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KR20070028095A - Light emitting diode having low resistance - Google Patents

Light emitting diode having low resistance Download PDF

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Publication number
KR20070028095A
KR20070028095A KR20050083281A KR20050083281A KR20070028095A KR 20070028095 A KR20070028095 A KR 20070028095A KR 20050083281 A KR20050083281 A KR 20050083281A KR 20050083281 A KR20050083281 A KR 20050083281A KR 20070028095 A KR20070028095 A KR 20070028095A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
light emitting
gan layer
emitting diode
gan
Prior art date
Application number
KR20050083281A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
임시종
Original Assignee
엘지전자 주식회사
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사, 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR20050083281A priority Critical patent/KR20070028095A/en
Publication of KR20070028095A publication Critical patent/KR20070028095A/en

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Abstract

A low resistance light emitting diode is provided to reduce contact resistance and power consumption of a light emitting diode by employing an InxAlyGazN(0<x<=1, 0<=y<=1, 0<=z<1) layer between a P-GaN layer and an ohmic contact layer. An N-GaN layer(11) is formed on a substrate(10). A part of the N-GaN layer is mesa-etched. An active layer(12) is formed on a non-etched upper surface of the N-GaN layer. A P-GaN layer(13) is formed on the active layer. An InxAlyGazN(0<x<=1, 0<=y<=1, 0<=z<1) layer(14) is formed on the P-GaN layer. An ohmic contact layer(15) is formed on the InxAlyGazNn layer. An N-electrode(16) is formed on an etched supper surface of the N-GaN layer. A P-electrode(17) is formed on the ohmic contact layer. An un-doped U-GaN layer is formed between the substrate and the N-GaN layer.

Description

저저항 발광 다이오드{Light Emitting Diode Having Low Resistance}Light Emitting Diode Having Low Resistance

도 1은 종래의 기술에 따른 발광 다이오드의 개략적인 구성을 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a light emitting diode according to the prior art;

도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 저저항 발광 다이오드의 일실시예의 제조수순을 나타내는 단면도,2A to 2C are cross-sectional views illustrating a manufacturing procedure of an embodiment of a low resistance light emitting diode according to the present invention;

도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 저저항 발광 다이오드의 다른 실시예의 제조수순을 나타내는 단면도,3A to 3D are cross-sectional views illustrating a manufacturing procedure of another embodiment of a low resistance light emitting diode according to the present invention;

도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 저저항 발광 다이오드의 또다른 실시예의 제조수순을 나타내는 단면도이다.4A to 4C are cross-sectional views illustrating a manufacturing procedure of still another embodiment of a low resistance light emitting diode according to the present invention.

***도면의 주요 부호의 설명****** Explanation of the Major Symbols in the Drawings ***

10 : 기판 11 : N-GaN층10 substrate 11 N-GaN layer

12 : 활성층 13 : P-GaN층12 active layer 13 P-GaN layer

14 : InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층14: In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤z <1) layer

15, 31a, 31b : 오믹컨택층 16 : N-전극15, 31a, 31b: ohmic contact layer 16: N-electrode

17 : P-전극 18 : U-GaN층17: P-electrode 18: U-GaN layer

19 : 금속지지층 30 : 서브마운트 기판19: metal support layer 30: submount substrate

32 : 베이스 기판 33 : 솔더32: base substrate 33: solder

본 발명은 저저항 발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층을 P-GaN층 위에 형성함으로써 오믹컨택층과의 접촉 저항을 감소시켜 발광 다이오드의 전력소모를 감소시키는 저저항 발광 다이오드를 제공한다.The present invention relates to a low-resistance light-emitting diode, and more particularly, by forming an In X Al Y Ga Z N (0 <x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z <1) layer on the P-GaN layer Provided is a low resistance light emitting diode that reduces power consumption of the light emitting diode by reducing contact resistance with the ohmic contact layer.

발광 다이오드는 전자가 천이될 때 빛을 방출하는 현상을 이용한 발광 소자로서, 발광 다이오드의 발광은 반도체 전도대(conduction band)의 전자들이 가전자대(valence band)의 정공(hole)과 재결합하는 과정에서 일어난다. A light emitting diode is a light emitting device using a phenomenon that emits light when electrons are transitioned, the light emission of the light emitting diode occurs in the process of recombination of electrons in the semiconductor conduction band (hole) of the valence band (hole) .

발광 다이오드의 발광파장은 반도체에 첨가되는 불순물의 종류에 따라 다르다. 예를 들어, 인화갈륨의 경우, 아연 및 산소 원자가 관여하는 발광은 적색(파장 700nm)이고, 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색(파장 550nm)이다. The light emission wavelength of the light emitting diode depends on the type of impurities added to the semiconductor. For example, in the case of gallium phosphide, the light emission involving zinc and oxygen atoms is red (wavelength 700 nm), and the light emission involving nitrogen atoms is green (wavelength 550 nm).

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명은 길며, 전기 에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율이 좋다. 또한 고속응답이라 자동차 계기류의 표시소자, 광통신용 광원 등 각종 전자기기의 표시용 램프, 숫자표시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다. Light emitting diodes are smaller than conventional light sources, have a long lifespan, and have low power and good efficiency because electrical energy is directly converted into light energy. In addition, it is used for display devices of automotive instrumentation, display lamps for various electronic devices such as optical communication light sources, numeric display devices, and card readers for calculators.

최근에는 질화갈륨을 이용한 발광 다이오드(LED;Light Emitting Diode), 레이저 다이오드(LD;Laser Diode)는 대규모 총천연색 평판 표시장치, 신호등, 실내 조명과 고밀도 광원, 고해상도 출력 시스템, 광통신 등의 응용 분야를 가지고 있어 많은 연구자들의 관심의 대상이 되고 있으며, 이의 상업화를 위한 시도도 끊임없이 진행되고 있는 실정이다.In recent years, light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) using gallium nitride have applications such as large scale full color flat panel display devices, traffic lights, indoor lighting and high density light sources, high resolution output systems, and optical communications. As a result, many researchers are attracting attention, and attempts for commercialization are ongoing.

도 1은 일반적인 발광 다이오드의 단면도로서, 사파이어 기판(110) 상부에 N-GaN층(111), 활성층(112)과 P-GaN층(113)이 순차적으로 형성되어 있고; 상기 P-GaN층(113)에서 N-GaN층(111)까지 메사(Mesa)식각되어 있고; 상기 메사 식각된 N-GaN층(111) 상부에 N-전극(115)이 형성되어 있고; 상기 P-GaN층(113) 상부에 P-전극(114)이 형성되어 있다.1 is a cross-sectional view of a general light emitting diode, in which an N-GaN layer 111, an active layer 112, and a P-GaN layer 113 are sequentially formed on a sapphire substrate 110; Mesa is etched from the P-GaN layer 113 to the N-GaN layer 111; An N-electrode 115 is formed on the mesa-etched N-GaN layer 111; The P-electrode 114 is formed on the P-GaN layer 113.

이렇게 해서 완성된 칩은 P-전극(114)에 양의 부하를, N-전극(115)에 음의 부하를 가하게 되면, P-GaN층(113)과 N-GaN층(111)으로부터 각각 정공과 전자들이 활성층(112)으로 모여 재결합함으로써 활성층(112)에서 발광을 하게 된다. In this way, when the chip is loaded with a positive load on the P-electrode 114 and a negative load on the N-electrode 115, holes are formed from the P-GaN layer 113 and the N-GaN layer 111, respectively. And electrons gather in the active layer 112 and recombine to emit light in the active layer 112.

상기 P-GaN층의 P 도핑을 위해서 도펀트로 마그네슘 등이 사용되는데 상기 마그네슘 등은 수소와 결합하여 P 도펀트로의 기능을 하지 못하고 결함으로 작용하게 된다. 따라서, 일반적으로 마그네슘 등과 수소의 결함을 끊기 위하여 열처리 공정을 실시하나, 상기 열처리 공정을 실시하더라도 대분분의 도펀트는 수소와 결합하여 존재함으로써 P-GaN층의 저항 및 오믹컨택층과의 접촉 저항이 크게 되는 요인이 된다.Magnesium or the like is used as a dopant for the P doping of the P-GaN layer, but the magnesium and the like do not function as a P dopant by combining with hydrogen and act as a defect. Therefore, in general, a heat treatment process is performed to remove defects of magnesium and hydrogen. However, even though the heat treatment process is performed, most of the dopants are present in combination with hydrogen, thereby increasing the resistance of the P-GaN layer and the contact resistance with the ohmic contact layer. It becomes a factor that becomes large.

따라서, 이러한 문제점을 해결하여 전력소모를 감소시킬 수 있는 저저항 발광 다이오드의 개발이 필요하다.Therefore, there is a need to develop a low-resistance light emitting diode that can solve this problem and reduce power consumption.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층을 P-GaN층 위에 형성함으로써 오믹컨택층과의 접촉 저항을 감소시켜 발광 다이오드의 전력소모를 감소시키는 저저항 발광 다이오드를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems, by forming an In X Al Y Ga Z N (0 <x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z <1) layer on the P-GaN layer ohmic contact layer It is to provide a low-resistance light emitting diode that reduces the contact resistance of the light emitting diode to reduce the power consumption.

본 발명은 기판 위에 형성되며 일부가 메사식각된 N-GaN층, 상기 N-GaN층의 식각되지 않은 상면 위에 형성된 활성층; 상기 활성층 위에 형성된 P-GaN층; 상기 P-GaN층 위에 형성된 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층, 상기 InXAlYGaZN층 위에 형성된 오믹컨택층 및 상기 N-GaN층의 식각된 상면에 형성된 N-전극과 오믹컨택층 위에 형성된 P-전극을 포함하여 구성되는 저저항 발광 다이오드를 제공한다.The present invention provides an N-GaN layer formed on a substrate and partially mesa-etched, an active layer formed on an unetched upper surface of the N-GaN layer; A P-GaN layer formed on the active layer; An In X Al Y Ga Z N (0 <x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z <1) layer formed on the P-GaN layer, an ohmic contact layer formed on the In X Al Y Ga Z N layer, and A low resistance light emitting diode comprising an N-electrode formed on an etched top surface of the N-GaN layer and a P-electrode formed on an ohmic contact layer is provided.

또, 서브마운트 기판 위에 형성된 오믹컨택층, 상기 오믹컨택층 위에 형성된 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층, 상기 InXAlYGaZN층 위에 형성된 P-GaN층, 상기 P-GaN층 위에 형성된 활성층, 상기 활성층 위에 형성된 N-GaN층 및 상기 N-GaN층 위에 형성된 N-전극을 포함하여 구성되는 저저항 발광 다이오드를 제공한다.In addition, an ohmic contact layer formed on the submount substrate, an In X Al Y Ga Z N (0 <x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z <1) layer formed on the ohmic contact layer, and the In X Al Y layer It provides a low-resistance light emitting diode comprising a P-GaN layer formed on the Ga Z N layer, an active layer formed on the P-GaN layer, an N-GaN layer formed on the active layer and an N-electrode formed on the N-GaN layer. do.

또, 금속지지층 위에 형성된 오믹컨택층, 상기 오믹컨택층 위에 형성된 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층, 상기 InXAlYGaZN층 위에 형성된 P-GaN층, 상기 P-GaN층 위에 형성된 활성층, 상기 활성층 위에 형성된 N-GaN층 및 상기 N-GaN층 위에 형성된 N-전극을 포함하여 구성되는 저저항 발광 다이오드를 제공한다.In addition, an ohmic contact layer formed on the metal support layer, an In X Al Y Ga Z N (0 <x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z <1) layer formed on the ohmic contact layer, and the In X Al Y Ga Z N P-GaN layer formed on the layer, and provides a low resistance light emitting diode comprising: a N- electrode formed on the N-GaN layer and the N-GaN layer formed of an active layer formed on the P-GaN layer, on the active layer .

이하에서는 본 발명에 따른 저저항 발광 다이오드의 제조수순을 통하여 본 발명의 기술적 특징을 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 실시예에 의하여 보다 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 정해지는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the technical features of the present invention will be described in detail through the manufacturing procedure of the low resistance light emitting diode according to the present invention. The invention can be better understood by the examples, the following examples are for illustrative purposes of the invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.

도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 저저항 발광 다이오드의 일실시예의 제조수순을 나타내는 단면도로서, 기판(10) 위에 N-GaN층(11), 활성층(12), P-GaN층(13), InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층(14), 오믹컨택층(15)을 순차적으로 적층하여 발광구조물을 형성하는 단계(도 2a), 상기 N-GaN층 상면의 일부가 드러나도록 상기 발광구조물을 메사식각하는 단계(도 2b), 상기 드러난 N-GaN층의 상면에 N-전극(16)을, P-GaN층 위에 P-전극(17)을 형성하는 단계(도 2c)를 포함하여 이루어진다. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating a fabrication procedure of an embodiment of a low resistance light emitting diode according to the present invention. The N-GaN layer 11, the active layer 12, the P-GaN layer 13, Sequentially forming an In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤z <1) layer 14 and an ohmic contact layer 15 to form a light emitting structure (FIG. 2a) mesa-etching the light emitting structure to expose a portion of the upper surface of the N-GaN layer (FIG. 2b); placing an N-electrode 16 on the upper surface of the exposed N-GaN layer and a P on the P-GaN layer. Forming an electrode 17 (FIG. 2C).

먼저, 기판(10) 위에 N-GaN층(11), 활성층(12), P-GaN층(13), InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층(14), 오믹컨택층(15)을 순차적으로 적층한다(도 2a). 상기 기판은 사파이어(Sapphire) 기판, 실리콘(Si) 기판, 산화아연(ZnO)기판 또는 질화물 반도체 기판 중 어느 하나 또는, 기판에 GaN, InGaN, AlGaN, AlInGaN 중에서 적어도 어느 하나가 적층된 템플레이트(Template) 기판이 사용될 수 있다.First, an N-GaN layer 11, an active layer 12, a P-GaN layer 13, In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤ on the substrate 10). The z <1) layer 14 and the ohmic contact layer 15 are sequentially stacked (FIG. 2A). The substrate may be any one of a sapphire substrate, a silicon (Si) substrate, a zinc oxide (ZnO) substrate, or a nitride semiconductor substrate, or a template in which at least one of GaN, InGaN, AlGaN, and AlInGaN is stacked on the substrate. Substrates can be used.

상기 N-GaN층, 활성층, P-GaN층, InXAlYGaZN층의 형성방법으로는 얇은 GaN층을 증착할 수 있는 것이면 제한없이 사용될 수 있으나, 바람직하기로는 유기금속 화학증착법(MOCVD)이 적당하다.The method of forming the N-GaN layer, the active layer, the P-GaN layer, and the In X Al Y Ga Z N layer may be used without limitation as long as it is capable of depositing a thin GaN layer. Is appropriate.

N-GaN층(11)을 형성하기 위하여 GaN층의 형성과정에서 적절한 도펀트로 도핑을 한다. N 도핑을 위한 도펀트로는 실리콘, 게르마늄, 셀레늄, 텔루륨, 탄소 등 을 사용할 수 있다. 실리콘을 사용할 경우 도핑 농도는 1017/cm3 정도가 일반적이다. 상기 N-GaN층은 도핑농도를 다르게 하여 N+ 및 N- 의 이층 구조로 형성할 수도 있다.In order to form the N-GaN layer 11, doping with an appropriate dopant is performed during the formation of the GaN layer. As the dopant for N doping, silicon, germanium, selenium, tellurium, carbon, and the like may be used. When silicon is used, the doping concentration is generally about 10 17 / cm 3 . The N-GaN layer may be formed in a double layer structure of N + and N by varying the doping concentration.

본 발명에서는 도핑되지 않은 U-GaN층(미도시)을 먼저 기판 위에 형성한 다음, 그 위에 N-GaN층을 형성할 수 있다. 이는 기판 위에 N-GaN층을 형성할 경우 격자 주기가 급격히 변함으로 인하여 결함이 발생되어 박막특성이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다. In the present invention, an undoped U-GaN layer (not shown) may be first formed on a substrate, and then an N-GaN layer is formed thereon. This is to prevent the occurrence of defects due to the rapid change in the lattice period when the N-GaN layer is formed on the substrate to reduce the thin film characteristics.

상기 활성층(12)은 발광 다이오드에 있어서 빛을 방출하는 부분이다. AlXGaYIn1 -X-YN(0≤x<1, 0<y<1)의 일반식으로 나타낼 수 있으며, 질화 알루미늄, 질화갈륨 및 질화인듐과 같은 2원계와 질화갈륨-인듐 및 질화갈륨-알루미늄과 같은 3원계를 포함한다. Ⅲ족원소는 붕소, 탈륨 등으로 일부 치환될 수 있으며, 질소는 인, 비소, 안티몬 등으로 일부 치환될 수 있다. The active layer 12 is a part emitting light in the light emitting diode. It can be represented by the general formula of Al X Ga Y In 1 -XY N ( 0≤x <1, 0 <y <1), binary system such as aluminum nitride, gallium nitride and indium nitride, gallium nitride-indium and gallium nitride Ternary systems such as aluminum. Group III elements may be partially substituted with boron, thallium, and the like, and nitrogen may be partially substituted with phosphorus, arsenic, antimony, and the like.

상기 활성층은 성분 조성을 변화시킴으로써 방출하는 빛의 파장을 조절할 수 있다. 예컨대 청색빛을 방출하기 위해서는 약 22% 정도의 인듐이 포함된다. 또, 녹색빛을 방출하기 위해서는 약 40% 정도의 인듐이 포함된다. The active layer can adjust the wavelength of light emitted by changing the component composition. For example, about 22% of indium is included to emit blue light. In addition, about 40% of indium is included to emit green light.

상기 P-GaN층(13)의 도펀트로는 마그네슘, 아연, 베릴륨, 칼슘, 스트론튬, 바륨 등이 사용될 수 있다. 상기 P-GaN층도 N-GaN층과 같이, P+ 및 P-의 이층구조로 형성하는 것이 가능하다.As the dopant of the P-GaN layer 13, magnesium, zinc, beryllium, calcium, strontium, barium, or the like may be used. Like the N-GaN layer, the P-GaN layer can be formed in a two - layer structure of P + and P .

본 발명은 P-GaN층과 오믹컨택층 사이에 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층(14)을 형성하는 것이 특징이다. 상기 P-GaN층의 P 도핑을 위해서 도펀트로 사용되는 마그네슘 등은 대부분 수소와 결합하여 P 도펀트로의 기능을 하지 못하고 결함으로 작용하여 접촉저항 증가의 원인이 된다. 접촉저항이란 서로 접하고 있는 물체의 접촉면을 지나는 전류를 흘릴 때, 접촉면에 생기는 다른 부분보다 높은 저항을 말하는 것으로, 전력손실의 중요한 원인이 된다. 상기 InXAlYGaZN층은 P-GaN층보다 밴드갭이 작다. 이로 인해 P-GaN층이 오믹컨택층과 연결될 때보다 InXAlYGaZN층이 오믹컨택층과 연결될 때, 국부적인 전류의 집중이 감소하여 전체접촉저항이 감소한다. 상기 InXAlYGaZN층의 두께는 50nm보다 작은 것이 바람직하며, 후술하듯이, 다양한 양태로 형성될 수 있다.The present invention is characterized in that an In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤z <1) layer 14 is formed between the P-GaN layer and the ohmic contact layer. Magnesium, which is used as a dopant for the P doping of the P-GaN layer, is mostly bonded with hydrogen and does not function as a P dopant, which acts as a defect, causing an increase in contact resistance. The contact resistance refers to a resistance higher than other parts generated in the contact surface when the current passing through the contact surface of the objects in contact with each other is an important cause of power loss. The In X Al Y Ga Z N layer has a smaller band gap than the P-GaN layer. As a result, when the In X Al Y Ga Z N layer is connected to the ohmic contact layer, the concentration of local current is reduced and the overall contact resistance is reduced when the P-GaN layer is connected to the ohmic contact layer. The thickness of the In X Al Y Ga Z N layer is preferably smaller than 50 nm, and may be formed in various embodiments, as described below.

상기 InXAlYGaZN층의 밴드갭은 P-GaN층의 밴드갭보다 작도록 형성하는 것이 좋으며, 바람직하기로는 P-GaN층과 맞닿는 계면으로부터 Al 조성을 계단식으로 감소시키는 것이 좋다.The band gap of the In X Al Y Ga Z N layer may be formed to be smaller than the band gap of the P-GaN layer. Preferably, the Al composition may be reduced stepwise from an interface in contact with the P-GaN layer.

상기 InXAlYGaZN층은 N 도핑을 하여 형성할 수 있다. N 도핑에 사용되는 도 펀트는 P 도핑에 사용되는 도펀트와 달리 수소와의 결합으로 인한 캐리어 농도의 저하가 일어나지 않는다. 따라서, 접촉저항이 더욱 감소하게 된다.The In X Al Y Ga Z N layer may be formed by N doping. The dopant used for N doping, unlike the dopant used for P doping, does not cause a decrease in carrier concentration due to bonding with hydrogen. Thus, the contact resistance is further reduced.

상기 N 도핑은, 도핑된 InXAlYGaZN층과 도핑되지 않은 InXAlYGaZN층이 교호로 적층되도록 N 델타 도핑을 할 수도 있다.The N doping may be N delta doped such that a doped In X Al Y Ga Z N layer and an undoped In X Al Y Ga Z N layer are alternately stacked.

상기 InXAlYGaZN층과 P-GaN층의 사이에는 N+도핑된 N+-GaN층을 형성할 수도 있다.An N + doped N + -GaN layer may be formed between the In X Al Y Ga Z N layer and the P-GaN layer.

또, 상기 InXAlYGaZN층은 InXAlYGaZN과 N+-GaN의 초격자층으로 형성할 수 있다. 초격자 구조라 함은 반도체 밴드 갭(Band Gap)의 공간적 변화가 구성 물질의 격자상수 크기보다 일차원 또는 이차원적으로 더 큰 주기성을 갖는 구조를 의미한다. In addition, the In X Al Y Ga Z N layer may be formed of a super lattice layer of In X Al Y Ga Z N and N + -GaN. The superlattice structure refers to a structure in which the spatial variation of the semiconductor band gap is one-dimensional or two-dimensionally larger than the lattice constant of the constituent material.

초격자 구조는 구조상 다중 양자우물(Multi-quantum-well)과 유사하나 다중 양자우물과 구별할 수 있는 특성을 가지고 있다. 다중 양자우물이 우물간의 상호작용을 거의 무시하여 단일 양자우물의 어레이(Array)와 같은 구조의 특성을 갖는다면, 초격자 구조는 우물간의 터널링 효과(Tunneling Effect)가 중요시되는 구조로서 이와 같은 효과가 주로 반도체 소자 내에서 초격자 구조의 역할을 결정해 준다. 터널링 효과란 서로간의 상호작용이 거의 없이 인접한 우물에 분리 속박되어 있던 전자나 정공이 베리어(Barrier)가 얇아짐에 따라 이들 입자들이 인접 우물로 쉽게 이동하는 현상을 의미한다.The superlattice structure is similar in structure to a multi-quantum well, but has a distinguishable characteristic from a multi-quantum well. If multiple quantum wells have the characteristics of an array-like structure of single quantum wells almost neglecting the interaction between wells, the superlattice structure is a structure in which the tunneling effect between the wells is important. It mainly determines the role of superlattice structure in semiconductor devices. The tunneling effect refers to a phenomenon in which electrons or holes that are separated and bound to adjacent wells have little interaction with each other, and these particles easily move to adjacent wells as the barrier becomes thinner.

초격자 구조에서 이와 같은 터널링 효과에 영향을 미칠 수 있는 요인은 베리어의 두께 뿐만 아니라 우물의 두께나 베리어의 조성비 차이 등도 영향을 미친다. 물리적으로 이들 구조의 일차원적 특성을 잘 설명할 수 있는 모형으로 Kronig-Penney 모형이 있는데 이 모형에 따르면 초격자 구조에서는 우물의 양자적 속박 효과와 함께 우물간의 상호 작용에 의하여 전하나 정공이 서브밴드(Subband) 혹은 미니밴드(Miniband)라 불리는 새로운 밴드를 형성하게 되는데 이러한 성질은 초격자 구조가 가지는 저차원적 특징이다. Factors that can affect this tunneling effect in the superlattice structure affect not only the thickness of the barrier but also the thickness of the well and the difference in the composition ratio of the barrier. The Kronig-Penney model is a model that can physically explain the one-dimensional characteristics of these structures. According to the model, the superlattice structure has a quantum confinement effect of wells and the interaction between wells and holes They form a new band called subband or miniband, which is a low-dimensional feature of the superlattice structure.

초격자층의 터널링 효과의 극대화를 고려할 때, 바람직하기로는 주기가 5nm 이하인 단주기 초격자층(Short Period Superlattice)으로 구성하는 것이 좋다. 단주기 초격자층은 간접 밴드(Indirect Band)를 형성하여 터널링 효과를 더 크게 한다. In consideration of maximizing the tunneling effect of the superlattice layer, it is preferable to configure the short period superlattice having a period of 5 nm or less. The short-period superlattice layer forms an indirect band to increase the tunneling effect.

본 실시예에서는 InXAlYGaZN 및 N-GaN을 교호로 적층하여 초격자 구조를 형성하였으며, 접촉저항을 더욱 낮게 하기 위하여 GaN층을 N 도핑(실리콘 주입)농도를 1 x 1018/cm3 이상으로 하여 N+ 도핑하였다. In this embodiment, the super lattice structure was formed by alternately stacking In X Al Y Ga Z N and N-GaN, and in order to lower the contact resistance, the GaN layer was N-doped (silicon injection) concentration of 1 x 10 18 /. N + doped to at least cm 3 .

상기 오믹컨택층(15)은 투명 전도성 산화물(Transparent Conducting Oxide)인 것이 바람직하다. 투명 전도성 산화물로는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)등이 사용될 수 있다. 투명 전도성 산화물은 오믹컨택층의 역할을 할 수 있으므로, 오믹컨택층을 따로 형성할 필요가 없는 유리한 점이 있을 뿐만 아니라, 광투과도가 90% 이상이므로 광추출 효율을 증가시킬 수 있다. The ohmic contact layer 15 is preferably a transparent conducting oxide. As the transparent conductive oxide, indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) may be used. Since the transparent conductive oxide may serve as an ohmic contact layer, there is an advantage in that the ohmic contact layer does not need to be formed separately, and light transmission efficiency may be increased because the light transmittance is 90% or more.

본 발명에 따른 저저항 발광 다이오드를 플립칩 형태로 적용하고자 하는 경우, 상기 발광구조물은 오믹컨택층(15)과 P-전극(17) 사이에 반사층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 반사층은 활성층으로부터 방출된 빛이 감쇄됨으로써 발광 다이오드의 광량이 감소하는 것을 방지하기 위한 것이다. When the low resistance light emitting diode according to the present invention is to be applied in the form of a flip chip, the light emitting structure may further include a reflective layer (not shown) between the ohmic contact layer 15 and the P-electrode 17. The reflective layer is to prevent the light amount of the light emitting diode from decreasing by attenuating the light emitted from the active layer.

상기 반사층으로는 알루미늄, 아연, 금, 백금, 티타늄, 팔라듐, 게르마늄, 구리, 니켈, 스트론튬 등의 금속과 산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 티타늄 등 산화물 또는 질화물이 사용될 수 있다.As the reflective layer, metals such as aluminum, zinc, gold, platinum, titanium, palladium, germanium, copper, nickel, and strontium, and oxides or nitrides such as silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, magnesium oxide, and titanium oxide may be used.

상기 반사층을 형성하는 대신 오믹컨택층을 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막으로 형성할 수도 있다. 이러한 니켈을 기본으로 하는 금속 박막은 반사율이 높으므로 별도의 반사막을 형성하지 않아도 어느 정도의 반사효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.Instead of forming the reflective layer, the ohmic contact layer may be formed of a metal thin film of nickel (Ni) / gold (Au). Since the nickel-based metal thin film has a high reflectance, there is an advantage that a certain reflecting effect can be obtained without forming a separate reflecting film.

상기 발광구조물은 기판과 N-GaN층 사이에 도핑되지 않은 U-GaN층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 U-GaN층을 형성하는 것은 기판과 그 위에 형성되는 GaN층의 격자 주기의 차이에 의해 GaN층의 물성이 나빠지는 것을 방지하기 위한 것이다.The light emitting structure may further include an undoped U-GaN layer (not shown) between the substrate and the N-GaN layer. The formation of the U-GaN layer is to prevent the deterioration of the physical properties of the GaN layer due to the difference in lattice period between the substrate and the GaN layer formed thereon.

상기 발광구조물의 형성에 있어서, P-GaN층을 활성화하는 단계를 거칠 수 있는데, 바람직하기로는 발광구조물을 형성한 다음 활성화 단계를 거치는 것이 좋다. 상기 활성화 단계는 P-GaN층의 도펀트인 마그네슘 등이 수소와 결합하여 결함으로 작용하는 것을 방지하기 위하여 마그네슘과 수소의 결합을 끊는 것이다. 보다 상세하게는 600℃에서 약 20분 정도 열처리하며, 발광구조물의 최상층에 따라, P-GaN층, InXAlYGaZN층, 오믹컨택층 또는 반사층을 형성한 후에 열처리하게 된다.In forming the light emitting structure, the P-GaN layer may be activated. Preferably, the light emitting structure is formed and then activated. The activation step is to discontinue the bonding of magnesium and hydrogen in order to prevent the dopant of the P-GaN layer, such as magnesium do not combine with hydrogen to act as a defect. More specifically, heat treatment is performed at 600 ° C. for about 20 minutes, and after forming a P-GaN layer, an In X Al Y Ga Z N layer, an ohmic contact layer, or a reflective layer, depending on the top layer of the light emitting structure.

다음으로, 상기 N-GaN층 상부의 일부가 드러나도록 상기 발광구조물을 메사식각한다(도 2b). 상기 메사식각하는 단계는 N-전극이 형성되는 면을 형성하기 위한 것이다. 메사 식각이란, 인접한 지역의 위에서 투사하여 원표면의 평면 부분만 남기는 선택적 식각이며, 전기적 활성 물질이 메사 지역으로 확장되는 것을 막는데 사용된다. 메사 식각에 대하여는 널리 알려져 있는바, 자세한 설명은 생략한다.Next, the light emitting structure is mesa-etched to expose a portion of the N-GaN layer (FIG. 2B). The mesa etching step is to form a surface on which the N-electrode is formed. Mesa etching is an optional etch that projects from above adjacent areas leaving only a flat portion of the original surface and is used to prevent the electrically active material from expanding into the mesa area. Mesa etching is well known, detailed description thereof will be omitted.

다음으로, 상기 드러난 N-GaN층의 상면에 N-전극(16)을, P-GaN층 위에 P-전극(17)을 형성한다(도 2c). 상기 전극은 저항성 금속을 증착하여 형성된다.Next, an N-electrode 16 is formed on the exposed N-GaN layer and a P-electrode 17 is formed on the P-GaN layer (FIG. 2C). The electrode is formed by depositing a resistive metal.

이하에서는 본 발명을 수직형 발광 다이오드로 구성할 경우의 제조수순을 설명하기로 한다. 수직형 발광 다이오드는 수평형 발광 다이오드에 비하여 동일 웨이퍼에서 생산되는 발광 다이오드의 수가 많아 생산수율이 높고, 전류의 흐름이 효 율적인 유리한 점이 있다.Hereinafter, the manufacturing procedure when the present invention is configured with a vertical light emitting diode will be described. Vertical light emitting diodes have a higher number of light emitting diodes produced on the same wafer than horizontal light emitting diodes, and thus have high yields and efficient current flow.

도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 저저항 발광 다이오드의 다른 실시예의 제조수순을 나타내는 단면도로서, 기판(10) 위에 U-GaN층(18), N-GaN층(11), 활성층(12), P-GaN층(13), InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층(14), 오믹컨택층(15)을 순차적으로 적층하여 발광구조물을 형성하는 단계(도 3a), 상기 발광구조물 상부에 서브마운트 기판(30)을 본딩하는 단계(도 3b), 상기 기판(10) 및 U-GaN층(18)을 제거하는 단계(도 3c), 상기 U-GaN층이 제거된 N-GaN층 면에 N-전극(17)을 형성하는 단계(도 3d)로 이루어진다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a fabrication procedure of another embodiment of a low resistance light emitting diode according to the present invention, wherein a U-GaN layer 18, an N-GaN layer 11, an active layer 12, P-GaN layer 13, In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤z <1) layer 14 and ohmic contact layer 15 are sequentially stacked Forming a light emitting structure (FIG. 3A), bonding a submount substrate 30 on the light emitting structure (FIG. 3B), and removing the substrate 10 and the U-GaN layer 18 (FIG. 3A). 3c), forming an N-electrode 17 on the surface of the N-GaN layer from which the U-GaN layer is removed (FIG. 3D).

먼저, 기판(10) 위에 U-GaN층(18), N-GaN층(11), 활성층(12), P-GaN층(13), InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층(14), 오믹컨택층(15)을 순차적으로 적층하여 발광구조물을 형성한다(도 3a). 기판 위에 U-GaN층, N-GaN층, 활성층, P-GaN층, InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층을 형성하는 과정은 전술한 실시예의 방법과 동일하다. First, the U-GaN layer 18, the N-GaN layer 11, the active layer 12, the P-GaN layer 13, In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, A light emitting structure is formed by sequentially laminating layers 14 and ohmic contact layers 15 of 0 ≦ y ≦ 1 and 0 ≦ z <1 (FIG. 3A). Process of forming U-GaN layer, N-GaN layer, active layer, P-GaN layer, In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤z <1) layer on the substrate Is the same as the method of the above-described embodiment.

다음으로, 상기 발광구조물 상부에 서브마운트 기판(30)을 본딩한다(도 3b). 상기 서브마운트 기판을 본딩하기 위해서는 먼저, 서브마운트용 베이스 기판(32)의 상부와 하부 각각에 제1 및 2오믹 컨택용 금속층(31a, 31b)을 형성하고, 발광 다이 오드 칩 부착용 솔더(33)를 형성하여 서브마운트 기판을 제작하고, 제조된 발광구조물의 오믹컨택층을 제조된 서브마운트 기판의 솔더에 본딩한다. Next, the submount substrate 30 is bonded on the light emitting structure (FIG. 3B). In order to bond the submount substrate, first and second ohmic contact metal layers 31a and 31b are formed on upper and lower portions of the submount base substrate 32, and the solder 33 for light emitting diode chip attachment is formed. To form a submount substrate, and bond the ohmic contact layer of the manufactured light emitting structure to the solder of the manufactured submount substrate.

다음으로, 상기 기판(10) 및 U-GaN층(18)을 제거한다(도 3c). 본 실시예에서는 기판을 제거하기 위해 레이저 리프트오프 방법을 이용한다. 보다 상세하게는 245~305nm의 UV-레이저를 기판을 통하여 조사한다. 조사된 레이저는 기판을 투과하여 기판과 GaN층의 경계면에서 흡수되어 GaN은 Ga와 N2로 분리되고 N2는 가스 상태로 외부로 빠져나오므로 계면에는 Ga만 남게 된다. Ga는 융점이 30℃정도이므로 열에 의해 쉽게 녹아 기판이 제거된다.Next, the substrate 10 and the U-GaN layer 18 are removed (FIG. 3C). In this embodiment, a laser liftoff method is used to remove the substrate. More specifically, the UV-laser of 245 ~ 305nm is irradiated through the substrate. The irradiated laser penetrates the substrate and is absorbed at the interface between the substrate and the GaN layer, so that GaN is separated into Ga and N 2 , and N 2 escapes to the outside in a gaseous state, leaving only Ga at the interface. Since Ga has a melting point of about 30 ° C, it is easily melted by heat to remove the substrate.

상기 기판과 접하고 있던 U-GaN층은 레이저에 의해 손상되므로, 전극을 형성하기 위해서는 U-GaN층을 제거하여 N-GaN층이 드러나도록 한다. 먼저, 기판을 제거하는 과정에서 형성된 Ga를 묽은 염산용액을 사용하여 제거를 하여 이후의 식각 공정을 용이하도록 한 다음, 건식 식각을 이용하여 U-GaN층을 제거한다. U-GaN층을 제거한 후에는 식각 공정 중 손상된 결정을 회복하기 위해 열처리를 한다.Since the U-GaN layer in contact with the substrate is damaged by a laser, the N-GaN layer is exposed by removing the U-GaN layer to form an electrode. First, Ga formed in the process of removing the substrate is removed using a dilute hydrochloric acid solution to facilitate the subsequent etching process, and then the U-GaN layer is removed using dry etching. After removing the U-GaN layer, heat treatment is performed to recover crystals damaged during the etching process.

다음으로, 상기 U-GaN층이 제거된 N-GaN층 면에 N-전극(16)을 형성한다(도 3d). 바람직하기로는 전류가 고르게 분산되도록 십자 형상으로 형성하는 것이 좋다.Next, an N-electrode 16 is formed on the surface of the N-GaN layer from which the U-GaN layer is removed (FIG. 3D). Preferably, it is preferable to form a cross shape so that the current is evenly distributed.

본 실시예에 따른 발광 다이오드를 플립칩 형태로 사용하고자 하는 경우, 상기 발광구조물은 오믹컨택층(15)과 서브마운트 기판(30) 사이에 반사층(미도시)을 더 포함할 수 있다.When the light emitting diode according to the present embodiment is to be used in the form of a flip chip, the light emitting structure may further include a reflective layer (not shown) between the ohmic contact layer 15 and the submount substrate 30.

도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 저저항 발광 다이오드의 또 다른 실시예의 제조수순을 나타내는 단면도로서, 기판(10) 위에 U-GaN층(18), N-GaN층(11), 활성층(12), P-GaN층(13), InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층(14), 오믹컨택층(15), 금속지지층(19)을 순차적으로 적층하여 발광구조물을 형성하는 단계(도 4a), 상기 기판(10) 및 U-GaN층(18)을 제거하는 단계(도 4b), 상기 U-GaN층이 제거된 N-GaN층 면에 N-전극(16)을 형성하는 단계(도 4c)를 포함하여 이루어진다. 4A to 4C are cross-sectional views illustrating a fabrication procedure of another embodiment of the low-resistance light emitting diode according to the present invention, in which a U-GaN layer 18, an N-GaN layer 11, and an active layer 12 are disposed on a substrate 10. , P-GaN layer 13, In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤z <1) layer 14, ohmic contact layer 15, metal support layer ( 19) sequentially stacking to form a light emitting structure (FIG. 4A), removing the substrate 10 and the U-GaN layer 18 (FIG. 4B), and removing the U-GaN layer N- And forming an N-electrode 16 on the surface of the GaN layer (FIG. 4C).

먼저, 기판(10) 위에 U-GaN층(18), N-GaN층(11), 활성층(12), P-GaN층(13), InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층(14), 오믹컨택층(15), 금속지지층(19)을 순차적으로 적층하여 발광구조물을 형성한다. 기판 위에 U-GaN층, N-GaN층, 활성층, P-GaN층, InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층, 오믹컨택층을 형성하는 과정은 전술한 실시예의 방법과 동일하다.First, the U-GaN layer 18, the N-GaN layer 11, the active layer 12, the P-GaN layer 13, In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z <1) layer 14, ohmic contact layer 15, and metal support layer 19 are sequentially stacked to form a light emitting structure. U-GaN layer, N-GaN layer, active layer, P-GaN layer, In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤z <1) layer, ohmic contact layer on the substrate The process of forming is the same as the method of the above-described embodiment.

금속지지층의 형성은 여러 방법이 있으나, 본 실시예에서는 발광구조물의 상부를 도금액에 담가 전해도금 방법으로 메탈 지지층을 형성한다.Although the metal support layer may be formed in various ways, in this embodiment, the upper part of the light emitting structure is immersed in a plating solution to form the metal support layer by an electroplating method.

상기 전해도금 방법은 고온공정을 요구하지 않기 때문에 고온 공정으로 야기 되는 열팽창계수와 격자상수가 다른 물질 사이의 응력 발생을 방지할 수 있으며 발광 다이오드의 발광구조에 상관 없이 전면에 좋은 밀착력을 가지고 메탈 지지층이 형성된다. 상기 도금액은 일반적인 도금방법에 사용되는 도금액을 이용할 수 있다.Since the electroplating method does not require a high temperature process, it is possible to prevent stress generation between materials having different thermal expansion coefficients and lattice constants caused by the high temperature process, and has a good adhesion to the front surface regardless of the light emitting structure of the light emitting diode. Is formed. The plating liquid may use a plating liquid used in a general plating method.

상기 금속지지층은 P-전극의 역할을 겸할 수 있다. 따라서 전기전도도가 우수해야하며, 소자 작동시 발생할 수 있는 열을 충분히 분산시킬 수 있어야 하므로, 열전도도가 높은 금속을 사용하는 것이 좋으나, 웨이퍼의 휨 발생 등 공정상의 문제로 인해 경금속을 합금하여 기계적 강도를 가지면서 열전도도를 만족하도록 구성되는 것이 바람직하다.The metal support layer may serve as a P-electrode. Therefore, it has to be excellent in electrical conductivity and able to dissipate heat that can be generated during device operation. Therefore, it is better to use metal with high thermal conductivity. However, due to process problems such as warpage of wafers, light metals are alloyed to provide mechanical strength. It is preferably configured to satisfy the thermal conductivity while having.

상기 연금속으로는 열전도도가 높은 금속인 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al)중에서 하나 이상 선택하는 것이 바람직하다. 상기 연금속과 합금될 수 있는 경한 금속은, 합금시 또는 계면 형성시 내부응력발생을 최소화 할 수 있도록 연금속의 결정구조와 유사하며 연금속의 결정격자상수와 유사한 결정격자상수를 가지며, 연금속의 연성을 보완하여 기계적 강도나 취성을 높일 수 있도록 연금속의 영률(Young's modulus)보다 높은 영률을 갖고, 금속 지지막 형성 후 소자 제작을 위해 열처리가 포함될 경우 이에 견딜 수 있도록 상대적으로 연금속의 녹는점보다 높은 금속이 바람직하다. 상기의 조건에 근사한 금속으로, 니켈(Ni), 코발트(Co), 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd)이 선택될 수 있다.The soft metal is preferably selected from at least one of gold (Au), copper (Cu), silver (Ag), and aluminum (Al), which are metals having high thermal conductivity. The hard metal that can be alloyed with the soft metal has a crystal lattice constant similar to the crystal structure of the soft metal and similar to the crystal lattice constant of the soft metal to minimize the generation of internal stress during alloying or interface formation. In order to improve the mechanical strength and brittleness, the Young's modulus is higher than the Young's modulus, and the metal is higher than the melting point of the soft metal so as to withstand the heat treatment for device fabrication after forming the metal support film. desirable. As a metal approximating the above conditions, nickel (Ni), cobalt (Co), platinum (Pt) or palladium (Pd) may be selected.

다음으로, 상기 기판(10) 및 U-GaN층(18)을 제거하고, 상기 U-GaN층이 제거 된 N-GaN층 면에 N-전극(16)을 형성한다(도 4b 및 4c). Next, the substrate 10 and the U-GaN layer 18 are removed, and an N-electrode 16 is formed on the surface of the N-GaN layer from which the U-GaN layer is removed (FIGS. 4B and 4C).

본 실시예에 따른 발광 다이오드를 플립칩 형태로 사용하고자 하는 경우, 상기 발광구조물은 오믹컨택층과 금속지지층 사이에 반사층(미도시)을 더 포함할 수 있다.When the light emitting diode according to the present embodiment is to be used in the form of a flip chip, the light emitting structure may further include a reflective layer (not shown) between the ohmic contact layer and the metal support layer.

상기와 같이 금속지지층을 이용하여 발광 다이오드를 제조할 경우, 전기적으로 안정되며 효율적인 열방출이 가능할 뿐만 아니라, 후공정에서 기판과의 격자결함의 불일치로 인하여 생산 수율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.When manufacturing a light emitting diode using the metal support layer as described above, it is possible not only to be electrically stable and efficient heat dissipation, but also to prevent the production yield from being lowered due to the mismatch of lattice defects with the substrate in a later step.

본 발명은 P-GaN층과 오믹컨택층 사이에 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층을 포함함으로써 접촉저항을 감소시켜 발광 다이오드의 전력소모를 감소시킬 수 있다.The present invention includes an In X Al Y Ga Z N (0 <x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z <1) layer between the P-GaN layer and the ohmic contact layer to reduce the contact resistance to the light emitting diode Can reduce power consumption.

또, 오믹컨택층으로서 투명 전도성 산화물을 사용함으로써 광추출 효율을 증가시켜 고효율의 발광 다이오드를 구현할 수 있다.In addition, by using a transparent conductive oxide as an ohmic contact layer, it is possible to implement a high efficiency light emitting diode by increasing light extraction efficiency.

또, N-전극을 형성함에 있어서 십자 형상으로 형성함으로써 전류가 고르게 분산될 수 있어 발광 효율을 증가시킨다.In addition, in forming the N-electrode, the current can be evenly distributed by forming a cross shape, thereby increasing the luminous efficiency.

또, InXAlYGaZN층을 초격자층으로 형성함으로써 터널링 효과에 의해 발광 효 율을 증가시킨다.In addition, by forming the In X Al Y Ga Z N layer as a superlattice layer, the light emission efficiency is increased by the tunneling effect.

또, 반사층을 구비함으로써, 플립칩 형태의 발광 다이오드에도 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 발광 효율이 높다.In addition, by providing a reflective layer, not only can be applied to a flip chip type light emitting diode, but also the light emitting efficiency is high.

Claims (18)

기판 위에 형성되며 일부가 메사식각된 N-GaN층;An N-GaN layer formed on the substrate and partially mesa-etched; 상기 N-GaN층의 식각되지 않은 상면에 형성된 활성층;An active layer formed on an unetched upper surface of the N-GaN layer; 상기 활성층 위에 형성된 P-GaN층;A P-GaN layer formed on the active layer; 상기 P-GaN층 위에 형성된 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층; An In X Al Y Ga Z N (0 <x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z <1) layer formed on the P-GaN layer; 상기 InXAlYGaZN층 위에 형성된 오믹컨택층; 및An ohmic contact layer formed on the In X Al Y Ga Z N layer; And 상기 N-GaN층의 식각된 상면에 형성된 N-전극과 오믹컨택층 위에 형성된 P-전극을 포함하여 구성되는 저저항 발광 다이오드.A low resistance light emitting diode comprising an N-electrode formed on an etched top surface of the N-GaN layer and a P-electrode formed on an ohmic contact layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판과 N-GaN층 사이에 도핑되지 않은 U-GaN층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.And a non-doped U-GaN layer between the substrate and the N-GaN layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 오믹컨택층과 P-전극 사이에 반사층이 더 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.A low resistance light emitting diode, wherein a reflective layer is further interposed between the ohmic contact layer and the P-electrode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판은 사파이어(Sapphire) 기판, 실리콘(Si) 기판, 산화아연(ZnO)기판 또는 질화물 반도체 기판 중 어느 하나 또는, 기판에 GaN, InGaN, AlGaN, AlInGaN 중에서 적어도 어느 하나가 적층된 템플레이트(Template) 기판인 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.The substrate may be any one of a sapphire substrate, a silicon (Si) substrate, a zinc oxide (ZnO) substrate, or a nitride semiconductor substrate, or a template in which at least one of GaN, InGaN, AlGaN, and AlInGaN is stacked on the substrate. A low resistance light emitting diode, characterized in that the substrate. 서브마운트 기판 위에 형성된 오믹컨택층;An ohmic contact layer formed on the submount substrate; 상기 오믹컨택층 위에 형성된 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층;An In X Al Y Ga Z N (0 <x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z <1) layer formed on the ohmic contact layer; 상기 InXAlYGaZN층 위에 형성된 P-GaN층;A P-GaN layer formed on the In X Al Y Ga Z N layer; 상기 P-GaN층 위에 형성된 활성층;An active layer formed on the P-GaN layer; 상기 활성층 위에 형성된 N-GaN층; 및An N-GaN layer formed on the active layer; And 상기 N-GaN층 위에 형성된 N-전극을 포함하여 구성되는 저저항 발광 다이오드.A low resistance light emitting diode comprising an N-electrode formed on the N-GaN layer. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 서브마운트 기판과 오믹컨택층 사이에 반사층이 더 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.A low resistance light emitting diode, wherein a reflection layer is further interposed between the submount substrate and the ohmic contact layer. 금속지지층 위에 형성된 오믹컨택층;An ohmic contact layer formed on the metal support layer; 상기 오믹컨택층 위에 형성된 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층;An In X Al Y Ga Z N (0 <x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z <1) layer formed on the ohmic contact layer; 상기 InXAlYGaZN층 위에 형성된 P-GaN층;A P-GaN layer formed on the In X Al Y Ga Z N layer; 상기 P-GaN층 위에 형성된 활성층;An active layer formed on the P-GaN layer; 상기 활성층 위에 형성된 N-GaN층; 및An N-GaN layer formed on the active layer; And 상기 N-GaN층 위에 형성된 N-전극을 포함하여 구성되는 저저항 발광 다이오드.A low resistance light emitting diode comprising an N-electrode formed on the N-GaN layer. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 금속지지층과 오믹컨택층 사이에 반사층이 더 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.A low resistance light emitting diode, wherein a reflective layer is further interposed between the metal support layer and the ohmic contact layer. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 오믹컨택층은 투명 전도성 산화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.The ohmic contact layer is a low resistance light emitting diode, characterized in that made of a transparent conductive oxide. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 오믹컨택층은 Ni/Au(니켈/금)박막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.The ohmic contact layer is a low resistance light emitting diode, characterized in that consisting of Ni / Au (nickel / gold) thin film. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층은 P-GaN층보다 밴드갭이 작도록 형성된 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.The In X Al Y Ga Z N (0 <x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z <1) layer is formed of a low resistance light emitting diode, characterized in that the band gap is smaller than the P-GaN layer. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층은 P-GaN층과 맞닿는 계면으로부터 Al 조성이 계단식으로 감소하여 형성된 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.The In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤z <1) layer is formed by a stepwise decrease in Al composition from an interface in contact with the P-GaN layer. Resistive light emitting diode. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층과 P-GaN층 사이에 N+-GaN층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.Low-resistance light emission characterized in that an N + -GaN layer is further formed between the In X Al Y Ga Z N (0 <x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z <1) and the P-GaN layer diode. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층은 InXAlYGaZN과 N+-GaN의 초격자층으로 형성된 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.The In X Al Y Ga Z N (0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤z <1) layer is formed of a superlattice layer of In X Al Y Ga Z N and N + -GaN Low resistance light emitting diode made. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 초격자층은 주기가 5nm보다 작은 단주기 초격자층으로 형성된 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.The superlattice layer is a low resistance light emitting diode, characterized in that formed of a short-period superlattice layer having a period of less than 5nm. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층은 N 도핑되어 형성된 것을 특징 으로 하는 저저항 발광 다이오드.Wherein the In X Al Y Ga Z N (0 <x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z <1) layer is formed by N doping. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 InXAlYGaZN(0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤z<1)층은 도핑된 InXAlYGaZN층과 도핑되지 않은 InXAlYGaZN층이 교호로 적층되도록 N 델타 도핑되어 형성된 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.The In X Al Y Ga Z N ( 0 <x≤1, 0≤y≤1, 0≤z <1) layer is undoped and doped In X Al Y Ga Z N layer In X Al Y Ga Z N A low resistance light emitting diode, which is formed by N delta doping so that layers are alternately stacked. 제4항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 8, 상기 N-전극은 십자 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 저저항 발광 다이오드.The N-electrode is a low resistance light emitting diode, characterized in that formed in the cross shape.
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