KR100658938B1 - Light emitting device with nano-rod and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노 로드(Nano-rod)를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 상호 이격되어 있는 복수개의 나노 로드구조물에서 광이 방출되는 구조를 적용하여 소자의 발광 면적을 증가시켜 광 적출 효율(Light extraction efficiency)이 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a light emitting device having a nano-rod and a method of manufacturing the same, wherein the light emitting area of the device is increased by applying a structure in which light is emitted from a plurality of nanorod structures spaced apart from each other to increase light extraction efficiency. (Light extraction efficiency) has the effect of increasing.
더불어, 낮은 온도에서 나노 로드 크기로 성장됨으로, 격자 부정합에 인한 스트레스 및 스트레인을 완화시키고, 극미세한 나노 로드로 관통전위가 전파됨이 줄어들어 발광 구조물의 결정성을 우수하게 성장시켜 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it grows to nanorod size at low temperature, thereby relieving stress and strain due to lattice mismatch, and through penetration propagation to microscopic nanorods is reduced, thereby improving the crystallinity of the light emitting structure to improve device characteristics. It can be effective.
게다가, 로드 구조물이 상호 이격되어 있으므로, 소자 내부에서 광의 산란을 줄이고, 열 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the rod structures are spaced apart from each other, there is an effect that can reduce the scattering of light and improve the thermal characteristics inside the device.
나노, 로드, 발광소자, 광적출, 발광, 면적 Nano, rod, light emitting device, light extraction, light emission, area
Description
도 1은 종래 기술에 따른 질화갈륨을 이용하여 제조된 발광 다이오드의 단면도1 is a cross-sectional view of a light emitting diode manufactured using gallium nitride according to the prior art.
도 2a 내지 2e는 본 발명에 따른 나노 로드(Nano-rod)를 갖는 발광 소자를 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도2A to 2E are cross-sectional views for explaining a process of manufacturing a light emitting device having a nano-rod according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 나노 로드의 크기를 설명하기 위한 단면도Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the size of the nanorods according to the present invention
도 4a와 4b는 본 발명에 따른 나노 로드가 베이스 기판에 성장되는 개념을 설명하기 위한 개략적인 단면도4A and 4B are schematic cross-sectional views illustrating a concept in which a nanorod is grown on a base substrate according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 나노 로드를 갖는 발광 소자를 제조하기 위한 다른 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도5 is a schematic cross-sectional view for explaining another method for manufacturing a light emitting device having a nanorod according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 나노 로드를 갖는 발광 소자를 제조하기 위한 또 다른 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도6 is a schematic cross-sectional view illustrating another method for manufacturing a light emitting device having a nanorod according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 나노 로드를 갖는 발광 소자에서 광이 방출되는 현상을 설명하기 위한 단면도7 is a cross-sectional view illustrating a phenomenon in which light is emitted from a light emitting device having a nanorod according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
300 : 베이스 기판 305 : 시드(Seed)300: base substrate 305: seed
307 : 버퍼층 310 : 나노 로드 307: buffer layer 310: nano-rod
320 : 활성층 330 : 화합물 반도체층320: active layer 330: compound semiconductor layer
350 : 발광 구조물 351 : 로드 구조물350: light emitting structure 351: rod structure
400 : 오믹 컨택 및 반사용 전극 410 : 금속 지지부400: electrode for ohmic contact and reflection 410: metal support
450 : 오믹 컨택 및 투과용 전극450: ohmic contact and transmission electrode
본 발명은 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상호 이격되어 있는 복수개의 나노 로드구조물에서 광이 방출되는 구조를 적용하여 소자의 발광 면적을 증가시켜 광 적출 효율(Light extraction efficiency)이 증가시킬 수 있는 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device having a nanorod and a method of manufacturing the same, and more particularly, to apply a structure in which light is emitted from a plurality of nanorod structures spaced apart from each other to increase the light emitting area of the device to increase light extraction efficiency ( The present invention relates to a light emitting device having nanorods capable of increasing light extraction efficiency and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 발광 다이오드와 레이저 다이오드 등의 발광소자는 백라이트(Backlight), 신호, 광원과 풀 칼라 디스플레이(Full color display) 등과 같이 다양한 응용을 가지는 단일파장의 광원이다. In general, light emitting devices such as light emitting diodes and laser diodes are single wavelength light sources having various applications such as backlights, signals, light sources, and full color displays.
GaN과 ZnO 등과 같은 계열의 물질은 직접 천이형의 큰 에너지 밴드갭을 가지 며, 최근 들어 자외선(UV), 청색, 녹색 파장 영역의 광원으로 많은 연구와 개발이 수행되고 있으며 상용화가 되고 있다. Substances such as GaN and ZnO have a large energy bandgap of direct transition type. Recently, many researches and developments have been conducted and commercialized as light sources in the ultraviolet (UV), blue, and green wavelength ranges.
질화갈륨(GaN)의 경우, 질화갈륨 기판에 대한 많은 연구가 진행되고 있지만 구현하는데 있어서 많은 어려움이 있으며, 가격이 고가이어서 발광 다이오드나 레이저 다이오드와 같은 발광소자의 구조를 성장하는데 있어서, 질화갈륨 기판이외에 실리콘, 사파이어와 실리콘 카바이드(SiC) 등의 다른 물질로 구성된 기판을 사용하고 있다. In the case of gallium nitride (GaN), many researches have been conducted on gallium nitride substrates, but there are many difficulties in implementing them, and since the price is high, the gallium nitride substrate is used for growing the structure of light emitting devices such as light emitting diodes and laser diodes. In addition, a substrate made of other materials such as silicon, sapphire and silicon carbide (SiC) is used.
도 1은 종래 기술에 따른 질화갈륨을 이용하여 제조된 발광 다이오드의 단면도로서, 기판(100) 상부에 버퍼층(110), N-반도체층(120), 활성층(130)과 P-반도체층(140)이 순차적으로 형성되어 있고; 상기 P-반도체층(140)에서 N-반도체층(120)의 일부까지 메사(Mesa) 식각되어 있고; 상기 P-반도체층(140) 상부에 투명전극(150)과 P-전극(170)이 순차적으로 형성되어 있고; 상기 메사 식각되어 노출된 N-반도체층(120) 상부에 N-전극(160)이 형성되어 있다. 1 is a cross-sectional view of a light emitting diode manufactured using gallium nitride according to the related art, and includes a
이러한, 발광 다이오드는 사파이어 기판과 같은 이종기판에 질화갈륨(GaN) 계열의 물질을 성장시켜 제조하는데, 사파이어 기판과 성장되는 질화갈륨의 열팽창계수와 결정계수의 부정합등으로 인하여 관통 전위(Threading dislocations, TD) (180)등과 같은 많은 결함이 성장되어지는 박막내에 포함되어지게 된다. Such a light emitting diode is manufactured by growing a gallium nitride (GaN) -based material on a dissimilar substrate such as a sapphire substrate.Through dislocations, Many defects, such as TD) 180, are included in the growing film.
1990년대에 일본의 슈지 나까무라(Shuji Nakamura)에 의해 질화갈륨 물질을 이종 기판 상부에 성장시에, 이종기판과 질화갈륨 박막사이에 저온에서 성장하는 Al1-xGaxN(0<x≤1)층을 삽입하여 이전보다 결함밀도를 많이 감소시킬 수 있었다 (US005290393A). Al 1-x Ga x N (0 <x≤1) grown at low temperature between the dissimilar substrate and the gallium nitride thin film when a gallium nitride material was grown on the dissimilar substrate by Shuji Nakamura of Japan in the 1990s. By inserting the layer, the density of defects can be reduced more than before (US005290393A).
이러한 획기적인 발명을 통해 질화갈륨(GaN) 계열의 발광 다이오드와 레이저 다이오드 등의 발광소자 특성에 있어 많은 개선이 이루어졌고, 이로부터 현재 상용화가 이루어지고 있다. Through this groundbreaking invention, many improvements have been made in the light emitting device characteristics such as gallium nitride (GaN) -based light emitting diodes and laser diodes, and commercialization has been made therefrom.
그러나, 아직도 이러한 방법을 사용하여 질화갈륨 박막을 성장하는 경우 108cm-2 이상의 결함밀도를 소자구조내의 박막에 포함되어 있어 이에 대한 개선이 더 필요한 상황이다. However, when the gallium nitride thin film is still grown using this method, a defect density of 10 8 cm −2 or more is included in the thin film in the device structure, and further improvement is required.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상호 이격되어 있는 복수개의 나노 로드구조물에서 광이 방출되는 구조를 적용하여 소자의 발광 면적을 증가시켜 광 적출 효율(Light extraction efficiency)이 증가시킬 수 있는 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.In order to solve the problems as described above, the light extraction efficiency of the device may be increased by applying a structure in which light is emitted from a plurality of nanorod structures spaced apart from each other, thereby increasing light extraction efficiency. An object of the present invention is to provide a light emitting device having a nanorod and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적은 낮은 온도에서 나노 로드 크기로 성장됨으로, 격자 부정합에 인한 스트레스 및 스트레인을 완화시키고, 극미세한 나노 로드로 관통전위가 전파됨이 줄어들어 발광 구조물의 결정성을 우수하게 성장시켜 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to grow to a nano-rod size at a low temperature, to mitigate the stress and strain caused by lattice mismatch, and the penetration potential propagated to the fine nano-rods to reduce the crystallinity of the light emitting structure excellent growth of the device The present invention provides a light emitting device having a nanorod capable of improving characteristics and a method of manufacturing the same.
본 발명의 또 다른 목적은 로드 구조물이 상호 이격되어 있으므로, 소자 내부에서 광의 산란을 줄이고, 열 특성을 개선할 수 있는 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a light emitting device having a nanorod that can reduce light scattering and improve thermal properties of the rod structure and spaced apart from each other, and a method of manufacturing the same.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 금속 지지부와; A preferred aspect for achieving the above object of the present invention is a metal support;
상기 금속 지지부 상부에 형성된 오믹 컨택 및 반사용 전극과; An ohmic contact and reflection electrode formed on the metal support;
상기 오믹 컨택 및 반사용 전극 상부에 상호 이격되어 형성되며, 제 1 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층, 활성층과 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층가 순차적으로 형성되어 이루어진 복수개의 나노 로드 구조물과; A plurality of nanorod structures formed on the ohmic contact and the reflective electrode and spaced apart from each other, wherein a compound semiconductor layer doped with a dopant of a first polarity and a compound semiconductor layer doped with an active layer and a dopant of a second polarity are sequentially formed. and;
상기 나노 로드 구조물 상부에 형성된 오믹 컨택 및 투과용 전극을 포함하여 이루어진 나노 로드를 갖는 발광 소자가 제공된다.Provided is a light emitting device having a nanorod including an ohmic contact and a transmissive electrode formed on the nanorod structure.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 다른 양태(樣態)는, 베이스 기판 상부에 제 1 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체로 이루어진 복수개의 나노 로드들을 형성하는 단계와;Another preferred aspect for achieving the above object of the present invention comprises the steps of: forming a plurality of nanorods made of a compound semiconductor doped with a dopant of a first polarity on the base substrate;
상기 복수개의 나노 로드들 각각의 상부에 활성층과 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도층체층을 순차적으로 형성하여 상호 이격된 복수개의 로드 구조물들을 형성하는 단계와; Sequentially forming a compound semiconductor layer doped with an active layer and a second polar dopant on each of the plurality of nanorods to form a plurality of rod structures spaced apart from each other;
상기 로드 구조물들 상부에 오믹 컨택 및 반사용 전극을 형성하는 단계와;Forming electrodes for ohmic contact and reflection on the rod structures;
상기 오믹 컨택 및 반사용 전극 상부에 금속지지부를 형성하는 단계와;Forming a metal support on the ohmic contact and reflection electrode;
상기 베이스 기판을 상기 로드 구조물들로부터 제거하는 단계와;Removing the base substrate from the rod structures;
상기 베이스 기판의 제거로 노출된 로드 구조물들 각각의 하부에 오믹 컨택 및 투과용 전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method of manufacturing a light emitting device having nanorods including forming ohmic contacts and transmissive electrodes under each of the exposed rod structures by removal of the base substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 2e는 본 발명에 따른 나노 로드(Nano-rod)를 갖는 발광 소자를 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도로서, 먼저, 베이스 기판(300) 상부에 제 1 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체로 이루어진 복수개의 나노 로드들(310)을 형성한다.(도 2a)2A through 2E are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a light emitting device having a nano-rod according to the present invention. First, a compound semiconductor doped with a dopant having a first polarity on an upper portion of a
여기서, 상기 베이스 기판(200)은 금속이 아닌 기판이며, Al2O3, Ga2O3 등의 산화 계열 물질과 Si, SiC, GaAs 등의 반도체 물질로 이루어진 기판을 사용한다.Here, the base substrate 200 is a substrate, not a metal, and uses a substrate made of an oxide-based material such as Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , and a semiconductor material such as Si, SiC, GaAs.
또한, 상기 나노 로드들(310)은 도 3에 도시된 바와 같이, 그의 폭(W)이 1 ~ 1000㎚인 것이 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 3, the
더불어, 상기 나노 로드들(310)은 AlxGa1-xN(0≤x ≤1), InyGa1-yN(0≤y ≤1), ZnzMg1-zO(0≤z ≤1)와 ZnuCd1-uO(0≤u ≤1) 중 어느 한 물질로 이루어진 단층의 나노 로드들이거나, 또는 이들 물질이 적층된 다층의 나노로드들인 것이 바람직하다.In addition, the
그리고, 상기 나노 로드들(310)은 MOVPE, HVPE와 MBE 등과 같은 결정 성장 장치를 사용하여 200~ 900℃의 온도에서 성장시킨다.In addition, the
그러므로, 상기 베이스 기판(300) 상부에 제 1 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체를 성장시키면, 상기 베이스 기판(300) 표면에 대해 수직 방향의 성분을 갖는 기둥들인 복수개의 나노 로드들(310)을 형성할 수 있다.Therefore, when a compound semiconductor doped with a first polar dopant is grown on the
그 후, 상기 복수개의 나노 로드들(310) 각각의 상부에 활성층(320)과 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도층체층(330)을 순차적으로 형성하여 상호 이격된 복수개의 로드 구조물(351)들로 이루어진 발광 구조물(350)을 형성한다.(도 2b)Thereafter, the plurality of
여기서, 상기 활성층(320)과 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층(330)은 나노 로드들(310)을 따라 순차적으로 형성되어, 상호 이격된 로드 구조물(351)이 형성된다.The
즉, 하나의 로드 구조물(351)은 이웃하는 로드 구조물과 상호 간섭되지 않고, 독립적으로 성장된다.That is, one
그리고, 상기 활성층(320)은 다중 양자 우물로 형성한다.The
그러므로, 제 1 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체, 활성층, 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층으로 이루어진 복수개의 로드 구조물들로 이루어진 발광 구조물(350)이 형성되는 것이다. Therefore, the
여기서, 상기 제 1 극성의 도펀트는 N타입 도펀트 또는 P타입 도펀트 중 어느 하나이고, 상기 제 2 극성의 도펀트는 상기 제 1 극성의 도펀트와 반대되는 극성을 갖는 도펀트이다.Here, the dopant of the first polarity is either an N type dopant or a P type dopant, and the dopant of the second polarity is a dopant having a polarity opposite to that of the first polarity.
그러므로, 제 1 극성의 도펀트는 제 2 극성의 도펀트와 상반되는 극성을 갖 으므로, 상기 베이스 기판(300) 상부에 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체로 이루어진 나노 로드를 형성하여도 된다.Therefore, since the first polar dopant has a polarity opposite to that of the second polar dopant, a nanorod made of a compound semiconductor doped with a second polar dopant may be formed on the
예를 들어, 제 1 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층이 N-GaN이고, 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층이 P-GaN인 경우, 상기 활성층은 InGaN과 GaN을 교대로 적층하여 헤테로정션(Heterojunction)을 갖는 다중 양자 우물을 형성할 수 있다.For example, when the compound semiconductor layer doped with a dopant of a first polarity is N-GaN and the compound semiconductor layer doped with a dopant of a second polarity is P-GaN, the active layer alternately stacks InGaN and GaN. Multiple quantum wells with heterojunction can be formed.
계속하여, 상기 로드 구조물(351)들 상부에 오믹 컨택 및 반사용 전극(400)을 형성하고, 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극(400) 상부에 금속지지부(410)를 형성한다.(도 2c)Subsequently, an ohmic contact and
여기서, 상기 금속지지부(410)는 전해 도금, 무전해 도금, 이베포레이션(Evaporation), 스퍼터링(Sputtering)과 스크린 프린팅(Screen printing) 중 어느 하나의 공정을 사용하여 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극(400) 상부에 형성된 층(Layer)이거나, 또는 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극(400) 상부에 본딩된 이미 만들어진 금속 기판인 것이 바람직하다.Here, the
그리고, 상기 금속지지부(410)의 두께는 1 ~ 100㎛인 것이 바람직하다.And, the thickness of the
연이어, 상기 베이스 기판(300)을 상기 로드 구조물(351)들로부터 제거한다.(도 2d)Subsequently, the
이 때, 상기 베이스 기판(300)은 레이저 공정을 이용하여 제거하거나, 또는 습식 식각 공정을 수행하여 제거한다.At this time, the
마지막으로, 상기 베이스 기판(300)이 제거로 노출된 로드 구조물(351)들 각 각의 하부에 오믹 컨택 및 투과용 전극(450)을 형성한다.(도 2e)Finally, an ohmic contact and a
여기서, 상기 오믹 컨택 및 투과용 전극(450)은 예를 들어, IT0막과 같은 투명전극을 지칭한다.In this case, the ohmic contact and
이로서, 본 발명에 따른 나노 로드(Nano-rod)를 갖는 발광 소자의 제조가 완료된다.As a result, the manufacturing of the light emitting device having a nano-rod according to the present invention is completed.
즉, 나노 로드를 갖는 발광 소자는 금속 지지부(400)와; 상기 금속 지지부(400) 상부에 형성된 오믹 컨택 및 반사용 전극(410)과; 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극(410) 상부에 상호 이격되어 형성되며, 제 1 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층, 활성층과 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층가 순차적으로 형성되어 이루어진 복수개의 나노 로드 구조물과; 상기 나노 로드 구조물 상부에 형성된 오믹 컨택 및 투과용 전극(450)으로 구성된다.That is, the light emitting device having the nanorods includes a
도 4a와 4b는 본 발명에 따른 나노 로드가 베이스 기판에 성장되는 개념을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 전술된 설명과 같이, 200~ 900℃의 온도 범위내에 있는 500℃ 성장온도에서 금속 기판이 아닌 베이스 기판에 화합물 반도체를 성장시키면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 최초 베이스 기판(300) 상에는 점상(點狀)으로 복수개의 시드(Seed)(305)가 형성된다.4A and 4B are schematic cross-sectional views illustrating a concept in which a nanorod is grown on a base substrate according to the present invention. As described above, the metal substrate may be formed at a 500 ° C. growth temperature within a temperature range of 200 to 900 ° C. FIG. When the compound semiconductor is grown on a non-base substrate, as shown in FIG. 4A, a plurality of
그 후, 상기 시드(305)에는 측면으로 성장되는 성분(Gx)보다 수직으로 성장되는 성분(Gy)이 현저하게 지배적이면, 상기 각각의 시드(305)는 수평 방향으로 성장되는 체적보다 수직 방향으로 성장되는 체적이 커서, 상호 이격되는 복수개의 나노 로드(310)가 형성된다.Thereafter, if the component Gy, which is vertically grown than the component Gx, which is laterally grown on the
여기서, 성장온도 500℃는 GaN과 같은 화합물 반도체를 성장시키는 온도보다 상대적으로 낮은 온도이다.Here, the growth temperature of 500 ° C is a temperature relatively lower than the temperature for growing a compound semiconductor, such as GaN.
도 5는 본 발명에 따른 나노 로드를 갖는 발광 소자를 제조하기 위한 다른 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 베이스 기판(300) 상부에 버퍼층(307)을 형성하고, 상기 버퍼층(307) 상부에 제 1 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체로 이루어진 복수개의 나노 로드들(310)을 형성한다.FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating another method of manufacturing a light emitting device having a nanorod according to the present invention. A
이 때, 상기 복수개의 나노 로드들(310)은 상기 버퍼층(307)의 성장온도보다 낮은 온도에서 성장시킨다.In this case, the plurality of
도 6은 본 발명에 따른 나노 로드를 갖는 발광 소자를 제조하기 위한 또 다른 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 제 1 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체로 이루어진 나노 로드(310), 활성층(320)과 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층(330)이 순차적으로 형성되어 이루어지진 로드 구조물(351) 복수개가 상호 이격되어 있다.FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating another method for manufacturing a light emitting device having a nanorod according to the present invention, and includes a
이 때, 상기 복수개의 로드 구조물(351)들의 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층(330) 상부에, 이 로드 구조물(351)의 성장온도보다 높은 온도로 평면상으로 밀폐된 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층(370)을 성장시키고, 그 상부에 오믹 컨택 및 반사용 전극(400)을 순차적으로 성장시킨다.At this time, the second polarity of which the second polarity of the plurality of
그러면, 상기 로드 구조물(351) 상부에서 오믹 컨택 및 반사용 전극(400)을 형성하는 것보다, 상기 평면상으로 밀폐된 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층(370) 상부에서 오믹 컨택 및 반사용 전극(400)을 형성하는 것이 보다 쉽게 형성할 수 있다.Then, rather than forming the ohmic contact and
즉, 상기 로드 구조물(351)은 그들의 사이에 공간이 존재하는 이산(離散)적인 상태이므로, 밀폐되고 평탄화된 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층(370) 상부에서 오믹 컨택 및 반사용 전극(400)은 보다 쉽게 형성된다.That is, since the
도 7은 본 발명에 따른 나노 로드를 갖는 발광 소자에서 광이 방출되는 현상을 설명하기 위한 단면도로서, 제 1 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체로 이루어진 나노 로드(310), 활성층(320)과 제 2 극성의 도펀트가 도핑된 화합물 반도체층(330)으로 이루어진 로드 구조물(351)은 발광 구조물이므로, 각각의 로드 구조물(351)의 활성층(320)에서 광이 방출된다.7 is a cross-sectional view illustrating a phenomenon in which light is emitted from a light emitting device having a nanorod according to the present invention. The
그러므로, 본 발명은 상호 이격되어 있는 복수개의 로드 구조물에서 광이 방출됨으로, 종래기술과 같이 소자의 면에서 발광되는 면적에 비하여, 발광 면적이 증가하는 장점이 있다.Therefore, in the present invention, since light is emitted from a plurality of rod structures that are spaced apart from each other, there is an advantage in that the light emitting area is increased as compared with the area emitting light from the surface of the device as in the prior art.
또한, 로드 구조물이 상호 이격되어 있으므로, 소자 내부에서 광의 산란을 줄이고, 열 특성을 개선할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the rod structures are spaced apart from each other, there is an advantage that can reduce the scattering of light in the device, and improve the thermal characteristics.
그러므로, 광 적출 효율(Light extraction efficiency)이 증가된다.Therefore, light extraction efficiency is increased.
또한, 이종 기판 상부에 질화갈륨 박막을 성장시킬 때, 격자 부정합에 의하여 108 ~ 1010 ㎠의 밀도를 가지는 관통전위(Threading dislocation)이라는 결함이 발생하게 되는데, 기존의 발광 다이오드에서는 박막으로 성장되어지기 때문에, 소자내의 결함이 잔존하는데 반면에, 본 발명의 나노 로드를 갖는 발광 소자는 낮은 온도에서 나노 로드 크기로 성장됨으로, 격자 부정합에 인한 스트레스 및 스트레인을 완화시키고, 극미세한 나노 로드로 관통전위가 전파됨이 줄어들어 발광 구조물의 결정성을 우수하게 성장시켜 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 것이다. In addition, when a gallium nitride thin film is grown on a dissimilar substrate, a defect called a threading dislocation having a density of 10 8 to 10 10 cm 2 is generated by lattice mismatch. While the defects in the device remain, the light emitting device with the nanorods of the present invention grows to nanorod size at low temperatures, thereby mitigating stress and strain due to lattice mismatch, and penetrating dislocations with extremely fine nanorods. It is possible to improve the characteristics of the device by reducing the propagation is excellent growth of the crystallinity of the light emitting structure.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 상호 이격되어 있는 복수개의 나노 로드구조물에서 광이 방출되는 구조를 적용하여 소자의 발광 면적을 증가시켜 광 적출 효율(Light extraction efficiency)이 증가시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of increasing the light extraction efficiency by increasing the light emitting area of the device by applying a structure in which light is emitted from a plurality of nano-rod structures spaced apart from each other. .
더불어, 낮은 온도에서 나노 로드 크기로 성장됨으로, 격자 부정합에 인한 스트레스 및 스트레인을 완화시키고, 극미세한 나노 로드로 관통전위가 전파됨이 줄어들어 발광 구조물의 결정성을 우수하게 성장시켜 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it grows to nanorod size at low temperature, thereby relieving stress and strain due to lattice mismatch, and through penetration propagation to microscopic nanorods is reduced, thereby improving the crystallinity of the light emitting structure to improve device characteristics. It can be effective.
게다가, 로드 구조물이 상호 이격되어 있으므로, 소자 내부에서 광의 산란을 줄이고, 열 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the rod structures are spaced apart from each other, there is an effect that can reduce the scattering of light and improve the thermal characteristics inside the device.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to specific examples, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.
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