KR100661716B1 - Substrate for growing light emitting device, device having three dimentional structure light emitting layer and method for fabricating the same - Google Patents

Substrate for growing light emitting device, device having three dimentional structure light emitting layer and method for fabricating the same Download PDF

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KR100661716B1 KR1020050051674A KR20050051674A KR100661716B1 KR 100661716 B1 KR100661716 B1 KR 100661716B1 KR 1020050051674 A KR1020050051674 A KR 1020050051674A KR 20050051674 A KR20050051674 A KR 20050051674A KR 100661716 B1 KR100661716 B1 KR 100661716B1
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이현재
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Abstract

본 발명은 발광 소자 성장용 기판, 이 기판에 성장된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 지지판과; 상기 지지판 상부에 형성되며, 상호 이격된 복수개의 개구들이 구비된 마스크층과; 상기 각각의 개구들에 노출된 지지판 상부에 형성되고, 상기 마스크층의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 극성(Polarity)을 갖으며 상호 이격된 복수개의 반도체 구조물들을 포함하여 구성된 발광 소자 성장용 기판을 이용하여 소자를 제조한다.The present invention relates to a light emitting device having a light emitting device growth substrate, a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure grown on the substrate, and a manufacturing method thereof; A mask layer formed on the support plate and having a plurality of openings spaced apart from each other; A substrate for light emitting device growth, comprising a plurality of semiconductor structures formed on an upper portion of the support plate exposed to the openings and covering a portion of the mask layer, and having a plurality of semiconductor structures having polarity and spaced apart from each other. To manufacture the device using.

따라서, 본 발명은 상호 이격된 삼차원 반도체 구조물 형상을 따라 발광층을 형성함으로써, 발광 면적을 증가시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention has the effect of improving the light output by increasing the light emitting area by forming the light emitting layer along the shape of the three-dimensional semiconductor structure spaced apart from each other.

발광소자, 삼차원, 활성층, 마스크, 개구, 형상 Light emitting element, three-dimensional, active layer, mask, opening, shape

Description

발광 소자 성장용 기판, 이 기판에 성장된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자 및 그의 제조 방법 { Substrate for growing light emitting device, device having three dimentional structure light emitting layer and method for fabricating the same } Substrate for growing light emitting device, device having three dimentional structure light emitting layer and method for fabricating the same}

도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 구조를 설명하기 위한 단면도1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a light emitting diode according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 다른 구조를 설명하기 위한 단면도2 is a cross-sectional view illustrating another structure of a light emitting diode according to the prior art.

도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자를 형성하기 위한 기판의 단면도3A to 3C are cross-sectional views of a substrate for forming a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자를 형성하기 위한 다른 기판의 단면도4 is a cross-sectional view of another substrate for forming a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to the present invention.

도 5a와 5b는 본 발명에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자를 형성하기 위한 또 다른 기판의 단면도5A and 5B are cross-sectional views of yet another substrate for forming a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to the present invention.

도 6a 내지 6e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도6A through 6E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to a first embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자 의 단면도7 is a cross-sectional view of a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to a second embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자의 단면도8 is a cross-sectional view of a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to a third embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자의 단면도9 is a cross-sectional view of a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to a fourth embodiment of the present invention.

도 10a 내지 10e는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도10A to 10E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to a fifth embodiment of the present invention.

도 11a 내지 11d는 본 발명에 따라 삼차원 구조의 반도체층 형상들을 도시한 사시도11A through 11D are perspective views showing semiconductor layer shapes of a three-dimensional structure according to the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 기판에 삼차원 구조의 반도체층이 형성된 상태의 평면도12 is a plan view showing a semiconductor layer having a three-dimensional structure formed on a substrate according to the present invention.

도 13은 본 발명에 따른 기판에 다른 삼차원 구조의 반도체층이 형성된 상태의 평면도로서,13 is a plan view of a semiconductor layer having another three-dimensional structure formed on a substrate according to the present invention;

도 14는 본 발명에 따른 기판에 형성된 마스크층의 일 형상을 도시한 평면도14 is a plan view showing one shape of a mask layer formed on a substrate according to the present invention;

도 15는 본 발명에 따른 기판에 형성된 삼차원 구조의 반도체층을 촬영한 사진도15 is a photographic image of a semiconductor layer having a three-dimensional structure formed on a substrate according to the present invention;

도 16은 본 발명에 따른 기판에 형성된 삼차원 구조의 다른 반도체층을 촬영한 사진도16 is a photograph photographing another semiconductor layer of a three-dimensional structure formed on a substrate according to the present invention;

도 17은 본 발명에 따른 기판에 형성된 삼차원 구조의 또 다른 반도체층을 촬영한 사진도17 is a photograph photographing another semiconductor layer of a three-dimensional structure formed on a substrate according to the present invention.

도 18은 본 발명에 따른 삼차원 구조의 발광층의 발광 면적을 설명하기 위한 개념도18 is a conceptual diagram illustrating the light emitting area of a light emitting layer having a three-dimensional structure according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100,180,181: 지지판 101 : 홈100,180,181: support plate 101: groove

102 : 홈 110 : 반도체층102 groove 110 semiconductor layer

120 : 마스크층 121,121a,121b : 개구120: mask layer 121,121a, 121b: opening

130,131,135,140,141,141a,150 : 반도체 구조물130,131,135,140,141,141a, 150: semiconductor structure

170,170 : 활성층 190 : 오믹 컨택 및 반사용 전극170, 170: active layer 190: electrode for ohmic contact and reflection

200,210 : 전극 250 : 절연층200,210: electrode 250: insulating layer

본 발명은 발광 소자 성장용 기판, 이 기판에 성장된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상호 이격된 삼차원 반도체 구조물 형상을 따라 발광층을 형성함으로써, 발광 면적을 증가시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 발광 소자 성장용 기판, 이 기판에 성장된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device growth substrate, a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure grown on the substrate, and a method of manufacturing the same. More specifically, the light emitting layer is formed by forming a light emitting layer along a shape of a three-dimensional semiconductor structure spaced apart from each other. A light emitting device growth substrate capable of increasing light output by increasing an area, a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure grown on the substrate, and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 발광 다이오드는 디스플레이의 백라이트(Backlight), 교차로나 건널목의 신호등, 전광판 등과 같이 다양한 응용을 가지는 단일파장의 광원이다. In general, a light emitting diode is a single wavelength light source having various applications such as a backlight of a display, a traffic light at an intersection or a crossing, an electric signboard, and the like.

이런, 발광 다이오드는 높은 휘도와 신뢰도, 저 전력 소모와 장 수명과 같은 많은 이점을 가지고 있다고 알려져 있다. Such light emitting diodes are known to have many advantages such as high brightness and reliability, low power consumption and long life.

그리고, 발광 다이오드는 직접 천이형의 큰 에너지 밴드갭을 가지는 GaN 계열의 화합물 반도체로 제조되고 있으며, 자외선(UV), 청색, 녹색 파장 영역의 광원으로 많은 연구와 개발이 수행되고 있으며 상용화가 되고 있다. In addition, the light emitting diode is manufactured of a GaN-based compound semiconductor having a large energy band gap of a direct transition type, and a lot of research and development has been conducted and commercialized as a light source in an ultraviolet (UV), blue, and green wavelength region. .

한편, 광원으로서의 성능을 향상시키기 위해서는 소자에서 출력되는 광량을 증가시켜야 한다.On the other hand, in order to improve performance as a light source, the amount of light output from the device must be increased.

그러므로, 최근 들어 높은 광 출력을 가진 발광 다이오드를 구현하기 위한 연구가 진행되고 있는 중이다. Therefore, recently, researches for implementing light emitting diodes having high light output have been conducted.

도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 구조를 설명하기 위한 단면도로서, 사파이어 기판(10) 상부에 n-화합물 반도체층(11), 활성층(12)과 p-화합물 반도체층(13)이 순차적으로 적층되어 있고; 상기 p-화합물 반도체층(13)에서 n-화합물 반도체층(11) 일부까지 메사(Mesa) 식각되어 있고; 상기 메사 식각된 n-화합물 반도체층(11) 상부에 n-전극(12)이 형성되어 있고; 상기 p-화합물 반도체층(14) 상부에 p-전극(15)이 형성되어 있는 구성으로 발광 다이오드(20)가 구현된다.1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a light emitting diode according to the prior art, in which an n-compound semiconductor layer 11, an active layer 12, and a p-compound semiconductor layer 13 are sequentially formed on an sapphire substrate 10. Stacked; Mesa is etched from the p-compound semiconductor layer 13 to a part of the n-compound semiconductor layer 11; An n-electrode 12 is formed on the mesa-etched n-compound semiconductor layer 11; The light emitting diode 20 is implemented with the p-electrode 15 formed on the p-compound semiconductor layer 14.

도 2는 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 다른 구조를 설명하기 위한 단면도로서, n-화합물 반도체층(31) 상부에 활성층(32)과 p-화합물 반도체층(33)이 순차적으로 적층되어 있고; 상기 n-화합물 반도체층(31) 하부에 n-전극(34)이 형성되어 있고; 상기 p-화합물 반도체층(33) 상부에 p-전극(35)이 형성되어 있는 구성으로 발광 다이오드가 구현된다.2 is a cross-sectional view for explaining another structure of the light emitting diode according to the prior art, in which an active layer 32 and a p-compound semiconductor layer 33 are sequentially stacked on the n-compound semiconductor layer 31; An n-electrode 34 is formed under the n-compound semiconductor layer 31; The p-electrode 35 is formed on the p-compound semiconductor layer 33 to form a light emitting diode.

상기 도 1과 같은, 메사 식각된 발광 다이오드는 소자의 상부 방향으로 전극이 형성된 구조이고, 상기 도 2와 같은 발광 다이오드는 소자의 상부 및 하부 방향으로 전극이 형성된 구조이다.The mesa-etched light emitting diode as shown in FIG. 1 has a structure in which electrodes are formed in an upper direction of the device, and the light emitting diode as shown in FIG. 2 has a structure in which electrodes are formed in upper and lower directions of the device.

이러한, 종래의 발광 다이오드는 GaN계 화합물 반도체로 제조하였는데, 이 GaN은 대부분 평탄화된 기판에서 2차원막의 형태로 성장된다.Such a conventional light emitting diode is made of a GaN-based compound semiconductor, which is mostly grown in the form of a two-dimensional film on a flattened substrate.

그러므로, 광출력이 발생되는 활성층의 면적은 도 1의 발광 다이오드에서는 메사식각되어 돌출되어 있는 '발광 구조물'의 면적으로 제한되고, 도 2의 발광 다이오드에서는 소자 구조물이 '발광 구조물'이므로, 소자 구조물의 면적으로 제한된다.Therefore, the area of the active layer in which light output is generated is limited to the area of the 'light emitting structure' protruding by mesa etching in the light emitting diode of FIG. 1, and in the light emitting diode of FIG. 2, the device structure is a 'light emitting structure'. Limited to the area of

따라서, 종래 기술의 발광 다이오드에서는 구조적인 연관성에 의해, 발광 면적이 제한되어 광출력을 향상시키는데 한계가 있는 문제점이 있다.Therefore, in the light emitting diode of the prior art, there is a problem in that there is a limit in improving the light output due to the structural association, the light emitting area is limited.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상호 이격된 삼차원 반도체 구조물 형상을 따라 발광층을 형성함으로써, 발광 면적을 증가시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 발광 소자 성장용 기판, 이 기판에 성장된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by forming a light emitting layer along the shape of the three-dimensional semiconductor structure spaced apart from each other, the light emitting device growth substrate that can increase the light output by increasing the light emitting area, which is grown on the substrate An object of the present invention is to provide a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure and a manufacturing method thereof.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 1 양태(樣態)는, A first preferred aspect for achieving the above objects of the present invention is

지지판과; A support plate;

상기 지지판 상부에 형성되며, 상호 이격된 복수개의 개구들이 구비된 마스 크층과; A mask layer formed on the support plate and having a plurality of openings spaced apart from each other;

상기 각각의 개구들에 노출된 지지판 상부에 형성되고, 상기 마스크층의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 극성(Polarity)을 갖으며 상호 이격된 복수개의 반도체 구조물들을 포함하여 구성된 발광 소자 성장용 기판이 제공된다.A substrate for light emitting device growth, comprising a plurality of semiconductor structures formed on an upper portion of the support plate exposed to the openings and covering a portion of the mask layer, and having a plurality of semiconductor structures having polarity and spaced apart from each other. This is provided.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 2 양태(樣態)는, A second preferred aspect for achieving the above objects of the present invention is

상부에 홈이 형성되어 있고, 이 홈 내부에 상호 이격된 복수개의 돌출부들이 형성된 지지판과; A support plate formed at an upper portion of the support plate and having a plurality of protrusions spaced apart from each other;

상기 복수개의 돌출부들 각각의 상부에서 형성되고, 상기 홈의 일부 상부에 연장되어 홈으로부터 부상되어 있으며, 삼차원 구조로 이루어지고, 극성을 갖는 복수개의 반도체 구조물들을 포함하여 구성된 발광 소자 성장용 기판이 제공된다.There is provided a light emitting device growth substrate which is formed on top of each of the plurality of protrusions, extends on a part of the groove to rise from the groove, has a three-dimensional structure, and comprises a plurality of semiconductor structures having polarity. do.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 3 양태(樣態)는, A third preferred aspect for achieving the above objects of the present invention is

제 1 극성(Polarity)을 갖는 제 1 반도체층과; A first semiconductor layer having a first polarity;

상기 제 1 반도체층 상부에 형성되며, 상호 이격된 복수개의 개구들이 구비된 마스크층과; A mask layer formed on the first semiconductor layer and having a plurality of openings spaced apart from each other;

상기 각각의 개구들에 노출된 제 1 반도체층 상부에 상기 마스크층의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 상호 이격되어 있으며, 상기 제 1 반도체층의 제 1 극성과 동일한 극성을 갖는 제 2 반도체층으로 이루어진 복수개의 반도체 구조물과; A second semiconductor layer having a three-dimensional structure surrounding a portion of the mask layer on the first semiconductor layer exposed to the openings, spaced apart from each other, and having the same polarity as the first polarity of the first semiconductor layer. A plurality of semiconductor structures;

상기 반도체 구조물의 형상을 따라 활성층, 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 3 반도체층과, 오믹 컨택 및 반사용 전극이 형성된 구조물과; A structure including an active layer, a third semiconductor layer having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode along a shape of the semiconductor structure;

상기 오믹 컨택 및 반사용 전극을 감싸 상부가 평탄화된 제 1 전극과; A first electrode having an upper portion flattened around the ohmic contact and reflection electrode;

상기 제 1 반도체층 하부에 형성된 제 2 전극을 포함하여 구성된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자가 제공된다.A light emitting device including a light emitting layer having a three-dimensional structure including a second electrode formed under the first semiconductor layer is provided.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 4 양태(樣態)는, A fourth preferred aspect for achieving the above objects of the present invention is

전극과; An electrode;

상기 전극 상부에 형성되며, 복수개의 개구들을 갖는 절연층과; An insulating layer formed on the electrode and having a plurality of openings;

상기 절연층의 개구에 채워지고, 상기 절연층의 상부 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 상호 이격되어 있으며, 극성을 갖는 반도체층으로 이루어진 복수개의 반도체 구조물과; A plurality of semiconductor structures having a three-dimensional structure filled in the openings of the insulating layer and enclosing an upper portion of the insulating layer, the semiconductor structures being spaced apart from each other and having polarities;

상기 반도체 구조물의 형상을 따라 활성층, 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 3 반도체층과, 오믹 컨택 및 반사용 전극이 형성된 구조물과; A structure including an active layer, a third semiconductor layer having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode along a shape of the semiconductor structure;

상기 오믹 컨택 및 반사용 전극을 감싸 상부가 평탄화된 전극을 포함하여 구성된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자가 제공된다.Provided is a light emitting device including a light emitting layer having a three-dimensional structure including an electrode having a flattened upper surface surrounding the ohmic contact and reflective electrode.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 5 양태(樣態)는, A fifth preferred aspect for achieving the above objects of the present invention is

지지판 상부에 제 1 극성(Polarity)을 갖는 제 1 반도체층을 형성하고, 상기 제 1 반도체층 상부에 상호 이격된 복수개의 개구들이 구비된 마스크층을 형성하고, 상기 각각의 개구들에 노출된 제 1 반도체층 상부에 상기 마스크층의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 상기 제 1 반도체층의 제 1 극성과 동일한 극성을 갖으며 상호 이격된 복수개의 제 2 반도체로 이루어진 복수개의 반도체 구조물을 형성하여 기판을 만드는 단계와; Forming a first semiconductor layer having a first polarity on the support plate, forming a mask layer having a plurality of openings spaced apart from each other on the first semiconductor layer, and exposing the first semiconductor layer; A plurality of semiconductor structures having a three-dimensional structure surrounding a portion of the mask layer on the first semiconductor layer and having a same polarity as the first polarity of the first semiconductor layer and spaced apart from each other are formed. Making a substrate;

상기 기판의 복수개의 반도체 구조물의 형상을 따라 활성층, 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 3 반도체층과, 오믹 컨택 및 반사용 전극을 순차적으로 형성하는 단계와;Sequentially forming an active layer, a third semiconductor layer having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode along the shapes of the plurality of semiconductor structures of the substrate;

상기 오믹 컨택 및 반사용 전극을 감싸는 제 1 전극을 형성하는 단계와;Forming a first electrode surrounding the ohmic contact and reflective electrode;

상기 지지판을 이탈시키는 단계와;Detaching the support plate;

상기 지지판이 이탈되어 노출된 상기 제 1 반도체층 하부에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.Provided is a method of manufacturing a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure including the step of forming a second electrode under the first semiconductor layer exposed by leaving the support plate.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 6 양태(樣態)는, The sixth preferred aspect for achieving the above objects of the present invention is

지지판과, 상기 지지판 상부에 형성되며 상호 이격된 복수개의 개구들이 개구가 구비된 마스크층과, 상기 각각의 개구들에 노출된 지지판 상부에 형성되고 상기 마스크층의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고 제 1 극성을 갖는 복수개의 제 1 반도체로 이루어진 복수개의 반도체 구조물이 형성된 기판을 준비하는 단계와;A support plate, a mask layer having a plurality of openings formed on the support plate and spaced apart from each other, and a three-dimensional structure formed on the support plate exposed to the respective openings and covering a part of the mask layer. Preparing a substrate on which a plurality of semiconductor structures comprising a plurality of first semiconductors having one polarity are formed;

상기 복수개의 반도체 구조물의 형상을 따라 활성층, 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 2 반도체층과, 오믹 컨택 및 반사용 전극을 순차적으로 형성하는 단계와;Sequentially forming an active layer, a second semiconductor layer having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode along the shapes of the plurality of semiconductor structures;

상기 오믹 컨택 및 반사용 전극을 감싸는 제 1 전극을 형성하는 단계와;Forming a first electrode surrounding the ohmic contact and reflective electrode;

상기 마스크층을 습식식각공정으로 제거하고, 상기 지지판을 이탈시켜 상기 마스크층 개구 내부에 형성된 복수개의 반도체 구조물 하부들을 돌출시키는 단계 와;Removing the mask layer by a wet etching process, and leaving the support plate to protrude a plurality of semiconductor structures formed in the mask layer opening;

상기 지지판이 이탈된 면에, 돌출된 복수개의 반도체 구조물 하부들 사이에 절연층을 형성하고, 상기 복수개의 반도체 구조물 하부면을 노출시키는 단계와; Forming an insulating layer between the bottoms of the plurality of protruding semiconductor structures and exposing the bottom surfaces of the plurality of semiconductor structures on a surface from which the support plate is separated;

상기 절연층 및 노출된 복수개의 반도체 구조물 하부면에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.A method of manufacturing a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure including forming a second electrode on the insulating layer and a lower surface of a plurality of exposed semiconductor structures is provided.

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 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자를 형성하기 위한 기판의 단면도로서, 먼저, 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자를 형성하기 위한 기판은 지지판(100)과; 상기 지지판(100) 상부에 형성된 극성(Polarity)을 갖는 제 1 반도체층(110)과; 상기 제 1 반도체층(110) 상부에 형성되며, 상호 이격된 복수개의 개구들(121)이 구비된 마스크층(120)과; 상기 각각의 개구들(121)에 노출된 제 1 반도체층(110) 상부에 형성되고, 상기 마스크층(120)의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 상기 제 1 반도체층(110)의 극성과 동일한 극성을 갖는 제 2 반도체층으로 이루어지고, 상호 이격된 복수개의 반도체 구조물(130)로 구성된다. 3A to 3C are cross-sectional views of a substrate for forming a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to the present invention. First, a substrate for forming a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure includes a support plate 100; A first semiconductor layer 110 having a polarity formed on the support plate 100; A mask layer 120 formed on the first semiconductor layer 110 and provided with a plurality of openings 121 spaced apart from each other; It is formed on the first semiconductor layer 110 exposed to each of the openings 121, has a three-dimensional structure surrounding a portion of the mask layer 120, and the polarity of the first semiconductor layer 110 A second semiconductor layer having the same polarity and composed of a plurality of semiconductor structures 130 spaced apart from each other.

상기 지지판(100)은 사파이어, 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨비소(GaAs)과 질 화갈륨 중 어느 하나의 물질로 형성되어 있는 것이 바람직하다.The support plate 100 is preferably formed of any one of sapphire, silicon carbide (SiC), gallium arsenide (GaAs) and gallium nitride.

그리고, 상기 제 1과 2 반도체층(110)은 동일한 물질을 포함하고 있는 반도체층이 바람직하며, 이 동일한 물질은 GaN이 바람직하다.In addition, the first and second semiconductor layers 110 are preferably semiconductor layers containing the same material, and the same material is preferably GaN.

또한, 상기 마스크층(120)은 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the mask layer 120 is preferably formed of an oxide film.

게다가, 상기 극성(Polarity)은 양극 또는 음극이고, 이 때, 상기 제 1과 2 반도체층(110)에 N타입 도펀트가 도핑되어 있으면, 제 1과 2 반도체층(110)의 극성은 양극이 된다.In addition, the polarity is an anode or a cathode. In this case, when the N-type dopant is doped in the first and second semiconductor layers 110, the polarity of the first and second semiconductor layers 110 becomes an anode. .

그러므로, 도 3a에 도시된 바와 같이, 마스크층(120)의 개구들(121)에 노출된 제 1 반도체층(110) 상부에 제 2 반도체를 성장시키면, 개구들(121) 내부에 제 2 반도체가 채워지면서 상기 개구들(121)과 인접한 마스크층(120) 일부로 측면 성장된다.Therefore, as shown in FIG. 3A, when the second semiconductor is grown on the first semiconductor layer 110 exposed to the openings 121 of the mask layer 120, the second semiconductor is formed in the openings 121. As it fills in the lateral growth of the mask layer 120 adjacent to the openings 121.

이 때, 제 2 반도체의 성장이 계속 진행되면, 각각의 개구들(121)에서 성장된 제 2 반도체가 상기 마스크층(120) 상부에서 합체가 되어 평탄화된다.At this time, when the growth of the second semiconductor continues, the second semiconductor grown in the openings 121 is coalesced and planarized on the mask layer 120.

그런데, 도 3a의 구조에서는 상기 각각의 개구들(121)에서 성장된 제 2 반도체가 상호 접촉되기 전에 제 2 반도체의 성장을 중지시키면, 3차원 구조의 제 2 반도체층으로 이루어진 복수개의 반도체 구조물들(130)을 형성시킬 수 있게 된다.However, in the structure of FIG. 3A, when the growth of the second semiconductor is stopped before the second semiconductors grown in the openings 121 are in contact with each other, a plurality of semiconductor structures including the second semiconductor layer having a three-dimensional structure 130 can be formed.

즉, 도 3a의 복수개의 반도체 구조물들은 육각뿔 형상의 구조로 형성된다.That is, the plurality of semiconductor structures of FIG. 3A are formed in a hexagonal pyramid shape.

이러한, 3차원 구조의 반도체 구조물들(130)을 이용하여 삼차원 구조의 발광층을 형성할 수 있는데, 이의 설명은 후술되는 기재를 참조하면 알 수 있다.The light emitting layer having a three-dimensional structure may be formed using the semiconductor structures 130 having a three-dimensional structure, which may be understood by referring to the description below.

한편, 도 3b의 기판은 지지판(100)과; 상기 지지판(100) 상부에 형성되며, 상호 이격된 복수개의 개구들(121)이 개구가 구비된 마스크층(120)과; 상기 각각의 개구들(121)에 노출된 지지판(100) 상부에 형성되고, 상기 마스크층(120)의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 극성을 갖는 복수개의 반도체 구조물들(140)로 이루어진다. On the other hand, the substrate of Figure 3b and the support plate 100; A mask layer 120 formed on the support plate 100 and having a plurality of openings 121 spaced apart from each other; It is formed on the support plate 100 exposed to each of the openings 121, has a three-dimensional structure surrounding a part of the mask layer 120, and has a plurality of semiconductor structures 140 having polarity.

또한, 도 3c의 기판은 상부에 홈(101)이 형성되어 있고, 이 홈(101) 내부에 상호 이격된 복수개의 돌출부들(102)이 형성된 지지판(100)과; 상기 복수개의 돌출부들(102) 각각의 상부에서 형성되고, 상기 홈(101)의 일부 상부에 연장되어 홈(101)으로부터 부상되어 있으며, 삼차원 구조로 이루어지고, 극성을 갖는 복수개의 반도체 구조물들(150)으로 이루어진다. In addition, the substrate of FIG. 3C includes a support plate 100 having a groove 101 formed thereon and a plurality of protrusions 102 spaced apart from each other in the groove 101; A plurality of semiconductor structures formed on an upper portion of each of the plurality of protrusions 102 and extending from a portion of the groove 101 to rise from the groove 101, have a three-dimensional structure, and have a polarity ( 150).

도 4는 본 발명에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자를 형성하기 위한 다른 기판의 단면도로서, 이 기판은 도 3a와 동일한 공정을 수행하여 만들어지는 기판인데, 마스크층(120) 상부에서 제 2 반도체층의 측면 성장 속도를 도 03a의 구조를 위한 방법보다 빠르게 진행시키면, 상부가 절단되어 있는 육각뿔 형상의 구조가 된다.FIG. 4 is a cross-sectional view of another substrate for forming a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to the present invention, which is a substrate made by performing the same process as that of FIG. 3A. If the lateral growth speed of the semiconductor layer is advanced faster than the method for the structure of FIG. 03A, a hexagonal pyramid-shaped structure is cut.

도 5a와 5b는 본 발명에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자를 형성하기 위한 또 다른 기판의 단면도로서, 도 5a의 기판은 마스크층(120)의 개구들(121)에 노출된 제 1 반도체층(110) 상부에 제 2 반도체를 성장시켜, 개구들(121) 내부에 제 2 반도체가 채우고, 상기 개구들(121)과 인접한 마스크층(120) 일부로 측면 성장시켜 상호 이격된 반도체 구조물들(130)을 형성한 도 3a의 기판에서, 상기 제 2 반도체의 성장을 계속 진행시켜 상기 반도체 구조물들(130)들의 하단부가 합체될 때 성장을 중지시겨 형성한다.5A and 5B are cross-sectional views of another substrate for forming a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to the present invention, wherein the substrate of FIG. 5A is exposed to openings 121 of the mask layer 120. Semiconductor structures spaced apart from each other by growing a second semiconductor over the layer 110, filling the second semiconductor inside the openings 121, and laterally growing a portion of the mask layer 120 adjacent to the openings 121. In the substrate of FIG. 3A in which 130 is formed, growth of the second semiconductor is continued so that the growth is stopped when the lower ends of the semiconductor structures 130 are coalesced.

즉, 도 5a의 기판은 도 3a와 같은 기판에서 상호 이격된 반도체 구조물들(130)의 측면 하단부를 합체시켜 '135'를 형성한 기판이다.That is, the substrate of FIG. 5A is a substrate in which '135' is formed by coalescing lower ends of side surfaces of the semiconductor structures 130 spaced apart from each other in the substrate of FIG. 3A.

그리고, 도 5b의 기판은 도 4의 기판에서 상호 이격된 반도체 구조물들(131)의 측면 하단부를 합체시켜 형성된 기판이다.In addition, the substrate of FIG. 5B is a substrate formed by incorporating side lower ends of the semiconductor structures 131 spaced apart from each other in the substrate of FIG. 4.

도 6a 내지 6e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도로서, 먼저, 지지판(100) 상부에 제 1 극성(Polarity)을 갖는 제 1 반도체층(110)을 형성하고, 상기 제 1 반도체층(110) 상부에 상호 이격된 복수개의 개구들(121)이 구비된 마스크층(120)을 형성하고, 상기 각각의 개구들(121)에 노출된 제 1 반도체층(110) 상부에 상기 마스크층(120)의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 상기 제 1 반도체층(110)의 제 1 극성과 동일한 극성을 갖으며 상호 이격된 복수개의 반도체 구조물들(130)을 형성한다.6A to 6E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to a first embodiment of the present invention. First, a first having a first polarity on the support plate 100 is illustrated. A semiconductor layer 110 is formed, and a mask layer 120 having a plurality of openings 121 spaced apart from each other is formed on the first semiconductor layer 110, and in each of the openings 121. A plurality of three-dimensional structures surrounding a part of the mask layer 120 on the exposed first semiconductor layer 110, having a same polarity as the first polarity of the first semiconductor layer 110 and spaced apart from each other The semiconductor structures 130 are formed.

이렇게 형성된 기판은 도 3a의 기판과 동일하다.The substrate thus formed is the same as the substrate of FIG. 3A.

그 후, 상기 반도체 구조물들(130)의 형상을 따라 활성층(170), 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 3 반도체층(180)과, 오믹 컨택 및 반사용 전극(190)을 순차적으로 형성한다.(도 6a, 6b)Thereafter, the active layer 170, the third semiconductor layer 180 having the second polarity different from the first polarity, and the ohmic contact and reflection electrode 190 are sequentially formed along the shapes of the semiconductor structures 130. (FIGS. 6A and 6B).

연이어, 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극(190)을 감싸는 제 1 전극(200)을 형성한다.(도 6c)Subsequently, a first electrode 200 surrounding the ohmic contact and reflection electrode 190 is formed (FIG. 6C).

그 다음, 상기 지지판(100)을 이탈시킨다.(도 6d)Then, the support plate 100 is separated (FIG. 6D).

여기서, 상기 지지판(100)이 사파이어 기판인 경우에는, 레이저 리프트 오프(Laser lift-off)공정을 수행하여 제거시킨다.Here, when the support plate 100 is a sapphire substrate, it is removed by performing a laser lift-off process.

마지막으로, 상기 지지판(100)이 이탈되어 노출된 상기 제 1 반도체층(110) 하부에 제 2 전극(210)을 형성한다.(도 6e)Finally, a second electrode 210 is formed below the first semiconductor layer 110 exposed by the support plate 100 being separated (FIG. 6E).

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자의 단면도로서, 제 1 극성(Polarity)을 갖는 제 1 반도체층(110)과; 상기 제 1 반도체층(110) 상부에 형성되며, 상호 이격된 복수개의 개구들(121)이 구비된 마스크층(120)과; 상기 각각의 개구들(121)에 노출된 제 1 반도체층(110) 상부에 상기 마스크층(120)의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 상호 이격되어 있으며, 상기 제 1 반도체층(110)의 제 1 극성과 동일한 극성을 갖는 제 2 반도체층으로 이루어진 복수개의 반도체 구조물들(131)과; 상기 반도체 구조물들(131)의 형상을 따라 활성층(170), 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 3 반도체층(180)과, 오믹 컨택 및 반사용 전극(190)이 형성된 구조물과; 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극(190)을 감싸 상부가 평탄화된 제 1 전극(200)과; 상기 제 1 반도체층(110) 하부에 형성된 제 2 전극(210)으로 구성된다.7 is a cross-sectional view of a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to a second embodiment of the present invention, and includes a first semiconductor layer 110 having a first polarity; A mask layer 120 formed on the first semiconductor layer 110 and provided with a plurality of openings 121 spaced apart from each other; A three-dimensional structure surrounding a portion of the mask layer 120 is formed on the first semiconductor layer 110 exposed to the openings 121 and spaced apart from each other. A plurality of semiconductor structures 131 made of a second semiconductor layer having the same polarity as the first polarity; A structure in which an active layer (170), a third semiconductor layer (180) having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode (190) are formed along the shapes of the semiconductor structures (131); A first electrode 200 having a top planarized around the ohmic contact and reflection electrode 190; The second electrode 210 is formed under the first semiconductor layer 110.

본 발명의 제 2 실시예에서는 도 4의 기판을 사용하여 제조된 것이다.In a second embodiment of the present invention it is manufactured using the substrate of FIG.

도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자의 단면도로서, 제 3 실시예의 소자는 도 5a의 기판을 사용하여 제조된 것으로, 상호 이격된 육각뿔 형상의 삼차원 구조가 형성되고, 측면 하단부가 합체되어 있다.FIG. 8 is a cross-sectional view of a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to a third embodiment of the present invention. The device of the third embodiment is manufactured using the substrate of FIG. 5A, and has a three-dimensional structure of hexagonal pyramids spaced apart from each other. Is formed, and the side lower end is coalesced.

이러한, 삼차원 구조의 반도체 구조물들(135)의 형상을 따라 활성층(170), 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 3 반도체층(180)과, 오믹 컨택 및 반사용 전극(190)이 형성되어 있다.The active layer 170, the third semiconductor layer 180 having a second polarity different from the first polarity, and the ohmic contact and reflection electrode 190 may be formed in the shape of the three-dimensional semiconductor structures 135. Formed.

도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자의 단면도로서, 본 발명의 제 4 실시예의 소자는 도 5b의 기판을 사용하여 제조된 것이다.9 is a cross-sectional view of a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to a fourth embodiment of the present invention, wherein the device of the fourth embodiment of the present invention is manufactured using the substrate of FIG. 5B.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 상호 이격되어지고, 상부가 절단되어 있는 육각뿔 형상의 삼차원 구조가 형성되어 있고, 측면 하단부가 합체되어 있는 복수개의 반도체 구조물들로 이루어져 있고, 이 육각뿔 형상의 삼차원 구조의 형상을 따라 활성층(170), 반도체층(180)과, 오믹 컨택 및 반사용 전극(190)이 형성되어 있다.That is, as shown in FIG. 9, a three-dimensional structure of hexagonal pyramids spaced apart from each other and cut at an upper portion thereof is formed, and a plurality of semiconductor structures having a lower side of the side surface are formed. The active layer 170, the semiconductor layer 180, and the ohmic contact and reflection electrode 190 are formed along the shape of the three-dimensional structure.

도 10a 내지 10e는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도로서, 먼저, 지지판(100)과; 상기 지지판(100) 상부에 형성되며, 상호 이격된 복수개의 개구들(121)이 개구가 구비된 마스크층(120)과; 상기 각각의 개구들(121)에 노출된 지지판(100) 상부에 형성되고, 상기 마스크층(120)의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 제 1 극성을 갖는 제 1 반도체층으로 이루어진 복수개의 반도체 구조물들(141)이 형성된 도 3b와 같은 기판을 준비한다. 10A to 10E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a device having a light emitting layer having a three-dimensional structure according to a fifth embodiment of the present invention. First, a support plate 100 is provided; A mask layer 120 formed on the support plate 100 and having a plurality of openings 121 spaced apart from each other; A plurality of semiconductors are formed on the support plate 100 exposed to the openings 121, have a three-dimensional structure surrounding a part of the mask layer 120, and have a first semiconductor layer having a first polarity. A substrate as shown in FIG. 3B on which the structures 141 are formed is prepared.

연이어, 상기 반도체 구조물들(141)의 형상을 따라 활성층(171), 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 2 반도체층(181)과, 오믹 컨택 및 반사용 전극(191)을 순차적으로 형성한다.Subsequently, an active layer 171, a second semiconductor layer 181 having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode 191 are sequentially formed along the shapes of the semiconductor structures 141. Form.

그 후, 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극(191)을 감싸는 제 1 전극(200)을 형 성한다.(도 10a 및 10b)Thereafter, a first electrode 200 surrounding the ohmic contact and reflection electrode 191 is formed. (FIGS. 10A and 10B).

그 다음, 상기 마스크층(120)을 습식식각공정으로 제거하고, 상기 지지판(100)을 이탈시켜 상기 마스크층(120) 개구 내부에 형성된 복수개의 반도체 구조물 (141a) 하부들을 돌출시킨다.(도 10c)Next, the mask layer 120 is removed by a wet etching process, and the support plate 100 is separated to protrude lower portions of the plurality of semiconductor structures 141a formed in the opening of the mask layer 120. )

여기서, 상기 지지판(100)이 사파이어 기판인 경우에는, 레이저 리프트 오프(Laser lift-off)공정을 수행하여 제거시킨다.Here, when the support plate 100 is a sapphire substrate, it is removed by performing a laser lift-off process.

이어서, 상기 지지판(100)이 이탈된 면에, 돌출된 복수개의 반도체 구조물 하부들(141a) 사이에 절연층(250)을 형성하고, 상기 복수개의 반도체 구조물(141a) 하부면을 노출시킨다.(도 10d) Subsequently, an insulating layer 250 is formed between the protruding lower portions of the semiconductor structure 141a on the surface from which the support plate 100 is separated, and the lower surfaces of the plurality of the semiconductor structures 141a are exposed. 10d)

마지막으로, 상기 절연층(250) 및 노출된 복수개의 반도체 구조물(141a) 하부면에 제 2 전극(210)을 형성한다.(도 10e)Finally, a second electrode 210 is formed on the insulating layer 250 and the lower surfaces of the exposed plurality of semiconductor structures 141a (FIG. 10E).

여기서, 상기 제 2 전극(210)은 투명전극으로 형성한다.Here, the second electrode 210 is formed as a transparent electrode.

따라서, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 삼차원 구조의 발광층을 구비한 소자는 전극(210)과; 상기 전극(210) 상부에 형성되며, 복수개의 개구들을 갖는 절연층(250)과; 상기 절연층(250)의 개구에 채워지고, 상기 절연층(250)의 상부 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 상호 이격되어 있으며, 극성을 갖는 반도체층으로 이루어진 복수개의 반도체 구조물(141)과; 상기 반도체 구조물의 형상을 따라 활성층, 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 3 반도체층과, 오믹 컨택 및 반사용 전극이 형성된 구조물과; 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극을 감싸 상부가 평탄화된 전극을 포함하여 구성된다.Therefore, the device having the light emitting layer having the three-dimensional structure according to the fifth embodiment of the present invention includes an electrode 210; An insulating layer 250 formed on the electrode 210 and having a plurality of openings; A plurality of semiconductor structures 141 filled in the openings of the insulating layer 250 and having a three-dimensional structure surrounding the upper portion of the insulating layer 250, spaced apart from each other, and having a polarity; A structure including an active layer, a third semiconductor layer having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode along a shape of the semiconductor structure; It is configured to include an electrode having a flattened top wrapped around the ohmic contact and the reflective electrode.

도 11a 내지 11d는 본 발명에 따라 삼차원 구조의 반도체층 형상들을 도시한 사시도로서, 삼차원 구조의 반도체 구조물들은 육각뿔 형상(도 11a) 또는 상부가 절단되어 있는 육각뿔 형상(도 11b)으로 형성한다.11A to 11D are perspective views illustrating semiconductor layer shapes of a three-dimensional structure according to the present invention, wherein the semiconductor structures of the three-dimensional structure are formed in a hexagonal pyramid shape (FIG. 11A) or a hexagonal pyramid shape in which an upper portion is cut (FIG. 11B). .

이 도 11a와 11b는 마스크층(120)에 점상(點狀)으로 배열되어 있다.11A and 11B are arranged in a point shape on the mask layer 120.

그리고, 도 11c, 11d과 도 13에 도시된 바와 같이 마스크층(120)에 스트라이프(Stripe) 패턴으로 배열된 '137,138'과 같은 삼차원 구조의 형상으로 형성할 수 있다.11C, 11D, and 13, the mask layer 120 may be formed in a shape of a three-dimensional structure such as '137,138' arranged in a stripe pattern.

여기서, '137'의 형상은 상부가 절단되지 않은 삼차원 구조의 반도체층이고, '138'은 상부가 절단되어 있는 삼차원 구조의 반도체층이다.Here, the shape of '137' is a semiconductor layer having a three-dimensional structure in which the upper portion is not cut, and '138' is a semiconductor layer having a three-dimensional structure in which the upper portion is cut.

도 14는 본 발명에 따른 기판에 형성된 마스크층의 일 형상을 도시한 평면도로서, 마스크층(120)은 상기 제 1 반도체층(110) 상부에 형성되며, 상호 이격된 복수개의 개구들(121a,121b)이 구비된 패턴 형상으로 형성한다.FIG. 14 is a plan view illustrating a shape of a mask layer formed on a substrate according to the present invention, in which a mask layer 120 is formed on the first semiconductor layer 110 and has a plurality of openings 121a, spaced apart from each other. 121b) is formed into a pattern shape provided.

여기서, 상기 복수개의 개구들(121a,121b)은 일정한 간격(d)으로 이격되어 있는 것이 바람직하다.Here, the plurality of openings 121a and 121b may be spaced apart at regular intervals d.

이 때, 점상(點狀)의 개구들(121a)을 갖는 패턴으로 형성할 수 있고, 가장자리(Edge)에 환상(環狀)의 개구(121b)가 더 구비된 패턴으로 형성할 수 있다.At this time, it may be formed in a pattern having a point-like opening (121a), it may be formed in a pattern that is further provided with an annular opening (121b) at the edge (Edge).

도 15는 본 발명에 따른 기판에 형성된 삼차원 구조의 반도체층을 촬영한 사진도로서, 삼차원 구조의 반도체 구조물들이 도 11a에 도시된 바와 같이, 육각뿔 형상(130)과 도 11b와 같이, 상부가 절단되어 있는 육각뿔 형상(131)의 사진도이다.FIG. 15 is a photograph showing a three-dimensional semiconductor layer formed on a substrate according to the present invention. As shown in FIG. 11A, three-dimensional semiconductor structures are formed in a hexagonal pyramid shape 130 and an upper portion as shown in FIG. 11B. It is a photograph figure of the hexagonal pyramid shape 131 cut | disconnected.

도 16은 본 발명에 따른 기판에 형성된 삼차원 구조의 다른 반도체층을 촬영한 사진도로서, 스트라이프(Stripe) 패턴으로 배열된 삼차원 구조의 형상으로, 도 11c와 같이, 상부가 절단되지 않은 삼차원 구조의 반도체 구조물들 형상(137)을 촬영한 사진도이다.FIG. 16 is a photograph of another semiconductor layer having a three-dimensional structure formed on a substrate according to the present invention. FIG. 16 is a three-dimensional structure arranged in a stripe pattern. A photographic image of the semiconductor structures shape 137 is illustrated.

도 17은 본 발명에 따른 기판에 형성된 삼차원 구조의 또 다른 반도체층을 촬영한 사진도로서, 스트라이프(Stripe) 패턴으로 배열된 삼차원 구조의 형상으로, 도 11d에 도시된 바와 같이, 상부가 절단되어 있는 삼차원 구조의 반도체 구조물들 형상(138)을 촬영한 사진도이다.FIG. 17 is a photograph showing another semiconductor layer having a three-dimensional structure formed on a substrate according to the present invention. The shape of the three-dimensional structure arranged in a stripe pattern is shown in FIG. 11D. A photographic image of a three-dimensional semiconductor structure shape 138 is taken.

도 18은 본 발명에 따른 삼차원 구조의 발광층의 발광 면적을 설명하기 위한 개념도로서, 삼차원 구조의 반도체층(130) 형상을 따라 형성된 활성층(170)도 역시, 삼차원 구조가 된다.FIG. 18 is a conceptual view illustrating the light emitting area of the light emitting layer having the three-dimensional structure according to the present invention. The active layer 170 formed along the shape of the semiconductor layer 130 having the three-dimensional structure also has a three-dimensional structure.

물론 상기 활성층(170)은 삼차원 구조가 되도록, 얇은 두께로 형성한다.Of course, the active layer 170 is formed in a thin thickness to have a three-dimensional structure.

그러므로, 종래 기술과 같이, 한변이 'L'인 평면상에 활성층이 적층된 경우, 발광면 한변의 길이는 'L'인 반면에, 본 발명에서는 삼차원 구조로 활성층이 형성되기 때문에, 발광면 한변의 길이는 도 18에 도시된 바와 같이, 'L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6'가 된다.Therefore, as in the prior art, when the active layer is laminated on a plane with one side of 'L', the length of one side of the light emitting surface is 'L', whereas in the present invention, since the active layer is formed in a three-dimensional structure, the one side of the emitting surface is As shown in Figure 18, the length of 'L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6'.

따라서, 본 발명은 삼차원 구조로 발광층을 형성함으로써, 발광 면적을 증가시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.Therefore, the present invention has the advantage of improving the light output by increasing the light emitting area by forming the light emitting layer in a three-dimensional structure.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 상호 이격된 삼차원 반도체 구조물 형상을 따라 발광층을 형성함으로써, 발광 면적을 증가시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of improving the light output by increasing the light emitting area by forming the light emitting layer along the shape of the three-dimensional semiconductor structure spaced apart from each other.

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.

Claims (26)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 극성(Polarity)을 갖는 제 1 반도체층과; A first semiconductor layer having a first polarity; 상기 제 1 반도체층 상부에 형성되며, 상호 이격된 복수개의 개구들이 구비된 마스크층과; A mask layer formed on the first semiconductor layer and having a plurality of openings spaced apart from each other; 상기 각각의 개구들에 노출된 제 1 반도체층 상부에 상기 마스크층의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 상호 이격되어 있으며, 상기 제 1 반도체층의 제 1 극성과 동일한 극성을 갖는 제 2 반도체층으로 이루어진 복수개의 반도체 구조물과; A second semiconductor layer having a three-dimensional structure surrounding a portion of the mask layer on the first semiconductor layer exposed to the openings, spaced apart from each other, and having the same polarity as the first polarity of the first semiconductor layer. A plurality of semiconductor structures; 상기 반도체 구조물의 형상을 따라 활성층, 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 3 반도체층과, 오믹 컨택 및 반사용 전극이 형성된 구조물과; A structure including an active layer, a third semiconductor layer having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode along a shape of the semiconductor structure; 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극을 감싸 상부가 평탄화된 제 1 전극과; A first electrode having an upper portion flattened around the ohmic contact and reflection electrode; 상기 제 1 반도체층 하부에 형성된 제 2 전극을 포함하여 구성된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자.A light emitting device comprising a light emitting layer having a three-dimensional structure including a second electrode formed under the first semiconductor layer. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 상호 이격된 복수개의 반도체 구조물들 각각은,Each of the plurality of semiconductor structures spaced apart from each other, 측면 하단부가 이웃하는 반도체 구조물들과 합체되어 있는 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자.A light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure, wherein a lower side surface is integrated with neighboring semiconductor structures. 전극과; An electrode; 상기 전극 상부에 형성되며, 복수개의 개구들을 갖는 절연층과; An insulating layer formed on the electrode and having a plurality of openings; 상기 절연층의 개구에 채워지고, 상기 절연층의 상부 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 상호 이격되어 있으며, 극성을 갖는 반도체층으로 이루어진 복수개의 반도체 구조물과; A plurality of semiconductor structures having a three-dimensional structure filled in the openings of the insulating layer and enclosing an upper portion of the insulating layer, the semiconductor structures being spaced apart from each other and having polarities; 상기 반도체 구조물의 형상을 따라 활성층, 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 3 반도체층과, 오믹 컨택 및 반사용 전극이 형성된 구조물과; A structure including an active layer, a third semiconductor layer having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode along a shape of the semiconductor structure; 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극을 감싸 상부가 평탄화된 전극을 포함하여 구성된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자.A light emitting device comprising a light emitting layer having a three-dimensional structure including an electrode which is flattened around the ohmic contact and the reflective electrode. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 마스크층은,The mask layer, 산화막인 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자.A light emitting device comprising a light emitting layer having a three-dimensional structure, which is an oxide film. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 11 to 13, 상기 반도체층은,The semiconductor layer, 동일한 물질을 포함하고 있는 반도체층인 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자.A light emitting device comprising a light emitting layer having a three-dimensional structure, which is a semiconductor layer containing the same material. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 11 to 13, 상기 반도체 구조물들은,The semiconductor structures, 육각뿔 형상 또는 상부가 절단되어 있는 육각뿔 형상을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자.A light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure, characterized in that it comprises a hexagonal pyramid shape or a hexagonal pyramid shape in which an upper portion is cut. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 11 to 13, 상기 반도체 구조물들은,The semiconductor structures, 점상(點狀) 또는 스프라이프(Stripe) 형태의 패턴으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 성장용 기판.A light emitting element growth substrate, characterized in that arranged in a pattern of dots or stripe. 지지판 상부에 제 1 극성(Polarity)을 갖는 제 1 반도체층을 형성하고, 상기 제 1 반도체층 상부에 상호 이격된 복수개의 개구들이 구비된 마스크층을 형성하고, 상기 각각의 개구들에 노출된 제 1 반도체층 상부에 상기 마스크층의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고, 상기 제 1 반도체층의 제 1 극성과 동일한 극성을 갖으며 상호 이격된 복수개의 제 2 반도체로 이루어진 복수개의 반도체 구조물을 형성하여 기판을 만드는 단계와; Forming a first semiconductor layer having a first polarity on the support plate, forming a mask layer having a plurality of openings spaced apart from each other on the first semiconductor layer, and exposing the first semiconductor layer; A plurality of semiconductor structures having a three-dimensional structure surrounding a portion of the mask layer on the first semiconductor layer and having a same polarity as the first polarity of the first semiconductor layer and spaced apart from each other are formed. Making a substrate; 상기 기판의 복수개의 반도체 구조물의 형상을 따라 활성층, 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 3 반도체층과, 오믹 컨택 및 반사용 전극을 순차적으로 형성하는 단계와;Sequentially forming an active layer, a third semiconductor layer having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode along the shapes of the plurality of semiconductor structures of the substrate; 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극을 감싸는 제 1 전극을 형성하는 단계와;Forming a first electrode surrounding the ohmic contact and reflective electrode; 상기 지지판을 이탈시키는 단계와;Detaching the support plate; 상기 지지판이 이탈되어 노출된 상기 제 1 반도체층 하부에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자의 제조 방법.A method of manufacturing a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure including the step of forming a second electrode below the first semiconductor layer exposed by the support plate is separated. 제 18 항에 있어서, The method of claim 18, 상기 상호 이격된 복수개의 반도체 구조물들 각각은,Each of the plurality of semiconductor structures spaced apart from each other, 측면 하단부가 이웃하는 반도체 구조물들과 합체되어 있는 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자의 제조 방법.A method of manufacturing a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure, wherein the lower side of the side surface is integrated with neighboring semiconductor structures. 지지판과, 상기 지지판 상부에 형성되며 상호 이격된 복수개의 개구들이 개구가 구비된 마스크층과, 상기 각각의 개구들에 노출된 지지판 상부에 형성되고 상기 마스크층의 일부를 감싸는 삼차원 구조로 이루어지고 제 1 극성을 갖는 복수개의 제 1 반도체로 이루어진 복수개의 반도체 구조물이 형성된 기판을 준비하는 단계와;A support plate, a mask layer having a plurality of openings formed on the support plate and spaced apart from each other, and a three-dimensional structure formed on the support plate exposed to the respective openings and covering a part of the mask layer. Preparing a substrate on which a plurality of semiconductor structures comprising a plurality of first semiconductors having one polarity are formed; 상기 복수개의 반도체 구조물의 형상을 따라 활성층, 상기 제 1 극성과 다른 제 2 극성을 갖는 제 2 반도체층과, 오믹 컨택 및 반사용 전극을 순차적으로 형성하는 단계와;Sequentially forming an active layer, a second semiconductor layer having a second polarity different from the first polarity, and an ohmic contact and reflection electrode along the shapes of the plurality of semiconductor structures; 상기 오믹 컨택 및 반사용 전극을 감싸는 제 1 전극을 형성하는 단계와;Forming a first electrode surrounding the ohmic contact and reflective electrode; 상기 마스크층을 습식식각공정으로 제거하고, 상기 지지판을 이탈시켜 상기 마스크층 개구 내부에 형성된 복수개의 반도체 구조물 하부들을 돌출시키는 단계와;Removing the mask layer by a wet etching process, and leaving the support plate to protrude lower portions of the semiconductor structure formed in the mask layer opening; 상기 지지판이 이탈된 면에, 돌출된 복수개의 반도체 구조물 하부들 사이에 절연층을 형성하고, 상기 복수개의 반도체 구조물 하부면을 노출시키는 단계와; Forming an insulating layer between the bottoms of the plurality of protruding semiconductor structures and exposing the bottom surfaces of the plurality of semiconductor structures on a surface from which the support plate is separated; 상기 절연층 및 노출된 복수개의 반도체 구조물 하부면에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자의 제조 방법.And forming a second electrode on the insulating layer and the lower surface of the exposed plurality of semiconductor structures. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 18 to 20, 상기 지지판은,The support plate, 사파이어, 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨비소(GaAs)과 질화갈륨 중 어느 하나의 물질로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자의 제조 방법.A method for manufacturing a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure, which is formed of any one of sapphire, silicon carbide (SiC), gallium arsenide (GaAs), and gallium nitride. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 18 to 20, 상기 마스크층은,The mask layer, 산화막인 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자의 제조 방법.It is an oxide film, The manufacturing method of the light emitting element provided with the light emitting layer of the three-dimensional structure. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 18 to 20, 상기 반도체 구조물들은,The semiconductor structures, 육각뿔 형상 또는 상부가 절단되어 있는 육각뿔 형상을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자의 제조 방법.A method of manufacturing a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure, characterized by including a hexagonal pyramid shape or a hexagonal pyramid shape in which an upper portion is cut. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 18 to 20, 상기 반도체 구조물들은,The semiconductor structures, 점상(點狀) 또는 스프라이프(Stripe) 형태의 패턴으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자의 제조 방법.A method for manufacturing a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure, which is arranged in a pattern of a dot shape or a stripe shape. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 18 to 20, 상기 마스크층은,The mask layer, 점상(點狀)개구를 구비하거나, 또는 점상개구 및 환상 개구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구비한 발광 소자의 제조 방법.The manufacturing method of the light emitting element provided with the light emitting layer of the three-dimensional structure provided with a point opening, or a point opening and an annular opening. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 18 to 20, 상기 지지판을 이탈시키는 것은,Detaching the support plate, 상기 지지판이 사파이어 기판이고,The support plate is a sapphire substrate, 상기 반도체층이 GaN을 포함하고 있는 반도체층인 경우,When the semiconductor layer is a semiconductor layer containing GaN, 상기 지지판 하부에서 레이저를 조사하는 레이저 리프트 오프(Laser lift-off) 공정을 수행하여 이탈시키는 것을 특징으로 하는 삼차원 구조의 발광층을 구 비한 발광 소자의 제조 방법.Method of manufacturing a light emitting device having a light emitting layer having a three-dimensional structure characterized in that the separation by performing a laser lift-off (Laser lift-off) process to irradiate a laser from the lower portion of the support plate.
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