질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조방법 document_id A220623039841

본 발명은 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 발광효율을 향상시킬 수 있는 오믹성 투명 전극을 가지는 질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 각종 발광 소자를 제작하는데 이용되는 III-V족 화합물 반도체는 고속 및 고온 전자제품들, 광 방출기 및 광 검출기 등의 응용제품들에서 우수한 성능을 제공한다. 특히, 질화갈륨계 화합물 반도체에 포함되어 있는 갈륨 나이트라이드(GaN)는 청색 레이저 및 청색 파장의 스펙트럼을 방출하는 발광 다이오드에 요구되는 밴드갭을 가지고 있어, 이에 대한 연구가 많이 진행되어 왔으며, 그 사용이 증가하고 있다. 또한, 알루미늄 나이트라이드(AlN), 인디움 나이트라이드(InN) 및 갈륨 나이트라이드(GaN)의 얼로이(alloy)는 가시영역 전범위에 걸친 스펙트럼을 제공한다. 질화물계 화합물 반도체 예를 들면 질화갈륨(GaN) 반도체를 이용한 발광다이오드 또는 레이저 다이오드와 같은 발광소자를 구현하기 위해서는 반도체와 N형 및 P형 전극간의 오믹접촉 구조가 매우 중요하다. 이러한 질화물계 발광소자 중, 발광다이오드는 탑-에미트형 발광다이오드(top-emitting light emitting diodes; TLEDS)와 플립칩 발광다이오드(flip-chip light emitting diodes: FCLEDS)로 분류된다. 종래의 경우 N형 전극을 형성할 때 N형 질화갈륨의 노출된 영역에 Au의 확산을 방지하기 위해 Ti 또는 Cr을 약 200 ∼ 1000Å의 두께로 증착한 후 전극 재료로 Au를 약 3000Å ∼ 20000Å의 두께로 증착하고 활성화를 위해 RTA(Rapid Thermal Annealing)로 약 400 ∼ 600℃의 열처리를 수행하여 오믹성 투명 전극을 형성하였다. 그러나, Ti 또는 Cr은 전극 재료인 Au보다 비저항이 높고 열처리 후 저항의 변화는 거의 없으며 계면에 확산으로 Au가 질화갈륨으로 확산하는 것을 방지하는데 안정적인 배리어(Barrier) 역할을 하지 못한다. 따라서, 중간에 다시 Ni이나 Pd를 사용하는 추가 확산 방지층을 증착해서 사용하기도 한다. 또한, Ti 또는 Cr은 Au 또는 질화갈륨과 같이 안정한 고용체나 특정한 상(phase)을 형성하지 않음에 따라 저항이 상승하고 구동 전압이 증가하게 되어 신뢰성에도 나쁜 영향을 미쳐 저전압 및 고신뢰성이 요구되는 제품에는 적용이 어려운 문제점이 있다.