본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

도 1 내지 도 5는 실시예에 따른 발광 소자 제조방법을 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 먼저, 성장 기판(110)이 준비되고, 상기 성장 기판(110) 상에 제1 도전형의 반도체층(120), 활성층(130), 및 제2 도전형의 반도체층(140)을 포함하는 발광 반도체층이 형성되며, 상기 제2 도전형의 반도체층(140) 상에 오믹 접촉층(150)을 형성한다.

상기 성장 기판(110)은 사파이어, 탄화실리콘(SiC), 산화아연(ZnO), 갈륨비소(GaAs), 질화갈륨(GaN), 실리콘(Si), 산화리튬알루미늄(LiAlO ₂ ), 또는 산화리튬갈륨(LiGaO ₂ ) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 성장 기판(110)은 사파이어 성장 기판이 사용될 수 있다.

상기 제1 도전형의 반도체층(120)은 n형 불순물이 포함된 질화물계 반도체층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형의 반도체층(120)은 실리콘(Si)이 도핑된 GaN층 또는 AlGaN층으로 형성될 수 있다.

상기 활성층(130)은 다중양자우물구조로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 활성층(130)은 언도프(Undoped)된 InGaN층/GaN층으로 형성될 수 있다.

상기 제2 도전형의 반도체층(140)은 p형 불순물이 포함된 질화물계 반도체층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형의 반도체층(140)은 마그네슘(Mg)이 도핑된 GaN층 또는 AlGaN층으로 형성될 수 있다.

비록, 도시되지는 않았지만, 상기 성장 기판(110)과 상기 제1 도전형의 반도체층(120) 사이에는 InGaN, AlN, SiC, SiCN, 또는 GaN 중 어느 하나로 형성된 버퍼층이 형성될 수도 있다.

상기 오믹 접촉층(150)은 상기 제2 도전형의 반도체층(140)과 오믹 접촉 계면을 형성하여 상기 제2 도전형의 반도체층(140)에 수직 방향으로 전류 주입이 용이하게 하고, 낮은 면저항을 갖고 있어 수평 방향으로 전류 퍼짐(current spreading)이 용이하게 한다.

특히, 상기 오믹 접촉층(150)은 상기 활성층(130)에서 생성된 빛을 투과할 수 있는 투명한 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 또는 산화된 니켈-금(NiO-Au) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 임시 기판(210)이 준비되고, 상기 임시 기판(210) 상에 희생 분리층(220) 및 마스크층(230)이 형성된다.

상기 임시 기판(210)은 500nm 이하 파장 영역대에서 70% 이상의 광 투과율을 갖거나, 상기 성장 기판(110)과의 열팽창 계수 차이가 2ppm/℃ 이하인 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 임시 기판(210)은 사파이어(Al ₂ O ₃ ), 실리콘카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN), 질화인듐갈륨(InGaN), 질화알루미늄갈륨(AlGaN), 질화알루미늄(AlN), 스피넬(spinel), 리튬니오베이트(lithium niobate), 네오듐갈라이트(neodymium gallate), 또는 갈륨산화물(Ga ₂ O ₃ ) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 희생 분리층(220)은 상기 임시 기판(210)을 분리하는데 유리한 물질로 이루어진다. 상기 임시 기판(210)을 강한 에너지를 갖는 특정 파장 대역의 포톤 빔(photon-beam)을 조사하여 분리할 경우, 상기 희생 분리층(220)은 ZnO, GaN, InGaN, InN, ITO, AlInN, AlGaN, ZnInN, ZnGaN, 또는 MgGaN 중 어느 하나로 형성될 수 있고, 상기 임시 기판(210)을 습식 식각 용액(wet etching solution) 내에서 식각하여 분리할 경우 상기 희생 분리층(220)은 Au, Ag, Pd, SiO ₂ , 또는 SiN _x 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 마스크층(230)은 GaN을 포함한 그룹 3족 질화물계, ZnO을 포함한 그룹 2족 산화물계과 같이 투명성 단결정 육방정계 구조(hexagonal crystal structure)의 물질계로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크층(230)은 실리콘(Si)이 도핑된 GaN, 실리콘이 도핑된 AlGaN, 실리콘이 도핑된 InGaN, 마그네슘(Mg)이 도핑된 GaN, 마그네슘이 도핑된 AlGaN, 마그네슘이 도핑된 InGaN, 언도프된 ZnO, 언도프된 MgZnO, 도핑된 ZnO, 또는 도핑된 MgZnO 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 구조물과 도 2에 도시된 구조물을 웨이퍼 결합층(300)을 매개로 결합시킨다.

상기 웨이퍼 결합층(300)은 소정의 압력 및 200℃ 이상의 온도에서 강한 결합력을 갖는 물질막으로 형성된다. 예를 들어, 상기 웨이퍼 결합층(300)은 Au, Ag, Al, Rh, Cu, Ni, Ti, Pd, Pt, Cr, Sn, In, Si, Ge, 금속 실리사이드(metallic silicide), SiO ₂ , SiN _x , SOG(spin on glass), ZnO, ZnS, photoresist, 유기물(organics), 또는 접착제(adhesive) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 구조물에서 상기 임시 기판(210) 및 희생 분리층(220)을 제거하고, 상기 마스크층(230) 상에 요철 구조를 형성한다.

상기 임시 기판(210)은 화학-기계적 연마(CMP), 습식 식각 용액을 이용한 화학적 식각 분해, 또는 강한 에너지를 갖는 레이저를 포함하는 포톤 빔(photon-beam)을 조사하는 열-화학 분해(thermo-chemical decomposition) 반응을 이용하여 제거할 수 있다.

상기 임시 기판(210)을 제거할 때, 상기 희생 분리층(220)도 함께 제거된다.

상기 마스크층(230) 상의 요철 구조는 상기 마스크층(230)을 산(acid), 염기(base), 염(salt) 등을 이용한 습식 식각(wet etching) 공정 또는 플라즈마 공정을 이용한 건식 식가(dry etching) 공정을 이용하여 선택적으로 제거함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크층(230)이 실리콘이 도핑된 GaN층으로 형성되는 경우 KOH 용액을 이용하여 상기 요철 구조를 형성할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 마스크층(230)을 쉐도우 마스킹(shadow masking)으로 이용하여 상기 마스크층(230) 아래에 배치된 상기 웨이퍼 결합층(300) 및 오믹 접촉층(150)을 순차적으로 식각한다. 이때 상기 식각 공정은 습식 식각 공정 또는 건식 식각 공정이 이용될 수 있다.

따라서, 상기 마스크층(230)에 형성된 요철 구조가 상기 식각 공정을 통해 상기 오믹 접촉층(150)의 상면으로 전이되어, 상기 오믹 접촉층(150)의 상면에 요철 구조가 형성된다.

상기 오믹 접촉층(150)의 상면에 요철 구조가 형성됨으로써, 상기 활성층(130)에서 생성된 빛은 상기 오믹 접촉층(150)의 요철 구조를 통해 용이하게 외부로 추출될 수 있다.

따라서, 발광 소자의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.