KR101241331B1

KR101241331B1 - Nitride based LED and method of manufacturing the same

Info

Publication number: KR101241331B1
Application number: KR1020060086172A
Authority: KR
Inventors: 김봉구
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사; 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2013-03-08
Also published as: KR20080022684A

Abstract

본 발명은 질화물계 발광 소자에 관한 것으로 특히, 발광 소자의 발광 효율과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 질화물계 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명은, 질화물계 발광 소자의 제조방법에 있어서, 기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 버퍼층 상에 다수의 아일랜드 형상의 마스크층을 형성하는 단계와; 상기 마스크층 상에 반도체층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The present invention relates to a nitride-based light emitting device, and more particularly to a nitride-based light emitting device that can improve the luminous efficiency and reliability of the light emitting device. The present invention provides a method of manufacturing a nitride-based light emitting device comprising the steps of: forming a buffer layer on a substrate; Forming a plurality of island-shaped mask layers on the buffer layer; It is preferably configured to include the step of forming a semiconductor layer on the mask layer.

발광 소자, 마스크층, 발광층, 전위, LED. Light emitting element, mask layer, light emitting layer, potential, LED.

Description

질화물계 발광 소자 및 그 제조방법{Nitride based LED and method of manufacturing the same}Nitride-based light emitting device and method of manufacturing the same

도 1 및 도 2는 종래의 발광 소자의 제조 단계를 나타내는 단면도로서,1 and 2 are cross-sectional views showing a manufacturing step of a conventional light emitting device,

도 1은 기판 상에 버퍼층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a state where a buffer layer is formed on a substrate.

도 2는 버퍼층 위에 반도체층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a state in which a semiconductor layer is formed on a buffer layer.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 발광 소자의 제조 단계를 나타내는 단면도로서,3 to 6 are cross-sectional views showing the manufacturing steps of the light emitting device of the present invention.

도 3은 기판 상에 버퍼층과 마스크층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a buffer layer and a mask layer are formed on a substrate.

도 4는 기판 상에 버퍼층과 마스크층을 형성한 상태를 나타내는 평면도이다.4 is a plan view showing a state in which a buffer layer and a mask layer are formed on a substrate.

도 5는 마스크층 상에 반도체층을 형성하는 초기상태를 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing an initial state of forming a semiconductor layer on a mask layer.

도 6은 마스크층 상에 반도체층이 형성된 상태를 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a state in which a semiconductor layer is formed on a mask layer.

도 7은 본 발명의 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing an example of the light emitting device of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>

10 : 기판 20 : 버퍼층10 substrate 20 buffer layer

30 : 마스크층 40 : 반도체층30 mask layer 40 semiconductor layer

50 : 제1전도성 반도체층 60 : 발광층50: first conductive semiconductor layer 60: light emitting layer

70 : 제2전도성 반도체층70 second conductive semiconductor layer

본 발명은 질화물계 발광 소자에 관한 것으로 특히, 발광 소자의 결정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 질화물계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nitride-based light emitting device, and more particularly to a nitride-based light emitting device that can improve the crystallinity and reliability of the light emitting device.

발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화 된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다.Light Emitting Diodes (LEDs) are well-known semiconductor light emitting devices that convert current into light.In 1962, red LEDs using GaAsP compound semiconductors were commercialized, along with GaP: N series green LEDs. It has been used as a light source for display images of electronic devices, including.

이러한 LED에 의해 방출되는 광의 파장은 LED를 제조하는데 사용되는 반도체 재료에 따른다. 이는 방출된 광의 파장이 가전자대(valence band) 전자들과 전도대(conduction band) 전자들 사이의 에너지 차를 나타내는 반도체 재료의 밴드갭(band-gap)에 따르기 때문이다. The wavelength of light emitted by such LEDs depends on the semiconductor material used to make the LEDs. This is because the wavelength of the emitted light depends on the band-gap of the semiconductor material, which represents the energy difference between the valence band electrons and the conduction band electrons.

질화 갈륨 화합물 반도체(Gallium Nitride: GaN)는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭(0.8 ~ 6.2eV)을 가지고 있어, LED를 포함한 고출력 전자부품 소자 개발 분야에서 많은 주목을 받아왔다. Gallium nitride compound semiconductors (Gallium Nitride (GaN)) have high thermal stability and wide bandgap (0.8 to 6.2 eV), which has attracted much attention in the development of high-power electronic components including LEDs.

이에 대한 이유 중 하나는 GaN이 타 원소들(인듐(In), 알루미늄(Al) 등)과 조합되어 녹색, 청색 및 백색광을 방출하는 반도체 층들을 제조할 수 있기 때문이다.One reason for this is that GaN can be combined with other elements (indium (In), aluminum (Al), etc.) to produce semiconductor layers that emit green, blue and white light.

이와 같이 방출 파장을 조절할 수 있기 때문에 특정 장치 특성에 맞추어 재 료의 특징들에 맞출 수 있다. 예를 들어, GaN를 이용하여 광기록에 유익한 청색 LED와 백열등을 대치할 수 있는 백색 LED를 만들 수 있다. This adjustable emission wavelength allows the material to be tailored to specific device characteristics. For example, GaN can be used to create a white LED that can replace the blue LEDs and incandescent lamps that are beneficial for optical recording.

이러한 GaN 계열 물질의 이점들로 인해, GaN 계열의 LED 시장이 급속히 성장하고 있다. 따라서, 1994년에 상업적으로 도입한 이래로 GaN 계열의 광전자장치 기술도 급격히 발달하였다. Due to the advantages of these GaN-based materials, the GaN-based LED market is growing rapidly. Therefore, since commercial introduction in 1994, GaN-based optoelectronic device technology has rapidly developed.

상술한 바와 같은 GaN 계열 물질을 이용한 LED의 휘도 또는 출력은 크게, 활성층의 구조, 빛을 외부로 추출할 수 있는 광추출 효율, LED 칩의 크기, 램프 패키지 조립 시 몰드(mold)의 종류 및 각도, 형광물질 등에 의해서 좌우된다.The brightness or output of the LED using the GaN-based material as described above is large, the structure of the active layer, the light extraction efficiency to extract light to the outside, the size of the LED chip, the type and angle of the mold (mold) when assembling the lamp package , Fluorescent material and the like.

이러한 GaN 계열 물질을 이용한 LED 개발에 있어서 고출력, 고효율의 LED를 제작하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있다. 이를 위해서는 고품질의 박막 제조가 필수적이며, 이를 위해서 발광층의 하부에 성장되는 GaN 버퍼층의 결정성이 매우 중요한 역할을 하게 된다. In developing LEDs using GaN-based materials, much effort has been made to produce high-output, high-efficiency LEDs. For this purpose, it is essential to manufacture high quality thin films, and for this purpose, the crystallinity of the GaN buffer layer grown under the light emitting layer plays a very important role.

통상, 이러한 GaN 버퍼층은 이종 기판인 사파이어(sapphire)를 주로 이용하게 되나, 이러한 사파이어 기판 위에 성장되는 GaN 박막은 격자상수가 다르기 때문에 많은 전위(dislocation)가 발생될 수 있다. In general, the GaN buffer layer mainly uses sapphire, which is a heterogeneous substrate, but a large dislocation may occur because the GaN thin film grown on the sapphire substrate has a different lattice constant.

이러한 전위는 LED의 발광에 좋지 않은 영향을 미치기 때문에 고출력, 고휘도 LED에서는 사파이어 기판 위에 GaN 박막을 성장할 때 전위의 밀도를 줄이는 것이 요구되어진다.Since these potentials adversely affect the light emission of the LED, it is required to reduce the density of the potential when growing the GaN thin film on the sapphire substrate in high-power, high-brightness LED.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 이러한 LED 구조의 구현을 위해 사파이어 기판(1) 위에 성장하는 GaN 버퍼층의 경우, GaN 박막의 성장에 핵(seed)을 제공할 수 있는 저온에서 성장시킨 버퍼층(2)을 이용하게 된다. As shown in FIG. 1, in the case of the GaN buffer layer grown on the sapphire substrate 1 to realize such an LED structure, the buffer layer 2 grown at a low temperature capable of providing a seed to the growth of the GaN thin film is provided. Will be used.

이렇게 저온 버퍼층(2)을 성장시킨 상태에서 온도를 상승시켜 저온 버퍼층(2)의 결정성을 향상시키고, 그 이후에 고온에서 GaN 박막(3)을 성장시키게 된다. 도 2는 상기 저온 버퍼층(2)과 그 위에 고온에서 성장시킨 GaN 박막(3)을 나타내고 있다.Thus, the temperature is raised in the state where the low temperature buffer layer 2 is grown to improve the crystallinity of the low temperature buffer layer 2, and then the GaN thin film 3 is grown at a high temperature. Fig. 2 shows the low temperature buffer layer 2 and the GaN thin film 3 grown at high temperature thereon.

이러한 이중 성장 법(two step growth)으로 성장된 GaN 박막(3)은, 도 2에서 나타나는 바와 같이, 이러한 고온의 GaN 박막(3)을 성장시키기 위해 사용한 저온 버퍼층(2)에서 발생한 전위(4)가 그대로 고온에 성장되는 GaN 박막(3)으로 이어지게 되며, 이러한 전위(4)는 LED 소자의 성능에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. As shown in FIG. 2, the GaN thin film 3 grown by such a two step growth method has a potential 4 generated in the low temperature buffer layer 2 used to grow such a high temperature GaN thin film 3. This leads to the GaN thin film 3 that is grown at a high temperature as it is, such a potential (4) will adversely affect the performance of the LED device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 버퍼층 성장시 전위 밀도를 감소시킴으로써, 고품질의 박막 성장이 가능하고, 이를 이용한 발광 소자의 발광 효율을 증가시킬 수 있는 질화물계 발광 소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a nitride-based light emitting device and a method for manufacturing the same, which can increase the luminous efficiency of the light emitting device using a high-quality thin film growth by reducing the dislocation density during growth of the buffer layer. have.

상기와 같은 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은, 질화물계 발광 소자의 제조방법에 있어서, 기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 버퍼층 상에 다수의 아일랜드 형상의 마스크층을 형성하는 단계와; 상기 마스크층 상에 반도체층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above technical problem, the present invention, a method for manufacturing a nitride-based light emitting device, comprising the steps of forming a buffer layer on a substrate; Forming a plurality of island-shaped mask layers on the buffer layer; It is preferably configured to include the step of forming a semiconductor layer on the mask layer.

상기 마스크층은, 질화물로 형성될 수 있으며, 특히, MgN, SiN, 및 ZnN 중 어느 하나일 수 있다.The mask layer may be formed of nitride, and in particular, may be any one of MgN, SiN, and ZnN.

상기 마스크층은, 상기 버퍼층 상의 임의의 위치에 형성될 수 있다. 즉, 상기 버퍼층의 각각의 아일랜드 형상의 일부 또는 전체를 덮을 수 있다.The mask layer may be formed at any position on the buffer layer. That is, it may cover part or all of each island shape of the buffer layer.

상기 버퍼층을 형성하는 단계 이후에는, 상기 버퍼층을 열처리 하는 단계가 더 포함될 수 있고, 이러한 5 내지 1000Å의 두께로 형성될 수 있다.After forming the buffer layer, the step of heat-treating the buffer layer may be further included, it may be formed to a thickness of 5 to 1000 이러한.

또한, 상기 마스크층은, 900 내지 1200℃에서 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the mask layer is preferably formed at 900 to 1200 ℃.

상기와 같은 기술적 과제를 이루기 위한 다른 관점으로서, 본 발명은, 질화물계 발광 소자에 있어서, 기판 상에 형성되는 버퍼층과; 상기 버퍼층 상의 임의의 위치에 형성되는 다수의 아일랜드 형상의 마스크층과; 상기 마스크층 상에 형성되는 반도체층을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.As another aspect for achieving the above technical problem, the present invention, a nitride-based light emitting device, the buffer layer formed on the substrate; A plurality of island-shaped mask layers formed at arbitrary positions on the buffer layer; It is preferable to comprise the semiconductor layer formed on the said mask layer.

상기 반도체층 상에는, 제1전도성 반도체층과; 상기 제1전도성 반도체층 상에 위치하는 발광층과; 상기 발광층 위에 위치하는 제2전도성 반도체층과; 상기 제1전도성 반도체층이 드러난 개구부에 위치하는 제1전극과; 상기 제2전도성 반도체층 위에 위치하는 제2전극을 더 포함되어 구성될 수 있다.A first conductive semiconductor layer on the semiconductor layer; A light emitting layer on the first conductive semiconductor layer; A second conductive semiconductor layer on the light emitting layer; A first electrode positioned in the opening in which the first conductive semiconductor layer is exposed; It may be configured to further include a second electrode positioned on the second conductive semiconductor layer.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에서 도시하는 바와 같이, 기판(10) 위에 버퍼층(20)이 형성되고, 이러한 버퍼층(20) 위에는 마스크층(30)이 임의의 위치에 형성된다.As shown in FIG. 3, a buffer layer 20 is formed on the substrate 10, and a mask layer 30 is formed on an arbitrary position on the buffer layer 20.

상기 버퍼층(20)은 이후에 형성될 GaN 반도체 박막층보다 상대적으로 저온에서 형성될 수 있으며, 이와 같이, 저온에서 형성되는 버퍼층(20)은 도 4에서 도시하는 바와 같이, 대략 6각형 형상을 이루는 다수의 아일랜드 형상을 이루게 된다. 이는 GaN 반도체 결정이 6방정계(hexagonal) 구조를 이루기 때문이다.The buffer layer 20 may be formed at a relatively low temperature than the GaN semiconductor thin film layer to be formed later. As described above, the buffer layer 20 formed at a low temperature may have a large hexagonal shape as illustrated in FIG. 4. Island form of. This is because GaN semiconductor crystals form a hexagonal structure.

상기 버퍼층(20)은 GaN과 같은 동종 기판(10)에 형성될 수 있고, 사파이어(Al₂O₃), 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC) 등의 이종 기판(10) 위에 형성될 수도 있다.The buffer layer 20 may be formed on a homogeneous substrate 10 such as GaN, or may be formed on a heterogeneous substrate 10 such as sapphire (Al ₂ O ₃ ), silicon (Si), silicon carbide (SiC), or the like. .

이후, 상기 버퍼층(20)은 열처리 과정을 통하여 품질이 향상될 수 있다.Thereafter, the buffer layer 20 may be improved in quality through a heat treatment process.

이와 같은 버퍼층(20) 위에는 임의의 위치에 마스크층(30)이 형성된다. 이러한 마스크층(30)은, 질화물로 형성될 수 있으며, 특히, MgN, SiN, 및 ZnN 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The mask layer 30 is formed at an arbitrary position on the buffer layer 20 as described above. The mask layer 30 may be formed of nitride, and in particular, may be formed of any one of MgN, SiN, and ZnN.

상기 마스크층(30)은, 상술한 바와 같이, 버퍼층(20) 상의 임의의 위치에 형성될 수 있고, 따라서, 도 4에서와 같이, 버퍼층(20)의 각각의 아일랜드 형상의 일부 또는 전체를 덮을 수 있다.As described above, the mask layer 30 may be formed at any position on the buffer layer 20, and thus, as shown in FIG. 4, the mask layer 30 may cover part or all of each island shape of the buffer layer 20. Can be.

이하, 마스크층(30)으로 MgN을 이용하는 경우를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, the case where MgN is used for the mask layer 30 is demonstrated as an example.

이와 같은 마스크층(30)은 Mg 전구체(precursor)와 NH₃를 이용하여 열처리된 저온의 버퍼층(20) 위에 형성된다. 이러한 마스크층(30)은 성장 장비 내에서 형성되는 인시츄 마스크(in-situ mask)로 작용할 수 있다.The mask layer 30 is formed on the low temperature buffer layer 20 heat-treated using an Mg precursor and NH ₃ . The mask layer 30 may serve as an in-situ mask formed in the growth equipment.

이와 같이, 버퍼층(20)에 마스크층(30)이 형성된 상태에서 GaN 반도체 박막을 성장시키면, 초기에는 도 5에서 도시하는 바와 같이, GaN 반도체층(40)이 마스크층(30)이 존재하지 않는 부분에서 기둥(41) 형상으로 성장이 시작된다.As described above, when the GaN semiconductor thin film is grown in the state where the mask layer 30 is formed in the buffer layer 20, as shown in FIG. 5, the GaN semiconductor layer 40 does not have the mask layer 30. The growth starts in the shape of the pillar 41 at the portion.

즉, MgN 인시츄 마스크인 마스크층(30) 위에서는 GaN 반도체의 핵(seed)이 존재하지 않기 때문에 고온의 GaN 반도체층(40)이 성장되지 않는다. That is, the GaN semiconductor layer 40 of high temperature does not grow on the mask layer 30 which is an MgN in situ mask, since no seed of a GaN semiconductor exists.

그러나 마스크층(30)이 형성되지 않고 저온 버퍼층(20)만이 드러난 부분에서는 이러한 버퍼층(20)이 고온 GaN 반도체층(40)의 성장핵이 되어 선택적으로 GaN 반도체층 기둥(41)이 성장되게 된다. However, in the portion in which only the low temperature buffer layer 20 is exposed without the mask layer 30 being formed, the buffer layer 20 becomes a growth nucleus of the high temperature GaN semiconductor layer 40 to selectively grow the GaN semiconductor layer pillars 41. .

이후, 계속적으로 반도체층(40)의 성장이 이루어지게 되면, 성장 시간이 증가함에 따라, 도 6에서 도시하는 바와 같이, GaN 반도체의 측면 성장에 의하여 초기에 GaN 반도체 기둥(41)이 성장되지 않은 부분에도 GaN 반도체가 형성되어 반도체층(40)을 형성하게 된다.Subsequently, when the semiconductor layer 40 is continuously grown, as the growth time increases, as shown in FIG. 6, the GaN semiconductor pillars 41 are not initially grown due to lateral growth of the GaN semiconductor. GaN semiconductor is also formed in the portion to form the semiconductor layer 40.

즉, 마스크층(30)의 MgN 인시츄 마스크를 이용하여 반도체층(40)을 형성하면, 저온 버퍼층(20)에서 발생한 전위가 마스크층(30)에 의하여 차단되고, 이러한 마스크층(30)에 의해서 GaN 반도체층(40)이 성장되지 않은 부분은 GaN 반도체의 측면 성장으로 인하여 채워지게 되어, 결국 마스크층(30) 상측으로는 전위가 현저히 감소된 GaN 반도체층(40)이 성장되게 된다. That is, when the semiconductor layer 40 is formed using the MgN in-situ mask of the mask layer 30, the potential generated in the low temperature buffer layer 20 is blocked by the mask layer 30, and the mask layer 30 is formed on the mask layer 30. As a result, the portion where the GaN semiconductor layer 40 is not grown is filled due to the lateral growth of the GaN semiconductor, so that the GaN semiconductor layer 40 whose potential is significantly reduced above the mask layer 30 is grown.

결국, 이러한 마스크층(30) 상에 성장되는 반도체층(40)은 전위 밀도가 크게 감소되는 것이다.As a result, the dislocation density of the semiconductor layer 40 grown on the mask layer 30 is greatly reduced.

이상과 같이 MgN 인시츄 마스크로서의 마스크층(30)을 이용하여 GaN를 성장시킴으로 전위 밀도가 크게 감소된 GaN 반도체층(40)을 성장시킬 수 있다.As described above, by growing GaN using the mask layer 30 as an MgN in-situ mask, the GaN semiconductor layer 40 having a largely reduced dislocation density can be grown.

이러한 반도체층(40)에는, 도 7에서와 같이, 제1전도성 반도체층(50)과, 발광층(60) 및 제2전도성 반도체층(70)이 차례로 형성되어 발광 소자 구조가 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1전도성 반도체층(50)은 n-형 GaN 반도체층이고, 제2전도성 반도체층(70)은 p-형 GaN 반도체층일 수 있다.In the semiconductor layer 40, as shown in FIG. 7, the first conductive semiconductor layer 50, the light emitting layer 60, and the second conductive semiconductor layer 70 may be sequentially formed to form a light emitting device structure. In this case, the first conductive semiconductor layer 50 may be an n-type GaN semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer 70 may be a p-type GaN semiconductor layer.

또한, 그 반대로 제1전도성 반도체층(50)이 p-형 GaN 반도체층이고, 제2전도성 반도체층(70)이 n-형 GaN 반도체층일 수도 있다.In contrast, the first conductive semiconductor layer 50 may be a p-type GaN semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer 70 may be an n-type GaN semiconductor layer.

이때, 상기 발광층(60)은 InGaN/GaN 양자우물(quantum well: QW) 구조를 이룰 수 있다. 그 외에 AlGaN, AlInGaN 등의 물질도 발광층(60)으로 이용될 수 있음은 물론이다. In this case, the emission layer 60 may form an InGaN / GaN quantum well (QW) structure. In addition, materials such as AlGaN and AlInGaN may also be used as the light emitting layer 60.

이러한 발광층(60)에서는 추후 형성될 전극을 통하여 전계를 인가하였을 때, 전자-정공 쌍의 결합에 의하여 빛이 발생하게 된다.In the light emitting layer 60, when an electric field is applied through an electrode to be formed later, light is generated by coupling of an electron-hole pair.

또한, 이러한 발광층(60)은 휘도 향상을 위하여 상술한 양자우물 구조(QW)가 복수로 형성되어 다중 양자우물(multi quantum well: MQW) 구조를 이룰 수 있다.In addition, the light emitting layer 60 may have a plurality of quantum well structures (QW) as described above in order to improve luminance, thereby forming a multi quantum well (MQW) structure.

이후, 상술한 바와 같이 적층된 발광 소자 구조에서 상기 제1전도성 반도체층(50)이 드러날 때까지 일측이 식각되고, 이와 같이 식각되어 드러난 제1전도성 반도체층(50)의 개구면에는 제1전극(51)이 형성된다.Subsequently, in the light emitting device structure stacked as described above, one side is etched until the first conductive semiconductor layer 50 is exposed, and the first electrode is formed on the opening surface of the first conductive semiconductor layer 50 which is etched and exposed. 51 is formed.

또한, 상기 제2전도성 반도체층(70)에는 제2전극(71)이 형성되어, 수평형 발광 소자 구조가 완성된다.In addition, a second electrode 71 is formed on the second conductive semiconductor layer 70 to complete a horizontal light emitting device structure.

한편, 상술한 제1전도성 반도체층(50)과 발광층(60) 및 제2전도성 반도체층(70)이 형성된 구조에서, 상기 기판(10)과 버퍼층(20), 마스크층(30), 및 반도체층(40)이 제거되고, 이와 같이 제거되어 드러난 제1전도성 반도체층(50) 면과, 제2전도성 반도체층(70)의 상측면에 전극을 형성하여 수직형 발광 소자를 형성할 수도 있다(도시되지 않음).Meanwhile, in the structure in which the first conductive semiconductor layer 50, the light emitting layer 60, and the second conductive semiconductor layer 70 are formed, the substrate 10, the buffer layer 20, the mask layer 30, and the semiconductor are formed. The layer 40 may be removed, and an electrode may be formed on the surface of the first conductive semiconductor layer 50 and the upper surface of the second conductive semiconductor layer 70 exposed as described above to form a vertical light emitting device ( Not shown).

상술한 바와 같이, 전위 밀도가 적은 GaN 반도체층(40) 상에 형성되는 발광층(60)을 포함하는 발광 소자를 이용하여 고효율, 고휘도의 발광 소자를 구현할 수 있다. 또한 이러한 고품위의 GaN 반도체층(40)을 이용하는 발광 소자는 신뢰성 향상에도 기여할 것으로 보인다. As described above, the light emitting device including the light emitting layer 60 formed on the GaN semiconductor layer 40 having a low dislocation density may be used to implement a high efficiency and high brightness light emitting device. In addition, the light emitting device using the high quality GaN semiconductor layer 40 is expected to contribute to improved reliability.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, and the present invention is not limited to the above embodiment, various modifications are possible, and various embodiments of the technical idea are all protected by the present invention. It belongs to the scope.

이상과 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.The present invention as described above has the following effects.

첫째, 전위 밀도가 크게 감소된 고품질의 반도체 박막을 제공할 수 있다.First, it is possible to provide a high quality semiconductor thin film with greatly reduced dislocation density.

둘째, 이와 같이 고품질의 반도체 박막 상에 형성된 발광 소자 구조는 광효율을 향상시킬 수 있고, 고휘도의 발광 소자의 구현이 가능하다.Second, the light emitting device structure formed on the high quality semiconductor thin film can improve the light efficiency and can realize a high brightness light emitting device.

셋째, 이러한 고품위의 GaN 반도체층을 이용하는 발광 소자는 신뢰성이 크게 향상될 수 있다.Third, the light emitting device using such a high quality GaN semiconductor layer can be significantly improved reliability.

Claims

질화물계 발광 소자의 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a nitride-based light emitting device,

기판 상에 다수의 아일랜드 형상의 버퍼층을 형성하는 단계와;Forming a plurality of island shaped buffer layers on the substrate;

상기 버퍼층 상의 임의의 위치에 다수의 아일랜드 형상의 마스크층을 형성하는 단계와;Forming a plurality of island shaped mask layers anywhere on the buffer layer;

상기 마스크층 상에 반도체층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자의 제조방법.And forming a semiconductor layer on the mask layer.

제 1항에 있어서, 상기 마스크층은, 질화물로 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자의 제조방법.The method of manufacturing a nitride-based light emitting device according to claim 1, wherein the mask layer is formed of nitride.

제 2항에 있어서, 상기 질화물은, MgN, SiN, 및 ZnN 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자의 제조방법.The method of claim 2, wherein the nitride is any one of MgN, SiN, and ZnN.

제 1항에 있어서, 상기 마스크층은, 상기 버퍼층 상의 임의의 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the mask layer is formed at an arbitrary position on the buffer layer.

제 1항에 있어서, 상기 버퍼층을 형성하는 단계 이후에는, 상기 버퍼층을 열처리 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자의 제조방법.The method of claim 1, further comprising heat treating the buffer layer after the forming of the buffer layer.

제 1항에 있어서, 상기 마스크층은, 900 내지 1200℃에서 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the mask layer is formed at 900 to 1200 ° C. 3.

제 1항에 있어서, 상기 버퍼층은, 5 내지 1000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the buffer layer is formed to a thickness of 5 to 1000 GPa.

질화물계 발광 소자에 있어서,In the nitride-based light emitting device,

기판 상에 형성되는 다수의 아일랜드 형상의 버퍼층과;A plurality of island-shaped buffer layers formed on the substrate;

상기 버퍼층 상의 임의의 위치에 형성되는 다수의 아일랜드 형상의 마스크층과;A plurality of island-shaped mask layers formed at arbitrary positions on the buffer layer;

상기 마스크층 상에 형성되는 반도체층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자.A nitride-based light emitting device comprising a semiconductor layer formed on the mask layer.

제 8항에 있어서, 상기 마스크층은, MgN, SiN, 및 ZnN 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자.The nitride-based light emitting device according to claim 8, wherein the mask layer is formed of any one of MgN, SiN, and ZnN.

제 8항에 있어서, 상기 반도체층 상에는, The method of claim 8, wherein on the semiconductor layer,

제1전도성 반도체층과;A first conductive semiconductor layer;

상기 제1전도성 반도체층 상에 위치하는 발광층과;A light emitting layer on the first conductive semiconductor layer;

상기 발광층 위에 위치하는 제2전도성 반도체층과;A second conductive semiconductor layer on the light emitting layer;

상기 제1전도성 반도체층이 드러난 개구부에 위치하는 제1전극과;A first electrode positioned in the opening in which the first conductive semiconductor layer is exposed;

상기 제2전도성 반도체층 위에 위치하는 제2전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물계 발광 소자.The nitride-based light emitting device further comprises a second electrode positioned on the second conductive semiconductor layer.