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KR20100049274A - Nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

Nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same Download PDF

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Publication number
KR20100049274A
KR20100049274A KR1020080108373A KR20080108373A KR20100049274A KR 20100049274 A KR20100049274 A KR 20100049274A KR 1020080108373 A KR1020080108373 A KR 1020080108373A KR 20080108373 A KR20080108373 A KR 20080108373A KR 20100049274 A KR20100049274 A KR 20100049274A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nitride semiconductor
layer
light emitting
emitting device
type nitride
Prior art date
Application number
KR1020080108373A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
우종균
이수열
장태성
Original Assignee
삼성엘이디 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 삼성엘이디 주식회사 filed Critical 삼성엘이디 주식회사
Priority to KR1020080108373A priority Critical patent/KR20100049274A/en
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Abstract

본 발명은 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 기판; 상기 기판 상에 형성되고, 내부에 에어층이 형성된 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 형성된 n형 질화물 반도체층; 상기 n형 질화물 반도체층의 일부분 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 p형 질화물 반도체층; 상기 p형 질화물 반도체층 상에 형성된 p형 전극; 및 상기 n형 질화물 반도체층 상에 형성된 n형 전극;을 포함하는 질화물 반도체 발광소자를 제공하며, 또한 본 발명은 상기 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a nitride semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same; A buffer layer formed on the substrate and having an air layer therein; An n-type nitride semiconductor layer formed on the buffer layer; An active layer formed on a portion of the n-type nitride semiconductor layer; A p-type nitride semiconductor layer formed on the active layer; A p-type electrode formed on the p-type nitride semiconductor layer; And an n-type electrode formed on the n-type nitride semiconductor layer. The present invention also provides a method of manufacturing the nitride semiconductor light-emitting device.

Description

질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법{Nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same}Nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same

본 발명은 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 버퍼층의 내부에 에어층을 형성한 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nitride semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a nitride semiconductor light emitting device having an air layer formed inside the buffer layer and a method of manufacturing the same.

최근, GaN 등의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체는, 우수한 물리적, 화화적 특성으로 인해 발광 다이오드(light emitting diode: LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode: LD) 등의 발광소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다. Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 재료를 이용한 LED 혹은 LD는 청색 또는 녹색 파장대의 광을 얻기 위한 발광소자에 많이 사용되고 있으며, 이러한 발광소자는 가전제품, 전광판 및 조명 장치 등 각종 제품의 광원으로 응용되고 있다. 여기서, 상기 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체는, 통상적으로, InXAlYGa1-X-YN (0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)의 조성식을 갖는 GaN계 물질로 이루 어진다.Recently, III-V nitride semiconductors such as GaN have been spotlighted as core materials of light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) or laser diodes (LDs) due to their excellent physical and chemical properties. have. LEDs or LDs using III-V nitride semiconductor materials are widely used in light emitting devices for obtaining light in the blue or green wavelength band, and these light emitting devices are used as light sources of various products such as home appliances, electronic displays, and lighting devices. Here, the group III-V nitride semiconductor is usually made of a GaN-based material having a composition formula of In X Al Y Ga 1-XY N (0≤X, 0≤Y, X + Y≤1).

일반적으로, 질화물 반도체 발광소자의 광효율은 내부양자효율(internal quantum efficiedncy)과 외부 광추출 효율(light extraction efficiency, 또는 "외부양자효율"이라고도 함)에 의해 결정된다. 특히, 외부 광추출 효율은 발광소자의 광학적 인자, 즉 각 구조물의 굴절률 및/또는 계면의 평활도(flatness) 등에 의해 결정된다.In general, the light efficiency of a nitride semiconductor light emitting device is determined by an internal quantum efficiedncy and an external light extraction efficiency (also called "external quantum efficiency"). In particular, the external light extraction efficiency is determined by optical factors of the light emitting device, that is, the refractive index of each structure and / or the flatness of the interface.

이러한 광추출 효율 측면에서 질화물 반도체 발광소자는 근본적인 제한 사항을 가지고 있다. 즉, 종래의 질화물 반도체 발광소자를 구성하는 반도체층은 외부대기나 기판에 비해 큰 굴절률을 가지므로, 빛의 방출가능한 입사각 범위를 결정하는 임계각이 작아지고, 그 결과 활성층으로부터 발생된 광의 상당부분은 내부 전반사되어 실질적으로 원하지 않는 방향으로 전파되거나 전반사 과정에서 손실되어 광추출 효율이 낮을 수 밖에 없다.In view of the light extraction efficiency, the nitride semiconductor light emitting device has a fundamental limitation. That is, since the semiconductor layer constituting the conventional nitride semiconductor light emitting device has a large refractive index compared to the external atmosphere or the substrate, the critical angle that determines the range of incidence angle of light emission becomes small, and as a result, a large part of the light generated from the active layer It is totally internally reflected and propagated in a substantially undesired direction or lost in the total reflection process, so the light extraction efficiency is low.

따라서, 당 기술분야에서는 소자 내부에서 손실되는 빛의 양을 감소시켜, 질화물 반도체 발광소자의 광추출 효율을 개선시킬 수 있는 방안이 계속적으로 요구되고 있다.Accordingly, there is a continuous need for a method of improving light extraction efficiency of a nitride semiconductor light emitting device by reducing the amount of light lost inside the device.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 기판 상에 형성되는 버퍼층의 하부에 에어층을 형성함으로써, 소자의 광추출 효율을 개선시킬 수 있는 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to form a nitride semiconductor light emitting device that can improve the light extraction efficiency of the device by forming an air layer below the buffer layer formed on the substrate and It is to provide a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 질화물 반도체 발광소자는, 기판; 상기 기판 상에 형성되고, 내부에 에어층이 형성된 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 형성된 n형 질화물 반도체층; 상기 n형 질화물 반도체층의 일부분 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 p형 질화물 반도체층; 상기 p형 질화물 반도체층 상에 형성된 p형 전극; 및 상기 n형 질화물 반도체층 상에 형성된 n형 전극;을 포함할 수 있다.A nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a substrate; A buffer layer formed on the substrate and having an air layer therein; An n-type nitride semiconductor layer formed on the buffer layer; An active layer formed on a portion of the n-type nitride semiconductor layer; A p-type nitride semiconductor layer formed on the active layer; A p-type electrode formed on the p-type nitride semiconductor layer; And an n-type electrode formed on the n-type nitride semiconductor layer.

여기서, 상기 에어층은 상기 버퍼층의 하부 중앙부에 형성될 수 있다.Here, the air layer may be formed in the lower central portion of the buffer layer.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 질화물 반도체 발광소자의 제조방법은, 기판 상에 버퍼층, n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층을 차례로 형성하는 단계; 상기 p형 질화물 반도체층 및 상기 활성층의 일부를 메사 식각하여 상기 n형 질화물 반도체층의 일부를 드러내는 단계; 상기 p형 질화물 반도체층 및 상기 드러난 n형 질화물 반도체층 상에 각각 p형 전극 및 n형 전극을 형성하는 단계; 및 상기 기판의 하부에서 레이저를 조사하여 상기 기판과 접하는 상기 버퍼층의 일부분을 제거하여 에어층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of sequentially forming a buffer layer, an n-type nitride semiconductor layer, an active layer and a p-type nitride semiconductor layer on a substrate; Mesa-etching a portion of the p-type nitride semiconductor layer and the active layer to expose a portion of the n-type nitride semiconductor layer; Forming a p-type electrode and an n-type electrode on the p-type nitride semiconductor layer and the exposed n-type nitride semiconductor layer, respectively; And removing a portion of the buffer layer in contact with the substrate by irradiating a laser from a lower portion of the substrate to form an air layer.

여기서, 상기 버퍼층은 GaN계 물질로 이루어질 수 있다.The buffer layer may be made of a GaN-based material.

또한, 상기 레이저는 KrF 또는 ArF 레이저일 수 있다.In addition, the laser may be a KrF or ArF laser.

또한, 상기 기판의 하부에서 레이저를 조사하여 상기 기판과 접하는 상기 버퍼층의 일부분을 제거하여 에어층을 형성하는 단계에서, 상기 레이저가 상기 버퍼층의 중앙부와 대응되는 위치에 선택적으로 조사되어, 상기 에어층이 상기 버퍼층의 하부 중앙부에 형성될 수 있다.Further, in the step of irradiating a laser from the lower portion of the substrate to remove a portion of the buffer layer in contact with the substrate to form an air layer, the laser is selectively irradiated to a position corresponding to the central portion of the buffer layer, the air layer The buffer layer may be formed at a lower central portion of the buffer layer.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 의하면, 기판 상에 형성되는 버퍼층의 하부에 에어층을 형성함으로써, 활성층에서 발생한 광 중에서 상기 기판을 향하는 빛을 상부로 전반사시켜 소자의 광추출 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the nitride semiconductor light emitting device and the method of manufacturing the same according to the present invention, by forming an air layer below the buffer layer formed on the substrate, the total light reflected toward the substrate from the light generated in the active layer is upwardly reflected. It is possible to improve the light extraction efficiency of the device.

따라서, 본 발명은 소자의 발광 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the present invention can improve the light emitting characteristics of the device.

본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시 된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.The matters relating to the operational effects including the technical constitution for the above object of the nitride semiconductor light emitting device and the manufacturing method according to the present invention will be clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings in which preferred embodiments of the present invention are shown.

질화물 반도체 발광소자의 구조Structure of nitride semiconductor light emitting device

도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자에 대하여 상세히 설명한다.A nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는, 기판(110) 상에 버퍼층(120), n형 질화물 반도체층(130), 활성층(140) 및 p형 질화물 반도체층(150)이 순차 적층되어 있다.As shown in FIG. 1, the nitride semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention includes a buffer layer 120, an n-type nitride semiconductor layer 130, an active layer 140, and a p-type nitride semiconductor on a substrate 110. Layers 150 are sequentially stacked.

상기 기판(110)은 투명한 재료, 예컨대 사파이어로 이루어지는 것이 바람직하며, 사파이어 이외에도 징크 옥사이드(zinc oxide, ZnO), 갈륨 나이트라이드(gallium nitride, GaN), 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC) 또는 알루미늄 나이트라이드(AlN) 등으로 이루어질 수 있다.The substrate 110 is preferably made of a transparent material such as sapphire, and in addition to sapphire, zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), silicon carbide (SiC) or aluminum nitride (AlN) or the like.

상기 버퍼층(120)은 기판(100) 상에 n형 질화물 반도체층(120)을 성장시키기 전에 상기 기판(100)과의 격자정합을 향상시키기 위한 층으로, GaN계 물질 등으로 형성될 수 있다.The buffer layer 120 is a layer for improving lattice matching with the substrate 100 before growing the n-type nitride semiconductor layer 120 on the substrate 100, and may be formed of a GaN-based material or the like.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자에 있어서, 상기 기판(110) 상에 형성된 상기 버퍼층(120)의 내부에는 에어(air)층(200)이 형성되어 있다. 이때, 상기 에어층(200)은, 상기 활성층(140)으로부터 발생된 빛 중에서 상 기 기판(110)을 향하는 빛을 상부로 전반사시키기 위한 것으로서, 상기 버퍼층(120)의 하부 중앙부에 형성되는 것이 바람직하다.In particular, in the nitride semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention, an air layer 200 is formed in the buffer layer 120 formed on the substrate 110. In this case, the air layer 200 is to totally reflect the light toward the substrate 110 from the light generated from the active layer 140 to the top, it is preferably formed in the lower central portion of the buffer layer 120. Do.

상기 n형 질화물 반도체층(130), 활성층(140) 및 p형 질화물 반도체층(150)은, InXAlYGa1-X-YN 조성식(여기서, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다.The n-type nitride semiconductor layer 130, the active layer 140, and the p-type nitride semiconductor layer 150 may have an In X Al Y Ga 1-XY N composition formula (where 0 ≦ X, 0 ≦ Y, and X + Y ≦ It can be made of a semiconductor material having 1).

보다 구체적으로, 상기 n형 질화물 반도체층(130)은 n형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층 등으로 이루어질 수 있으며, n형 도전형 불순물로는 예를 들어, Si, Ge, Sn 등을 사용하고, 바람직하게는 Si를 주로 사용한다.More specifically, the n-type nitride semiconductor layer 130 may be formed of a GaN layer or a GaN / AlGaN layer doped with n-type conductive impurities, for example, Si, Ge, Sn is used, and preferably Si is mainly used.

또한, 상기 p형 질화물 반도체층(150)은 p형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층 등으로 이루어질 수 있으며, p형 도전형 불순물로는 예를 들어, Mg, Zn, Be 등을 사용하고, 바람직하게는 Mg를 주로 사용한다.In addition, the p-type nitride semiconductor layer 150 may be formed of a GaN layer or a GaN / AlGaN layer doped with a p-type conductive impurities, for example, Mg, Zn, Be, etc. Is used, and preferably Mg is mainly used.

그리고, 상기 활성층(140)은 다중 양자 우물(Multi-Quantum Well) 구조의 InGaN/GaN층 등으로 이루어질 수 있다.In addition, the active layer 140 may be formed of an InGaN / GaN layer having a multi-quantum well structure.

상기 p형 질화물 반도체층(150)과 상기 활성층(140)의 일부는, 메사 식각(mesa etching)으로 제거되어 상기 n형 질화물 반도체층(130)의 일부를 드러내고 있다.A portion of the p-type nitride semiconductor layer 150 and the active layer 140 are removed by mesa etching to expose a portion of the n-type nitride semiconductor layer 130.

상기 메사 식각에 의해 제거되지 않은 p형 질화물 반도체층(150) 상에는 p형 전극(160)이 형성되어 있다.The p-type electrode 160 is formed on the p-type nitride semiconductor layer 150 which is not removed by the mesa etching.

그리고, 상기 메사 식각에 의해 드러난 n형 질화물 반도체층(130), 즉 활성 층(140)이 형성되지 않은 상기 n형 질화물 반도체층(130) 상에는 n형 전극(170)이 형성되어 있다.An n-type electrode 170 is formed on the n-type nitride semiconductor layer 130 exposed by the mesa etching, that is, the n-type nitride semiconductor layer 130 on which the active layer 140 is not formed.

상기 p형 전극(160) 및 n형 전극(170)은, 반사 역할 및 전극 역할을 동시에 할 수 있도록 Au 또는 Cr/Au 등으로 이루어질 수 있다.The p-type electrode 160 and the n-type electrode 170 may be formed of Au, Cr / Au, or the like to simultaneously serve as a reflection role and an electrode.

또한, 상기 p형 질화물 반도체층(150)의 상면에 상기 p형 전극(160)이 형성되기 전에, 전류 주입 면적을 증가시키면서 오믹 콘택을 형성하기 위해 투명 전극(도시안함)이 형성될 수도 있다. 상기 투명 전극은 주로 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진다.In addition, before the p-type electrode 160 is formed on the upper surface of the p-type nitride semiconductor layer 150, a transparent electrode (not shown) may be formed to form an ohmic contact while increasing a current injection area. The transparent electrode is mainly made of indium tin oxide (ITO).

이러한 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는, 상술한 바와 같이 상기 기판(110) 상에 형성된 상기 버퍼층(120)의 하부 중앙부에 에어층(200)이 형성되어 있다.In the nitride semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention, as described above, the air layer 200 is formed in the lower central portion of the buffer layer 120 formed on the substrate 110.

여기서, 상기 버퍼층(120)을 구성하는 GaN계 반도체 물질의 굴절률은 약 2.4이고, 상기 버퍼층(120) 하부에 사파이어 기판(110)이 형성되어 있는 경우, 상기 사파이어 기판(110)의 굴절률은 약 1.77인데, 상기 에어층(200)의 굴절률은 1이므로, 상기 버퍼층(120)과 에어층(200)간의 굴절률 차이가 상기 버퍼층(120)과 사파이어 기판(110)의 굴절률 차이에 비해서 더 크다.Here, the refractive index of the GaN semiconductor material constituting the buffer layer 120 is about 2.4, and when the sapphire substrate 110 is formed under the buffer layer 120, the refractive index of the sapphire substrate 110 is about 1.77. In this case, since the refractive index of the air layer 200 is 1, the difference in refractive index between the buffer layer 120 and the air layer 200 is greater than the difference in refractive index between the buffer layer 120 and the sapphire substrate 110.

일반적으로, 인접한 물질간의 굴절률 차이가 클수록 임계각이 작아져 전반사 효율이 증가되는데, 본 발명의 실시예에서는 상기 버퍼층(120)의 하부에 에어층(200)이 추가로 형성되어 있으므로, 상기 활성층(140)에서 발생한 광 중 상기 기판(110)을 향하는 광이 소자의 내부에서 손실되지 않고, 상기 에어층(200)에서 전 반사되어 소자의 상부로 빠져나갈 수 있다.In general, the larger the difference in refractive index between adjacent materials, the smaller the critical angle is, thereby increasing the total reflection efficiency. In the exemplary embodiment of the present invention, since the air layer 200 is further formed below the buffer layer 120, the active layer 140 Among the light generated from the light source, the light directed toward the substrate 110 may not be lost inside the device, but may be totally reflected by the air layer 200 and may exit to the top of the device.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 질화물 반도체 발광소자의 광추출 효율을 높여, 소자의 발광 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the embodiment of the present invention, the light extraction efficiency of the nitride semiconductor light emitting device is increased, thereby improving the light emitting characteristics of the device.

질화물 반도체 발광소자의 제조방법Method of manufacturing nitride semiconductor light emitting device

도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.A method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.2 to 5 are cross-sectional views sequentially showing the method of manufacturing the nitride semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, GaN계 반도체 물질의 성장을 위한 기판(110) 상에, 버퍼층(120), n형 질화물 반도체층(130), 활성층(140) 및 p형 질화물 반도체층(150)을 차례로 형성한다.First, as shown in FIG. 2, the buffer layer 120, the n-type nitride semiconductor layer 130, the active layer 140, and the p-type nitride semiconductor layer (on the substrate 110 for growth of GaN-based semiconductor material) 150) are formed in sequence.

상기 버퍼층(120)은 GaN계 물질 등으로 이루어질 수 있다.The buffer layer 120 may be made of a GaN-based material or the like.

일반적으로 상기 버퍼층(120), n형 질화물 반도체층(130), 활성층(140) 및 p형 질화물 반도체층(150)은, 유기 금속 화학 기상 증착(metal organic chemical vapor deposition; MOCVD) 설비를 이용한 에피택셜(epitaxial) 성장을 통해 형성될 수 있다.In general, the buffer layer 120, the n-type nitride semiconductor layer 130, the active layer 140, and the p-type nitride semiconductor layer 150 may be epitaxially prepared using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) facility. It may be formed through epitaxial growth.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 p형 질화물 반도체층(150) 및 상기 활성층(140)의 일부를 메사 식각하여 상기 n형 질화물 반도체층(130)의 일부를 드러낸다.Next, as shown in FIG. 3, a portion of the n-type nitride semiconductor layer 130 is exposed by mesa etching the p-type nitride semiconductor layer 150 and a portion of the active layer 140.

그런 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 메사 식각 공정에 의해 식각되지 않은 상기 p형 질화물 반도체층(150) 상에 p형 전극(160)을 형성하고, 상기 메사 식각 공정에 의해 드러난 상기 n형 질화물 반도체층(130) 상에 n형 전극(170)을 형성한다. 이때, 상기 p형 질화물 반도체층(150) 상에 상기 p형 전극(160)을 형성하기 전에, ITO 등과 같은 투명 전극(도시안함)을 더 형성할 수도 있다.Then, as illustrated in FIG. 4, a p-type electrode 160 is formed on the p-type nitride semiconductor layer 150 which is not etched by the mesa etching process, and the n is revealed by the mesa etching process. The n-type electrode 170 is formed on the type nitride semiconductor layer 130. In this case, before the p-type electrode 160 is formed on the p-type nitride semiconductor layer 150, a transparent electrode such as ITO may be further formed.

그 다음에, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기판(110)의 하부에서 레이저를 조사하여 상기 기판(110)과 접하는 상기 버퍼층(120)의 일부분을 제거하여 에어층(200)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5, a portion of the buffer layer 120 contacting the substrate 110 is removed by irradiating a laser from the lower portion of the substrate 110 to form an air layer 200.

이때, 상기 레이저를 상기 기판(110)의 하부 전체에 조사할 경우, 상기 버퍼층(120)으로부터 상기 기판(110)이 완전 분리될 수 있으므로, 상기 레이저를 상기 기판(110)의 하부 전체에 조사하지 않고, 상기 버퍼층(120)의 중앙부와 대응되는 위치에만 선택적으로 조사하여, 상기 에어층(200)이 상기 버퍼층(120)의 하부 중앙부에 형성될 수 있도록 한다.In this case, when the laser is irradiated to the entire lower portion of the substrate 110, since the substrate 110 may be completely separated from the buffer layer 120, the laser is not irradiated to the entire lower portion of the substrate 110. Instead, it selectively irradiates only to a position corresponding to the central portion of the buffer layer 120, so that the air layer 200 may be formed at the lower central portion of the buffer layer 120.

여기서, 상기 에어층(200) 형성을 위한 상기 레이저로서, KrF 또는 ArF 레이저 등을 사용할 수 있으며, 이와 같은 레이저를 상기 기판(110)의 하부에서 조사하면 상기 레이저가 상기 버퍼층(120)을 구성하는 GaN과 반응하여 Ga와 N2 가스를 발생시키면서 상기 버퍼층(120)의 일부가 제거되어 에어층(200)이 형성된다.As the laser for forming the air layer 200, a KrF or ArF laser may be used. When the laser is irradiated from the lower portion of the substrate 110, the laser forms the buffer layer 120. A portion of the buffer layer 120 is removed while reacting with GaN to generate Ga and N 2 gases to form an air layer 200.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는, 기판(110) 상의 버퍼층(120) 내부에 에어층(200)을 형성함으로써, 활성층(140)으로부터 기판(110) 으로 향하는 광의 대부분이 상기 에어층(200)에서 전반사되도록 할 수 있는 바, 소자의 광추출 효율을 증대시킬 수 있다.In the nitride semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention, by forming the air layer 200 inside the buffer layer 120 on the substrate 110, most of the light from the active layer 140 to the substrate 110 is the air The total reflection at the layer 200 may increase the light extraction efficiency of the device.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and various substitutions, modifications, and changes within the scope without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It will be possible, but such substitutions, changes and the like should be regarded as belonging to the following claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 구조를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도.2 to 5 are cross-sectional views sequentially showing the method for manufacturing the nitride semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

110: 사파이어 기판 120: 버퍼층110: sapphire substrate 120: buffer layer

130: n형 질화물 반도체층 140: 활성층130: n-type nitride semiconductor layer 140: active layer

150: p형 질화물 반도체층 160: p형 전극150: p-type nitride semiconductor layer 160: p-type electrode

170: n형 전극 200: 에어층170: n-type electrode 200: air layer

Claims (6)

기판;Board; 상기 기판 상에 형성되고, 내부에 에어층이 형성된 버퍼층;A buffer layer formed on the substrate and having an air layer therein; 상기 버퍼층 상에 형성된 n형 질화물 반도체층;An n-type nitride semiconductor layer formed on the buffer layer; 상기 n형 질화물 반도체층의 일부분 상에 형성된 활성층;An active layer formed on a portion of the n-type nitride semiconductor layer; 상기 활성층 상에 형성된 p형 질화물 반도체층;A p-type nitride semiconductor layer formed on the active layer; 상기 p형 질화물 반도체층 상에 형성된 p형 전극; 및A p-type electrode formed on the p-type nitride semiconductor layer; And 상기 n형 질화물 반도체층 상에 형성된 n형 전극;An n-type electrode formed on the n-type nitride semiconductor layer; 을 포함하는 질화물 반도체 발광소자.Nitride semiconductor light emitting device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에어층은 상기 버퍼층의 하부 중앙부에 형성된 질화물 반도체 발광소자.The air layer is a nitride semiconductor light emitting device formed on the lower central portion of the buffer layer. 기판 상에 버퍼층, n형 질화물 반도체층, 활성층 및 p형 질화물 반도체층을 차례로 형성하는 단계;Sequentially forming a buffer layer, an n-type nitride semiconductor layer, an active layer, and a p-type nitride semiconductor layer on the substrate; 상기 p형 질화물 반도체층 및 상기 활성층의 일부를 메사 식각하여 상기 n형 질화물 반도체층의 일부를 드러내는 단계;Mesa-etching a portion of the p-type nitride semiconductor layer and the active layer to expose a portion of the n-type nitride semiconductor layer; 상기 p형 질화물 반도체층 및 상기 드러난 n형 질화물 반도체층 상에 각각 p형 전극 및 n형 전극을 형성하는 단계; 및Forming a p-type electrode and an n-type electrode on the p-type nitride semiconductor layer and the exposed n-type nitride semiconductor layer, respectively; And 상기 기판의 하부에서 레이저를 조사하여 상기 기판과 접하는 상기 버퍼층의 일부분을 제거하여 에어층을 형성하는 단계;Irradiating a laser under the substrate to remove a portion of the buffer layer in contact with the substrate to form an air layer; 를 포함하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.Method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device comprising a. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 버퍼층은 GaN계 물질로 이루어진 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.The buffer layer is a method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device made of a GaN-based material. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 레이저는 KrF 또는 ArF 레이저인 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.The laser is a KrF or ArF laser manufacturing method of nitride semiconductor light emitting device. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 기판의 하부에서 레이저를 조사하여 상기 기판과 접하는 상기 버퍼층의 일부분을 제거하여 에어층을 형성하는 단계에서,Irradiating a laser under the substrate to remove a portion of the buffer layer in contact with the substrate to form an air layer, 상기 레이저가 상기 버퍼층의 중앙부와 대응되는 위치에 선택적으로 조사되 어, 상기 에어층이 상기 버퍼층의 하부 중앙부에 형성되는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.And the air is selectively irradiated at a position corresponding to the central portion of the buffer layer, such that the air layer is formed at the lower central portion of the buffer layer.
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