KR101335614B1 - 수직형 발광다이오드 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직형 발광다이오드 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 수직형 발광다이오드 소자는 도전성 지지층과, 상기 도전성 지지층 상에 순차적으로 형성된 p형 반도체층, 활성층 및 요철구조의 n형 반도체층을 구비하는 발광구조물과, 상기 도전성 지지층과 상기 p형 반도체층 사이에 상기 p형 반도체층과 전기적으로 연결되도록 형성된 p형 전극과, 상기 n형 반도체층 상에 형성된 n형 전극을 포함하며, 상기 n형 전극 아래의 n형 반도체층의 요철구조가 n형 전극에 가리지 않는 n형 반도체층의 요철구조보다 미세한 미세 요철구조를 갖음으로써, 전극의 두께를 줄이더라도 제1 전극의 배선 저항이 종래의 발광 영역의 큰 요철 위에 형성된 것과 비교하여 동등하거나 개선된 특성을 갖을 수 있다.

Description

수직형 발광다이오드 소자 및 그 제조방법{Vertical Structured Light Emitting Diodes and Method for Manufacturing the Same}
본 발명은 수직형 발광다이오드 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제1 전극이 형성되는 영역의 표면요철 정도를 발광 영역의 표면요철 정도보다 작은 미세요철구조로 형성하여, 전극의 두께를 줄이더라도 제1 전극의 배선 저항이 종래의 발광 영역의 큰 요철 위에 형성된 것과 비교하여 동등하거나 개선된 특성을 보이는 수직형 발광다이오드 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 질화물계 반도체 발광소자는 청색 또는 녹색 등의 단파장광을 포함한 넓은 파장대역의 광을 생성할 수 있는 발광소자로서, 기존의 단순한 디스플레이나 휴대용 액정 디스플레이용 시장에서 벗어나 점점 LCD BLU(Back Light Unit), 전장용, 조명용 등으로 관련 기술분야에서 크게 각광받고 있다.
이러한 질화물계 반도체 발광소자는 일반적으로 수평 구조 및 수직 구조로 제조될 수 있다. 수평 구조의 LED는 p 및 n 전극이 수직 구조가 아닌 평행한 수평 구조로 되어 있기 때문에 발광면적이 감소되어 휘도가 감소되고, 전류 퍼짐이 원활하지 못해 정전 방전(Electrostatic discharge : ESD)에 취약한 신뢰성 문제를 유발시킬 뿐만 아니라, 동일 웨이퍼 상에서 칩의 개수가 감소하여 수율이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 수평 구조의 LED의 문제점을 해결하기 위한 하나의 접근법으로 수직 구조 LED가 제안되었으며, 수직 구조 LED의 경우, 동일한 면적에서 얼마나 광추출 효율(Light Extraction Efficiency)을 높이는가가 중요하다.
수직형 LED 소자의 경우 광추출 효율을 향상시키기 위해 기판을 제거하고 노출된 n형 GaN의 표면에 요철구조를 형성한다. 통상적인 성장 방법으로 기판 위에 형성된 질화물 화합물 반도체 발광구조체는 Ga극성을 가지고, 기판 분리 후 노출된 n형 GaN는 N극성을 가진다. N극성을 가진 n형 GaN는 KOH, NaOH 등을 이용한 습식 식각 방식으로 요철구조를 형성할 수 있다.
광추출 효율은 요철구조체의 밀도와 크기에 따라 증대될 수 있는데, 광추출 효율을 향상시키기 위해서 n형 GaN의 요철구조체의 크기가 증가하면 n형 GaN 상에 형성되는 n형 전극의 배선 저항이 증가하고, 배선 저항을 낮추기 위해 n형 전극의 두께가 증가해야 한다.
또한, 요철구조체의 크기가 증가하는 경우 n형 GaN의 두께가 줄어들어서 n형 전극에서 주입되는 전류의 확산 특성이 저하되고 누설 전류가 증대된다.
n형 전극이 형성되는 영역을 습식 식각 공정에서 보호하기 위해서 마스크층을 형성할 수 있으나 일반적인 감광막의 경우 습식 식각 공정에서 제거되기 때문에 습식 식각 공정을 견디는 박막층을 형성하고 포토리소그라피 공정, 박막층 식각을 통해 마스크층을 형성한 후 습식 식각 공정 후 다시 마스크층을 제거한 후 n형 전극을 형성하는 복잡한 공정을 거쳐야된다.
또한, n형 전극이 형성되는 n형 GaN는 통상적으로 기판 분리 후 건식 식각 공정을 이용하여 일정 두께를 제거하는데, 습식 식각 공정을 통해 건식 식각 공정에서 발생한 반도체층의 손상 영역이 제거되고, 요철구조 형성에 따른 표면적의 증가에 따른 접촉 저항의 감소를 상기 방식에서는 기대할 수 없다.
종래의 기술에서, 복잡한 공정으로 인해 공정 비용 및 공정 시간이 증가되는 문제점을 해결하기 위하여, 한국등록특허 제10-1018179호는 N face 질화물 반도체의 극성을 레이저 조사를 통해 Ga face로 전환하여, Ga face로 전환된 영역은 식각용액과 반응하지 않아 습식 식각 공정에서 마스크로 이용됨으로써, 식각 저지층으로 작용하여 패턴을 형성하는 방법이 개시되어 있다.
이와 같은 등록특허는 레이저 조사라는 특수한 공정이 수반되어 있으며, 선택적인 영역에 레이저를 조사하기 위해 얼라인(align)이나 마스크(mask)를 형성하는 등의 추가적인 공정이 필요하다. 또한, Ga face로 전환된 영역은 식각용액과 반응하지 않아 요철이 형성되지 않으므로 와이어 본딩 영역 아래의 n형 전극이 형성되는 n형 GaN의 표면이 평탄한 경우 접촉력의 감소로 와이어 본딩 시 불량이 발생하여 수율이 감소할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 질화물 화합물 반도체를 이용한 수직형 발광다이오드 소자(Light Emitting Diode)가 n형 전극이 형성되는 영역의 표면요철 정도가 발광 영역의 요철보다 작은 미세 요철구조를 가지도록 형성하여, 전극의 두께를 줄이더라도 n형 전극의 배선 저항이 기존의 발광 영역의 큰 요철 위에 형성된 것과 비교하여 동등하거나 개선된 특성을 보이는 수직형 발광다이오드 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, n형 전극이 형성된 n형 반도체층의 두께 증가에 의해 n형 전극에서 주입된 전류 확산의 개선과 누설 전류 감소, 작은 미세 요철구조에 의한 접촉 면적의 증가에 따른 접촉 저항의 감소 및 와이어 본딩 시 접촉력의 개선으로 수율을 개선할 수 있는 수직형 발광다이오드 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 도전성 지지층과, 상기 도전성 지지층 상에 순차적으로 형성된 p형 반도체층, 활성층 및 요철구조의 n형 반도체층을 구비하는 발광구조물과, 상기 도전성 지지층과 상기 p형 반도체층 사이에 상기 p형 반도체층과 전기적으로 연결되도록 형성된 p형 전극과, 상기 n형 반도체층 상에 형성된 n형 전극을 포함하며, 상기 n형 전극 아래의 n형 반도체층의 요철구조가 n형 전극에 가리지 않는 n형 반도체층의 요철구조보다 미세한 미세 요철구조를 갖는 수직형 발광다이오드 소자가 제공된다.
본 발명에서, 순차적으로 형성된 p형 반도체층, 활성층 및 n형 반도체층은 InXAlYGa1-X-YN 조성식(여기서, 0≤x, 0≤y, x+y≤1)을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 n형 전극 아래의 n형 반도체층의 미세 요철구조의 콘 사이즈(cone size)는 0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하로 이루어질 수 있다. 습식 식각의 특성상 미세 요철 구조는 정규적으로 형성되지 않으며 습식 시간의 증가에 따라 일정 크기의 콘에서 다시 작은 콘이 분화되어 나타나는 형상을 보인다. 본 발명에서 콘 사이즈는 SEM 표면 사진에서 습식 식각의 중간에 분화되어 형성되는 작은 콘이 아닌 습식 식각 전체 시간 동안 형성되는 콘 사이즈를 의미한다. 또한, 요철 구조의 단면의 peak to valley의 값으로도 정의할 수 있다.
이에 비해, 상기 n형 전극에 가리지 않는 n형 반도체층의 요철구조의 콘 사이즈(cone size)는 상기 n형 전극 아래의 n형 반도체층의 미세 요철구조의 콘 사이즈(cone size)보다 크며 3㎛ 이내로 이루어질 수 있으며, 바람직하게 광추출 효율이 증대되는 0.9 내지 3.0㎛로 이루어질 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 수직형 발광다이오드 소자 제조방법은 성장용 기판 위에 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 발광구조물을 성장시키는 단계와, 상기 p형 반도체층 상에 p형 전극을 형성하는 단계와, 상기 p형 전극 상에 도전성 지지층을 형성하는 단계와, 상기 발광 구조물에서 상기 성장용 기판을 분리하는 단계와, 노출된 n형 반도체층 상에 감광막을 도포한 후 포토리소그라피 공정을 사용하여 n형 전극이 형성되는 영역이 노출되도록 감광막을 현상하는 단계와, 상기 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아지도록 표면 처리하는 단계와, 상기 감광막을 제거하는 단계와, 상기 노출된 n형 반도체층을 습식 식각 방식으로 요철구조를 형성하는 단계와, 표면 처리를 통해 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아져 미세 요철구조를 형성하는 n형 반도체층 상에 n형 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 노출된 n형 반도체층을 습식 식각 방식으로 요철구조를 형성하는 단계는, KOH, NaOH, H2SO4 및 H2PO4중 어느 하나의 물질을 이용한 습식 식각으로 수행될 수 있다.
한편, 상기 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아지도록 표면 처리하는 단계는, Fluorine 계열을 포함하는 가스를 사용하는 플라즈마(Plasma) 처리 방식이나 F ion implant 방식을 사용하여 진행될 수 있다.
또한, 상기 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아지도록 표면 처리하는 단계는, 전자빔 조사 방식을 사용하거나, 진공 또는 비활성 분위기에서 열처리 공정, IR 조사, UV 조사, 전자빔 조사 중 적어도 하나를 포함해서 사용함으로써 이루어질 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 수직형 발광다이오드 소자는 질화물 화합물 반도체를 이용한 수직형 발광다이오드 소자(Light Emitting Diode)가 n형 전극이 형성되는 영역의 표면요철 정도가 발광 영역의 요철보다 작은 미세 요철구조를 가지도록 형성하여, 전극의 두께를 줄이더라도 n형 전극의 배선 저항이 기존의 발광 영역의 큰 요철 위에 형성된 것과 비교하여 동등하거나 개선된 특성을 보이는 효과가 있다.
또한, n형 전극이 형성된 n형 반도체층의 두께 증가에 의해 n형 전극에서 주입된 전류 확산의 개선과 누설 전류 감소, 작은 미세 요철구조에 의한 접촉 면적의 증가에 따른 접촉 저항의 감소 및 와이어 본딩 시 접촉력의 개선으로 수율을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수직형 발광다이오드 소자의 일실시예를 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 수직형 발광다이오드 소자 제조방법을 도시한 공정별 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의해 제조된 수직형 발광다이오드 소자의 n형 반도체층을 나타내는 사진으로서,
n형 전극이 형성되는 영역에 미세 요철구조가 형성되는 것을 보인 SEM 사진이다.
도 4a는 본 발명의 n형 전극이 형성되는 영역에 형성되는 미세 요철구조를 평면적으로 나타내는 SEM 사진이다.
도 4b는 본 발명의 n형 전극이 형성되는 영역 이외에 n형 반도체층에 형성되는 요철구조를 평면적으로 나타내는 SEM 사진이다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수직형 발광다이오드 소자 및 그 제조방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수직형 발광다이오드 소자의 일실시예를 도시한 단면도이다.
본 발명의 수직형 발광다이오드 소자는 도 1에 도시한 바와 같이, 도전성 지지층(140)과, 상기 도전성 지지층(140) 상에 순차적으로 형성된 p형 반도체층(123), 활성층(122) 및 n형 반도체층(121)을 구비하는 발광구조물(120)과, 상기 도전성 지지층(140)과 상기 p형 반도체층(123) 사이에 상기 p형 반도체층과 전기적으로 연결되도록 형성된 p형 전극(130)과, 상기 n형 반도체층(121) 상에 형성된 n형 전극(170)을 포함한다.
본 발명의 발광구조물(120)은 광방출면인 n형 반도체층(121)의 상면에 복수의 광 추출용 요철구조가 형성되어 있으며, 광 추출용 요철구조는 피라미드 형상 및 이와 유사한 형상을 갖는다.
본 발명의 n형 반도체층(121)은 상기 n형 전극(170) 아래의 n형 반도체층의 요철구조가 n형 전극(170)에 가리지 않는 n형 반도체층의 요철구조보다 미세한 미세 요철구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
즉, 도면에서 보는 바와 같이, n형 전극(170)이 형성된 영역의 요철구조가 n형 전극(170)이 형성되지 않는 n형 반도체층(121)의 요철구조에 비해 미세하게 형성되는 것이다.
이와 같이 n형 전극(170)이 형성되는 영역의 표면요철 정도가 발광 영역의 요철보다 작은 미세 요철구조를 가지도록 형성함으로써, 본 발명의 수직형 발광다이오드 소자는 전극의 두께를 줄이더라도 n형 전극(170)의 배선 저항이 기존의 발광 영역의 큰 요철 위에 형성된 것과 비교하여 동등하거나 개선된 특성을 갖는다.
또한, n형 전극(170)이 형성된 n형 반도체층에 미세 요철구조가 형성됨으로써, 결과적으로 n형 전극(170)의 형성 영역의 두께가 증가하게 되어, n형 전극(170)에서 주입된 전류 확산의 개선과 누설 전류의 감소 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 발광구조물(120)을 이루는 p형 반도체층(123), 활성층(122) 및 n형 반도체층(121)은 InXAlYGa1 -X- YN 조성식(여기서, 0≤x, 0≤y, x+y≤1)을 가지는 도전형 불순물이 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 대표적으로, GaN, AlGaN, InGaN 이 있다.
또한, 상기 활성층(122)은 전자와 정공의 재결합에 의해 빛이 발생하는 층으로서, 단일 또는 다중 양자 우물 구조를 갖는 질화물 반도체층으로 구성될 수 있다. 본 실시 형태에서는 질화물 반도체를 사용하였으나, 이에 제한되지 않으며, 당 기술 분야에서 공지된 다른 종류의 반도체 물질도 얼마든지 사용 가능하다.
도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 수직형 발광다이오드 소자 제조방법을 도시한 공정별 단면도이다.
여기서, 수직형 발광다이오드 소자 제조방법은 소정의 웨이퍼를 이용하여 복수 개로 제조되나, 도 2a 내지 도 2j에서는 설명의 편의를 위해 한 개의 발광소자만을 제조하는 방법을 도시하고 있다.
본 발명의 수직형 발광다이오드 소자 제조방법은 먼저, 성장용 기판(110) 위에 n형 반도체층(121), 활성층(122) 및 p형 반도체층(123)을 포함하는 발광구조물(120)을 성장시킨다(도 2a).
이후, 상기 p형 반도체층(123) 상에 p형 전극(130)을 형성하고, 상기 p형 전극(130) 상에 도전성 지지층(140)을 형성한다(도 2b).
상기 발광 구조물에서 상기 성장용 기판(110)을 분리 또는 제거한다(도 2c).
상기 성장용 기판(110)은 레이저 리프트 오프(laser lift off) 공정 또는 화학적 리프트 오프(chemical lift off) 공정에 의해 상기 발광구조물(120)로부터 분리할 수 있다. 예컨대, 레이저 리프트 오프 공정을 이용할 경우, 성장용 기판(110) 전면에 레이저 빔을 조사하여 성장용 기판(110)을 분리한다. 한편, 화학적 리프트 오프 공정을 이용할 경우, 성장용 기판(110)과 발광구조물(120) 사이에 습식 식각에 의해 제거될 수 있는 희생층을 더 구비하고, 이를 선택적으로 제거할 수 있는 식각액을 이용하여 성장용 기판(110)을 분리한다.
상기 성장용 기판(110)은 grinding, CMP 공정과 습식 식각 방식에 의해서 제거할 수도 있다.
이러한 기판 분리/제거 공정을 통해 성장용 기판(110)과 접촉하고 있던 n형 반도체층(121)의 면이 외부로 노출된다.
이후, 노출된 n형 반도체층(121) 상에 감광막(150)을 도포한 후 포토리소그라피 공정을 사용하여 n형 전극이 형성되는 영역이 노출되도록 감광막을 현상한다.
이때, 상기 감광막(150) 위에 포토마스크(160)를 접촉하고 그 위에 자외선을 조사한 후, 디벨로퍼 용액으로 현상하여 n형 전극이 형성되는 영역이 노출되도록 할 수 있다.
본 발명에서는 상기 노출된 n형 전극이 형성되는 영역(121a)을 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아지도록 표면 처리하는 단계를 포함한다.
즉, 도 2g에서 보는 바와 같이, n형 전극이 형성되는 영역(121a)이 노출되도록 감광막을 현상한 후, 노출된 영역(121a)을 표면처리하여 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아지도록 하는 것이다.
상기 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 표면 처리하는 방법으로, 본 발명에서는 Fluorine 계열을 포함하는 가스를 사용하는 플라즈마(Plasma) 처리 방식이나 F ion implant 방식을 사용하여 진행될 수 있다.
또한, 전자빔 조사 방식을 사용하여 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 표면 처리할 수 있다.
이때, 전자빔의 강도를 조절하여 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 표면 처리 정도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 표면 처리하기 위하여, 진공 또는 비활성 분위기에서 열처리 공정, IR 조사, UV 조사, 전자빔 조사 중 적어도 하나를 포함해서 사용할 수 있다.
이와 같이 n형 전극이 형성되는 영역의 표면 처리가 이루어진 후, 상기 감광막을 제거한다(도 2h).
상기 노출된 n형 반도체층(121)을 습식 식각 방식으로 요철구조를 형성한다.
구체적으로는, KOH, NaOH, H2SO4 및 H2PO4중 어느 하나의 물질을 이용한 화학적 식각 공정을 통해 습식 식각한다.
이때, 노출되어 표면처리된 영역(121a)은 습식 식각 시 식각속도가 느리게 되어 표면처리가 되지 않은 n형 반도체층(121)의 영역에 비해 미세한 미세 요철구조(126)가 형성된다.
여기서, 미세 요철구조(126)를 형성하기 위한 표면 처리 조건, 습식 식각 조건 등을 조절하여, 발광 영역의 요철구조(124)는 광추출 효율이 증가하도록 조절하고 동시에 n형 전극(170)이 형성되는 영역의 표면 요철구조(126)는 발광 영역의 요철보다 작은 미세 요철구조를 형성한다.
본 발명에서, 상기 n형 전극(170) 아래의 n형 반도체층(121)의 미세 요철구조(126)의 높이는 0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하일 수 있다. 요철 구조의 높이 증가는 배선 저항의 증가로 인해 n형 전극의 두께를 증가시켜야 하므로 1.0 ㎛ 이하로 억제되어야 하며 wire bonding시 접촉력 감소를 방지하기 위해 0.1㎛ 이상의 요철 구조가 유리하다.
이후, 표면 처리를 통해 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아져 미세 요철구조(126)를 형성하는 n형 반도체층 상에 n형 전극(170)을 형성하여 수직형 발광다이오드 소자가 완성된다.
<실시예 1>
성장용 기판(110) 위에 성장된 n형 반도체층(121), 활성층(122) 및 p형 반도체층(123)을 포함하는 발광구조물(120)의 p형 반도체층(123) 상에 p형 전극(130)을 형성한다.
상기 p형 전극(130) 상에 도전성 지지층(140)을 형성한 후 기판(110)을 분리한다.
기판(110) 분리 후 노출된 n형 반도체층(121) 상에 감광막(150)을 도포한 후 포토리소그라피 공정을 사용하여 n형 전극이 형성되는 영역이 노출되도록 감광막을 현상하고, 노출된 n형 전극이 형성되는 영역(121a)을 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아지도록 CF4 plasma로 표면 처리를 한다.
감광막(150)을 제거한 후 KOH를 이용하여 n형 반도체층(121)에 요철 구조를 형성한다.
이때, 노출되어 표면처리된 영역(121a)은 습식 식각 시 식각속도가 느리게 되어 표면처리가 되지 않은 n형 반도체층(121)의 영역에 비해 미세한 미세 요철구조(126)가 형성된다.
도 3은 본 발명에 의해 제조된 수직형 발광다이오드 소자의 n형 반도체층을 나타내는 사진으로서, 표면 처리를 통해 n형 전극이 형성되는 영역의 표면 요철정도가 발광영역의 요철정도보다 작은 미세 요철구조가 형성되는 것을 보인 SEM 사진이다.
사진에서 보는 바와 같이, n형 전극이 형성될 표면(플라즈마 처리된 표면)의 요철은 발광영역의 요철구조보다 미세한 요철구조를 갖고 있으며, n형 전극이 형성될 표면의 요철은 발광영역의 요철구조보다 좀 더 높게 형성되고 있음을 알 수 있다.
도 4a는 본 발명의 n형 전극이 형성되는 영역에 형성되는 미세 요철구조를 평면적으로 나타내는 SEM 사진이고, 도 4b는 본 발명의 n형 전극이 형성되는 영역 이외에 n형 반도체층에 형성되는 요철구조를 평면적으로 나타내는 SEM 사진이다.
사진에서 보는 바와 같이, 상기 n형 전극 아래의 n형 반도체층의 미세 요철구조의 콘 사이즈(cone size)는 0.1 내지 0.3㎛의 범위, 바람직하게는 0.2㎛ 이하의 크기로 이루어짐을 알 수 있으며, 상기 n형 전극에 가리지 않는 n형 반도체층의 요철구조의 콘 사이즈(cone size)는 0.8 내지 1.2㎛의 범위, 바람직하게는 1.0㎛ 이하로 이루어짐을 알 수 있다.
이후, 통상적인 방법으로 미세 요철구조(126)인 n형 반도체 상에 n형 전극(170)을 형성한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
110 : 성장용 기판 120 : 발광구조물
121 : n형 반도체층 121a : n형 반도체층의 표면 처리 영역
122 : 활성층 123 : p형 반도체층
124 : 요철구조 126 : 미세 요철구조
130 : p형 전극 140 : 도전성 지지층
150 : 감광막 170 : n형 전극

Claims (12)

  1. 도전성 지지층;
    상기 도전성 지지층 상에 순차적으로 형성된 p형 반도체층, 활성층 및 요철구조의 n형 반도체층을 구비하는 발광구조물;
    상기 도전성 지지층과 상기 p형 반도체층 사이에 상기 p형 반도체층과 전기적으로 연결되도록 형성된 p형 전극; 및
    상기 n형 반도체층 상에 형성된 n형 전극;
    을 포함하며,
    상기 n형 전극 아래의 n형 반도체층의 요철구조가 n형 전극에 가리지 않는 n형 반도체층의 요철구조보다 미세한 미세 요철구조를 갖는 수직형 발광다이오드 소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    순차적으로 형성된 p형 반도체층, 활성층 및 n형 반도체층은 InXAlYGa1 -X- YN 조성식(여기서, 0≤x, 0≤y, x+y≤1)을 가지는 것을 특징으로 하는 수직형 발광다이오드 소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 n형 전극 아래의 n형 반도체층의 미세 요철구조의 높이는 0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수직형 발광다이오드 소자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 n형 전극 아래의 n형 반도체층의 미세 요철구조의 콘 사이즈(cone size)는 0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수직형 발광다이오드 소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 n형 전극에 가리지 않는 n형 반도체층의 요철구조의 콘 사이즈(cone size)는 0.9㎛ 이상 3.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수직형 발광다이오드 소자.
  6. 성장용 기판 위에 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 발광구조물을 성장시키는 단계;
    상기 p형 반도체층 상에 p형 전극을 형성하는 단계;
    상기 p형 전극 상에 도전성 지지층을 형성하는 단계;
    상기 발광 구조물에서 상기 성장용 기판을 분리하는 단계;
    노출된 n형 반도체층 상에 감광막을 도포한 후 포토리소그라피 공정을 사용하여 n형 전극이 형성되는 영역이 노출되도록 감광막을 현상하는 단계;
    상기 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아지도록 표면 처리하는 단계;
    상기 감광막을 제거하는 단계;
    상기 노출된 n형 반도체층을 습식 식각 방식으로 요철구조를 형성하는 단계; 및
    표면 처리를 통해 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아져 미세 요철구조를 형성하는 n형 반도체층 상에 n형 전극을 형성하는 단계;
    를 포함하는 수직형 발광다이오드 소자 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    순차적으로 형성된 p형 반도체층, 활성층 및 n형 반도체층은 InXAlYGa1 -X- YN 조성식(여기서, 0≤x, 0≤y, x+y≤1)을 가지는 것을 특징으로 하는 수직형 발광다이오드 소자 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 n형 전극 아래의 n형 반도체층의 미세 요철구조의 높이는 0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수직형 발광다이오드 소자 제조방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 노출된 n형 반도체층을 습식 식각 방식으로 요철구조를 형성하는 단계는, KOH, NaOH, H2SO4 및 H2PO4중 어느 하나의 물질을 이용한 습식 식각으로 수행되는 것을 특징으로 하는 수직형 발광다이오드 소자 제조방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아지도록 표면 처리하는 단계는, Fluorine 계열을 포함하는 가스를 사용하는 플라즈마(Plasma) 처리 방식이나 F ion implant 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광다이오드 소자 제조방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아지도록 표면 처리하는 단계는, 전자빔 조사 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광다이오드 소자 제조방법.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 노출된 n형 전극이 형성되는 영역을 습식 식각 시 식각속도가 상대적으로 낮아지도록 표면 처리하는 단계는, 진공 또는 비활성 분위기에서 열처리 공정, IR 조사, UV 조사, 전자빔 조사 중 적어도 하나를 포함해서 사용하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광다이오드 소자 제조방법.
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