WO2014104419A1 - Semiconductor device, and method for manufacturing same - Google Patents
Semiconductor device, and method for manufacturing same Download PDFInfo
- Publication number
- WO2014104419A1 WO2014104419A1 PCT/KR2012/011496 KR2012011496W WO2014104419A1 WO 2014104419 A1 WO2014104419 A1 WO 2014104419A1 KR 2012011496 W KR2012011496 W KR 2012011496W WO 2014104419 A1 WO2014104419 A1 WO 2014104419A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- thermal expansion
- layer
- expansion stress
- barrier layer
- stress buffer
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 153
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 152
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 319
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 136
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 NiCo Chemical class 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003266 NiCo Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006025 NiCoMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003322 NiCu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003294 NiMo Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/12—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a stress relaxation structure, e.g. buffer layer
Definitions
- the present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a vertical structure semiconductor device, which may be generated during package assembly and current application due to a difference in thermal expansion coefficient between a light emitting structure, for example, a light emitting device (LED) and a conductive support layer.
- a light emitting structure for example, a light emitting device (LED) and a conductive support layer.
- a semiconductor device capable of minimizing stress and a method of manufacturing the same.
- a light emitting diode is a semiconductor device capable of generating light of various colors based on recombination of electrons and holes at a junction portion of a p and n type semiconductor when current is applied thereto. These LEDs have a number of advantages over filament based light emitting devices, such as long life, low power, excellent initial driving characteristics, high vibration resistance, and high tolerance for repetitive power interruptions. In recent years, group III nitride semiconductors capable of emitting light in a blue short wavelength region have been in the spotlight.
- the nitride single crystal constituting the light emitting device using the group III nitride semiconductor is formed on a specific single crystal growth substrate, such as a sapphire or SiC substrate.
- a specific single crystal growth substrate such as a sapphire or SiC substrate.
- the arrangement of electrodes is greatly limited. That is, in the conventional nitride semiconductor light emitting device, since the electrodes are generally arranged in the horizontal direction, the current flow becomes narrow. Due to such a narrow current flow, the forward voltage of the light emitting device is increased to decrease the current efficiency, and at the same time, there is a problem of being vulnerable to electrostatic discharge.
- a nitride semiconductor light emitting device having a vertical structure is required.
- a process of removing an insulating preliminary substrate such as sapphire should be involved.
- a laser lift-off process (Laser lift-off) By removing the sapphire preliminary substrate.
- the thermal expansion coefficient of GaN single crystal which is the main material constituting the light emitting structure, is about 3.17 ⁇ 10 ⁇ 6 / K at room temperature, and the thermal expansion coefficient of copper mainly used as the conductive support substrate is about 16.6 ⁇ 10 ⁇ 6 / K. Since the thermal expansion coefficient of the GaN single crystal and the conductive support substrate show a large difference, thermal expansion stress is generated between the light emitting structure and the conductive support substrate.
- the present invention is derived to solve the problems of the prior art as described above, in the vertical structure semiconductor device, due to the difference in thermal expansion coefficient between the light emitting structure and the conductive support layer can minimize the stress that can be generated during package assembly and current application.
- An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same.
- the present invention minimizes thermal expansion stress between the light emitting structure and the conductive support layer by the buffer material by adding at least one buffer material capable of minimizing thermal expansion stress between the conductive support layer and the light emitting structure or between the two layers within the conductive support layer. Accordingly, the stress due to heat generated when driving the semiconductor device and assembling the semiconductor device into the package can be minimized.
- the semiconductor device comprises a conductive support layer; A first semiconductor layer of a first type formed on the conductive support layer; A second semiconductor layer of a second type; An active layer positioned between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; And at least one thermal expansion stress buffer barrier layer formed in a predetermined pattern shape on at least one of the top or the inside of the conductive support layer to minimize thermal expansion stress between the conductive support layer and the first semiconductor layer.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed of any one of Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, SOG (spin-on-glass), Ni, Co, Cu, Fe, Mn, or at least one compound. Can be done.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer may include a first thermal expansion stress buffer barrier layer having a first pattern shape patterned in a predetermined shape or a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a second pattern shape.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed by at least one or more first thermal expansion stress buffer barrier layers, or may be formed by at least one or more second thermal expansion stress buffer barrier layers, and at least one or more first thermal expansion.
- the stress buffer barrier layer and the at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer may be spaced apart from each other, or may be formed in a plurality of continuous layers.
- the first thermal expansion stress buffer barrier layer may have a width and an interval of 5 to 400 [um], and a height may be less than or equal to half the height of the conductive support layer.
- the first thermal expansion stress buffer barrier layer may have at least one circular pattern or at least one polygonal pattern corresponding to the shape of the semiconductor device.
- a method of manufacturing a semiconductor device includes forming a first semiconductor layer of a first type; Forming an active layer on the first semiconductor layer; Forming a second semiconductor layer of a second type on the active layer; And forming a conductive support layer on the second semiconductor layer, the conductive support layer including at least one thermal expansion stress buffer barrier layer, wherein the thermal expansion stress buffer barrier layer minimizes thermal expansion stress between two layers having different thermal expansion coefficients. And a predetermined pattern shape between at least one of the second semiconductor layer and the conductive support layer or inside the conductive support layer.
- the thermal expansion stress between the light emitting structure and the conductive support layer can be minimized by the buffer material, thereby driving the semiconductor device and the semiconductor device into the package. It is possible to minimize the stress change due to the heat generated during assembly.
- the present invention by minimizing the thermal expansion stress between the light emitting structure and the conductive support layer, it is possible to further improve the optical characteristics of the semiconductor device.
- FIG. 1 illustrates a cross-sectional view of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a plan view of embodiments of the first thermal expansion stress buffer pattern barrier layer in the present invention.
- FIG. 8 is a plan view of other embodiments of the first thermal expansion stress buffer pattern barrier layer in the present invention.
- FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
- 10 to 12 illustrate cross-sectional views of one embodiment for describing a process of the method of manufacturing the semiconductor device of FIG. 1.
- a semiconductor device includes a conductive support layer; A first semiconductor layer of a first type formed on the conductive support layer; A second semiconductor layer of a second type; An active layer positioned between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; And at least one thermal expansion stress buffer barrier layer formed in a predetermined pattern shape on at least one of the top or the inside of the conductive support layer to minimize thermal expansion stress between the conductive support layer and the first semiconductor layer.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed of any one of Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, SOG (spin-on-glass), Ni, Co, Cu, Fe, Mn, or at least one compound. Can be done.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer may include a first thermal expansion stress buffer barrier layer having a first pattern shape patterned in a predetermined shape or a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a second pattern shape.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed by at least one or more first thermal expansion stress buffer barrier layers, or may be formed by at least one or more second thermal expansion stress buffer barrier layers, and at least one or more first thermal expansion.
- the stress buffer barrier layer and the at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer may be spaced apart from each other, or may be formed in a plurality of continuous layers.
- the first thermal expansion stress buffer barrier layer may have a width and an interval of 5 to 400 [um], and a height may be less than or equal to half the height of the conductive support layer.
- the first thermal expansion stress buffer barrier layer may have at least one circular pattern or at least one polygonal pattern corresponding to the shape of the semiconductor device.
- a method of manufacturing a semiconductor device includes forming a first semiconductor layer of a first type; Forming an active layer on the first semiconductor layer; Forming a second semiconductor layer of a second type on the active layer; And forming a conductive support layer on the second semiconductor layer, the conductive support layer including at least one thermal expansion stress buffer barrier layer, wherein the thermal expansion stress buffer barrier layer minimizes thermal expansion stress between two layers having different thermal expansion coefficients. And a predetermined pattern shape between at least one of the second semiconductor layer and the conductive support layer or inside the conductive support layer.
- FIG. 1 illustrates a cross-sectional view of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
- the semiconductor device may include an electrode layer 110, a first semiconductor layer 120, an active layer 130, a second semiconductor layer 140, a reflective layer 150, a barrier layer 160, A thermal stress buffer barrier layer 170 and a conductive support layer 180 are included.
- the first semiconductor layer 120 may be a first type semiconductor layer, and may be an N type semiconductor layer.
- the first semiconductor layer 120 may be an N type GaN layer.
- the first semiconductor layer 120 may be formed by epitaxial growth.
- the active layer 130 is formed in contact with one surface of the first semiconductor layer 120, and is formed between the first semiconductor layer 120 and the second semiconductor layer 140 to increase the light emitting efficiency of the light emitting diode semiconductor device.
- the active layer 130 may be referred to as a quantum well bonding layer (MQW).
- MQW quantum well bonding layer
- the second semiconductor layer 140 is a second type of semiconductor layer, which may be a P type semiconductor layer, and for example, may be a P type GaN layer.
- the second semiconductor layer 140 may also be formed by epitaxial growth.
- the reflective layer 150 is formed on one surface of the second semiconductor layer 140 and serves to reflect the light generated in the active layer 130 and traveling backward.
- the barrier layer 160 is formed on one surface of the reflective layer 150, and is a barrier layer for preventing diffusion between the reflective layer 150 and the conductive support layer 180. In some cases, the barrier layer 160 may not be formed. It may be.
- the conductive support layer 180 is a layer providing mechanical support of the semiconductor device and is formed on one surface of the barrier layer 160.
- the barrier layer 160 may be formed on one surface of the reflective layer 150.
- the conductive support layer 180 may be formed of a metal having high electrical conductivity and thermal conductivity and having a relatively high mechanical strength, for example, copper or a copper compound.
- the conductive support layer 180 may be formed through an electroplating method, and may be composed of a plurality of layers having different densities and strengths.
- the electrode layer 110 is formed on the other surface of the first semiconductor layer 120 and is a layer for applying power to the semiconductor device.
- the electrode layer 110 may be formed using a metal and a metal compound.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is a layer for minimizing thermal expansion stress between two layers having different coefficients of thermal expansion (CTE).
- CTE coefficients of thermal expansion
- the first semiconductor layer 120, the active layer 130, Thermal expansion coefficient of the light emitting structure including the second semiconductor layer 140 and the conductive support layer 180 for example, as shown in Table 1 to minimize the stress due to the difference in the thermal expansion coefficient of GaN and Cu.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be a layer for minimizing thermal expansion stress between the second semiconductor layer 140 and the conductive support layer 180 rather than the light emitting structure.
- At least one thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be formed in at least one of a partial region between the second semiconductor layer 140 and the conductive support layer 180 or a partial region inside the conductive support layer 180.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 in FIG. 1 is illustrated as being formed inside the conductive support layer 180, but is not limited thereto, and may be formed between the barrier layer 160 and the conductive support layer 180.
- the barrier layer 160 may be formed between the reflective layer 150 and the conductive support layer 180.
- thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is intended to minimize thermal expansion stress between a layer having a high coefficient of thermal expansion and a layer having a low coefficient of thermal expansion
- a material having a small coefficient of thermal expansion for example, has a thermal expansion coefficient similar to that of a layer having a small coefficient of thermal expansion.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is any one of Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, spin-on-glass (SOG), Ni, Co, Cu, Fe, Mn or It may be made of at least one compound, but is not limited thereto, and may include all materials and compounds capable of minimizing thermal expansion stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the light emitting structure and the conductive support layer 180.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be made of two or more compounds such as NiCo, NiCu, NiFe, NiMo, NiMoCr, NiCr, NiFeCu, NiCoMn, NiCrFe, and NiCrMoCu.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is formed on a portion of the conductive support layer 180 or in an interior thereof, and may have a first pattern shape that is patterned in a predetermined shape, or may have a second pattern shape. It may be.
- the second pattern shape may refer to a pattern shape in which only a part of the outer region of the conductive support layer 180 is patterned and the inner area is formed of a single shape layer.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 has a first pattern shape
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 has a width and an interval between patterns
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 has a second pattern shape
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 illustrated in FIG. 1 corresponds to a case in which one layer is formed by a first pattern shape patterned in a predetermined shape.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 has a width (W) and the interval of 5 ⁇ 400 [um], the height (h) may be formed to less than half the height of the conductive support layer.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer may have various first pattern shapes, as shown in FIGS. 7 and 8.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed by separating a plurality of square patterns at a predetermined distance from each other based on the center of the device, and forming a predetermined number of grid patterns.
- a pattern for a shape or a square shape of the device may be formed only in an outer region of the device, or at least one polygonal pattern shape may be formed.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer may have a pattern shape corresponding to the shape of the semiconductor device, wherein the pattern shape includes at least one circular pattern or at least one corresponding to the shape of the semiconductor device.
- the above-described polygonal pattern may be formed, and the circular pattern and the polygonal pattern may be formed to be spaced apart by a predetermined interval based on the center of the semiconductor device.
- the circular pattern and the polygonal pattern may include at least one or more linear patterns connecting the spaced patterns in a state formed by being spaced apart by a predetermined interval.
- the pattern shape corresponding to the shape of the semiconductor device is not limited to the circular pattern and the polygonal pattern, and may have a shape including a circle and a polygon, or may have a shape including polygons of different shapes.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be formed by a layer having at least one first pattern shape (hereinafter, referred to as a 'first thermal expansion stress buffer barrier layer'), and at least one second pattern. It may be formed by a layer having a shape (hereinafter referred to as a 'second thermal expansion stress buffer barrier layer'), and the layer having at least one or more first pattern shapes is spaced apart from the layer having at least one second pattern shape. It may be formed in multiple layers formed or continuous.
- This thermal expansion stress buffer barrier layer 170 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to another exemplary embodiment of the present invention, and illustrates a form in which a sealing unit 220 is added to the configuration of FIG. 1.
- the sealing part 220 is formed on both sides of the reflective layer 150, and is formed between the light emitting structure 210 and a portion of the conductive support layer 180 and the barrier layer 160. do.
- the sealing unit 220 protects the semiconductor device periphery in a semiconductor device manufacturing process having a vertical structure, and prevents various chemical solutions used in the semiconductor device manufacturing process from penetrating into the reflective layer 150.
- the sealing unit 220 may prevent the chemical solution from penetrating into the reflective layer 150, thereby preventing the leakage current and the characteristics of the semiconductor device from deteriorating.
- the upper portion of the light emitting structure 210 illustrated in FIG. 2 is illustrated in an uneven form, this is only one embodiment for improving light emission efficiency, and the upper shape of the light emitting structure is not limited to the uneven form.
- FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is formed in the conductive support layer 180, and the layer 310 patterned in the first pattern shape and the layer 320 patterned in the second pattern shape. It is composed of two layers.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is composed of two layers including one layer of the first thermal expansion stress buffer barrier layer 310 and one layer of the second thermal expansion stress buffer barrier layer 320.
- the second thermal expansion stress buffer barrier layer 320 may be formed to have an area smaller than the area of the conductive support layer 180.
- the two layers 310 and 320 shown in FIG. 3 may be formed together in one process or may be formed in two processes, respectively.
- the two layers 310 and 320 constituting the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be formed in opposite positions.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 includes two layers including one layer of the second thermal expansion stress buffer barrier layer 410 and one layer of the first thermal expansion stress buffer barrier layer 420. It is done.
- the two layers shown in FIGS. 3 and 4 may be formed by the same single material or the same compound.
- FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is formed inside the conductive support layer 180, and the two first thermal expansion stress buffer barrier layers 510 and 530 and the second thermal expansion stress of one layer are formed.
- the buffer barrier layer 520 is formed continuously.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 in FIG. 5 includes the first-first thermal expansion stress buffer barrier layer 510, the second thermal expansion stress buffer barrier layer 520, and the 1-2 thermal expansion stress buffer barrier layer 530. ) Has a multilayer structure formed sequentially.
- first-first thermal expansion stress buffer barrier layer 510 and the first-second thermal expansion stress buffer barrier layer 530 may have the same pattern shape or may have different pattern shapes.
- the 1-1 thermal expansion stress buffer barrier layer 510, the second thermal expansion stress buffer barrier layer 520, and the 1-2 thermal expansion stress buffer barrier layer 530 are also formed of the same material or the same compound. It can be formed by.
- FIG. 6 illustrates a cross-sectional view of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention, in which the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is formed in an outer region of an upper portion of the conductive support layer 180.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be formed in the upper outer region of the conductive support layer 180 and may have a shape surrounding the upper outer region of the conductive support layer 180.
- the height and width of the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be determined in consideration of the difference in thermal expansion coefficient between the light emitting structure 210 and the conductive support layer 180.
- thermal expansion stress buffer barrier layer 170 having a shape surrounding the upper outer region of the conductive support layer is illustrated in FIG. 6, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 having the same shape is not limited thereto. 180 may be formed inside.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer of the present invention is formed by at least one of the at least one first thermal expansion stress buffer barrier layer and the at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer, thereby providing an example of the thermal expansion coefficient of the light emitting structure.
- the thermal expansion coefficient of the light emitting structure For example, GaN thermal expansion coefficient and the conductive support layer, for example, by minimizing the thermal expansion stress that can be generated by the difference of the Cu thermal expansion coefficient and thereby minimize the stress generated during package assembly or current application by the difference in thermal expansion coefficient semiconductor device The performance of the semiconductor device can be improved, and thus the optical properties and reliability of the semiconductor device can be improved.
- FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention
- FIGS. 10 to 12 are cross-sectional views illustrating an embodiment of a process of the method of manufacturing the semiconductor device of FIG. 1. .
- a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a substrate 1010, for example, a first type having a predetermined thickness using epitaxial growth on an sapphire substrate or an SiC substrate, for example, N.
- a type first semiconductor layer 1020 is formed (S1010).
- the active layer 1030 and the second semiconductor layer 1040 are sequentially formed on the first semiconductor layer 1020 (S920 and S930).
- the second semiconductor layer 1040 may be a second type, for example, a P type semiconductor layer having a predetermined thickness formed using epitaxial growth.
- the conductive support layer 1070 including the thermal expansion stress buffer barrier layer 1080 is formed on the formed light emitting structure (S940).
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 1080 is included on the barrier layer 1060.
- the conductive support layer 1070 may be formed.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed in a predetermined pattern on at least one of the conductive support layer or inside the thermal expansion stress buffer barrier layer, and the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed between two layers having different thermal expansion coefficients. Or to minimize thermal expansion stress between the second semiconductor layer and the conductive support layer, and preferably to minimize thermal expansion stress between the thermal expansion coefficient of GaN included in the light emitting structure and the thermal expansion coefficient of Cu forming the conductive support layer.
- the thermal expansion stress buffer barrier layer 1080 may be formed of at least one of Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, spin-on-glass (SOG), Ni, Co, Cu, Fe, and Mn. It may be formed of the above compound, and may include at least one of a first thermal expansion stress buffer barrier layer having a first pattern shape patterned in a predetermined shape and a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a predetermined second pattern shape. . That is, the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed of a plurality of layers in which at least one or more first thermal expansion stress buffer barrier layers and at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer are spaced apart from each other, or at least one first thermal expansion stress. It may be formed of only the buffer barrier layer, or may be formed of only at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer.
- the first thermal expansion stress buffer barrier layer formed by step S940 may have a width and a spacing of 5 to 400 [um] and a height less than half the height of the conductive support layer, and at least one or more shapes corresponding to the shape of the semiconductor device. It may be formed in a circular pattern or at least one polygonal pattern.
- the pattern shape of the first thermal expansion stress buffer barrier layer may be a pattern shape in which various shapes are mixed, or may be a pattern shape in which one shape is repeated.
- step S940 after forming a part 1071 of the conductive support layer, the thermal expansion stress buffer barrier layer is patterned and etched in a pattern shape of the first thermal expansion stress buffer barrier layer, and illustrated in FIG. 11. As described above, after the first thermal expansion stress buffer barrier layer 1080 is formed in the etched region, the remaining portion of the conductive support layer is formed thereon to form the conductive support layer 1070 including the thermal expansion stress buffer barrier layer 1080. do.
- the conductive support layer 1070 is formed, as shown in FIGS. 11 and 12, after the process of separating the substrate 1010 and the first semiconductor layer 1020, the upper surface of the first semiconductor layer 1020 is formed.
- An electrode layer 1090 for supplying power to the semiconductor device is formed in steps S950 and S960.
- the method of separating the substrate 1010 and the first semiconductor layer 1020 is a laser lift off (LLO) method, a laser having a specific frequency band that can pass through the substrate 1010
- LLO laser lift off
- the laser beam transmitted through the substrate 1010 is absorbed by the interface between the substrate 1010 and the first semiconductor layer 1020 to generate heat, thereby causing the substrate 1010 and the first semiconductor layer ( The interface between the 1020 may be melted to separate the substrate 1010 and the first semiconductor layer 1020.
- a chemical lift off (CLO) method using a chemical reaction of the boundary material between the substrate and the first semiconductor layer may be used.
- a semiconductor device includes a conductive support layer; A first semiconductor layer of a first type formed on the conductive support layer; A second semiconductor layer of a second type; An active layer positioned between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; And at least one thermal expansion stress buffer barrier layer formed in a predetermined pattern shape on at least one of the top or the inside of the conductive support layer to minimize thermal expansion stress between the conductive support layer and the first semiconductor layer.
- the stress buffer barrier layer includes a first thermal expansion stress buffer barrier layer having a first pattern shape patterned in a predetermined shape or a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a second pattern shape, wherein the thermal expansion stress buffer barrier layer is at least one.
- first thermal expansion stress buffer barrier layer and the at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer are formed in a spaced apart or continuous multiple layer, thereby providing a thermal expansion coefficient between the light emitting structure and the conductive support layer in a vertical structure semiconductor device. The difference minimizes the stress that can occur during package assembly and current application.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Disclosed are a semiconductor device and a method for manufacturing same. The semiconductor device according to one embodiment of the present invention comprises: a conductive support layer; a first semiconductor layer of a first type formed on the conductive support layer; a second semiconductor layer of a second type; an active layer interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; and at least one barrier layer, which is a buffer for thermal expansion stress, formed into a predetermined shape pattern either on or inside the conductive support layer so as to minimize the thermal expansion stress between the conductive support layer and the first semiconductor layer. The barrier layer, which is a buffer for thermal expansion stress, includes a first barrier layer, which is a buffer for thermal expansion stress, having a first shape pattern which is patterned into a predetermined shape, or a second barrier layer, which is a buffer for thermal expansion stress, having a second shape pattern. The barrier layer, which is a buffer for thermal expansion stress, is configured such that at least one first barrier layer, which is a buffer for thermal expansion stress, and at least one second barrier layer, which is a buffer for thermal expansion stress, are spaced apart from each other or formed into a continuous double layer. Thus, in the semiconductor device having a vertical structure, stresses which may be caused due to the difference of thermal expansion coefficients between a light-emitting structure and the conductive support layer during package assembly and application of current can be minimized.
Description
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직구조 반도체 소자에 있어서, 발광 구조물 예를 들어, 발광소자(LED)와 도전성 지지층 간의 열팽창계수 차이로 인해 패키지 조립과 전류 인가 시 발생될 수 있는 스트레스를 최소화할 수 있는 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a vertical structure semiconductor device, which may be generated during package assembly and current application due to a difference in thermal expansion coefficient between a light emitting structure, for example, a light emitting device (LED) and a conductive support layer. A semiconductor device capable of minimizing stress and a method of manufacturing the same.
반도체 발광소자(Light Emitting Diode, LED)는 전류가 가해지면 p,n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 소자이다. 이러한 LED는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 및 반복적인 전원 단속에 대한 높은 공차 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역에서 발광이 가능한 III족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.A light emitting diode (LED) is a semiconductor device capable of generating light of various colors based on recombination of electrons and holes at a junction portion of a p and n type semiconductor when current is applied thereto. These LEDs have a number of advantages over filament based light emitting devices, such as long life, low power, excellent initial driving characteristics, high vibration resistance, and high tolerance for repetitive power interruptions. In recent years, group III nitride semiconductors capable of emitting light in a blue short wavelength region have been in the spotlight.
이러한 III족 질화물 반도체를 이용한 발광소자를 구성하는 질화물 단결정은 사파이어 또는 SiC 기판과 같이 특정의 단결정 성장용 기판 상에서 형성된다. 하지만, 사파이어와 같이 절연성 기판을 사용하는 경우에는 전극의 배열에 큰 제약을 받게 된다. 즉, 종래의 질화물 반도체 발광소자는 전극이 수평방향으로 배열되는 것이 일반적이므로, 전류흐름이 협소 해지게 된다. 이러한 협소한 전류 흐름으로 인해, 발광소자의 순방향 전압이 증가하여 전류효율이 저하되며, 이와 더불어 정전기 방전(Electrostatic discharge)에 취약해지는 문제가 있다.The nitride single crystal constituting the light emitting device using the group III nitride semiconductor is formed on a specific single crystal growth substrate, such as a sapphire or SiC substrate. However, in the case of using an insulating substrate such as sapphire, the arrangement of electrodes is greatly limited. That is, in the conventional nitride semiconductor light emitting device, since the electrodes are generally arranged in the horizontal direction, the current flow becomes narrow. Due to such a narrow current flow, the forward voltage of the light emitting device is increased to decrease the current efficiency, and at the same time, there is a problem of being vulnerable to electrostatic discharge.
상기 문제를 해결하기 위해서, 수직구조를 갖는 질화물 반도체 발광소자가 요구된다. 하지만, 수직구조를 갖는 질화물 반도체 발광소자는 그 상하면에 전극을 형성하기 위해서는, 사파이어와 같은 절연성 예비기판을 제거하는 공정이 수반되어야 한다.In order to solve the above problem, a nitride semiconductor light emitting device having a vertical structure is required. However, in order to form an electrode on the upper and lower surfaces of the nitride semiconductor light emitting device having a vertical structure, a process of removing an insulating preliminary substrate such as sapphire should be involved.
종래 기술에 따른 발광구조물로부터 사파이어 예비기판을 제거하는 공정은, 질화물 단결정 발광구조물 상에 도전성 접착층을 사용하여 도전성 지지기판(또는 도전성 지지층)을 부착한 후, 레이저 리프트오프 공정(Laser lift-off)에 의해 사파이어 예비기판을 제거하는 방식이다.In the process of removing the sapphire preliminary substrate from the light emitting structure according to the prior art, after attaching a conductive support substrate (or conductive support layer) using a conductive adhesive layer on the nitride single crystal light emitting structure, a laser lift-off process (Laser lift-off) By removing the sapphire preliminary substrate.
하지만, 발광 구조물을 구성하는 주요 물질인 GaN 단결정의 열팽창계수는 실온에서 약 3.17×10-6/K 이고, 도전성 지지기판으로 주로 사용되는 구리의 열팽창계수는 약 16.6×10-6/K 로서, GaN 단결정의 열팽창계수와 도전성 지지기판의 열팽창계수가 큰 차이를 보이므로, 발광 구조물과 도전성 지지기판 간에 열팽창 스트레스가 발생하게 된다.However, the thermal expansion coefficient of GaN single crystal, which is the main material constituting the light emitting structure, is about 3.17 × 10 −6 / K at room temperature, and the thermal expansion coefficient of copper mainly used as the conductive support substrate is about 16.6 × 10 −6 / K. Since the thermal expansion coefficient of the GaN single crystal and the conductive support substrate show a large difference, thermal expansion stress is generated between the light emitting structure and the conductive support substrate.
이러한 열팽창 스트레스에 의하여 GaN 단결정층 특히, 활성층의 내부양자효율 등의 성능이 저하되며, 이에 따라 종래 기술에 따른 수직구조 질화물 반도체 발광소자의 광학적 특성 및 신뢰성 저하를 가져오는 문제가 있다.Due to such thermal expansion stress, the performance of the internal quantum efficiency of the GaN single crystal layer, in particular, the active layer, is degraded, and thus there is a problem that the optical characteristics and reliability of the vertical nitride semiconductor light emitting device according to the prior art are degraded.
따라서, 발광 구조물과 도전성 지지기판 간의 열팽창계수 차이로 인해 발생할 수 있는 스트레스를 최소화할 수 있는 기법의 필요성이 대두된다.Therefore, there is a need for a technique capable of minimizing the stress that may occur due to the difference in thermal expansion coefficient between the light emitting structure and the conductive support substrate.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 수직구조 반도체 소자에 있어서, 발광 구조물과 도전성 지지층 간의 열팽창계수 차이로 인해 패키지 조립과 전류 인가 시 발생될 수 있는 스트레스를 최소화할 수 있는 반도체 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is derived to solve the problems of the prior art as described above, in the vertical structure semiconductor device, due to the difference in thermal expansion coefficient between the light emitting structure and the conductive support layer can minimize the stress that can be generated during package assembly and current application. An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same.
구체적으로, 본 발명은 도전성 지지층과 발광 구조물 사이 또는 도전성 지지층 내부에 두 층간의 열팽창 스트레스를 최소화할 수 있는 적어도 하나 이상의 완충 물질을 추가함으로써, 완충 물질에 의하여 발광 구조물과 도전성 지지층 간의 열팽창 스트레스를 최소화시킬 수 있고, 이에 따라 반도체 소자의 구동 및 반도체 소자를 패키지에 조립할 때 발생되는 열에 의한 스트레스를 최소화할 수 있다. Specifically, the present invention minimizes thermal expansion stress between the light emitting structure and the conductive support layer by the buffer material by adding at least one buffer material capable of minimizing thermal expansion stress between the conductive support layer and the light emitting structure or between the two layers within the conductive support layer. Accordingly, the stress due to heat generated when driving the semiconductor device and assembling the semiconductor device into the package can be minimized.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자는 도전성 지지층; 상기 도전성 지지층 상부에 형성되는 제1 타입의 제1 반도체층; 제2 타입의 제2 반도체층; 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 위치하는 활성층; 및 상기 도전성 지지층과 상기 제1 반도체층 간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위해, 상기 도전성 지지층의 상부 또는 내부 중 적어도 하나에 미리 결정된 패턴 형상으로 형성되는 적어도 하나 이상의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함한다.In order to achieve the above object, the semiconductor device according to an embodiment of the present invention comprises a conductive support layer; A first semiconductor layer of a first type formed on the conductive support layer; A second semiconductor layer of a second type; An active layer positioned between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; And at least one thermal expansion stress buffer barrier layer formed in a predetermined pattern shape on at least one of the top or the inside of the conductive support layer to minimize thermal expansion stress between the conductive support layer and the first semiconductor layer.
상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, SOG(spin-on-glass), Ni, Co, Cu, Fe, Mn 중 어느 하나의 물질 또는 적어도 하나 이상의 화합물로 이루어질 수 있다.The thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed of any one of Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, SOG (spin-on-glass), Ni, Co, Cu, Fe, Mn, or at least one compound. Can be done.
상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 일정 모양으로 패턴된 제1 패턴 형상을 가지는 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층 또는 제2 패턴 형상을 가지는 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함할 수 있다.The thermal expansion stress buffer barrier layer may include a first thermal expansion stress buffer barrier layer having a first pattern shape patterned in a predetermined shape or a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a second pattern shape.
상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 적어도 하나 이상의 상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층에 의해 형성될 수도 있고, 적어도 하나 이상의 상기 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층에 의해 형성될 수도 있으며, 적어도 하나 이상의 상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층과 적어도 하나 이상의 상기 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층이 이격되어 형성되거나 연속되는 복층으로 형성될 수도 있다.The thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed by at least one or more first thermal expansion stress buffer barrier layers, or may be formed by at least one or more second thermal expansion stress buffer barrier layers, and at least one or more first thermal expansion. The stress buffer barrier layer and the at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer may be spaced apart from each other, or may be formed in a plurality of continuous layers.
상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 폭과 간격이 5~400[um]이고, 높이는 상기 도전성 지지층의 높이의 반 이하일 수 있다.The first thermal expansion stress buffer barrier layer may have a width and an interval of 5 to 400 [um], and a height may be less than or equal to half the height of the conductive support layer.
상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 반도체 소자의 모양에 대응되는 적어도 하나 이상의 원형 패턴 또는 적어도 하나 이상의 다각형 패턴을 가질 수 있다.The first thermal expansion stress buffer barrier layer may have at least one circular pattern or at least one polygonal pattern corresponding to the shape of the semiconductor device.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법은 제1 타입의 제1 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1 반도체층 상부에 활성층을 형성하는 단계; 상기 활성층 상부에 제2 타입의 제2 반도체층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 반도체층 상부에 적어도 하나 이상의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함하는 도전성 지지층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 상이한 열팽창계수를 가지는 두 층간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위해, 상기 제2 반도체층과 상기 도전성 지지층의 사이 또는 상기 도전성 지지층의 내부 중 적어도 하나에 미리 결정된 패턴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes forming a first semiconductor layer of a first type; Forming an active layer on the first semiconductor layer; Forming a second semiconductor layer of a second type on the active layer; And forming a conductive support layer on the second semiconductor layer, the conductive support layer including at least one thermal expansion stress buffer barrier layer, wherein the thermal expansion stress buffer barrier layer minimizes thermal expansion stress between two layers having different thermal expansion coefficients. And a predetermined pattern shape between at least one of the second semiconductor layer and the conductive support layer or inside the conductive support layer.
본 발명에 따르면, 수직구조 반도체 소자의 발광 구조물과 도전성 지지층 예를 들어, 구리 지지층 간의 열팽창계수 차이로 인해 발생될 수 있는 열에 의한 응력 변화를 최소화하기 위하여, 도전성 지지층과 발광 구조물 사이 또는 도전성 지지층 내부에 두 층간의 열팽창 스트레스를 최소화할 수 있는 적어도 하나 이상의 완충 물질을 추가함으로써, 완충 물질에 의하여 발광 구조물과 도전성 지지층 간의 열팽창 스트레스를 최소화시킬 수 있고, 이에 따라 반도체 소자의 구동 및 반도체 소자를 패키지에 조립할 때 발생되는 열에 의한 응력 변화를 최소화할 수 있다.According to the present invention, in order to minimize the stress change due to heat that may be generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the light emitting structure and the conductive support layer of the vertical semiconductor device, for example, copper support layer, between the conductive support layer and the light emitting structure or inside the conductive support layer By adding at least one buffer material capable of minimizing thermal expansion stress between the two layers, the thermal expansion stress between the light emitting structure and the conductive support layer can be minimized by the buffer material, thereby driving the semiconductor device and the semiconductor device into the package. It is possible to minimize the stress change due to the heat generated during assembly.
나아가, 본 발명에 따르면, 발광 구조물과 도전성 지지층 간의 열팽창 스트레스를 최소화시킴으로써, 반도체 소자의 광학적 특성을 보다 향상시킬 수 있다.Furthermore, according to the present invention, by minimizing the thermal expansion stress between the light emitting structure and the conductive support layer, it is possible to further improve the optical characteristics of the semiconductor device.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것이다.1 illustrates a cross-sectional view of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것이다.2 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것이다.3 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것이다.4 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것이다.5 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것이다.6 is a sectional view of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명에서 제1 열팽창 스트레스 버퍼 패턴 배리어층에 대한 실시예들의 평면도를 나타낸 것이다.7 is a plan view of embodiments of the first thermal expansion stress buffer pattern barrier layer in the present invention.
도 8은 본 발명에서 제1 열팽창 스트레스 버퍼 패턴 배리어층에 대한 다른 실시예들의 평면도를 나타낸 것이다.8 is a plan view of other embodiments of the first thermal expansion stress buffer pattern barrier layer in the present invention.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.9 is a flowchart illustrating an operation of a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 10 내지 도 12는 도 1의 반도체 소자 제조 방법의 공정 과정을 설명하기 위한 일 실시예 단면도를 나타낸 것이다.10 to 12 illustrate cross-sectional views of one embodiment for describing a process of the method of manufacturing the semiconductor device of FIG. 1.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자는 도전성 지지층; 상기 도전성 지지층 상부에 형성되는 제1 타입의 제1 반도체층; 제2 타입의 제2 반도체층; 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 위치하는 활성층; 및 상기 도전성 지지층과 상기 제1 반도체층 간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위해, 상기 도전성 지지층의 상부 또는 내부 중 적어도 하나에 미리 결정된 패턴 형상으로 형성되는 적어도 하나 이상의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함한다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a conductive support layer; A first semiconductor layer of a first type formed on the conductive support layer; A second semiconductor layer of a second type; An active layer positioned between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; And at least one thermal expansion stress buffer barrier layer formed in a predetermined pattern shape on at least one of the top or the inside of the conductive support layer to minimize thermal expansion stress between the conductive support layer and the first semiconductor layer.
상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, SOG(spin-on-glass), Ni, Co, Cu, Fe, Mn 중 어느 하나의 물질 또는 적어도 하나 이상의 화합물로 이루어질 수 있다.The thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed of any one of Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, SOG (spin-on-glass), Ni, Co, Cu, Fe, Mn, or at least one compound. Can be done.
상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 일정 모양으로 패턴된 제1 패턴 형상을 가지는 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층 또는 제2 패턴 형상을 가지는 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함할 수 있다.The thermal expansion stress buffer barrier layer may include a first thermal expansion stress buffer barrier layer having a first pattern shape patterned in a predetermined shape or a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a second pattern shape.
상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 적어도 하나 이상의 상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층에 의해 형성될 수도 있고, 적어도 하나 이상의 상기 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층에 의해 형성될 수도 있으며, 적어도 하나 이상의 상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층과 적어도 하나 이상의 상기 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층이 이격되어 형성되거나 연속되는 복층으로 형성될 수도 있다.The thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed by at least one or more first thermal expansion stress buffer barrier layers, or may be formed by at least one or more second thermal expansion stress buffer barrier layers, and at least one or more first thermal expansion. The stress buffer barrier layer and the at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer may be spaced apart from each other, or may be formed in a plurality of continuous layers.
상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 폭과 간격이 5~400[um]이고, 높이는 상기 도전성 지지층의 높이의 반 이하일 수 있다.The first thermal expansion stress buffer barrier layer may have a width and an interval of 5 to 400 [um], and a height may be less than or equal to half the height of the conductive support layer.
상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 반도체 소자의 모양에 대응되는 적어도 하나 이상의 원형 패턴 또는 적어도 하나 이상의 다각형 패턴을 가질 수 있다.The first thermal expansion stress buffer barrier layer may have at least one circular pattern or at least one polygonal pattern corresponding to the shape of the semiconductor device.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법은 제1 타입의 제1 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1 반도체층 상부에 활성층을 형성하는 단계; 상기 활성층 상부에 제2 타입의 제2 반도체층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 반도체층 상부에 적어도 하나 이상의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함하는 도전성 지지층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 상이한 열팽창계수를 가지는 두 층간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위해, 상기 제2 반도체층과 상기 도전성 지지층의 사이 또는 상기 도전성 지지층의 내부 중 적어도 하나에 미리 결정된 패턴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes forming a first semiconductor layer of a first type; Forming an active layer on the first semiconductor layer; Forming a second semiconductor layer of a second type on the active layer; And forming a conductive support layer on the second semiconductor layer, the conductive support layer including at least one thermal expansion stress buffer barrier layer, wherein the thermal expansion stress buffer barrier layer minimizes thermal expansion stress between two layers having different thermal expansion coefficients. And a predetermined pattern shape between at least one of the second semiconductor layer and the conductive support layer or inside the conductive support layer.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the term "comprises" and the like is intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features, numbers, steps It is to be understood that the present invention does not exclude in advance the possibility of the presence or the addition of operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 반도체 소자 및 그 제조 방법을 첨부된 도 1 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 12.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것이다.1 illustrates a cross-sectional view of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자는 전극층(110), 제1 반도체층(120), 활성층(130), 제2 반도체층(140), 반사층(150), 배리어층(160), 열팽창 스트레스(thermal stress) 버퍼 배리어층(170) 및 도전성 지지층(180)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the semiconductor device according to the present invention may include an electrode layer 110, a first semiconductor layer 120, an active layer 130, a second semiconductor layer 140, a reflective layer 150, a barrier layer 160, A thermal stress buffer barrier layer 170 and a conductive support layer 180 are included.
제1 반도체층(120)은 제1 타입의 반도체층으로, N 타입의 반도체층일 수 있으며, 일 예로 N 타입의 GaN층일 수 있다.The first semiconductor layer 120 may be a first type semiconductor layer, and may be an N type semiconductor layer. For example, the first semiconductor layer 120 may be an N type GaN layer.
이 때, 제1 반도체층(120)은 에피 성장(epitaxial growth)에 의하여 형성될 수 있다.In this case, the first semiconductor layer 120 may be formed by epitaxial growth.
활성층(130)은 제1 반도체층(120)의 일면에 접하여 형성되며, 발광 다이오드 반도체 소자의 발광 효율을 높이기 위하여 제1 반도체층(120)과 제2 반도체층(140) 사이에 형성된다.The active layer 130 is formed in contact with one surface of the first semiconductor layer 120, and is formed between the first semiconductor layer 120 and the second semiconductor layer 140 to increase the light emitting efficiency of the light emitting diode semiconductor device.
이때, 활성층(130)은 양자 우물접합층(MQW, multi-quantum well)으로 불리기도 한다.In this case, the active layer 130 may be referred to as a quantum well bonding layer (MQW).
제2 반도체층(140)은 제2 타입의 반도체층으로, P 타입의 반도체층일 수 있으며, 일 예로 P 타입의 GaN층일 수 있다.The second semiconductor layer 140 is a second type of semiconductor layer, which may be a P type semiconductor layer, and for example, may be a P type GaN layer.
이 때, 제2 반도체층(140) 또한 에피 성장(epitaxial growth)에 의하여 형성될 수 있다.In this case, the second semiconductor layer 140 may also be formed by epitaxial growth.
반사층(150)은 제2 반도체층(140)의 일면에 형성되며, 활성층(130)에서 발생되어 후방으로 진행하는 광을 전방으로 반사시키는 역할을 한다.The reflective layer 150 is formed on one surface of the second semiconductor layer 140 and serves to reflect the light generated in the active layer 130 and traveling backward.
배리어층(160)은 반사층(150)의 일면에 형성되며, 반사층(150)과 도전성 지지층(180) 간의 확산(diffusion)을 방지하기 위한 방지막으로, 상황에 따라 배리어층(160)은 형성되지 않을 수도 있다.The barrier layer 160 is formed on one surface of the reflective layer 150, and is a barrier layer for preventing diffusion between the reflective layer 150 and the conductive support layer 180. In some cases, the barrier layer 160 may not be formed. It may be.
도전성 지지층(180)은 반도체 소자의 기계적 지지를 제공하는 층으로, 배리어층(160)의 일면에 형성된다. 물론, 배리어층(160)이 반도체 소자에 형성되지 않은 경우에는, 반사층(150)의 일면에 형성될 수 있다.The conductive support layer 180 is a layer providing mechanical support of the semiconductor device and is formed on one surface of the barrier layer 160. Of course, when the barrier layer 160 is not formed on the semiconductor device, the barrier layer 160 may be formed on one surface of the reflective layer 150.
이 때, 도전성 지지층(180)은 전기 전도도 및 열 전도도가 높고, 기계적인 강도가 상대적으로 높은 금속, 예를 들어 구리 또는 구리 화합물 등이 이용 가능하다. In this case, the conductive support layer 180 may be formed of a metal having high electrical conductivity and thermal conductivity and having a relatively high mechanical strength, for example, copper or a copper compound.
또한, 도전성 지지층(180)은 전기적 도금 방법을 통하여 형성될 수 있으며, 밀도와 강도가 상이한 복수의 층으로 구성될 수도 있다.In addition, the conductive support layer 180 may be formed through an electroplating method, and may be composed of a plurality of layers having different densities and strengths.
전극층(110)은 제1 반도체층(120)의 다른 일면에 형성되며 반도체 소자에 전원을 인가하기 위한 층이다.The electrode layer 110 is formed on the other surface of the first semiconductor layer 120 and is a layer for applying power to the semiconductor device.
이때, 전극층(110)은 금속 및 금속 화합물을 이용하여 형성할 수 있다.In this case, the electrode layer 110 may be formed using a metal and a metal compound.
열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 상이한 열팽창계수(CTE; Coefficient of Thermal Expansion)를 가지는 두 층간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위한 층으로, 본 발명에서는 제1 반도체층(120), 활성층(130), 제2 반도체층(140)을 포함하는 발광 구조물과 도전성 지지층(180)의 열팽창계수 예를 들어, 표 1에 도시된 바와 같이 GaN과 Cu의 열팽창계수의 차이에 의한 스트레스를 최소화하기 위한 것이다. 상황에 따라 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 발광 구조물이 아닌 제2 반도체층(140)과 도전성 지지층(180) 간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위한 층일 수도 있다.The thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is a layer for minimizing thermal expansion stress between two layers having different coefficients of thermal expansion (CTE). In the present invention, the first semiconductor layer 120, the active layer 130, Thermal expansion coefficient of the light emitting structure including the second semiconductor layer 140 and the conductive support layer 180, for example, as shown in Table 1 to minimize the stress due to the difference in the thermal expansion coefficient of GaN and Cu. In some cases, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be a layer for minimizing thermal expansion stress between the second semiconductor layer 140 and the conductive support layer 180 rather than the light emitting structure.
이 때, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 제2 반도체층(140)과 도전성 지지층(180) 사이의 일부 영역 또는 도전성 지지층(180) 내부의 일부 영역 중 적어도 하나에 하나 이상 형성될 수 있다. 물론, 도 1에서의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 도전성 지지층(180) 내부에 형성되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정하지 않으며, 배리어층(160)과 도전성 지지층(180) 사이에 형성될 수도 있으며, 배리어층(160)이 구성되지 않은 경우에는 반사층(150)과 도전성 지지층(180) 사이에 형성될 수도 있다.In this case, at least one thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be formed in at least one of a partial region between the second semiconductor layer 140 and the conductive support layer 180 or a partial region inside the conductive support layer 180. Of course, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 in FIG. 1 is illustrated as being formed inside the conductive support layer 180, but is not limited thereto, and may be formed between the barrier layer 160 and the conductive support layer 180. When the barrier layer 160 is not configured, the barrier layer 160 may be formed between the reflective layer 150 and the conductive support layer 180.
열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 열팽창계수가 큰 층과 열팽창계수가 작은 층 간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위한 것이기 때문에 열팽창계수가 작은 물질 예를 들어, 열팽창계수가 작은 층의 물질과 유사한 열팽창계수를 가지는 물질을 열팽창계수가 큰 층 즉, 도전성 지지층(180) 내부 또는 상부에 형성함으로써, X축 방향(횡 방향)으로 스트레스 장벽을 두어 X축 방향으로의 열팽창 스트레스를 완충시키고, 이를 통해 응력을 분산시킬 수 있다.Since the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is intended to minimize thermal expansion stress between a layer having a high coefficient of thermal expansion and a layer having a low coefficient of thermal expansion, a material having a small coefficient of thermal expansion, for example, has a thermal expansion coefficient similar to that of a layer having a small coefficient of thermal expansion. By forming a material having a high thermal expansion coefficient in or on the conductive support layer 180, a stress barrier is provided in the X-axis direction (lateral direction) to buffer thermal expansion stress in the X-axis direction, thereby dispersing the stress. You can.
이 때, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, SOG(spin-on-glass), Ni, Co, Cu, Fe, Mn 중 어느 하나의 물질 또는 적어도 하나 이상의 화합물로 이루어질 수 있는데, 이에 한정하지 않으며 발광 구조물과 도전성 지지층(180) 간의 열팽창계수의 차이로 인한 열팽창 스트레스를 최소화할 수 있는 모든 물질과 화합물을 포함할 수 있다. 예컨대, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 NiCo, NiCu, NiFe, NiMo, NiMoCr, NiCr, NiFeCu, NiCoMn, NiCrFe, NiCrMoCu 등의 이원 이상의 화합물로 이루어질 수도 있다.In this case, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is any one of Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, spin-on-glass (SOG), Ni, Co, Cu, Fe, Mn or It may be made of at least one compound, but is not limited thereto, and may include all materials and compounds capable of minimizing thermal expansion stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the light emitting structure and the conductive support layer 180. For example, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be made of two or more compounds such as NiCo, NiCu, NiFe, NiMo, NiMoCr, NiCr, NiFeCu, NiCoMn, NiCrFe, and NiCrMoCu.
이런 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 도전성 지지층(180)의 상부 또는 내부의 일부 영역에 형성되는 것으로, 일정 모양으로 패턴(pattern)된 제1 패턴 형상을 가질 수도 있고, 제2 패턴 형상을 가질 수도 있다.The thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is formed on a portion of the conductive support layer 180 or in an interior thereof, and may have a first pattern shape that is patterned in a predetermined shape, or may have a second pattern shape. It may be.
이 때, 제2 패턴 형상은 도전성 지지층(180)의 일부 외곽 영역만이 패턴되고 내부 영역은 단일 형상의 층으로 형성되는 패턴 형상을 의미할 수 있다.In this case, the second pattern shape may refer to a pattern shape in which only a part of the outer region of the conductive support layer 180 is patterned and the inner area is formed of a single shape layer.
즉, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)이 제1 패턴 형상을 가지는 경우에는 패턴의 폭, 패턴간 간격을 가지고 있으며, 제2 패턴 형상을 가지는 경우에는 길이와 높이만을 가지게 된다.That is, when the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 has a first pattern shape, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 has a width and an interval between patterns, and when the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 has a second pattern shape, only the length and the height are provided.
도 1에 도시된 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 일정 모양으로 패턴된 제1 패턴 형상에 의해 형성된 하나의 층으로 이루어진 경우에 대한 것이다.The thermal expansion stress buffer barrier layer 170 illustrated in FIG. 1 corresponds to a case in which one layer is formed by a first pattern shape patterned in a predetermined shape.
여기서, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 폭(W)과 간격이 5~400[um]이고, 높이(h)는 도전성 지지층의 높이의 반 이하로 형성될 수 있다.Here, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 has a width (W) and the interval of 5 ~ 400 [um], the height (h) may be formed to less than half the height of the conductive support layer.
열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 다양한 제1 패턴 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 소자의 중심을 기준으로 복수의 사각형 패턴들이 일정 거리 간격으로 이격되어 형성될 수도 있고, 그리드(grid) 패턴들이 일정 개수만큼 형성될 수도 있으며, 소자의 외곽 영역에만 소자의 형상 또는 사각 형상에 대한 패턴이 형성될 수도 있고, 적어도 하나 이상의 다각형 패턴 형상이 형성될 수도 있다. 다른 일 예로, 도 8에 도시된 바와 같이, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 반도체 소자의 형상에 대응되는 패턴 형상을 가질 수 있는데, 패턴 형상은 반도체 소자의 모양에 대응되는 적어도 하나 이상의 원형 패턴 또는 적어도 하나 이상의 다각형 패턴일 수 있으며, 원형 패턴과 다각형 패턴이 반도체 소자의 중심을 기준으로 일정 간격만큼 이격되어 형성될 수 있다. 물론, 원형 패턴과 다각형 패턴이 일정 간격만큼 이격되어 형성된 상태에서 이격된 패턴들을 연결하는 적어도 하나 이상의 선형 패턴을 포함할 수도 있다.The thermal expansion stress buffer barrier layer may have various first pattern shapes, as shown in FIGS. 7 and 8. For example, as illustrated in FIG. 7, the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed by separating a plurality of square patterns at a predetermined distance from each other based on the center of the device, and forming a predetermined number of grid patterns. In addition, a pattern for a shape or a square shape of the device may be formed only in an outer region of the device, or at least one polygonal pattern shape may be formed. As another example, as shown in FIG. 8, the thermal expansion stress buffer barrier layer may have a pattern shape corresponding to the shape of the semiconductor device, wherein the pattern shape includes at least one circular pattern or at least one corresponding to the shape of the semiconductor device. The above-described polygonal pattern may be formed, and the circular pattern and the polygonal pattern may be formed to be spaced apart by a predetermined interval based on the center of the semiconductor device. Of course, the circular pattern and the polygonal pattern may include at least one or more linear patterns connecting the spaced patterns in a state formed by being spaced apart by a predetermined interval.
반도체 소자의 형상에 대응되는 패턴 형상이 원형 패턴과 다각형 패턴에 한정되는 것은 아니며, 원형과 다각형이 함께 포함된 형상을 가질 수도 있고, 서로 다른 형상의 다각형이 포함된 형상을 가질 수도 있다.The pattern shape corresponding to the shape of the semiconductor device is not limited to the circular pattern and the polygonal pattern, and may have a shape including a circle and a polygon, or may have a shape including polygons of different shapes.
이와 같이, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 적어도 하나 이상의 제1 패턴 형상을 가지는 층(이하, '제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층'이라 칭함)에 의해 형성될 수도 있고, 적어도 하나 이상의 제2 패턴 형상을 가지는 층(이하, '제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층'이라 칭함)에 의해 형성될 수도 있으며, 적어도 하나 이상의 제1 패턴 형상을 가지는 층과 적어도 하나 이상의 제2 패턴 형상을 가지는 층이 이격되어 형성되거나 연속되는 복층으로 형성될 수도 있다.As such, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be formed by a layer having at least one first pattern shape (hereinafter, referred to as a 'first thermal expansion stress buffer barrier layer'), and at least one second pattern. It may be formed by a layer having a shape (hereinafter referred to as a 'second thermal expansion stress buffer barrier layer'), and the layer having at least one or more first pattern shapes is spaced apart from the layer having at least one second pattern shape. It may be formed in multiple layers formed or continuous.
이런 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)에 대해 도 2 내지 도 6에서 상세히 설명한다.This thermal expansion stress buffer barrier layer 170 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것으로, 도 1에 대한 구성에 실링부(220)가 추가된 형태를 나타낸 것이다.2 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to another exemplary embodiment of the present invention, and illustrates a form in which a sealing unit 220 is added to the configuration of FIG. 1.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 실링부(220)는 반사층(150)의 양 옆에 형성되며, 발광 구조물(210)과, 도전성 지지층(180) 및 배리어층(160)의 일부 사이에 형성된다.That is, as shown in FIG. 2, the sealing part 220 is formed on both sides of the reflective layer 150, and is formed between the light emitting structure 210 and a portion of the conductive support layer 180 and the barrier layer 160. do.
이런, 실링부(220)는 수직 구조의 반도체 소자 제조 공정에서 반도체 소자 주변을 보호하는 것으로, 반도체 소자 제조 공정 시 사용되는 각종 화학 용액이 반사층(150)으로 침투하는 것으로 방지한다. 실링부(220)는 반사층(150)으로의 화학 용액 침투를 방지함으로써, 반도체 소자의 누설 전류와 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.The sealing unit 220 protects the semiconductor device periphery in a semiconductor device manufacturing process having a vertical structure, and prevents various chemical solutions used in the semiconductor device manufacturing process from penetrating into the reflective layer 150. The sealing unit 220 may prevent the chemical solution from penetrating into the reflective layer 150, thereby preventing the leakage current and the characteristics of the semiconductor device from deteriorating.
도 2에 도시된 발광 구조물(210) 상부가 요철 형태로 도시되었지만, 이는 발광 효율을 향상시키기 위한 하나의 일 실시예일 뿐 발광 구조물의 상부 형태가 요철 형태로 한정되는 것은 아니다.Although the upper portion of the light emitting structure 210 illustrated in FIG. 2 is illustrated in an uneven form, this is only one embodiment for improving light emission efficiency, and the upper shape of the light emitting structure is not limited to the uneven form.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것이다.3 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 도전성 지지층(180) 내부에 형성되고, 제1 패턴 형상으로 패턴된 층(310)과 제2 패턴 형상으로 패턴된 층(320)의 복층으로 구성된 것이다.As shown in FIG. 3, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is formed in the conductive support layer 180, and the layer 310 patterned in the first pattern shape and the layer 320 patterned in the second pattern shape. It is composed of two layers.
즉, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 한 층의 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(310)과 한 층의 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(320)으로 구성된 두 층으로 이루어진 것이다. 여기서, 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(320)은 도전성 지지층(180)의 면적보다 작은 면적으로 형성될 수 있다.That is, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is composed of two layers including one layer of the first thermal expansion stress buffer barrier layer 310 and one layer of the second thermal expansion stress buffer barrier layer 320. Here, the second thermal expansion stress buffer barrier layer 320 may be formed to have an area smaller than the area of the conductive support layer 180.
물론, 도 3에 도시된 두 층(310, 320)이 한 번의 공정으로 함께 형성될 수도 있고, 두 번의 공정에 의해 각각 형성될 수도 있다.Of course, the two layers 310 and 320 shown in FIG. 3 may be formed together in one process or may be formed in two processes, respectively.
이 때, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)을 구성하는 두 층(310, 320)은 도 4에 도시된 바와 같이, 그 위치가 반대로 형성될 수도 있다.In this case, as shown in FIG. 4, the two layers 310 and 320 constituting the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be formed in opposite positions.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 한 층의 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(410)과 한 층의 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(420)으로 구성된 두 층으로 이루어진 것이다.That is, as shown in FIG. 4, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 includes two layers including one layer of the second thermal expansion stress buffer barrier layer 410 and one layer of the first thermal expansion stress buffer barrier layer 420. It is done.
도 3과 도 4에 도시된 두 층은 동일한 하나의 물질 또는 동일한 화합물에 의해 형성될 수 있다.The two layers shown in FIGS. 3 and 4 may be formed by the same single material or the same compound.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것이다.5 is a sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 도전성 지지층(180) 내부에 형성되고, 두 층의 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(510, 530)과 한 층의 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(520)이 연속적으로 형성된다.As shown in FIG. 5, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is formed inside the conductive support layer 180, and the two first thermal expansion stress buffer barrier layers 510 and 530 and the second thermal expansion stress of one layer are formed. The buffer barrier layer 520 is formed continuously.
즉, 도 5에서의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 제1-1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(510), 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(520)과 제1-2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(530)이 순차적으로 형성된 복층 구조를 가지고 있다.That is, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 in FIG. 5 includes the first-first thermal expansion stress buffer barrier layer 510, the second thermal expansion stress buffer barrier layer 520, and the 1-2 thermal expansion stress buffer barrier layer 530. ) Has a multilayer structure formed sequentially.
이 때, 제1-1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(510)과 제1-2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(530)은 동일한 패턴 형상을 가질 수도 있고, 상이한 패턴 형상을 가질 수도 있다.In this case, the first-first thermal expansion stress buffer barrier layer 510 and the first-second thermal expansion stress buffer barrier layer 530 may have the same pattern shape or may have different pattern shapes.
도 5에 도시된 제1-1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(510), 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(520)과 제1-2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(530) 또한 동일한 하나의 물질 또는 동일한 화합물에 의해 형성될 수 있다.In FIG. 5, the 1-1 thermal expansion stress buffer barrier layer 510, the second thermal expansion stress buffer barrier layer 520, and the 1-2 thermal expansion stress buffer barrier layer 530 are also formed of the same material or the same compound. It can be formed by.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도를 나타낸 것으로, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)이 도전성 지지층(180)의 상부의 외곽 영역에 형성된 경우에 대한 것이다.6 illustrates a cross-sectional view of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention, in which the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 is formed in an outer region of an upper portion of the conductive support layer 180.
도 6에 도시된 바와 같이, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)은 도전성 지지층(180)의 상부 외곽 영역에 형성되며, 도전성 지지층(180)의 상부 외곽 영역을 둘러싼 형상을 가질 수 있다.As illustrated in FIG. 6, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be formed in the upper outer region of the conductive support layer 180 and may have a shape surrounding the upper outer region of the conductive support layer 180.
이 때, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)의 높이와 폭은 발광 구조물(210)과 도전성 지지층(180) 간의 열팽창계수 차이를 고려하여 결정될 수 있다.In this case, the height and width of the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 may be determined in consideration of the difference in thermal expansion coefficient between the light emitting structure 210 and the conductive support layer 180.
또한, 도 6에서 도전성 지지층의 상부 외곽 영역을 둘러싼 형상을 가지는 하나의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)을 도시하였지만, 이에 한정하지 않으며 동일 형상을 가지는 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(170)이 도전성 지지층(180) 내부에 형성될 수도 있다. In addition, although one thermal expansion stress buffer barrier layer 170 having a shape surrounding the upper outer region of the conductive support layer is illustrated in FIG. 6, the thermal expansion stress buffer barrier layer 170 having the same shape is not limited thereto. 180 may be formed inside.
상술한 바와 같이, 본 발명의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 적어도 하나 이상의 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층과 적어도 하나 이상의 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층 중 적어도 하나에 의해 형성됨으로써, 발광 구조물의 열팽창계수 예를 들어, GaN 열팽창계수와 도전성 지지층 예를 들어, Cu 열팽창계수의 차이에 의해 발생될 수 있는 열팽창 스트레스를 최소화시키고 이를 통해 열팽창계수 차이에 의해 패키지 조립 시 또는 전류 인가 시 발생되는 스트레스를 최소화하여 반도체 소자의 성능을 향상시킬 수 있으며, 따라서 반도체 소자의 광학적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, the thermal expansion stress buffer barrier layer of the present invention is formed by at least one of the at least one first thermal expansion stress buffer barrier layer and the at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer, thereby providing an example of the thermal expansion coefficient of the light emitting structure. For example, GaN thermal expansion coefficient and the conductive support layer, for example, by minimizing the thermal expansion stress that can be generated by the difference of the Cu thermal expansion coefficient and thereby minimize the stress generated during package assembly or current application by the difference in thermal expansion coefficient semiconductor device The performance of the semiconductor device can be improved, and thus the optical properties and reliability of the semiconductor device can be improved.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이고, 도 10 내지 도 12는 도 1의 반도체 소자 제조 방법의 공정 과정을 설명하기 위한 일 실시예 단면도를 나타낸 것이다.9 is a flowchart illustrating an operation of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 10 to 12 are cross-sectional views illustrating an embodiment of a process of the method of manufacturing the semiconductor device of FIG. 1. .
도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 방법은 기판(1010) 예를 들어, 사파이어 기판 또는 SiC 기판 상부에 에피 성장을 이용하여 일정 두께를 갖는 제1 타입 예를 들어, N 타입의 제1 반도체층(1020)을 형성한다(S1010).9 to 12, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a substrate 1010, for example, a first type having a predetermined thickness using epitaxial growth on an sapphire substrate or an SiC substrate, for example, N. A type first semiconductor layer 1020 is formed (S1010).
제1 반도체층(1020) 상부에 활성층(1030)과 제2 반도체층(1040)을 순차적으로 형성한다(S920, S930).The active layer 1030 and the second semiconductor layer 1040 are sequentially formed on the first semiconductor layer 1020 (S920 and S930).
이 때, 제2 반도체층(1040)은 에피 성장을 이용하여 형성된 일정 두께를 갖는 제2 타입 예를 들어, P 타입의 반도체층일 수 있다.In this case, the second semiconductor layer 1040 may be a second type, for example, a P type semiconductor layer having a predetermined thickness formed using epitaxial growth.
단계 S910 내지 S930 과정에 의하여 반도체 소자의 발광 구조물이 형성되면, 형성된 발광 구조물 상에 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(1080)을 포함하는 도전성 지지층(1070)을 형성한다(S940).When the light emitting structure of the semiconductor device is formed by the steps S910 to S930, the conductive support layer 1070 including the thermal expansion stress buffer barrier layer 1080 is formed on the formed light emitting structure (S940).
필요에 따라, 발광 구조물 즉, 제2 반도체층(1040) 상에 반사층(1050)과 배리어층(1060)을 순차적으로 형성한 후 배리어층(1060) 상부에 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(1080)을 포함하는 도전성 지지층(1070)을 형성할 수도 있다.If necessary, after the reflective layer 1050 and the barrier layer 1060 are sequentially formed on the light emitting structure, that is, the second semiconductor layer 1040, the thermal expansion stress buffer barrier layer 1080 is included on the barrier layer 1060. The conductive support layer 1070 may be formed.
이 때, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 도전성 지지층 상부 또는 내부 중 적어도 하나에 미리 결정된 패턴 형상으로 형성될 수 있으며, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 상이한 열팽창계수를 가지는 두 층간 예를 들어, 발광 구조물과 도전성 지지층, 또는 제2 반도체층과 도전성 지지층 간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위한 것으로, 바람직하게는 발광 구조물에 포함된 GaN의 열팽창계수와 도전성 지지층을 형성하는 Cu의 열팽창계수 간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위한 것이다.In this case, the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed in a predetermined pattern on at least one of the conductive support layer or inside the thermal expansion stress buffer barrier layer, and the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed between two layers having different thermal expansion coefficients. Or to minimize thermal expansion stress between the second semiconductor layer and the conductive support layer, and preferably to minimize thermal expansion stress between the thermal expansion coefficient of GaN included in the light emitting structure and the thermal expansion coefficient of Cu forming the conductive support layer.
이런 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(1080)은 Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, SOG(spin-on-glass), Ni, Co, Cu, Fe, Mn 중 어느 하나의 물질 또는 적어도 하나 이상의 화합물로 형성될 수 있으며, 일정 모양으로 패턴된 제1 패턴 형상을 가지는 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층과 미리 결정된 제2 패턴 형상을 가지는 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 적어도 하나 이상의 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층과 적어도 하나 이상의 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층이 이격되어 형성되거나 연속되는 복층으로 형성될 수도 있고, 적어도 하나 이상의 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층만으로 형성될 수도 있으며, 적어도 하나 이상의 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층만으로 형성될 수도 있다.The thermal expansion stress buffer barrier layer 1080 may be formed of at least one of Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, spin-on-glass (SOG), Ni, Co, Cu, Fe, and Mn. It may be formed of the above compound, and may include at least one of a first thermal expansion stress buffer barrier layer having a first pattern shape patterned in a predetermined shape and a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a predetermined second pattern shape. . That is, the thermal expansion stress buffer barrier layer may be formed of a plurality of layers in which at least one or more first thermal expansion stress buffer barrier layers and at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer are spaced apart from each other, or at least one first thermal expansion stress. It may be formed of only the buffer barrier layer, or may be formed of only at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer.
단계 S940에 의해 형성되는 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 폭과 간격이 5~400[um], 높이가 도전성 지지층의 높이의 반 이하로 형성될 수 있으며, 반도체 소자의 모양에 대응되는 적어도 하나 이상의 원형 패턴 또는 적어도 하나 이상의 다각형 패턴으로 형성될 수 있다. 물론, 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층의 패턴 형상은 다양한 형상이 혼합된 패턴 형상일 수도 있고, 한가지의 모양이 반복되는 패턴 형상일 수도 있다.The first thermal expansion stress buffer barrier layer formed by step S940 may have a width and a spacing of 5 to 400 [um] and a height less than half the height of the conductive support layer, and at least one or more shapes corresponding to the shape of the semiconductor device. It may be formed in a circular pattern or at least one polygonal pattern. Of course, the pattern shape of the first thermal expansion stress buffer barrier layer may be a pattern shape in which various shapes are mixed, or may be a pattern shape in which one shape is repeated.
단계 S940는 도 10에 도시된 바와 같이, 도전성 지지층의 일부(1071)를 형성한 후 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층 여기서는, 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층의 패턴 형상으로 패턴하여 식각하고, 도 11에 도시된 바와 같이, 식각된 영역에 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(1080)을 형성한 후 그 상부에 도전성 지지층의 나머지 일부를 형성하여 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층(1080)을 포함하는 도전성 지지층(1070)을 형성한다.In step S940, as shown in FIG. 10, after forming a part 1071 of the conductive support layer, the thermal expansion stress buffer barrier layer is patterned and etched in a pattern shape of the first thermal expansion stress buffer barrier layer, and illustrated in FIG. 11. As described above, after the first thermal expansion stress buffer barrier layer 1080 is formed in the etched region, the remaining portion of the conductive support layer is formed thereon to form the conductive support layer 1070 including the thermal expansion stress buffer barrier layer 1080. do.
도전성 지지층(1070)이 형성되면 도 11과 도 12에 도시된 바와 같이, 기판(1010)과 제1 반도체층(1020)을 분리하는 공정을 수행한 후 제1 반도체층(1020)의 다른 일면 상부에 반도체 소자에 전원을 공급하기 위한 전극층(1090)을 형성한다(S950, S960).When the conductive support layer 1070 is formed, as shown in FIGS. 11 and 12, after the process of separating the substrate 1010 and the first semiconductor layer 1020, the upper surface of the first semiconductor layer 1020 is formed. An electrode layer 1090 for supplying power to the semiconductor device is formed in steps S950 and S960.
이 때, 기판(1010)과 제1 반도체층(1020)을 분리하는 방법은 레이저 리프트 오프(LLO, Laser Lift Off) 방법으로, 기판(1010)을 투과할 수 있는 특정 주파수 대역의 레이저를 기판(1010)에 조사하면, 기판(1010)을 투과한 레이저가 기판(1010)과 제1 반도체층(1020) 사이의 경계면에 흡수되어 열이 발생하고, 이로 인해 기판(1010)과 제1 반도체층(1020) 사이의 경계면이 용융되어 기판(1010)과 제1 반도체층(1020)이 분리될 수 있다. 물론, 기판(1010)과 제1 반도체층(1020)을 분리하는 방법으로, 기판과 제1 반도체층 간의 경계 물질의 화학적 반응을 이용하는 화학적 리프트 오프(CLO, Chemical Lift Off) 방법을 사용할 수도 있다.At this time, the method of separating the substrate 1010 and the first semiconductor layer 1020 is a laser lift off (LLO) method, a laser having a specific frequency band that can pass through the substrate 1010 When irradiated to the 1010, the laser beam transmitted through the substrate 1010 is absorbed by the interface between the substrate 1010 and the first semiconductor layer 1020 to generate heat, thereby causing the substrate 1010 and the first semiconductor layer ( The interface between the 1020 may be melted to separate the substrate 1010 and the first semiconductor layer 1020. Of course, as a method of separating the substrate 1010 and the first semiconductor layer 1020, a chemical lift off (CLO) method using a chemical reaction of the boundary material between the substrate and the first semiconductor layer may be used.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents and equivalents of the claims, as well as the following claims, will fall within the scope of the present invention. .
반도체 소자 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자는 도전성 지지층; 상기 도전성 지지층 상부에 형성되는 제1 타입의 제1 반도체층; 제2 타입의 제2 반도체층; 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 위치하는 활성층; 및 상기 도전성 지지층과 상기 제1 반도체층 간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위해, 상기 도전성 지지층의 상부 또는 내부 중 적어도 하나에 미리 결정된 패턴 형상으로 형성되는 적어도 하나 이상의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함하고, 상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 일정 모양으로 패턴된 제1 패턴 형상을 가지는 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층 또는 제2 패턴 형상을 가지는 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함하며, 상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은 적어도 하나 이상의 상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층과 적어도 하나 이상의 상기 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층이 이격되어 형성되거나 연속되는 복층으로 형성됨으로써, 수직구조 반도체 소자에 있어서, 발광 구조물과 도전성 지지층 간의 열팽창계수 차이로 인해 패키지 조립과 전류 인가 시 발생될 수 있는 스트레스를 최소화할 수 있다. Disclosed are a semiconductor device and a method of manufacturing the same. A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a conductive support layer; A first semiconductor layer of a first type formed on the conductive support layer; A second semiconductor layer of a second type; An active layer positioned between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; And at least one thermal expansion stress buffer barrier layer formed in a predetermined pattern shape on at least one of the top or the inside of the conductive support layer to minimize thermal expansion stress between the conductive support layer and the first semiconductor layer. The stress buffer barrier layer includes a first thermal expansion stress buffer barrier layer having a first pattern shape patterned in a predetermined shape or a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a second pattern shape, wherein the thermal expansion stress buffer barrier layer is at least one. Wherein the first thermal expansion stress buffer barrier layer and the at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer are formed in a spaced apart or continuous multiple layer, thereby providing a thermal expansion coefficient between the light emitting structure and the conductive support layer in a vertical structure semiconductor device. The difference minimizes the stress that can occur during package assembly and current application.
Claims (14)
- 도전성 지지층;Conductive support layer;상기 도전성 지지층 상부에 형성되는 제1 타입의 제1 반도체층;A first semiconductor layer of a first type formed on the conductive support layer;제2 타입의 제2 반도체층;A second semiconductor layer of a second type;상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 위치하는 활성층; 및An active layer positioned between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; And상기 도전성 지지층과 상기 제1 반도체층 간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위해, 상기 도전성 지지층의 상부 또는 내부 중 적어도 하나에 미리 결정된 패턴 형상으로 형성되는 적어도 하나 이상의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층At least one thermal expansion stress buffer barrier layer formed in a predetermined pattern shape on at least one of the top or the inside of the conductive support layer to minimize thermal expansion stress between the conductive support layer and the first semiconductor layer.을 포함하는 반도체 소자.Semiconductor device comprising a.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The thermal expansion stress buffer barrier layerPt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, SOG(spin-on-glass), Ni, Co, Cu, Fe, Mn 중 어느 하나의 물질 또는 적어도 하나 이상의 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.A semiconductor device comprising any one of Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, spin-on-glass (SOG), Ni, Co, Cu, Fe, Mn, or at least one compound .
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The thermal expansion stress buffer barrier layer일정 모양으로 패턴된 제1 패턴 형상을 가지는 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층 또는 제2 패턴 형상을 가지는 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And a first thermal expansion stress buffer barrier layer having a first pattern shape patterned in a predetermined shape or a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a second pattern shape.
- 제3항에 있어서,The method of claim 3,상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The thermal expansion stress buffer barrier layer적어도 하나 이상의 상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And at least one first thermal expansion stress buffer barrier layer.
- 제3항에 있어서,The method of claim 3,상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The thermal expansion stress buffer barrier layer적어도 하나 이상의 상기 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer.
- 제3항에 있어서,The method of claim 3,상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The thermal expansion stress buffer barrier layer적어도 하나 이상의 상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층과 적어도 하나 이상의 상기 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층이 이격되어 형성되거나 연속되는 복층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And at least one of the first thermal expansion stress buffer barrier layers and the at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer are formed in a plurality of layers which are spaced apart or continuous.
- 제3항에 있어서,The method of claim 3,상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The first thermal expansion stress buffer barrier layer폭과 간격이 5~400[um]이고, 높이는 상기 도전성 지지층의 높이의 반 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 소자.A width and an interval are 5 to 400 [um], and a height is less than half of the height of the said conductive support layer, The semiconductor element characterized by the above-mentioned.
- 제3항에 있어서,The method of claim 3,상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The first thermal expansion stress buffer barrier layer반도체 소자의 모양에 대응되는 적어도 하나 이상의 원형 패턴 또는 적어도 하나 이상의 다각형 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자. A semiconductor device comprising at least one circular pattern or at least one polygonal pattern corresponding to the shape of the semiconductor device.
- 제1 타입의 제1 반도체층을 형성하는 단계;Forming a first semiconductor layer of a first type;상기 제1 반도체층 상부에 활성층을 형성하는 단계;Forming an active layer on the first semiconductor layer;상기 활성층 상부에 제2 타입의 제2 반도체층을 형성하는 단계; 및Forming a second semiconductor layer of a second type on the active layer; And상기 제2 반도체층 상부에 적어도 하나 이상의 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함하는 도전성 지지층을 형성하는 단계Forming a conductive support layer on the second semiconductor layer, the conductive support layer including at least one thermal expansion stress buffer barrier layer;를 포함하고,Including,상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The thermal expansion stress buffer barrier layer상이한 열팽창계수를 가지는 두 층간의 열팽창 스트레스를 최소화하기 위해, 상기 제2 반도체층과 상기 도전성 지지층의 사이 또는 상기 도전성 지지층의 내부 중 적어도 하나에 미리 결정된 패턴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.In order to minimize thermal expansion stress between the two layers having different coefficients of thermal expansion, semiconductor device manufacturing, characterized in that formed in a predetermined pattern shape between at least one of the second semiconductor layer and the conductive support layer or the inside of the conductive support layer Way.
- 제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The thermal expansion stress buffer barrier layerPt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, SOG(spin-on-glass), Ni, Co, Cu, Fe, Mn 중 어느 하나의 물질 또는 적어도 하나 이상의 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.A semiconductor characterized in that it is formed of any one of Pt, Ti, W, Mo, Cr, SiOx, SiNx, spin-on-glass (SOG), Ni, Co, Cu, Fe, Mn, or at least one compound Device manufacturing method.
- 제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The thermal expansion stress buffer barrier layer일정 모양으로 패턴된 제1 패턴 형상을 가지는 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층 또는 제2 패턴 형상을 가지는 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a first pattern shape patterned in a predetermined shape or a second thermal expansion stress buffer barrier layer having a second pattern shape.
- 제11항에 있어서,The method of claim 11,상기 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The thermal expansion stress buffer barrier layer적어도 하나 이상의 상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층과 적어도 하나 이상의 상기 제2 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층이 이격되어 형성되거나 연속되는 복층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And at least one of the first thermal expansion stress buffer barrier layer and the at least one second thermal expansion stress buffer barrier layer are formed in a plurality of layers which are spaced apart or continuous.
- 제11항에 있어서,The method of claim 11,상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The first thermal expansion stress buffer barrier layer폭과 간격이 5~400[um], 높이가 상기 도전성 지지층의 높이의 반 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.The semiconductor device manufacturing method characterized in that the width and the spacing is 5 to 400 [um], the height is less than half the height of the conductive support layer.
- 제11항에 있어서,The method of claim 11,상기 제1 열팽창 스트레스 버퍼 배리어층은The first thermal expansion stress buffer barrier layer반도체 소자의 모양에 대응되는 적어도 하나 이상의 원형 패턴 또는 적어도 하나 이상의 다각형 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.Method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that formed in at least one circular pattern or at least one polygonal pattern corresponding to the shape of the semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2012/011496 WO2014104419A1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Semiconductor device, and method for manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2012/011496 WO2014104419A1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Semiconductor device, and method for manufacturing same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2014104419A1 true WO2014104419A1 (en) | 2014-07-03 |
Family
ID=51021468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/KR2012/011496 WO2014104419A1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Semiconductor device, and method for manufacturing same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2014104419A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002124473A (en) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor substrate |
JP2004247753A (en) * | 2004-04-15 | 2004-09-02 | Toyoda Gosei Co Ltd | GaN SYSTEM SEMICONDUCTOR |
KR100684537B1 (en) * | 2005-08-09 | 2007-02-20 | (주)큐엠씨 | Light emitting diode and method of fabricating the same |
KR20070071915A (en) * | 2005-12-30 | 2007-07-04 | 서울옵토디바이스주식회사 | Gallium nitride-based compound semiconductor and method of manufacturing the same |
KR20080041338A (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-13 | 주식회사 실트론 | Compound semiconductor substrate grown on metal layer, method for manufacturing the same, and compound semiconductor device using the same |
-
2012
- 2012-12-26 WO PCT/KR2012/011496 patent/WO2014104419A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002124473A (en) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor substrate |
JP2004247753A (en) * | 2004-04-15 | 2004-09-02 | Toyoda Gosei Co Ltd | GaN SYSTEM SEMICONDUCTOR |
KR100684537B1 (en) * | 2005-08-09 | 2007-02-20 | (주)큐엠씨 | Light emitting diode and method of fabricating the same |
KR20070071915A (en) * | 2005-12-30 | 2007-07-04 | 서울옵토디바이스주식회사 | Gallium nitride-based compound semiconductor and method of manufacturing the same |
KR20080041338A (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-13 | 주식회사 실트론 | Compound semiconductor substrate grown on metal layer, method for manufacturing the same, and compound semiconductor device using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2019093533A1 (en) | Light-emitting diode unit for display comprising plurality of pixels and display device having same | |
KR102531884B1 (en) | Display device and method for forming the same | |
WO2016080710A1 (en) | Electrode assembly comprising micro-led elements and method for manufacturing same | |
WO2017014564A1 (en) | Display device and method for manufacturing same | |
WO2016153213A1 (en) | Light emitting diode package and lighting device | |
WO2016056750A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
WO2012077884A1 (en) | Method of fabricating semiconductor device using gang bonding and semiconductor device fabricated by the same | |
WO2015190722A1 (en) | Light emitting element and lighting device | |
WO2011145850A2 (en) | High efficiency light emitting diode and method of fabricating the same | |
WO2009145465A2 (en) | Light emitting device and manufacturing method for same | |
WO2016105146A1 (en) | Light emitting diode and light emitting diode array comprising same | |
WO2017014512A1 (en) | Light-emitting element | |
WO2009120044A2 (en) | Light-emitting element and a production method therefor | |
WO2016153218A1 (en) | Light emitting diode, light emitting diode package containing same, and lighting device containing package | |
WO2020036423A1 (en) | Light-emitting device | |
WO2010114250A2 (en) | Light emitting device having plurality of light emitting cells and method of fabricating the same | |
WO2010011074A2 (en) | Light emitting diode and method of manufacturing the same, and light emitting device and method of manufacturing the light emitting device. | |
WO2012023662A1 (en) | Light emitting diode having multi-cell structure and manufacturing method thereof | |
WO2015147390A1 (en) | Light emitting diode and manufacturing method therefor | |
WO2017138707A1 (en) | High-power light-emitting diode and light-emitting module having same | |
WO2013015472A1 (en) | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same | |
WO2016003205A1 (en) | Light emitting element | |
WO2019098577A1 (en) | Bulb type light source | |
WO2016195286A1 (en) | Light-emitting diode | |
EP3652792A1 (en) | Light emitting diode and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12890814 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12890814 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |