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JP5376467B2 - Vertical structure gallium nitride based light emitting diode device and method for manufacturing the same - Google Patents

Vertical structure gallium nitride based light emitting diode device and method for manufacturing the same Download PDF

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JP5376467B2 JP2010232347A JP2010232347A JP5376467B2 JP 5376467 B2 JP5376467 B2 JP 5376467B2 JP 2010232347 A JP2010232347 A JP 2010232347A JP 2010232347 A JP2010232347 A JP 2010232347A JP 5376467 B2 JP5376467 B2 JP 5376467B2
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Abstract

A vertical gallium nitride-based light emitting diode and a manufacturing method thereof are provided to prevent junction leakage and a short circuit by preventing atoms composing a metal seed layer from penetrating into an active layer. A light emission structure(120) comprising an n-type GaN-based semiconductor layer(121), an active layer, and a p-type GaN-based semiconductor layer(123) is formed on a substrate, and then is etched to divide the light emission structure into units of LED(100). A p-electrode(150) is formed on each of the divided light emission structures, and a non-conductive material is filled between the divided light emission structures. A metal seed layer(160) is formed on the structure, and a first plated layer(170a) is formed on the metal seed layer excluding a region between the light emission structures. A second plated layer(170b) is formed on the metal seed layer between the first plated layers. The substrate is separated from the light emission structures, and then the non-conductive material is removed between the light emission structures exposed by separating the substrate. An n-electrode(180) is formed on the n-type GaN-based semiconductor layer, and then portions of the metal seed layer and the second plated layer are removed between the light emission structures.

Description

本発明は、垂直構造(垂直電極型)窒化ガリウム系(GaN)発光ダイオ−ド(Light Emitting Diode;以下、LEDとする)素子の製造方法に関し、さらに詳細には、素子の信頼性を向上させることができる垂直構造窒化ガリウム系LED素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a vertical structure (vertical electrode type) gallium nitride-based (GaN) light emitting diode (hereinafter referred to as LED) element, and more specifically, to improve the reliability of the element. The present invention relates to a vertical structure gallium nitride LED device and a method for manufacturing the same.

一般に、窒化ガリウム系LED素子はサファイア基板上に成長するが、このようなサファイア基板は堅固で電気的に不導体であり熱伝導特性がよくないから、窒化ガリウム系LED素子の大きさを減らして製造原価を低減するか、又は光出力及びチップの特性を改善させるのに限界がある。特に、LED素子の高出力化のためには、大電流の印加が必須であるため、LED素子の熱放出問題を解決することが極めて重要である。   In general, gallium nitride LED elements are grown on a sapphire substrate. Since such sapphire substrates are solid and electrically non-conductive and have poor heat conduction characteristics, the size of the gallium nitride LED element can be reduced. There are limits to reducing manufacturing costs or improving light output and chip characteristics. In particular, since it is essential to apply a large current in order to increase the output of the LED element, it is extremely important to solve the heat release problem of the LED element.

このような問題を解決するための手段として、従来では、レーザーリフトオフ(Laser Lift−Off:以下、「LLO」とする)技術によりサファイア基板を除去した垂直構造窒化ガリウム系LED素子が提案された。   Conventionally, as a means for solving such a problem, a vertically structured gallium nitride LED element in which the sapphire substrate is removed by a laser lift-off (hereinafter referred to as “LLO”) technique has been proposed.

以下、図1A〜図1F及び図2を参照して、従来の垂直構造窒化ガリウム系LED素子の問題点について詳細に説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 1A to FIG. 1F and FIG. 2, problems of the conventional vertical structure gallium nitride LED device will be described in detail.

図1A〜図1Fは、従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。   1A to 1F are process cross-sectional views sequentially illustrating a method for manufacturing a vertical structure gallium nitride LED device according to the prior art.

まず、図1Aに示すように、サファイア基板110上に窒化ガリウム系半導体層からなる発光構造物120を形成する。このとき、前記発光構造物120は、n型窒化ガリウム系半導体層121、多重井戸構造のGaN/InGaN活性層122及びp型窒化ガリウム系半導体層123が順次積層された構造を有する。   First, as shown in FIG. 1A, a light emitting structure 120 made of a gallium nitride based semiconductor layer is formed on a sapphire substrate 110. At this time, the light emitting structure 120 has a structure in which an n-type gallium nitride based semiconductor layer 121, a GaN / InGaN active layer 122 having a multi-well structure, and a p-type gallium nitride based semiconductor layer 123 are sequentially stacked.

次に、図1Bに示すように、前記p型窒化ガリウム系半導体層123上に複数のp型電極150を形成する。このとき、前記p型電極150は、電極と反射膜の機能を果たす。   Next, as shown in FIG. 1B, a plurality of p-type electrodes 150 are formed on the p-type gallium nitride based semiconductor layer 123. At this time, the p-type electrode 150 functions as an electrode and a reflective film.

次に、図1Cに示すように、前記発光構造物120を反応性イオンエッチング(RIE)工程などにより単位LED素子の大きさに分離する。   Next, as shown in FIG. 1C, the light emitting structure 120 is separated into unit LED elements by a reactive ion etching (RIE) process or the like.

次に、図1Dに示すように、前記結果の全体構造物上に前記p型電極150を露出させるように保護膜140を形成する。その後、前記保護膜140及びp型電極150上に金属シ−ド層160を形成してから、前記金属シ−ド層160を利用して電解メッキ又は無電解メッキを施して、メッキ層からなる構造支持層170を形成する。前記構造支持層170は、最終的なLED素子の支持層及び電極としての機能を果たす。このとき、前記構造支持層170は、各発光構造物120の間の領域にも形成され、この領域には、比較的厚い厚さの構造支持層170が形成される。   Next, as shown in FIG. 1D, a protective film 140 is formed on the resulting entire structure so as to expose the p-type electrode 150. After that, a metal seed layer 160 is formed on the protective film 140 and the p-type electrode 150, and then an electrolytic plating or an electroless plating is performed using the metal seed layer 160, thereby forming a plating layer. A structural support layer 170 is formed. The structural support layer 170 functions as a support layer and an electrode of the final LED element. At this time, the structure support layer 170 is also formed in a region between the light emitting structures 120, and the structure support layer 170 having a relatively thick thickness is formed in this region.

その後、図1Eに示すように、LLO工程により前記サファイア基板110を前記発光構造物120から分離する。   Thereafter, as shown in FIG. 1E, the sapphire substrate 110 is separated from the light emitting structure 120 by an LLO process.

その後、図1Fに示すように、前記サファイア基板110から分離されて露出した前記n型窒化ガリウム系半導体層121上にn型電極180をそれぞれ形成した後、前記構造支持層170をダイシング(dicing)又はレーザースクライブ(laser scribing)工程により単位LED素子の大きさに分離して、複数の窒化ガリウム系LED素子100を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 1F, an n-type electrode 180 is formed on each of the n-type gallium nitride based semiconductor layers 121 separated and exposed from the sapphire substrate 110, and then the structure support layer 170 is diced. Alternatively, the plurality of gallium nitride-based LED elements 100 are formed by being separated into unit LED element sizes by a laser scribing process.

しかしながら、比較的厚い厚みを有する前記構造支持層170のダイシング又はレーザースクライブ工程を行う過程で、前記発光構造物120は壊れるか又は損傷し得る。   However, in the process of performing the dicing or laser scribing process of the structural support layer 170 having a relatively thick thickness, the light emitting structure 120 may be broken or damaged.

そして、前記構造支持層170の形成時に、前記発光構造物120と、各発光構造物120の間に形成された前記構造支持層170との熱膨張係数の差により、前記構造支持層170を含む全体構造物の曲がり現象が発生することにより、後続工程を行うのが容易ではない。   When the structure support layer 170 is formed, the structure support layer 170 is included due to a difference in thermal expansion coefficient between the light emitting structure 120 and the structure support layer 170 formed between the light emitting structures 120. Since the bending phenomenon of the entire structure occurs, it is not easy to perform the subsequent process.

また、前記金属シ−ド層160を構成する原子が活性層122に浸透することによって、ジャンクションリーケージ(junction leakage)及びショット(short)現象などが発生するという問題があった。   In addition, when the atoms constituting the metal seed layer 160 permeate the active layer 122, there is a problem that a junction leakage and a shot phenomenon occur.

上述のように、従来の技術によって垂直構造窒化ガリウム系LED素子を製造すると、前記問題点によって垂直構造窒化ガリウム系LED素子の信頼性が低くなるという問題があった。   As described above, when the vertical structure gallium nitride LED device is manufactured by the conventional technique, there is a problem that the reliability of the vertical structure gallium nitride LED device is lowered due to the above-described problems.

一方、従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子は、図2に示すように製造され得る。   Meanwhile, a vertical gallium nitride LED device according to the related art may be manufactured as shown in FIG.

図2は、従来の技術によって製造されたさらなる他の垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of still another vertical structure gallium nitride based LED device manufactured according to the prior art.

図2に示すように、従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子200の最下部には、LED素子の支持機能を果たす構造支持層270が形成されている。前記構造支持層270は、Si基板、GaAs基板、又は金属層などで形成できる。   As shown in FIG. 2, a structure support layer 270 that functions to support the LED element is formed at the bottom of the vertical structure gallium nitride LED element 200 according to the prior art. The structural support layer 270 may be formed of a Si substrate, a GaAs substrate, a metal layer, or the like.

前記構造支持層270上には、接合層260及び反射電極250が順に形成されている。ここで、前記反射電極250は、電極及び反射膜の機能を同時に行うよう反射率の高い金属からなることが好ましい。   A bonding layer 260 and a reflective electrode 250 are sequentially formed on the structural support layer 270. Here, the reflective electrode 250 is preferably made of a metal having high reflectivity so as to simultaneously perform the functions of the electrode and the reflective film.

前記反射電極250上には、p型窒化ガリウム系半導体層240、多重量子井戸(Multi Quantum Well)型構造のGaN/InGaN活性層230及びn型窒化ガリウム系半導体層220が順に形成されている。   On the reflective electrode 250, a p-type gallium nitride semiconductor layer 240, a GaN / InGaN active layer 230 having a multiple quantum well structure, and an n-type gallium nitride semiconductor layer 220 are sequentially formed.

前記n型窒化ガリウム系半導体層220上には、n型電極210が形成されている。ここで、前記n型窒化ガリウム系半導体層220とn型電極210との間には、電流拡散現象を向上させるための透明電極(図示せず)などをさらに形成してもよい。   An n-type electrode 210 is formed on the n-type gallium nitride based semiconductor layer 220. Here, a transparent electrode (not shown) for improving a current diffusion phenomenon may be further formed between the n-type gallium nitride based semiconductor layer 220 and the n-type electrode 210.

このような従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子200では、活性層230から生成される光が反射電極250により反射されて最大限外部に放出され得るように、前記p型窒化ガリウム系半導体層240の全面にわたって反射電極250を形成しているが、このように前記反射電極250をp型窒化ガリウム系半導体層240の全面にわたって形成する場合、素子の動作時に分極現象がおきることによって圧電効果が発生し、これによって素子の信頼性が低下するという問題が発生する。   In the vertical structure gallium nitride LED device 200 according to the related art, the p-type gallium nitride system is used so that the light generated from the active layer 230 can be reflected by the reflective electrode 250 and emitted to the outside as much as possible. Although the reflective electrode 250 is formed over the entire surface of the semiconductor layer 240, when the reflective electrode 250 is formed over the entire surface of the p-type gallium nitride based semiconductor layer 240 in this way, a polarization phenomenon occurs during the operation of the element, thereby causing piezoelectricity. An effect occurs, and this causes a problem that the reliability of the element is lowered.

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、素子を分離するためのダイシング又はスクライブ工程を容易にし、構造支持層を含む全体構造物の曲がり現象及びショット現象などを防止して、素子の信頼性を向上させることができる垂直構造窒化ガリウム系LED素子及びその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to facilitate a dicing or scribing process for separating elements, and to prevent a bending phenomenon and a shot phenomenon of an entire structure including a structural support layer. An object of the present invention is to provide a vertical structure gallium nitride-based LED element that can be prevented and improve the reliability of the element, and a manufacturing method thereof.

また、本発明の他の目的は、p型窒化ガリウム系半導体層に形成される反射電極による圧電効果を減少させることによって、素子の信頼性を向上させることができる垂直構造窒化ガリウム系LED素子及びその製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a vertically-structured gallium nitride LED element capable of improving the reliability of the element by reducing the piezoelectric effect due to the reflective electrode formed in the p-type gallium nitride semiconductor layer, and It is in providing the manufacturing method.

上記の目的を達成すべく、本発明に係る垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子は、n型電極と、n型電極の下面に形成された発光構造物と、発光構造物の外郭面に形成された保護膜と、保護膜が形成された発光構造物の下面に形成されたp型電極と、発光構造物の下部に形成され、発光構造物及びp型電極と接触する金属シ−ド層と、金属シ−ド層の下部に形成された導電性基板と、を含み、
導電性基板は第1メッキ層及び第1メッキ層の下部面及び側面を取り囲む第2メキ層から成り、金属シード層及び第2メッキ層の少なくとも一側面はダイシングされた面を含むことを特徴とする。
To achieve the above object, the vertical GaN-based light emitting diode according to the present invention - de element includes an n-type electrode, and a light emitting structure formed on the lower surface of the n-type electrode, the outer surface of the light emission structure a protective film formed on a p-type electrode formed on the lower surface of the light emitting structure coercive Mamorumaku is formed, is formed in the lower portion of the light emission structure, the metal in contact with the light emitting structure and a p-type electrode sheet - see including a conductive substrate formed at the bottom of the de-layer, a - and de layer, gold Shokushi
The conductive substrate includes a first plating layer and a second plating layer surrounding a lower surface and a side surface of the first plating layer, and at least one side surface of the metal seed layer and the second plating layer includes a diced surface. To do.

また、前記本発明の垂直構造窒化ガリウム系LED素子において、前記発光構造物は、n型窒化ガリウム系半導体層、活性層、p型窒化ガリウム系半導体層を含むことが好ましい。   In the vertical gallium nitride LED device of the present invention, the light emitting structure preferably includes an n-type gallium nitride semiconductor layer, an active layer, and a p-type gallium nitride semiconductor layer.

また、前記本発明の垂直構造窒化ガリウム系LED素子において、前記n型窒化ガリウム系半導体層の上面は、凹凸形態からなり、前記発光構造物の下面は、その中央部に電流阻止層をさらに含むことが好ましい。   In the vertical structure gallium nitride based LED device of the present invention, the upper surface of the n-type gallium nitride based semiconductor layer has an uneven shape, and the lower surface of the light emitting structure further includes a current blocking layer at the center thereof. It is preferable.

また、前記本発明の垂直構造窒化ガリウム系LED素子において、前記導電性基板は、第1メッキ層及び第2メッキ層で構成されたことが好ましく、さらに詳細に、前記第1メッキ層は、Ni及びAuが順次積層された2層構造に形成され、前記第2メッキ層は、Au、Ni及びAuが順次積層された3層構造に形成されていることが好ましい。   In the vertical structure gallium nitride LED element of the present invention, the conductive substrate is preferably composed of a first plating layer and a second plating layer. In more detail, the first plating layer is made of Ni. It is preferable that the second plating layer is formed in a three-layer structure in which Au, Ni, and Au are sequentially stacked.

上記の目的を達成すべく、本発明に係る他の垂直構造窒化ガリウム系LED素子は、導電性基板と、導電性基板の上部に形成された金属シ−ド層と、金属シ−ド層の中央部に形成された電流阻止層と、金属シ−ド層上の電流阻止層の両側に形成された第1電極と、第1電極上に形成された発光構造物の外郭面に形成された保護膜と、発光構造物上に形成された第2電極とを含み、導電性基板は第1メッキ層及び第1メッキ層の下部面及び側面を取り囲む第2メッキ層から成り、金属シード層及び第2メッキ層の少なくとも一側面はダイシングされた面を含むことを特徴とする。
To achieve the above object, another vertical GaN-based LED according to the present invention includes a conductive substrate, a metal is formed on top of the conductive substrate sheet - and the de layer, a gold Shokushi - de a current blocking layer formed in the central portion of the layer, the gold Shokushi - a first electrode formed on either side of the current blocking layer on the de layer, the outer surface of the light emitting structure formed on the first electrode a protective film formed, seen including a second electrode formed on the light emitting structure, the conductive substrate is made of the second plating layer surrounding the bottom and side surfaces of the first plating layer and the first plating layer, At least one side surface of the metal seed layer and the second plating layer includes a diced surface.

このときにも、前記発光構造物は、p型窒化ガリウム系半導体層、活性層、n型窒化ガリウム系半導体層を含んで構成され、前記n型窒化ガリウム系半導体層の上面は、凹凸形態からなり得る。そして、前記第1電極はp型電極であり、前記第2電極はn型電極であり得る。   Also at this time, the light emitting structure includes a p-type gallium nitride based semiconductor layer, an active layer, and an n-type gallium nitride based semiconductor layer, and the upper surface of the n-type gallium nitride based semiconductor layer has an uneven shape. Can be. The first electrode may be a p-type electrode, and the second electrode may be an n-type electrode.

また、前記導電性基板は、第1メッキ層及び第2メッキ層で構成されており、前記第1メッキ層は、Ni及びAuが順次積層された2層構造に形成され、前記第2メッキ層は、Au、Ni及びAuが順次積層された3層構造に形成されている。   The conductive substrate includes a first plating layer and a second plating layer, and the first plating layer is formed in a two-layer structure in which Ni and Au are sequentially stacked, and the second plating layer Is formed in a three-layer structure in which Au, Ni, and Au are sequentially laminated.

そして、上記の目的を達成すべく、本発明に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法は、基板上にn型窒化ガリウム系半導体層と活性層とp型窒化ガリウム系半導体層とが順次積層されている発光構造物を形成するステップと、発光構造物をエッチングして、単位LED素子の大きさに分離するステップと、分離された発光構造物上にp型電極を形成するステップと、分離された各発光構造物の間に非導電性物質を充填するステップと、の結果の構造物上に金属シ−ド層を形成するステップと、各発光構造物の間の領域を除いた金属シ−ド層上に第1メッキ層を形成するステップと、第1メッキ層及び各第1メッキ層の間の金属シ−ド層の表面に第2メッキ層を形成するステップと、基を発光構造物から分離するステップと、基板が分離されて露出した各発光構造物の間の非導電性物質を除去するステップと、n型窒化ガリウム系半導体層上にn型電極を形成するステップと、各発光構造物の間の金属シ−ド層及び第2メッキ層部分をダイシングにより去してLED素子を最終的に分離するステップと、を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the vertical structure gallium nitride LED device manufacturing method according to the present invention includes an n-type gallium nitride semiconductor layer, an active layer, and a p-type gallium nitride semiconductor layer sequentially on a substrate. forming a light emitting structure is laminated, by etching the light emission structure, and separating the size of the unit LED elements, forming a p-type electrode to a separatory isolated light emitting structure on When the steps of filling the non-conductive material between the light emitting structure is released minute metal sheet on the structure of the results of that - forming a de layer, the area between the respective light emitting structure excluding gold Shokushi - forming a first plating layer on the de layer, a gold Shokushi between the first plating layer及beauty the first plating layer - forming a second plating layer on the surface of the de-layer the method comprising the steps of separating the board from the light emission structure, Removing the non-conductive material between each light emitting structure in which the plate is exposed is separated, forming an n-type electrode on the n-type gallium nitride based semiconductor layer, between the light emitting structure gold Shokushi - to the steps that ultimately separate the LED element and the second plated layer portions de layer及beauty and removed by the dicing, comprising a.

また、本発明に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法において、前記非導電性物質は、フォトレジストであることが好ましい。   In the method for manufacturing a vertical structure gallium nitride LED device according to the present invention, the non-conductive substance is preferably a photoresist.

また、上記の本発明に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法において、前記p型電極を形成するステップの前に、前記分離された各発光構造物を含む基板の上部表面に沿って絶縁層を形成するステップと、前記絶縁層を選択的にエッチングして、前記発光構造物の上面中央部に電流阻止層を形成すると同時に、前記発光構造物の両側面に保護膜を形成するステップと、をさらに含むことが好ましい。   In the method for manufacturing a vertical structure gallium nitride LED device according to the present invention, insulation is performed along the upper surface of the substrate including each of the separated light emitting structures before the step of forming the p-type electrode. Forming a layer; and selectively etching the insulating layer to form a current blocking layer at the center of the upper surface of the light emitting structure, and simultaneously forming a protective film on both side surfaces of the light emitting structure; It is preferable to further include.

また、上記の本発明の垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法において、前記発光構造物を形成するステップの後に、ラップ(lapping)及び研磨(polishing)工程により前記基板の下部を所定の厚さだけ除去するステップをさらに含むことが好ましい。   In the method for manufacturing the vertical structure gallium nitride LED device of the present invention, after the step of forming the light emitting structure, a lower part of the substrate is formed to a predetermined thickness by a lapping and polishing process. Preferably, the method further includes a step of removing only.

また、上記の本発明に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法において、前記各発光構造物の間の領域を除いた金属シ−ド層上に第1メッキ層を形成するステップは、前記各発光構造物の間の金属シ−ド層上にフォトレジストを形成するステップと、前記各フォトレジストの間の金属シ−ド層上に第1メッキ層を形成するステップと、前記フォトレジストを除去するステップと、を含むことが好ましい。   In the method for manufacturing a vertical gallium nitride LED device according to the present invention, the step of forming the first plating layer on the metal seed layer excluding the region between the light emitting structures may include the step of Forming a photoresist on the metal seed layer between the light emitting structures; forming a first plating layer on the metal seed layer between the photoresist; and And removing.

また、上記の本発明に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法において、前記n型窒化ガリウム系半導体層上にn型電極を形成するステップの前に、前記n型窒化ガリウム系半導体層の表面に表面凹凸を形成するステップと、前記n型電極が形成される前記n型窒化ガリウム系半導体層部分を所定の厚さだけ除去してコンタクト孔を形成するステップと、をさらに含むことが好ましい。   In the method for manufacturing a vertical gallium nitride based LED device according to the present invention, the n-type gallium nitride based semiconductor layer is formed before the step of forming an n-type electrode on the n-type gallium nitride based semiconductor layer. Preferably, the method further includes forming a surface unevenness on the surface and forming a contact hole by removing the n-type gallium nitride based semiconductor layer portion where the n-type electrode is formed by a predetermined thickness. .

また、上記の本発明に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法において、前記第1メッキ層は、Ni及びAuが順次積層された2層構造に形成することが好ましい。   In the method for manufacturing a vertical gallium nitride LED element according to the present invention, the first plating layer is preferably formed in a two-layer structure in which Ni and Au are sequentially stacked.

また、上記の本発明に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法において、前記第2メッキ層は、Au、Ni及びAuが順次積層された3層構造に形成することが好ましい。   In the method for manufacturing a vertical gallium nitride LED element according to the present invention, the second plating layer is preferably formed in a three-layer structure in which Au, Ni, and Au are sequentially stacked.

本発明は、発光構造物を単位LED素子の大きさに分離した後、前記分離された各発光構造物の間にフォトレジストを充填させることによって、金属シ−ド層を構成する原子が活性層に浸透するのを遮断して、ジャンクションリーケージ及びショット現象などを防止することができ、加えて構造支持層を含む全体構造物の曲がり現象を防止して、後続工程の進行を容易にすることができる。   In the present invention, after the light emitting structure is separated into unit LED elements, a photoresist is filled between the separated light emitting structures so that atoms constituting the metal seed layer are active layers. Can prevent the junction leakage and shot phenomenon, etc., and also prevents the bending phenomenon of the entire structure including the structure support layer and facilitates the subsequent process. it can.

また、本発明は、LED素子の最終的な分離が、既存の構造支持層に比べてはるかに薄い厚さを有する金属シ−ド層及び第2メッキ層のダイシング工程などにより行われるので、前記ダイシング工程時に発光構造物が壊れること又は損傷することを防げる等、素子分離工程を容易に行うことができる。   In the present invention, the final separation of the LED elements is performed by a dicing process of the metal seed layer and the second plating layer having a much thinner thickness than the existing structural support layer. The element isolation process can be easily performed, such as preventing the light emitting structure from being broken or damaged during the dicing process.

また、本発明は、前記p型窒化ガリウム系半導体層の下部に複数の反射電極を互いに所定間隔離隔させて形成することによって、既存にp型窒化ガリウム系半導体層の全面にわたって反射電極を形成することに比べて、素子の動作時に前記反射電極により発生する分極現象を局部化させて、圧電効果を減少させることができる。   According to the present invention, a plurality of reflective electrodes are formed below the p-type gallium nitride semiconductor layer and spaced apart from each other by a predetermined distance, thereby forming a reflective electrode over the entire surface of the p-type gallium nitride semiconductor layer. In comparison, the piezoelectric effect can be reduced by localizing the polarization phenomenon generated by the reflective electrode during the operation of the element.

したがって、本発明は垂直構造窒化ガリウム系LED素子の特性及び信頼性を向上させることができる。   Therefore, the present invention can improve the characteristics and reliability of the vertically structured gallium nitride LED device.

以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施の形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the embodiments.

図面において、複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分に対しては、同一の図面符号を付してある。   In the drawings, in order to clearly express a plurality of layers and regions, the thickness is shown enlarged. Similar parts are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

以下、本発明の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法について図面を参考にして詳細に説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a vertical structure gallium nitride LED device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1の実施の形態   First embodiment

まず、図3及び図4A〜図4Mを参照して、本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子及びその製造方法について詳細に説明する。   First, with reference to FIG. 3 and FIGS. 4A to 4M, a vertical structure gallium nitride LED device and a manufacturing method thereof according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.

図3は、本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図であり、図4A〜図4Mは、本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the vertical structure gallium nitride LED device according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 4A to 4M are vertical diagrams according to the first embodiment of the present invention. It is process sectional drawing shown in order in order to demonstrate the manufacturing method of a structure gallium nitride type LED element.

まず、図4Aに示すように、基板310上に窒化ガリウム系半導体層からなる発光構造物320を形成する。このとき、前記発光構造物320は、n型窒化ガリウム系半導体層321、多重井戸構造のGaN/InGaN活性層322及びp型窒化ガリウム系半導体層323が順次積層されている構造を有する。   First, as shown in FIG. 4A, a light emitting structure 320 made of a gallium nitride based semiconductor layer is formed on a substrate 310. At this time, the light emitting structure 320 has a structure in which an n-type gallium nitride based semiconductor layer 321, a multi-well structure GaN / InGaN active layer 322 and a p-type gallium nitride based semiconductor layer 323 are sequentially stacked.

ここで、前記基板310は、好ましく、サファイアを含む透明な材料を利用して形成し、サファイアの他に、ジンクオキサイド(zinc oxide、ZnO)、ガリウムナイトライド(gallium nitride、GaN)、シリコンカーバイド(silicon carbide、SiC)及びアルミニウムナイトライド(aluminum nitride、AlN)などで形成できる。   Here, the substrate 310 is preferably formed using a transparent material including sapphire, and besides sapphire, zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), silicon carbide ( Silicon carbide (SiC) and aluminum nitride (AlN) can be used.

また、前記n型及びp型窒化ガリウム系半導体層321、323及び活性層322は、AlxInyGa(1-x-y)N(ここで、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1である)組成式を有する窒化ガリウム系半導体物質であってもよく、MOCVD及びMBE工程のような公知の窒化物蒸着工程により形成されることができる。 The n-type and p-type gallium nitride based semiconductor layers 321 and 323 and the active layer 322 are made of Al x In y Ga (1-xy) N (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 It may be a gallium nitride based semiconductor material having a composition formula (≦ x + y ≦ 1) and may be formed by a known nitride deposition process such as MOCVD and MBE processes.

一方、前記活性層322は、1つの量子井戸層又はダブルヘテロ構造で形成されることができる。また、前記活性層322は、これを構成しているインジウム(In)の量でダイオ−ドが緑色発光素子なのか青色発光素子なのかを決定する。さらに詳細には、青色光を有する発光素子に対しては、約22%範囲のインジウムが用いられ、緑色光を有する発光素子に対しては、約40%範囲のインジウムが用いられる。すなわち、前記活性層322を形成するのに用いられるインジウムの量は、必要とする青色又は緑色波長に応じて変わる。   Meanwhile, the active layer 322 may be formed of a single quantum well layer or a double heterostructure. The active layer 322 determines whether the diode is a green light emitting element or a blue light emitting element based on the amount of indium (In) constituting the active layer 322. More specifically, for a light emitting device having blue light, about 22% indium is used, and for a light emitting device having green light, about 40% range indium is used. That is, the amount of indium used to form the active layer 322 varies depending on the required blue or green wavelength.

したがって、前記活性層322は、上述のように、窒化ガリウム系LED素子の特性及び信頼性に極めて大きな影響を及ぼすから、全般的な窒化ガリウム系LED素子製造工程において、導電物の浸透などのような不良から安全に保護されていなければならない。   Therefore, as described above, the active layer 322 has a great influence on the characteristics and reliability of the gallium nitride LED device. It must be safely protected from any defects.

次に、図4Bに示すように、ラップ(lapping)及び研磨(polishing)工程により、前記基板310の下部を所定の厚さだけ除去する。前記ラップ及び研磨工程は、後続的に行われるサファイア基板のLLO工程を容易に行うためのものであって、これは省略できる。   Next, as shown in FIG. 4B, a lower portion of the substrate 310 is removed by a predetermined thickness by a lapping and polishing process. The lapping and polishing process is for easily performing a subsequent LLO process of the sapphire substrate, and can be omitted.

その後、図4Cに示すように、前記発光構造物320をエッチングして、単位LED素子の大きさに分離する。このように発光構造物320を予めエッチングして互いに分離することによって、後続のLLO工程の際、レーザーにより発光構造物320を構成する窒化ガリウム系半導体層が破損することを防止できる。   Thereafter, as shown in FIG. 4C, the light emitting structure 320 is etched to be separated into unit LED elements. As described above, by previously etching the light emitting structures 320 and separating them from each other, it is possible to prevent the gallium nitride based semiconductor layer constituting the light emitting structures 320 from being damaged by the laser in the subsequent LLO process.

その後、前記分離された各発光構造物320を含む基板310の上部表面に沿って絶縁層(図示せず)を形成した後、これを選択的にエッチングして、図4Dに示すように、前記発光構造物320の上面の中央部に電流阻止層(current blocking layer)330を形成すると同時に、前記発光構造物320の両側面に保護膜340を形成する。   Thereafter, an insulating layer (not shown) is formed along the upper surface of the substrate 310 including the separated light emitting structures 320, and then selectively etched, as shown in FIG. A current blocking layer 330 is formed at the center of the upper surface of the light emitting structure 320, and a protective layer 340 is formed on both side surfaces of the light emitting structure 320.

ここで、前記電流阻止層330は、後続的に形成されるn型電極380の下部に集中する電流をその以外の領域に拡散させて、電流の拡散効率を増加させ、これにより均一な発光を得ることができるようにするためのものである。   Here, the current blocking layer 330 diffuses the current concentrated in the lower part of the n-type electrode 380, which is subsequently formed, to other regions, thereby increasing the current diffusion efficiency, thereby achieving uniform light emission. It is to be able to obtain.

次に、図4Eに示すように、前記電流阻止層330が形成されていない前記発光構造物320上に、p型電極350を形成する。前記p型電極350は、電極と反射膜の機能を同時に行えるように、Ag系又はAl系などの物質を利用して形成することが好ましい。   Next, as shown in FIG. 4E, a p-type electrode 350 is formed on the light emitting structure 320 on which the current blocking layer 330 is not formed. The p-type electrode 350 is preferably formed using an Ag-based material or an Al-based material so that the functions of the electrode and the reflective film can be performed simultaneously.

前記p型電極350は上記のように電流阻止層330が形成されない部分に形成されていてもよいが、一方、図示していないが、前記発光構造物320上に前記電流阻止層330を覆うように形成されていてもよい。   The p-type electrode 350 may be formed in a portion where the current blocking layer 330 is not formed as described above. However, although not shown, the p-type electrode 350 covers the current blocking layer 330 on the light emitting structure 320. It may be formed.

その後、図4Fに示すように、前記分離された各発光構造物320の間に非導電性物質、例えば第1フォトレジストPR1を充填させる。   Thereafter, as shown in FIG. 4F, a non-conductive material, for example, a first photoresist PR1 is filled between the separated light emitting structures 320.

本発明の実施の形態において、前記第1フォトレジストPR1は、後続的に形成される金属シ−ド層360を構成する原子が活性層322に浸透することを遮断して、ジャンクションリーケージ及びショット現象などを防止する。   In the embodiment of the present invention, the first photoresist PR1 blocks the penetration of the atoms constituting the metal seed layer 360 formed subsequently into the active layer 322, thereby causing junction leakage and shot phenomenon. Prevent such as.

その後、図4Gに示すように、前記結果の構造物上に金属シ−ド層360を形成する。前記金属シ−ド層360は、後述する構造支持層370のメッキ工程時に結晶核として機能する。このような金属シ−ド層360は、スパッタリング(sputtering)法又は真空蒸着法などの方法で形成され得る。   Thereafter, as shown in FIG. 4G, a metal seed layer 360 is formed on the resulting structure. The metal seed layer 360 functions as a crystal nucleus during a plating process of the structure support layer 370 described later. The metal seed layer 360 may be formed by a method such as a sputtering method or a vacuum deposition method.

その後、図4Hに示すように、前記各発光構造物320の間の金属シ−ド層360上に第2フォトレジストPR2を形成した後、前記各第2フォトレジストPR2の間の金属シ−ド層360上に電気メッキを施して、第1メッキ層370aを形成する。このとき、前記第1メッキ層370aは、Ni及びAuが順次積層された2層構造で形成することが好ましい。このうち前記Auは、前記Niの表面酸化を防止し、後述する第2メッキ層370bとの密着力を向上させるものである。   4H, after forming a second photoresist PR2 on the metal seed layer 360 between the light emitting structures 320, the metal seed between the second photoresist PR2 is formed. Electroplating is performed on the layer 360 to form a first plating layer 370a. At this time, the first plating layer 370a is preferably formed in a two-layer structure in which Ni and Au are sequentially stacked. Among these, the Au prevents surface oxidation of the Ni and improves the adhesion with the second plating layer 370b described later.

次に、図4Iに示すように、前記第2フォトレジストPR2を除去した後、前記第1メッキ層370aと前記各第1メッキ層370a間の金属シ−ド層360の表面に第2メッキ層370bを形成して、前記第1メッキ層370a及び第2メッキ層370bで構成される構造支持層370を形成する。   Next, as shown in FIG. 4I, after the second photoresist PR2 is removed, a second plating layer is formed on the surface of the metal seed layer 360 between the first plating layer 370a and each of the first plating layers 370a. A structural support layer 370 including the first plating layer 370a and the second plating layer 370b is formed by forming 370b.

前記第2メッキ層370bは、Au、Ni及びAuが順次積層された3層構造で形成することが好ましい。前記第2メッキ層370bを構成するAuのうち、最下部のAuは、前記第1メッキ層370aとの密着力を向上させるためのものであり、最上部のAuは、Niの表面酸化を防止し、後続のパッケージング工程のうち、ダイボンディング(die bonding)工程での密着力を向上させるためのものである。   The second plating layer 370b is preferably formed in a three-layer structure in which Au, Ni, and Au are sequentially stacked. Of the Au constituting the second plating layer 370b, the lowermost Au is for improving the adhesion with the first plating layer 370a, and the uppermost Au prevents Ni surface oxidation. In the subsequent packaging process, the adhesion in the die bonding process is improved.

一方、従来では、各発光構造物320の間の領域にまで形成された構造支持層370と前記発光構造物320との熱膨張係数の差により、前記構造支持層370を含む全体構造物の曲がり現象が発生したが、本発明の実施の形態によれば、上記の通りに分離された各発光構造物320の間には構造支持層の代りに第1フォトレジストPR1が形成されていて、本発明による構造支持層370は、発光構造物320の上部にのみ一定の厚さに形成されているため、構造支持層370を含む全体構造物の曲がり現象を防止することが可能であり、後続工程進行の難しさを克服することができる。   On the other hand, in the related art, the bending of the entire structure including the structure support layer 370 due to the difference in thermal expansion coefficient between the structure support layer 370 formed up to the region between the light emitting structures 320 and the light emitting structure 320. However, according to the embodiment of the present invention, the first photoresist PR1 is formed between the light emitting structures 320 separated as described above instead of the structure support layer. Since the structural support layer 370 according to the present invention is formed to have a certain thickness only on the light emitting structure 320, it is possible to prevent a bending phenomenon of the entire structure including the structural support layer 370. You can overcome the difficulty of progress.

前記構造支持層370は、最終的なLED素子の支持層及び電極としての機能を果たす。また、前記構造支持層370は、熱伝導が優れた金属、例えばNi及びAuなどからなるため、LED素子から発生する熱を外部に容易に放出できる。したがって、LED素子に高電流が印加されても熱を效率的に放出できるので、高電流でもLED素子の特性が劣化する現象を防止できる。   The structural support layer 370 functions as a support layer and an electrode of the final LED element. In addition, since the structure support layer 370 is made of a metal having excellent heat conduction, such as Ni and Au, the heat generated from the LED element can be easily released to the outside. Accordingly, even when a high current is applied to the LED element, heat can be efficiently released, so that a phenomenon in which the characteristics of the LED element are deteriorated even at a high current can be prevented.

その後、図4Jに示すように、LLO工程により前記基板310を前記発光構造物320から分離する。   Thereafter, as shown in FIG. 4J, the substrate 310 is separated from the light emitting structure 320 by an LLO process.

次に、図4Kに示すように、前記基板310が分離されて露出した前記各発光構造物320の間の保護膜340部分と前記第1フォトレジストPR1とを除去した後、前記n型窒化ガリウム系半導体層321の表面に、光抽出効率を上げるために表面凹凸321aを形成する。   Next, as shown in FIG. 4K, after removing the protective film 340 between the light emitting structures 320 exposed by separating the substrate 310 and the first photoresist PR1, the n-type gallium nitride is removed. Surface irregularities 321a are formed on the surface of the semiconductor layer 321 in order to increase the light extraction efficiency.

その後、図4Lに示すように、n型電極380が形成される前記n型窒化ガリウム系半導体層321部分を所定の厚みだけ除去して、コンタクト孔hを形成した後、前記コンタクト孔h上にn型電極380を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 4L, the n-type gallium nitride based semiconductor layer 321 where the n-type electrode 380 is formed is removed by a predetermined thickness to form a contact hole h, and then over the contact hole h. An n-type electrode 380 is formed.

その後、図4Mに示すように、前記各発光構造物320の間の金属シ−ド層360及び第2メッキ層370b部分をダイシング工程により除去してLED素子単位の大きさに分離して、複数の窒化ガリウム系LED素子300を形成する。前記LED素子300の分離は、上記のダイシング工程の他に、レーザースクライブ又はウェットエッチング工程などにより行われることができる。   Thereafter, as shown in FIG. 4M, the metal seed layer 360 and the second plating layer 370b between the light emitting structures 320 are removed by a dicing process and separated into LED element units. The gallium nitride LED element 300 is formed. The LED element 300 may be separated by a laser scribe or wet etching process in addition to the above dicing process.

ここで、従来の技術に係るLED素子100の最終的な分離は、比較的厚い厚みを有する構造支持層170のダイシングにより行われていたが、本発明の実施の形態では、前記LED素子300の最終的な分離が、従来の構造支持層に比べてはるかに薄い厚みを有する金属シ−ド層360及び第2メッキ層370bのダイシングにより行われるため、前記ダイシング工程時に発光構造物320が壊れること又は損傷することを防止することができる。   Here, the final separation of the LED element 100 according to the prior art has been performed by dicing the structural support layer 170 having a relatively thick thickness. However, in the embodiment of the present invention, Since the final separation is performed by dicing the metal seed layer 360 and the second plating layer 370b having a much thinner thickness than the conventional structural support layer, the light emitting structure 320 is broken during the dicing process. Or damage can be prevented.

すなわち、上記のような工程により製作された本発明の垂直構造窒化ガリウム系LED素子は、図3に示すように、導電性基板370、前記導電性基板370の上面に形成された金属シ−ド層360、及び前記金属シ−ド層360上に形成された発光構造物320で構成されている。   That is, the vertical structure gallium nitride LED device of the present invention manufactured through the above-described process includes a conductive substrate 370 and a metal seed formed on the upper surface of the conductive substrate 370 as shown in FIG. The light emitting structure 320 is formed on the layer 360 and the metal seed layer 360.

前記導電性基板370は、第1メッキ層370aと第2メッキ層370bからなり、工程過程で上述したように、前記第1メッキ層370aは、Ni及びAuが順次積層された2層構造で形成され、前記第2メッキ層370bは、Au、Ni及びAuが順次積層された3層構造で形成されている。   The conductive substrate 370 includes a first plating layer 370a and a second plating layer 370b. As described above in the process, the first plating layer 370a has a two-layer structure in which Ni and Au are sequentially stacked. The second plating layer 370b is formed in a three-layer structure in which Au, Ni, and Au are sequentially stacked.

前記発光構造物320は、n型窒化ガリウム系半導体層321、活性層322、p型窒化ガリウム系半導体層323からなり、前記発光構造物320の外郭部には保護膜340が形成されている。   The light emitting structure 320 includes an n-type gallium nitride semiconductor layer 321, an active layer 322, and a p-type gallium nitride semiconductor layer 323, and a protective film 340 is formed on an outer portion of the light emitting structure 320.

また、前記p型窒化ガリウム系半導体層323の下面の中央部には、電流阻止層330が形成されている。そして、前記電流阻止層330の両側のp型窒化ガリウム系半導体層323上には、p型電極350が形成され、前記n型窒化物系半導体層321の上面には、n型電極380が形成されている。   A current blocking layer 330 is formed at the center of the lower surface of the p-type gallium nitride based semiconductor layer 323. A p-type electrode 350 is formed on the p-type gallium nitride semiconductor layer 323 on both sides of the current blocking layer 330, and an n-type electrode 380 is formed on the upper surface of the n-type nitride semiconductor layer 321. Has been.

そして、前記n型窒化物系半導体層321の上面は、光抽出効率を上げるための凹凸321aが形成されている。   The top surface of the n-type nitride semiconductor layer 321 is provided with irregularities 321a for increasing the light extraction efficiency.

第2の実施の形態   Second embodiment

<垂直構造窒化ガリウム系LED素子>   <Vertical structure gallium nitride LED element>

まず、図5〜図8を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子について詳細に説明する。   First, with reference to FIGS. 5-8, the vertical structure gallium nitride LED element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated in detail.

図5は、本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図であり、図6〜図8は、本発明に係る反射電極の形態を示す平面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a vertically structured gallium nitride LED device according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 8 are plan views showing the shapes of the reflective electrodes according to the present invention. It is.

図5に示すように、本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子400の最上部には、n型電極410が形成されている。   As shown in FIG. 5, an n-type electrode 410 is formed on the top of the vertical structure gallium nitride LED element 400 according to the second embodiment of the present invention.

前記n型電極410の下部には、n型窒化ガリウム系半導体層420が形成されており、さらに詳細に、前記n型窒化ガリウム系半導体層420は、n型不純物がドーピングされたGaN層又はGaN/AlGaN層で形成されることができる。   An n-type gallium nitride based semiconductor layer 420 is formed under the n-type electrode 410. In more detail, the n-type gallium nitride based semiconductor layer 420 is a GaN layer or GaN doped with an n-type impurity. / AlGaN layer.

ここで、電流拡散現象を向上させるために、前記n型電極410と前記n型窒化ガリウム系半導体層420との間に透明電極(図示せず)などがさらに形成れていてもよい。   Here, in order to improve the current diffusion phenomenon, a transparent electrode (not shown) or the like may be further formed between the n-type electrode 410 and the n-type gallium nitride based semiconductor layer 420.

前記n型窒化ガリウム系半導体層420の下部には、活性層430及びp型窒化ガリウム系半導体層440が下へ順次積層されて発光構造物をなす。このとき、前記発光構造物のうち、活性層430はInGaN/GaN層で構成された多重量子井戸型構造で形成されていてもよく、前記p型窒化ガリウム系半導体層440は、前記n型窒化ガリウム系半導体層420と同様に、p型不純物がドーピングされたGaN層又はGaN/AlGaN層で形成されていてもよい。   An active layer 430 and a p-type gallium nitride semiconductor layer 440 are sequentially stacked under the n-type gallium nitride semiconductor layer 420 to form a light emitting structure. At this time, in the light emitting structure, the active layer 430 may be formed of a multiple quantum well structure composed of an InGaN / GaN layer, and the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 is formed of the n-type nitride. Similar to the gallium semiconductor layer 420, it may be formed of a GaN layer or a GaN / AlGaN layer doped with a p-type impurity.

上記の発光構造物のp型窒化ガリウム系半導体層440の下部には、互いに所定間隔離隔した複数の反射電極450が形成されている。ここで、前述したような従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子(図2参照)では、p型窒化ガリウム系半導体層440の全面にわたって反射電極450が形成されたが、本実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子(図2、5参照)では、従来の技術に係るLED素子とは異なり、前記p型窒化ガリウム系半導体層440の下部に複数の反射電極450を互いに所定間隔離隔させて形成することによって、素子の動作時に前記反射電極450により発生する分極現象を局部化させて、圧電効果を減少させることができるという長所がある。   A plurality of reflective electrodes 450 are formed below the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 of the light emitting structure, spaced apart from each other by a predetermined distance. Here, in the vertical structure gallium nitride LED element (see FIG. 2) according to the conventional technique as described above, the reflective electrode 450 is formed over the entire surface of the p-type gallium nitride semiconductor layer 440. In the vertical structure gallium nitride LED element according to FIG. 2 (see FIGS. 2 and 5), unlike the LED element according to the prior art, a plurality of reflective electrodes 450 are arranged at predetermined intervals below the p-type gallium nitride semiconductor layer 440. By forming them apart from each other, there is an advantage that the piezoelectric effect can be localized by localizing the polarization phenomenon generated by the reflective electrode 450 during the operation of the element.

このとき、前記反射電極450は、Pd、Ni、Au、Ag、Cu、Pt、Co、Rh、Ir、Ru、Mo、W及びこれらのうち、少なくとも1つを含む合金で構成された群から選択された何れか1つの単層又は何れか2つ以上の多層構造を有することが好ましい。   At this time, the reflective electrode 450 is selected from the group consisting of Pd, Ni, Au, Ag, Cu, Pt, Co, Rh, Ir, Ru, Mo, W and an alloy including at least one of them. It is preferable to have any one single layer or any two or more multilayer structures.

そして、前記反射電極450は、図6に示すような円形の形態を有することも可能であり、又は、図7に示すような楕円形の形態を有することも可能であり、又は、図8に示すような正四角形の形態を有することも可能である。また、前記反射電極450の形態は、上記の形態にだけ限定されず、本発明の技術思想の範囲内で、例えば、正五角形及び正六角形などの正多角形と、非対称の多角形と、前記円形、楕円形、正多角形及び非対称の多角形の組み合わせなどを含んで多様に変形できる。   The reflective electrode 450 may have a circular shape as shown in FIG. 6, or may have an elliptical shape as shown in FIG. It is also possible to have a regular square shape as shown. Further, the form of the reflective electrode 450 is not limited to the above form, and within the scope of the technical idea of the present invention, for example, a regular polygon such as a regular pentagon and a regular hexagon, an asymmetric polygon, Various modifications including a combination of a circular shape, an elliptical shape, a regular polygon shape, and an asymmetric polygon shape can be made.

また、前記反射電極450は、0.5μm〜500μmの範囲の幅を有することが好ましい。これは、前記反射電極450の幅が0.5μmより小さい場合、反射電極450の大きさがあまりにも小さくなって、反射機能を果たすのに限界があり、500μmより大きい場合には、上述のような圧電効果の減少効果を十分に得がたいので、前記の範囲の幅を有するように形成されることが好ましい。   The reflective electrode 450 preferably has a width in the range of 0.5 μm to 500 μm. This is because, when the width of the reflective electrode 450 is smaller than 0.5 μm, the size of the reflective electrode 450 is too small, and there is a limit in performing the reflection function. Since it is difficult to obtain a sufficient reduction effect of the piezoelectric effect, it is preferable that the piezoelectric effect is formed so as to have a width in the above range.

前記反射電極450を含む前記p型窒化ガリウム系半導体層440の下部には、バリヤ(barrier)層455が形成されている。前記バリヤ層455は、前記反射電極450がp型窒化ガリウム系半導体層440とオーム接触(ohmic contact)を形成することとは反対に、ショットキー接触(schottky contact)特性を有するように形成されて、電流阻止層(current blocking layer)の機能をともに果たし得るように構成されることが好ましい。一方、前記反射電極450がAgなどからなる場合、前記バリヤ層455は、反射電極450を構成するAgなどが拡散されるのを防止する機能を果たすことができる。   A barrier layer 455 is formed under the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 including the reflective electrode 450. The barrier layer 455 is formed to have a Schottky contact characteristic, as opposed to the reflective electrode 450 forming an ohmic contact with the p-type GaN-based semiconductor layer 440. The current blocking layer is preferably configured to perform both functions of a current blocking layer. On the other hand, when the reflective electrode 450 is made of Ag or the like, the barrier layer 455 can function to prevent diffusion of Ag or the like constituting the reflective electrode 450.

このようなバリヤ層455は、Al、Ti、Zr、Hf、Ta、Cr、In、Sn、Pt、Au及びこれらのうち、少なくとも1つを含む合金で構成された群から選択された何れか1つの単層又は何れか2つ以上の多層構造を有する金属からなることができる。また、上記のような金属の代りに、ITO(Indium−Tin−Oxide)、IZO(Indium−Zinc−Oxide)、IO(Indium−oxide)、ZnO及びSnO2などのTCO(transparent conductive oxide、透明導電性酸化物)を適用することもできる。 The barrier layer 455 is any one selected from the group consisting of Al, Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, In, Sn, Pt, Au, and an alloy including at least one of them. It can be made of a single layer or a metal having any two or more multilayer structures. In addition, instead of the above metals, TCO (transparent conductive oxide) such as ITO (Indium-Tin-Oxide), IZO (Indium-Zinc-Oxide), IO (Indium-Oxide), ZnO and SnO 2 , transparent conductive Oxide) can also be applied.

前記バリヤ層455の下部には、接合層460が形成されている。   A bonding layer 460 is formed below the barrier layer 455.

前記接合層460の下部には、LED素子の支持層及び電極としての機能を果たす構造支持層470が形成されている。前記構造支持層470は、素子の熱的安定性を考慮して、Si基板、Ge基板、SiC基板、GaAs基板、又は金属層などで形成することが一般的である。   A structural support layer 470 that functions as a support layer and an electrode of the LED element is formed below the bonding layer 460. The structural support layer 470 is generally formed of a Si substrate, a Ge substrate, a SiC substrate, a GaAs substrate, a metal layer, or the like in consideration of the thermal stability of the element.

上述のように、本発明の第2の実施の形態によれば、前記p型窒化ガリウム系半導体層440の下部に複数の反射電極450を互いに所定間隔離隔させて形成することによって、素子の動作時に前記反射電極450により発生する分極現象を局部化させて、圧電効果を減少させることができ、これにより素子の信頼性を向上させることができる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, the operation of the device is performed by forming the plurality of reflective electrodes 450 spaced apart from each other by a predetermined distance below the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440. Sometimes, the polarization phenomenon generated by the reflective electrode 450 can be localized to reduce the piezoelectric effect, thereby improving the reliability of the element.

<垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法>   <Method for Manufacturing Vertical Structure Gallium Nitride LED Device>

すると、以下、本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法について、図9A〜図9Eを参照して詳細に説明する。   Then, the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride LED device according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 9A to 9E.

図9A〜図9Eは、本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。   9A to 9E are process cross-sectional views sequentially shown to explain a method for manufacturing a vertical structure gallium nitride-based LED element according to the second embodiment of the present invention.

図9Aに示すように、サファイア基板490上にn型窒化ガリウム系半導体層420、活性層430及びp型窒化ガリウム系半導体層440を順に成長させて発光構造物を形成する。前記n型窒化ガリウム系半導体層420は、上述のように、n型不純物がドーピングされたGaN層又はGaN/AlGaN層で形成されることができ、前記活性層430は、InGaN/GaN層で構成された多重量子井戸型構造に形成されることができ、前記p型窒化ガリウム系半導体層440は、前記n型窒化ガリウム系半導体層420と同様に、p型不純物がドーピングされたGaN層又はGaN/AlGaN層で形成されることができる。   As shown in FIG. 9A, an n-type gallium nitride based semiconductor layer 420, an active layer 430, and a p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 are sequentially grown on a sapphire substrate 490 to form a light emitting structure. As described above, the n-type gallium nitride semiconductor layer 420 may be formed of a GaN layer or a GaN / AlGaN layer doped with an n-type impurity, and the active layer 430 includes an InGaN / GaN layer. The p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 may be formed of a GaN layer or GaN doped with a p-type impurity, similar to the n-type gallium nitride based semiconductor layer 420. / AlGaN layer.

その後、前記発光構造物のp型窒化ガリウム系半導体層440上に、互いに所定間隔離隔した複数の反射電極450を形成する。前記反射電極450は、Pd、Ni、Au、Ag、Cu、Pt、Co、Rh、Ir、Ru、Mo、W及びこれらのうち、少なくとも1つを含む合金で構成された群から選択された何れか1つの単層又は何れか2つ以上の多層構造を有するように形成することが好ましい。そして、前記反射電極450は、正多角形、円形、非対称の多角形、楕円形及びこれらの組み合わせなどを含む多様な形態に形成でき、0.5μm〜500μmの範囲の幅を有するように形成することが好ましい。   Thereafter, a plurality of reflective electrodes 450 are formed on the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 of the light emitting structure and spaced apart from each other by a predetermined distance. The reflective electrode 450 may be any one selected from the group consisting of Pd, Ni, Au, Ag, Cu, Pt, Co, Rh, Ir, Ru, Mo, W and an alloy including at least one of them. It is preferable to form such a single layer or any two or more multilayer structures. The reflective electrode 450 may be formed in various forms including a regular polygon, a circle, an asymmetric polygon, an ellipse, and combinations thereof, and may have a width in the range of 0.5 μm to 500 μm. It is preferable.

ここで、本実施の形態では、前記p型窒化ガリウム系半導体層440上に複数の反射電極450を互いに所定間隔離隔させて形成することによって、素子の動作時に前記反射電極450により発生する分極現象を局部化させて、圧電効果を減少させることができる。   Here, in the present embodiment, a plurality of reflective electrodes 450 are formed on the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance, thereby causing a polarization phenomenon generated by the reflective electrode 450 during the operation of the element. Can be localized and the piezoelectric effect can be reduced.

図9Bに示すように、前記複数の反射電極450を含む前記p型窒化ガリウム系半導体層440上にバリヤ層455を形成する。前記バリヤ層455は、前記p型窒化ガリウム系半導体層440とショットキー接触特性を有するように形成されることが好ましく、このために、Al、Ti、Zr、Hf、Ta、Cr、In、Sn、Pt、Au及びこれらのうち、少なくとも1つを含む合金で構成された群から選択される何れか1つの単層又は何れか2つ以上の多層構造を有する金属で形成できる。また、このような金属の代りに、ITO(Indium−Tin−Oxide)、IZO(Indium−Zinc−Oxide)、IO(Indium−oxide)、ZnO及びSnO2などのTCO(transparent conductive oxide、透明導電性酸化物)を適用することもできる。 As shown in FIG. 9B, a barrier layer 455 is formed on the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 including the plurality of reflective electrodes 450. The barrier layer 455 is preferably formed to have Schottky contact characteristics with the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440. For this reason, Al, Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, In, Sn , Pt, Au, and a metal having any one single layer selected from the group consisting of an alloy containing at least one of these, or any two or more multilayer structures. Further, instead of such metals, TCO (transparent conductive oxide) such as ITO (Indium-Tin-Oxide), IZO (Indium-Zinc-Oxide), IO (Indium-Oxide), ZnO and SnO 2 , transparent conductivity Oxides) can also be applied.

図9Cに示すように、前記バリヤ層455上に接合層460及び構造支持層470を順に形成する。前記構造支持層470は、Si基板、Ge基板、SiC基板、GaAs基板、又は金属層などで形成することが一般的である。   As shown in FIG. 9C, a bonding layer 460 and a structure support layer 470 are sequentially formed on the barrier layer 455. The structure support layer 470 is generally formed of a Si substrate, a Ge substrate, a SiC substrate, a GaAs substrate, a metal layer, or the like.

図9Dに示すように、前記サファイア基板490をLLO工程により除去する。   As shown in FIG. 9D, the sapphire substrate 490 is removed by an LLO process.

図9Eに示すように、前記サファイア基板490が除去された前記n型窒化ガリウム系半導体層420上にn型電極410を形成する。ここで、電流拡散現象を向上させるために、前記n型電極410を形成する前に、前記n型窒化ガリウム系半導体層420上に透明電極(図示せず)などをさらに形成することもできる。   As shown in FIG. 9E, an n-type electrode 410 is formed on the n-type gallium nitride based semiconductor layer 420 from which the sapphire substrate 490 has been removed. Here, in order to improve the current diffusion phenomenon, a transparent electrode (not shown) may be further formed on the n-type gallium nitride based semiconductor layer 420 before the n-type electrode 410 is formed.

第3の実施の形態   Third embodiment

<垂直構造窒化ガリウム系LED素子>   <Vertical structure gallium nitride LED element>

すると、次に、図10〜図12を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。但し、第3の実施の形態の構成のうち、第2の実施の形態と同じ部分についての説明は省略し、第3の実施の形態で変わる構成についてのみ詳述する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, in the configuration of the third embodiment, the description of the same part as that of the second embodiment is omitted, and only the configuration that changes in the third embodiment will be described in detail.

図10〜図12は、本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図である。   FIGS. 10-12 is sectional drawing which shows the structure of the vertical structure gallium nitride type LED element based on the 3rd Embodiment of this invention.

図10〜図12に示すように、第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子は、第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子と大部分の構成が同じであり、但し、前記バリヤ層455が金属又はTCOからならず絶縁膜からなるものの、前記反射電極450の一部を露出させるように形成されているという点において第2の実施の形態と異なる。ここで、前記絶縁膜は、SiO2、Al23、TiO2、ZrO、HfO、SiN及びAlNなどのような酸化物系又は窒化物系物質などからなり得る。 As shown in FIGS. 10 to 12, the vertical structure gallium nitride LED element according to the third embodiment has the same configuration as the vertical structure gallium nitride LED element according to the second embodiment. However, it differs from the second embodiment in that the barrier layer 455 is made of an insulating film instead of metal or TCO, but is formed so as to expose a part of the reflective electrode 450. Here, the insulating film, SiO 2, Al 2 O 3 , TiO 2, ZrO, HfO, may consist such oxide-based or nitride-based material such as SiN and AlN.

このとき、前記のような絶縁膜からなるバリヤ層455は、図10に示すように、反射電極450の下面の一部を除いた残りの反射電極450とp型窒化ガリウム系半導体層440の表面に沿って形成されることもでき、図11に示すように、複数の反射電極450の間の空間を充填しながら、反射電極450の下面の一部を露出させるように形成されることもでき、図12に示すように、反射電極450の下面全体と側面の一部を露出させるように、前記複数の反射電極450の間のp型窒化ガリウム系半導体層440の下面に前記反射電極450より薄い厚さに形成されることも可能である。   At this time, as shown in FIG. 10, the barrier layer 455 made of the insulating film as described above includes the remaining reflective electrode 450 excluding a part of the lower surface of the reflective electrode 450 and the surface of the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440. As shown in FIG. 11, it may be formed to expose a part of the lower surface of the reflective electrode 450 while filling a space between the reflective electrodes 450. As shown in FIG. 12, the lower surface of the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 between the plurality of reflective electrodes 450 is exposed to the lower surface of the reflective electrode 450 by the reflective electrode 450 so that the entire lower surface and a part of the side surface of the reflective electrode 450 are exposed. It is also possible to form a thin thickness.

なお、前記絶縁膜からなるバリヤ層455は、図10〜図12に示す構造のみに限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で多様に変形できる。   The barrier layer 455 made of the insulating film is not limited to the structure shown in FIGS. 10 to 12 and can be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention.

すなわち、第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子は、バリヤ層455を絶縁膜で形成するものの、前記反射電極450と構造支持層470とが互いに通電できるように、反射電極450の一部を露出させるように形成することが重要である。   That is, in the vertical structure gallium nitride LED device according to the third embodiment, although the barrier layer 455 is formed of an insulating film, the reflective electrode 450 and the structural support layer 470 can be energized with each other. It is important to form so that a part of is exposed.

このような第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子は、第2の実施の形態と同じ作用及び効果を得ることができる。   The vertical structure gallium nitride LED element according to the third embodiment can obtain the same operations and effects as those of the second embodiment.

<垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法>   <Method for Manufacturing Vertical Structure Gallium Nitride LED Device>

すると、以下、本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法について、図13A〜図13Eを参照して詳細に説明する。   Then, the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride-based LED element according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 13A to 13E.

図13A〜図13Eは、本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。   13A to 13E are process cross-sectional views sequentially shown to explain a method for manufacturing a vertical structure gallium nitride-based LED element according to the third embodiment of the present invention.

図13Aに示すように、サファイア基板490上にn型窒化ガリウム系半導体層420、活性層430及びp型窒化ガリウム系半導体層440を順に成長させて発光構造物を形成する。   As shown in FIG. 13A, an n-type gallium nitride semiconductor layer 420, an active layer 430, and a p-type gallium nitride semiconductor layer 440 are sequentially grown on a sapphire substrate 490 to form a light emitting structure.

その後、前記p型窒化ガリウム系半導体層440上に、互いに所定間隔離隔した複数の反射電極450を形成する。   Thereafter, a plurality of reflective electrodes 450 are formed on the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 and spaced apart from each other by a predetermined distance.

図13Bに示すように、前記複数の反射電極450を含む前記p型窒化ガリウム系半導体層440上にバリヤ層455を形成する。このとき、前記バリヤ層455は、SiO2、Al23、TiO2、ZrO、HfO、SiN及びAlNなどのような絶縁膜で形成するものの、前記反射電極450の一部を露出させるように形成して、前記反射電極450が後続的に形成される構造支持層470と通電するようにすることが重要である。 As shown in FIG. 13B, a barrier layer 455 is formed on the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 including the plurality of reflective electrodes 450. At this time, the barrier layer 455 is formed of an insulating film such as SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO, HfO, SiN, and AlN, but exposes a part of the reflective electrode 450. It is important that the reflective electrode 450 is electrically connected to the structural support layer 470 that is formed subsequently.

図13Cに示すように、前記バリヤ層455を含む全体構造上に接合層460及び構造支持層470を順に形成する。   As shown in FIG. 13C, a bonding layer 460 and a structure support layer 470 are sequentially formed on the entire structure including the barrier layer 455.

図13Dに示すように、前記サファイア基板490をLLO工程により除去する。   As shown in FIG. 13D, the sapphire substrate 490 is removed by an LLO process.

図13Eに示すように、前記サファイア基板490が除去された前記n型窒化ガリウム系半導体層420上にn型電極410を形成する。   As shown in FIG. 13E, an n-type electrode 410 is formed on the n-type gallium nitride based semiconductor layer 420 from which the sapphire substrate 490 has been removed.

第4の実施の形態   Fourth embodiment

<垂直構造窒化ガリウム系LED素子>   <Vertical structure gallium nitride LED element>

すると、次に、図14を参照して、本発明の第4の実施の形態について説明する。但し、第4の実施の形態の構成のうち、第2の実施の形態と同じ部分についての説明は省略し、第4の実施の形態で変わる構成についてのみ詳説する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, in the configuration of the fourth embodiment, the description of the same part as that of the second embodiment is omitted, and only the configuration that is different from the fourth embodiment will be described in detail.

図14は、本発明の第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図である。   FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of a vertically structured gallium nitride LED device according to the fourth embodiment of the present invention.

図14に示すように、第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子は、第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子とほとんどの構成が同じであり、但し、前記p型窒化ガリウム系半導体層440の下部に形成される反射電極450とバリヤ層455の形成位置が互いに変わっており、前記バリヤ層455が絶縁膜からなるという点において第2の実施の形態と異なる。ここで、前記バリヤ層455として用いられる絶縁膜は、第3の実施の形態と同様に、SiO2、Al23、TiO2、ZrO、HfO、SiN及びAlNなどと同じ酸化物系又は窒化物系物質などからなり得る。また変形例として、前記バリヤ層455は、前記反射電極450がp型窒化ガリウム系半導体層440とオーム接触(ohmic contact)を形成することとは反対に、ショットキー接触(schottky contact)特性を有するように形成されて、電流阻止層(current blocking layer)の機能をともに果たし得るように構成されていてもよい。このようなバリヤ層455は、Al、Ti、Zr、Hf、Ta、Cr、In、Sn、Pt、Au及びこれらのうち、少なくとも1つを含む合金で構成された群から選択された何れか1つの単層又は何れか2つ以上の多層構造を有する金属からなることができる。また、上記のような金属の代りに、ITO(Indium−Tin−Oxide)、IZO(Indium−Zinc−Oxide)、IO(Indium−oxide)、ZnO及びSnO2などのTCO(transparent conductive oxide、透明導電性酸化物)を適用することもできる。 As shown in FIG. 14, the vertical structure gallium nitride LED element according to the fourth embodiment is almost the same as the vertical structure gallium nitride LED element according to the second embodiment, except that The formation position of the reflective electrode 450 and the barrier layer 455 formed below the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 is mutually different, and the second embodiment is different from the second embodiment in that the barrier layer 455 is made of an insulating film. Different. Here, the insulating film used as the barrier layer 455 is the same oxide or nitride as SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO, HfO, SiN, AlN, etc., as in the third embodiment. It can consist of physical substances. Further, as a modification, the barrier layer 455 has a Schottky contact characteristic, as opposed to the reflective electrode 450 forming an ohmic contact with the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440. And may be configured to function as a current blocking layer together. The barrier layer 455 is any one selected from the group consisting of Al, Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, In, Sn, Pt, Au, and an alloy including at least one of them. It can be made of a single layer or a metal having any two or more multilayer structures. Also, instead of the above metals, ITO (Indium-Tin-Oxide), IZO (Indium-Zinc-Oxide), IO (Indium-Oxide), TCO (Transparent Conductive Oxide) such as ZnO and SnO2, transparent conductivity Oxides) can also be applied.

すなわち、第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子は、バリヤ層455を絶縁膜で形成するものの、第4の実施の形態と同様に、前記バリヤ層455が反射電極450の一部を露出させるように形成する代わりに、前記p型窒化ガリウム系半導体層440の下部に、まず、互いに所定間隔離隔した複数のバリヤ層455を形成してから、前記バリヤ層455を含む前記p型窒化ガリウム系半導体層440の下部に反射電極450を形成するものである。   That is, in the vertical structure gallium nitride LED device according to the fourth embodiment, the barrier layer 455 is formed of an insulating film, but the barrier layer 455 is one of the reflective electrodes 450 as in the fourth embodiment. In place of forming the p-type gallium nitride semiconductor layer 440, first, a plurality of barrier layers 455 spaced apart from each other by a predetermined distance are formed below the p-type gallium nitride-based semiconductor layer 440, and then the p including the barrier layer 455 is formed. The reflective electrode 450 is formed below the type gallium nitride based semiconductor layer 440.

このような第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子は、p型窒化ガリウム系半導体層440の下部に所定間隔離隔して形成された複数のバリヤ層455により、前記p型窒化ガリウム系半導体層440に接する反射電極450部分が互いに所定間隔離隔されることにより、第2の実施の形態と同じ作用及び効果を得ることができる。   The vertical structure gallium nitride based LED device according to the fourth embodiment has the p-type nitridation by a plurality of barrier layers 455 formed below the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 at predetermined intervals. The portions of the reflective electrode 450 that are in contact with the gallium-based semiconductor layer 440 are separated from each other by a predetermined distance, so that the same operation and effect as in the second embodiment can be obtained.

<垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法>   <Method for Manufacturing Vertical Structure Gallium Nitride LED Device>

すると、以下、本発明の第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法について、図15A〜図15Eを参照して詳細に説明する。   Then, the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride based LED element according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 15A to 15E.

図15A〜図15Eは、本発明の第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。   15A to 15E are process cross-sectional views sequentially shown to explain a method for manufacturing a vertical structure gallium nitride-based LED element according to the fourth embodiment of the present invention.

図15Aに示すように、サファイア基板490上にn型窒化ガリウム系半導体層420、活性層430及びp型窒化ガリウム系半導体層440を順に成長させて発光構造物を形成する。   As shown in FIG. 15A, an n-type gallium nitride based semiconductor layer 420, an active layer 430, and a p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 are sequentially grown on a sapphire substrate 490 to form a light emitting structure.

その後、前記p型窒化ガリウム系半導体層440上に、互いに所定間隔離隔した複数のバリヤ層455を形成する。前記バリヤ層455は、SiO2、Al23、TiO2、ZrO、HfO、SiN及びAlNなどのような絶縁膜で形成できる。 Thereafter, a plurality of barrier layers 455 are formed on the p-type gallium nitride based semiconductor layer 440 and spaced apart from each other by a predetermined distance. The barrier layer 455 may be formed of an insulating film such as SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO, HfO, SiN, and AlN.

図15Bに示すように、前記バリヤ層455を含む前記p型窒化ガリウム系半導体層上240に反射電極450を形成する。   As shown in FIG. 15B, a reflective electrode 450 is formed on the p-type gallium nitride based semiconductor layer 240 including the barrier layer 455.

図15Cに示すように、前記反射電極450上に接合層460及び構造支持層470を順に形成する。   As shown in FIG. 15C, a bonding layer 460 and a structure support layer 470 are sequentially formed on the reflective electrode 450.

図15Dに示すように、前記サファイア基板490をLLO工程により除去する。   As shown in FIG. 15D, the sapphire substrate 490 is removed by an LLO process.

図15Eに示すように、前記サファイア基板490が除去された前記n型窒化ガリウム系半導体層420上にn型電極410を形成する。   As shown in FIG. 15E, an n-type electrode 410 is formed on the n-type gallium nitride based semiconductor layer 420 from which the sapphire substrate 490 has been removed.

上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。   The above-described preferred embodiments of the present invention have been disclosed for the purpose of illustration, and those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains depart from the technical idea of the present invention. Various substitutions, modifications, and alterations are possible within the scope of not being included, and such substitutions, alterations, and the like belong to the scope of the claims.

従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on a prior art. 従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on a prior art. 従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on a prior art. 従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on a prior art. 従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on a prior art. 従来の技術に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on a prior art. 従来の技術によって製造されたさらに他の垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the other perpendicular structure gallium nitride type LED element manufactured by the prior art. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明に係る反射電極の形態を示す平面図である。It is a top view which shows the form of the reflective electrode which concerns on this invention. 本発明に係る反射電極の形態を示す平面図である。It is a top view which shows the form of the reflective electrode which concerns on this invention. 本発明に係る反射電極の形態を示す平面図である。It is a top view which shows the form of the reflective electrode which concerns on this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る垂直構造窒化ガリウム系LED素子の製造方法を説明するために順次示した工程断面図である。It is process sectional drawing shown sequentially in order to demonstrate the manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type LED element which concerns on the 4th Embodiment of this invention.

310 サファイア基板
320 発光構造物
321、420 n型窒化ガリウム系半導体層
322、430 活性層
323、440 p型窒化ガリウム系半導体層
330 電流阻止層
340 保護膜
350 p型電極
PR1 第1フォトレジスト
360 金属シ−ド層
PR2 第2フォトレジスト
370、470 構造支持層
370a 第1メッキ層
370b 第2メッキ層
321a 表面凹凸
h コンタクト孔
380、410 n型電極
300、400 LED素子
450 反射電極
455 バリヤ層
460 接合層
310 Sapphire substrate 320 Light emitting structure 321, 420 n-type gallium nitride based semiconductor layer 322, 430 Active layer 323 440 p-type gallium nitride based semiconductor layer 330 Current blocking layer 340 Protective film 350 p-type electrode PR1 First photoresist 360 Metal Seed layer PR2 Second photoresist 370, 470 Structure support layer 370a First plating layer 370b Second plating layer 321a Surface unevenness h Contact hole 380, 410 N-type electrode 300, 400 LED element 450 Reflective electrode 455 Barrier layer 460 Bonding layer

Claims (21)

n型電極と、
前記n型電極の下面に形成された発光構造物と、
前記発光構造物の外郭面に形成された保護膜と、
前記保護膜が形成された発光構造物の下面に形成されたp型電極と、
前記発光構造物の下部に形成され、前記発光構造物及び前記p型電極と接触する金属シ−ド層と、
前記金属シ−ド層の下部に形成された導電性基板とを含み、
前記導電性基板は第1メッキ層及び前記第1メッキ層の下部面及び側面を取り囲む第2メッキ層から成り、
前記金属シード層及び前記第2メッキ層の少なくとも一側面はダイシングされた面を含むことを特徴とする垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。
an n-type electrode;
A light emitting structure formed on the lower surface of the n-type electrode;
A protective film formed on the outer surface of the light emitting structure;
A p-type electrode formed on the lower surface of the light emitting structure on which the protective film is formed;
A metal seed layer formed under the light emitting structure and in contact with the light emitting structure and the p-type electrode;
A conductive substrate formed under the metal seed layer,
The conductive substrate is Ri consists second plating layer surrounding the bottom and side surfaces of the first plating layer and the first plating layer,
The vertical gallium nitride light emitting diode device according to claim 1, wherein at least one side surface of the metal seed layer and the second plating layer includes a diced surface .
前記発光構造物は、n型窒化ガリウム系半導体層、活性層、p型窒化ガリウム系半導体層を含むことを特徴とする請求項1に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   The vertical light-emitting gallium nitride light-emitting diode device according to claim 1, wherein the light-emitting structure includes an n-type gallium nitride semiconductor layer, an active layer, and a p-type gallium nitride semiconductor layer. 前記n型窒化ガリウム系半導体層の上面は、凹凸形態からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   The vertical structure gallium nitride based light-emitting diode device according to claim 1, wherein an upper surface of the n-type gallium nitride based semiconductor layer has an uneven shape. 前記発光構造物の下面の中央部に電流阻止層をさらに含むことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   4. The vertical gallium nitride light-emitting diode device according to claim 1, further comprising a current blocking layer at a central portion of the lower surface of the light emitting structure. 5. 前記第1メッキ層は、Ni及びAuが順次積層された2層構造に形成されたことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   5. The vertical structure gallium nitride based light-emitting diode according to claim 1, wherein the first plating layer has a two-layer structure in which Ni and Au are sequentially stacked. Element. 前記第2メッキ層は、Au、Ni及びAuが順次積層された3層構造に形成されたことを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   6. The vertically structured gallium nitride based light emitting device according to claim 1, wherein the second plating layer is formed in a three-layer structure in which Au, Ni, and Au are sequentially stacked. 7. Diode element. 導電性基板と、
前記導電性基板の上部に形成された金属シ−ド層と、
前記金属シ−ド層の中央部に形成された電流阻止層と、
前記金属シ−ド層上の電流阻止層の両側に形成された第1電極と、
前記第1電極上に形成された発光構造物の外郭面に形成された保護膜と、
前記発光構造物上に形成された第2電極とを含み、
前記導電性基板は第1メッキ層及び前記第1メッキ層の下部面及び側面を取り囲む第2メッキ層から成り、
前記金属シード層及び前記第2メッキ層の少なくとも一側面はダイシングされた面を含むことを特徴とする垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。
A conductive substrate;
A metal seed layer formed on the conductive substrate;
A current blocking layer formed in a central portion of the metal seed layer;
A first electrode formed on both sides of a current blocking layer on the metal seed layer;
A protective film formed on an outer surface of the light emitting structure formed on the first electrode;
A second electrode formed on the light emitting structure,
The conductive substrate is Ri consists second plating layer surrounding the bottom and side surfaces of the first plating layer and the first plating layer,
The vertical gallium nitride light emitting diode device according to claim 1, wherein at least one side surface of the metal seed layer and the second plating layer includes a diced surface .
前記発光構造物は、p型窒化ガリウム系半導体層、活性層、n型窒化ガリウム系半導体層を含むことを特徴とする請求項7に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   The vertical light-emitting gallium nitride light-emitting diode device according to claim 7, wherein the light-emitting structure includes a p-type gallium nitride semiconductor layer, an active layer, and an n-type gallium nitride semiconductor layer. 前記n型窒化ガリウム系半導体層の上面は、凹凸形態からなることを特徴とする請求項8に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   9. The vertical gallium nitride light-emitting diode device according to claim 8, wherein an upper surface of the n-type gallium nitride semiconductor layer has an uneven shape. 前記第1電極は、p型電極であることを特徴とする請求項7から請求項9の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   10. The vertical gallium nitride based light-emitting diode device according to claim 7, wherein the first electrode is a p-type electrode. 11. 前記第2電極は、n型電極であることを特徴とする請求項7から請求項10の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   The vertical gallium nitride light-emitting diode device according to any one of claims 7 to 10, wherein the second electrode is an n-type electrode. 前記第1メッキ層は、Ni及びAuが順次積層された2層構造に形成されたことを特徴とする請求項7から請求項11の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   12. The vertical structure gallium nitride based light-emitting diode according to claim 7, wherein the first plating layer has a two-layer structure in which Ni and Au are sequentially stacked. Element. 前記第2メッキ層は、Au、Ni及びAuが順次積層された3層構造に形成されたことを特徴とする請求項7から請求項12の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子。   The vertical structure gallium nitride based light emitting device according to any one of claims 7 to 12, wherein the second plating layer is formed in a three-layer structure in which Au, Ni, and Au are sequentially stacked. Diode element. 基板上にn型窒化ガリウム系半導体層と活性層とp型窒化ガリウム系半導体層とが順次積層されている発光構造物を形成するステップと、
前記発光構造物をエッチングして、単位LED素子の大きさに分離するステップと、
前記分離された発光構造物上にp型電極を形成するステップと、
前記分離された各発光構造物の間に非導電性物質を充填するステップと、
前記の結果の構造物上に金属シ−ド層を形成するステップと、
前記各発光構造物の間の領域を除いた前記金属シ−ド層上に第1メッキ層を形成するステップと、
前記第1メッキ層及び前記各第1メッキ層の間の前記金属シ−ド層の表面に第2メッキ層を形成するステップと、
前記基板を前記発光構造物から分離するステップと、
前記基板が分離されて露出した前記各発光構造物の間の前記非導電性物質を除去するステップと、
前記n型窒化ガリウム系半導体層上にn型電極を形成するステップと、
前記各発光構造物の間の前記金属シ−ド層及び前記第2メッキ層部分をダイシングによりLED素子を最終的に分離するステップと、を含むことを特徴とする垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子の製造方法。
Forming a light emitting structure in which an n-type gallium nitride based semiconductor layer, an active layer, and a p-type gallium nitride based semiconductor layer are sequentially stacked on a substrate;
Etching the light emitting structure to separate into unit LED element sizes;
Forming a p-type electrode on the separated light emitting structure;
Filling a non-conductive material between the separated light emitting structures;
Forming a metal seed layer on the resulting structure;
Forming a first plating layer on the metal seed layer excluding a region between the light emitting structures;
Forming a second plating layer on the surface of the metal seed layer between the first plating layer and each of the first plating layers;
Separating the substrate from the light emitting structure;
Removing the non-conductive material between the light emitting structures exposed by separating the substrate;
Forming an n-type electrode on the n-type gallium nitride based semiconductor layer;
And finally separating the LED element by dicing the metal seed layer and the second plating layer portion between the light emitting structures, and the vertical structure gallium nitride based light emitting diode. A manufacturing method of a gate element.
前記非導電性物質は、フォトレジストであることを特徴とする請求項14に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子の製造方法。   15. The method of claim 14, wherein the non-conductive material is a photoresist. 前記p型電極を形成するステップの前に、
前記分離された各発光構造物を含む基板の上部表面に沿って絶縁層を形成するステップと、
前記絶縁層を選択的にエッチングして、前記発光構造物の上面中央部に電流阻止層を形成すると同時に、前記発光構造物の両側面に保護膜を形成するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項14または請求項15に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子の製造方法。
Before the step of forming the p-type electrode,
Forming an insulating layer along an upper surface of the substrate including each of the separated light emitting structures;
And selectively etching the insulating layer to form a current blocking layer at the center of the upper surface of the light emitting structure, and simultaneously forming protective films on both side surfaces of the light emitting structure. 16. The method for manufacturing a vertical structure gallium nitride based light-emitting diode device according to claim 14 or 15.
前記発光構造物を形成するステップの後に、ラップ(lapping)及び研磨(polishing)工程により前記基板の下部を所定の厚さだけ除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項14から請求項16の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子の製造方法。   17. The method of claim 14, further comprising removing a lower portion of the substrate by a predetermined thickness by a lapping and polishing process after forming the light emitting structure. The manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type light-emitting diode element of any one of these. 前記各発光構造物の間の領域を除いた金属シ−ド層上に第1メッキ層を形成するステップは、
前記各発光構造物の間の金属シ−ド層上にフォトレジストを形成するステップと、
前記各フォトレジストの間の金属シ−ド層上に第1メッキ層を形成するステップと、
前記フォトレジストを除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項14から請求項17の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子の製造方法。
Forming a first plating layer on the metal seed layer excluding a region between the light emitting structures;
Forming a photoresist on the metal seed layer between the light emitting structures;
Forming a first plating layer on the metal seed layer between the photoresists;
The method for manufacturing a vertical structure gallium nitride based light-emitting diode device according to any one of claims 14 to 17, further comprising a step of removing the photoresist.
前記n型窒化ガリウム系半導体層上にn型電極を形成するステップの前に、
前記n型窒化ガリウム系半導体層の表面に表面凹凸を形成するステップと、
前記n型電極が形成される前記n型窒化ガリウム系半導体層部分を所定の厚さだけ除去してコンタクト孔を形成するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項14から請求項18の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子の製造方法。
Before forming an n-type electrode on the n-type gallium nitride based semiconductor layer,
Forming surface irregularities on the surface of the n-type gallium nitride based semiconductor layer;
19. The method of claim 14, further comprising: removing a predetermined thickness of the n-type gallium nitride based semiconductor layer portion where the n-type electrode is to be formed to form a contact hole. The manufacturing method of the vertical structure gallium nitride type light emitting diode element of any one of Claims 1.
前記第1メッキ層は、Ni及びAuが順次積層された2層構造に形成することを特徴とする請求項14から請求項19の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子の製造方法。   20. The vertical structure gallium nitride based light emitting diode according to claim 14, wherein the first plating layer is formed in a two-layer structure in which Ni and Au are sequentially stacked. Device manufacturing method. 前記第2メッキ層は、Au、Ni及びAuが順次積層された3層構造に形成することを特徴とする請求項14から請求項20の何れか1項に記載の垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオ−ド素子の製造方法。
The vertical gallium nitride light emitting diode according to any one of claims 14 to 20, wherein the second plating layer is formed in a three-layer structure in which Au, Ni, and Au are sequentially stacked. -Manufacturing method of a device.
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