KR20150003119A - 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 - Google Patents

그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 Download PDF

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Abstract

실시예는 반도체 발광다이오드 소자에 대한 것이다. 예를 들어, 실시예는 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 발광면인 상부 질화물계 클래드층의 상층부에 전기전도성 박막구조체를 포함하는 오믹접촉 커런트스프레딩층을 구비하는 것이 특징인 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 및 이의 제조 방법을 제공한다.

Description

그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자{Group 3 nitride-based semiconductor light emitting diode}
실시예는 반도체 발광다이오드 소자에 대한 것이다. 예를 들어, 실시예는 구동 전압 및 외부 발광 효율을 비롯한 발광다이오드 소자의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있는 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드(group 3 nitride-based semiconductor light emitting diode) 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광다이오드(light emitting diode; LED) 소자는 일정한 크기의 순방향 전류를 인가하면 고체 발광구조체 내의 활성층에서 전류가 광으로 변환되어 빛을 발생시킨다. 초창기 LED 소자 연구 개발은 인듐인(InP), 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP)등의 화합물 반도체를 p-i-n 접합구조로 형성한다. 상기 LED는 녹색 빛의 파장보다 더 긴 파장의 가시광선 영역대의 빛을 발광하는 반면에, 최근 들어 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체의 연구 개발에 힘입어 청색 및 자외선 광을 발광하는 소자도 상용화됨으로서 표시장치, 광원용 장치, 환경 응용장치에 널리 이용되고 있으며, 더 나아가서는 적, 녹, 청색의 3개 LED 소자 칩을 조합하거나, 또는 단파장의 펌핑 발광다이오드(pumping LED) 소자에 형광체(phosphor)를 접목하여 백색을 발광하는 백색광원용 LED가 개발되어 조명장치로도 그 응용범위가 넓어지고 있다. 특히, 고체 단결정 반도체를 이용한 LED 소자는 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 효율이 높고 수명이 평균 5년 이상으로 길며 에너지 소모와 유지보수 비용을 크게 절감할 수 있는 장점이 있어서 차세대 조명용 백색광원 분야에서 주목받고 있다.
이와 같은 그룹 3족 질화물계 반도체로 제조된 발광다이오드(이하, 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드) 소자는 일반적으로 절연성 성장기판(대표적으로, 사파이어) 상부에 성장되어 제조되기 때문에, 다른 그룹 3-5족 화합물계 반도체 발광다이오드 소자와 같이 성장기판의 서로 반대면에 대향 하는 두 전극을 설치할 수 없어, LED 소자의 두 전극을 결정 성장된 단결정 반도체 상부에 형성해야 한다. 이러한 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 종래 구조가 도 1에 개략적으로 예시되어 있다.
도 1을 참조하면, 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자는 사파이어 성장기판(10)과 상기 성장기판(10) 상부에 순차적으로 성장 형성된 n형 도전성의 반도체 물질로 이루어진 하부 질화물계 클래드층(20), 질화물계 활성층(30) 및 p형 도전성의 반도체 물질로 이루어진 상부 질화물계 클래드층(40)을 포함한다. 상기 하부 질화물계 클래드층(20)은 n형 In x Al y Ga 1-x-y N(0≤x, 0≤y, x+y≤1)층(201)과 상기 n형 In x Al y Ga 1-x-y N층(201)과 다른 조성의 n형 In x Al y Ga 1-x-y N(0≤x, 0≤y, x+y≤1)층(202)으로 이루어질 수 있으며, 상기 질화물계 활성층(30)은 다중양자우물(multi-quantum well)구조의 다른 조성으로 구성된 언도프(un-dope)된 질화물계 In x Al y Ga 1-x-y N(0≤x, 0≤y, x+y≤1)인 반도체 다층으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 상부 질화물계 클래드층(40)은 p형 In x Al y Ga 1-x-y N(0≤x, 0≤y, x+y≤1)층(401)과 상기 p형 In x Al y Ga 1-x-y N층(401)과 다른 조성의 p형 In x Al y Ga 1-x-y N(0≤x, 0≤y, x+y≤1)층(402)으로 구성될 수 있다. 일반적으로, 상기 그룹 3족 질화물계 반도체 단결정으로 형성된 하부 질화물계 클래드층/질화물계 활성층/상부 질화물계 클래드층(20, 30, 40)은 MOCVD 또는 MBE 등의 장치를 이용하여 성장될 수 있다. 이때, 상기 하부 질화물계 클래드층(20)의 n형 In x Al y Ga 1-x-y N층(201)을 성장하기 전에 사파이어 성장기판(10)과의 격자정합을 향상시키기 위해, AlN 또는 GaN와 같은 버퍼층(미도시)을 그 사이에 형성할 수도 있다.
상기한 바와 같이, 상기 사파이어 성장기판(10)은 전기절연성 물질이므로, LED 소자의 두 전극을 모두 단결정 반도체 성장방향인 동일한 상부에 형성해야 하며, 이를 위해서는 상부 질화물계 클래드층(40)과 질화물계 활성층(30)의 일부 영역을 에칭(즉, 식각)하여 하부 질화물계 클래드층(20)의 일부 상부 영역을 노출시키고, 상기 노출된 n형 In x Al y Ga 1-x-y N층(20) 상부에 n형 오믹접촉(ohmic contact interface) 전극 및 전극패드(70)를 형성한다.
특히 상기 상부 질화물계 클래드층(40)은 낮은 캐리어 농도(carrier concentration) 및 이동도(mobility)로 인하여 상대적으로 높은 면저항을 갖고 있기 때문에, p형 전극(60)을 형성하기에 앞서, 양질의 오믹접촉 커런트스프레딩층을 형성할 수 있는 추가적인 물질이 요구된다. 이에 대하여, 미국특허 US5,563,422에서는, 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층부에 위치한 p형 In x Al y Ga 1-x-y N층(402)의 상부에 p형 전극(60)을 형성하기 전에, 수직방향으로의 비접촉 저항이 낮은 오믹접촉 계면을 형성하는 오믹접촉 커런트스프레딩층(50)을 형성하기 위해 Ni/Au로 구성된 물질을 제안하였다.
상기 오믹접촉 커런트스프레딩층(50)은 p형 In x Al y Ga 1-x-y N층(402)에 대한 수평방향으로의 전류 퍼짐(current spreading)을 향상시키면서도 동시에 수직방향으로의 낮은 비접촉 저항을 갖는 오믹접촉 계면(ohmic interface)을 형성하여 효과적인 전류 주입(current injection)을 할 수 있어, 발광다이오드 소자의 전기적인 특성을 향상시킨다. 그러나 Ni/Au로 구성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(50)은 열처리를 거친 후에도 평균 70%의 낮은 투과율을 보이며, 이러한 낮은 빛 투과율은 해당 발광다이오드 소자에서 생성된 빛을 외부로 방출될 때, 많은 양의 빛을 흡수하여 전체 외부 발광 효율을 감소시키게 한다.
상기한 바와 같이, 오믹접촉 커런트스프레딩층(50)의 높은 빛 투과율을 통한 고휘도의 발광다이오드 소자를 얻기 위한 방안으로, 최근 들어 상기 Ni/Au 물질을 비롯한 각종 불투명성 금속 또는 합금으로 형성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(50) 대신에 투과율이 평균 90% 이상인 것으로 알려진 ITO(indium tin oxide) 또는 ZnO(zinc oxide) 등의 투명성 전도성 물질로 형성하는 방안이 제안되었다. 그런데, 상기한 투명 전기전도성 물질은 p형 In x Al y Ga 1-x-y N 결정(7.5 eV 이상)에 비해 작은 일함수(4.7~6.1eV), 그리고 p형 In x Al y Ga 1-x-y N층(402)에 직접 증착하고 열처리를 비롯한 후속 공정을 행하는 후에 오믹접촉 계면(ohmic contact interface)이 아니라 비접촉 저항이 큰 쇼키접촉 계면(schottky contact interface)을 형성하고 있어, 새로운 투명성 전도성 물질 또는 제조 공정이 필요하다.
이에, 더 최근에는 미국특허 US20070001186 에서는 ZnO을 비롯한 두꺼운 투명 전기전도성 물질 웨이퍼를 웨이퍼 결합(wafer bonding) 공정으로 p형 In x Al y Ga 1-x-y N 반도체 상부에 접목하여 오믹접촉 커런트스프레딩층(50)을 형성한 기술이 도안되었다. 하지만, 이러한 두꺼운 웨이퍼 형태로 존재하는 투명 전기전도성 물질은 10-3 Ω㎝ 이하 수준의 우수한 전기전도성을 갖도록 만들기가 쉽지가 않을뿐더러, 열팽창 계수 차이(difference of thermal expansion coefficient) 등으로 인해 웨이퍼 결합이 어렵고 또한 웨이퍼 제작에 고비용이 들기 때문에 실용적인 측면에선 적합하지가 않다.
따라서 당 기술 분야에서는 높은 빛 투과율을 유지하는 것과 동시에, 상부 질화물계 클래드층(40)의 최상부층인 p형 In x Al y Ga 1-x-y N층(40)과 양호한 오믹접촉 계면을 형성하는 고품위 오믹접촉 커런트스프레딩층(50)을 갖춘 양질의 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 및 그 제조방법이 요구되고 있는 실정이다.
또한, LED 소자의 폭넓은 산업적 응용과 조명용 백생광원으로 사용하기 위해서는 무엇보다도 전기 및 열적으로 나쁜 전도성을 지닌 사파이어 성장기판(10) 상부에 성장 및 제조된 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자에 순간적인 역방향(reverse direction)으로의 전류가 인가될 경우에는 다량의 누설 전류(leaky current)가 발생하여 LED 소자가 완전히 손상되는 경우가 빈번하게 발생하고 있다(정전기 현상). 따라서 전기절연성 성장기판(10)인 사파이어 상부에 제조된 LED 소자의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 반드시 상기 누설 전류와 정전기(electrostatic discharge : ESD) 현상을 개선시켜야 한다. 이와 더불어서, LED 소자 구동 시 발생하는 열을 최대한 감소시켜야 하며, 필연적으로 발생한 열을 외부로 원활하게 방출시킬 수 있는 기술 또한 요구된다.
일반적으로 사파이어 성장기판(10) 상부에 성장 형성, 그리고 제조된 그룹 3-5족 화합물계 반도체 발광다이오드 소자에서 심각하게 대두하고 있는 ESD 현상 방지 및 열 방출 문제는 전기 및 광학적인 특성과 밀접하게 연계되어 있다. 상기한 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자에서 대두하는 문제점을 해결하는 방안으로는 양질의 반도체 단결정 발광구조체(20, 30, 40) 성장 형성 이외에도, LED 소자 제조 공정에서 상기 상부 질화물계 클래드층(40)인 p형 In x Al y Ga 1-x-y N층 상부에 양질의 오믹접촉 커런트스프레딩층(50)을 형성하는 방법이 계속 대두되어 오고 있다.
실시예는 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체의 상부 질화물계 클래드층인 p형 In x Al y Ga 1-x-y N(0≤x, 0≤y, x+y≤1)층의 상부에 10-3 Ω㎝ 이하의 전기저항을 갖는 전기전도성 박막구조체를 포함하는 오믹접촉 커런트스프레딩층을 구비하고, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층 바로 위의 일부 영역에 쇼키접촉 계면의 p형 전극패드를 형성하여, LED 소자 구동 시에 수평방향으로의 원활한 전류 퍼짐(current spreading) 및 낮은 구동 전압, 그리고 누설 전류(leaky current)를 감소시킴으로써, 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 전체적인 성능을 개선시키고자하는데 그 목적이 있다.
실시예의 또 다른 목적으로서 더 나아가, 상기 p형 질화물계 클래드층 상부에 형성된 전기전도성 박막구조체를 포함하는 오믹접촉 커런트스프레딩층 표면에 표면 요철(surface texture)을 비교적 용이하게 효과적으로 도입하여 광추출 효율을 비롯한 LED 소자의 전체적인 성능을 향상시키고자하는데 그 목적이 있다.
실시예의 또 다른 목적으로서 더 나아가, 상기 p형 질화물계 클래드층 상부에 형성된 투명성 전기전도체를 포함하는 오믹접촉 커런트스프레딩층 표면에 표면 요철 공정을 도입하기 전/후에 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층 상부에 기능성 박막층을 형성하여 광추출 효율을 비롯한 LED 소자의 전체적인 성능을 향상시키고자하는데 그 목적이 있다.
상기한 실시예의 목적을 성공적으로 수행하기 위하여, 상기 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층부에 존재하는 p형 질화물계 클래드층 상부에 전기전도성 박막구조체를 포함하는 오믹접촉 커런트스프레딩층 형성은 직접적인 웨이퍼 결합(direct wafer bonding) 공정에 의해 수행하는 것이 바람직하다.
상기한 실시예의 목적을 성공적으로 수행하기 위하여, 또 다른 상기 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층부에 존재하는 p형 질화물계 클래드층 상부에 전기전도성 박막구조체를 포함하는 오믹접촉 커런트스프레딩층 형성은 간접적인 웨이퍼 결합(indirect wafer bonding) 공정으로서, p형 질화물계 클래드층과 전기전도성 박막구조체 사이에 투명성 결합용 이종물질층을 개재한 것이다.
실시예는 상술한 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 화학식 In x Al y Ga 1-x-y N(0≤x, 0≤y, x+y≤1)으로 표기된 그룹 3족 질화물계 반도체를 이용한 수평구조의 발광다이오드(이하, 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드) 소자 제조에 있어서,
그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체를 성장시키기 위한 성장기판을 준비하는 단계; 상기 성장기판 상부에 형성되며, n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 이루어진 하부 질화물계 클래드층, 상기 하부 질화물계 클래드층의 일부 영역에 형성된 질화물계 활성층과 p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 이루어진 상부 질화물계 클래드층을 성장하여 발광다이오드 소자용 발광구조체를 완성하는 단계; 전기전도성 박막구조체를 성장시키기 위한 지지기판을 준비하는 단계; 상기 지지기판 상부에 형성되며, 10-3 Ω㎝ 이하의 전기저항을 갖는 전기전도성 박막구조체를 적층 형성하는 단계; 상기 성장기판 상부의 상부 질화물계 클래드층과 상기 지지기판 상부의 전기전도성 박막구조체를 맞대어 소정의 압력과 온도에서 직접적인 웨이퍼 결합(direct wafer bonding)으로 결합시켜 복합구조체를 형성하는 단계; 상기 웨이퍼 결합된 복합구조체로부터 지지기판을 분리하는 단계; 상기 대기에 노출된 전기전도성 박막구조체 상부의 일부 영역에 형성되는 쇼키접촉 계면의 p형 전극패드를 형성하는 단계; 및 상기 하부 질화물계 클래드층 상부의 일부 영역에 형성되는 n형 오믹접촉 전극 및 전극패드를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 상부 질화물계 클래드층 상부에 위치하는 전기전도성 박막구조체는 오믹접촉 계면을 형성하고 있어, 전류 주입 및 전류 퍼짐을 용이하게 하는 오믹접촉 커런트스프레딩층 역할을 한다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체는 전자(electron)가 다수 캐리어로 작용하는 n형 반도성 또는 전도성으로 형성된 단층(single layer)이외에도, 슈퍼래티스(superlattice) 구조 등을 포함한 다층(multi-layer)으로 형성될 수 있다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체는 정공(hole)이 다수 캐리어로 작용하는 p형 반도성 또는 전도성으로 형성된 단층(single layer)이외에도, 슈퍼래티스(superlattice) 구조 등을 포함한 다층(multi-layer)으로 형성될 수 있다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체 표면은 정방정계 결정(cubic crystal) 표면뿐만이 아니라, 금속성 표면(metallic surface)인 양성 극성을 갖는 육방정계 결정 표면(positive polarity hexagonal surface), 질소 표면(nitrogen surface)인 음성 극성을 갖는 육방정계 결정 표면(negative polarity hexagonal surface), 상기 두 극성이 혼합된 극성을 갖는 육방정계 결정 표면(mixed polarity hexagonal surface)으로 형성될 수 있다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체는 단결정(epitaxy) 구조 이외에도 다결정체(poly-crystal) 또는 비정질(amorphous) 구조도 가능하다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체 표면 상부에 투명 전기전도성(transparent conducting)인 이종물질, 형광성(luminescent) 물질, 비반사성(anti-reflective) 물질, 또는 광 필터링(light filtering) 물질 등의 기능성 박막층(functional thin film layer)이 더 적층 형성될 수 있다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체 표면에 표면 요철 공정을 도입시킬 수 있다.
실시예는 상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 구성수단으로서, 화학식 In x Al y Ga 1-x-y N(0≤x, 0≤y, x+y≤1)으로 표기된 그룹 3족 질화물계 반도체를 이용한 수평구조의 발광다이오드(이하, 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드) 소자 제조에 있어서,
그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체를 성장시키기 위한 성장기판을 준비하는 단계;
상기 성장기판 상부에 형성되며, n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 이루어진 하부 질화물계 클래드층, 상기 하부 질화물계 클래드층의 일부 영역에 형성된 질화물계 활성층과 p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 이루어진 상부 질화물계 클래드층을 성장하여 발광다이오드 소자용 발광구조체를 완성하는 단계; 전기전도성 박막구조체를 성장시키기 위한 지지기판을 준비하는 단계; 상기 지지기판 상부에 형성되며, 10-3 Ω㎝ 이하의 전기저항을 갖는 전기전도성 박막구조체를 적층 형성하는 단계; 상기 성장기판 상부의 상부 질화물계 클래드층과 상기 지지기판 상부의 전기전도성 박막구조체 사이에 투명성 결합용 이종물질층을 개재하여 소정의 압력 및 온도에서 간접적인 웨이퍼 결합(indirect wafer bonding)으로 결합시켜 복합구조체를 형성하는 단계; 상기 웨이퍼 결합된 복합구조체로부터 지지기판을 분리하는 단계; 상기 대기에 노출된 전기전도성 박막구조체 상부의 일부 영역에 형성되는 쇼키접촉 계면의 p형 전극패드를 형성하는 단계; 및 상기 하부 질화물계 클래드층 상부의 일부 영역에 형성되는 n형 오믹접촉 전극 및 전극패드를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 투명성 결합용 이종물질층은 상기 상부 질화물계 클래드층과 오믹접촉 계면을 형성하고, 상기 전기전도성 박막구조체와 강하게 결합하고 있다.
상기 상부 질화물계 클래드층 상부에 위치하는 상기 투명성 결합용 이종물질층을 포함하는 상기 전기전도성 박막구조체는 전류 주입 및 전류 퍼짐을 용이하게 하는 오믹접촉 커런트스프레딩층 역할을 한다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체는 전자(electron)가 다수 캐리어로 작용하는 n형 반도성 또는 전도성으로 형성된 단층(single layer)이외에도, 슈퍼래티스(superlattice) 구조 등을 포함한 다층(multi-layer)으로 형성될 수 있다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체는 정공(hole)이 다수 캐리어로 작용하는 p형 반도성 또는 전도성으로 형성된 단층(single layer)이외에도, 슈퍼래티스(superlattice) 구조 등을 포함한 다층(multi-layer)으로 형성될 수 있다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체 표면은 정방정계 결정(cubic crystal) 표면뿐만이 아니라, 금속성 표면(metallic surface)인 양성 극성을 갖는 육방정계 결정 표면(positive polarity hexagonal surface), 질소 표면(nitrogen surface)인 음성 극성을 갖는 육방정계 결정 표면(negative polarity hexagonal surface), 상기 두 극성이 혼합된 극성을 갖는 육방정계 결정 표면(mixed polarity hexagonal surface)으로 형성될 수 있다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체는 단결정(epitaxy) 구조 이외에도 다결정체(poly-crystal) 또는 비정질(amorphous) 구조도 가능하다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체 표면 상부에 투명 전기전도성(transparent conducting)인 이종물질, 형광성(luminescent) 물질, 비반사성(anti-reflective) 물질, 또는 광 필터링(light filtering) 물질 등의 기능성 박막층(functional thin film layer)이 더 적층 형성될 수 있다.
더 나아가서, 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층의 역할을 하는 전기전도성 박막구조체 표면에 표면 요철 공정을 도입시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예는 그룹 3족 질화물계 반도체 광전자 소자(발광다이오드)에 있어서, p형 In x Al y Ga 1-x-y N(0≤x, 0≤y, x+y≤1) 질화물계 반도체인 상부 질화물계 클래드층과 웨이퍼 결합 공정에 의해서 형성된 오믹접촉 커런트스프레딩층 간(間)의 양호한 오믹접촉 계면을 형성시켜 LED 소자 전체의 양호한 전기적 특성 이외에도, 빛의 투과율 특성이 개선된 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층 사용 결과로 LED 소자의 휘도를 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.
더하여, 종래 기술들과는 달리 웨이퍼 대 웨이퍼 결합 공정에 의해 형성된 고성능의 오믹접촉 커런트스프레딩층을 갖는 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자에 있어서, 습식 또는 건식에칭에 의해 표면 요철을 용이하게 오믹접촉 커런트스프레딩층 표면에 형성시킬 수 있기 때문에 LED 소자용 발광구조체 구조 내부로 다시 산란되는 빛을 최소화시켜 LED 소자의 전체 휘도 특성을 한층 더 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 종래 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 대표적인 예를 도시한 단면도이고,
도 2는 실시예에 따른 지지기판(supporting substrate) 상부에 형성된 웨이퍼 결합용 전기전도성 박막구조체가 형성된 단면도이고,
도 3은 실시예에 따른 그룹 3족 질화물계 발광다이오드 소자용 발광구조체와 전기전도성 박막구조체가 직접적인 웨이퍼 결합(direct wafer bonding) 공정으로 결합된 복합구조체의 단면도이고,
도 4는 실시예에 따른 그룹 3족 질화물계 발광다이오드 소자용 발광구조체와 전기전도성 박막구조체가 직접적인 웨이퍼 결합(direct wafer bonding) 공정으로 결합된 복합구조체의 단면도이고,
도 5는 실시예에 따른 그룹 3족 질화물계 발광다이오드 소자용 발광구조체와 전기전도성 박막구조체가 간접적인 웨이퍼 결합(indirect wafer bonding) 공정으로 결합된 복합구조체의 단면도이고,
도 6은 실시예에 따른 그룹 3족 질화물계 발광다이오드 소자용 발광구조체와 전기전도성 박막구조체가 간접적인 웨이퍼 결합(indirect wafer bonding) 공정으로 결합된 복합구조체의 단면도이고,
도 7은 실시예에 따른 웨이퍼 결합된 복합구조체에서 지지기판(supporting substrate)을 전기전도성 박막구조체로부터 분리(lift-off)시키는 공정을 보인 단면도이고,
도 8은 실시예에 따른 전기전도성 박막구조체가 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층부에 웨이퍼 결합으로 형성된 상태를 보인 평면도이고,
도 9는 실시예에 따른 일 실시예로서, 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 제조 공정을 보여주는 흐름도이고,
도 10은 제1 실시예로서 보인 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 단면도이고,
도 11은 제2 실시예로서 보인 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 단면도이고,
도 12는 제3 실시예로서 보인 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 단면도이고,
도 13은 제4 실시예로서 보인 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따라 제조된 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 실시예에 따른 지지기판(supporting substrate) 상부에 형성된 웨이퍼 결합용 전기전도성 박막구조체가 형성된 단면도이다.
도 2A를 참조하면, 10-3 Ω㎝ 이하의 전기저항을 갖는 전기전도성 박막구조체(90)가 지지기판(80) 상부에 단층(single layer) 또는 다층(multi-layer) 구조로 형성된다.
더 상세하게 말하자면, 지지기판 (80) 상부에 단결정의 무극성 표면 정방정계, 양성 극성 표면 육방정계, 음성 극성 표면 육방정계, 또는 혼합된 극성 표면 육방정계로 형성되는 것이 바람직하지만, 더 나아가서는 다결정(poly-crystal) 또는 비정질(amorphous)인 전기전도성 박막구조체(90)도 가능하다.
또한 상기 전기전도성 박막구조체(90)는 다수 캐리어인 전자(electron) 또는 정공(hole) 전하에 무관하게 우수한 전기전도성(conducting) 또는 반도성(semi-conducting)을 갖는 것이 바람직하다.
또한 도 2B에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 10-3 Ω㎝ 이하의 전기저항을 갖는 전기전도성 박막구조체(90)가 직접적으로 지지기판(80) 상부에 형성하기에 앞서, 상기 전기전도성 박막구조체(90)의 전기 및 광학적 특성 향상과 화학적 습식에칭(chemical lift-off; CLO) 또는 레이저 리프트 오프(laser lift-off; LLO) 후속 공정에 유리한 물질로 구성된 희생층(sacrificial layer; 100)이 도입된다. 무엇보다도, 상기 희생층(100)은 Al, Au, Ag, Ti, In, Sn, Zn, Cr, Pd, Pt, Ni, Mo, W, CrN, TiN, ZnO, In2O3, SnO2, ITO, NiO, SiO2, RuO2, IrO2, SiNx, 그룹 3-5족 화합물, 그룹 2-6족 화합물이 사용될 수 있다.
상기 지지기판(80)은 전기전도성 박막구조체(90)를 적층할 수 있는 기판 물질이면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 특히 사파이어(sapphire), 실리콘(Si), 저매니움(Ge), 실리콘저매니움(SiGe), 실리콘카바이드(SiC), 그룹 2-6족 화합물계(group 2-6 compounds), 유리(glass), 그룹 3-5족 화합물계(group 3-5 compounds), 금속(metal) 또는 합금(alloy) 등이 우선적으로 사용될 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 그룹 3족 질화물계 발광다이오드 소자용 발광구조체와 전기전도성 박막구조체가 직접적인 웨이퍼 결합(direct wafer bonding) 공정으로 결합된 복합구조체의 단면도이다.
일반적으로 널리 공지된 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체인 도 3A를 참조하면, 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체의 성장을 위한 사파이어 성장기판(10)과, 상기 성장기판(10) 상부에 순차적으로 형성된 n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체 물질로 이루어진 하부 질화물계 클래드층(20)과, 그룹 3족 질화물계 활성층(30)과, p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체 물질로 이루어진 상부 질화물계 클래드층(40)을 포함한다. 상기 하부 질화물계 클래드층(20)은 n형 GaN층과 n형 AlGaN층으로 이루어질 수 있으며, 상기 질화물계 활성층(30)은 다중양자우물구조(multi-quantum well)의 언도프(undope)된 InGaN층으로 이루어질 수 있다. 또한, 상부 질화물계 클래드층(40)은 p형 GaN층과 p형 AlGaN층으로 구성될 수 있다. 상술한 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체층으로 형성된 발광다이오드 소자용 발광구조체(20, 30, 40)를 성장하기에 앞서, 널리 공지된 MOCVD 또는 MBE 단결정 성장법 등의 공정을 이용하여 적층 형성한다. 이때, 하부 질화물계 클래드층(20)과 사파이어 성장기판(10)과의 격자정합(lattice match)을 향상시키기 위해, 상기 사파이어 성장기판(10)의 상부에 AlN 또는 GaN와 같은 버퍼층(110)을 더 형성하는 것이 바람직하다.
상기 상부 질화물계 클래드층(40)은 표면 개질층(interface modification layer)을 별도로 포함할 있다. 상기 표면 개질층은 슈퍼래티스 구조(superlattice structure), n형 도전성의 InGaN, GaN, AlInN, AlN, InN, AlGaN, p형 도전성의 InGaN, AlInN, InN, AlGaN, 또는 질소 극성으로 형성된 표면(nitrogen-polar surface)을 갖는 그룹 3족 질화물계이다. 특히, 상기 슈퍼래티스 구조의 표면 개질층은 그룹 2족, 3족, 또는 4족 원소 성분을 포함하고 있는 질화물(nitride) 또는 탄소질화물(carbon nitride)로 구성된다.
도 3B는 상기 상부 질화물계 클래드층(40) 상부에 형성되는 오믹접촉 커런트스프레딩층을 위한 웨이퍼 결합용 전기전도성 박막구조체(90)가 지지기판(80) 상부에 형성된 단면도로서, 도 2A에서 설명한 것과 동일한 물질 및 구조를 갖는다.
도 3C는 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층부인 상부 질화물계 클래드층(40)과 지지기판(80) 상부에 형성된 전기전도성 박막구조체(90)가 소정의 압력(hydrostatic pressure)과 900℃ 이하의 온도(temperature)에서 직접적인 웨이퍼 결합(direct wafer bonding)으로 형성된 복합구조체를 보인 단면도이다.
무엇보다도, 상기 웨이퍼 결합 시에 상부 질화물계 클래드층(40)과 전기전도성 박막구조체(90) 간(間)의 강한 기계적 결합력 이외에도, 수직방향으로의 낮은 비접촉 저항을 갖는 오믹접촉 계면을 형성시키는 것이 바람직하다. 더 나아가서, 상기한 바와 같이 오믹접촉 계면을 형성하기 위해서 웨이퍼 결합 공정 전(fore-process)에 상부 질화물계 클래드층(40) 또는 전기전도성 박막구조체(90)를 적절한 온도 및 가스(gas) 분위기에서 어닐링(annealing)과 용액(solution), 또는 플라즈마(plasma)를 비롯한 표면처리(surface treatment)를 행할 수가 있으며, 동시에 웨이퍼 결합 후(post-process)에도 상기한 어닐링 또는 표면처리 공정을 도입할 수도 있다.
도 4는 실시예에 따른 그룹 3족 질화물계 발광다이오드 소자용 발광구조체와 전기전도성 박막구조체가 직접적인 웨이퍼 결합(direct wafer bonding) 공정으로 결합된 복합구조체의 단면도이다.
일반적으로 널리 공지된 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체인 도 4A를 참조하면, 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체의 성장을 위한 사파이어 성장기판(10)과, 상기 성장기판(10) 상부에 순차적으로 형성된 n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체 물질로 이루어진 하부 질화물계 클래드층(20)과, 그룹 3족 질화물계 활성층(30)과, p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체 물질로 이루어진 상부 질화물계 클래드층(40)을 포함한다. 상기 하부 질화물계 클래드층(20)은 n형 GaN층과 n형 AlGaN층으로 이루어질 수 있으며, 상기 질화물계 활성층(30)은 다중양자우물구조(multi-quantum well)의 언도프(undope)된 InGaN층으로 이루어질 수 있다. 또한, 상부 질화물계 클래드층(40)은 p형 GaN층과 p형 AlGaN층으로 구성될 수 있다. 상술한 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체층으로 형성된 발광다이오드 소자용 발광구조체(20, 30, 40)를 성장하기에 앞서, 널리 공지된 MOCVD 또는 MBE 단결정 성장법 등의 공정을 이용하여 적층 형성한다. 이때, 하부 질화물계 클래드층(20)과 사파이어 성장기판(10)과의 격자정합(lattice match)을 향상시키기 위해, 상기 사파이어 성장기판(10)의 상부에 AlN 또는 GaN와 같은 버퍼층(110)을 더 형성하는 것이 바람직하다.
상기 상부 질화물계 클래드층(40)은 표면 개질층(interface modification layer)을 별도로 포함할 있다. 상기 표면 개질층은 슈퍼래티스 구조(superlattice structure), n형 도전성의 InGaN, GaN, AlInN, AlN, InN, AlGaN, p형 도전성의 InGaN, AlInN, InN, AlGaN, 또는 질소 극성으로 형성된 표면(nitrogen-polar surface)을 갖는 그룹 3족 질화물계이다. 특히, 상기 슈퍼래티스 구조의 표면 개질층은 그룹 2족, 3족, 또는 4족 원소 성분을 포함하고 있는 질화물(nitride) 또는 탄소질화물(carbon nitride)로 구성된다.
도 4B는 상기 상부 질화물계 클래드층(40) 상부에 형성되는 오믹접촉 커런트스프레딩층을 위한 웨이퍼 결합용 전기전도성 박막구조체(90)가 지지기판(80) 상부에 형성된 단면도로서, 도 2B에서 설명한 것과 동일한 물질 및 구조를 갖는다.
도 4C는 상기 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 복합구조체의 최상층부인 상부 질화물계 클래드층(40)과 지지기판(80) 상부에 형성된 전기전도성 박막구조체(90)가 소정의 정역학 압력(hydrostatic pressure) 및 900℃ 이하의 온도(temperature)에서 직접적인 웨이퍼 결합(direct wafer bonding)으로 형성된 복합구조체를 보인 단면도이다.
무엇보다도, 상기 웨이퍼 결합 시에 상부 질화물계 클래드층(40)과 전기전도성 박막구조체(90) 간(間)의 강한 기계적 결합력 이외에도, 수직방향으로의 낮은 비접촉 저항을 갖는 오믹접촉 계면을 형성시키는 것이 바람직하다. 더 나아가서, 상기한 바와 같이 오믹접촉 계면을 형성하기 위해서 웨이퍼 결합 공정 전(fore-process)에 상부 질화물계 클래드층(40) 또는 전기전도성 박막구조체(90)를 적절한 온도 및 가스(gas) 분위기에서 어닐링(annealing)과 용액(solution), 또는 플라즈마(plasma)를 비롯한 표면처리(surface treatment)를 행할 수가 있으며, 동시에 웨이퍼 결합 후(post-process)에도 상기한 어닐링 또는 표면처리 공정을 도입할 수도 있다.
도 5는 실시예에 따른 그룹 3족 질화물계 발광다이오드 소자용 발광구조체와 전기전도성 박막구조체가 간접적인 웨이퍼 결합(indirect wafer bonding) 공정으로 결합된 복합구조체의 단면도이다.
일반적으로 널리 공지된 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체인 도 5A를 참조하면, 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체의 성장을 위한 사파이어 성장기판(10)과, 상기 성장기판(10) 상부에 순차적으로 형성된 n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체 물질로 이루어진 하부 질화물계 클래드층(20)과, 그룹 3족 질화물계 활성층(30)과, p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체 물질로 이루어진 상부 질화물계 클래드층(40)을 포함한다. 상기 하부 질화물계 클래드층(20)은 n형 GaN층과 n형 AlGaN층으로 이루어질 수 있으며, 상기 질화물계 활성층(30)은 다중양자우물구조(multi-quantum well)의 언도프(undope)된 InGaN층으로 이루어질 수 있다. 또한, 상부 질화물계 클래드층(40)은 p형 GaN층과 p형 AlGaN층으로 구성될 수 있다. 상술한 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체층으로 형성된 발광다이오드 소자용 발광구조체(20, 30, 40)를 성장하기에 앞서, 널리 공지된 MOCVD 또는 MBE 단결정 성장법 등의 공정을 이용하여 적층 형성한다. 이때, 하부 질화물계 클래드층(20)과 사파이어 성장기판(10)과의 격자정합(lattice match)을 향상시키기 위해, 상기 사파이어 성장기판(10)의 상부에 AlN 또는 GaN와 같은 버퍼층(110)을 더 형성하는 것이 바람직하다.
상기 상부 질화물계 클래드층(40)은 표면 개질층(interface modification layer)을 별도로 포함할 있다. 상기 표면 개질층은 슈퍼래티스 구조(superlattice structure), n형 도전성의 InGaN, GaN, AlInN, AlN, InN, AlGaN, p형 도전성의 InGaN, AlInN, InN, AlGaN, 또는 질소 극성으로 형성된 표면(nitrogen-polar surface)을 갖는 그룹 3족 질화물계이다. 특히, 상기 슈퍼래티스 구조의 표면 개질층은 그룹 2족, 3족, 또는 4족 원소 성분을 포함하고 있는 질화물(nitride) 또는 탄소질화물(carbon nitride)로 구성된다.
도 5B는 상기 상부 질화물계 클래드층(40) 상부에 형성되는 오믹접촉 커런트스프레딩층을 위한 웨이퍼 결합용 전기전도성 박막구조체(90)가 지지기판(80) 상부에 형성된 단면도로서, 도 2A에서 설명한 것과 동일한 물질 및 구조를 갖는다.
도 5C는 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층인 상부 질화물계 클래드층(40)과 전기전도성 박막구조체(90) 간(間)에 도입되는 투명성 결합용 이종물질층(120)이다. 더 나아가서, 상기 투명성 결합용 이종물질층(120)은 두 물질층(40, 90) 간에 기계적 결합력을 강화시켜주며, 동시에 상부 질화물계 클래드층(40)과의 비접촉 저항이 낮은 오믹접촉 계면 형성에 유리하며 높은 빛 투과율을 갖는 물질이 바람직하다.
상기 투명성 결합용 이종물질층(120)은 투명 전기전도성 물질이면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 일예로, ITO, ZnO, IZO(indium zinc oxide), ZITO(zinc indium tin oxide), In2O3, SnO2, Sn, Zn, In, Ni, Au, Ru, Ir, NiO, Ag, Pt, Pd, PdO, IrO2, RuO2, Ti, TiN, Cr, CrN 등의 단층(single layer) 또는 다층(multi-layer) 구조로 사용될 수 있다.
도 5D는 상기 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층부인 상부 질화물계 클래드층(40)과 전기전도성 박막구조체(90) 간(間)에 기계적 결합력을 한층 강화시킬 수 있는 상기 투명성 결합용 이종물질층(120)을 도입하여 소정의 정역학 압력(hydrostatic pressure) 및 900℃ 이하의 온도(temperature)에서 간접적인 웨이퍼 결합(indirect wafer bonding)으로 형성한 복합구조체를 보인 단면도이다.
더 나아가서, 상기한 바와 같이 수직방향으로의 오믹접촉 계면을 형성하기 위해서 상기 웨이퍼 결합 공정 전(fore-process)에 상부 질화물계 클래드층(40) 또는 전기전도성 박막구조체(90)을 적절한 온도 및 가스(gas) 분위기에서 어닐링(annealing)과 용액(solution), 또는 플라즈마(plasma)를 비롯한 표면처리(surface treatment)를 행할 수가 있으며, 동시에 웨이퍼 결합 후(post-process)에도 상기한 어닐링 또는 표면처리 공정을 도입할 수도 있다.
도 6은 실시예에 따른 그룹 3족 질화물계 발광다이오드 소자용 발광구조체와 전기전도성 박막구조체가 간접적인 웨이퍼 결합(indirect wafer bonding) 공정으로 결합된 복합구조체의 단면도이다.
일반적으로 널리 공지된 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체인 도 6A를 참조하면, 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체의 성장을 위한 사파이어 성장기판(10)과, 상기 성장기판(10) 상부에 순차적으로 형성된 n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체 물질로 이루어진 하부 질화물계 클래드층(20)과, 그룹 3족 질화물계 활성층(30)과, p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체 물질로 이루어진 상부 질화물계 클래드층(40)을 포함한다. 상기 하부 질화물계 클래드층(20)은 n형 GaN층과 n형 AlGaN층으로 이루어질 수 있으며, 상기 질화물계 활성층(30)은 다중양자우물구조(multi-quantum well)의 언도프(undope)된 InGaN층으로 이루어질 수 있다. 또한, 상부 질화물계 클래드층(40)은 p형 GaN층과 p형 AlGaN층으로 구성될 수 있다. 상술한 그룹 3족 질화물계 단결정 반도체층으로 형성된 발광다이오드 소자용 발광구조체(20, 30, 40)를 성장하기에 앞서, 널리 공지된 MOCVD 또는 MBE 단결정 성장법 등의 공정을 이용하여 적층 형성한다. 이때, 하부 질화물계 클래드층(20)과 사파이어 성장기판(10)과의 격자정합(lattice match)을 향상시키기 위해, 상기 사파이어 성장기판(10)의 상부에 AlN 또는 GaN와 같은 버퍼층(110)을 더 형성하는 것이 바람직하다.
상기 상부 질화물계 클래드층(40)은 표면 개질층(interface modification layer)을 별도로 포함할 있다. 상기 표면 개질층은 슈퍼래티스 구조(superlattice structure), n형 도전성의 InGaN, GaN, AlInN, AlN, InN, AlGaN, p형 도전성의 InGaN, AlInN, InN, AlGaN, 또는 질소 극성으로 형성된 표면(nitrogen-polar surface)을 갖는 그룹 3족 질화물계이다. 특히, 상기 슈퍼래티스 구조의 표면 개질층은 그룹 2족, 3족, 또는 4족 원소 성분을 포함하고 있는 질화물(nitride) 또는 탄소질화물(carbon nitride)로 구성된다.
도 6B는 상기 상부 질화물계 클래드층(40) 상부에 형성되는 오믹접촉 커런트스프레딩층을 위한 웨이퍼 결합용 전기전도성 박막구조체(90)가 지지기판(80) 상부에 형성된 단면도로서, 도 2B에서 설명한 것과 동일한 물질 및 구조를 갖는다.
도 6C는 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층인 상부 질화물계 클래드층(40)과 전기전도성 박막구조체(90) 간(間)에 도입되는 투명성 결합용 이종물질층(120)이다. 더 나아가서, 상기 투명성 결합용 이종물질층(120)은 두 물질층(40, 90) 간에 기계적 결합력을 강화시켜주며, 동시에 상부 질화물계 클래드층(40)과의 비접촉 저항이 낮은 오믹접촉 계면 형성에 유리하며 높은 빛 투과율을 갖는 물질이 바람직하다.
상기 투명성 결합용 이종물질층(120)은 투명 전기전도성 물질이면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 일예로, ITO, ZnO, IZO(indium zinc oxide), ZITO(zinc indium tin oxide), In2O3, SnO2, Sn, Zn, In, Ni, Au, Ru, Ir, NiO, Ag, Pt, Pd, PdO, IrO2, RuO2, Ti, TiN, Cr, CrN 등의 단층(single layer) 또는 다층(multi-layer) 구조로 사용될 수 있다.
도 6D는 상기 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층부인 상부 질화물계 클래드층(40)과 전기전도성 박막구조체(90) 간(間)에 기계적 결합력을 한층 강화시킬 수 있는 상기 투명성 결합용 이종물질층(120)을 도입하여 소정의 정역학 압력(hydrostatic pressure) 및 900℃ 이하의 온도(temperature)에서 간접적인 웨이퍼 결합(indirect wafer bonding)으로 형성한 복합구조체를 보인 단면도이다.
더 나아가서, 상기한 바와 같이 수직방향으로의 오믹접촉 계면을 형성하기 위해서 상기 웨이퍼 결합 공정 전(fore-process)에 상부 질화물계 클래드층(40) 또는 전기전도성 박막구조체(90)을 적절한 온도 및 가스(gas) 분위기에서 어닐링(annealing)과 용액(solution), 또는 플라즈마(plasma)를 비롯한 표면처리(surface treatment)를 행할 수가 있으며, 동시에 웨이퍼 결합 후(post-process)에도 상기한 어닐링 또는 표면처리 공정을 도입할 수도 있다.
도 7은 실시예에 따른 웨이퍼 결합된 복합구조체에서 지지기판(supporting substrate)을 전기전도성 박막구조체로부터 분리(lift-off)시키는 공정을 보인 단면도이다.
도 7A는 상기 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체와 그룹 3족 질화물계 전도성 박막구조체(90)가 직접적으로 웨이퍼 결합된 복합구조체의 일예로서, 도 3C에서 도시 설명한 바와 동일한 구조 및 물질로 형성된다.
도 7B는 상기 웨이퍼 결합된 복합구조체에서 화학적 습식에칭(chemical lift-off; CLO), 화학-기계적인 에칭 또는 연마(chemical-mechanical polishing; CMP) 공정을 이용하여 지지기판(80)이 분리된 복합구조체의 단면도이다.
도 7C는 상기 웨이퍼 결합된 복합구조체에서 레이저 리프트 오프(laser lift-off; LLO) 공정을 이용하여 지지기판(80)이 분리된 복합구조체의 단면도이다.
상기 웨이퍼 결합된 복합구조체로부터 지지기판(80)을 분리하는 공정은 지지기판 특성에 따라, 상기 CLO, CMP, 또는 LLO 공정 중에서 적어도 하나를 선택할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 전기전도성 박막구조체가 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층부에 웨이퍼 결합으로 형성된 상태를 보인 평면도이다.
도 8A를 참조하면, 전기전도성 박막구조체(90)가 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층부인 상부 질화물계 클래드층(40) 상부에 웨이퍼 전면(total area)으로 웨이퍼 결합 되어 있다.
도 8B를 참조하면, 전기전도성 박막구조체(90)가 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체의 최상층부인 상부 질화물계 클래드층(40) 상부에 소정의 모양(shape)과 치수로 식각(etching)된 후에 결합된다. 바람직하게는 상기 식각된 소정의 모양과 치수는 LED 소자 단일 칩에서 발광면과 동일한 것이다.
더 나아가서, 실시예에서는 미도시되었지만, 용이한 후속 공정을 위하여 웨이퍼 결합에 앞서 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체와 전기전도성 박막구조체(90)를 동시에 일반적인 포토리쏘그래피(photolithography) 공정을 이용하여 에칭(즉, 식각)을 행한 후, 얼라인(align)된 웨이퍼 결합을 할 수도 있다. 특히, 이때 전기전도성 박막구조체(90)의 식각 치수에 비해서, 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체의 식각 치수를 더 크게 하는 것이 바람직하다.
도 9는 실시예에 따른 일 실시예로서, 그룹 3족 질화물계 발광다이오드 소자 제조 공정을 보여주는 흐름도이다.
본 공정 흐름도를 참조하면, 널리 공지된 MOCVD 또는 MBE 성장 공정에 의해서 성장기판 상부에 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 발광구조체를 단결정으로 성장시키는 공정 단계(141), 지지기판 상부에 오믹접촉 커런트스프레딩층을 위한 웨이퍼 결합용 전기전도성 박막구조체를 적층 형성시키는 공정 단계(142), 웨이퍼 대 웨이퍼(wafer to wafer)를 결합시키는 웨이퍼 결합 공정 단계(143), 웨이퍼 결합된 복합구조체에서 지지기판을 분리시키는 공정 단계(144), 식각 또는 증착 공정 등을 이용한 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 제조 공정 단계(145), 최종적으로 성장기판 상에서 제조된 LED 소자 칩을 단일화하고 팩키징(packaging)하는 공정 단계(146)를 끝으로 완성한다.
또한 무엇보다도, 142 공정 단계에서는 높은 캐리어 농도 및 이동도(mobility)로 10-3 Ω㎝ 이하의 전기저항을 갖는 전기전도체의 투명한 결정질(transparent crystalline)로 형성시키는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 전기저항이 낮은 비정질(amorphous)도 가능하다.
또한 143 공정 단계에서는 강한 기계적 결합력을 갖는 동시에, LED 소자용 발광구조체의 최상부에 존재하는 상부 질화물계 클래드층(40)과 전기전도성 박막구조체(90) 간(間), 또는 상부 질화물계 클래드층(40)과 결합용 이종물질층(120) 간(間)의 오믹접촉 계면 형성이 선행되어야 한다.
또한 144 공정 단계에서는 LED 소자용 발광구조체 및 결합된 전기전도성 박막구조체(90)에 기계, 전기, 및 광학적인 손상 없이 지지기판(80)을 분리시키는 것이 중요하다.
또한 145 공정 단계에서는 LED 소자용 발광구조체의 질화물계 활성층 내에서 생성된 빛을 최대한 외부로 많이 방출시키기 위한 전기전도성 박막구조체(90)의 표면 요철 공정, 기능성 박막층 형성, 건식에칭(dry-etching), n형 오믹접촉 전극 및 전극패드 형성, 그리고 쇼키접촉 계면의 p형 전극패드를 형성한다.
또한 146 공정 단계에서는 웨이퍼 상에서 완성된 LED 소자 칩을 팩키징된 단일화 칩을 완성한다.
상기한 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 제조 공정은 전체적인 LED 소자 성능 향상을 위해서 공정 순서는 변형 될 수 있으며, 특히 실시예에 기술에 의한 LED 제조 공정 과정에서 각종 공지 또는 기술상 보호된 어닐링 및 표면처리 공정들이 도입될 수 있다.
도 10은 실시예에 의해 제조된 제1 실시예로서 보인 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 기본적으로 성장기판(10) 상부에 완충층(buffering layer)을 포함한 n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 구성된 하부 질화물계 클래드층(20)이 형성되어 있고, 상기 하부 질화물계 클래드층(20) 상부의 일부 영역에 질화물계 활성층(30)과 p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 구성된 상부 질화물계 클래드층(40)을 순차적으로 형성되어 있다. 또한 도 10에 미도시되었지만, 상기 상부 질화물계 클래드층(40)은 표면 개질층(interface modification layer)을 별도로 포함할 있다. 상기 표면 개질층은 슈퍼래티스 구조(superlattice structure), n형 도전성의 InGaN, GaN, AlInN, AlN, InN, AlGaN, p형 도전성의 InGaN, AlInN, InN, AlGaN, 또는 질소 극성으로 형성된 표면(nitrogen-polar surface)을 갖는 그룹 3족 질화물계이다. 특히, 상기 슈퍼래티스 구조의 표면 개질층은 그룹 2족, 3족, 또는 4족 원소 성분을 포함하고 있는 질화물(nitride) 또는 탄소질화물(carbon nitride)로 구성된다. 상기 발광다이오드 소자용 발광구조체는 MOCVD 또는 MBE 공정으로 형성될 수 있다.
도 10A는 직접적인 웨이퍼 결합 공정에 의해 상기 상부 질화물계 클래드층(40) 상부에 전기전도성 박막구조체 단독으로 형성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90)을 보인 반면, 도 10B는 투명성 결합용 이종물질층(120)과 함께 간접적인 웨이퍼 결합으로 형성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90)을 보이고 있다.
상기 대기에 노출된 하부 질화물계 클래드층(20)의 일부 영역 상부에 n형 오믹접촉 전극 및 전극패드(70)가 형성되어 있고, 상기 전기전도성 박막구조체으로 구성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 상부의 일부 영역에 쇼키접촉 계면을 형성하고 있는 p형 전극패드(60)가 형성된다.
본 상기 일부 영역 제거공정에 따른 구조물의 형상은 전극을 형성하고자 하는 위치, 전극 형상 및 크기에 따라 다양한 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서와 같이 한 모서리에 접하는 영역의 상부 질화물계 클래드층(40) 및 질화물계 활성층(30)을 제거하는 방식으로 구현될 수도 있으며, 전류밀도를 분산시키기 위하여 전극의 길이가 연장되는 경우, 상기 제거된 영역은 해당 전극과 대응하여 연장될 수 있다.
도 11은 실시예에 의해 제조된 제2 실시예로서 보인 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 기본적으로 성장기판(10) 상부에 완충층(buffering layer)을 포함한 n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 구성된 하부 질화물계 클래드층(20)이 형성되어 있고, 상기 하부 질화물계 클래드층(20) 상부의 일부 영역에 질화물계 활성층(30)과 p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 구성된 상부 질화물계 클래드층(40)을 순차적으로 형성되어 있다. 또한 도 11에 미도시되었지만, 상기 상부 질화물계 클래드층(40)은 표면 개질층(interface modification layer)을 별도로 포함할 있다. 상기 표면 개질층은 슈퍼래티스 구조(superlattice structure), n형 도전성의 InGaN, GaN, AlInN, AlN, InN, AlGaN, p형 도전성의 InGaN, AlInN, InN, AlGaN, 또는 질소 극성으로 형성된 표면(nitrogen-polar surface)을 갖는 그룹 3족 질화물계이다. 특히, 상기 슈퍼래티스 구조의 표면 개질층은 그룹 2족, 3족, 또는 4족 원소 성분을 포함하고 있는 질화물(nitride) 또는 탄소질화물(carbon nitride)로 구성된다. 상기 발광다이오드 소자용 발광구조체는 MOCVD 또는 MBE 공정으로 형성될 수 있다.
도 11A는 직접적인 웨이퍼 결합 공정에 의해 상기 상부 질화물계 클래드층(40) 상부에 전기전도성 박막구조체 단독으로 형성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90)과 기능성 박막층(130)을 보인 반면, 도 11B는 투명성 결합용 이종물질층(120)과 함께 간접적인 웨이퍼 결합으로 형성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90)과 기능성 박막층(130)을 보이고 있다. 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 상부에 위치하는 기능성 박막층(130)은 투명성 전기전도체, 형광체, 비반사체(anti-reflector), 또는 광 필터 역할을 수행할 수 있는 물질로 구성한다.
상기 대기에 노출된 하부 질화물계 클래드층(20)의 일부 영역 상부에 n형 오믹접촉 전극 및 전극패드(70)가 형성되어 있고, 상기 전기전도성 박막구조체으로 구성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 상부 또는 기능성 박막층(130)의 일부 영역에 쇼키접촉 계면을 형성하고 있는 p형 전극패드(60)가 형성된다.
본 상기 일부 영역 제거공정에 따른 구조물의 형상은 전극을 형성하고자 하는 위치, 전극 형상 및 크기에 따라 다양한 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서와 같이 한 모서리에 접하는 영역의 상부 질화물계 클래드층(40) 및 질화물계 활성층(30)을 제거하는 방식으로 구현될 수도 있으며, 전류밀도를 분산시키기 위하여 전극의 길이가 연장되는 경우, 상기 제거된 영역은 해당 전극과 대응하여 연장될 수 있다.
도 12는 실시예에 의해 제조된 제3 실시예로서 보인 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 단면도이다.
도 12를 참조하면, 기본적으로 성장기판(10) 상부에 완충층(buffering layer)을 포함한 n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 구성된 하부 질화물계 클래드층(20)이 형성되어 있고, 상기 하부 질화물계 클래드층(20) 상부의 일부 영역에 질화물계 활성층(30)과 p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 구성된 상부 질화물계 클래드층(40)을 순차적으로 형성되어 있다. 또한 도 12에 미도시되었지만, 상기 상부 질화물계 클래드층(40)은 표면 개질층(interface modification layer)을 별도로 포함할 있다. 상기 표면 개질층은 슈퍼래티스 구조(superlattice structure), n형 도전성의 InGaN, GaN, AlInN, AlN, InN, AlGaN, p형 도전성의 InGaN, AlInN, InN, AlGaN, 또는 질소 극성으로 형성된 표면(nitrogen-polar surface)을 갖는 그룹 3족 질화물계이다. 특히, 상기 슈퍼래티스 구조의 표면 개질층은 그룹 2족, 3족, 또는 4족 원소 성분을 포함하고 있는 질화물(nitride) 또는 탄소질화물(carbon nitride)로 구성된다. 상기 발광다이오드 소자용 발광구조체는 MOCVD 또는 MBE 공정으로 형성될 수 있다.
도 12A는 직접적인 웨이퍼 결합 공정에 의해 상기 상부 질화물계 클래드층(40) 상부에 전기전도성 박막구조체 단독으로 형성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90)과 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 표면에 도입된 표면 요철을 보인 반면, 도 12B는 투명성 결합용 이종물질층(120)과 함께 간접적인 웨이퍼 결합으로 형성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90)와 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 표면에 도입된 표면 요철을 보이고 있다. 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 표면에 도입된 표면 요철은 상기 질화물계 활성층(30)에서 생성된 빛의 입사각을 변화시켜서 외부로 방출되어 나오는 빛의 양을 증가시켜 준다.
상기 대기에 노출된 하부 질화물계 클래드층(20)의 일부 영역 상부에 n형 오믹접촉 전극 및 전극패드(70)가 형성되어 있고, 상기 전기전도성 박막구조체으로 구성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 상부의 일부 영역에 쇼키접촉 계면을 형성하고 있는 p형 전극패드(60)가 형성된다.
본 상기 일부 영역 제거공정에 따른 구조물의 형상은 전극을 형성하고자 하는 위치, 전극 형상 및 크기에 따라 다양한 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서와 같이 한 모서리에 접하는 영역의 상부 질화물계 클래드층(40) 및 질화물계 활성층(30)을 제거하는 방식으로 구현될 수도 있으며, 전류밀도를 분산시키기 위하여 전극의 길이가 연장되는 경우, 상기 제거된 영역은 해당 전극과 대응하여 연장될 수 있다.
도 13은 실시예에 의해 제조된 제4 실시예로서 보인 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 기본적으로 성장기판(10) 상부에 완충층(buffering layer)을 포함한 n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 구성된 하부 질화물계 클래드층(20)이 형성되어 있고, 상기 하부 질화물계 클래드층(20) 상부의 일부 영역에 질화물계 활성층(30)과 p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체로 구성된 상부 질화물계 클래드층(40)을 순차적으로 형성되어 있다. 또한 도 13에 미도시되었지만, 상기 상부 질화물계 클래드층(40)은 표면 개질층(interface modification layer)을 별도로 포함할 있다. 상기 표면 개질층은 슈퍼래티스 구조(superlattice structure), n형 도전성의 InGaN, GaN, AlInN, AlN, InN, AlGaN, p형 도전성의 InGaN, AlInN, InN, AlGaN, 또는 질소 극성으로 형성된 표면(nitrogen-polar surface)을 갖는 그룹 3족 질화물계이다. 특히, 상기 슈퍼래티스 구조의 표면 개질층은 그룹 2족, 3족, 또는 4족 원소 성분을 포함하고 있는 질화물(nitride) 또는 탄소질화물(carbon nitride)로 구성된다. 상기 발광다이오드 소자용 발광구조체는 MOCVD 또는 MBE 공정으로 형성될 수 있다.
도 13A는 직접적인 웨이퍼 결합 공정에 의해 상기 상부 질화물계 클래드층(40) 상부에 전기전도성 박막구조체 단독으로 형성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90), 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 표면에 도입된 표면 요철, 및 기능성 박막층(130)을 보인 반면, 도 13B는 투명성 결합용 이종물질층(120)과 함께 간접적인 웨이퍼 결합으로 형성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90), 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 표면에 도입된 표면 요철, 및 기능성 박막층(130)을 보이고 있다. 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 표면에 도입된 표면 요철은 상기 질화물계 활성층(30)에서 생성된 빛의 입사각을 변화시켜서 외부로 방출되어 나오는 빛의 양을 증가시켜 준다. 또한 상기 기능성 박막층(130)은 투명성 전기전도체, 형광체, 비반사체(anti-reflector), 또는 광 필터 역할을 수행할 수 있는 물질로 구성한다.
상기 대기에 노출된 하부 질화물계 클래드층(20)의 일부 영역 상부에 n형 오믹접촉 전극 및 전극패드(70)가 형성되어 있고, 상기 전기전도성 박막구조체으로 구성된 오믹접촉 커런트스프레딩층(90) 상부의 일부 영역에 쇼키접촉 계면을 형성하고 있는 p형 전극패드(60)가 형성된다.
본 상기 일부 영역 제거공정에 따른 구조물의 형상은 전극을 형성하고자 하는 위치, 전극 형상 및 크기에 따라 다양한 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서와 같이 한 모서리에 접하는 영역의 상부 질화물계 클래드층(40) 및 질화물계 활성층(30)을 제거하는 방식으로 구현될 수도 있으며, 전류밀도를 분산시키기 위하여 전극의 길이가 연장되는 경우, 상기 제거된 영역은 해당 전극과 대응하여 연장될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. 성장기판과, 상기 성장기판 상부의 n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체 물질계로 이루어진 하부 질화물계 클래드층과, 또 다른 그룹 3족 질화물계 반도체 물질계로 이루어진 질화물계 활성층과, p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체 물질계로 이루어진 상부 질화물계 클래드층과, 상기 상부 질화물계 클래드층 상부의 오믹접촉 커런트스프레딩과, 상기 오믹접촉 커런트 스프레딩층 상부의 p형 전극패드와, 상기 하부 질화물계 클래드층 상부의 n형 오믹접촉 전극 및 전극패드를 포함하는 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자에 있어서,
    상기 오믹접촉 커런트스프레딩층은 전기전도성 박막구조체로 구성된 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 질화물계 클래드층과 상기 전기전도성 박막구조체 간(間)에 기계적 결합력을 구비하며, 수직방향으로의 낮은 비접촉 저항을 갖는 오믹접촉 계면을 형성하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기전도성 박막구조체는 반도성(semi-conducting) 특성을 갖는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기전도성 박막구조체는 10-3 Ω㎝ 이하의 전기저항을 갖는 단층(single layer) 또는 다층(multi-layer) 박막 구조로 형성된 것을 특징으로 한 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기전도성 박막구조체는 단결정의 무극성 표면 정방정계, 양성 극성 표면 육방정계, 음성 극성 표면 육방정계, 또는 혼합된 극성 표면 육방정계로 형성된 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기전도성 박막구조체는 비정질(amorphous)인 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 오믹접촉 커런트스프레딩층을 구성하고 있는 상기 전기전도성 박막구조체의 표면에 표면 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 p형 전극패드는 상기 오믹접촉 커런트스프레딩층 상부에서 쇼키접촉 계면을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  9. 성장기판과, 상기 성장기판 상부의 n형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체 물질계로 이루어진 하부 질화물계 클래드층과, 또 다른 그룹 3족 질화물계 반도체 물질계로 이루어진 질화물계 활성층과, p형 도전성의 그룹 3족 질화물계 반도체 물질계로 이루어진 상부 질화물계 클래드층과, 상기 상부 질화물계 클래드층 상부의 투명성 결합용 이종물질층과, 상기 투명성 결합용 이종물질층 상부의 오믹접촉 커런트스프레딩과, 상기 오믹접촉 커런트 스프레딩층 상부의 p형 전극패드와, 상기 하부 질화물계 클래드층 상부의 n형 오믹접촉 전극 및 전극패드를 포함하는 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자에 있어서,
    상기 오믹접촉 커런트스프레딩층은 전기전도성 박막구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 질화물계 클래드층은 슈퍼래티스 구조(spuerlattice structure), n형 도전성의 InGaN, GaN, AlInN, AlN, InN, AlGaN, p형 도전성의 InGaN, AlInN, InN, AlGaN, 또는 질소 극성으로 형성된 표면(nitrogen-polar surface)을 갖는 그룹 3족 질화물인 표면 개질층(interface modification layer)을 별도로 포함하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 투명성 결합용 이종물질층은 상기 상부 질화물계 클래드층과 상기 전기전도성 박막구조체 간에 기계적 결합력을 강화시켜주며,
    상기 투명성 결합용 이종물질층은 상기 상부 질화물계 클래드층과의 오믹접촉 계면을 형성하며, 투광성인 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전기전도성 박막구조체는 10-3 Ω㎝ 이하의 전기저항을 갖는 단층(single layer) 또는 다층(multi-layer) 박막 구조로 형성된 것을 특징으로 한 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 전기전도성 박막구조체는 단결정의 무극성 표면 정방정계, 양성 극성 표면 육방정계, 음성 극성 표면 육방정계, 또는 혼합된 극성 표면 육방정계로 형성된 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 전기전도성 박막구조체는 다결정(poly-crystal) 또는 비정질(amorphous)인 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 투명성 결합용 이종물질층은 광학적으로 투명하고 전기전도체인 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 투명성 결합용 이종물질층은 ITO, ZnO, IZO(indium zinc oxide), ZITO(zinc indium tin oxide), In2O3, SnO2, Sn, Zn, In, Ni, Au, Ru, Ir, NiO, Ag, Pt, Pd, PdO, IrO2, RuO2, Ti, TiN, Cr, CrN로 구성된 단층(single layer) 또는 다층(multi-layer) 구조를 갖는 것을 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 오믹접촉 커런트스프레딩층을 구성하고 있는 상기 전기전도성 박막구조체의 표면에 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 그룹 3족 질화물계 반도체 수평구조의 발광다이오드 소자.
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