(57)【要約】  本発明は、基板と、前記基板上に形成された窒化物半導体層と、前記窒化物半導体層上に形成されたＩＴＯマスクパターンと、前記窒化物半導体層及びＩＴＯマスクパターン上に横方向成長により形成されたＮ型半導体層と、前記Ｎ型半導体層上に形成されたＰ型半導体層と、を備えることを特徴とする発光ダイオードを提供する。本発明は、窒化物半導体発光ダイオードにおいて、横方向成長により窒化物半導体層を形成することにより、結晶欠陥を減少させ、半導体層の結晶性を向上させることができる。これにより、発光ダイオードの性能を向上させ、信頼性を確保することができる。特に、横方向成長のためのマスクパターンとして、電気伝導度の高いＩＴＯを用いることにより、電流拡散特性を改善し、発光効率を向上させることができるという長所がある。
2009525607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された窒化物半導体層と、
前記窒化物半導体層上に形成されたＩＴＯマスクパターンと、
前記窒化物半導体層及びＩＴＯマスクパターン上に横方向成長により形成されたＮ型半導体層と、
前記Ｎ型半導体層上に形成されたＰ型半導体層と、
を備えることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
前記ＩＴＯマスクパターンは、ストライブ状または格子状構造を有することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記窒化物半導体層は、前記ＩＴＯマスクパターンに沿って部分エッチングされた凹凸を有することを特徴とする請求項１または２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記基板と窒化物半導体層との間に、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含むバッファ層をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の発光ダイオード。
【請求項５】
基板上に窒化物半導体層を形成するステップと、
前記窒化物半導体層上にＩＴＯマスクパターンを形成するステップと、
前記窒化物半導体層及びＩＴＯマスクパターン上に横方向成長によりＮ型半導体層を形成するステップと、
前記Ｎ型半導体層上にＰ型半導体層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項６】
前記ＩＴＯマスクパターンを形成するステップ以降、
前記ＩＴＯマスクパターンをエッチングマスクとして、前記窒化物半導体層の所定の部分をエッチングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項７】
前記基板と窒化物半導体層との間に、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含むバッファ層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５または６に記載の発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード及びその製造方法に関し、より詳しくは、窒化物半導体発光ダイオードにおいて、横方向成長を用いて結晶欠陥を減らし、電流拡散特性を改善し、発光効率を向上させることができる発光ダイオード及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、既存の電球または蛍光灯に比べて、低消耗電力、長寿命であり、狭小な空間に設置可能であり、振動に強いという特性を示す。このような発光ダイオードは、消耗電力の節減と耐久性の側面で優れた特性を有するので、表示素子及びバックライトとして用いられており、最近、これを一般照明用途に適用するための研究が盛んに進められている。
【０００３】
前記化合物半導体のうち、窒化物系半導体物質は、可視光線及びＵＶ領域に対して優れた発光特性を示しており、高出力、高周波電子素子においても用いられる。特に、窒化ガリウム（ＧａＮ）は、常温で３．４ｅＶの直接遷移型バンドギャップを有し、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のような物質と組み合わせて、１．９ｅＶ（ＩｎＮ）から３．４ｅＶ（ＧａＮ）、６．２ｅＶ（ＡｌＮ）まで直接エネルギーバンドギャップを有することにより、可視光から紫外線領域まで、広波長領域の光を放出することができ、光素子の応用可能性が極めて大きな物質である。
【０００４】
窒化物半導体は、一般に、サファイアや炭化ケイ素のような異種基板上において成長される。しかしながら、窒化物半導体と異種基板との間の格子定数及び熱膨張係数の差が大きく、良質の窒化物半導体薄膜の成長が極めて困難である実状である。
【０００５】
図１は、従来の窒化物半導体発光ダイオードを示す概略断面図である。
図１を参照すると、発光ダイオードは、基板１と、前記基板１上に形成されたバッファ層２と、前記バッファ層２上に順次形成されたＮ型半導体層３と、活性層４と、Ｐ型半導体層５と、を備える。
【０００６】
前記活性層４の上部及び下部にそれぞれ形成されたＰ型及びＮ型半導体層５、３は、活性層４に電流を供給し、活性層４を発光させる。一般に、窒化ガリウム半導体発光ダイオードにおいて、前記Ｐ型半導体層５としては、マグネシウム（Ｍｇ）がドープされたＧａＮ半導体化合物を用い、前記Ｎ型半導体層３としては、シリコン（Ｓｉ）がドープされたＧａＮ半導体化合物を用いる。
【０００７】
このような発光ダイオードは、ＡｌＮまたは低温のＧａＮのバッファ層を形成した後、窒化物半導体薄膜を成長させる方法として、大きな格子定数及び熱膨張係数の不整合度を緩和させることができた。それにもかかわらず、バッファ層は、基板との格子定数及び熱膨張係数の不整合度による結晶欠陥を有し、その結晶欠陥は、そのまま窒化物半導体薄膜に伝達され、約１０９／ｃｍ２の貫通転位を含み、これにより、高品質の窒化物半導体薄膜を形成するのに依然として困難があった。
【０００８】
結晶欠陥を減少させるためのまた他の方法として、横方向成長により窒化物半導体薄膜を成長させる方法が開示されている。
選択横方向成長（Epitaxial Lateral Overgrowth：ＥＬＯ）工程は、窒化物半導体薄膜が、サファイア、シリコン、炭化ケイ素等の異種物質基板上において、マスクまたは基板のパターンに沿って選択的に垂直、水平成長し、水平成長領域で貫通転位が遮断されるこ
とにより、表面への浸透を抑制することができる。例えば、マスクパターンが形成された場合、マスクのパターンに沿って窒化物半導体薄膜の横方向成長が行われ、マスクパターンが形成された部分は、欠陥の伝播が抑制される。ＰＥＮＤＥＯエピタキシー(PE)、カンチレバーエピタキシー(CE)、ＬＥＰＳ(Lateral Epitaxy on Patterned Sapphire )等の技術も、全て水平成長を通じて、貫通転位が表面に浸透することを抑制する技術であって、前記ＥＬＯ技術から変形されたものである。
【０００９】
従来、発光ダイオードは、このような選択横方向成長工程の際、ＳｉＯ２またはＳｉＮ等の絶縁物質を用いてマスクパターンを形成した。しかしながら、このような絶縁物質のマスクパターンは、Ｎ型半導体層の電流の流れに何らの影響を及ぼさず、かえって絶縁特性により電流の流れを塞ぐ恐れがある。これにより、従来、発光ダイオードは、電流拡散特性が悪く、発光効率の低下を引き起こすという短所があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した問題点を解決するためのものであり、窒化物半導体発光ダイオードにおいて、横方向成長工程を用いて、窒化物半導体層の結晶欠陥を減少させ、ＩＴＯパターンを形成することにより、優れた電流拡散特性が得られる発光ダイオード及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明は、基板と、前記基板上に形成された窒化物半導体層と、前記窒化物半導体層上に形成されたＩＴＯマスクパターンと、前記窒化物半導体層及びＩＴＯマスクパターン上に横方向成長により形成されたＮ型半導体層と、前記Ｎ型半導体層上に形成されたＰ型半導体層と、を備えることを特徴とする発光ダイオードを提供する。
【００１２】
前記ＩＴＯマスクパターンは、ストライブ状または格子状構造を有してもよく、前記窒化物半導体層は、前記ＩＴＯマスクパターンに沿って部分エッチングされた凹凸を有してもよい。
【００１３】
前記基板と窒化物半導体層との間に、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含むバッファ層をさらに有してもよい。
本発明は、基板上に窒化物半導体層を形成するステップと、前記窒化物半導体層上にＩＴＯマスクパターンを形成するステップと、前記窒化物半導体層及びＩＴＯマスクパターン上に横方向成長によりＮ型半導体層を形成するステップと、前記Ｎ型半導体層上にＰ型半導体層を形成するステップと、を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法を提供する。
【００１４】
前記ＩＴＯマスクパターンを形成するステップ以降、前記ＩＴＯマスクパターンをエッチングマスクとして、前記窒化物半導体層の所定の部分をエッチングするステップをさらに含んでもよい。
【００１５】
前記基板と窒化物半導体層との間に、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含むバッファ層を形成するステップをさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、窒化物半導体発光ダイオードにおいて、横方向成長により窒化物半導体層を形成することにより、結晶欠陥を減少させ、半導体層の結晶性を向上させることができる
。これにより、発光ダイオードの性能を向上させ、信頼性を確保することができる。
【００１７】
特に、横方向成長のためのマスクパターンとして、電気伝導度の高いＩＴＯを用いることにより、電流拡散特性を改善し、発光効率を向上させることができるという長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付した図面に基づき、本発明の実施例について詳述する。しかし、本発明は、以下に開示される実施例に限定されず、相違なる多様な形で具現され、単に本実施例は本発明の開示を完全にし、当業者に発明の範疇を完全に報せるために提供されるものである。図面において、同一の符号は、同一の要素を示す。
【００１９】
図２は、本発明による窒化物半導体発光ダイオードを説明するための概略断面図である。
図２を参照すると、発光ダイオードは、基板１０と、基板１０上に形成された窒化物半導体層２０と、前記窒化物半導体層２０上に形成されたマスクパターン３０と、前記窒化物半導体層２０及びマスクパターン３０上に横方向成長により形成されたＮ型半導体層４０と、前記Ｎ型半導体層４０上に形成された活性層５０と、Ｐ型半導体層６０と、を備える。前記マスクパターン３０としては、電気伝導度の高いＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いる。
【００２０】
窒化物半導体は、一般に、サファイアや炭化ケイ素のような異種基板上において成長される。しかしながら、窒化物半導体と異種基板との間の格子定数及び熱膨張係数の差が大きいので、良質の窒化物半導体薄膜の成長が極めて困難である。したがって、本発明は、横方向成長により窒化物半導体薄膜を形成することにより、結晶欠陥を減少させようとする。特に、前記横方向成長のためのマスクパターンとして電気伝導度が高いＩＴＯを用いて、優れた電流拡散特性が得られる。
【００２１】
前記基板１０は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）またはシリコン（Ｓｉ）等が用いられる。
前記窒化物半導体層２０は、非ドープの窒化物半導体層である。前記窒化物半導体層２０は、前記マスクパターン３０に沿って部分エッチングされた凹凸をさらに有してもよい。
【００２２】
前記窒化物半導体層２０上に形成されるマスクパターン３０は、上述したようにＩＴＯを用いる。これは、図３に示すように、ストライプ状構造に形成され、または、図４に示すように、格子状構造に形成されてもよい。しかしながら、前記マスクパターン３０の構造は、これに限定されず、多様に形成されてもよい。
【００２３】
前記窒化物半導体層２０及びマスクパターン３０上に横方向成長により形成される前記Ｎ型半導体層４０は、電子が生成する層であって、Ｎ型不純物が注入された窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いることが好ましく、これに限定されず、多様な半導体性質の物質層が可能である。
【００２４】
前記活性層５０は、所定のバンドギャップを有し、量子井戸が作られ、電子及び正孔が再結合される領域であって、ＩｎＧａＮを含んで形成されてもよい。活性層５０をなす物質の種類により、電子及び正孔が結合して発生する発光波長が変化する。したがって、目標とする波長に応じて、活性層５０に含まれる半導体材料を調節することが好ましい。
【００２５】
また、前記Ｐ型半導体層６０は、正孔が生成する層であって、Ｐ型不純物がドープされ
た窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いることが好ましく、これに限定されず、多様な半導体性質の物質層が可能である。
【００２６】
本発明の発光ダイオードは、上述した説明に限定されず、素子の特性及び工程の便宜により、前記物質層が省略及び変更され、または多様な物質層が加えられてもよい。例えば、前記基板１０と窒化物半導体層２０との間に、基板１０と後続層の格子不整合を減らすために、バッファ層（図示せず）をさらに有してもよい。前記バッファ層は、半導体材料である窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含んで形成されてもよい。また、光効率を増加させるために、さらに大きなエネルギーバンドギャップを有するＡｌＧａＮ等のＰ型クラッド層を、前記活性層５０とＰ型半導体層６０との間にさらに構成してもよい。
【００２７】
また、図面には、前記マスクパターン３０が形成された窒化物半導体層２０上に、横方向成長により形成されたＮ型半導体層４０を有するが、半導体薄膜の結晶性をさらに向上させるために、前記マスクパターン３０が形成された窒化物半導体層２０とＮ型半導体層４０との間に、別途の窒化物半導体層をさらに有してもよい。
【００２８】
このように本発明の発光ダイオードは、横方向成長により窒化物半導体層を形成することにより、結晶欠陥を減少させ、半導体薄膜の結晶性を向上させることができる。これにより、発光ダイオードの性能を向上させ、信頼性を確保することができる。また、横方向成長のためのマスクパターンとして、電気伝導度の高いＩＴＯを用いることにより、電流拡散特性を改善し、発光効率を向上させることができるという長所がある。
【００２９】
図５乃至図８は、本発明による発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
図５を参照すると、基板１０上に窒化物半導体層２０を形成する。
【００３０】
前記基板１０は、発光ダイオードを作製するための通常のウエハを指すものであって、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＬｉＡｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＡｌＮ及びＧａＮの少なくともいずれか一つのの基板１０を用いる。本実施例は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる結晶成長基板１０を用いる。
【００３１】
前記基板１０上に後続層を結晶成長させるとき、基板１０と後続層の格子不整合を減らすためのバッファ層（図示せず）を形成することができる。バッファ層は、半導体材料である窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含んで形成する。
【００３２】
前記窒化物半導体層２０は、非ドープの窒化物半導体層であり、窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いることができる。
図６を参照すると、前記窒化物半導体層２０上に、ＩＴＯからなるマスクパターン３０を形成する。このため、前記窒化物半導体層２０上に、所定の蒸着工程によりＩＴＯ層を形成する。前記ＩＴＯ層上に感光膜を塗布した後、所定のマスクを用いたフォトリソグラフィーエッチング工程により感光膜パターンを形成する。前記感光膜パターンをエッチングマスクとするエッチング工程を行い、前記ＩＴＯ層の一部を除去することにより、マスクパターン３０を形成することができる。
【００３３】
このようなマスクパターン３０は、図３に示すように、ストライプ状構造に形成してもよい。また、電流拡散効果をさらに高めるために、図４に示すように、多数のストライプが全て連結された格子状構造に形成してもよい。勿論、上述したマスクパターンは、これに限定されず、極めて多様に形成してもよい。
【００３４】
図７を参照すると、前記マスクパターン３０が形成された窒化物半導体層２０上に、Ｎ型半導体層４０を形成する。このため、前記窒化物半導体層２０及びマスクパターン３０上に横方向成長により形成された半導体層に、Ｎ型不純物を注入し、Ｎ型半導体層４０を形成する。
【００３５】
前記Ｎ型半導体層４０は、電子が生成する層であって、Ｎ型化合物半導体層とＮ型クラッド層で形成することができる。この際、Ｎ型化合物半導体層は、Ｎ型不純物がドープされているＧａＮを用いることが好ましく、これに限定されず、多様な半導体性質の物質層が可能である。
【００３６】
マスクパターン３０が形成されないことにより、露出している窒化物半導体層２０の表面には半導体薄膜が成長し、前記マスクパターン３０では横方向成長が行われ、全体的に平坦な表面を有するＮ型半導体層４０を形成することができる。この際、前記マスクパターン３０が形成された領域は、前記窒化物半導体層２０からの結晶欠陥の伝達が抑制され、横方向成長により結晶欠陥が存在しない。
【００３７】
このように横方向成長により形成されるＮ型半導体層４０は、結晶欠陥が減少され、高品質の半導体薄膜に形成され得る。
または、前記ＩＴＯのマスクパターン３０を形成し、前記マスクパターン３０をエッチングマスクとして、前記窒化物半導体層２０の所定の部分をエッチングした後、Ｎ型半導体層４０を形成することもできる。この場合、Ｎ型半導体層４０の形成時、エッチングされた窒化物半導体層２０の側面から横方向成長が行われて上部に成長され、マスクパターン３０の上部でも横方向成長が行われる。したがって、横方向成長により結晶欠陥を減少させることができる効果がある。
【００３８】
図８を参照すると、前記Ｎ型半導体層４０上に、順次に活性層５０、Ｐ型半導体層６０を形成する。
前記活性層５０は、所定のバンドギャップと量子井戸が作られ、電子及び正孔が再結合する領域であって、ＩｎＧａＮを含んで形成されてもよい。また、活性層５０をなす物質の種類により、電子及び正孔が結合して発生する発光波長が変化する。したがって、目標とする波長に応じて、活性層５０に含まれる半導体材料を調節することが好ましい。
【００３９】
また、前記Ｐ型半導体層６０は、正孔が生成する層であって、Ｐ型クラッド層とＰ型化合物半導体層で形成してもよい。この際、Ｐ型化合物半導体層は、Ｐ型不純物がドープされているＡｌＧａＮを用いることが好ましく、これに限定されず、多様な半導体性質の物質層が可能である。
【００４０】
上述した物質層は、有機金属化学気相蒸着法（MOCVD ；Metal Organic Chemical Vapor
Deposition ）、化学気相蒸着法（CVD ；Chemical Vapor Deposition ）、プラズマ化学気相成長法（PCVD；Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition ）、分子線エピタキシー法（MBE ；Molecular Beam Epitaxy ）、ハイドライド気相成長法（HVPE；Hydride Vapor Phase Epitaxy ）等を含む多様な蒸着及び成長方法により形成される。
【００４１】
これにより、ＩＴＯマスクパターンを用いて横方向成長させた高品質の窒化物半導体層を有する発光ダイオードを製造することができる。
上述した本発明の発光ダイオードの製造方法は、これに限定されず、多様な工程と製造方法が素子の特性及び工程の便宜により、変更または追加されてもよい。例えば、前記マスクパターンが形成された窒化物半導体層上に、別途の窒化物半導体層を横方向成長により形成した後、Ｎ型半導体層を形成してもよい。
【００４２】
図９は、本発明による発光ダイオードの一実施例を示す断面図である。
図９を参照すると、発光ダイオードは、基板１００と、基板１００上に形成された窒化物半導体層１１０と、前記窒化物半導体層１１０上に形成され、ＩＴＯからなるマスクパターン１２０と、前記窒化物半導体層１１０及びマスクパターン１２０上に形成されたＮ型半導体層１３０と、前記Ｎ型半導体層１３０の一部に形成された活性層１４０と、Ｐ型半導体層１５０と、を備え、前記Ｐ型半導体層１５０と露出したＮ型半導体層１３０上に形成されたＰ型電極１６０とＮ型電極１７０を有する。前記窒化物半導体層１１０は、窒化ガリウム（ＧａＮ）を含んで形成する。
【００４３】
本実施例のマスクパターン１２０は、格子状構造に形成しているが、図１０に示すように、前記ＩＴＯからなるマスクパターン２２０を、多数個の直線がＮ型電極からＰ型電極に向かう方向に延長されたストライプ状構造で形成し、電流拡散効果を期待することができる。
【００４４】
以下、本実施例の製造工程について簡略に説明する。
上述した製造方法により、基板１００上にＧａＮ半導体層１１０とＩＴＯのマスクパターン１２０を形成した後、横方向成長によりＮ型半導体層１３０を形成する。こうして、結晶欠陥が減少したＮ型半導体層１３０が得られる。本実施例は、前記Ｎ型半導体層１３０として、シリコン（Ｓｉ）原子がドープされたＧａＮ層を形成する。
【００４５】
前記Ｎ型半導体層１３０上に、目標とする波長に応じて、半導体材料を調節して活性層１４０を形成する。本実施例は、３９０乃至５５０ｎｍの緑色発光からＵＶ発光にまで可能なＩｎＧａＮ／ＧａＮを成長する。
【００４６】
前記活性層１４０上に、Ｐ型不純物がドープされたＰ型半導体層１５０を形成する。本実施例は、前記Ｐ型半導体層１５０として、マグネシウム（Ｍｇ）原子がドープされたＧａＮ層を形成する。
【００４７】
次に、所定のエッチング工程により、前記Ｐ型半導体層１５０及び活性層１４０の一部を除去し、前記Ｎ型半導体層１３０の一部を露出させた後、Ｐ型半導体層１５０と露出したＮ型半導体層１３０上に、Ｐ型電極１６０及びＮ型電極１７０を形成する。
【００４８】
このため、Ｐ型半導体層１５０上にエッチングマスクパターンを形成した後、ドライエッチングまたはウェットエッチング工程を行い、Ｐ型半導体層１５０及び活性層１４０を除去し、Ｎ型半導体層１３０を露出させる。以降、前記エッチングマスクパターンを除去し、Ｐ型半導体層１５０と露出したＮ型半導体層１３０上に、Ｐ型電極１６０及びＮ型電極１７０を形成する。
【００４９】
前記Ｐ型半導体層１５０と前記Ｐ型電極１６０との間にＰ型半導体層１５０の抵抗を減らし、光の透過率を向上させるために透明電極層をさらに形成してもよい。前記透明電極層としては、ＩＴＯ（indium tin oxide）、ＺｎＯまたは伝導性を有する透明金属を用いてもよい。また、前記Ｐ型電極１６０及びＮ型電極１７０を形成する前に、Ｐ型半導体層１５０または露出したＮ型半導体層１３０の上部に、電流の供給を円滑にするための別途のオーム金属層をさらに形成してもよい。前記オーム金属層としては、Ｃｒ、Ａｕを用いてもよい。
【００５０】
図１１は、本発明による発光ダイオードのまた他の実施例を示す断面図である。
図１１を参照すると、発光ダイオードは、基板３００と、基板３００上に凹凸を有する窒化物半導体層３１０と、前記凹凸の突出した上面に形成されたＩＴＯからなるマスクパ
ターン３２０と、前記窒化物半導体層３１０及びマスクパターン３２０上に形成されたＮ型半導体層３３０と、を備える。または、前記Ｎ型半導体層３３０の一部に形成された活性層３４０及びＰ型半導体層３５０を有し、前記Ｐ型半導体層３５０と露出したＮ型半導体層３３０上に形成されたＰ型電極３６０とＮ型電極３７０を有する。前記窒化物半導体層３１０は、窒化ガリウム（ＧａＮ）を含んで形成する。
【００５１】
本実施例は、前記第１の実施例とほぼ同一であり、上記と重複する具体的な説明は省略する。本実施例は、基板３００上に形成される窒化物半導体層３１０が凹凸を有し、その側面でも、横方向成長が起こることを特徴とする。すなわち、Ｎ型半導体層３３０の形成時、エッチングされた窒化物半導体層の側面から横方向成長が行われて上部に成長され、マスクパターン３２０の上部でも横方向成長が行われる。したがって、横方向成長により結晶欠陥を減少させることができる効果がある。
【００５２】
このため、上記したものと同様に、基板３００上にＧａＮ半導体層３１０とＩＴＯのマスクパターン３２０を形成した後、前記マスクパターン３２０をエッチングマスクとして、前記ＧａＮ半導体層３１０の所定の部分をエッチングする。その後、横方向成長により、Ｎ型半導体層３３０を形成し、結晶欠陥が減少したＮ型半導体層３３０が得られる。
【００５３】
以降、前記Ｎ型半導体層３３０上に、順次に活性層３４０、Ｐ型半導体層３５０を形成する。
次に、所定のエッチング工程により、前記Ｐ型半導体層３５０及び活性層３４０の一部を除去し、前記Ｎ型半導体層３３０の一部を露出させた後、Ｐ型半導体層３５０と露出したＮ型半導体層３３０上にＰ型電極３６０及びＮ型電極３７０を形成する。
【００５４】
このように、本発明は、横方向成長により窒化物半導体層を形成することにより、結晶欠陥を減少させ、半導体薄膜の結晶性を向上させることができる。これにより、発光ダイオードの性能を向上させ、信頼性を確保することができる。また、横方向成長のためのマスクパターンとして、電気伝導度の高いＩＴＯを用いることにより、電流拡散特性を改善し、発光効率を向上させることができる長所がある。
【００５５】
以上、本発明について好適な実施例を用いて詳述したが、本発明の範囲は特定の実施例に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲により解釈されなければならない。また、この技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の範囲を外れない範囲内で、多くの修正と変形が可能であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来の窒化物半導体発光ダイオードを示す概略断面図。
【図２】本発明による窒化物半導体発光ダイオードを説明するための概略断面図。
【図３】本発明によるＩＴＯマスクパターンの例を示す断面図。
【図４】本発明によるＩＴＯマスクパターンの例を示す断面図。
【図５】本発明による発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図。
【図６】本発明による発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図。
【図７】本発明による発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図。
【図８】本発明による発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図。
【図９】本発明による発光ダイオードの一実施例を示す断面図。
【図１０】本発明による発光ダイオードの他の実施例を示す断面図。
【図１１】本発明による発光ダイオードのまた他の実施例を示す断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１０…基板、２０…窒化物半導体層、３０…ＩＴＯマスクパターン、４０…Ｎ型半導体
層、５０…活性層、６０…Ｐ型半導体層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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