Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR101239856B1 - Light-emitting diode and Method of manufacturing the same - Google Patents

Light-emitting diode and Method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR101239856B1
KR101239856B1 KR1020060010283A KR20060010283A KR101239856B1 KR 101239856 B1 KR101239856 B1 KR 101239856B1 KR 1020060010283 A KR1020060010283 A KR 1020060010283A KR 20060010283 A KR20060010283 A KR 20060010283A KR 101239856 B1 KR101239856 B1 KR 101239856B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
type
semiconductor layer
type semiconductor
layer
compound layer
Prior art date
Application number
KR1020060010283A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070079527A (en
Inventor
김규범
Original Assignee
서울옵토디바이스주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울옵토디바이스주식회사 filed Critical 서울옵토디바이스주식회사
Priority to KR1020060010283A priority Critical patent/KR101239856B1/en
Publication of KR20070079527A publication Critical patent/KR20070079527A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101239856B1 publication Critical patent/KR101239856B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08Radiation
    • A61L2/10Ultraviolet radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/23Solid substances, e.g. granules, powders, blocks, tablets
    • A61L2/238Metals or alloys, e.g. oligodynamic metals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/24Apparatus using programmed or automatic operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62BHAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B5/00Accessories or details specially adapted for hand carts
    • B62B5/06Hand moving equipment, e.g. handle bars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K21/00Steering devices
    • B62K21/26Handlebar grips
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10Apparatus features
    • A61L2202/11Apparatus for generating biocidal substances, e.g. vaporisers, UV lamps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10Apparatus features
    • A61L2202/14Means for controlling sterilisation processes, data processing, presentation and storage means, e.g. sensors, controllers, programs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/20Targets to be treated

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판 상에 형성된 N형 반도체층 및 상기 N형 반도체층 상에 형성된 P형 반도체층을 포함하고, 상기 N형 반도체층은 N형 불순물이 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층과, 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층이 교대로 반복 형성된 적층 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 및 이의 제조 방법을 제공한다. The present invention includes a substrate, an N-type semiconductor layer formed on the substrate, and a P-type semiconductor layer formed on the N-type semiconductor layer, wherein the N-type semiconductor layer includes an N-type compound layer doped with N-type impurities at a predetermined concentration; The present invention provides a light emitting diode and a method for manufacturing the same, comprising a stacked structure in which an N-type compound layer doped over a predetermined concentration is alternately repeatedly formed.

본 발명은 소정 농도의 N형 화합물층과 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층이 반복 적층된 구조의 N형 반도체층을 형성함으로써, 발광 다이오드의 전류 확산 특성을 개선하여 균일한 휘도 특성을 확보하고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 정전기 방전으로 인한 발광 다이오드의 손상을 방지하여 신뢰성을 향상시키고, 발광 다이오드의 수명 향상을 기대할 수 있다. The present invention forms an N-type semiconductor layer having a structure in which an N-type compound layer having a predetermined concentration and an N-type compound layer overdoped with a concentration higher than the predetermined concentration are formed, thereby improving current spreading characteristics of the light emitting diode to achieve uniform luminance characteristics. Can be secured and the luminous efficiency can be improved. In addition, it is possible to prevent the damage of the light emitting diode due to the electrostatic discharge to improve the reliability, it is expected to improve the life of the light emitting diode.

발광 다이오드, LED, 질화갈륨, GaN, Si, 도핑 Light Emitting Diode, LED, Gallium Nitride, GaN, Si, Doping

Description

발광 다이오드 및 이의 제조 방법 {Light-emitting diode and Method of manufacturing the same}Light emitting diode and method of manufacturing the same

도 1은 종래 발광 다이오드를 도시한 개략 단면도.1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional light emitting diode.

도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략 단면도.2 is a schematic cross-sectional view for explaining a light emitting diode according to the present invention;

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 일실시예의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an embodiment of a light emitting diode according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10, 100 : 기판 20, 110 : 버퍼층10, 100: substrate 20, 110: buffer layer

50, 150 : N형 반도체층 60, 160 : 활성층50, 150: N-type semiconductor layer 60, 160: active layer

70, 170 : P형 반도체층 70 and 170: P-type semiconductor layer

본 발명은 발광 다이오드 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 질화물계 반도체 발광 다이오드에 있어서 전류 확산 특성을 개선하여 발광 효율을 향상시키고 정전기 방전에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 발광 다이오드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting diode and a method of manufacturing the same, and more particularly, to improve the current diffusion characteristics in the nitride-based semiconductor light emitting diode to improve the luminous efficiency and to ensure the reliability of electrostatic discharge and its manufacture It is about a method.

발광 다이오드(light emission diode; LED)는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들고 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자를 지칭하며, GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN, AlGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로써 다양한 색을 구현할 수 있다. A light emitting diode (LED) refers to a device that makes a small number of carriers (electrons or holes) injected using a pn junction structure of a semiconductor and emits a predetermined light by recombination thereof. GaAs, AlGaAs, GaN Various colors may be realized by configuring a light emitting source by changing a compound semiconductor material such as InGaN, AlGaInP, or the like.

발광 다이오드는 기존의 전구 또는 형광등에 비해 소모 전력이 작고 수명이 길며, 협소한 공간에 설치 가능하고 진동에 강한 특성을 보인다. 이러한 발광 다이오드는 소모 전력의 절감과 내구성 측면에서 우수한 특성을 갖기 때문에 표시 소자 및 백라이트로 이용되고 있으며, 최근 일반 조명 용도로 이를 적용하기 위해 활발한 연구가 진행중이다.The light emitting diode has a smaller power consumption and a longer lifespan than a conventional light bulb or a fluorescent lamp, and can be installed in a narrow space and is strong in vibration. Such light emitting diodes are used as display devices and backlights because they have excellent characteristics in terms of power consumption and durability, and active research is being conducted to apply them to general lighting applications.

상기 화합물 반도체 중에서 질화물계 반도체 물질은 가시광선 및 UV 영역에 대해서 우수한 발광 특성을 보이고 있으며, 고출력, 고주파 전자 소자에 있어서도 사용된다. 특히 질화갈륨(GaN)은 상온에서 3.4 eV의 직접 천이형 밴드갭(direct bandgap)을 가지며 질화인듐(InN), 질화알루미늄(AlN) 같은 물질과 조합하여 1.9eV(InN)에서 3.4eV(GaN), 6.2eV(AlN)까지 직접 에너지 밴드갭을 가지고 있어서 가시광에서부터 자외선 영역까지 넓은 파장 영역 때문에 광소자의 응용 가능성이 매우 큰 물질이다.Among the compound semiconductors, nitride-based semiconductor materials exhibit excellent luminescent properties for visible and UV regions, and are also used in high power, high frequency electronic devices. In particular, gallium nitride (GaN) has a direct transition bandgap of 3.4 eV at room temperature and is combined with materials such as indium nitride (InN) and aluminum nitride (AlN) at 1.9 eV (InN) to 3.4 eV (GaN). It has a direct energy bandgap of up to 6.2eV (AlN), which is a material with great potential for application of optical devices due to the wide wavelength range from visible light to ultraviolet light.

도 1은 종래 발광 다이오드를 도시한 개략 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional light emitting diode.

도 1을 참조하면, 발광 다이오드는 기판(1)과, 상기 기판(1) 상에 형성된 버퍼층(2)과, 상기 버퍼층(2) 상에 순차적으로 형성된 N형 반도체층(3), 활성층(4) 및 P형 반도체층(5)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a light emitting diode includes a substrate 1, a buffer layer 2 formed on the substrate 1, an N-type semiconductor layer 3, and an active layer 4 sequentially formed on the buffer layer 2. ) And the P-type semiconductor layer 5.

상기 활성층(4)의 상부 및 하부에 각각 형성된 P형 및 N형 반도체층(5, 3)은 활성층(4)에 전류를 공급하여 발광하도록 한다. 일반적으로 질화갈륨계 반도체 발광 다이오드에 있어서, 상기 P형 반도체층(5)으로는 마그네슘(Mg)이 도핑된 GaN 반도체 화합물을 사용하고, 상기 N형 반도체층(3)으로는 실리콘(Si)이 도핑된 GaN 반도체 화합물을 사용한다. P-type and N-type semiconductor layers 5 and 3 formed on the upper and lower portions of the active layer 4 respectively supply current to the active layer 4 to emit light. In general, in a gallium nitride-based semiconductor light emitting diode, a GaN semiconductor compound doped with magnesium (Mg) is used as the P-type semiconductor layer 5, and silicon (Si) is used as the N-type semiconductor layer 3. Doped GaN semiconductor compounds are used.

그러나 이러한 종래 발광 다이오드는 전류 확산(current spreading) 특성이 좋지 않아 발광 효율의 저하를 야기하며, 휘도가 균일하지 못한 단점이 있다. 또한, 정전기 방전(ESD)으로 인해 발광 다이오드가 손상을 입을 우려가 있으며, 이로 인해 발광 다이오드의 수명이 단축될 수 있다.However, such a conventional light emitting diode has a poor current spreading property, leading to a decrease in luminous efficiency, and has a disadvantage in that luminance is not uniform. In addition, the light emitting diode may be damaged by the electrostatic discharge (ESD), which may shorten the lifespan of the light emitting diode.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소정 농도의 N형 불순물이 도핑된 N형 화합물층과 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층이 반복 적층된 구조의 N형 반도체층을 포함함으로써, 발광 다이오드의 전류 확산 특성을 개선하여 균일한 휘도 특성을 확보하고, 정전기 방전으로 인한 발광 다이오드의 손상을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and includes an N-type semiconductor layer having a structure in which an N-type compound layer doped with an N-type impurity of a predetermined concentration and an N-type compound layer overdoped with a concentration higher than the predetermined concentration are repeatedly stacked. Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting diode and a method of manufacturing the same, which may improve current spreading characteristics of the light emitting diode to secure uniform luminance characteristics, prevent damage of the light emitting diode due to electrostatic discharge, and improve reliability.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여 기판, 상기 기판 상에 형성된 N형 반도체층 및 상기 N형 반도체층 상에 형성된 P형 반도체층을 포함하고, 상기 N형 반도체층은 N형 불순물이 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층과, 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층이 교대로 반복 형성된 적층 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 제공한다. The present invention includes a substrate, an N-type semiconductor layer formed on the substrate and a P-type semiconductor layer formed on the N-type semiconductor layer in order to achieve the above object, wherein the N-type semiconductor layer has a predetermined concentration of N-type impurities The present invention provides a light emitting diode comprising a stacked structure in which an N-type compound layer doped with and an N-type compound layer overdoped with a concentration higher than the predetermined concentration are alternately formed.

상기 N형 또는 P형 반도체층은 질화 갈륨(GaN)이고, 상기 N형 불순물은 실리콘(Si)인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 N형 화합물층 및 상기 오버도핑된 N형 화합물층은 10층 내지 50층의 적층 구조로 형성될 수 있다.The N-type or P-type semiconductor layer may be gallium nitride (GaN), and the N-type impurity may be silicon (Si). The N-type compound layer and the over-doped N-type compound layer may be formed of a laminated structure of 10 to 50 layers.

상기 소정 농도는 1× 1019 내지 1× 1022/cm3이고, 상기 오버도핑된 N형 화합물층은 상기 소정 농도보다 10 내지 100배 높은 농도로 도핑된 것을 특징으로 할 수 있다. The predetermined concentration may be 1 × 10 19 to 1 × 10 22 / cm 3 , and the over-doped N-type compound layer may be doped at a concentration 10 to 100 times higher than the predetermined concentration.

상기 기판과 상기 N형 반도체층 사이에 GaN, InN 또는 AlN의 버퍼층을 더 포함할 수 있다. A buffer layer of GaN, InN or AlN may be further included between the substrate and the N-type semiconductor layer.

본 발명은 기판 상에 N형 불순물이 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층과, 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층을 교대로 반복 성장시켜 N형 반도체층을 형성하는 단계 및 상기 N형 반도체층 상에 P형 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a method of forming an N-type semiconductor layer by alternately repeatedly growing an N-type compound layer doped with N-type impurities at a predetermined concentration and an N-type compound layer doped with a concentration higher than the predetermined concentration on a substrate, and the N-type semiconductor layer. It provides a light emitting diode manufacturing method comprising the step of forming a P-type semiconductor layer on the semiconductor layer.

상기 N형 또는 P형 반도체층은 질화 갈륨(GaN)이고, 상기 N형 불순물은 실리콘(Si)인 것을 특징으로 할 수 있다. The N-type or P-type semiconductor layer may be gallium nitride (GaN), and the N-type impurity may be silicon (Si).

상기 N형 반도체층을 형성하는 단계는, Ga, N, Si의 소스 가스를 동시에 사용하여 N형 불순물이 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층을 성장시키는 단계 및 상기 Ga의 소스 가스의 사용을 멈추고 N, Si의 소스 가스를 사용하여 상기 N형 화합물층 상에 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다. The forming of the N-type semiconductor layer may include growing a N-type compound layer doped with N-type impurities to a predetermined concentration by using a source gas of Ga, N, and Si simultaneously, and stopping using the Ga source gas and using N And growing the over-doped N-type compound layer to a concentration higher than the predetermined concentration on the N-type compound layer using a source gas of Si.

상기 N형 화합물층 또는 상기 오버도핑된 N형 화합물층은 수십 내지 수백 Å으로 성장시킬 수 있다. 상기 소정 농도는 1× 1019 내지 1× 1022/cm3이고, 상기 오버도핑된 N형 화합물층은 상기 소정 농도보다 10 내지 100배 높은 농도로 도핑된 것을 특징으로 할 수 있다.The N-type compound layer or the over-doped N-type compound layer may be grown to tens to hundreds of microseconds. The predetermined concentration may be 1 × 10 19 to 1 × 10 22 / cm 3 , and the over-doped N-type compound layer may be doped at a concentration 10 to 100 times higher than the predetermined concentration.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to the present invention.

도 2를 참조하면, 발광 다이오드는 기판(10) 상에 순차적으로 형성된 버퍼층(20), 도핑되지 않은 반도체층(30), 제 1 N형 반도체층(40), 적층 구조로 형성된 제 2 N형 반도체층(50), 제 3 N형 반도체층(60), 활성층(80) 및 P형 반도체층(90)을 포함한다. 상기 제 2 N형 반도체층(50)은 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층(50a)과, 상기 소정 농도보다 10 내지 100배 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층 (50b)이 교대로 반복되어 적층되는 구조로 형성된다. Referring to FIG. 2, the light emitting diode includes a buffer layer 20 sequentially formed on the substrate 10, an undoped semiconductor layer 30, a first N-type semiconductor layer 40, and a second N-type formed in a stacked structure. The semiconductor layer 50, the third N-type semiconductor layer 60, the active layer 80, and the P-type semiconductor layer 90 are included. The second N-type semiconductor layer 50 is laminated by alternately repeating the N-type compound layer 50a doped at a predetermined concentration and the N-type compound layer 50b overdoped at a concentration 10 to 100 times higher than the predetermined concentration. It is formed into a structure.

상기 기판(10)은 사파이어(Al2O3), 탄화규소(SiC) 또는 실리콘(Si) 등이 사용된다. As the substrate 10, sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), silicon (Si), or the like is used.

상기 버퍼층(20)은 결정 성장시 상기 기판과 후속층들의 격자 부정합을 줄이기 위해 형성되며, 반도체 재료인 질화갈륨(GaN), 질화인듐(InN) 또는 질화알루미늄(AlN)을 포함하여 형성된다. The buffer layer 20 is formed to reduce lattice mismatch between the substrate and subsequent layers during crystal growth, and is formed including gallium nitride (GaN), indium nitride (InN), or aluminum nitride (AlN), which are semiconductor materials.

상기 도핑되지 않은 반도체층(30)은 그 상면에 성장되는 반도체 박막의 결정성을 향상시키기 위한 것으로, 동일한 물질을 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. The undoped semiconductor layer 30 is to improve the crystallinity of the semiconductor thin film grown on the upper surface, it is preferably formed using the same material.

상기 제 1, 제 2 및 제 3 N형 반도체층(40, 50, 60)은 전자가 생성되는 층으로, N형 불순물이 주입된 질화갈륨(GaN)을 사용하는 것이 바람직하고, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 성질의 물질층이 가능하다. The first, second and third N-type semiconductor layers 40, 50, and 60 are electron-generated layers, and preferably, gallium nitride (GaN) implanted with N-type impurities is not limited thereto. Layers of material of various semiconductor properties are possible.

상기 제 1, 제 2 및 제 3 N형 반도체층(40, 50, 60)은 N형 불순물이 도핑(doping)되어 형성되고, 상기 제 2 N형 반도체층(50)은 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층(50a)과, 상기 소정 농도보다 10 내지 100배 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층(50b)이 교대로 반복되어 적층되는 구조로 형성된다. 상기 제 2 N형 반도체층(50)의 N형 화합물층(50a) 및 오버도핑된 N형 화합물층(50b)은 10 내지 50층 적층되어 형성된다. 이러한 적층 구조로 형성된 제 2 N형 반도체층(50)으로 인해, 특히 상기 오버도핑된 N형 화합물층(50b)으로 인해 우수한 전류 확산 특성을 얻을 수 있다. The first, second, and third N-type semiconductor layers 40, 50, and 60 are formed by doping N-type impurities, and the second N-type semiconductor layer 50 is N doped to a predetermined concentration. The type compound layer 50a and the N-type compound layer 50b overdoped at a concentration 10 to 100 times higher than the predetermined concentration are alternately and repeatedly stacked. The N-type compound layer 50a and the over-doped N-type compound layer 50b of the second N-type semiconductor layer 50 are formed by stacking 10 to 50 layers. Due to the second N-type semiconductor layer 50 formed in such a laminated structure, in particular, due to the over-doped N-type compound layer 50b it can be obtained excellent current diffusion characteristics.

상기 활성층(80)은 소정의 밴드 갭을 가지며 양자 우물이 만들어져 전자 및 정공이 재결합되는 영역으로, InGaN을 포함하여 형성될 수 있다. 활성층(80)을 이루는 물질의 종류에 따라 전자 및 전공이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화된다. 따라서, 목표로 하는 파장에 따라 활성층(80)에 포함되는 반도체 재료를 조절하는 것이 바람직하다.The active layer 80 has a predetermined band gap and is a region in which quantum wells are made to recombine electrons and holes, and may include InGaN. According to the kind of material constituting the active layer 80, the emission wavelength generated by the combination of electrons and holes is changed. Therefore, it is preferable to adjust the semiconductor material contained in the active layer 80 according to the target wavelength.

또한, 상기 P형 반도체층(90)은 정공이 생성되는 층으로, P형 불순물이 도핑된 질화갈륨(GaN)을 사용하는 것이 바람직하고, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 성질의 물질층이 가능하다. In addition, the P-type semiconductor layer 90 is a layer in which holes are generated, and preferably, gallium nitride (GaN) doped with P-type impurities is not limited thereto. A material layer having various semiconductor properties may be used.

본 발명의 발광 다이오드는 상술한 설명에 한정되지 않고, 소자의 특성 및 공정의 편의에 따라 상기 물질층이 생략 및 변경되거나, 또는 다양한 물질층이 추가될 수 있다. 예를 들어, 광효율을 증가시키기 위해 보다 큰 에너지 밴드갭을 갖는 AlGaN 등의 P형 클래딩층(cladding layer)을 상기 활성층(80)과 P형 반도체층(90) 사이에 추가적으로 구성할 수 있다.The light emitting diode of the present invention is not limited to the above description, and the material layer may be omitted or changed, or various material layers may be added according to the characteristics of the device and the convenience of the process. For example, to increase light efficiency, a P-type cladding layer such as AlGaN having a larger energy band gap may be further configured between the active layer 80 and the P-type semiconductor layer 90.

이와 같은 본 발명의 발광 다이오드는 소정 농도의 N형 화합물층과 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층이 반복 적층된 구조의 N형 반도체층을 포함함으로써, 반도체 물질의 전기 저항성을 줄일 수 있어 전류 확산 특성을 향상시킬 수 있다. 따라서 균일한 휘도 특성을 얻을 수 있으며, 발광 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명은 반복 적층된 상기 N형 화합물층과 오버도핑된 N형 화합물층을 포함한 N형 반도체층으로 인해, 정전기 방전으로 인한 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다. The light emitting diode of the present invention includes an N-type semiconductor layer having a structure in which an N-type compound layer having a predetermined concentration and an N-type compound layer overdoped with a concentration higher than the predetermined concentration are repeatedly stacked, thereby reducing electrical resistance of the semiconductor material. It can improve the current spreading characteristics. Therefore, it is possible to obtain a uniform luminance characteristic, there is an advantage that can improve the luminous efficiency. In addition, the present invention is due to the N-type semiconductor layer including the N-type compound layer and the doped N-type compound layer repeatedly stacked, there is an effect that can prevent damage due to electrostatic discharge.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 일실시예의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an embodiment of a light emitting diode according to the present invention.

반도체의 증착 및 성장 방법으로는 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 강화 화학 증착법(PECVD; Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy)등을 포함한 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 본 실시예에서는 유기금속 화학 증착법(MOCVD)을 사용한다. As the deposition and growth method of semiconductor, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), molecular beam growth method Various methods including (MBE; Molecular Beam Epitaxy) and Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE) can be used. In this embodiment, organometallic chemical vapor deposition (MOCVD) is used.

도 3a를 참조하면, 기판(110) 상에 순차적으로 버퍼층(120), 도핑되지 않은 GaN층(130, undoped-GaN), 제 1 N형 GaN층(140)을 형성한다. Referring to FIG. 3A, a buffer layer 120, an undoped GaN layer 130 and an undoped GaN layer 130 and a first N-type GaN layer 140 are sequentially formed on the substrate 110.

일반적으로 질화갈륨(GaN) 반도체는 격자 정합이 되는 기판이 부재하고, 격자 상수 및 열팽창 계수의 차이가 커서 양질의 질화갈륨(GaN) 반도체 박막 성장이 매우 어려운 실정이다. 따라서 격자 상수가 불일치하는 이종 기판 상에 버퍼층을 성장시킨 후, 질화갈륨(GaN) 반도체 결정 박막을 성장시킨다. 이렇게 성장된 반도체의 버퍼층 영역에는 격자 상수의 불일치에서 비롯되는 고농도의 결함이 발생하지만 상당 부분 연속함으로써 최종 성장되는 버퍼층 상에 적층되는 박막층에서는 결정 결함이 감소된다. In general, gallium nitride (GaN) semiconductors do not have a lattice matched substrate, and a large difference in lattice constant and thermal expansion coefficient makes it difficult to grow a high quality gallium nitride (GaN) semiconductor thin film. Therefore, after a buffer layer is grown on a heterogeneous substrate having a mismatched lattice constant, a gallium nitride (GaN) semiconductor crystal thin film is grown. The defects of high concentration resulting from the mismatch of lattice constants are generated in the buffer layer region of the semiconductor thus grown, but the crystal defects are reduced in the thin film layer deposited on the buffer layer to be finally grown by being substantially continuous.

상기 기판(110)은 발광 다이오드를 제작하기 위한 통상의 웨이퍼를 지칭하는 것으로, Al2O3, SiC, ZnO, Si, GaAs, GaP, LiAl2O3, BN, AlN 및 GaN 중 적어도 어느 하나의 기판(110)을 사용한다. 본 실시예에서는 사파이어(Al2O3)로 구성된 결정 성장 기판(110)을 사용한다. The substrate 110 refers to a conventional wafer for fabricating a light emitting diode and includes at least one of Al 2 O 3 , SiC, ZnO, Si, GaAs, GaP, LiAl 2 O 3 , BN, AlN, and GaN. The substrate 110 is used. In this embodiment, a crystal growth substrate 110 made of sapphire (Al 2 O 3 ) is used.

상기 기판(110) 상에 상술한 바와 같이 결정 성장시 기판(110)과 후속층들의 격자 부정합을 줄이기 위한 버퍼층(120)을 형성한다. 버퍼층(120)은 반도체 재료인 GaN, InN 또는 AlN을 포함하여 형성할 수 있다. As described above, a buffer layer 120 is formed on the substrate 110 to reduce lattice mismatch between the substrate 110 and subsequent layers during crystal growth. The buffer layer 120 may include GaN, InN, or AlN, which is a semiconductor material.

또한, 상기 버퍼층(120) 상에 도핑되지 않은 GaN층(130)을 형성한다. 이는 그 상면에 성장되는 GaN 반도체 박막의 결정성을 향상시키기 위해 바람직하다. In addition, an undoped GaN layer 130 is formed on the buffer layer 120. This is preferable in order to improve the crystallinity of the GaN semiconductor thin film grown on its upper surface.

상기 도핑되지 않은 GaN층(130) 상에 제 1 N형 반도체층(140)을 형성한다. 이의 성장 두께는 0.5 내지 5㎛으로 하며, 1× 1018 내지 1× 1020/cm3의 농도로 N형 불순물을 도핑하여 형성한다. The first N-type semiconductor layer 140 is formed on the undoped GaN layer 130. Its growth thickness is 0.5 to 5 μm, and is formed by doping N-type impurities at a concentration of 1 × 10 18 to 1 × 10 20 / cm 3 .

도 3b를 참조하면, 상기 제 1 N형 반도체층(140) 상에 제 2 N형 반도체층(150)을 형성한다. 상기 제 1 N형 반도체층(140) 상에 N형 불순물이 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층(150a)과, 상기 소정 농도보다 10 내지 100배 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층(150b)을 교대로 적층하여 형성하며, 상기 N형 화합물층(150a) 및 오버도핑된 N형 화합물층(150b)은 10층 내지 50층의 적층 구조로 성장되는 것을 특징한다. 각 층은 수십 내지 수백 Å의 두께로 성장시킨다. Referring to FIG. 3B, a second N-type semiconductor layer 150 is formed on the first N-type semiconductor layer 140. The N-type compound layer 150a doped with N-type impurities at a predetermined concentration on the first N-type semiconductor layer 140 and the N-type compound layer 150b over-doped at a concentration 10 to 100 times higher than the predetermined concentration. The N-type compound layer 150a and the over-doped N-type compound layer 150b are grown in a stacked structure of 10 to 50 layers. Each layer is grown to a thickness of tens to hundreds of millimeters.

본 실시예는 상기 제 2 N형 반도체층(150)으로 Si이 도핑된 GaN층을 형성한다. 이 때, Ga를 위한 소스 가스로는 트리메틸갈륨(TMGa) 또는 트리에틸갈륨(TEGa)을 사용할 수 있고, N을 위한 소스 가스로는 암모니아(NH3), 모노메틸히드라진 (MMHy), 디메틸히드라진(DMHy)을 사용할 수 있고, Si을 위한 소스 가스로는 실란(SiH4), 디실란(Si2H6) 또는 테트라에톡시실란(Si(OEt)4)을 사용할 수 있다. 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In this embodiment, a GaN layer doped with Si is formed as the second N-type semiconductor layer 150. In this case, trimethylgallium (TMGa) or triethylgallium (TEGa) may be used as a source gas for Ga, and ammonia (NH 3 ), monomethylhydrazine (MMHy), and dimethylhydrazine (DMHy) may be used as a source gas for N. In addition, silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ) or tetraethoxysilane (Si (OEt) 4 ) may be used as a source gas for Si. This will be described in detail below.

먼저, Ga, N, Si를 위한 소스 가스를 동시에 주입하여 상기 제 1 N형 반도체층(140) 상에 Si가 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층(150a)을 형성한다. 이 때, 상기 소정 농도는 1× 1019 내지 1× 1022/cm3이고, 상기 제 1 N형 반도체층(140) 상에 형성되는 N형 화합물층(150a)의 도핑 농도는 상기 제 1 N형 반도체층(140)의 도핑 농도보다 50 내지 100배 높은 도핑 농도인 것이 바람직하다.First, source gases for Ga, N, and Si are simultaneously injected to form an N-type compound layer 150a doped with Si at a predetermined concentration on the first N-type semiconductor layer 140. In this case, the predetermined concentration is 1 × 10 19 to 1 × 10 22 / cm 3 , and the doping concentration of the N-type compound layer 150a formed on the first N-type semiconductor layer 140 is the first N-type. It is preferable that the doping concentration is 50 to 100 times higher than the doping concentration of the semiconductor layer 140.

이러한 N형 화합물층(150a)을 수십 내지 수백 Å 두께로 성장시킨 후, Si의 도핑 농도가 상기 N형 화합물층(150a)보다 10 내지 100배 높은 오버도핑된 N형 화합물층(150b)을 성장시킨다. 이를 위해, Ga를 위한 소스 가스의 주입을 멈추고 N, Si를 위한 소스 가스만 주입하게 되면 상기 N형 화합물층(150a) 상에 오버도핑된 N형 화합물층(150b)이 성장한다. 이러한 오버도핑된 N형 화합물층(150b)을 수십 내지 수백 Å 두께로 성장시킨 후, 다시 Ga를 위한 소스 가스를 동시에 주입하여 상기와 같은 공정을 반복한다. After the N-type compound layer 150a is grown to a thickness of several tens to several hundred microseconds, the doped N-type compound layer 150b is grown to be 10 to 100 times higher than the N-type compound layer 150a. To this end, when the injection of the source gas for Ga is stopped and only the source gas for N and Si is injected, the overdoped N-type compound layer 150b grows on the N-type compound layer 150a. After the overdoped N-type compound layer 150b is grown to a thickness of several tens to several hundred microns, the same process is repeated by simultaneously injecting a source gas for Ga again.

이와 같은 방법을 통해 상기 제 1 N형 반도체층(140) 상에 N형 화합물층(150a)과 오버도핑된 N형 화합물층(150b)이 10층 내지 50층 반복 적층된 제 2 N형 반도체층(150)을 형성한다. The second N-type semiconductor layer 150 in which 10 to 50 layers of the N-type compound layer 150a and the doped N-type compound layer 150b are repeatedly stacked on the first N-type semiconductor layer 140 through the above method. ).

도 3c를 참조하면, 상기 제 2 N형 반도체층(150) 상에 제 3 N형 반도체층 (160), 활성층(180), P형 반도체층(190)을 형성한다. Referring to FIG. 3C, a third N-type semiconductor layer 160, an active layer 180, and a P-type semiconductor layer 190 are formed on the second N-type semiconductor layer 150.

상기 제 2 N형 반도체층(150) 상에 제 3 N형 반도체층(160)을 형성한다. 이의 성장 두께는 상기 제 1 N형 반도체층(140)과 동일하거나, 상기 제 1 N형 반도체층(140)보다 작을 수 있으며, 1× 1018 내지 1× 1020/cm3의 농도로 N형 불순물을 도핑하여 형성한다.The third N-type semiconductor layer 160 is formed on the second N-type semiconductor layer 150. Its growth thickness may be the same as the first N-type semiconductor layer 140, or may be smaller than the first N-type semiconductor layer 140, N-type at a concentration of 1 × 10 18 to 1 × 10 20 / cm 3 It is formed by doping with impurities.

이러한 N형 반도체층(170) 상에 목표로 하는 파장에 따라 반도체 재료를 조절하여 활성층(180)을 형성한다. 본 실시예는 390 내지 550㎚의 녹색 발광에서 UV 발광에까지 가능한 InGaN/GaN을 성장한다. 또한 UV 발광 소자를 제조하기 위해, 상기 N형 반도체층(170)으로 N형 불순물이 도핑되어 있는 AlN을 사용하고, 활성층(180)으로 AlGaN/AlGaN을 사용할 수도 있다. 이 때, 상기 N형 반도체층(170)의 제조 공정은 상술한 바와 동일하며, 상기 Al을 위한 소스 가스로 트리메틸알루미늄(TMAl), 트리에틸알루미늄(TEAl), 트리메틸아민알루미늄(TMAAl), 디메틸에틸아민알루미늄(DMEAAl)을 사용하여 형성할 수 있다. The active material 180 is formed on the N-type semiconductor layer 170 by adjusting a semiconductor material according to a target wavelength. This embodiment grows InGaN / GaN, which is possible from green light emission of 390 to 550 nm to UV light emission. In addition, in order to manufacture the UV light emitting device, AlN doped with N-type impurities may be used as the N-type semiconductor layer 170, and AlGaN / AlGaN may be used as the active layer 180. At this time, the manufacturing process of the N-type semiconductor layer 170 is the same as described above, trimethyl aluminum (TMAl), triethyl aluminum (TEAl), trimethylamine aluminum (TMAAl), dimethylethyl as a source gas for the Al It may be formed using amine aluminum (DMEAAl).

상기 활성층(180) 상에 P형 불순물이 도핑된 P형 반도체층(190)을 형성한다. 본 실시예는 상기 P형 반도체층(190)으로 마그네슘(Mg) 원자가 도핑된 GaN층을 형성한다. A P-type semiconductor layer 190 doped with P-type impurities is formed on the active layer 180. In this embodiment, a GaN layer doped with magnesium (Mg) atoms is formed in the P-type semiconductor layer 190.

도 3d를 참조하면, 소정의 식각 공정을 통해 상기 P형 반도체층(190) 및 활성층(180)의 일부를 제거하여 상기 N형 반도체층(170)의 일부를 노출시킨 후, P형 반도체층(190)과 노출된 N형 반도체층(170) 상에 P형 전극(200) 및 N형 전극(210) 을 형성한다. Referring to FIG. 3D, a portion of the N-type semiconductor layer 170 is exposed by removing a portion of the P-type semiconductor layer 190 and the active layer 180 through a predetermined etching process, and then a P-type semiconductor layer ( The P-type electrode 200 and the N-type electrode 210 are formed on the 190 and exposed N-type semiconductor layers 170.

이를 위해 P형 반도체층(190) 상에 식각 마스크 패턴을 형성한 다음, 건식 또는 습식 식각 공정을 실시하여 P형 반도체층(190) 및 활성층(180)을 제거하여 N형 반도체층(170)을 노출시킨다. 이후, 상기 식각 마스크 패턴을 제거하고, P형 반도체층(190)과 노출된 N형 반도체층(170) 상에 P형 전극(200) 및 N형 전극(210)을 형성한다. 도면에는 식각 공정을 통해 상기 제 3 N형 반도체층(160)을 노출시켜 그 상면에 N형 전극(210)을 형성하였으나, 이에 한정되지 않고 제 3 N형 반도체층(160)을 식각하여 상기 제 1 또는 제 2 N형 반도체층(140, 150) 상면에 N형 전극(210)을 형성할 수도 있다. To this end, an etch mask pattern is formed on the P-type semiconductor layer 190, and then the N-type semiconductor layer 170 is removed by performing a dry or wet etching process to remove the P-type semiconductor layer 190 and the active layer 180. Expose Thereafter, the etch mask pattern is removed, and the P-type electrode 200 and the N-type electrode 210 are formed on the P-type semiconductor layer 190 and the exposed N-type semiconductor layer 170. In the drawing, the N-type electrode 210 is formed on the upper surface of the third N-type semiconductor layer 160 through an etching process. However, the present invention is not limited thereto, and the third N-type semiconductor layer 160 is etched to form the N-type electrode 210. The N-type electrode 210 may be formed on the upper surfaces of the first or second N-type semiconductor layers 140 and 150.

상기 P형 반도체층(190)과 상기 P형 전극(200) 사이에 P형 반도체층(190)의 저항을 줄이고 광의 투과율을 향상시키기 위해 투명전극층을 더 형성할 수 있다. 상기 투명전극층으로는 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO 또는 전도성을 갖는 투명 금속을 사용할 수 있다. 또한, 상기 P형 전극(200) 및 N형 전극(210)을 형성하기 전에 P형 반도체층(190) 또는 노출된 N형 반도체층(170) 상부에 전류의 공급을 원활히 하기 위한 별도의 오믹금속층을 더 형성할 수도 있다. 상기 오믹금속층으로는 Cr, Au를 사용할 수 있다.A transparent electrode layer may be further formed between the P-type semiconductor layer 190 and the P-type electrode 200 to reduce the resistance of the P-type semiconductor layer 190 and improve light transmittance. As the transparent electrode layer, indium tin oxide (ITO), ZnO, or a transparent metal having conductivity may be used. In addition, a separate ohmic metal layer for smoothly supplying current to the P-type semiconductor layer 190 or the exposed N-type semiconductor layer 170 before forming the P-type electrode 200 and the N-type electrode 210. May be further formed. Cr and Au may be used as the ohmic metal layer.

이로써, N형 화합물층과, 상기 N형 화합물층보다 높은 도핑 레벨로 오버도핑된 N형 화합물층이 반복 적층된 구조의 N형 반도체층을 포함하는 발광 다이오드를 제조할 수 있다. As a result, a light emitting diode including an N-type compound layer and an N-type semiconductor layer having a structure in which an N-type compound layer overdoped with a higher doping level than the N-type compound layer is repeatedly stacked may be manufactured.

상술한 본 발명의 발광 다이오드의 제조 방법은 이에 한정되지 않고, 다양한 공정과 제조 방법이 소자의 특성 및 공정의 편의에 따라 변경되거나 추가될 수 있다. The method of manufacturing the light emitting diode of the present invention described above is not limited thereto, and various processes and manufacturing methods may be changed or added according to the characteristics of the device and the convenience of the process.

이와 같이 본 발명은 소정 농도의 N형 화합물층과 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층이 반복 적층된 구조의 N형 반도체층을 형성함으로써, 반도체 물질의 전기 저항성을 줄일 수 있어 전류 확산 특성을 향상시킬 수 있다. 따라서 균일한 휘도 특성을 얻을 수 있으며, 발광 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명은 반복 적층된 상기 N형 화합물층과 오버도핑된 N형 화합물층을 포함한 N형 반도체층으로 인해, 정전기 방전으로 인한 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention forms an N-type semiconductor layer having a structure in which an N-type compound layer having a predetermined concentration and an N-type compound layer overdoped at a concentration higher than the predetermined concentration are formed, thereby reducing the electrical resistance of the semiconductor material and spreading current. Properties can be improved. Therefore, it is possible to obtain a uniform luminance characteristic, there is an advantage that can improve the luminous efficiency. In addition, the present invention is due to the N-type semiconductor layer including the N-type compound layer and the doped N-type compound layer repeatedly stacked, there is an effect that can prevent damage due to electrostatic discharge.

본 실시예는 수평형 발광 다이오드의 제조에 적용한 예를 설명하고 있으나, 본 발명의 기술적 요지는 상기 상술한 실시예에 한정되지 않고 여러 가지 수정과 변형이 가능하며, 다양한 구조의 발광 다이오드에 응용될 수 있다. 예를 들어, 수직형 발광 다이오드의 제조를 위해 상술한 공정을 통해 기판 상에 버퍼층, N형 반도체층, 활성층, P형 반도체층을 형성한 후, 상기 P형 반도체층 상에 도전성의 호스트 기판을 본딩한다. 다음에 하부의 버퍼층 및 베이스 기판을 제거하고, 그리하여 노출된 N형 반도체층의 하면과 P형 반도체층의 상면에 N형 전극 및 P형 전극을 형성한다. 이러한 제조 공정시 N형 반도체층을 N형 화합물층과 오버도핑된 N형 화합물층이 반복 적층된 구조를 포함하여 형성함으로써, 본 발명에 따른 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.The present embodiment describes an example applied to the manufacture of a horizontal light emitting diode, but the technical gist of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and variations are possible, and may be applied to light emitting diodes having various structures. Can be. For example, a buffer layer, an N-type semiconductor layer, an active layer, and a P-type semiconductor layer are formed on the substrate through the above-described process for manufacturing a vertical light emitting diode, and then a conductive host substrate is formed on the P-type semiconductor layer. Bond Next, the lower buffer layer and the base substrate are removed, and the N-type electrode and the P-type electrode are formed on the lower surface of the exposed N-type semiconductor layer and the upper surface of the P-type semiconductor layer. In this manufacturing process, by forming the N-type semiconductor layer including a structure in which the N-type compound layer and the doped N-type compound layer is repeatedly stacked, the effect according to the present invention can of course be obtained.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명 의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable Example, the scope of the present invention is not limited to a specific Example and should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

본 발명은 소정 농도의 N형 화합물층과 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층이 반복 적층된 구조의 N형 반도체층을 형성함으로써, 발광 다이오드의 전류 확산 특성을 개선하여 균일한 휘도 특성을 확보하고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 정전기 방전으로 인한 발광 다이오드의 손상을 방지하여 신뢰성을 향상시키고, 발광 다이오드의 수명 향상을 기대할 수 있다. The present invention forms an N-type semiconductor layer having a structure in which an N-type compound layer having a predetermined concentration and an N-type compound layer overdoped with a concentration higher than the predetermined concentration are formed, thereby improving current spreading characteristics of the light emitting diode to achieve uniform luminance characteristics. Can be secured and the luminous efficiency can be improved. In addition, it is possible to prevent the damage of the light emitting diode due to the electrostatic discharge to improve the reliability, it is expected to improve the life of the light emitting diode.

Claims (10)

기판;Board; 상기 기판 상에 형성된 N형 반도체층; 및An N-type semiconductor layer formed on the substrate; And 상기 N형 반도체층 상에 형성된 P형 반도체층을 포함하고, P-type semiconductor layer formed on the N-type semiconductor layer, 상기 N형 반도체층은 N형 불순물이 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층과, 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층이 교대로 반복 형성된 적층 구조를 포함하고,The N-type semiconductor layer includes a stacked structure in which an N-type compound layer doped with N-type impurities at a predetermined concentration and an N-type compound layer over-doped with a concentration higher than the predetermined concentration are alternately repeated. 상기 소정 농도는 1× 1019 초과 및 1× 1022/cm3이하이고, 상기 오버도핑된 N형 화합물층은 상기 소정 농도보다 10 내지 100배 높은 농도로 도핑된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드. The predetermined concentration is greater than 1 × 10 19 and less than or equal to 1 × 10 22 / cm 3 , wherein the overdoped N-type compound layer is doped at a concentration 10 to 100 times higher than the predetermined concentration. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 N형 또는 P형 반도체층은 질화 갈륨(GaN)이고, 상기 N형 불순물은 실리콘(Si)인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.Wherein the N-type or P-type semiconductor layer is gallium nitride (GaN), and the N-type impurity is silicon (Si). 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 N형 화합물층 및 상기 오버도핑된 N형 화합물층은 10층 내지 50층의 적층 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.The N-type compound layer and the over-doped N-type compound layer is a light emitting diode, characterized in that formed in a laminated structure of 10 to 50 layers. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 N형 반도체층은 상기 적층 구조 아래에 형성된 제 1 N형 반도체층 및 상기 적층 구조 상에 형성된 제 3 N형 반도체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.The N-type semiconductor layer further comprises a first N-type semiconductor layer formed under the laminated structure and a third N-type semiconductor layer formed on the laminated structure. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 기판과 상기 N형 반도체층 사이에 GaN, InN 또는 AlN의 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드. A light emitting diode further comprising a buffer layer of GaN, InN or AlN between the substrate and the N-type semiconductor layer. 기판 상에 N형 불순물이 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층과, 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층을 교대로 반복 성장시켜 N형 반도체층을 형성하는 단계; 및Forming an N-type semiconductor layer by alternately growing an N-type compound layer doped with N-type impurities at a predetermined concentration on the substrate and an N-type compound layer over-doped with a concentration higher than the predetermined concentration; And 상기 N형 반도체층 상에 P형 반도체층을 형성하는 단계를 포함하되,Forming a P-type semiconductor layer on the N-type semiconductor layer, 상기 N형 반도체층을 형성하는 단계는,Forming the N-type semiconductor layer, Ga, N, N형 불순물 소스 가스를 동시에 사용하여 N형 불순물이 소정 농도로 도핑된 N형 화합물층을 성장시키는 단계; 및Growing an N-type compound layer doped with N-type impurities to a predetermined concentration by simultaneously using Ga, N, and N-type impurity source gases; And 상기 Ga의 소스 가스의 사용을 멈추고 N, N형 불순물 소스 가스를 사용하여 상기 N형 화합물층 상에 상기 소정 농도보다 높은 농도로 오버도핑된 N형 화합물층을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.Discontinuing use of the Ga source gas and growing an overdoped N-type compound layer on the N-type compound layer to a concentration higher than the predetermined concentration by using an N, N-type impurity source gas. Method of manufacturing a diode. 청구항 6에 있어서,The method of claim 6, 상기 N형 또는 P형 반도체층은 질화 갈륨(GaN)이고, 상기 N형 불순물은 실리콘(Si)인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.Wherein the N-type or P-type semiconductor layer is gallium nitride (GaN), and the N-type impurity is silicon (Si). 삭제delete 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 상기 N형 화합물층 또는 상기 오버도핑된 N형 화합물층은 수십 내지 수백 Å으로 성장시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.The N-type compound layer or the over-doped N-type compound layer is a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that for growing to tens to hundreds of microwatts. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 상기 소정 농도는 1× 1019 초과 및 1× 1022/cm3이하이고, 상기 오버도핑된 N형 화합물층은 상기 소정 농도보다 10 내지 100배 높은 농도로 도핑된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.The predetermined concentration is greater than 1 × 10 19 and less than 1 × 10 22 / cm 3 , and the overdoped N-type compound layer is doped at a concentration 10 to 100 times higher than the predetermined concentration. .
KR1020060010283A 2006-02-02 2006-02-02 Light-emitting diode and Method of manufacturing the same KR101239856B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060010283A KR101239856B1 (en) 2006-02-02 2006-02-02 Light-emitting diode and Method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060010283A KR101239856B1 (en) 2006-02-02 2006-02-02 Light-emitting diode and Method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070079527A KR20070079527A (en) 2007-08-07
KR101239856B1 true KR101239856B1 (en) 2013-03-06

Family

ID=38600126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060010283A KR101239856B1 (en) 2006-02-02 2006-02-02 Light-emitting diode and Method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101239856B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9954142B2 (en) 2015-10-05 2018-04-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Material layer stack, light emitting element, light emitting package, and method of fabricating light emitting element

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101897059B1 (en) * 2011-08-22 2018-09-12 엘지이노텍 주식회사 Light emitting device, light emitting device package, and light unit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000068594A (en) * 1997-09-01 2000-03-03 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor element
KR20000065567A (en) * 1999-04-07 2000-11-15 조장연 GaN-based Semiconductor Light Emitting Devices of Quantum Well Electronic Structures Resonating with Two-dimensional Electron Gas
JP2005340762A (en) * 2004-04-28 2005-12-08 Showa Denko Kk Group iii nitride semiconductor light-emitting element

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000068594A (en) * 1997-09-01 2000-03-03 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor element
KR20000065567A (en) * 1999-04-07 2000-11-15 조장연 GaN-based Semiconductor Light Emitting Devices of Quantum Well Electronic Structures Resonating with Two-dimensional Electron Gas
JP2005340762A (en) * 2004-04-28 2005-12-08 Showa Denko Kk Group iii nitride semiconductor light-emitting element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9954142B2 (en) 2015-10-05 2018-04-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Material layer stack, light emitting element, light emitting package, and method of fabricating light emitting element

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070079527A (en) 2007-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100784065B1 (en) Nitride semiconductor led and fabrication method thereof
US20080315179A1 (en) Semiconductor light emitting device
KR101308130B1 (en) Light emitting device and method for fabricating the same
KR20100093872A (en) Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
KR20070079528A (en) Nitride semiconductor light-emitting diode and method of manufacturing the same
US7847308B2 (en) Semiconductor light emitting device
KR101285164B1 (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
KR100661960B1 (en) Light emitting diode and manufacturing method thereof
KR20160013552A (en) Light emitting device and lighting system
KR20130102210A (en) Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
KR100728132B1 (en) Light-emitting diode using current spreading layer
KR101239856B1 (en) Light-emitting diode and Method of manufacturing the same
KR100722818B1 (en) Method of manufacturing light emitting diode
KR100925164B1 (en) Method of forming p-type nitride semiconductor layer and light emitting device having the same
KR20090030652A (en) A nitride based light emitting device
KR101876576B1 (en) Nitride semiconductor light emitting device and method for fabricating the same
KR20130071087A (en) Nitride semiconductor light emitting device and method for fabricating the same
KR100906972B1 (en) Nitride based light emitting device
KR100881053B1 (en) Nitride based light emitting device
KR100962946B1 (en) Semiconductor light-emitting device and manufacturing method thereof
KR20160003378A (en) Light emitting structure and Light emitting device having the same
KR102224109B1 (en) Light emitting device, Method for fabricating the same and Lighting system
KR20130110748A (en) Light emitting device and method of manufacturing the same
KR20070093271A (en) Nitride semiconductor light-emitting device and manufacturing method thereof
KR100608919B1 (en) Light-emitting device and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160104

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161212

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171211

Year of fee payment: 6