KR100631977B1 - ３족 질화물 발광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR100631977B1
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신현수
김현경
송호영
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삼성전기주식회사
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Abstract

개선된 외부 광자 효율을 갖는 3족 질화물 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 3족 질화물 발광 소자는, 사파이어 기판과; 상기 사파이어 기판의 일부 영역 상에 순차 적층되고, AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층으로 이루어진 발광 구조물을 포함하고, 상기 발광 구조물이 형성되어 있지 않은 상기 사파이어 기판의 타 영역의 상면은 외부로 노출되어 있다.
질화갈륨, 발광 소자, LED, 외부 광자 효율

Description

３족 질화물 발광 소자 및 그 제조 방법{Group Ⅲ-Nitride Light Emitting Device and Method for Manufacturing the Same}
도 1a 및 도 1b는 종래의 3족 질화물 발광 소자의 단면도들이다.
도 1c는 종래의 3족 질화물 발광 소자의 개략적인 평면도이다.
도 2는 종래의 3족 질화물 발광 소자를 사용하여 제조된 발광 소자 패키지의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 3족 질화물 발광 소자의 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101: 사파이어 기판 102: n형 클래드층
103: 활성층 105: p형 클래드층
106: 요철 패턴부 107: 발광 구조물
108: p측 전극 109: n측 전극
본 발명은 3족 질화물 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 소자 외부로의 광 추출 효율이 높은 3족 질화물 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
3족 질화물 반도체를 포함하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 개발된 후, LCD 백라이트(LCD backlight), 카메라용 플래쉬 등 다양한 분야에서 LED가 광원으로 사용되고 있다. 일반적으로, LED의 본체부를 구성하는 3족 질화물(AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1))은 에폭시 또는 공기 등의 외부 환경에 비해 높은 굴절율을 가지고 있다. 에폭시와 3족 질화물간의 큰 굴절율 차이로 인해, 3족 질화물 LED 소자 내부에서 생성된 광자들 중 상당한 부분은 계면에서 반복적으로 반사됨으로써 외부로 탈출하지 못하고, 소자 내부에서 소멸된다. 이에 따라, 3족 질화물 LED 소자의 외부 양자 효율은 급격히 감소된다.
이러한 외부 양자 효율의 저감 문제를 해결하고자 여러 기술이 제안되었다. 예를 들어, LED 구조 자체를 변형하거나 3족 질화물 반도체층 표면에 요철 패턴 등의 표면 텍스쳐(texure)를 형성하는 기술이 제안되었다. 도 1a 및 도 1b는 종래 기 술의 일례를 나타내는 단면도들로서, 3족 질화물층 표면 상에 요철 패턴이 형성된 3족 질화물 발광 소자(10)를 나타낸다. 도 1c는 종래 3족 질화물 발광 소자(10)의 개략적인 평면도이다. 도 1a는 도 1c의 XX'라인을 따라 자른 단면도에 해당하고, 도 1b는 도 1c의 YY'라인을 따라 자른 단면도에 해당한다. 도 2는 도 1의 발광 소자(10)가 실장된 발광 소자 패키지(50)의 개략적인 단면도이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 종래의 3족 질화물 발광 소자(10)는 사파이어 기판(11) 상에 순차적으로 적층된 n형 클래드층(12), 활성층(13) 및 p형 클래드층(15)을 포함한다. 이들 클래드층(12, 15)과 활성층(13)은 AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 표시되는 3족 질화물로 이루어져 있다. p형 클래드층(15) 상에는 P측 전극(18)이 형성되어 있고, 메사 식각에 의해 노출된 n형 클래드층(12) 상에는 n측 전극(19)이 형성되어 있다. 메사부(mesa portion) 내의 활성층(13)에서는 전류 주입에 의해 광자가 생성된다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 메사부로 이루어진 발광 영역을 제외한 소자 상부에는 요철 패턴(16)이 형성되어 있다.
도 2를 참조하면, 종래의 발광 소자 패키지(50)는, 상기 발광 소자(10)가 실장된 리드프레임(25, 27)과 내부 공간을 채우는 에폭시 수지(30)를 포함한다. 이 리드 프레임(25, 27)은 2개의 부분으로 분리되어, 본딩 와이어(21, 23)를 통해 발 광 소자(10)의 각 전극들과 연결되어 있다. 소자(10) 내부로부터 요철 패턴(16)에 도달한 광자는, 요철 패턴(16)에서 산란되어 외부로 추출될 확률이 높아지게 된다. 결국, 에폭시 수지(약 1.45의 굴절율)와 3족 질화물(2.3~2.8의 굴절율) 간의 큰 굴절율 차이에도 불구하고, 외부 광자 효율의 개선 효과를 얻을 수 있게 된다.
그러나 3족 질화물층(12, 13, 15)의 총 두께가 4 내지 10㎛ 인 점을 고려할 때, 요철 패턴(106)은 수 ㎛ 이하의 크기로 형성되어야 한다. 따라서, 요철 패턴(106)을 형성하기 위한 건식 식각(dry eyching) 공정등 사진 식각 공정이 매우 어렵게 된다. 이러한 공정의 어려움에 비하면, 상기 요철 패턴(106)에 의한 외부 광자 효율의 개선 효과는 만족할 만한 수준은 아니다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 광 추출 효율이 더욱 개선된 3족 질화물 발광 소자를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 높은 광추출 효율을 갖는 3족 질화물 발광 소자 발광 소자를 보다 용이한 공정으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 3족 질화물 발광 소자는 사파이어 기판과; 상기 사파이어 기판의 일부 영역 상에 순차 적층되고, AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층으로 이루어진 발광 구조물을 포함하고, 상기 발광 구조물이 형성되어 있지 않은 상기 사파이어 기판의 타 영역의 상면은 외부로 노출되어 있다. 이와 같이 상대적으로 굴절율이 낮은 사파이어 기판(굴절율이 약 1.7)의 일부 상면을 노출시킴으로써, 발광 소자로부터 에폭시(굴절율이 약 1.45)로의 광추출 효율이 증가하게 된다. 이에 따라 발광 소자의 휘도가 개선된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 사파이어 기판의 노출면에 인접한 상기 발광 구조물의 측벽은 상기 발광 구조물의 하면과 예각을 이룬다. 바람직하게는, 상기 발광 구조물의 측벽은 상기 발광 구조물의 하면과 30 내지 60도의 각도를 이룬다. 이와 같이 AlxGayIn(1-x-y)N로 이루어진 발광 구조물의 측벽을 경사지게 형성함으로써, 상기 발광 구조물로부터 외부로의 광 추출을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 사파이어 기판의 노출된 상면에는 요철 패턴이 형성되어 있다. 이러한 요철 패턴을 형성함으로써, 상기 사파이어 기판의 노출부에 도달한 빛은 더 효과적으로 외부로 추출된다. 바람직하게는, 상기 요철 패턴은 반구형의 단면 형상을 가진다. 상기 요철 패턴의 평면 형상은 원형, 사각형 또는 6각형 등의 다양한 형상일 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법은, 사파이어 기판 상에 AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층을 순차 형성하는 단계와; 상기 p형 클래드층, 활성층 및 n형 클래드층을 선택적으로 식각하여 발광 영역을 제외한 영역에서 상기 사파이어 기판의 상면을 노출시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 사파이어 기판의 상면을 노출시키는 단계는 건식 식각에 의해 실행된다.
본 발명에 따르면, 상기 사파이어 기판의 상면을 노출시키는 단계는, 상기 p형 클래드층, 활성층 및 n형 클래드층의 일부를 식각하여 상기 n형 클래드층의 상면 일부를 노출시키는 단계와; 상기 노출된 n형 클래드층 중 일부를 완전히 식각하여 상기 사파이어 기판을 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 p형 클래드층, 활성층 및 n 형 클래드층을 선택적으로 식각할 때, 상기 선택적 식각에 의해 형성되는 측벽은 상기 클래드층 및 활성층의 하면과 예각을 이루도록 경사지게 형성된다. 이 경우, 상기 선택적 식각에 의해 형성되는 상기 측벽의 경사 각도는 30 내지 60도 인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 사파이어 기판 상에 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층을 순차 형성하기 전에, 상기 사파이어 기판의 상면에 요철 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 사파이어 기판의 전면(全面)에 요철 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 선택적 식각에 의해 상기 사파이어 기판의 상면을 노출시킨 후에, 상기 사파이어 기판의 노출면에 요철 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 요철 패턴은 반구형의 단면 형상을 갖도록 형성된다.
본 명세서에서, '3족 질화물'이란, AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 표현되는 2성분계(bianary), 3성분계(ternary) 또는 4성분계(quaternary) 화합물 반도체를 의미한다. 또한, '3족 질화물 발광 소자'란, 발광 구조물을 구성하는 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층이 3족 질화물로 되어 있다는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 3족 질화물 발광 소자의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 3족 질화물 발광 소자(100)는 사파이어 기판(101) 상의 일부 영역(발광 영역)에 순차 적층된 n형 클래드층(102), 활성층(103) 및 p형 클래드층(105)을 포함한다. 이 클래드층들(102, 105)과 활성층(103)은 AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 형성된 것으로 발광 구조물(107)을 이룬다. p형 클래드층(105) 상에는 p측 전극(108)이 형성되어 있다. 도 3에는 나타나 있지 않지만, 메사 식각에 의해 노출된 n형 클래드층(102)의 일부 상면에는 n측 전극이 도 3의 지면 반대쪽에 위치해 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 발광 구조물(107)이 형성되어 있지 않은 나머지 타 영역에서는 사파이어 기판(101)의 상면이 외부로 노출되어 있다. 상기 사파이어 기판(101)의 상기 노출된 상면에는 반구형의 볼록부를 갖는 요철 패턴(106)이 형성되어 있다. 이와 같이 발광에 필요한 최소한의 적층 구조인 발광 구조물(107)을 제외한 나머지 영역에서 사파이어 기판(101)을 외부로 노출시키면, 바닥면으로부터 반사되어 위로 올라오는 빛은 더욱 효과적으로 외부로 추출된다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
사파이어는 3족 질화물인 AlxGayIn(1-x-y)N에 비하여 굴절율이 작다. 즉, 사파이어는 굴절율이 약 1.7 인 반면에, AlxGayIn(1-x-y)N은 약 2.3 내지 2.8에 이른다. 따라서, 발광 소자 패키지의 리드 프레임(도 2의 도면부호 25 및 27 참조) 바닥면으로부터 반사되어 위로 올라오는 빛은, 굴절율이 높은 AlxGayIn(1-x-y)N층(발광 구조물(107))의 노출면에 입사할 때보다, 굴절율이 낮은 사파이어 기판(101)의 노출면에 입사할 때 전반사(tatal reflection)의 임계각(critical angle)이 더 크게 된다. 따라서, 사파이어 기판(101)과 에폭시 수지(도 2의 도면부호 30 참조) 간의 낮은 굴절율 차이로 인하여, 아래로부터 사파이어 기판(107)의 노출면에 입사한 빛은 더 효과적으로 외부로(즉, 에폭시 수지로) 추출된다. 실제로 사파이어 기판(101)과 에폭시 수지간의 전반사 임계각은 발광 구조물(107)과 에폭시 수지간의 전반사 임계각에 비하여 약 80% 정도로 넓어지게 된다.
또한, 본 실시형태의 발광 소자(100)는 노출된 사파이어 기판(101) 상면에 요철 패턴(106)을 구비함으로써 발광 소자의 광 추출효율이 더욱 향상된다. 즉, 노출된 사파이어 기판(101) 상면에 도달한 상방향의 빛은 이 요철 패턴(106)에서 산란되어, 외부(즉, 에폭시 수지)로의 광 추출 확률은 더욱 커지게 된다. 상기 노출면에 형성된 요철 패턴(106)은 바람직하게는 반구형의 단면 형상을 갖지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 요철 패턴(101)의 평면 형상도 원형, 사각형 또는 6각형 등 다양하게 선택될 수 있다. 이와 같이 반구형의 요철 패턴(106)을 사파이어 기판 (101)의 노출면에 형성할 경우, 추가적으로 전반사를 50% 정도 감소시킬 수 있게 된다. 본 실시형태에서는 사파이어 기판(101)의 노출면에 요철 패턴(106)이 형성되어 있지만, 요철 패턴(106)이 본 발명에 필수적인 것은 아니다.
또한, 본 실시형태에서는, 사파이어 기판(101)의 노출면에 인접한 발광 구조물(107)의 측벽은 발광 구조물(107)의 하면과 예각을 이룬다. 바람직하게는, 발광 구조물(107)의 측벽과 하면이 이루는 각도(α)는 30 내지 60도 이다. 이와 같이 발광 구조물(107)의 측벽을 비스듬하게 형성시킴으로써, 발광 구조물(107) 내에서 도파되는(wave guiding) 빛의 광 추출 효율을 추가적으로 10% 이상 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 사파이어 기판(101)의 상면의 노출과 함께, 상기 노출면의 요철 패턴 및 경사진 발광 구조물(107)의 측벽에 의해, 종래에 비하여 현저하게 향상된 광 추출 효율을 얻을 수 있게 된다. 광 추출 효율을 극대화하기 위해서는, 발광을 위해 필요한 최소한의 AlxGayIn(1-x-y)N 반도체 물질(107)을 남겨 놓고 나머지 모든 영역에서 사파이어 기판(101)을 노출시킨다.
이하, 본 발명에 따른 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법들을 설명한다. 도 4 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법 을 설명하기 위한 단면도들이다.
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하면, 일정 두께를 갖는 사파이어 기판(101)을 준비한 후, 사진 식각 공정에 의해 이 사파이어 기판(101)상에 요철 패턴(106)을 형성한다. 본 실시형태에서는 요철 패턴(106)을 사파이어 기판(101)의 상면 전체에 형성하고 있다. 그러나, 다른 방안으로, 상기 요철 패턴은 사파이어 기판(101)의 상면 일부에만 형성될 수도 있다. 이 경우, 요철 패턴이 형성되는 일부 영역은, 발광 영역 이외의 영역에 해당한다. 요철 패턴(106)은, 이에 한정되는 것은 아니나, 도 5에 도시된 바와 같이 반구형의 단면 형상을 갖는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 상기 요철 패턴(106)이 형성된 사파이어 기판(101) 상에 3족 질화물, 즉 AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 이루어진 p형 클래드층(102), 활성층(103) 및 n형 클래드층(105)을 순차적으로 성장시킨다. 이 3족 질화물 반도체층(102, 103, 104)는 예를 들어, 트리메틸갈륨(TMG), 트리메틸알루미늄(TMA), 트리메틸인듐(TMI), NH3 가스 등을 이용한 MOCVD(유기금속 화학기상증착) 공정에 의해 형성될 수 있다.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, AlxGayIn(1-x-y)N 물질로 된 상기 p형 클래드층(102), 활성층(103) 및 n형 클래드층(105)을 선택적으로 건식 식각하여 메사(mesa) 형태의 발광 구조물(107)을 형성하고, 발광 구조물(107)이 차지하고 있는 발광 영역 이외의 AlxGayIn(1-x-y)N 물질을 완전히 제거한다. 이에 따라, 요철 패턴(106)이 형성된 사파이어 기판(101)의 상면 일부가 완전히 노출된다. 이 때, 식각 조건을 적절히 조절하여, 상기 건식 식각에 의해 형성되는 측벽이 하면과 예각(α)을 이루도록 한다. 상기 예각(α)은 30 내지 60도인 것이 바람직하다.
이러한 AlxGayIn(1-x-y)N 물질의 건식 식각 공정은 다음과 같은 2단계로 실시될 수 있다. 즉, 먼저, 상기 p형 클래드층, 활성층 및 n형 클래드층의 일부를 건식 식각하여 상기 n형 클래드층의 상면 일부를 노출시킨다. 이에 따라, 추후 n측 전극(미도시)이 형성될 n형 클래드층의 노출면을 확보할 수 있게 된다 (n측 전극은 도 7의 지면 반대쪽에 있다고 할 수 있음). 그 후, n측 전극이 형성될 영역의 n형 클래드층을 제외하고는 나머지 노출된 n형 클래드층을 건식 식각에 의해 완전히 제거한다. 이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 사파이어 기판(101)의 상면 일부가 노출되어진다. 건식 식각이 완료된 후에는, p형 클래드층(105) 상면과 노출된 n형 클래드층(102) 상면에 p측 전극(108)과 n측 전극(미도시)을 형성한다. 이에 따라, 제1 실시형태에 따른 3족 질화물 발광 소자를 얻게 된다.
전술한 실시형태에서는, 상기 요철 패턴(106)은, n형 클래드층(102)을 성장시키기 전에 미리 사파이어 기판(101) 상에 형성해 두었다. 그러나, 다른 실시형태로서, 건식 식각에 의한 발광 구조물의 형성과 사파이어 기판의 노출 단계 후에, 상기 노출면에 요철 패턴을 형성할 수도 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 먼저 도 8을 참조하면, 사파이어 기판(201) 상에 (요철 패턴의 형성 공정 없이) AlxGayIn(1-x-y)N 물질로 된 n형 클래드층(202), 활성층(203) 및 p형 클래드층(205)을 순차적으로 성장시킨다.
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이 n형 클래드층(202), 활성층(203) 및 p형 클래드층(205)을 선택적으로 건식 식각하여 발광 구조물(207)을 형성하고, 발광 영역 이외의 영역에서 사파이어 기판(201)의 상면을 완전히 노출시킨다. 이 경우에도, 전술한 실시형태에서와 마찬가지로, n측 전극(미도시)이 형성될 n형 클래드층의 노출면을 확보하도록 2단계의 건식 식각 공정을 실시한다. 식각에 의해 형성되는 측벽이 이루는 각도(α)가 30 내지 60의 예각을 이루도록, 식각 조건을 적절히 조절한다.
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 사진 식각 공정에 의해 사파이어 기판(201)의 노출면에 요철 패턴(206)을 형성한다. 이 요철 패턴(206)은 반구형의 단면 형상을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 그 외에도 사다리꼴의 단면 형상을 갖도록 요철 패턴을 형성할 수도 있다. 요철 패턴(206) 형성 공정이 완료된 후에는, p측 전극(208)과 n측 전극(미도시)을 형성하여, 제2 실시형태에 따른 3족 질화물 발광 소자를 얻는다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 또한, 본 발명은 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 발광 영역이외의 나머지 영역에서 사파이어 기판의 상면을 노출시킴으로써, 빛의 외부 추출 효율을 더욱 높일 수 있게 된다. 또한, 사파이어 기판의 노출면에 형성된 요철 패턴이나 발광 구조물의 측벽의 경사에 의해 빛의 외부 추출 효율은 더욱 더 향상될 수 있다. 이에 따라, 3족 질화물 발광 소자의 휘도가 크게 개선되어진다.

Claims (16)

  1. 사파이어 기판; 및
    상기 사파이어 기판의 일부 영역 상에 순차 적층되고, AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층으로 이루어진 발광 구조물을 포함하고,
    상기 발광 구조물이 형성되어 있지 않은 상기 사파이어 기판의 타 영역의 상면은 외부로 노출되며,
    상기 발광 구조물은, 측벽이 상기 발광 구조물의 하면과 30 내지 60도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 사파이어 기판; 및
    상기 사파이어 기판의 일부 영역 상에 순차 적층되고, AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층으로 이루어진 발광 구조물을 포함하고,
    상기 발광 구조물이 형성되어 있지 않은 상기 사파이어 기판의 타 영역의 상면은 외부로 노출되며,
    상기 사파이어 기판의 노출된 상면에는 요철 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 반구형의 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자.
  6. 사파이어 기판 상에 AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층을 순차 형성하는 단계; 및
    상기 p형 클래드층, 활성층 및 n형 클래드층을 측벽이 상기 클래드층 및 활성층의 하면과 30 내지 60도의 각을 이루도록 선택적으로 식각하여 발광 영역을 제외한 영역에서 상기 사파이어 기판의 상면을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사파이어 기판의 상면을 노출시키는 단계는 건식 식각에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사파이어 기판의 상면을 노출시키는 단계는,
    상기 p형 클래드층, 활성층 및 n형 클래드층의 일부를 식각하여 상기 n형 클 래드층의 상면 일부를 노출시키는 단계; 및
    상기 노출된 n형 클래드층 중 일부를 완전히 식각하여 상기 사파이어 기판을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 사파이어 기판의 상면에 요철 패턴을 형성하는 단계;
    상기 사파이어 기판 상에 AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층을 순차 형성하는 단계; 및
    상기 p형 클래드층, 활성층 및 n형 클래드층을 선택적으로 식각하여 발광 영역을 제외한 영역에서 상기 사파이어 기판의 상면을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 사파이어 기판 상면 전체에 형성되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법.
  13. 사파이어 기판 상에 AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층을 순차 형성하는 단계;
    상기 p형 클래드층, 활성층 및 n형 클래드층을 선택적으로 식각하여 발광 영역을 제외한 영역에서 상기 사파이어 기판의 상면을 노출시키는 단계; 및
    상기 사파이어 기판의 노출면에 요철 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 반구형의 단면 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법.
  15. 제4항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 사파이어 기판의 상면 전체에 형성된 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자.
  16. 제4항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 사파이어 기판의 상면 중 노출된 면에만 형성된 것을 특징으로 하는 3족 질화물 발광 소자.
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