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KR101781438B1 - 반도체 발광소자의 제조방법 - Google Patents

반도체 발광소자의 제조방법 Download PDF

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KR101781438B1
KR101781438B1 KR1020110057254A KR20110057254A KR101781438B1 KR 101781438 B1 KR101781438 B1 KR 101781438B1 KR 1020110057254 A KR1020110057254 A KR 1020110057254A KR 20110057254 A KR20110057254 A KR 20110057254A KR 101781438 B1 KR101781438 B1 KR 101781438B1
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이종현
이동주
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 발광소자의 제조방법에 관한 것으로, 성장용 기판 상에 복수의 나노구조물을 갖는 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층을 덮도록 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 성장시켜 발광구조물을 형성하는 단계; 상기 나노구조물이 노출되도록 상기 보호층을 식각하는 단계; 상기 노출된 나노구조물을 식각하여 성장용 기판으로부터 상기 발광구조물을 분리하는 단계;를 포함함으로써, 성장용 기판과 발광구조물의 분리 시에 발광구조물의 손상 및 열화가 방지되는 효과가 있다.

Description

반도체 발광소자의 제조방법{FABRICATION METHOD OF SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 반도체 발광소자의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 발광다이오드(Light emitting diode: LED)는 소자 내에 포함되어 있는 물질이 빛을 발광하는 소자로서, 접합된 반도체의 전자와 정공이 재결합하며 발생하는 에너지를 광으로 변환하여 방출한다. 이러한 LED는 현재 조명, 표시장치 및 광원으로서 널리 이용되며 그 개발이 가속화되고 있는 추세이다.
특히, 최근 그 개발 및 사용이 활성화된 질화갈륨(GaN)계 발광다이오드를 이용한 휴대폰 키패드, 사이드 뷰어, 카메라 플래쉬 등의 상용화에 힘입어, 최근 발광다이오드를 이용한 일반 조명 개발이 활기를 띠고 있다. 대형 TV의 백라이트 유닛 및 자동차 전조등, 일반 조명 등 그의 응용제품이 소형 휴대제품에서 대형화, 고출력화, 고효율화된 제품으로 진행하여 해당 제품에 요구되는 특성을 나타내는 광원을 요구하게 되었다.
이와 같은 발광 다이오드의 낮은 광추출 효율을 개선하기 위하여, 기판이 제거된 발광 다이오드가 구조가 사용되었으나, 레이저 리프트-오프법(laser lift-off : LLO)에 의하여 성장용 기판과 반도체층을 분리하게 되므로, 레이저 빔의 높은 열에 의해 반도체층이 열화되거나 깨지는 손상이 발생하여 발광 다이오드의 품질이 저하되고 수율이 낮아지는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적 중의 하나는 성장용 기판과 발광구조물의 분리 시에 발광구조물의 손상 및 열화를 저감시킬 수 있는 반도체 발광소자의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시예에 의한 반도체 발광소자의 제조방법은 성장용 기판 상에 복수의 나노구조물을 갖는 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층을 덮도록 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 성장시켜 발광구조물을 형성하는 단계; 상기 나노구조물이 노출되도록 상기 보호층을 식각하는 단계; 상기 노출된 나노구조물을 식각하여 성장용 기판으로부터 상기 발광구조물을 분리하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 성장용 기판은 상기 성장용 기판의 주위에 인접하는 제1 영역과 상기 제1 영역을 제외한 나머지 영역으로 정의되는 제2 영역으로 구분되는 상면을 가지며, 상기 희생층을 형성하는 단계는 상기 성장용 기판의 제2 영역에 한하여 복수의 나노구조물을 형성하는 단계일 수 있으며, 상기 제1 영역은 상기 제2 영역을 둘러싸도록 상기 성장용 기판의 주위를 따라 위치할 수 있다.
이때, 상기 성장용 기판은 사파이어 기판, 실리콘 기판, 실리콘 카바이드 기판 또는 스피넬(spinel) 기판일 수 있다.
또한, 상기 제1 영역은 상기 성장용 기판의 주위로부터 1㎜ 이하의 폭으로 이격될 수 있다.
또한, 상기 보호층을 형성하는 단계는 상기 성장용 기판의 제2 영역까지 연장되도록 상기 보호층을 형성하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 나노구조물은 아연 산화물(ZnO)계 화합물로 형성된 것일 수 있으며, 상기 나노구조물은 복수의 나노로드(nano-rod)를 상기 성장용 기판 상에 성장시키는 것에 의해 형성될 수 있으며, 상기 복수의 나노로드는, 나노로드의 높이와 상기 나노로드 사이의 간격의 비가 50:1 ~ 100:1일 수 있다.
상기 보호층은 질화금속계 화합물로 형성될 수 있다.
이때, 상기 보호층은 AlN, CrN 또는 상기 AlN과 CrN이 교대로 적층된 것일 수 있으며, 상기 보호층은 스퍼터링법으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 나노구조물이 노출되도록 상기 보호층을 식각하는 단계는, 상기 나노구조물의 측면이 노출되도록 상기 제2 영역에 위치한 보호층을 식각하는 단계일 수 있으며, 상기 발광구조물로부터 상기 성장용 기판을 분리하는 단계는, 화학적 습식 식각에 의해 실행될 수 있다. 이때, 상기 화학적 습식 식각에 사용되는 용액은 HCl 또는 HF일 수 있다.
또한, 상기 보호층 상에 발광구조물을 형성하는 단계 전에 상기 보호층 상에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 버퍼층은 GaN 또는 SiC를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광구조물로부터 상기 성장용 기판을 분리하는 단계 전에, 상기 발광구조물 상에 지지 기판을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광구조물로부터 상기 성장용 기판을 분리하는 단계 후에, 상기 성장용 기판이 분리된 제1 도전형 반도체층의 하면에 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 반도체 발광소자 제조방법은 성장용 기판과 발광구조물의 분리 시에 발광구조물의 손상 및 열화를 저감시킬 수 있는 반도체 발광소자 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
도 10은 도 2에 도시된 성장용 기판의 B부분을 확대한 단면도이다.
도 11은 도 2에 도시된 성장용 기판의 상부에서 바라본 평면도이다.
도 12는 희생층과 보호층을 촬영한 SEM사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.
이러한 실시예는 본 발명에 대하여 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범위를 예시하기 위해 제공되는 것이다. 그러므로 본 발명은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 특허청구범위가 제시하는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상, 크기 및 두께 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광소자의 제조방법의 일 례를 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광소자(100)의 제조방법은 성장용 기판(110) 상에 희생층(120)을 형성하는 단계, 보호층(130)을 형성하는 단계, 발광구조물(140)을 형성하는 단계, 상기 보호층(130)을 식각하는 단계 및 상기 성장용 기판(110)으로부터 상기 발광구조물(140)을 분리하는 단계를 포함한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 유기금속 화학기상증착(MOCVD) 장치의 챔버 내에 성장용 기판을 기판(110)을 마련한다. 상기 성장용 기판(110)으로는 사파이어(Al2O3) 기판, 실리콘(Si) 기판, 실리콘 카바이드(SiC) 기판 또는 스피넬 기판을 사용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 1000℃ 이상의 고온 성장 공정에서도 손상되지 않는 기판이면 사용할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 성장용 기판(110)의 상면은, 상기 성장용 기판(110)의 주위에 인접하는 제1 영역(A1)과 상기 제1 영역(A1)을 제외한 나머지 영역으로 정의되는 제2 영역(A2)으로 구분할 수 있다. 상기 제1 영역(A1)은 후술할 희생층(120)이 형성되지 않는 부분이며, 상기 제2 영역(A2)은 희생층이 형성되는 부분이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제1 영역(A1)은 상기 제2 영역(A2)를 둘러싸도록 상기 성장용 기판(110)의 주위를 따라 위치하게 할 수 있다.
상기 제1 영역(A1)은 일정한 폭을 가지고 제2 영역(A2)를 둘러싸도록 할 수도 있다. 이때, 상기 제1 영역(A1)은 상기 성장용 기판(110)의 주위로부터 1㎜ 이하의 폭으로 이격되게 형성할 수 있다.
다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 성장용 기판(110) 상에 희생층(120)을 형성한다.
상기 희생층(120)은 높은 식각율에 의해 선택적으로 식각되는 층일 수 있다. 상기 희생층(120)은 후술할 다른 층에 비하여 상대적으로 높은 식각속도를 가지므로, 식각액 또는 식각분위기 등에 의해 상기 희생층(120)이 제거되면 상기 성장용 기판(110)과 상기 발광구조물(140)이 분리될 수 있다.
상기 희생층(120)은 복수의 나노구조물을 갖으며, 상기 나노구조물은 아연 산화물(ZnO)로 구성될 수 있다. 상기 ZnO의 Zn은 적어도 일부를 Cd 또는 Mg로 치환하여, Zn1 -x- yMgxCdyO로 표현되는 산화물로 사용할 수도 있다. 이때, 상기 x, y 값은 각각 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1의 범위 내로 할 수 있다.
이와 같이, ZnO에 Cd 또는 Mg를 합금하면, 상기 희생층(120) 상에 후속 성장되는 결정층(예를 들어 보호층(130))과의 격자 상수 차이를 완화시킬 수 있으므로, 후속성장되는 결정층을 더욱 안정적으로 형성할 수 있다.
상기 나노구조물은 원형, 사각형 및 육각형을 포함하는 다각형 중 하나의 수평 단면 형상을 갖는 다양한 형태의 기둥형상, 바늘형상, 튜브형상, 판형상 등으로 형성할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 희생층(120)의 나노구조물을 기둥형상인 나노로드(nano-rod)(121)로 형성한 경우에는, 상기 나노로드(121)의 높이(H)와 나노로드 사이의 간격을 조절하여 상기 복수의 나노로드(121)의 상면에 스크린 효과(screen effect)가 나타도록 하는 것도 가능하다. 나노로드(121)의 상면에서 스크린 효과가 나타나게 되면, 상기 나노로드(121) 사이에 빈 공간에는 박막이 형성되지 않으며, 나노로드(121)의 사이에 빈 공간이 없는 것처럼 상면에만 박막이 형성되는 효과가 있다. 또한, 상기 나노로드(121) 사이에 빈공간이 형성되므로, 후술할 식각 단계에 식각액이 상기 나노로드(121)의 사이로 용이하게 침투할 수 있다.
구체적으로, 상기 나노로드(121)의 높이(H)와 나노로드 사이의 간격의 비가 50:1 ~ 100:1이 되도록 형성하면, 상기 나노로드(121) 상면에서 스크린 효과가 나타나게 되며, 상기 보호층(130)은 상기 복수의 나노로드(121)의 상면을 따라서 형성될 수 있다. 도 12는 이러한 나노로드(121)를 갖는 희생층(120)과 보호층(130)을 촬영한 SEM 사진이다.
이와 같은 나노로드(121)는 상기 성장용 기판(110)상에 씨드레이어를 형성하고, 챔버 내에 산소(O2) 전구체와 DEZn(diethylzinc) 전구체를 제공함으로써 성장시킬 수 있다. 이때, 챔버 내의 온도 및 압력은 일정하게 유지되며, 산소 전구체의 산소와 아연전구체의 아연의 몰비를 다양하게 조절함으로써 원하는 높이(H)를 갖는 나노로드(121)를 성장시킬 수 있다. 이와 같은 방법에 의해 형성된 복수의 나노로드(121)는 성장용 기판(110)에 균일하게 형성되며, 수직으로 우수하게 정렬되어 있을 뿐만 아니라, 전위나 적층 결함이 거의 없는 무결함의 단결정일 수 있다.
상기 희생층(120)은 상기 성장용 기판(110)의 제2 영역(A2)에 한하여 복수의 나노구조물이 형성되도록 할 수 있다. 이와 같이, 상기 제2 영역(A2)에는 나노구조물이 형성되지 않으면, 제2 영역(A2)에서는 후술할 보호층(130)과 상기 성장용 기판(110)이 접하게 된다.
상기 나노구조물은 화학기상성장 (chemical vapor deposition: CVD) 법, 분자빔성장법(molecular beam epitaxy: MBE) 및 하이브리드 기상증착법(hydride vapor phase epitaxy: HVPE)등으로 성장될 수 있으나, CVD법에 의해 상기 나노구조물(121)를 성장시키면, 생산공정이 간편하고, 생산 비용이 낮은 이점이 있다.
또한, 상기 나노구조물(121)의 길이(H)는 성장온도에서 반응되는 시간을 조절하여 제어할 수 있으며, 복수의 나노구조물(121) 사이의 간격은 상기 나노구조물이 성장하기 위한 씨드 레이어층을 조절함으로써 제어할 수 있다.
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 희생층(120) 상에는, 상기 희생층(120)을 덮도록 보호층(130)이 형성된다. 상기 보호층(130)은 상기 나노구조물을 갖는 희생층(120)을 봉지하여 상기 희생층(120)이 후술할 발광구조물(140) 형성단계에서 수행되는 포토공정에서 사용되는 화학물질(PR, stripper 등), 식각액, 식각가스 또는 플라즈마 등에 의해 손상되는 것을 방지한다.
구체적으로, 상기 보호층(130)은 반도체층을 성장시키는 유기금속 기상증착(MOCVD) 공정에 주로 사용되는 H2와 NH3에 의해 상기 희생층(120)이 식각되는 것을 방지하기 위해 형성한다.
앞서 설명한 바와 같이, ZnO의 나노구조물을 갖는 상기 희생층(120)은 매우 불안정하여 쉽게 휘발되므로, 이와 같은 상기 희생층(120) 상에 반도체층을 형성하기 위해서는 N2 분위기의 유기금속 기상증착(MOCVD) 공정을 사용할 수 밖에 없게 되는데, 이와 같은 N2 분위기의 유기금속 기상증착(MOCVD) 공정에서 제조된 반도체층은 품질이 낮은 단점이 있으므로 현실적인 양산화 공정을 구현하는 데에 어려움이 있다.
그러므로, 상기 희생층(120)을 유지하며, 고품질의 질화물 반도체층을 얻을 수 있는 H2 분위기의 유기금속 기상증착(MOCVD) 공정을 거치기 위해서는 H2에 의해 상기 희생층(120)이 휘발되는 것을 방지할 수 있는 보호층(130)이 필요하게 된다.
상기 보호층(130)은 스퍼터링(sputtering) 또는 증발법(evaporation)과 같은 물리적 방법에 의해 증착될 수 있다. 이 경우, 화학적 방법에 의해 상기 희생층(120)이 손상되는 것이 방지할 수 있다.
이와 같이, 상기 보호층(130)은 상기 희생층(120)이 상기 발광구조물(140) 형성단계에서 유기금속 기상증착(MOCVD) 공정에 의해 손상되는 것을 방지하므로, 화학적 식각단계까지 상기 희생층(120)이 유지될 수 있다.
상기 보호층(130)은 후속공정에서 원하지 않는 시점에 상기 희생층(120)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 보호층(130)은 상기 희생층(120) 상에서 형성되어, 그 위에 형성될 발광구조물(140)을 성장면으로 제공될 수 있다.
특히, 상기 보호층(130)은 에피택셜 성장 시에 상기 발광구조물(140)과 상기 희생층(120)과의 격자불일치를 감소시키는 성장면으로 제공될 수 있다.
예를 들어, 상기 보호층(130)은 질화금속계 화합물이 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 보호층(130)은 AlN 또는 CrN일 수 있다. 이때, 상기 보호층(130)은 상기 AlN 과 CrN이 교대로 적층된 다층구조일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 성장용 기판(110)의 제2 영역(A2)에만 상기 희생층(120)을 형성하면, 상기 제1 영역(A1)에 형성되는 상기 보호층(130)은 상기 성장용 기판(110)의 둘레에 접하여 형성되므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 희생층(120)의 측면은 상기 보호층(130)에 의해 덮히므로, 휘발되기 쉬운 상기 희생층(120)이 식각액 또는 식각분위기와 접하는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
그 다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(130) 상에 다층구조의 반도체층을 갖는 발광구조물(140)을 형성한다.
상기 발광구조물(140)은 제1 도전형 반도체층(141), 활성층(142) 및 제2 도전형 반도체층(143)을 포함하며, 상기 제1 도전형 반도체층(141)은 n형 반도체층을, 상기 제2 도전형 반도체층(143)은 p형 반도체층을 포함한다.
상기 n형 반도체층 및 p형 반도체층은 AlxInyGa1 -x- yN 조성식을 갖는 n형 불순물 및 p형 불순물이 도핑된 반도체 물질로 형성될 수 있으며, 대표적으로, GaN, AlGaN, InGaN이 사용될 수 있다. 이때, 상기 x, y 값은 각각 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1의 범위 내로 할 수 있다.
또한, 상기 n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등이 사용될 수 있으며, 상기 p형 불순물로는 Mg, Zn 또는 Be 등이 대표적이다.
본 실시예에서는 제1 및 제2 도전형 반도체층(141, 143)으로 GaN층을 사용할 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(141)으로 n-GaN을, 상기 제2 도전형 반도체층(143)으로 p-GaN을 사용할 수 있다.
상기 발광구조물(140)은 유기금속 기상증착법(metal organic chemical vapor deposition : MOCVD), 분자빔성장법(molecular beam epitaxy : MBE) 및 하이브리드 기상증착법(hydride vapor phase epitaxy : HVPE)등으로 성장될 수 있다.
또한, 상기 제1 도전형 반도체층(141)의 하부에는 버퍼(buffer)층(150)을 형성하여, 상기 성장용 기판(110)과 제1 도전형 반도체층(141) 간의 격자 부정합에 의한 스트레스를 감소시킬 수도 있다. 상기 버퍼층(150)으로는 언도프-GaN 또는 실리콘 카바이드를 사용할 수 있다.
상기 활성층(142)은 양자우물층과 양자장벽층이 교대로 적층된 다중양자우물구조로　이루어지되, 예를 들어 AlxInyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 양자장벽층과 양자우물층이 교대로 적층된 다중양자우물구조(multiple quantum well : MQW )로서　형성되어 소정의 밴드 갭을 가지며, 이와 같은 양자 우물에 의해 전자 및 정공이 재결합되어 발광한다.
상기 활성층(142)은 가시광(약 350㎚∼680㎚ 파장범위)을 발광하기 위한 층일 수 있으며, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(141, 143)과 동일하게 유기금속 기상증착법, 분자빔성장법 및 하이브리드 기상증착법 등으로 성장될 수 있다.
상기 활성층(142)의 하부에 n-초격자(superlattices)층을 더 형성하여, 상기 제1 도전형 반도체층(141)과 상기 활성층(142)과의 격자상수 차이를 완화시킬 수 있으며, 상기 활성층(142)의 상부에 전자장벽층(electron blocking layer : EBL)을 더 형성하여, 전자가 상기 활성층(142)에서 정공과 재결합하지 않고, 상기 제2 도전형 반도체층(143)으로 넘어오는 것을 방지하여, 발광 소자의 내부양자 효율을 더욱 향상시킬 수도 있다.
그 다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 발광구조물(140)의 상면에 지지 기판(160)을 부착한다. 상기 지지 기판(160)은 발광구조물(140)이 부착되는 기판으로, 다양한 종류의 기판을 사용할 수 있으며, 특정한 종류의 기판을 한정하는 것은 아니다.
그 다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 희생층(120)의 나노구조물이 노출되도록 상기 보호층(130)을 식각한다.
이때, 상기 보호층(130) 중 상기 성장용 기판(110)의 제1 영역(A1)과 접한 부분을 식각하여 상기 나노구조물을 갖는 희생층(120)의 측면을 노출시키되, 식각 용액은 HCl를 사용할 수 있다.
그 다음으로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 노출된 상기 희생층(120)의 측면을 통하여 습식 식각용액을 주입하여, 상기 성장용 기판(110)으로부터 상기 발광구조물(140)을 분리한다.
이때, 식각 용액은 상기 희생층(120)에 대한 식각 선택성을 갖으므로, 희생층(120)만을 선택적으로 식각할 수 있으며, 예를 들어, HCl 또는 HF를 이용할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 희생층(120)은 나노구조물을 갖으므로, 습식 식각용액이 나노구조물의 사이로 용이하게 침투할 수 있다. 또한, 나노구조물은 나노미터 단위의 크기의 미세구조로서, 습식 식각용액과 접촉하는 표면적이 크므로 식각 시간을 단축되는 장점이 있다.
그러므로, 상기 희생층(120)에 나노구조물이 형성되지 않은 경우에 비하여 식각액에 노출되는 시간이 단축되므로 반도체층의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
그 다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 식각되지 않은 상기 보호층(130)을 제거하면, 상기 지지 기판(160)상에 발광구조물(140)이 형성된 구조만 남게 된다.
이를 다이싱(dicing)하여 분리한 후, 제1 도전형 반도체층(141) 상의 일 영역에 n형 전극(170)을 형성하면, 반도체 발광 소자(100)가 완성된다.
상기 n형 전극(170)은 Ni, Au, Ag, Ti, Cr 및 Cu로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있으며, 화학기상증착법 및 전자빔 증발법과 같은 공지의 증착 방법 또는 스퍼터링 등의 공정에 의해 형성될 수 있다.
도 9는 이와 같은 제조방법에 의해 제조된 반도체 발광소자(100)의 단면도이다.
이와 같은 제조방법에 의해 제조되는 반도체 발광소자 (100)는, 화학적 습식 식각 공정을 이용하여 성장용 기판(110)을 분리하므로, 성장용 기판(110)과 발광구조물(140)의 열팽창 계수 차이를 이용한 레이저 리프트 오프(laser lift off: LLO) 방식에 비해, 상기 성장용 기판(110)과 상기 발광구조물(140)에 가해지는 열적, 물리적 충격이 현저하게 감소되므로 안정적인 발광소자를 제조할 수 있다. 또한, 상기 성장용 기판(110)의 손상이 방지되므로, 간단한 재생/세정 공정만으로 상기 성장용 기판(110)을 재생할 수 있는 장점이 있다.
100: 반도체 발광소자 110: 성장용 기판
120: 희생층 121: 나노구조물
130: 보호층 140: 발광구조물
141: 제1 도전형 반도체층 142: 활성층
143: 제2 도전형 반도체층 150: 버퍼층
160: 지지 기판 170: 전극

Claims (19)

  1. 성장용 기판 상에 복수의 나노구조물을 갖는 희생층을 형성하는 단계;
    상기 희생층의 상면과 측면을 덮되, 상기 복수의 나노구조물 사이에 빈 공간이 형성되도록 보호층을 형성하는 단계;
    상기 보호층 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 성장시켜 발광구조물을 형성하는 단계;
    상기 나노구조물이 노출되도록 상기 보호층의 적어도 일 측면을 식각하는 단계; 및
    상기 노출된 나노구조물을 식각하여 성장용 기판으로부터 상기 발광구조물을 분리하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성장용 기판은 상기 성장용 기판의 주위에 인접하는 제1 영역과 상기 제1 영역을 제외한 나머지 영역으로 정의되는 제2 영역으로 구분되는 상면을 가지며,
    상기 희생층을 형성하는 단계는 상기 성장용 기판의 제2 영역에 한하여 복수의 나노구조물을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 제2 영역을 둘러싸도록 상기 성장용 기판의 주위를 따라 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 단계는 상기 성장용 기판의 제2 영역까지 연장되도록 상기 보호층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 나노구조물은 복수의 나노로드(nano-rod)를 상기 성장용 기판 상에 성장시키는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 나노로드는, 상기 나노로드의 높이와 상기 나노로드 사이의 간격의 비가 50:1 ~ 100:1인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 질화금속계 화합물로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보호층은 AlN, CrN 또는 상기 AlN과 CrN이 교대로 적층된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 나노구조물이 노출되도록 상기 보호층을 식각하는 단계는,
    상기 나노구조물의 측면이 노출되도록 상기 제1 영역에 위치한 보호층을 식각하는 단계인 것을 반도체 발광소자의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광구조물로부터 상기 성장용 기판을 분리하는 단계는, 화학적 습식 식각에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
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