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KR101521259B1 - 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101521259B1
KR101521259B1 KR1020080132442A KR20080132442A KR101521259B1 KR 101521259 B1 KR101521259 B1 KR 101521259B1 KR 1020080132442 A KR1020080132442 A KR 1020080132442A KR 20080132442 A KR20080132442 A KR 20080132442A KR 101521259 B1 KR101521259 B1 KR 101521259B1
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Abstract

본 발명은 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 질화물 반돈체 발광소자는 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 상면에 복수의 V-피트가 형성된 n형 질화물 반도체층; 상기 n형 질화물 반도체층 상에 형성되며, 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 활성층; 및 상기 활성층 상에 형성되며, 상면에 복수의 돌출부가 형성된 p형 질화물 반도체층;을 포함한다. 본 발명에 따르면, n형 질화물 반도체층 상에 복수의 V-피트가 형성되어 있고, 이에 의하여 p형 질화물 반도체층 상에는 인시츄(in-situ) 공정으로 돌출부를 형성할 수 있다. 이에 따라 ESD 내성이 향상되고, 광 추출 효율이 향상된다.
반도체 발광소자, V-피트, 돌출부, ESD 내성, 광 추출.

Description

질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법{Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof}
본 발명은 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ESD 내성 및 광추출 효율이 우수한 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 발광소자(Light Emitting Diode, LED)는 전류가 가해지면 p,n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 LED는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전력소모, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 및 반복적인 전원 단속에 대한 높은 공차 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 특히, 최근에는 청색 계열의 단파장 영역에서 발광이 가능한 3족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
일반적으로 3족 질화물 반도체(이하, ‘질화물 반도체’라고 함)는 AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는다. 이러한 질화물 반도체 발광소자는 n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층을 순차적으로 성장시킨 발광 구조물을 포함한다. n형 질화물 반도체층에서 제공되는 전자와 p형 질화물 반도체층에서 제공되는 정공이 활성층에서 재결합됨에 따라 발광이 일어난다.
질화물 반도체 발광소자의 광효율은 외부양자 효율 및 내부 양자 효율에 의하여 결정이 되는데, 내부양자 효율은 거의 100%에 이르지만, 실제 소자 밖으로 나오는 외부양자 효율은 매우 낮다. 이는 다중양자우물 구조에서 생성된 빛이 소자 밖으로 나올 때 소자와 공기 사이의 계면에서 굴절률 차이에 의해 일어나는 전반사에 기인한다. 소자 내부에서 발생된 빛이 소자의 표면에 이르렀을 때 입사각이 임계각보다 큰 경우 빛이 밖으로 추출되지 못하고 반사되어 소자 내부로 다시 진행하여 광 추출 효율이 낮은 문제점이 있다.
또한, 질화물 반도체 발광소자는 사람이나 사물에서 쉽게 발생되는 정전압 방출(ESD; Electrostatic discharge)에 취약하여 쉽게 파손되는 문제가 있다. 이러한 ESD에 대한 내구성은 반도체 발광소자의 신뢰성 항목 중 하나로 ESD 특성을 향상시키는 것이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 ESD에 대한 내성 및 광 추출효율이 우수한 질화물 반도체 발광소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 상면에 복수의 V-피트가 형성된 n형 질화물 반도체층; 상기 n형 질화물 반도체층 상에 형성되며, 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 활성층; 및 상기 활성층 상에 형성되며, 상면에 복수의 돌출부가 형성된 p형 질화물 반도체층; 을 포함하는 질화물 반도체 발광소자를 제공한다.
상기 복수의 돌출부는 상기 복수의 V-피트와 매칭되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 돌출부의 너비는 상기 복수의 V-피트의 크기보다 큰 것이 바람직하다.
상기 n형 질화물 반도체층 및 활성층 사이에 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 n형 질화물계 초격자층을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 활성층 및 p형 질화물 반도체층 사이에 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 p형 질화물계 초격자층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 n형 질화물 반도체층 및 활성층 사이에 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 n형 질화물계 초격자층 및 상기 활성층 및 p형 질화물 반 도체층 사이에 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 p형 질화물계 초격자층을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로써, 기판의 상면에 복수의 V-피트가 형성되도록 n형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계; 상기 n형 질화물 반도체층 상에 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 활성층을 성장시키는 단계; 및 상기 활성층 상에 상면에 복수의 돌출부가 형성된 p형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계; 를 포함하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 제공한다.
상기 n형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계는 성장 온도가 700 내지 950℃인 것이 바람직하다.
상기 활성층을 성장시키는 단계는 성장온도가 1000℃이하인 것이 바람직하다.
상기 p형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계는 성장온도가 1000℃ 이상인 것이 바람직하다.
상기 복수의 돌출부가 형성된 p형 질화물 반도체층은 p형 불순물의 흐름을 조절하여 형성할 수 있다.
상기 복수의 돌출부는 상기 복수의 V-피트와 매칭되도록 성장시키는 것이 바람직하다.
상기 복수의 돌출부의 너비는 상기 복수의 V-피트의 크기보다 크게 성장시키는 것이 바람직하다.
상기 n형 질화물 반도체층을 성장시킨 단계 이후에 상기 n형 질화물 반도체층 상에 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 n형 질화물계 초격자층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 활성층을 성장시킨 단계 이후에 상기 활성층 상에 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 p형 질화물계 초격자층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, n형 질화물 반도체층 상에 복수의 V-피트가 형성되어 있고, 이에 의하여 p형 질화물 반도체층 상에는 인시츄(in-situ) 공정으로 돌출부를 형성할 수 있다. 상기 복수의 V-피트 및 돌출부에 의하여 정전기가 인가될 때 전류가 집중되어 ESD 내성이 향상되고, 임계각 이하가 되는 광의 비율이 증가하여 광추출 효율이 향상된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 다만, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 질화물 반도체 발광소자(100)는 기판(110); 상기 기판 상에 형성된 n형 질화물 반도체층(120), 상기 n형 질화물 반도체층 상에 형성된 활성층(130), 및 상기 활성층 상에 형성된 p형 질화물 반도체층(140)을 포함한다. 도시되지 않았으나, 상기 n형 및 p형 질화물 반도체층 상에 전압을 인가하기 위하여 n형 질화물 반도체층(120)을 메사 식각하여 노출된 영역 상에 형성된 n-전극 및 p형 질화물 반도체층(140) 상에 형성된 p-전극을 포함할 수 있다.
상기 기판(110)은 특별히 제한되지 않고, 사파이어 또는 스피넬(MgAl2O4) 같은 절연성 기판 또는 SiC, Si, ZnO, GaAs, GaN 등의 반도체 기판을 사용할 수 있다.
사파이어 기판은 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 방향의 격자상수가 13.001Å, a축 방향으로는 4.765Å의 격자 간 거리를 가지며, C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 사파이어 기판의 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다.
상기 n형 질화물 반도체층(120) 및 p형 질화물 반도체층(140)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 n형 불순물 및 p형 불 순물이 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 대표적으로, GaN, AlGaN, InGaN이 있다. 상기 n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등이 사용될 수 있으며, 상기 p형 불순물로는 Mg, Zn 또는 Be 등을 사용할 수 있다.
n형 질화물 반도체층(120)은 상면에 복수의 V-피트(pit)가 형성되어 있다. 기판 및 n형 질화물 반도체층은 격자 상수가 다르므로 격자 상수 차이에 의하여 스트레인이 발생하고, 이러한 스트레인은 전위와 같은 결정 결함의 요소로 작용한다. 상기 복수의 V-피트(120a)는 기판과의 격자결함에 의한 전위(d) 상에 발생한다. 복수의 V-피트(120a)를 포함하는 n형 질화물 반도체층(120)의 형성 방법은 후술하도록 한다.
도 2는 n형 질화물 반도체층(120)을 나타내는 사시도이다. 도 2를 참조하면, n형 질화물 반도체층(120)은 일반적인 성장면(0001)과 경사진 성장면(1-101)을 포함한다. n형 질화물 반도체층은 일반적인 성장면(0001)으로 성장되나, 전위가 있는 곳에서는 경사진 성장면(1-101)으로 성장한다. 이러한 경사진 성장 면(1-101)에 의하여 V-피트가 형성된다. 이 경우, V-피트의 상면은 육각형이고, 단면은 V모양이다.
질화물 반도체 소자는 예를 들면, 몰딩 공정이나 제품에 적용하는 시점에 사람이나 사물에서 쉽게 발생되는 정전압 방출 (Electrostatic Discharge)에 의해 쉽게 파손될 수 있다. 그러나 결함이 있는 부위에 전류가 차단되므로, 본 발명에 따른 반도체 발광소자는 정전기가 인가될 때 V-피트가 있는 곳에서 집중되는 전류가 차단되어 EDS(Electrostatic Discharge)내성이 향상된다.
활성층(130)은 InxAlyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)조성식을 가질 수 있으며, 전자와 정공의 재결합에 의해 빛이 발생하는 층으로서, 단일 또는 다중 양자우물구조를 갖는 질화물 반도체층으로 구성될 수 있다.
활성층(130)은 상기 n형 질화물 반도체층(120)에 형성되며, n형 질화물 반도체층에 형성된 복수의 V-피트(120a)에 의하여 형성된 굴곡을 포함한다. n형 질화물 반도체층(120) 상에 활성층(130)이 형성될 때, n형 질화물 반도체층(120) 상의 일반적인 성장 면(0001) 및 경사진 성장 면(1-101)에서 수직 성장 속도 및 측면 성장 속도를 조절하여 V-피트를 완전히 메우지 않으면서 성장시킨다. 보다 구체적인 활성층의 형성방법은 후술하도록 한다.
상기 p형 질화물 반도체층(140)은 상기 활성층(130) 상에 형성되며, 상면에 돌출부(140a)가 형성되어 있다. 즉, p형 질화물 반도체층(140)은 활성층(130)에 형성될 때, 성장 조건을 조절하여 활성층 상에 존재하는 굴곡을 메우며 성장하고, p형 도펀트의 흐름을 조절하여 상면에 돌출부(140a)를 형성시킨다. 굴곡이 있는 부위에 p형 도펀트의 양이 증가하게 되고, 이에 따라 굴곡이 있는 부위는 성장속도가 빨라져 돌출부를 형성할 수 있다. 이에 의하여 ESD 내성이 향상됨과 동시에 광추출 효율이 향상될 수 있다. 보다 구체적인 성장방법은 후술하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 p형 질화물 반도체층(140)의 상면을 촬영한 LM(Light Microscope) 사진이다. 도 3을 참조하면, p형 질화물 반도체층(140)의 상면에 복수의 돌출부(140a)가 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.
상기 p형 반도체층(140) 상면에 형성된 돌출부(140a)로 인하여 광 추출 효율이 향상된다. 종래의 반도체 발광소자의 경우, 활성층에서 발생된 빛이 p형 질화물 반도체층을 통하여 공기(패키지로 구성되는 경우 Si 등)로 방출될 때 임계각 이상으로 입사되는 빛은 전반사에 의하여 외부로 추출되지 못하고 내부에 갇히게 된다. 그러나 본 발명에 따른 반도체 발광소자는 p형 반도체 발광소자에 형성된 돌출부에 의하여 빛의 경로가 변경되고, 임계각 이하가 되는 빛의 비율이 증가한다.
도 4는 본 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 A영역을 촬영한 TEM(Transmission Electron Microscope) 사진이다.
복수의 돌출부(140a)의 너비 및 높이는 성장조건에 따라 조절이 가능하고, p형 질화물 반도체층(140)에서 밀도가 높은 영역에 해당한다. 또한, 상기 돌출부(140a)는 n형 질화물 반도체층 상에 형성된 V-피트와 매칭될 수 있고, 광추출 효율을 높이기 위하여 돌출부의 너비는 V-피트의 크기 보다 큰 것이 바람직하다. 상기 돌출부의 너비는 수 Å 내지 수 ㎛일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 돌출부(140a)의 너비는 10Å 내지 2000nm 이고, 높이는 1nm 내지 10000nm 인 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타내 는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자(200)는 기판(210); 상기 기판 상에 형성된 n형 질화물 반도체층(220), 상기 n형 질화물 반도체층 상에 형성된 활성층(230), 및 상기 활성층 상에 형성된 p형 질화물 반도체층(240)을 포함한다. 도시되지 않았으나, 상기 n형 및 p형 질화물 반도체층 상에 전압을 인가하기 위하여 n형 질화물 반도체층(220)을 메사 식각하여 노출된 영역 상에 형성된 n-전극 및 p형 질화물 반도체층(240) 상에 형성된 p-전극을 포함할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 n형 질화물 반도체층(220) 및 활성층(230) 사이에 n형 질화물계 초격자층(250)을 포함할 수 있다. n형 초격자층(250)은 이에 제한되는 것은 아니나, AlGaN/GaN/InGaN층이 복수 개 적층된 것 일 수 있다. 상기 n형 질화물계 초격자층(250)은 n 형 질화물 반도체층(220) 상면에 형성된 V-피트(220a)에 의하여 형성된 굴곡을 포함한다.
또한, 활성층(230) 및 p형 질화물 반도체층(240) 사이에 p형 질화물계 초격자층(260)을 포함할 수 있다. p형 질화물계 초격자층(260)은 이에 제한되는 것은 아니나, AlGaN/GaN/InGaN층이 복수 개 적층된 것 일 수 있다. 상기 p형 질화물계 초격자층(260)은 n형 질화물 반도체층(220) 상면에 형성된 V-피트(220a)에 의하여 형성된 굴곡을 포함한다. 보다 구체적으로는 p형 질화물계 초격자층(260) 상에 형성된 굴곡은 활성층(230) 상에 형성된 굴곡에 의하여 형성된다.
이러한 차이 외에 동일한 용어로 나타낸 다른 구성 요소에 대해서는 도 1의 경우와 동일한 것으로 이해될 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
이하, 상기에서 설명한 반도체 발광소자를 제조하는 방법을 설명한다. 도 6 내지 8는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반도체 발광소자의 제조방법을 나타내는 공정별 단면도이다.
n형 질화물 반도체층, 활성층, p형 질화물 반도체층의 성장은 공지된 공정을 이용할 수 있으며, 예를 들면, 유기금속 기상증착법(MOCVD), 분자빔성장법(MBE) 또는 하이드라이드 기상증착법(HVPE)을 이용할 수 있다.
이하에서는 유기금속 기상증착법(MOCVD)을 이용한 방법을 구체적으로 설명한다.
우선, 도 6에 도시된 바와 같이, 성장용 기판(110)을 마련하여 그 위에 n형 질화물 반도체층(120)을 성장시킨다.
기판(110) 및 n형 질화물 반도체층(120)은 격자 상수가 다르므로 격자 상수 차이에 의하여 스트레인이 발생하고, 이러한 스트레인에 의하여 기판(110) 및 n형 질화물 반도체층(120)에 전위(d)가 발생한다. 질소를 캐리어 가스로 하는 분위기에서, 온도를 제어하는 경우 상기 전위(d)가 있는 영역에서 n형 질화물 반도체층(120)의 성장이 억제되어 경사진 성장 면을 갖는다. 이와 같이 전위(d)가 존재하는 곳에서 경사진 성장면에 의하여 V-피트(120a)가 형성된다. 성장 온도는 700 내지 950℃인 것이 바람직하다.
이외에도, 전구체의 유량 또는 내부 압력을 조절하여 상면에 복수의 V-피트 가 형성된 n형 질화물 반도체층을 성장시킬 수 있다.
또한, 이에 제한되는 것은 아니나, n형 질화물 반도체층의 n형 불순물의 농도는 1x1017 내지 5x1021인 것이 바람직하다. 상기 n형 불순물의 농도가 증가하면 결정성이 저하되지 않는 범위에서 순방향 전압(Vf)이 감소되는 효과를 얻을 수 있다. n형 불순물의 농도가 증가되면 결정성이 저하되는데, 결정성이 저하되지 않는 범위내에서 n형 불순물의 농도를 결정하는 것이 바람직하다.
이후, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 n형 질화물 반도체층(120) 상에 양자 장벽층 및 양자우물층을 교대로 적층하여 다중양자우물구조를 가지는 활성층(130)을 성장시킨다. 상기 활성층(130)은 n형 질화물 반도체층(120) 상면에 형성된 복수의 V-피트에 의하여 굴곡이 형성된다. n형 질화물 반도체층의 일반적인 성장 면 및 경사진 성장 면에서의 수직성장 속도 및 측면성장 속도를 조절하여 V-피트를 완전히 메우지 않고, V-피트를 따라 굴곡이 형성되도록 성장시킨다. 성장속도는 전구체의 유량, 압력 및 성장온도에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 성장온도를 조절하는 경우, 1000℃이하로 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 도시되지 않았으나, 상기 활성층(130)의 성장 단계 이전에 n형 질화물 반도체층 상에 n형 질화물 초격자층을 형성시킬 수 있다. 이 때, n형 질화물 초격 자층은 AlGaN/GaN/InGaN층을 복수 개 적층하여 형성될 수 있다.
상기 n형 질화물 초격자층은 n형 질화물 반도체층 상면에 형성된 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함한다. 구체적인 성장방법은 상기 활성층의 성장방법과 유사하다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 활성층(130) 상에 p형 질화물 반도체층(140)을 성장시킨다. p형 질화물 반도체층(140)은 수직성장 속도 및 측면성장 속도를 조절하여 굴곡을 형성하지 않고, V-피트를 메우면서 성장한다. 성장속도는 전구체의 유량, 압력 및 성장온도에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 성장온도를 1000℃ 이상으로 유지하는 것이 바람직하다.
또한 p형 불순물의 흐름을 조절하여 p형 반도체층(140) 상면에 돌출부를(140a)를 형성할 수 있다. 상기 p형 불순물은 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 Mg, Zn 또는 Be 등을 사용할 수 있고, Mg를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
바람직하게는 상기 복수의 돌출부(140a)는 n형 질화물 반도체층(120) 상면에 형성된 복수의 V-피트와 매칭되도록 성장시키는 것이 바람직하다.
활성층(130) 상에는 굴곡이 형성되어 있는데, 굴곡이 형성된 영역에는 p형 불순물의 주입이 원활하고, 이에 의하여 굴곡이 있는 영역에서는 성장속도가 빨라 돌출부를 형성할 수 있다. 돌출부의 너비 및 높이는 성장조건을 조절함에 따라 조절이 가능하다.
본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자는 p형 반도체층(140) 상면에 돌출부 를 형성함에 있어, 인시츄(in-situ) 공정으로 제조될 수 있어, 공정이 단순하며, 대기 중 노출에 따른 산화막이나 이물질의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 도시되지 않았으나, 상기 p형 반도체층(140)의 성장 이전에 활성층(130) 상에 p형 질화물계 초격자층을 형성시킬 수 있다. 이 때, p형 질화물 초격자층은 AlGaN/GaN/InGaN층을 복수 개 적층하여 형성될 수 있다.
상기 p형 질화물 초격자층은 n형 질화물 반도체층 상에 형성된 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함한다. 구체적인 성장방법은 상기 활성층의 성장방법과 유사하다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질화물 반도체 발광소자의 n형 질화물 반도체층를 나타내는 사시도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 p형 질화물 반도체층의 상면을 촬영한 LM(Light Microscope) 사진이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 일부 영역을 촬영한 TEM(Transmission Electron Microscope) 사진이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 질화물 반도체 발광소자를 나타내는 단면도이다.
도 6 내지 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 나타내는 공정별 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 기판 120: n형 질화물 반도체층
120a: V-피트 130: 활성층
140: p형 질화물 반도체층 140a: 돌출부

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되며, 상면에 복수의 V-피트가 형성된 n형 질화물 반도체층;
    상기 n형 질화물 반도체층 상에 형성되며, 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 활성층; 및
    상기 활성층 상에 형성되며, 상면에 상기 복수의 V-피트와 매칭되는 복수의 돌출부가 형성된 p형 질화물 반도체층;
    을 포함하는 질화물 반도체 발광소자.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부의 너비는 상기 복수의 V-피트의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 n형 질화물 반도체층 및 활성층 사이에 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 n형 질화물계 초격자층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 활성층 및 p형 질화물 반도체층 사이에 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 p형 질화물계 초격자층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.
  6. 기판의 상면에 복수의 V-피트가 형성되도록 n형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계;
    상기 n형 질화물 반도체층 상에 상기 복수의 V-피트에 의하여 형성된 굴곡을 포함하는 활성층을 성장시키는 단계; 및
    상기 활성층 상에 상면에 상기 복수의 V-피트와 매칭되는 복수의 돌출부가 형성된 p형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계;
    를 포함하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 n형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계는 성장 온도가 700 내지 950℃인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 활성층을 성장시키는 단계는 성장온도가 1000℃ 이하인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 p형 질화물 반도체층을 성장시키는 단계는 성장온도가 1000℃ 이상인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부가 형성된 p형 질화물 반도체층은 p형 불순물의 흐름을 조절하여 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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