수직형 발광소자 제조 방법 document_id A220623047704

III-V족 화합물 반도체는 고속 및 고온 전자제품들, 광 방출기 및 광 검출기 등의 응용제품들에서 우수한 성능을 제공한다. 특히, 질화물 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 제공하여 다양한 발광소자에 사용된다. 일반적으로, 발광소자는 제 1 도전형 반도체층과 제 2 도전형 반도체층 및 이들 반도체층 사이에 개재된 활성층을 갖는 발광 다이오드를 구비한다. 활성층에서 전자와 정공의 재결합에 의해 광이 발생되어 외부로 방출된다. 최근, 전자와 정공의 재결합 거리를 단축하여 발광 다이오드 내에서 에너지 손실을 감소시키기 위한 수직형 발광소자(vertical LED)가 개시된 바 있다. 종래에 이러한 수직형 발광소자를 제작하는 방법에는 일반적으로 웨이퍼 본딩 방식에 의한 방법과 도금 방식에 의한 방법이 있다. 웨이퍼 본딩 방식에 의한 수직형 발광 소자의 제조방법은 도 1a 내지 도 1e에 도시된 바와 같이 기판(11)위에 버퍼층, 언도프트 반도체층, 제 1 반도체층, 활성층, 제 2 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층(12)을 형성하고(도 1a), 그 위에 오믹 전극층(13)을 형성한다(도 1b). 이후, 오믹 전극층(13)위에 웨이퍼(14)를 본딩한 후(도 1c), LLO(Laser lift Off) 기법에 의해 기판(11)에 레이저를 조사함으로써 버퍼층을 분해하여 기판(11)을 분리해내고(도 1d), 전극(15)을 형성한다(도 1e). 그러나, 이와 같이 웨이퍼 본딩 방식을 이용하여 수직형 발광소자를 제작하는 경우 LLO(Laser lift Off) 공정시 기판(11)과 화합물 반도체층(12)사이에 발생한 충격파를 완충시켜 주는 층이 존재하지 않아 화합물 반도체층에 크랙이 발생하는 등의 물리적인 손상이 많이 발생된다. 한편, 도금 방식에 의한 수직형 발광 소자의 제조방법은 도 2a 내지 도 2e에 도시된 바와 같이 기판(21)위에 버퍼층, 언도프트 반도체층, 제 1 반도체층, 활성층, 제 2 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층(22)을 형성하고(도 2a), 그 위에 오믹 전극층(23)을 형성한다(도 2b). 이후, 오믹 전극층(23)위에 메탈(24)을 도금한 후(도 2c), LLO(Laser lift Off) 기법에 의해 기판(21)에 레이저를 조사함으로써 버퍼층을 분해하여 기판(21)을 분리해 낸다(도 2d). 이후 전극을 형성하는 공정을 수행하게 된다. 이와 같이 도금 방식을 이용하여 수직형 발광소자를 제작하는 경우 LLO(Laser lift Off) 공정시 도금된 메탈(24)이 완충 역할을 하여 화합물 반도체층(22)에 물리적 손상을 완화시켜 준다. 그러나, 기판(21)을 제거한 후 도금된 메탈(24)과 화합물 반도체층(22) 및 오믹 전극층(23)사이의 열팽창 계수 차로 인하여 도 2e에 도시된 바와 같이 화합물 반도체층(22)의 휨이 심해서 후속 공정을 수행하는데 불편한 문제점이 있다.