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KR100734375B1 - Led having vertical structure and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR100734375B1
KR100734375B1 KR1020060025692A KR20060025692A KR100734375B1 KR 100734375 B1 KR100734375 B1 KR 100734375B1 KR 1020060025692 A KR1020060025692 A KR 1020060025692A KR 20060025692 A KR20060025692 A KR 20060025692A KR 100734375 B1 KR100734375 B1 KR 100734375B1
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KR
South Korea
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layer
forming
electrode
substrate
pillars
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KR1020060025692A
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문용태
장준호
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엘지전자 주식회사
엘지이노텍 주식회사
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Abstract

A vertically structured light emitting device and a manufacturing method thereof are provided to improve crystallization of a thin film and internal quantum efficiency by selectively growing the thin film on a surface where pillars are formed. Plural pillars(20) are formed on a substrate. Plural semiconductor layers(30) are formed on a surface where the pillars are formed. A first electrode(40) is formed on the semiconductor layers. A supporting layer(60) is formed on the first electrode. The substrate is removed. A second electrode(70) is formed on a surface whose substrate is removed. The substrate is one of sapphire, Si, ZnO, and Sic. The pillars are regularly arranged. The height of the pillar is 0.05 to 10 mum, a radius thereof is 0.01 to 6 mum, and an interval between the pillars is 0.03 to 18 mum.

Description

수직형 발광 소자 및 그 제조방법{LED having vertical structure and method for manufacturing the same}Vertical light emitting device and its manufacturing method {LED having vertical structure and method for manufacturing the same}

도 1은 종래의 수평형 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional horizontal light emitting device.

도 2는 종래의 광결정이 형성된 수평형 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an example of a horizontal light emitting device in which a conventional photonic crystal is formed.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 수직형 발광 소자 제조방법의 일 실시예를 나타내는 단면도로서,3 to 5 are cross-sectional views showing an embodiment of the manufacturing method of the vertical light emitting device of the present invention.

도 3은 기판을 나타내는 단면도이다.  3 is a cross-sectional view showing a substrate.

도 4는 기판 위에 유전물질 기둥을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.  4 is a cross-sectional view illustrating a step of forming a pillar of dielectric material on a substrate.

도 5는 도 4의 평면도이다.  5 is a plan view of FIG. 4.

도 6 내지 도 10은 본 발명의 수직형 발광 소자 제조방법의 다른 실시예를 나타내는 단면도로서,6 to 10 are cross-sectional views showing another embodiment of the manufacturing method of the vertical light emitting device of the present invention.

도 6은 기판 위에 반도체 박막을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.  6 is a cross-sectional view illustrating a step of forming a semiconductor thin film on a substrate.

도 7은 반도체 박막 위에 유전물질 기둥을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.  7 is a cross-sectional view illustrating a step of forming a pillar of dielectric material on a semiconductor thin film.

도 8은 도 7의 평면도이다.  8 is a plan view of FIG. 7.

도 9는 유전물질 기둥 위에 복수의 반도체층을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.  9 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a plurality of semiconductor layers on a pillar of a dielectric material.

도 10은 반도체층 위에 제1전극과 지지층을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.  10 is a cross-sectional view illustrating a step of forming a first electrode and a support layer on a semiconductor layer.

도 11은 본 발명의 수직형 발광 소자의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.11 is a cross-sectional view showing an embodiment of a vertical light emitting device of the present invention.

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

10 : 기판 11 : 반도체 박막10 substrate 11 semiconductor thin film

20 : 유전물질 기둥 21 : 홀20: dielectric material pillar 21: hole

30 : 반도체층 40 : p-형 전극30 semiconductor layer 40 p-type electrode

50 : 반사전극 60 : 지지층50: reflective electrode 60: support layer

70 : n-형 전극70: n-type electrode

본 발명은 수직형 발광 소자에 관한 것으로 특히, 광추출 효율을 향상시키기 위한 수직형 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical light emitting device, and more particularly, to a vertical light emitting device for improving light extraction efficiency and a method of manufacturing the same.

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)에 의해 고출력 전자소자 개발 분야에서 많은 주목을 받아왔다. 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.Gallium nitride compound semiconductors (Gallium Nitride (GaN)) have attracted much attention in the field of high power electronics development due to their high thermal stability and wide bandgap (0.8-6.2 eV). 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 재료의 특징들에 맞출 수 있다. 예를 들어, GaN를 이용하여 광기록에 유익한 청색 LED와 백열등을 대치할 수 있는 백색 LED를 만들 수 있다. In this way, the emission wavelength can be adjusted to match the material's characteristics to specific device characteristics. For example, GaN can be used to create white LEDs that can replace incandescent and blue LEDs that are beneficial for optical recording.

또한, 종래의 녹색 LED의 경우에는 처음에는 GaP로 구현이 되었는데, 이는 간접 천이형 재료로서 효율이 떨어져서 실용적인 순녹색 발광을 얻을 수 없었으나, InGaN 박박성장이 성공함에 따라 고휘도 녹색 LED 구현이 가능하게 되었다.In addition, in the case of the conventional green LED, it was initially implemented as GaP, which was inefficient as an indirect transition type material, and thus practical pure green light emission could not be obtained. However, as InGaN thin film growth succeeded, high brightness green LED could be realized. It became.

이와 같은 이점 및 다른 이점들로 인해, GaN 계열의 LED 시장이 급속히 성장하고 있다. 따라서, 1994년에 상업적으로 도입한 이래로 GaN 계열의 광전자장치 기술도 급격히 발달하였다. Because of these and other benefits, the GaN series LED market is growing rapidly. Therefore, since commercial introduction in 1994, GaN-based optoelectronic device technology has rapidly developed.

GaN 발광 다이오드의 효율은 백열등의 효율을 능가하였고, 현재는 형광등의 효율에 필적하기 때문에, GaN 계열의 LED 시장은 급속한 성장을 계속할 것으로 예상된다. Since the efficiency of GaN light emitting diodes outperformed the efficiency of incandescent lamps and is now comparable to that of fluorescent lamps, the GaN LED market is expected to continue to grow rapidly.

상기와 같은, GaN 소자 기술의 급속한 발전에도 불구하고, GaN 소자의 제작에는 비용면에서 큰 단점을 지닌다. 이는 GaN 박막(epitaxial layers)을 성장시키고 연이어 완성된 GaN 계열의 소자들을 절단하는 어려움과 관련된다. Despite the rapid development of GaN device technology as described above, the manufacturing of GaN device has a big disadvantage in terms of cost. This is related to the difficulty of growing GaN epitaxial layers and subsequently cutting the finished GaN-based devices.

GaN 계열의 소자들은 일반적으로 사파이어(Al2O3) 기판상에 제조된다. 이는 사파이어 웨이퍼가 GaN 계열의 장치들을 대량 생산하는데 적합한 크기로 상용으로 이용가능하고, 비교적 고품질의 GaN 박막 성장을 지지하며, 광범위한 온도처리 능력 때문이다. GaN-based devices are typically fabricated on sapphire (Al 2 O 3 ) substrates. This is because sapphire wafers are commercially available in sizes suitable for mass production of GaN-based devices, support relatively high quality GaN thin film growth, and have a wide range of temperature processing capabilities.

또한, 사파이어는 화학적으로 그리고 열적으로 안정적이며, 고온 제조공정을 가능하게 하는 고융점을 가지고, 높은 결합 에너지(122.4 Kcal/mole)와 높은 유전상수를 갖는다. 화학적으로, 사파이어는 결정성 알루미늄 산화물(Al2O3)이다. In addition, sapphire is chemically and thermally stable, has a high melting point to enable high temperature manufacturing processes, high binding energy (122.4 Kcal / mole) and high dielectric constant. Chemically, sapphire is crystalline aluminum oxide (Al 2 O 3 ).

한편, 사파이어는 절연체이기 때문에 사용한 사파이어 기판(또는 다른 절연체 기판)을 사용하는 경우 이용가능한 LED 소자의 형태는, 실제로, 수평(lateral) 또는 수직(vertical) 구조로 제한된다. On the other hand, since the sapphire is an insulator, the shape of the LED element available when using the used sapphire substrate (or other insulator substrate) is, in fact, limited to a lateral or vertical structure.

도 1은 위에서 설명한 일반적인 GaN 계열 LED 중에서 수평형 LED 소자 구조를 나타내고 있다.1 illustrates a horizontal LED device structure among the general GaN series LEDs described above.

이러한 수평형 LED 소자의 구조는, 사파이어 기판(1) 위에 n-형 질화갈륨(GaN)층(2)과 활성층(발광층: 3) 및 p-형 질화갈륨(GaN)층(4)이 차례로 위치하고, 위의 n-형 GaN층(2)이 드러나도록 식각된 면에 n-형 전극(5)이 위치하고, 위의 p-형 GaN층(4)에는 p-형 전극(6)이 위치한다.The structure of the horizontal LED device is that the n-type gallium nitride (GaN) layer 2, the active layer (light emitting layer: 3), and the p-type gallium nitride (GaN) layer 4 are sequentially positioned on the sapphire substrate 1. The n-type electrode 5 is positioned on the etched surface to expose the n-type GaN layer 2 above, and the p-type electrode 6 is positioned on the p-type GaN layer 4 above.

최근 GaN 기반 반도체 발광 소자의 연구는 휘도 향상에 주력하고 있다. 광소자의 휘도 향상을 위한 연구는 크게 내부양자효율을 개선하는 방법과 광추출 효율을 개선하는 방법으로 분류할 수 있다. 최근에는 광추출 효율을 개선하는 방법에 대해서 전세계적으로 활발하게 연구가 진행되고 있다. Recently, research on GaN-based semiconductor light emitting devices has focused on improving luminance. Researches for improving the brightness of optical devices can be classified into methods for improving internal quantum efficiency and methods for improving light extraction efficiency. Recently, researches on how to improve light extraction efficiency have been actively conducted worldwide.

광추출 효율을 높이는 대표적인 방법으로는 사파이어 기판을 일정한 형상으로 식각하는 방법, p-형 GaN층의 표면을 거칠게 만드는 방법, 및 p-형 GaN층을 식각하여 일정한 주기를 갖는 광결정(photonic crystal)을 형성하는 방법등이 있다.Representative methods for improving light extraction efficiency include etching a sapphire substrate into a constant shape, roughening the surface of a p-type GaN layer, and photonic crystals having a constant period by etching the p-type GaN layer. How to form.

현재, 사파이어 기판을 식각하는 방법과 p-형 GaN층의 표면을 거칠게하는 방법은 전세계적으로 발광 소자의 대량생산 기술에 적용되고 있다. 그러나, 광결정을 이용하는 방법은 이론적으로 잘 알려져 있고 실험실 수준에서 연구보고 되어지고 있으나, 현재까지 대량생산 기술에는 적용되고 있지 못하고 있다. At present, a method of etching a sapphire substrate and a method of roughening the surface of a p-type GaN layer have been applied to mass production technology of light emitting devices worldwide. However, the method using the photonic crystal is well known theoretically and has been reported at the laboratory level, but has not been applied to mass production technology.

이와 같은 광결정을 이용하는 방법은 사파이어를 식각하는 방법과 p-형 GaN층 표면을 거칠게 하는 방법보다 더욱 우수한 광추출 효율을 갖는다. Such a method using photonic crystals has more excellent light extraction efficiency than the method of etching sapphire and roughening the surface of p-type GaN layer.

이러한 광결정을 이용하는 대표적인 방법은 도 2에서 도시하는 바와 같이, 도 1과 같은 기본 구조에서 상단의 p-형 GaN층(4)을 일정한 주기의 패턴으로 식각하여 광결정(7)을 형성한다. As a representative method using such a photonic crystal, as shown in FIG. 2, in the basic structure as shown in FIG. 1, the upper p-type GaN layer 4 is etched in a regular pattern to form the photonic crystal 7.

그러나, 이런 방법은 p-형 GaN층(4)의 본질적으로 낮은 전기적 특성과 얇은 박막 두께 및 식각에 의한 전기적 특성의 퇴화에 의해서 광추출 효율 개선이 제한된다. However, this method is limited in improving light extraction efficiency due to the inherently low electrical properties of the p-type GaN layer 4 and the degradation of the electrical properties by thin film thickness and etching.

다른 방법으로는 기판 위에 p-형 GaN층을 먼저 성장시키고 발광층을 성장시 킨 후 상단에 n-형 GaN층을 성장시킨 구조를 사용하여 상단의 n-형 GaN층에 광결정 구조를 형성시키는 방법이다. Another method is to form a photonic crystal structure on the upper n-type GaN layer by using a structure in which a p-type GaN layer is first grown on a substrate, a light emitting layer is grown, and an n-type GaN layer is grown on top. .

그러나, p-형 GaN층의 본질적으로 낮은 전기적 전도성과 낮은 결정성 및 식각에 의한 전기적 특성 퇴화는 p-형 GaN층을 하단에 성장시키는 방법을 불가능하게 한다. However, the inherently low electrical conductivity of the p-type GaN layer and the degradation of the electrical properties due to low crystallinity and etching make it impossible to grow the p-type GaN layer at the bottom.

또 다른 방법은 사파이어 기판 위에 n-형 GaN층을 성장하고, 이어 발광층을 성장하고 p-형 GaN층을 성장한 후, 다시 n-형 GaN층을 성장시키는 방법이 있다. 이는 p-형 GaN층과 n-층 GaN층 사이에서의 전기적 터널접합 특성을 이용하는 방법이다.Another method is to grow an n-type GaN layer on a sapphire substrate, then grow a light emitting layer, grow a p-type GaN layer, and then grow an n-type GaN layer again. This is a method using the electrical tunnel junction property between the p-type GaN layer and the n-layer GaN layer.

그러나, 이 방법 역시 p-형 GaN층의 낮은 전기적 특성으로 말미암아 접합부위에서 저항을 증가시켜서 결국 소자의 작동 전압을 증가시키는 문제점을 갖는다. However, this method also has the problem of increasing the resistance at the junction due to the low electrical properties of the p-type GaN layer, which in turn increases the operating voltage of the device.

그 외의 다른 방법으로는 사파이어 기판 위에 n-형 GaN층, 발광층, p-형 GaN층을 차례로 성장시킨 후 반사층과 열방출 능력이 우수한 금속판을 접합시킨 후 적절한 방법으로 사파이어를 제거하고 노출된 n-형 GaN층에 식각공정을 통해서 광결정을 형성하는 방법이다. In other methods, the n-type GaN layer, the light emitting layer, and the p-type GaN layer are grown on the sapphire substrate in order, and then the sapphire is removed by an appropriate method. The photonic crystal is formed on the GaN layer by an etching process.

그러나, 이러한 방법도 역시 접합된 박막층의 식각 공정 단계에서 금속판이 충분히 안정하지 못하여 식각공정이 어렵고 생산성이 낮은 문제점이 있었다.However, this method also has a problem that the metal plate is not sufficiently stable in the etching process step of the bonded thin film layer, the etching process is difficult and the productivity is low.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 광추출 효율을 개선할 수 있는 광결정 구조를 발광 소자에 적용하여 고휘도 고효율의 발광 소자를 구현하고, 유전물 질 기둥 위에 박막을 성장함으로써 박막의 결정성을 향상시키고 박막 내의 응력제어를 통하여 발광소자의 효율을 향상시킬 수 있는 수직형 발광 소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to implement a light emitting device having a high brightness and high efficiency by applying a photonic crystal structure that can improve the light extraction efficiency, and to increase the crystallinity of the thin film by growing a thin film on the dielectric pillar It is to provide a vertical light emitting device and a method of manufacturing the same that can improve the efficiency of the light emitting device through the stress control therein.

상기 기술적 과제를 이루기 위해, 본 발명은, 기판상에 다수의 기둥들을 형성하는 단계와; 상기 기둥들이 형성된 면 위에 복수의 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 복수의 반도체층 위에 제1전극을 형성하는 단계와; 상기 제1전극 위에 지지층을 형성하는 단계와; 상기 기판을 제거하는 단계와; 상기 기판이 제거된 면에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above technical problem, the present invention comprises the steps of forming a plurality of pillars on the substrate; Forming a plurality of semiconductor layers on a surface on which the pillars are formed; Forming a first electrode on the plurality of semiconductor layers; Forming a support layer on the first electrode; Removing the substrate; It is preferably configured to include the step of forming a second electrode on the surface from which the substrate is removed.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 다른 관점으로서, 본 발명은, 금속지지판과; 상기 금속지지판 위에 위치하는 반사전극과; 상기 반사전극 위에 위치하는 p형 전극과; 상기 p형 전극 위에 위치하는 오믹형성층과; 상기 오믹형성층 위에 위치하는 복수의 GaN 계열 반도체층과; 상기 반도체층 위에 위치하며, 주기적으로 배열된 다수의 홀에 의하여 형성되는 광결정층과; 상기 광결정층 위에 위치하는 n형 투명 오믹층과; 상기 n형 투명 오믹층 위에 위치하는 n형 전극을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.As another aspect for achieving the above technical problem, the present invention, a metal support plate; A reflective electrode on the metal support plate; A p-type electrode positioned on the reflective electrode; An ohmic forming layer positioned on the p-type electrode; A plurality of GaN based semiconductor layers positioned on the ohmic forming layer; A photonic crystal layer positioned on the semiconductor layer and formed by a plurality of holes arranged periodically; An n-type transparent ohmic layer positioned on the photonic crystal layer; It is preferable to comprise the n-type electrode located on the n-type transparent ohmic layer.

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

도 3에서 도시하는 바와 같이, 기판(10)을 습식 또는 건식공정을 통하여 표면을 처리한다. 기판(10)은 사파이어, 실리콘(Si), 아연 산화물(ZnO), 실리콘 카바 이드(SiC) 등을 사용할 수 있다.As shown in FIG. 3, the substrate 10 is treated with a surface by a wet or dry process. As the substrate 10, sapphire, silicon (Si), zinc oxide (ZnO), silicon carbide (SiC), or the like may be used.

이와 같은 기판(10) 위에, 도 4에서와 같이, 다수의 유전물질 기둥(20)들을 형성한다. 유전물질 기둥(20)들의 수직 단면 형상은 원형, 사각형, 육각형, 및 기타 다각형이 될 수 있다. On this substrate 10, as shown in Figure 4, a plurality of pillars of dielectric material 20 are formed. The vertical cross-sectional shape of the dielectric pillars 20 can be round, square, hexagonal, and other polygons.

이러한 유전물질 기둥(20)은 산화물 또는 질화물로 형성할 수 있으며, 특히, 실리콘 산화물(SiO2) 혹은 실리콘 질화물(SiN) 등을 이용하여 형성할 수 있다.The dielectric material pillar 20 may be formed of an oxide or nitride, and in particular, may be formed using silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN).

유전물질 기둥(20)은 패턴공정 또는 식각공정을 통하여 형성될 수 있다. 즉, 유전물질층을 형성하고, 이를 식각하여 유전물질 기둥(20)을 형성할 수 있다.The dielectric material pillar 20 may be formed through a pattern process or an etching process. That is, the dielectric material layer may be formed and etched to form the dielectric material pillar 20.

도 4에서와 같이, 유전물질 기둥(20)은 전체 영역에 형성할 수 있으나, 경우에 따라서는 단위 소자의 형성영역에만 형성할 수 있고, 또한 단위 소자 구분영역에는 유전물질을 기둥의 형상으로 형성하지 않고, 유전물질을 채워서 형성할 수도 있다(도시되지 않음). 도 5는 단위 소자 형성영역에만 유전물질 기둥(20)들이 형성된 평면을 도시하고 있다.As shown in FIG. 4, the dielectric material pillar 20 may be formed in the entire region, but in some cases, the dielectric material pillar 20 may be formed only in the region in which the unit elements are formed. Alternatively, it may be formed by filling the dielectric material (not shown). FIG. 5 illustrates a plane in which dielectric pillars 20 are formed only in a unit device formation region.

한편, 도 6에서 도시하는 바와 같이, 기판(10) 위에 통상의 반도체 박막 성장장치를 이용하여 GaN 반도체 박막(11)을 성장시키고, 이러한 GaN 박막(11) 위에 위와 같은 유전물질 기둥(20)들을 형성할 수도 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the GaN semiconductor thin film 11 is grown on the substrate 10 using a conventional semiconductor thin film growth apparatus, and the above-described dielectric material pillars 20 are formed on the GaN thin film 11. It may be formed.

이때, 도 6에서와 같이, 상기 GaN 반도체 박막(11)을 단위 소자 형성영역에만 형성하거나, 또는 반도체 박막(11)을 전체 면에 형성하고 그중 단위 소자 구분영역은 식각하여 제거할 수도 있다.In this case, as shown in FIG. 6, the GaN semiconductor thin film 11 may be formed only in the unit device formation region, or the semiconductor thin film 11 may be formed on the entire surface, and the unit device division region may be etched and removed.

이러한 박막(11)의 두께는 0.001 내지 5㎛를 이루도록 형성하는 것이 바람직하며, 이러한 박막(11)은 기판(10)위에 버퍼층으로 이용될 수도 있다.The thin film 11 may be formed to have a thickness of 0.001 to 5 μm. The thin film 11 may be used as a buffer layer on the substrate 10.

이후, 도 7에서 도시하는 바와 같이, GaN 반도체 박막(11)이 형성된 부분 위에 유전물질 기둥(20)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 7, the dielectric material pillar 20 is formed on the portion where the GaN semiconductor thin film 11 is formed.

도 8에서는 이와 같이, GaN 반도체 박막(11) 위에 유전물질 기둥(20)이 형성된 평면을 나타낸다. In FIG. 8, the plane in which the dielectric material pillars 20 are formed on the GaN semiconductor thin film 11 is illustrated.

또한, 이와 같은 단위 소자 구분영역에는 유전물질 기둥(20)을 형성하지 않고, 구분영역 전체에 유전물질을 채워서 형성할 수도 있다.In addition, the dielectric material pillar 20 may not be formed in the unit device division region, and the dielectric material may be filled in the entire division region.

이후의 과정은 GaN 반도체 박막(11)을 위에 유전물질 기둥(20)들을 형성한 구조를 이용하여 설명한다. 그러나, 기판(10) 위에 직접 유전물질 기둥(20)들을 형성한 구조에도 이하의 과정은 동일하게 적용될 수 있다.The following process will be described using the structure in which the dielectric material pillars 20 are formed on the GaN semiconductor thin film 11. However, the following process may be similarly applied to the structure in which the dielectric material pillars 20 are directly formed on the substrate 10.

도 9에서와 같이, 유전물질 기둥(20)들이 형성된 GaN 반도체 박막(11) 위에 복수의 GaN 계열 반도체층(30)을 형성한다.As shown in FIG. 9, a plurality of GaN-based semiconductor layers 30 are formed on the GaN semiconductor thin film 11 on which the dielectric material pillars 20 are formed.

이와 같은 GaN 계열 반도체층(30)은 n-형 GaN층(31), 발광층(활성층: 32), 및 p-형 GaN층(33)으로 이루어진다. 발광층은 통상 단일 또는 다중 양자우물(Quantum well) 구조를 이룬다. 이때, 양자우물 구조를 이루기 위하여 In, Al 등의 물질이 GaN 물질에 혼합되어 이용될 수 있다.The GaN series semiconductor layer 30 includes an n-type GaN layer 31, a light emitting layer (active layer 32), and a p-type GaN layer 33. The light emitting layer usually forms a single or multiple quantum well structure. In this case, materials such as In and Al may be mixed and used to form a quantum well structure.

상기 n-형 GaN층(31)의 형성은, 최초에는 유전물질 기둥(20) 상측에는 형성되지 않고, 이러한 유전물질 기둥(20) 사이의 박막(11) 상측에서 형성이 된다. The n-type GaN layer 31 is not formed on the dielectric material pillar 20 at first, but is formed on the thin film 11 between the dielectric material pillars 20.

이와 같이, 박막(11) 상측, 유전물질 기둥(20) 사이에서 n-형 GaN층(31)이 형성되어, 유전물질 기둥(20)을 덮게되면, 이때, n-형 GaN층(31)은 도 9와 같이, 층을 이루어 성장된다.As such, when the n-type GaN layer 31 is formed between the thin film 11 and the dielectric material pillar 20 to cover the dielectric material pillar 20, the n-type GaN layer 31 may be As shown in Fig. 9, it is grown in layers.

이때, 상기 단위 소자 구분영역에는 사파이어 기판(10)이나 유전물질(도시되지 않음)이 채워져 있으므로, GaN 계열 반도체층(30)이 형성되지 않으므로, 이후 공정 단계에서 소자와 소자를 분리하는 별도의 공정이 필요 없게 된다.In this case, since the GaN-based semiconductor layer 30 is not formed since the sapphire substrate 10 or the dielectric material (not shown) is filled in the unit device division region, a separate process of separating the device from the device in a subsequent process step You do not need this.

또한, 이와 같이, 유전물질 기둥(20) 위에 선택적으로 GaN 반도체층(30)을 형성하면 고품위 n-형 GaN층(31)과 발광층(32) 및 p-형 GaN층(33)을 형성할 수 있다.In addition, if the GaN semiconductor layer 30 is selectively formed on the dielectric material pillar 20, a high quality n-type GaN layer 31, a light emitting layer 32, and a p-type GaN layer 33 may be formed. have.

그 이유로, 유전물질 기둥(20) 위에 선택적으로 형성되는 박막층은 기판(10)에서 기인하는 스트레인(strain)을 상당량 효과적으로 완화시킬 수 있기 때문이다.For this reason, the thin film layer selectively formed on the dielectric material pillar 20 can effectively alleviate the strain due to the substrate 10 in a significant amount.

이러한 단일 소자 박막층 내의 스트레인의 감소는 결국 발광층(32)의 내부 양자효율을 증가시킬 수 있다. This reduction in strain in the single device thin film layer may eventually increase the internal quantum efficiency of the light emitting layer 32.

더욱이, 본 발명에 따르면, n-형 GaN층(31)의 하측에는 유전물질 기둥(20)들이 위치하므로, 이 위에 성장되는 반도체층(30)은 기판(10)과 반도체층(30) 박막 사이의 계면에서부터 시작되는 본질적인 박막 결함인 스레딩 전위(threading dislocations) 밀도를 절반 가까이 감소시킬 수 있다. 이러한 전위 밀도의 감소는 소자의 성능 향상에 크게 기여할 수 있다. Furthermore, according to the present invention, since the pillars 20 of the dielectric material are positioned below the n-type GaN layer 31, the semiconductor layer 30 grown thereon is disposed between the substrate 10 and the thin film of the semiconductor layer 30. It is possible to reduce the density of threading dislocations, which is an inherent thin film defect, starting at the interface of. This reduction in dislocation density can greatly contribute to improving the performance of the device.

이후, 도 10에서와 같이, 분리된 소자와 소자 사이의 구분영역에 에폭시 등과 같은 열화학적으로 제거가 용이한 물질을 충진한 후, GaN 계열 반도체층(30) 위에는 p-형 전극(40)을 형성한다. 이러한 p-형 전극(40)은 오믹전극을 형성하며, p- 형 전극(40) 위에는 반사 효율 향상을 위한 반사전극(50)이 형성될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 10, a p-type electrode 40 is formed on the GaN-based semiconductor layer 30 after filling the separation region between the device and a thermochemically removable material such as epoxy. Form. The p-type electrode 40 forms an ohmic electrode, and a reflective electrode 50 for improving reflection efficiency may be formed on the p-type electrode 40.

이때, 에폭시와 같은 물질이 채워지는 시기는 달리할 수 있다.At this time, the time when the material such as epoxy is filled may be different.

만일, p-형 전극(40)으로서 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide) 혹은 아연 산화물(ZnO), AlZnO, InZnO 등과 같은 산화물 층을 사용하는 경우에는 p-형 GaN층(33) 위에 오믹 특성 향상을 위해서 오믹형성층(34)으로서 얇은 n-형 GaN층이 추가로 형성될 수 있다.If an oxide layer such as indium tin oxide or zinc oxide (ZnO), AlZnO, InZnO, or the like is used as the p-type electrode 40, the ohmic characteristics are improved on the p-type GaN layer 33. A thin n-type GaN layer may be further formed as the ohmic forming layer 34.

또한, p-형 전극(40) 또는 반사전극(50) 위에는 지지층(60)이 형성되거나 부착되어, 추후에 기판(10)을 제거하는 경우에 전체 소자의 구조를 지지하도록 할 수 있다.In addition, the support layer 60 may be formed or attached on the p-type electrode 40 or the reflective electrode 50 to support the structure of the entire device when the substrate 10 is later removed.

이러한 지지층(60)은 열방출에 유리한 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni) 등과 같은 금속판 또는 이들의 합금을 이용하여 형성되는 금속판, 실리콘(Si) 기판 등이 이용될 수 있다. 또한, 금속판은 반사전극(50) 위에 도금에 의하여 형성될 수 있다.The support layer 60 may be a metal plate, a silicon (Si) substrate, or the like formed using a metal plate such as copper (Cu), gold (Au), nickel (Ni), or an alloy thereof, which is advantageous for heat dissipation. In addition, the metal plate may be formed by plating on the reflective electrode 50.

이러한 지지층(60)으로서 금속판이 형성되는 경우에는, 이러한 지지층(60)과 p-형 전극(40) 또는 반사전극(50) 사이에 금속간 접합을 위한 접합금속(seed metal)이 이용될 수도 있다.When the metal plate is formed as the support layer 60, a seed metal for intermetallic bonding may be used between the support layer 60 and the p-type electrode 40 or the reflective electrode 50. .

다음 단계는 GaN 반도체층(30) 박막이 성장된 기판(10)을 제거하는 것이다. 사파이어 기판(10)의 경우에는 레이저를 이용하거나 물리적으로 제거할 수 있고, 실리콘의 경우 화학적 혹은 물리적으로 제거할 수 있다. 이와 같이 기판(10)이 제거된 면은 식각하여 표면처리를 하는 것이 바람직하다.The next step is to remove the substrate 10 on which the GaN semiconductor layer 30 thin film is grown. In the case of the sapphire substrate 10, a laser may be used or physically removed, and in the case of silicon, chemical or physical removal may be performed. As such, the surface from which the substrate 10 has been removed is preferably etched and subjected to surface treatment.

이와 같이, 기판(10)이 제거된 GaN 반도체층(30)의 n-형 GaN층(31)에는 유전물질 기둥(20)들이 배열된 구조가 위치하게 된다. 경우에 따라서, 이러한 유전물질 기둥(20)들은 식각을 통하여 제거될 수도 있다. 이렇게 유전물질 기둥(20)이 제거되면 도 11과 같이, n-형 GaN층(31)에는 다수의 홀(21)이 형성되게 된다.As such, the structure in which the dielectric material pillars 20 are arranged is located in the n-type GaN layer 31 of the GaN semiconductor layer 30 from which the substrate 10 is removed. In some cases, these pillars 20 may be removed by etching. When the dielectric material pillar 20 is removed as shown in FIG. 11, a plurality of holes 21 are formed in the n-type GaN layer 31.

이와 같은 유전물질 기둥(20) 또는 홀(21)의 배열은 일정한 주기와 패턴을 가지지 않더라도 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.The arrangement of the dielectric material pillars 20 or the holes 21 may improve the luminous efficiency of the light emitting device even though the array of the dielectric material pillars 20 or the holes 21 does not have a predetermined period and pattern.

한편, 상기 유전물질 기둥(20) 또는 홀(21)이 질화물 반도체 박막층에서 일정한 주기와 패턴을 가지는 경우, 이러한 규칙적으로 정렬된 기둥(20) 또는 홀(21)에 의하여 발광면에 광결정 구조가 형성될 수 있다.On the other hand, when the pillar 20 or the hole 21 has a predetermined period and pattern in the nitride semiconductor thin film layer, the photonic crystal structure is formed on the light emitting surface by the regularly aligned pillar 20 or the hole 21 Can be.

이와 같은 광결정 구조가 형성되면 이 광결정 구조에서는 굴절률의 배치가 주기적으로 이루어지게 된다. 이때, 광결정의 주기(periodicity)가 방출되는 빛의 파장의 대략 절반 정도가 될 때, 주기적으로 굴절률(refractive index)이 변하는 광결정 격자에 의한 광자의 다중 산란에 의해 광금지대(photonic band gap)가 형성된다. When such a photonic crystal structure is formed, the refractive index is arranged periodically in the photonic crystal structure. At this time, when the period of the photonic crystal is approximately half of the wavelength of the emitted light, the photonic band gap is caused by multiple scattering of photons by the photonic crystal lattice whose refractive index changes periodically. Is formed.

이러한 광결정 구조에서 빛은 일정한 방향으로 효과적으로 방출되는 속성을 갖는다. 즉, 이와 같은 광금지대가 형성되므로, 발광되는 빛은 광결정 구조를 이루는 유전물질 기둥(20) 또는 홀(21)로 유입되거나 통과되지 못하고, 이 유전물질 기둥(20) 또는 홀(21) 이외의 부분을 통하여 추출되는 현상이 발생될 수 있다.In such a photonic crystal structure, light has a property of being effectively emitted in a constant direction. That is, since such a light forbidden zone is formed, the emitted light does not flow into or pass through the dielectric material pillar 20 or the hole 21 constituting the photonic crystal structure, and other than the dielectric material pillar 20 or the hole 21. Extraction through the part may occur.

상기와 같은 현상은 주기성을 갖는 다수의 홀(21)에 의하여 형성되는 광결정 구조에서의 광자(photon)의 거동에 의하여 설명될 수 있다.The above phenomenon can be explained by the behavior of photons in the photonic crystal structure formed by the plurality of holes 21 having periodicity.

즉, 주기성을 갖는 다수의 홀(21)에 의하여 광결정 구조에서는 유전상수(dielectric constant)가 주기적으로 변조되고, 이러한 광결정 구조를 전파하는 빛의 거동에 영향을 주게 된다.That is, the dielectric constant is periodically modulated in the photonic crystal structure by the plurality of holes 21 having periodicity, and affects the behavior of light propagating through the photonic crystal structure.

특히, 광결정 구조의 광금지대가 발광 소자에서 방출하는 빛의 파장대역에 속하거나 포함되는 경우에, 이러한 발광 소자의 광자는 발광 소자에서 마치 전반사 현상에 의하여 반사되는 것과 같은 효과가 발생한다.In particular, in the case where the light inhibiting zone of the photonic crystal structure belongs to or is included in the wavelength band of the light emitted from the light emitting device, the photon of the light emitting device produces an effect as if it is reflected by the total reflection phenomenon in the light emitting device.

이러한 광금지대는 마치, 결정구조에서의 전자와 유사성을 가지며, 이러한 광금지대에 속하는 광자는 광결정 내에서 자유로이 전파되지 못한다.These photoblocks have similarities to the electrons in the crystal structure, and photons belonging to the photoblocks do not freely propagate in the photonic crystal.

따라서, 발광 소자에서 방출되는 빛의 광자가 모두 광금지대에 속하게 한다면 모든 광자들은 전반사 현상과 유사하게 발광 소자를 빠져나오게 되며, 결국 발광 효율이 증가하게 된다.Therefore, if all the photons of the light emitted from the light emitting element belongs to the light inhibiting zone, all the photons exit the light emitting element similar to the total reflection phenomenon, the luminous efficiency is increased.

결국, 광결정 구조가 효과적으로 빛을 방출하기 위해서는 유전물질 기둥(20)의 높이와 반경, 및 기둥(20)과 기둥(20) 사이의 간격, 혹은 식각되는 홀(21)의 깊이와 홀(21)의 크기 및 홀(21)과 홀(21) 사이의 거리 등이 방출되는 빛의 파장에 따라서 최적화 되는 것이 바람직하다. As a result, in order for the photonic crystal structure to effectively emit light, the height and radius of the dielectric material pillar 20, the gap between the pillar 20 and the pillar 20, or the depth of the hole 21 being etched and the hole 21 are used. It is preferable that the size and the distance between the hole 21 and the hole 21 is optimized according to the wavelength of light emitted.

질화물 반도체 발광 소자의 경우 유전물질 기둥(20)의 높이는 0.001 ~ 10㎛, 기둥(20)의 반경은 0.001 ~ 6㎛, 기둥(20)과 기둥(20) 사이의 간격, 즉, 광결정 주기는 0.003 ~ 18㎛가 바람직하다. In the case of the nitride semiconductor light emitting device, the height of the dielectric material pillar 20 is 0.001 to 10 μm, the radius of the pillar 20 is 0.001 to 6 μm, and the interval between the pillar 20 and the pillar 20, that is, the photonic crystal period is 0.003. 18 micrometers is preferable.

따라서, 이러한 유전물질 기둥(20)이 식각되어 형성되는 홀(21)의 깊이는 0.001 ~ 10㎛, 홀(21)의 반경은 0.001 ~ 6㎛, 홀(21)과 홀(21) 사이의 간격은 0.003 ~ 18㎛가 된다.Therefore, the depth of the hole 21 formed by etching the dielectric material pillar 20 is 0.001 ~ 10㎛, the radius of the hole 21 is 0.001 ~ 6㎛, the interval between the hole 21 and the hole 21 Becomes 0.003-18 micrometers.

이와 같은 과정을 통하여 형성된 발광 소자 구조의 일례는 도 11에서 도시하는 바와 같다.An example of the light emitting device structure formed through such a process is as shown in FIG. 11.

도시하는 바와 같이, 기판(10)이 제거된 면에는 n-형 전극(70)이 형성된다. 이때, 만일 유전물질 기둥(20)이 식각되어 제거되는 경우에도 적어도 이 n-형 전극(70)이 형성된 부분에는 유전물질(20)을 제거하지 않는 것이 바람직하다.As shown, an n-type electrode 70 is formed on the surface from which the substrate 10 is removed. In this case, even when the dielectric material pillar 20 is removed by etching, it is preferable not to remove the dielectric material 20 in at least a portion where the n-type electrode 70 is formed.

또한, 이러한 홀(21)이 드러난 부분에는 n-형 투명 오믹층(72)을 형성하여, 전류 확산에 의하여 발광 효율을 향상시킬 수도 있다.In addition, an n-type transparent ohmic layer 72 may be formed in a portion where the hole 21 is exposed, thereby improving luminous efficiency by current diffusion.

한편, 상기 n-형 전극(70)의 하측면에는 반사층(71)을 형성함으로써, n-형 전극(70)이 발광층(32)에서 발광되는 빛을 흡수하지 않고 이 반사층(71)에서 반사되어 외부로 방출되도록 할 수도 있다.On the other hand, by forming the reflective layer 71 on the lower side of the n-type electrode 70, the n-type electrode 70 is reflected from the reflective layer 71 without absorbing the light emitted from the light emitting layer 32 It can also be released to the outside.

이하, 상기 도 3 내지 도 11을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 11.

본 발명에서는 질화물 반도체 박막 성장을 위해서 유기금속 화학 기상 증착 시스템(MOCVD: metal organic chemical vapor deposition)을 사용하였다.In the present invention, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) was used to grow the nitride semiconductor thin film.

기판(10)으로는 사파이어를 사용하였다. 암모니아를 질소원으로 사용하였고 수소와 질소를 운반가스로 사용하였다. Sapphire was used as the substrate 10. Ammonia was used as the nitrogen source and hydrogen and nitrogen were used as the carrier gas.

갈륨(Ga)과 인듐(In), 알류미늄(Al)은 유기금속 소스를 사용하였다. n-형 도펀트(dopant)는 실리콘(Si)을 사용하였고, p-형 도펀트는 마그네슘(Mg)을 사용하였다. Gallium (Ga), indium (In) and aluminum (Al) used an organometallic source. The n-type dopant was made of silicon (Si), and the p-type dopant was made of magnesium (Mg).

사파이어 기판(10)위에 1㎛ 두께의 n-형 GaN 반도체(11) 박막을 1030℃에서 성장하였고, 압력은 250 토르(Torr)를 적용하였다. A 1 μm thick n-type GaN semiconductor 11 thin film was grown on the sapphire substrate 10 at 1030 ° C., and a pressure of 250 Torr was applied.

광결정 주기는 1.2㎛를 사용하였고 유전물질 기둥(20)의 반경은 0.4㎛를 사용하였으며, 식각 깊이는 3㎛를 적용하였다. 유전물질 기둥(20)으로는 실리콘 산화물(SiO2)을 이용하였다.The photonic crystal period was 1.2 μm, the radius of the dielectric material pillar 20 was 0.4 μm, and the etching depth was 3 μm. Silicon oxide (SiO 2 ) was used as the dielectric material pillar 20.

이후, 6㎛ 두께의 n-형 GaN층(31)을 광결정 구조 위에 성장시키고, 그 위에 다섯 쌍의 질화인듐갈륨/질화갈륨(InGaN/GaN) 다중 양자우물(Quantum well)구조의 발광층(32)을 형성시켰다. Thereafter, a 6 μm thick n-type GaN layer 31 is grown on the photonic crystal structure, and the light emitting layer 32 having five pairs of indium gallium nitride / gallium nitride (InGaN / GaN) multiple quantum well structures thereon. Was formed.

발광층(32) 위에 0.1㎛ 두께의 p-형 GaN층(33)을 성장시키고, 그 상단에 오믹 특성 향상을 위해 얇은 n-형 GaN층(오믹형성층: 34)을 형성시켰다. A p-type GaN layer 33 having a thickness of 0.1 µm was grown on the light emitting layer 32, and a thin n-type GaN layer (omic forming layer: 34) was formed on the top thereof to improve ohmic characteristics.

소자와 소자 사이 구분영역에 에폭시를 충진한 후 p-형 전극(40)으로 인듐 주석 산화물(ITO)을 0.2㎛ 증착 후, 반사전극(50)과 구리(Cu)로 형성된 지지층(60)을 형성하였다. After filling an epoxy in the region between the device and the device, 0.2 μm of indium tin oxide (ITO) was deposited on the p-type electrode 40, and then the support layer 60 formed of the reflective electrode 50 and copper (Cu) was formed. It was.

그 다음, 레이저를 이용하여 사파이어 기판(10)을 제거한 후, 노출된 표면을 1㎛ 식각하여 결정 결함층을 제거하였다. Next, after the sapphire substrate 10 was removed using a laser, the exposed surface was etched by 1 μm to remove the crystal defect layer.

이와 같이, 노출된 표면을 화학적으로 처리한 후 n-형 전극(70)층을 형성하였다. As such, the exposed surface was chemically treated to form an n-type electrode 70 layer.

이와 같은 방법에 의하여 형성된 소자를 단일 소자로 분리한 후 패키징하여 발광 소자의 특성을 측정했을 때, 소자의 휘도는 기준 시편 대비 35% 이상 향상되 는 것을 보여주었다.When the device formed by the above method was separated into a single device and then packaged to measure the characteristics of the light emitting device, the device luminance was improved by more than 35% compared to the reference specimen.

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, 광추출 효율 개선 효과가 뛰어난 광결정 구조를 발광 소자에 효과적인 방법으로 적용하여 고휘도 고효율의 발광 소자를 구현할 수 있다.First, by applying a photonic crystal structure excellent in the light extraction efficiency improvement effect to the light emitting device in an effective way it is possible to implement a light emitting device of high brightness and high efficiency.

둘째, 유전물질 기둥들이 주기적으로 정렬된 구조 위에 선택적으로 박막을 성장함으로써 박막의 결정성을 향상시키고 박막 내의 응력제어를 통하여 발광 소자의 내부 양자 효율을 향상시킬 수 있다.Second, by selectively growing a thin film on a structure in which the pillars of the dielectric material are periodically aligned, the crystallinity of the thin film may be improved and the internal quantum efficiency of the light emitting device may be improved by controlling the stress in the thin film.

셋째, 질화물 반도체 박막층의 식각공정 없이 질화물 반도체 광결정 구조를 형성할 수 있으므로 공정이 용이하여 소자 제작의 생산성 향상 및 생산 단가를 절감하는 효과가 있다.Third, since the nitride semiconductor photonic crystal structure can be formed without etching the nitride semiconductor thin film layer, the process is easy, thereby improving productivity and reducing production costs of device fabrication.

Claims (20)

기판상에 다수의 기둥들을 형성하는 단계와;Forming a plurality of pillars on the substrate; 상기 기둥들이 형성된 면 위에 복수의 반도체층을 형성하는 단계와;Forming a plurality of semiconductor layers on a surface on which the pillars are formed; 상기 복수의 반도체층 위에 제1전극을 형성하는 단계와;Forming a first electrode on the plurality of semiconductor layers; 상기 제1전극 위에 지지층을 형성하는 단계와;Forming a support layer on the first electrode; 상기 기판을 제거하는 단계와;Removing the substrate; 상기 기판이 제거된 면에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.And forming a second electrode on a surface from which the substrate is removed. 제 1항에 있어서, 상기 기판은 사파이어, Si, ZnO, SiC 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.The method of claim 1, wherein the substrate is one of sapphire, Si, ZnO, and SiC. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 기둥은 규칙적으로 배열되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.The method of claim 1, wherein the plurality of pillars are regularly arranged. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 기둥은,The method of claim 1, wherein the plurality of pillars, 높이가 0.05 내지 10㎛이고, 반경이 0.01 내지 6㎛이며, 각 기둥 사이의 간격은 0.03 내지 18㎛인 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.A method of manufacturing a vertical light emitting device, characterized in that the height is 0.05 to 10 mu m, the radius is 0.01 to 6 mu m, and the spacing between the pillars is 0.03 to 18 mu m. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 기둥은 유전물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.The method of claim 1, wherein the plurality of pillars are formed of a dielectric material. 제 5항에 있어서, 상기 유전물질은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.The method of claim 5, wherein the dielectric material is any one of silicon oxide and silicon nitride. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 반도체층을 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the plurality of semiconductor layers comprises: 상기 다수의 기둥들이 형성된 반도체층 위에 n형 반도체층을 형성하는 단계와;Forming an n-type semiconductor layer on the semiconductor layer on which the plurality of pillars are formed; 상기 n형 반도체층 위에 활성층을 형성하는 단계와;Forming an active layer on the n-type semiconductor layer; 상기 활성층 위에 p형 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.And forming a p-type semiconductor layer on the active layer. 제 7항에 있어서, 상기 p형 반도체층 위에는 얇은 n형 반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.The method of claim 7, further comprising forming a thin n-type semiconductor layer on the p-type semiconductor layer. 제 1항에 있어서, 상기 제1전극을 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the first electrode comprises: 오믹전극을 형성하는 단계와;Forming an ohmic electrode; 상기 오믹전극 위에 반사전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.And forming a reflective electrode on the ohmic electrode. 제 1항에 있어서, 상기 지지층은, 금속판 또는 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.The method of claim 1, wherein the support layer is a metal plate or a silicon substrate. 제 1항에 있어서, 상기 기판상에 다수의 기둥들을 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the plurality of pillars on the substrate comprises: 상기 기판상에 반도체 박막을 형성하는 단계와;Forming a semiconductor thin film on the substrate; 상기 박막 위에 다수의 기둥들을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.Vertical light emitting device manufacturing method comprising the step of forming a plurality of pillars on the thin film. 제 1항 또는 11항에 있어서, 상기 기판을 제거하는 단계 이후에는,12. The method of claim 1 or 11, wherein after removing the substrate, 상기 기판이 제거된 면을 식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.And etching a surface from which the substrate is removed. 제 11항에 있어서, 상기 반도체 박막은, 단위 소자 형성영역에 형성하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.12. The method of claim 11, wherein the semiconductor thin film is formed in a unit element formation region. 제 1항에 있어서, 상기 기판을 제거하는 단계 이후에는,The method of claim 1, wherein after removing the substrate, 상기 기판을 제거하여 드러난 다수의 기둥 중 일부 또는 전체를 식각하여 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.And removing a portion or the entirety of the plurality of pillars exposed by removing the substrate. 제 1항에 있어서, 상기 제2전극을 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the second electrode comprises: 상기 기판이 제거된 면에 투명 오믹층을 형성하는 단계와;Forming a transparent ohmic layer on a surface from which the substrate is removed; 상기 투명 오믹층이 형성된 면 위에 전극패드를 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자 제조방법.And forming an electrode pad on a surface where the transparent ohmic layer is formed. 지지판과;A support plate; 상기 지지판 위에 위치하는 반사전극과;A reflective electrode on the support plate; 상기 반사전극 위에 위치하는 p형 전극과;A p-type electrode positioned on the reflective electrode; 상기 p형 전극 위에 위치하는 오믹형성층과;An ohmic forming layer positioned on the p-type electrode; 상기 오믹형성층 위에 위치하는 복수의 GaN 계열 반도체층과;A plurality of GaN based semiconductor layers positioned on the ohmic forming layer; 상기 반도체층 위에 위치하며, 주기적으로 배열된 다수의 홀에 의하여 형성되는 광결정층과;A photonic crystal layer positioned on the semiconductor layer and formed by a plurality of holes arranged periodically; 상기 광결정층 위에 위치하는 n형 투명 오믹층과;An n-type transparent ohmic layer positioned on the photonic crystal layer; 상기 n형 투명 오믹층 위에 위치하는 n형 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자.And a n-type electrode positioned on the n-type transparent ohmic layer. 제 16항에 있어서, 상기 오믹형성층은, 얇은 n형 GaN층인 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자.17. The vertical light emitting device of claim 16, wherein the ohmic forming layer is a thin n-type GaN layer. 제 16항에 있어서, 상기 p형 전극은 ITO, ZnO, AlZnO, 및 InZnO 중 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자.The vertical type light emitting device of claim 16, wherein the p-type electrode is formed of at least one of ITO, ZnO, AlZnO, and InZnO. 제 16항에 있어서, 상기 투명 오믹층과 n형 전극 사이에는 반사층이 위치하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자.17. The vertical light emitting device of claim 16, wherein a reflective layer is positioned between the transparent ohmic layer and the n-type electrode. 제 16항에 있어서, 상기 지지판은 Cu, Au, Ni 중 하나 또는 이들의 합금으로 이루어지는 금속판 또는 실리콘인 것을 특징으로 하는 수직형 발광 소자.The vertical type light emitting device according to claim 16, wherein the support plate is a metal plate or silicon made of one of Cu, Au, and Ni or an alloy thereof.
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