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KR101364167B1 - Vertical light emitting diode and method of fabricating the same - Google Patents

Vertical light emitting diode and method of fabricating the same Download PDF

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KR101364167B1
KR101364167B1 KR1020070016151A KR20070016151A KR101364167B1 KR 101364167 B1 KR101364167 B1 KR 101364167B1 KR 1020070016151 A KR1020070016151 A KR 1020070016151A KR 20070016151 A KR20070016151 A KR 20070016151A KR 101364167 B1 KR101364167 B1 KR 101364167B1
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South Korea
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layer
type semiconductor
semiconductor layer
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light emitting
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KR1020070016151A
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김창연
윤여진
김윤구
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서울바이오시스 주식회사
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Abstract

본 발명은 수직형 발광 다이오드에 있어서, 도전성 기판과, 상기 도전성 기판상에 형성된 금속 반사층과, 상기 금속 반사층에 형성된 N형 반도체층과, 상기 N형 반도체층에 형성된 활성층과, 상기 활성층 위에 형성된 P형 반도체층을 포함하는 수직형 발광 다이오드를 제공한다.The present invention provides a vertical light emitting diode, comprising: a conductive substrate, a metal reflective layer formed on the conductive substrate, an N-type semiconductor layer formed on the metal reflective layer, an active layer formed on the N-type semiconductor layer, and P formed on the active layer. Provided is a vertical light emitting diode including a semiconductor layer.

본 발명에 의하면, N형 반도체층에 도전성 기판이 접합되는 구조의 수직형 발광소자를 제작할 수 있음에 따라 종래의 수직형 발광소자 구조에서 얇은 두께의 P-GaN과 도전성 기판과의 접합계면에서 누설전류가 형성됨으로 인해 수직형 발광 다이오드의 발광 효율이 저하되는 문제점을 해결할 수 있다.According to the present invention, since a vertical light emitting device having a structure in which a conductive substrate is bonded to an N-type semiconductor layer can be fabricated, leakage in the bonding interface between a thin thickness P-GaN and a conductive substrate in a conventional vertical light emitting device structure Due to the formation of the current, it is possible to solve the problem that the luminous efficiency of the vertical LED is reduced.

VLED, 수직형, 다이오드, 발광, 러프닝 VLED, vertical, diode, light emitting, roughing

Description

수직형 발광 다이오드 및 그 제조방법{VERTICAL LIGHT EMITTING DIODE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}Vertical light emitting diode and its manufacturing method {VERTICAL LIGHT EMITTING DIODE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

도 1은 종래기술에 따른 수직형 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도.1 is a cross-sectional view for explaining a vertical light emitting diode according to the prior art.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도.2 is a cross-sectional view illustrating a vertical light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 발광 다이오드 제조방법을 설명하기 위한 단면도.3 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직형 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도.9 is a cross-sectional view for describing a vertical light emitting diode according to another exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

51 : 희생기판 53 : 버퍼층51: sacrificial substrate 53: buffer layer

55: N형 반도체층 57 : 활성층55: N-type semiconductor layer 57: active layer

59 : P형 반도체층 61 : 접착층59: P-type semiconductor layer 61: adhesive layer

63 : SiO2층 65 : 본딩 메탈층63: SiO 2 layer 65: bonding metal layer

71 : 임시 기판 81 : 금속 반사층71: temporary substrate 81: metal reflective layer

83 : 접착층 91 : 희생기판83: adhesive layer 91: sacrificial substrate

93 : 전극패드93: electrode pad

본 발명은 수직형 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 P형 전극이 발광 다이오드의 상부에 위치하는 수직형 발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical light emitting diode and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a vertical light emitting diode in which the P-type electrode is located on top of the light emitting diode and a method of manufacturing the same.

일반적으로 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN) 등과 같은 Ⅲ족 원소의 질화물은 열적 안정성이 우수하고 직접 천이형의 에너지 밴드(band) 구조를 갖고 있어, 최근 청색 및 자외선 영역의 발광소자용 물질로 많은 각광을 받고 있다. 특히, 질화갈륨(GaN)을 이용한 청색 및 녹색 발광 소자는 대규모 천연색 평판 표시 장치, 신호등, 실내 조명, 고밀도광원, 고해상도 출력 시스템과 광통신 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있다.In general, nitrides of Group III elements, such as gallium nitride (GaN) and aluminum nitride (AlN), have excellent thermal stability and have a direct transition energy band structure. As a lot of attention. In particular, blue and green light emitting devices using gallium nitride (GaN) have been used in various applications such as large-scale color flat panel displays, traffic lights, indoor lighting, high-density light sources, high resolution output systems and optical communication.

이러한 III족 원소의 질화물 반도체층, 특히 GaN은 그것을 성장시킬 수 있는 동종의 기판을 제작하는 것이 어려워, 유사한 결정 구조를 갖는 이종 기판에서 금속유기화학기상증착법(MOCVD) 또는 분자선 증착법(molecular beam epitaxy; MBE) 등의 공정을 통해 성장된다. 이종기판으로는 육방 정계의 구조를 갖는 사파이어(Sapphire) 기판이 주로 사용된다. 그러나, 사파이어는 전기적으로 부도체이므 로, 발광 다이오드 구조를 제한하며, 기계적 화학적으로 매우 안정하여 절단 및 형상화(shaping) 등의 가공이 어렵고, 열전도율이 낮다. 이에 따라, 최근에는 사파이어와 같은 이종기판 상에 질화물 반도체층들을 성장시킨 후, 이종기판을 분리하여 수직형 구조의 발광 다이오드를 제조하는 기술이 연구되고 있다.The nitride semiconductor layer of such a group III element, in particular, GaN, is difficult to fabricate a homogeneous substrate capable of growing it, and thus, it is difficult to fabricate a homogeneous substrate capable of growing it, such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxy; MBE) and other processes. A sapphire substrate having a hexagonal system structure is mainly used as a heterogeneous substrate. However, since sapphire is an electrical insulator, it restricts the light emitting diode structure, and is very stable mechanically and chemically, making it difficult to process such as cutting and shaping, and low thermal conductivity. In recent years, a technology for growing a nitride semiconductor layer on a heterogeneous substrate such as sapphire and then separating the heterogeneous substrate to fabricate a vertical-type LED has been researched.

도 1은 종래기술에 따른 수직형 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도들이다.1 is a cross-sectional view illustrating a conventional vertical light emitting diode.

도 1을 참조하면, 수직형 발광 다이오드는 도전성 기판(31)을 포함한다. 도전성 기판(31) 상에 N형 반도체층(15), 활성층(17) 및 P형 반도체층(19)을 포함하는 화합물 반도체층들이 위치한다. 또한, 도전성 기판(31)과 P형 반도체층(19)사이에는 금속반사층(23) 및 접착층(27)이 개재된다.Referring to FIG. 1, the vertical type light emitting diode includes a conductive substrate 31. The compound semiconductor layers including the N-type semiconductor layer 15, the active layer 17, and the P-type semiconductor layer 19 are located on the conductive substrate 31. In addition, a metal reflection layer 23 and an adhesive layer 27 are interposed between the conductive substrate 31 and the P-type semiconductor layer 19.

화합물 반도체층들은 일반적으로 사파이어 기판과 같은 희생기판(도시하지 않음) 상에 금속유기화학기상증착법 등을 사용하여 성장된다. 그 후, 화합물 반도체층들 상에 금속반사층(23) 및 접착층(27)이 형성되고, 도전성 기판(31)이 부착된다. 이어서, 레이저 리프트 오프(laser lift-off) 기술 등을 사용하여 희생기판이 화합물 반도체층들로부터 분리되고, N형 반도체층(15)이 노출된다. 그 후, 노출된 N형 반체층(15) 상에 전극 패드(33)가 형성된다. 이에 따라, 열방출 성능이 우수한 도전성 기판(31)을 채택함으로써, 발광 다이오드의 발광 효율을 개선할 수 있으며, 수직형 구조를 갖는 도 1의 발광 다이오드가 제공될 수 있다.Compound semiconductor layers are generally grown on a sacrificial substrate (not shown), such as a sapphire substrate, using metalorganic chemical vapor deposition or the like. Thereafter, the metal reflection layer 23 and the adhesive layer 27 are formed on the compound semiconductor layers, and the conductive substrate 31 is attached. Subsequently, the sacrificial substrate is separated from the compound semiconductor layers using a laser lift-off technique or the like, and the N-type semiconductor layer 15 is exposed. Thereafter, an electrode pad 33 is formed on the exposed N-type half body layer 15. Accordingly, by adopting the conductive substrate 31 having excellent heat-releasing performance, the light-emitting efficiency of the light-emitting diode can be improved, and the light-emitting diode of FIG. 1 having a vertical structure can be provided.

그러나, 종래의 수직형 구조의 발광 다이오드에서는 도전성 기판(31)과 접합되는 P형 반도체층(19)으로 사용되는 P-GaN의 두께가 약 1000 - 3000Å로 이루어져 있다. 따라서, 얇은 두께의 P-GaN(19)과 도전성 기판(31)과의 접합계면에서 누설전류가 형성될 수 있어 수직형 발광 다이오드의 발광 효율이 저하되는 문제점이 있다.However, in the conventional vertical light emitting diode, the thickness of P-GaN used as the P-type semiconductor layer 19 bonded to the conductive substrate 31 is about 1000 to 3000 mW. Therefore, a leakage current may be formed at the junction interface between the thin P-GaN 19 and the conductive substrate 31, thereby reducing the luminous efficiency of the vertical LED.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 수직형 발광 다이오드의 구조에서 화합물 반도체층과 도전성 기판과의 접합구조를 개선하여 발광 효율을 향상시키는 것에 있다.An object of the present invention is to improve the light emitting efficiency by improving the junction structure between the compound semiconductor layer and the conductive substrate in the structure of the vertical light emitting diode.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 수직형 발광 다이오드에 있어서, 도전성 기판과, 상기 도전성 기판상에 형성된 금속 반사층과, 상기 금속 반사층에 형성된 N형 반도체층과, 상기 N형 반도체층에 형성된 활성층과, 상기 활성층 위에 형성된 P형 반도체층을 포함하는 수직형 발광 다이오드를 제공한다.According to one aspect of the present invention for achieving the above technical problem, in a vertical light emitting diode, a conductive substrate, a metal reflective layer formed on the conductive substrate, an N-type semiconductor layer formed on the metal reflective layer, and the N-type Provided is a vertical light emitting diode comprising an active layer formed on a semiconductor layer and a P-type semiconductor layer formed on the active layer.

바람직하게 상기 수직형 발광 다이오드는 상기 P형 반도체층위에 ITO 또는 Ni/Au로 형성된 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.Preferably, the vertical light emitting diode may further include a transparent electrode layer formed of ITO or Ni / Au on the P-type semiconductor layer.

바람직하게 상기 N형 반도체층은 상기 금속반사층과 접하는 면이 러프닝 처리된 것 일 수 있다.Preferably, the N-type semiconductor layer may be a surface in contact with the metal reflection layer is roughened.

바람직하게 상기 수직형 발광 다이오드는 상기 금속반사층과 상기 도전성 기 판 사이에 개재된 접착층과, 상기 접착층과 상기 금속반사층 사이에 개재된 확산방지층을 더 포함할 수 있다.Preferably, the vertical light emitting diode may further include an adhesive layer interposed between the metal reflective layer and the conductive substrate, and a diffusion barrier layer interposed between the adhesive layer and the metal reflective layer.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 희생 기판 상에 N형 반도체층, 활성층 및 P형 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층들을 형성하는 단계와, 상기 P형 반도체층위에 접착층을 개재하여 임시 기판을 형성하는 단계와, 상기 N형 반도체층이 드러나도록 상기 희생 기판을 분리하는 단계와, 상기 드러난 N형 반도체층에 금속 반사층을 형성하는 단계와, 상기 금속 반사층에 도전성 기판을 형성하는 단계와, 상기 화합물 반도체층으로부터 상기 임시 기판을 분리하는 단계를 포함하는 수직형 발광 다이오드 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the invention, the step of forming a compound semiconductor layer comprising an N-type semiconductor layer, an active layer and a P-type semiconductor layer on the sacrificial substrate, and forming a temporary substrate on the P-type semiconductor layer via an adhesive layer Separating the sacrificial substrate to expose the N-type semiconductor layer, forming a metal reflective layer on the exposed N-type semiconductor layer, forming a conductive substrate on the metal reflective layer, and forming the compound semiconductor It provides a vertical light emitting diode manufacturing method comprising the step of separating the temporary substrate from the layer.

바람직하게 수직형 발광 다이오드 제조방법은 상기 도전성 기판을 형성하기 전, 상기 금속반사층에 확산방지층 및 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the vertical light emitting diode manufacturing method may further include forming a diffusion barrier layer and an adhesive layer on the metal reflection layer before forming the conductive substrate.

바람직하게 상기 임시 기판 형성 단계는 상기 P형 반도체층 위에 폴리머 계열의 접착필름을 개재하여 임시 기판을 형성할 수 있다.Preferably, the temporary substrate forming step may form a temporary substrate on the P-type semiconductor layer through the polymer-based adhesive film.

바람직하게 상기 임시 기판 형성 단계는, 상기 P형 반도체층 위에 SiO2층을 형성하는 단계와, 상기 SiO2층위에 본딩 메탈을 형성하는 단계와, 상기 본딩 메탈위에 임시 기판을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the forming of the temporary substrate may include forming a SiO 2 layer on the P-type semiconductor layer, forming a bonding metal on the SiO 2 layer, and forming a temporary substrate on the bonding metal. Can be.

바람직하게 상기 희생 기판 분리 단계는 레이저 리프트 오프를 통해 희생기판을 분리하고, 상기 금속 반사층 형성 단계는 상기 레이저 리프트 오프를 통해 드 러난 N형 반도체층이 러프닝 처리된 상태에서 그 위에 금속 반사층을 형성할 수 있다.Preferably, the sacrificial substrate separation step separates the sacrificial substrate through laser lift-off, and the metal reflection layer forming step forms a metal reflection layer thereon while the N-type semiconductor layer exposed through the laser lift-off is roughened. can do.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, and the like of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a vertical light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 도전성 기판(91) 상에 N형 반도체층(55), 활성층(57), P 반도체층(59)을 포함하는 화합물 반도체층들이 위치한다. 도전성 기판(91)은 Si, GaAs, GaP, AlGaINP, Ge, SiSe, GaN, AlInGaN 또는 InGaN 등의 기판이나, Al, Zn, Ag, W, Ti, Ni, Au, Mo, Pt, Pd, Cu, Cr 또는 Fe의 단일 금속 또는 이들의 합금 기판일 수 있다. 한편, 화합물 반도체층들은 III-N 계열의 화합물 반도체층들이다. 예를 들어, (Al,Ga,In)N 반도체층이다.Referring to FIG. 2, compound semiconductor layers including an N-type semiconductor layer 55, an active layer 57, and a P semiconductor layer 59 are positioned on the conductive substrate 91. The conductive substrate 91 is a substrate such as Si, GaAs, GaP, AlGaINP, Ge, SiSe, GaN, AlInGaN or InGaN, but Al, Zn, Ag, W, Ti, Ni, Au, Mo, Pt, Pd, Cu, It may be a single metal of Cr or Fe or an alloy substrate thereof. On the other hand, the compound semiconductor layers are III-N compound semiconductor layers. For example, an (Al, Ga, In) N semiconductor layer.

N형 반도체층(55)에는 러프닝 처리가 되어 있다. 이에 따라 활성층으로부터 발생된 광을 러프닝 처리된 계면에서 반사시킬 수 있다.The n-type semiconductor layer 55 is subjected to roughing. Accordingly, light generated from the active layer can be reflected at the roughened interface.

화합물 반도체층들과 도전성 기판(91) 사이에 금속반사층(81)이 개재된다. 금속반사층(81)은 반사율이 큰 금속물질, 예컨대 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 형 성된다. A metal reflection layer 81 is interposed between the compound semiconductor layers and the conductive substrate 91. The metal reflection layer 81 is formed of a metal material having a high reflectance such as silver (Ag) or aluminum (Al).

한편, 금속반사층(81)과 도전성 기판(91) 사이에 접착층(83)이 개재될 수 있으며, 접착층(83)은 도전성 기판(91)과 금속반사층(81)의 접착력을 향상시켜 도전성 기판(91)이 금속반사층(81)으로부터 분리되는 것을 방지한다. Meanwhile, an adhesive layer 83 may be interposed between the metal reflection layer 81 and the conductive substrate 91, and the adhesive layer 83 may improve the adhesion between the conductive substrate 91 and the metal reflection layer 81 to form the conductive substrate 91. ) Is prevented from being separated from the metal reflection layer 81.

아울러, 도시되지 않았지만 접착층(83)과 금속반사층(81) 사이에 확산방지층이 개재될 수 있다. 확산방지층은 접착층(83) 또는 도전성 기판(91)으로부터 금속원소들이 금속반사층(81)으로 확산되는 것을 방지하여 금속반사층(81)의 반사도를 유지시킬 수 있다.In addition, although not shown, a diffusion barrier layer may be interposed between the adhesive layer 83 and the metal reflection layer 81. The diffusion barrier layer may maintain the reflectivity of the metal reflection layer 81 by preventing the metal elements from being diffused from the adhesive layer 83 or the conductive substrate 91 into the metal reflection layer 81.

한편, 도전성 기판(91)에 대향하여 화합물 반도체층들의 상부면에 전극패드(93)가 위치한다. 이에 따라, 도전성 기판(91)과 전극 패드(93)를 통해 전류를 공급함으로써 광을 방출할 수 있다.Meanwhile, the electrode pad 93 is positioned on the upper surface of the compound semiconductor layers to face the conductive substrate 91. Accordingly, light can be emitted by supplying a current through the conductive substrate 91 and the electrode pad 93.

도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 희생기판(51) 상에 화합물 반도체층들이 형성된다. 희생기판(51)은 사파이어 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 이종기판일 수 있다. 한편, 화합물 반도체층들은 N 반도체층(55), 활성층(57), P형 반도체층(59)을 포함한다. 화합물 반도체층들은 III-N 계열의 화합물 반도체층들로, 금속유기화학기상증착법(MOCVD) 또는 분자선 증착법(molecular beam epitaxy; MBE) 등의 공정에 의해 성장될 수 있다.Referring to FIG. 3, compound semiconductor layers are formed on the sacrificial substrate 51. The sacrificial substrate 51 may be a sapphire substrate, but is not limited thereto and may be another hetero substrate. The compound semiconductor layers include an N semiconductor layer 55, an active layer 57, and a P-type semiconductor layer 59. The compound semiconductor layers are III-N-based compound semiconductor layers, and may be grown by a process such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam deposition (MBE).

한편, 화합물 반도체층들을 형성하기 전, 버퍼층(53)이 형성될 수 있다. 버 퍼층(53)은 희생기판(51)과 화합물 반도체층들의 격자 부정합을 완화하기 위해 채택되며, 일반적으로 질화갈륨 계열의 물질층일 수 있다.Meanwhile, the buffer layer 53 may be formed before forming the compound semiconductor layers. The buffer layer 53 is adopted to mitigate lattice mismatch between the sacrificial substrate 51 and the compound semiconductor layers, and may generally be a gallium nitride-based material layer.

도 4를 참조하면, 화합물 반도체층들 상에 접착층(61)을 개재하여 임시 기판(71)을 형성한다. 접착층(61)은 폴리머 계열의 접착 필름이 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 임시 기판(71)은 예를 들어 사파이어 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 4, the temporary substrate 71 is formed on the compound semiconductor layers through the adhesive layer 61. The adhesive layer 61 may be a polymer-based adhesive film, but is not limited thereto. The temporary substrate 71 may be, for example, a sapphire substrate, but is not limited thereto.

도 5를 참조하면, 희생기판(51)이 화합물 반도체층들로부터 분리된다. 희생기판(51)은 레이저 리프트 오프(LLO) 기술 또는 다른 기계적 방법이나 화학적 방법에 의해 분리될 수 있다. 이때, 버퍼층(53)도 함께 제거되어 N형 반도체층(55)이 노출된다. Referring to FIG. 5, the sacrificial substrate 51 is separated from the compound semiconductor layers. The sacrificial substrate 51 may be separated by laser lift off (LLO) technology or other mechanical or chemical methods. At this time, the buffer layer 53 is also removed to expose the N-type semiconductor layer 55.

도 6을 참조하면, 레이저 리프트 오프(LLO)기술에 의해 드러난 N형 반도체층(55)이 드러난 상태에서 PEC(photoelecrochemical) 식각을 수행하여 N형 반도체층(55)에 러프닝 처리를 한다. 러프닝 처리를 통해 N형 반도체층(55)에 거친 표면이 형성됨에 따라 N형 반도체층(55)의 거친 면과 금속 반사층(81)의 계면에서 광반사율이 향상된다.Referring to FIG. 6, the N-type semiconductor layer 55 is roughened by performing photoelecrochemical (PEC) etching while the N-type semiconductor layer 55 exposed by the laser lift-off (LLO) technique is exposed. As the rough surface is formed on the N-type semiconductor layer 55 through the roughing process, the light reflectance is improved at the interface between the rough surface of the N-type semiconductor layer 55 and the metal reflective layer 81.

도 7을 참조하면, 러프닝 처리된 N형 반도체층(55)에 금속반사층(81)을 형성한다. 금속반사층(81)은 예컨대, 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 도금 또는 증착기술을 사용하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7, the metal reflection layer 81 is formed on the roughened N-type semiconductor layer 55. The metal reflection layer 81 may be formed using, for example, plating or vapor deposition of silver (Ag) or aluminum (Al).

한편, 금속반사층(81)에는 도전성 기판(91)이 형성된다. 도전성 기판(91)은 Si, GaAs, GaP, AlGaINP, Ge, SiSe, GaN, AlInGaN 또는 InGaN 등의 기판이나, Al, Zn, Ag, W, Ti, Ni, Au, Mo, Pt, Pd, Cu, Cr 또는 Fe의 단일 금속 또는 이들의 합금 기판을 화합물 반도체층들 상에 부착하여 형성될 수 있다. 이때, 도전성 기판(91)은 접착층(83)을 통해 금속반사층(81)에 부착될 수 있으며, 한편, 상기 도전성 기판(91)은 도금기술을 사용하여 형성될 수 있다. 즉, 금속반사층(81) 상에 Cu 또는 Ni 등의 금속을 도금함으로써 도전성 기판(91)이 형성될 수 있으며, 접착력을 향상시키기 위한 접착층(83)이 추가될 수 있다.On the other hand, a conductive substrate 91 is formed on the metal reflection layer 81. The conductive substrate 91 is a substrate such as Si, GaAs, GaP, AlGaINP, Ge, SiSe, GaN, AlInGaN or InGaN, but Al, Zn, Ag, W, Ti, Ni, Au, Mo, Pt, Pd, Cu, It can be formed by attaching a single metal of Cr or Fe or an alloy substrate thereof onto the compound semiconductor layers. In this case, the conductive substrate 91 may be attached to the metal reflection layer 81 through the adhesive layer 83, and the conductive substrate 91 may be formed using a plating technique. That is, the conductive substrate 91 may be formed by plating a metal such as Cu or Ni on the metal reflection layer 81, and an adhesive layer 83 may be added to improve adhesion.

아울러, 도시되지는 않았지만 금속원소의 확산을 방지하기 위한 확산방지층이 접착층(83)을 형성하기 전에 금속반사층(81)에 형성될 수 있다.In addition, although not shown, a diffusion barrier layer for preventing diffusion of metal elements may be formed on the metal reflection layer 81 before forming the adhesive layer 83.

도 8을 참조하면, 임시 기판(71)이 화합물 반도체층들로부터 분리된다. 희생기판(71)은 레이저 리프트 오프(LLO) 기술 또는 다른 기계적 방법이나 화학적 방법에 의해 분리될 수 있다. Referring to FIG. 8, the temporary substrate 71 is separated from the compound semiconductor layers. The sacrificial substrate 71 may be separated by laser lift off (LLO) technology or other mechanical or chemical methods.

이때, 접착층(61)도 함께 제거되어 P형 반도체층(59)이 노출된다. 이어서, 전극패드(93)가 P형 반도체층(59) 상에 형성된다. 전극패드(93)는 P형 반도체층(59)에 오믹콘택된다.At this time, the adhesive layer 61 is also removed to expose the P-type semiconductor layer 59. Subsequently, an electrode pad 93 is formed on the P-type semiconductor layer 59. The electrode pad 93 is in ohmic contact with the P-type semiconductor layer 59.

도시되지 않았지만, P형 반도체층(59)상에 ITO 또는 Ni/Au 등의 도전성 투명 전극층을 형성한 후 전극패드(93)를 형성할 수 있다.투명전극층이 형성되면 광효율이 더욱 향상될 수 있다.Although not shown, an electrode pad 93 may be formed after forming a conductive transparent electrode layer such as ITO or Ni / Au on the P-type semiconductor layer 59. When the transparent electrode layer is formed, the light efficiency may be further improved. .

한편, 본 실시예에서는 단일의 수직형 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하였으나, 일반적으로 도전성 기판(91)을 절단하여 개별 발광 다이오드 칩들로 분리함으로써 복수개의 수직형 발광 다이오드들이 제조될 수 있다. 이때, 발광 다 이오드 칩 영역들 상에 각각 전극패드들(93)이 형성되고, 미리 정의된 스크라이빙 라인들을 따라 도전성 기판(91)이 절단된다.Meanwhile, in the present embodiment, a method of manufacturing a single vertical light emitting diode has been described. In general, a plurality of vertical light emitting diodes may be manufactured by cutting the conductive substrate 91 and separating them into individual LED chips. In this case, electrode pads 93 are formed on the light emitting diode chip regions, and the conductive substrate 91 is cut along predefined scribing lines.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직형 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.9 is a cross-sectional view for describing a vertical light emitting diode according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 수직형 발광 다이오드는 도 4를 참조하여 설명한 수직형 발광 다이오드와 비교하여, 화합물 반도체층들 상에 접착층 대신에 SiO2층(63)과 본딩 메탈층(65)을 개재하여 임시 기판(71)을 형성하는 구조가 다르고, 다른 구성요소는 동일하다.Referring to FIG. 9, the vertical light emitting diode according to the present embodiment is compared with the vertical light emitting diode described with reference to FIG. 4, and instead of the adhesive layer on the compound semiconductor layers, the SiO 2 layer 63 and the bonding metal layer ( The structure for forming the temporary substrate 71 via 65 is different, and the other components are the same.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The invention being thus described, it will be obvious that the same way may be varied in many ways. Such variations are not to be regarded as a departure from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

예를 들어, 본 발명의 일실시예에서는 금속 반사층과 접하는 N형 반도체층의 면에 러프닝 처리를 하는 것에 대하여 설명하였으나, 이는 반사효율을 더욱 향상시키기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않을 것이다.For example, in the exemplary embodiment of the present invention, the roughening treatment is performed on the surface of the N-type semiconductor layer in contact with the metal reflective layer. However, the present invention is not limited thereto. .

본 발명에 의하면, N형 반도체층에 도전성 기판이 접합되는 구조의 수직형 발광소자를 제작할 수 있음에 따라 종래의 수직형 발광소자 구조에서 얇은 두께의 P-GaN과 도전성 기판과의 접합계면에서 누설전류가 형성됨으로 인해 수직형 발광 다이오드의 발광 효율이 저하되는 문제점을 해결할 수 있다.According to the present invention, since a vertical light emitting device having a structure in which a conductive substrate is bonded to an N-type semiconductor layer can be fabricated, leakage in the bonding interface between a thin thickness P-GaN and a conductive substrate in a conventional vertical light emitting device structure Due to the formation of the current, it is possible to solve the problem that the luminous efficiency of the vertical LED is reduced.

아울러, N형 반도체층에 러프닝 처리를 수행하여 거친 면을 형성한 상태에서 금속 반사층에 접합시키는 경우 활성층으로부터 발생된 광을 러프닝 처리된 계면에서 반사시킬 수 있어 수직형 발광 다이오드 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, when the roughening process is performed on the N-type semiconductor layer to be bonded to the metal reflective layer while the rough surface is formed, the light generated from the active layer can be reflected at the roughened interface to further improve the vertical light emitting diode emission efficiency. Can be improved.

Claims (9)

수직형 발광 다이오드에 있어서,In a vertical light emitting diode, 도전성 기판과,A conductive substrate, 상기 도전성 기판상에 형성된 금속 반사층과,A metal reflective layer formed on the conductive substrate; 상기 금속 반사층에 형성된 N형 반도체층과,An N-type semiconductor layer formed on the metal reflective layer, 상기 N형 반도체층에 형성된 활성층과,An active layer formed on the N-type semiconductor layer, 상기 활성층 위에 형성된 P형 반도체층과,A P-type semiconductor layer formed on the active layer, 상기 금속 반사층과 상기 도전성 기판 사이에 개재된 접착층과,An adhesive layer interposed between the metal reflective layer and the conductive substrate; 상기 접착층과 상기 금속 반사층 사이에 개재된 확산방지층과,A diffusion barrier layer interposed between the adhesive layer and the metal reflective layer; 상기 p형 반도체층위에 형성된 투명 전극층을 포함하고,It includes a transparent electrode layer formed on the p-type semiconductor layer, 상기 n형 반도체층은 상기 금속 반사층과 접하는 면이 러프닝 처리된 수직형 발광 다이오드.The n-type semiconductor layer is a vertical light emitting diode having a surface in contact with the metal reflective layer roughened. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전극층은 ITO 또는 Ni/Au로 형성된 수직형 발광 다이오드.The vertical light emitting diode of claim 1, wherein the transparent electrode layer is formed of ITO or Ni / Au. 삭제delete 삭제delete 희생 기판 상에 N형 반도체층, 활성층 및 P형 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층들을 형성하는 단계와,Forming compound semiconductor layers including an N-type semiconductor layer, an active layer, and a P-type semiconductor layer on the sacrificial substrate; 상기 P형 반도체층위에 접착층을 개재하여 임시 기판을 형성하는 단계와,Forming a temporary substrate on the P-type semiconductor layer through an adhesive layer; 상기 N형 반도체층이 드러나도록 상기 희생 기판을 분리하는 단계와,Separating the sacrificial substrate to expose the N-type semiconductor layer; 상기 드러난 N형 반도체층에 금속 반사층을 형성하는 단계와,Forming a metal reflective layer on the exposed N-type semiconductor layer; 상기 금속 반사층 상에 확산방지층을 형성하는 단계와,Forming a diffusion barrier layer on the metal reflective layer; 상기 확산방지층 상에 접착층을 형성하는 단계와,Forming an adhesive layer on the diffusion barrier layer; 상기 금속 반사층에 도전성 기판을 형성하는 단계와,Forming a conductive substrate on the metal reflective layer; 상기 화합물 반도체층으로부터 상기 임시 기판을 분리하는 단계와,Separating the temporary substrate from the compound semiconductor layer; 상기 임시 기판이 분리되어 상기 P형 반도체층이 노출되고, 노출된 상기 P형 반도체층 상에 투명 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 수직형 발광 다이오드 제조방법.And separating the temporary substrate to expose the P-type semiconductor layer, and forming a transparent electrode layer on the exposed P-type semiconductor layer. 삭제delete 청구항 5에 있어서, 상기 임시 기판 형성 단계는,The method of claim 5, wherein the temporary substrate forming step, 상기 P형 반도체층 위에 폴리머 계열의 접착필름을 개재하여 임시 기판을 형성하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드 제조방법.The method of claim 1, wherein a temporary substrate is formed on the P-type semiconductor layer through a polymer-based adhesive film. 청구항 5에 있어서, 상기 임시 기판 형성 단계는,The method of claim 5, wherein the temporary substrate forming step, 상기 P형 반도체층 위에 SiO2층을 형성하는 단계와,Forming a SiO 2 layer on the P-type semiconductor layer, 상기 SiO2층위에 본딩 메탈을 형성하는 단계와,Forming a bonding metal on the SiO 2 layer, 상기 본딩 메탈위에 임시 기판을 형성하는 단계를 포함하는 수직형 발광 다이오드 제조방법.And forming a temporary substrate on the bonding metal. 청구항 5에 있어서, The method of claim 5, 상기 희생 기판 분리 단계는 레이저 리프트 오프를 통해 희생기판을 분리하고,The sacrificial substrate separation step of separating the sacrificial substrate through a laser lift off, 상기 금속 반사층 형성 단계는 상기 레이저 리프트 오프를 통해 드러난 N형 반도체층이 러프닝 처리된 상태에서 그 위에 금속 반사층을 형성하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드 제조방법.The metal reflective layer forming step of forming a metal reflective layer on the N-type semiconductor layer exposed through the laser lift-off is roughening process, characterized in that for forming a vertical light emitting diode.
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