈륨(TMGa)을 수소 가스 및 암모니아 가스와 함께 상기 챔버에 주입하여 성장시킬 수 있다.
상기 제1 도전형의 반도체층(30)은 제1 도전형의 불순물 이온이 주입된 질화물 반도체층이 될 수 있고, 예를 들어, n형 불순물 이온이 주입된 반도체층이 될 수 있다. 상기 제1 도전형의 반도체층(30)은 트리메틸 갈륨(TMGa), n형 불순물(예를 들어, Si)을 포함하는 사이렌 가스(SiN4)를 수소 가스 및 암모니아 가스와 함께 상기 챔버에 주입하여 성장시킬 수 있다.
상기 활성층(40)은 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물(Multi-Quantum Well) 구조로 형성될 수 있고, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 적층구조로 형성될 수도 있다.
상기 제2 도전형의 반도체층(50)은 제2 도전형의 불순물 이온이 주입된 질화물 반도체층이 될 수 있고, 예를 들어, p형 불순물 이온이 주입된 반도체층이 될 수 있다. 상기 제2 도전형의 반도체층(50)은 트리메틸 갈륨(TMGa), p형 불순물(예를 들어, Mg)을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}을 수소 가스 및 암모니아 가스와 함께 상기 챔버에 주입하여 성장시킬 수 있다.
상기 제3 도전형의 반도체층(60)은 제3 도전형의 불순물 이온이 주입된 질화물 반도체층이 될 수 있고, 예를 들어, n형 불순물 이온이 주입된 반도체층이 될 수 있다. 상기 제3 도전형의 반도체층(60)은 상기 제1 도전형의 반도체층(30)과 마찬가지로 트리메틸 갈륨(TMGa), n형 불순물(예를 들어, Si)을 포함하는 사이렌 가스(SiN4)을 수소 가스 및 암모니아 가스와 함께 상기 챔버에 주입하여 성장시킬 수 있다.
그리고, 상기 제3 도전형의 반도체층(60) 상에 마스크층(70)를 형성한다. 상기 마스크층(70)은 상기 제3 도전형의 반도체층(60)을 선택적으로 식각하기 위해 형성된다.
도 2를 참조하면, 상기 마스크층(70)을 마스크로 하여 상기 제3 도전형의 반도체층(60)을 선택적으로 식각한다.
예를 들어, 상기 제3 도전형의 반도체층(60)은 100~1000Å의 두께로 형성될 수 있으며, 상기 마스크층(70)을 마스크로 하여 상기 제3 도전형의 반도체층(60)이 10~90Å의 두께를 갖도록 선택적으로 식각한다.
따라서, 상기 제3 도전형의 반도체층(60)은 상기 제3 두께와 상기 제3 두께보다 얇은 제4 두께로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제3 도전형의 반도체층(60)을 선택적으로 식각한 후, 상기 제3 도전형의 반도체층(60) 상에 제2 전극층(90)을 형성한다.
상기 제2 전극층(90)은 Ni, Pd, Pt 등과 같은 금속으로 형성되거나, Ag, Al APC 등의 반사 전극층으로 형성될 수 있고, 또는 도전성 기판으로 형성될 수도 있다. 이때, 상기 제2 도전형의 반도체층(50) 상에 상기 반사 전극층을 형성하고, 상기 반사 전극층 상에 상기 도전성 기판을 형성한다.
도 4를 참조하면, 상기 제2 전극층(90)을 형성한 후, 상기 기판(10) 및 Un-doped GaN층(20)을 제거한다. 버퍼층이 형성된 경우에 상기 버퍼층도 제거된다.
도 5을 참조하면, 상기 제1 도전형의 반도체층(30) 상에 상기 제1 전극층(100)을 형성한다.
상기 제1 전극층(100)은 예를 들어, 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.
이와 같은 방법으로 실시예에 따른 발광 소자가 제조될 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 발광 소자의 광 추출 효율을 설명하는 도면이다.
도 6에서, X축은 도 5의 단면도에서 상기 발광 소자의 좌측 끝단부터 우측 끝단까지의 거리를 나타낸 것으로, 0~50㎛, 225~275㎛, 450~500㎛에 대응되는 부분에 상기 쇼트키 접촉 영역(61)이 배치된다. Y축은 상기 발광 소자에서 생성되는 빛의 양을 1이라고 할때, 상기 발광 소자에서 추출되는 빛의 양을 상대적으로 나타낸 값이다.
도 6에서 발광 소자의 기존 구조는 상기 제2 도전형의 반도체층(50)과 제2 전극층(90) 사이에 상기 제3 도전형의 반도체층(60)이 형성되지 않는 구조를 말하며, 발광 소자의 기존 구조에서는 전류가 중앙부로 갈수록 많이 흐르기 때문에 상기 제1 전극층(100)과 수직 방향에서 오버랩되는 상기 활성층(40)의 영역에서 가장 많은 빛이 발생되고 추출된다.
한편, 본 발명의 구조에서는 전류가 상기 쇼트키 접촉 영역(61)과 쇼트키 접촉 영역(61) 사이의 상기 오믹 접촉 영역(62)을 통해 주로 흐르기 때문에, 상기 오 믹 접촉 영역(62)이 형성된 영역에 대응하는 위치의 활성층(40)에서 가장 많은 빛이 발생되고 추출된다.
상기 제1 전극층(100)과 수직 방향에서 오버랩되는 활성층(40)의 영역에서 발생된 빛은 상기 제1 전극층(100)에서 흡수되어 광량이 저하되거나 상기 제1 전극층(100)에서 반사되어 상기 발광 소자 내에서 소모될 가능성이 높다.
반면에, 본 발명의 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극층(100)과 수직 방향에서 오버랩되지 않은 상기 활성층(40)의 영역에서 많은 빛이 발생되므로, 상기 제1 전극층(100)에서 반사되어 상기 발광 소자 내에서 소모되는 빛이 감소될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 내지 도 5는 실시예에 따른 발광 소자 및 그 제조방법을 설명하는 도면.
도 6은 실시예에 따른 발광 소자를 광 추출 특성을 설명하는 도면.
도 7과 도 8은 실시예에 따른 발광 소자에서, 오믹 접촉 영역과 쇼트키 접촉 영역를 설명하는 도면.

Claims (13)

  1. 제2 전극층;
    상기 제2 전극층 상에 쇼트키 접촉 영역 및 오믹 접촉 영역을 포함하는 제3 도전형의 반도체층;
    상기 제3 도전형의 반도체층 상에 제2 도전형의 반도체층;
    상기 제2 도전형의 반도체층 상에 활성층;
    상기 활성층 상에 제1 도전형의 반도체층; 및
    상기 제1 도전형의 반도체층 상에 형성되는 제1 전극층이 포함되는 발광 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 도전형의 반도체층은 n형 반도체층이고, 상기 제2 도전형의 반도체층은 p형 반도체층이고, 상기 제3 도전형의 반도체층은 n형 반도체층 또는 Un-doped 반도체층인 발광 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 쇼트키 접촉 영역은 상기 제3 도전형의 반도체층의 중앙부에 형성되고, 상기 쇼트키 접촉 영역의 주위에 오믹 접촉 영역이 형성되는 발광 소자.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 쇼트키 접촉 영역은 상기 제3 도전형의 반도체층의 주변부에 형성되는 발광 소자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극층과 상기 쇼트키 접촉 영역은 적어도 일부분이 수직 방향에서 오버랩되는 발광 소자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 오믹 접촉 영역 아래의 상기 제2 전극층은 제1 두께로 형성되고, 상기 쇼트키 접촉 영역 아래의 상기 제2 전극층은 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께로 형성된 발광 소자.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 쇼트키 접촉 영역은 제3 두께로 형성되고, 상기 오믹 접촉 영역은 상기 제3 두께보다 얇은 제4 두께로 형성되는 발광 소자.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제3 두께는 100~1000Å로 형성되고, 상기 제4 두께는 10~90Å로 형성되는 발광 소자.
  9. 기판 상에 Un-doped GaN층, 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 제2 도전형의 반도체층 및 제3 도전형의 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제3 도전형의 반도체층 상에 마스크층을 형성하고 상기 제3 도전형의 반도체층을 선택적으로 식각하는 단계;
    상기 제3 도전형의 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 단계; 및
    상기 기판 및 Un-doped GaN층을 제거하고, 상기 제1 도전형의 반도체층 상에 제1 전극층을 형성하는 단계가 포함되는 발광 소자 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제3 도전형의 반도체층은 제3 두께로 형성된 쇼트키 접촉 영역과, 상기 제3 두께보다 얇은 제4 두께로 형성된 오믹 접촉 영역을 포함하는 발광 소자 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제3 두께는 100~1000Å이고, 상기 제4 두께는 10~90Å인 발광 소자 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 도전형의 반도체층은 n형 반도체층이고, 상기 제2 도전형의 반도체층은 p형 반도체층이고, 상기 제3 도전형의 반도체층은 n형 반도체층 또는 Un-doped 반도체층인 발광 소자 제조방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 전극층과 상기 쇼트키 접촉 영역은 적어도 일부분이 수직 방향에서 오버랩되는 발광 소자 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230030150A (ko) * 2021-08-25 2023-03-06 인하대학교 산학협력단 반도체 발광 다이오드 및 그의 제조 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140027836A (ko) * 2012-08-27 2014-03-07 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
CN108565320B (zh) * 2018-01-12 2019-09-27 厦门乾照光电股份有限公司 一种发光二极管及其制备方法
US11362237B2 (en) 2020-06-02 2022-06-14 Facebook Technologies, Llc High-efficiency red micro-LED with localized current aperture

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100723150B1 (ko) * 2005-12-26 2007-05-30 삼성전기주식회사 수직구조 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
KR100730755B1 (ko) 2006-05-12 2007-06-21 서울옵토디바이스주식회사 수직형 발광소자 제조 방법 및 그 수직형 발광소자

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW253999B (ko) * 1993-06-30 1995-08-11 Hitachi Cable
TWI276230B (en) * 2001-12-04 2007-03-11 Epitech Corp Ltd Structure and manufacturing method of light emitting diode
CN100521261C (zh) * 2002-11-29 2009-07-29 三垦电气株式会社 半导体发光元件及其制造方法
KR20050060740A (ko) * 2003-12-17 2005-06-22 엘지전자 주식회사 질화물 반도체 발광 다이오드 및 그의 제조 방법
TWI244220B (en) * 2004-02-20 2005-11-21 Epistar Corp Organic binding light-emitting device with vertical structure
US20060002442A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Kevin Haberern Light emitting devices having current blocking structures and methods of fabricating light emitting devices having current blocking structures
KR20050029167A (ko) 2005-02-17 2005-03-24 이강재 광결정 공진기를 갖는 질화물반도체 발광소자
KR100638819B1 (ko) 2005-05-19 2006-10-27 삼성전기주식회사 광추출효율이 개선된 수직구조 질화물 반도체 발광소자
KR20070012930A (ko) 2005-07-25 2007-01-30 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
DE102005061346A1 (de) 2005-09-30 2007-04-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
KR100640497B1 (ko) 2005-11-24 2006-11-01 삼성전기주식회사 수직 구조 질화갈륨계 발광다이오드 소자
DE102006034847A1 (de) * 2006-04-27 2007-10-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
KR100878979B1 (ko) 2007-01-18 2009-01-14 광주과학기술원 광결정 구조를 가지는 발광 다이오드
KR20100003469A (ko) 2008-07-01 2010-01-11 삼성전기주식회사 Ｌｅｄ 패키지

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100723150B1 (ko) * 2005-12-26 2007-05-30 삼성전기주식회사 수직구조 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
KR100730755B1 (ko) 2006-05-12 2007-06-21 서울옵토디바이스주식회사 수직형 발광소자 제조 방법 및 그 수직형 발광소자

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230030150A (ko) * 2021-08-25 2023-03-06 인하대학교 산학협력단 반도체 발광 다이오드 및 그의 제조 방법
KR102618972B1 (ko) * 2021-08-25 2023-12-29 인하대학교 산학협력단 반도체 발광 다이오드 및 그의 제조 방법

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