KR20130023069A - GaN LED 및 이것의 고속 열 어닐링 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 시간(ms: milliseconds)과 어닐링 온도 TA(℃)의 도면이고 LSA를 실행할 때 주사된 레이저 빔의 세 개의 상이한 체류시간(dwell times)에 대하여 어닐링 온도 프로파일의 예를 도시하고;
도 3은 주사된 레이저 빔을 사용하는 LSA 프로세스를 나타내는 p-GaN 레이어의 확대 측면도이고,
도 4는 주사된 선형의 레이저 빔 형상의 예를 나타낸 개략도이고;
도 5는 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명의 GaN LED를 생성하는 프로세스에서 형성된 GaN LED 구조체에 적용된 바와 같은 LSA 방법의 제 1 실시예의 개략도이고;
도 6은 도 5와 유사한 도면으로서 투명 전도 레이어를 추가로 포함하는 GaN LED 멀티레이어 구조체를 도시하고;
도 7은 도 1과 유사한 도면으로서 투명 전도 레이어 표면과 그 위에 형성된 p-콘택에 대해 레이저 빔을 주사하는 것에 의해 GaN LED에 LSA가 실행되는 것을 도시하고;
도 8은 도 5와 유사한 도면으로서 n-GaN 레이어가 상부에 있고 n-콘택을 포함하도록 GaN LED 멀티레이어 구조체가 역전된 경우이며, n-GaN 레이어의 표면에 대해 레이저 빔을 주사하는 것에 의해 GaN LED에 LSA가 실행되는 예를 도시하고,
도 9는 LSA를 사용하여 동작 전압에서 직렬 저항을 감소시켜 달성된, 종래 기술의 성능(◆)에 비해 본 발명의 GaN LED의 성능 이득(■)을 도시하는, 전류(mA)와 전압(V)의 관계를 나타내는 곡선을 모델화한 그래프이고,
도 10은 섬광 램프 어닐링 시스템으로 고속 열 어닐링을 수행되는 LED 웨이퍼의 예를 개략적으로 도시하고,
도 11은 도 7과 유사한 도면으로서, p-콘택(90p) 포함하는 TCL 표면(72) 위에 섬광(260)을 쬐어 GaN LED(10)를 고속 열 어닐링 처리하는 실시예를 도시하고,
도 12는 도 8과 유사한 도면으로서 GaN LED가 섬광 램프의 섬광을 사용하여 고속 열 어닐링되는 실시예를 도시하고
도 13은 도 5의 도면과 유사하며 GaN LED를 제조하는 프로세스에서 형성된 GaN LED 구조체에 섬광 램프의 섬광을 사용하여 고속 열 어닐링되는 실시예를 도시하고,
도 14는 도 6과 유사한 도면으로서 GaN LED를 제조하는 프로세스에서 형성된 GaN LED 구조체에 섬광 램프의 섬광을 사용하여 고속 열 어닐링되는 실시예를 도시한다.
30: GaN 멀티레이어 구조체 40: n-GaN 레이어
50: p-GaN 레이어 60: 활성 레이어
90p: p-콘택 90n: n-콘택
100: GaN LED 구조체 120: 레이저 빔
200: LED 웨이퍼 206: 웨이퍼 스테이지
220: 챔버 250: 섬광 램프
252: 섬광 램프 요소 260: 섬광
Claims (21)
- GaN LED를 형성하는 방법에 있어서,
활성 레이어를 사이에 끼운 p-GaN 레이어와 n-GaN 레이어를 구비하는 GaN 멀티레이어 구조체를 기판 위에 형성하는 단계;
상기 p-GaN 레이어의 고속 열 어닐링을 실행하는 단계;
상기 GaN 멀티레이어 구조체 위에 투명 전도 레이어를 형성하는 단계; 및
상기 투명 전도 레이어에 p-콘택을 부가하고 상기 n-GaN 레이어에 n-콘택을 부가하는 단계를 포함하고,
상기 고속 열 어닐링은 약 10초 이하의 지속 시간을 갖는 GaN LED 형성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 투명 전도 레이어를 통해 고속 어닐링을 실행하는 단계를 추가로 포함하는 GaN LED 형성 방법. - 제 1항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 p-콘택의 고속 어닐링을 실행하는 단계를 추가로 포함하는 GaN LED 형성 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 p-콘택은 p-콘택 저항을 갖고,
상기 p-콘택의 고속 어닐링 실행의 결과 약 4x10-4 ohm-cm2 내지 약 1x10-6 ohm-cm2 범위의 p-콘택 저항이 얻어지는 GaN LED 형성 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 n-콘택의 고속 어닐링을 실행하는 단계를 추가로 포함하는 GaN LED 형성 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 n-GaN 레이어를 노출시키기 위해 상기 GaN 멀티레이어 구조체와 투명 전도 레이어 내에 레지(ledge)를 형성하는 단계; 및
상기 노출된 GaN 레이어 위에 상기 n-콘택을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 GaN LED 형성 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 고속 어닐링은 약 700℃ 내지 약 1,500℃ 범위 안에 최대 어닐링 온도(TAM )를 갖는 GaN LED 형성 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 고속 어닐링은 레이저 또는 섬광 램프 중 어느 하나를 이용하는 GaN LED 형성 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 고속 어닐링은 단일 섬광으로 전체 p-GaN 레이어를 조사하는 섬광 램프로 수행되는 GaN LED 형성 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 p-GaN 레이어는 고속 어닐링 후에 약 5x1017 cm-3 내지 약 5x1019 cm-3 범위의 활성 도펀트 농도를 갖는 GaN LED 형성 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
다중 양자 웰 구조체를 포함하도록 상기 활성 레이어를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 GaN LED 형성 방법. - GaN LED를 형성하는 방법에 있어서,
활성 레이어를 사이에 끼운 p-GaN 레이어 및 n-GaN 레이어를 구비한 GaN 멀티레이어 구조체를 형성하는 단계;
상기 p-GaN 레이어에 인접하여 p-콘택 레이어를 형성하는 단계;
상기 n-GaN 레이어 위에 n-콘택을 형성하는 단계; 및
상기 n-콘택의 고속 어닐링을 실행하는 단계를 포함하고,
상기 고속 어닐링은 약 10초 이하의 지속 시간을 갖는 GaN LED 형성 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 고속 어닐링은 레이저 또는 섬광 램프를 이용하여 실행되는 GaN LED 형성 방법. - 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 n-콘택은 n-콘택 저항을 갖고,
상기 n-콘택의 고속 열 어닐링의 실행 결과 약 1x10-4 ohm-cm2 내지 약 1x10-6 ohm-cm2 범위의 n-콘택 저항이 얻어지는 GaN LED 형성 방법. - 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
약 700℃ 내지 약 1,500℃ 범위에서 최대 어닐링 온도(TAM)를 갖도록 고속 어닐링을 수행하는 단계를 추가로 포함하는 GaN LED 형성 방법. - GaN LED에 있어서,
기판;
상기 기판 위에 형성되고, 활성 레이어를 사이에 끼운 p-GaN 레이어 및 n-GaN 레이어를 구비하는 GaN 멀티레이어 구조체;
상기 GaN 멀티레이어 구조체 위의 투명 전도 레이어;
상기 투명 전도 레이어 위에 형성된 p-콘택; 및
상기 n-GaN 레이어의 노출된 부분 위에 형성된 n-콘택을 포함하고,
상기 p-GaN 레이어는 약 5x1017cm-3보다 크고 약 5x1019cm-3 이하의 활성 도펀트 농도를 갖는 고속 열 어닐링된 레이어를 포함하고,
상기 고속 열 어닐링된 레이어는 10초 이하의 지속 시간 동안 고속 열 어닐링되는 GaN LED. - 제 16 항에 있어서,
상기 p-콘택은 약 4x10-4 ohm-cm2 내지 약 1x10-6ohm-cm2 범위의 오믹(ohmic) 콘택 저항을 갖는 GaN LED. - 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
상기 n-콘택은 약 1x10-4ohm-cm2 내지 약 1x10-6ohm-cm2 범위의 n-콘택 저항을 갖는 GaN LED. - GaN LED에 있어서,
기판;
상기 기판 위에 형성된 p-콘택 레이어;
상기 p-콘택 레이어 위에 형성되고, 활성 레이어를 사이에 끼운 p-GaN 레이어 및 n-GaN 레이어를 구비하는 GaN 멀티레이어 구조체; 및
상기 n-GaN 레이어 위에 형성된 n-콘택을 포함하고,
상기 p-GaN 레이어는 상기 p-콘택 레이어에 인접하고,
상기 n-GaN 레이어는 약 3x1019cm-3 내지 약 3x1021cm-3의 활성 도펀트 농도를 갖는 고속 열 어닐링된 레이어를 갖고,
상기 고속 열 어닐링된 레이어는 10초 이하의 지속 시간 동안 고속 열 어닐링되는 GaN LED. - 제 19 항에 있어서,
상기 고속 열 어닐링된 레이어는 섬광 램프 고속 열 어닐링된 레이어 또는 레이저 고속 열 어닐링된 레이어인 GaN LED. - 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 n-콘택은 약 1x10-4ohm-cm2 내지 약 1x10-6 ohm-cm2 범위의 n-콘택 저항을 갖는 GaN LED.
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