KR101064016B1 - 발광 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

발광 소자 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101064016B1
KR101064016B1 KR20080117851A KR20080117851A KR101064016B1 KR 101064016 B1 KR101064016 B1 KR 101064016B1 KR 20080117851 A KR20080117851 A KR 20080117851A KR 20080117851 A KR20080117851 A KR 20080117851A KR 101064016 B1 KR101064016 B1 KR 101064016B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor layer
conductive semiconductor
layer
light
extraction pattern
Prior art date
Application number
KR20080117851A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100059175A (ko
Inventor
김선경
이진욱
조현경
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR20080117851A priority Critical patent/KR101064016B1/ko
Priority to EP09014385.0A priority patent/EP2192626B1/en
Priority to US12/622,271 priority patent/US8049239B2/en
Priority to TW098139935A priority patent/TWI479678B/zh
Priority to CN 200910226385 priority patent/CN101740689A/zh
Publication of KR20100059175A publication Critical patent/KR20100059175A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101064016B1 publication Critical patent/KR101064016B1/ko
Priority to US13/240,927 priority patent/US8823029B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0083—Periodic patterns for optical field-shaping in or on the semiconductor body or semiconductor body package, e.g. photonic bandgap structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers

Abstract

본 발명은 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광 소자는 제2 도전형의 반도체층; 상기 제2 도전형의 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제1 도전형의 반도체층; 및 상기 제1 도전형의 반도체층에 형성되어 제1 주기를 갖는 제1 광 추출 패턴과 제2 주기를 갖는 제2 광 추출 패턴을 포함하는 광 결정이 형성된다.
발광 소자

Description

발광 소자 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자이다.
이러한 LED에 의해 방출되는 빛의 파장은 LED를 제조하는데 사용되는 반도체 재료에 따른다. 이는 방출된 빛의 파장이 가전자대(valence band) 전자들과 전도대(conduction band) 전자들 사이의 에너지 차를 나타내는 반도체 재료의 밴드갭(band-gap)에 따르기 때문이다.
최근 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 휘도가 점차 증가하게 되어 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용되어 지고 있으며, 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 LED를 조합함으로써 효율이 우수한 백색 광을 발광하는 LED도 구현이 가능하다.
한편, 발광 다이오드의 휘도는 활성층의 구조, 빛을 외부로 효과적으로 추출할 수 있는 광 추출 구조, 칩의 크기, 발광 다이오드를 포위하는 몰딩부재의 종류 등 다양한 조건들에 의해 좌우된다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예는 광 추출 효율이 향상된 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예에 따른 발광 소자는 제2 도전형의 반도체층; 상기 제2 도전형의 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제1 도전형의 반도체층; 및 상기 제1 도전형의 반도체층에 형성되어 제1 주기를 갖는 제1 광 추출 패턴과 제2 주기를 갖는 제2 광 추출 패턴을 포함하는 광 결정이 형성된다.
실시예에 따른 발광 소자는 제2 도전형의 반도체층; 상기 제2 도전형의 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제1 도전형의 반도체층; 상기 제1 도전형의 반도체층 상에 언도프트 반도체층; 및 상기 언도프트 반도체층에 형성되어 제1 주기를 갖는 제1 광 추출 패턴과 제2 주기를 갖는 제2 광 추출 패턴을 포함하는 광 결정이 형성된다.
실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 기판 상에 언도프트 반도체층을 형성하는 단계; 상기 언도프트 반도체층 상에 제1 도전형의 반도체층, 활성층 및 제2 도전형의 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제2 도전형의 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 단계; 상기 기판을 상기 언도프트 반도체층으로부터 분리하는 단계; 상기 언도프트 반도체층을 선택적으로 제거하여 제1 주기를 갖는 제1 광 추출 패턴을 형성하고 상기 제1 도전형의 반도체층이 부분적으로 노출되록 하는 단계; 상기 제1 광 추출 패턴 상에 제2 주기를 갖는 제2 광 추출 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 도전형의 반도체층 상에 제1 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 기판 상에 언도프트 반도체층을 형성하는 단계; 상기 언도프트 반도체층 상에 제1 도전형의 반도체층, 활성층 및 제2 도전형의 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제2 도전형의 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 단계; 상기 기판 및 언도프트 반도체층을 상기 제1 도전형의 반도체층으로부터 분리하는 단계; 상기 제1 도전형의 반도체층을 선택적으로 제거하여 제1 주기를 갖는 제1 광 추출 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 광 추출 패턴 상에 제2 주기를 갖는 제2 광 추출 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 도전형의 반도체층 상에 제1 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
실시예는 광 추출 효율이 향상된 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들에 따른 발광 소자 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광 소자는 제2 전극층(50)과, 상기 제2 전극층(50) 상에 형성된 발광 반도체층(20)과, 상기 발광 반도체층(20) 상에 형성된 제1 전극층(60)이 포함된다.
상기 제2 전극층(50)은 오믹 접촉층(51), 반사층(52) 및 도전성 기판(53)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 기판(53)은 구리(Cu), 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 또는 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있고, 상기 반사층(52)은 광 반사율이 높은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 또는 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속으로 형성될 수도 있고, 상기 오믹 접촉층(51)은 투명 전극층으로 형성될 수도 있고, 예를 들어, ITO, ZnO, RuOx, TiOx, 또는 IrOx 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.
상기 발광 반도체층(20)은 제1 도전형의 반도체층(23), 활성층(22) 및 제2 도전형의 반도체층(21)이 포함되고, 상기 발광 반도체층(20)은 GaN계 물질로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 도전형의 반도체층(23)이 n-타입 반도체층이면 상기 제2 도전형의 반도체층(21)은 p-타입 반도체층이 될 수 있고, 또는 상기 제1 도전형의 반도체층(23)이 p-타입 반도체층이면 상기 제2 도전형의 반도체층(21)은 n-타입 반도체층이 될 수 있다.
상기 제1 도전형의 반도체층(23) 상에는 제1 전극층(60)이 형성된다. 상기 제1 전극층(60)은 상기 제2 전극층(50)과 함께 상기 활성층(22)에 전원을 제공한다.
한편, 상기 제1 도전형의 반도체층(23)에는 광 추출 효율을 향상시키기 위한 광 결정(photonic crystal)이 형성된다.
상기 광 결정은 상기 제1 도전형의 반도체층(23)에 복수의 홀(41)을 형성한 제1 광 추출 패턴(40)과, 상기 제1 도전형의 반도체층(23)에 복수의 미세 돌기(71)를 형성한 제2 광 추출 패턴(70)을 포함한다.
도 1에서 상기 제1 광 추출 패턴(40)은 상기 제1 도전형의 반도체층(23)을 식각하여 주기적으로 홀(41)을 형성한 것으로 예시되어 있으나, 상기 제1 광 추출 패턴(40)은 상기 홀(41)이 형성된 위치를 제외한 나머지 영역의 제1 도전형의 반도체층(23)을 상기 홀(41)의 깊이로 제거함으로써 상기 복수의 홀(41) 대신 복수의 기둥(미도시)으로 형성하는 것도 가능하다.
실시예에서, 상기 홀(41)은 225nm의 깊이로 형성하였으나, 상기 홀(41)의 깊이는 설계에 따라 변화될 수 있다.
상기 복수의 미세 돌기(71)는 상기 제1 광 추출 패턴(40)이 형성된 상기 제1 도전형의 반도체층(23)을 습식 식각 또는 건식 식각하여 형성하거나, 미세 돌 기(71)를 도포 또는 증착하거나, 성장시킴으로써 형성할 수도 있다.
도 1에서 상기 제2 광 추출 패턴(70)에서 상기 복수의 미세 돌기(71)는 은(Ag)으로 형성한 것이 예시되어 있으며, 상기 복수의 미세 돌기(71)는 상기 은(Ag)을 10nm 이하의 얇은 두께로 증착할 때 은(Ag)이 부분적으로 뭉치는 클러스터링(clustering) 효과를 이용하여 형성할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 발광 소자를 상측 방향에서 바라본 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 광 추출 패턴(40)은 상기 복수의 홀(41)이 평균적으로 제1 주기로 배치되고, 상기 제2 광 추출 패턴(70)은 상기 복수의 돌기(71)가 평균적으로 제2 주기로 배치된다. 여기서, 상기 제1 주기는 상기 복수의 홀(41)의 중심으로부터 인접한 홀(41)의 중심까지의 거리를 평균한 값을 말하며, 상기 제2 주기는 상기 복수의 돌기(71)의 중심으로부터 인접한 돌기(71)의 중심까지의 거리를 평균한 값을 말한다.
실시예에서 상기 제1 주기는 λ/n보다 크게 설계되고, 상기 제2 주기는 λ/n이하로 설계된다. 여기서, n은 상기 제1 도전형의 반도체층(23)의 굴절율이고, λ는 상기 활성층(22)에서 방출되는 빛의 파장이다.
상기 활성층(22)에서 방출된 빛이 상기 제1 도전형의 반도체층(23)을 통해 외부로 추출되는 효율은 상기 광 결정에 의해 좌우될 수 있다. 예를 들어, 광 결정의 광 추출 패턴 주기가 λ/n보다 큰 경우 임계각 보다 큰 각도로 입사되는 빛을 잘 추출하고, 광 결정의 광 추출 패턴 주기가 λ/n이하 경우 임계각 이하의 각도로 입사되는 빛을 잘 추출한다.
실시예에 따른 발광 소자는 광 결정으로서 제1 주기로 형성된 제1 광 추출 패턴(40)과 제2 주기로 형성된 제2 광 추출 패턴(70)을 구비함으로써 광 추출 효율을 극대화할 수 있다.
특히, 광 결정의 광 추출 패턴 주기가 λ/n이하로 형성된 상기 제2 광 추출 패턴(70)은 임계각 이하로 입사되는 빛에 대해 무반사 코팅 효과를 나타내어 상기 활성층(22)에서 방출된 광이 효과적으로 추출될 수 있도록 한다.
도 7은 실시예에 따른 발광 소자에서 광 결정에 입사되는 빛의 입사각과 투과율을 설명하는 도면이고, 도 8은 실시예에 따른 발광 소자에서 전류의 세기에 따른 광 파워를 설명하는 도면이다.
도 7과 도 8에서는 광 결정이 없는 경우와, 광 결정으로 제1 광 추출 패턴이 있는 경우와, 광 결정으로 제1 광 추출 패턴과 제2 광 추출 패턴이 있는 경우를 비교하여 도시하였다.
먼저, 광 결정이 없는 발광 소자에서, 제1 도전형의 반도체층의 상면을 통해 외부로 방출되는 빛의 입사각이 0도부터 임계각 이하인 경우, 입사각이 0도인 경우 투과율이 최대 0.9이고, 입사각이 임계각에 가까울수록 투과율이 급격히 감소되는 것을 알 수 있다. 여기서, 임계각은 대략 33도가 된다. 그리고, 입사각이 임계각 보다 큰 경우 투과되는 광이 거의 없는 것을 알 수 있다.
광 결정으로 제1 광 추출 패턴을 가진 발광 소자에서, 제1 광 추출 패턴을 통해 외부로 방출되는 빛의 입사각이 0도부터 임계각 이하인 경우, 광 결정이 없는 발광 소자보다 빛의 투과율이 낮으나, 빛이 임계각 보다 큰 각도로 입사되는 경우 에도 투과되는 광이 있는 것을 알 수 있다.
광 결정으로 제1 광 추출 패턴과 제2 광 추출 패턴을 가진 발광 소자에서, 제1 광 추출 패턴 및 제2 광 추출 패턴을 통해 외부로 방출되는 빛의 입사각이 0도부터 임계각 이하인 경우, 광 결정이 없는 발광 소자나 제1 광 추출 패턴을 가진 발광 소자보다 빛의 투과율이 높고, 빛이 임계각 보다 큰 각도로 입사되는 경우 제1 광 추출 패턴을 가진 발광 소자와 유사한 투과 특성을 가진 것을 알 수 있다.
또한, 전류의 세기를 증가시킴에 따라 광 결정으로 제1 광 추출 패턴과 제2 광 추출 패턴을 가진 발광 소자의 광 파워가 가장 큰 것을 알 수 있다.
도 2 내지 도 5는 제2 실시예에 따른 발광 소자 및 그 제조방법을 설명하는 도면이다. 제2 실시예를 설명함에 있어서 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광 소자는 제2 전극층(50)과, 상기 제2 전극층(50) 상에 형성된 발광 반도체층(20)과, 상기 발광 반도체층(20) 상에 형성된 제1 전극층(60)과, 상기 발광 반도체층(20) 상에 형성된 언도프트(Un-doped) 반도체층(24)이 포함된다.
상기 제2 전극층(50)은 오믹 접촉층(51), 반사층(52) 및 도전성 기판(53)을 포함한다. 예를 들어, 상기 도전성 기판(53)은 구리(Cu), 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 또는 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있고, 상기 반사층(52)은 광 반사율이 높은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 또는 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함 하는 금속으로 형성될 수도 있고, 상기 오믹 접촉층(51)은 투명 전극층으로 형성될 수도 있고, 예를 들어, ITO, ZnO, RuOx, TiOx, 또는 IrOx 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.
상기 발광 반도체층(20)은 제1 도전형의 반도체층(23), 활성층(22) 및 제2 도전형의 반도체층(21)이 포함되고, 상기 발광 반도체층(20)은 GaN계 물질로 형성될 수 있다. 예기서, 상기 제1 도전형의 반도체층(23)이 n-타입 반도체층이면 상기 제2 도전형의 반도체층(21)은 p-타입 반도체층이 될 수 있고, 또는 상기 제1 도전형의 반도체층(23)이 p-타입 반도체층이면 상기 제2 도전형의 반도체층(21)은 n-타입 반도체층이 될 수 있다.
상기 제1 도전형의 반도체층(23) 상에는 상기 제2 전극층(50)과 함께 상기 활성층(22)에 전원을 제공하기 위한 제1 전극층(60)이 형성될 수 있다.
상기 언도프트 반도체층(24)은 상기 제1 도전형의 반도체층(23) 및 제2 도전형의 반도체층(21)에 비해 전기 전도성이 현저히 낮은 물질로 형성된 반도체층을 의미하고, 예를 들어, 상기 언도프트 반도체층(24)은 Un-doped GaN층이 될 수 있다.
한편, 상기 언도프트 반도체층(24) 상에는 광 추출 효율을 향상시키기 위한 광 결정(photonic crystal)이 형성된다.
상기 광 결정은 상기 언도프트 반도체층(24)에 복수의 홀(41)을 형성한 제1 광 추출 패턴(40)과, 상기 언도프트 반도체층(24)에 복수의 미세 돌기(71)를 형성한 제2 광 추출 패턴(70)을 포함한다. 상기 제2 광 추출 패턴(70)은 상기 제1 도전형의 반도체층(23)의 일부분에 형성될 수도 있다.
즉, 제2 실시예에 따른 발광 소자는 제1 실시예와 달리, 상기 언도프트 반도체층(24)에 제1 광 추출 패턴(40)과 제2 광 추출 패턴(70)을 형성한다.
상기 언도프트 반도체층(24)에 제1 광 추출 패턴(40)을 형성하는 경우, 상기 홀(41)의 깊이를 더 깊게 형성할 수 있는 장점을 갖는다. 비록, 도시되지는 않았지만, 상기 홀(41)을 더 깊게 형성하기 위해 상기 언도프트 반도체층(24)과 상기 제1 도전형의 반도체층(23)을 식각하여 제1 광 추출 패턴(40)을 형성하는 것도 가능하다.
도 2 내지 도 5를 참조하여, 제2 실시예에 따른 발광 소자 제조방법을 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 언도프트 반도체층(24)을 형성하고, 상기 언도프트 반도체층(24)상에 발광 반도체층(20) 및 제2 전극층(50)을 형성한다.
예를 들어, 상기 기판(10)은 사파이어 기판이 사용될 수 있으며, 상기 기판(10)과 언도프트 반도체층(24) 사이에는 버퍼층을 형성할 수도 있다.
상기 언도프트 반도체층(24)은 Un-doped GaN층이 될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 기판(10)을 상기 언도프트 반도체층(24)으로부터 제거한다. 예를 들어, 상기 기판(10)은 레이저 흡수법으로 제거될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 언도프트 반도체층(24)을 선택적으로 제거하여 제1 광 추출 패턴(40)을 형성한다. 그리고, 상기 언도프트 반도체층(24) 및 제1 도전형의 반도체층(23)을 선택적으로 제거하여 상기 제1 도전형의 반도체층(23)이 일부분 노출되도록 한다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 광 추출 패턴(40) 상에 복수의 미세돌기(71)를 형성함으로써 제2 광 추출 패턴(70)을 형성한다. 또한, 상기 제1 도전형의 반도체층(23) 상에 제1 전극층(60)을 형성한다.
한편, 도 3에서 상기 기판(10)과 함께 상기 언도프트 반도체층(24)을 제거하고, 도 4에서 상기 제1 도전형의 반도체층(23)을 선택적으로 제거하여 제1 광 추출 패턴(40)을 형성하는 경우, 도 1에서 설명한 제1 실시예의 발광 소자가 제작될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 설명하는 도면.
도 2 내지 도 5는 제2 실시예에 따른 발광 소자 및 그 제조방법을 설명하는 도면.
도 6은 도 1에 도시된 발광 소자를 상측 방향에서 바라본 도면.
도 7은 실시예에 따른 발광 소자에서 광 결정에 입사되는 빛의 입사각과 투과율을 설명하는 도면.
도 8은 실시예에 따른 발광 소자에서 전류의 세기에 따른 광 파워를 설명하는 도면.

Claims (16)

  1. 제2 도전형의 반도체층;
    상기 제2 도전형의 반도체층 상에 활성층;
    상기 활성층 상에 제1 도전형의 반도체층; 및
    상기 제1 도전형의 반도체층에 형성되어 제1 주기를 갖는 제1 광 추출 패턴과 제2 주기를 갖는 제2 광 추출 패턴을 포함하는 광 결정이 형성되고,
    상기 제2 광 추출 패턴은 돌기를 포함하고, 상기 돌기는 은(Ag)으로 형성된 발광 소자.
  2. 제2 도전형의 반도체층;
    상기 제2 도전형의 반도체층 상에 활성층;
    상기 활성층 상에 제1 도전형의 반도체층;
    상기 제1 도전형의 반도체층 상에 언도프트 반도체층;
    상기 언도프트 반도체층에 형성되어 제1 주기를 갖는 제1 광 추출 패턴과 제2 주기를 갖는 제2 광 추출 패턴을 포함하는 광 결정;
    상기 언도프트 반도체층이 선택적으로 제거된 영역의 상기 제1 도전형의 반도체층 상에 제1 전극층; 및
    상기 제2 도전형의 반도체층 아래에 제2 전극층을 포함하고,
    상기 제2 광 추출 패턴은 돌기를 포함하고, 상기 돌기는 은(Ag)으로 형성된 발광 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 도전형의 반도체층 아래의 제2 전극층 및 상기 제1 도전형의 반도체층 상의 제1 전극층이 포함되는 발광 소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 주기는 λ/n보다 크고, 상기 제2 주기는 λ/n이하인 발광 소자.
    (단, n은 상기 제1 도전형의 반도체층의 굴절율이고, λ는 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장)
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 주기는 λ/n보다 크고, 상기 제2 주기는 λ/n이하인 발광 소자.
    (단, n은 상기 언도프트 반도체층의 굴절율이고, λ는 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장)
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1 광 추출 패턴은 홀 또는 기둥을 포함하는 발광 소자.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 언도프트 반도체층은 Un-doped GaN층인 발광 소자.
  10. 기판 상에 언도프트 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 언도프트 반도체층 상에 제1 도전형의 반도체층, 활성층 및 제2 도전형의 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제2 도전형의 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 단계;
    상기 기판을 상기 언도프트 반도체층으로부터 분리하는 단계;
    상기 언도프트 반도체층을 선택적으로 제거하여 제1 주기를 갖는 제1 광 추출 패턴을 형성하고 상기 제1 도전형의 반도체층이 부분적으로 노출되도록 하는 단계;
    상기 제1 광 추출 패턴 상에 제2 주기를 갖는 제2 광 추출 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 언도프트 반도체층이 선택적으로 제거됨으로써 노출된 상기 제1 도전형의 반도체층 상에 제1 전극층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 광 추출 패턴은 돌기를 포함하고, 상기 돌기는 은(Ag)을 증착하여 형성하는 발광 소자 제조방법.
  11. 기판 상에 언도프트 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 언도프트 반도체층 상에 제1 도전형의 반도체층, 활성층 및 제2 도전형의 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제2 도전형의 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 단계;
    상기 기판 및 언도프트 반도체층을 상기 제1 도전형의 반도체층으로부터 분리하는 단계;
    상기 제1 도전형의 반도체층을 선택적으로 제거하여 제1 주기를 갖는 제1 광 추출 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 광 추출 패턴 상에 제2 주기를 갖는 제2 광 추출 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 도전형의 반도체층 상에 제1 전극층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 광 추출 패턴은 돌기를 포함하고, 상기 돌기는 은(Ag)을 증착하여 형성하는 발광 소자 제조방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 주기는 λ/n보다 크고, 상기 제2 주기는 λ/n이하인 발광 소자 제조방법.
    (단, n은 상기 언도프트 반도체층의 굴절율이고, λ는 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장)
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 주기는 λ/n보다 크고, 상기 제2 주기는 λ/n이하인 발광 소자 제조방법.
    (단, n은 상기 제1 도전형의 반도체층의 굴절율이고, λ는 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장)
  14. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 제1 광 추출 패턴은 홀 또는 기둥을 포함하는 발광 소자 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 언도프트 반도체층은 Un-doped GaN층인 발광 소자 제조방법.
KR20080117851A 2008-11-26 2008-11-26 발광 소자 및 그 제조방법 KR101064016B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080117851A KR101064016B1 (ko) 2008-11-26 2008-11-26 발광 소자 및 그 제조방법
EP09014385.0A EP2192626B1 (en) 2008-11-26 2009-11-18 Light emitting device
US12/622,271 US8049239B2 (en) 2008-11-26 2009-11-19 Light emitting device and method of manufacturing the same
TW098139935A TWI479678B (zh) 2008-11-26 2009-11-24 發光裝置
CN 200910226385 CN101740689A (zh) 2008-11-26 2009-11-26 发光器件及其制造方法
US13/240,927 US8823029B2 (en) 2008-11-26 2011-09-22 Light emitting device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080117851A KR101064016B1 (ko) 2008-11-26 2008-11-26 발광 소자 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100059175A KR20100059175A (ko) 2010-06-04
KR101064016B1 true KR101064016B1 (ko) 2011-09-08

Family

ID=41667154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20080117851A KR101064016B1 (ko) 2008-11-26 2008-11-26 발광 소자 및 그 제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8049239B2 (ko)
EP (1) EP2192626B1 (ko)
KR (1) KR101064016B1 (ko)
CN (1) CN101740689A (ko)
TW (1) TWI479678B (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100921466B1 (ko) 2007-08-30 2009-10-13 엘지전자 주식회사 질화물계 발광 소자 및 그 제조방법
DE102009057780A1 (de) * 2009-12-10 2011-06-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil und photonischer Kristall
CN103782399B (zh) * 2011-08-09 2016-11-09 三星电子株式会社 氮化物半导体发光元件
US8664679B2 (en) * 2011-09-29 2014-03-04 Toshiba Techno Center Inc. Light emitting devices having light coupling layers with recessed electrodes
KR101827975B1 (ko) 2011-10-10 2018-03-29 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR101894025B1 (ko) * 2011-12-16 2018-09-03 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR101421026B1 (ko) * 2012-06-12 2014-07-22 코닝정밀소재 주식회사 유기발광소자용 광추출층 기판 및 그 제조방법
CN103682014A (zh) * 2012-09-03 2014-03-26 广东量晶光电科技有限公司 具有表面微结构的发光二极管及其制造方法
CN105531833B (zh) 2013-05-15 2018-01-30 皇家飞利浦有限公司 具有衬底中的散射特征的led
WO2015016150A1 (ja) * 2013-07-30 2015-02-05 独立行政法人情報通信研究機構 半導体発光素子およびその製造方法
CN103560189B (zh) * 2013-11-14 2016-05-18 安徽三安光电有限公司 发光二极管芯片及其制作方法
JP6328497B2 (ja) * 2014-06-17 2018-05-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 半導体発光素子、パッケージ素子、および発光パネル装置
CN104218134B (zh) * 2014-09-15 2017-02-15 映瑞光电科技(上海)有限公司 一种具有特殊粗化形貌的led垂直芯片结构及其制备方法
CN105428493B (zh) * 2016-01-06 2018-06-26 重庆大学 一种GaN基LED及其制备方法
CN105845814B (zh) * 2016-05-04 2019-03-05 华中科技大学 一种紫外led封装结构及其制作方法
JP6579038B2 (ja) * 2016-05-30 2019-09-25 豊田合成株式会社 半導体発光素子の製造方法
CN107240628B (zh) * 2017-07-14 2019-05-24 扬州乾照光电有限公司 一种垂直结构AlGaInP基发光二极管及其制造方法
KR20200081627A (ko) * 2018-12-27 2020-07-08 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100593939B1 (ko) 2005-04-21 2006-06-30 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
JP2007305998A (ja) 2006-05-08 2007-11-22 Lg Electronics Inc 発光素子及びその製造方法
KR100865754B1 (ko) * 2006-08-21 2008-10-28 삼성전기주식회사 수직구조 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2393081C (en) * 1999-12-03 2011-10-11 Cree Lighting Company Enhanced light extraction in leds through the use of internal and external optical elements
US6791119B2 (en) 2001-02-01 2004-09-14 Cree, Inc. Light emitting diodes including modifications for light extraction
JP3802424B2 (ja) * 2002-01-15 2006-07-26 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
US6878969B2 (en) 2002-07-29 2005-04-12 Matsushita Electric Works, Ltd. Light emitting device
JP2004285834A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Honda Motor Co Ltd 空冷式内燃機関の暖機時燃料噴射補正装置および補正方法
US6831302B2 (en) * 2003-04-15 2004-12-14 Luminus Devices, Inc. Light emitting devices with improved extraction efficiency
US7102175B2 (en) 2003-04-15 2006-09-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and method for fabricating the same
TWI238546B (en) * 2004-01-08 2005-08-21 Han Shin Company Ltd Light emitting diode utilizing a photonic crystal and device made from the same
US20050173714A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-11 Ho-Shang Lee Lighting system with high and improved extraction efficiency
TWI244771B (en) * 2004-04-09 2005-12-01 Global Fiberoptocs Inc A solid state light-emitting device with high extra efficiency and a method of manufacturing the device
TWI268633B (en) * 2004-12-06 2006-12-11 Sensor Electronic Technology Inc Nitride-based light emitting heterostructure
US20060204865A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Luminus Devices, Inc. Patterned light-emitting devices
KR100638730B1 (ko) * 2005-04-14 2006-10-30 삼성전기주식회사 수직구조 3족 질화물 발광 소자의 제조 방법
KR100926319B1 (ko) 2005-07-12 2009-11-12 한빔 주식회사 광추출 효율이 개선된 발광다이오드 소자 및 이의 제조방법
US8674375B2 (en) * 2005-07-21 2014-03-18 Cree, Inc. Roughened high refractive index layer/LED for high light extraction
KR20070027290A (ko) * 2005-09-06 2007-03-09 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 그 제조 방법
KR20080093558A (ko) 2007-04-17 2008-10-22 엘지전자 주식회사 질화물계 발광 소자
KR100780233B1 (ko) 2006-05-15 2007-11-27 삼성전기주식회사 다중 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자
TWI319628B (en) * 2006-06-21 2010-01-11 Ind Tech Res Inst Light emitting device
KR100816841B1 (ko) 2006-08-14 2008-03-26 삼성전기주식회사 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드 소자 및 그 제조방법
US20080042149A1 (en) 2006-08-21 2008-02-21 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Vertical nitride semiconductor light emitting diode and method of manufacturing the same
US7697584B2 (en) * 2006-10-02 2010-04-13 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Light emitting device including arrayed emitters defined by a photonic crystal
TW200822385A (en) * 2006-11-03 2008-05-16 Tera Xtal Technology Corp Light emitting diode structure and manufacturing method of the same
TWI336961B (en) * 2007-01-24 2011-02-01 Tera Xtal Technology Corp Light emitting diode structure and manufacturing method of the same
TWI396297B (zh) * 2007-01-24 2013-05-11 Tera Xtal Technology Corp 發光二極體結構及其製造方法
TWI353675B (en) * 2007-05-03 2011-12-01 Mei Li Hsieh Manufacturing method of two-dimensional photonic c

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100593939B1 (ko) 2005-04-21 2006-06-30 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
JP2007305998A (ja) 2006-05-08 2007-11-22 Lg Electronics Inc 発光素子及びその製造方法
KR100865754B1 (ko) * 2006-08-21 2008-10-28 삼성전기주식회사 수직구조 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
TWI479678B (zh) 2015-04-01
US8049239B2 (en) 2011-11-01
US8823029B2 (en) 2014-09-02
US20120012859A1 (en) 2012-01-19
CN101740689A (zh) 2010-06-16
EP2192626B1 (en) 2018-11-07
EP2192626A3 (en) 2011-03-09
EP2192626A2 (en) 2010-06-02
US20100127295A1 (en) 2010-05-27
TW201023407A (en) 2010-06-16
KR20100059175A (ko) 2010-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101064016B1 (ko) 발광 소자 및 그 제조방법
KR101040462B1 (ko) 발광 소자 및 그 제조방법
US9647173B2 (en) Light emitting device (LED) having an electrode hole extending from a nonconductive semiconductor layer to a surface of a conductive semiconductor layer
KR100631981B1 (ko) 수직구조 ３족 질화물 발광 소자 및 그 제조 방법
KR101064082B1 (ko) 발광 소자
TWI766356B (zh) 發光二極體晶片
KR102323686B1 (ko) 발광 소자 및 그 제조 방법
US20160336482A1 (en) Light-emitting device
US20080286893A1 (en) Light emitting device having protrusion and recess structure and method of manufacturing the same
KR20110090437A (ko) 발광 소자 및 그 제조방법
CN204243076U (zh) 具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件
US20120241718A1 (en) High performance light emitting diode
KR20140116574A (ko) 발광소자 및 이의 제조방법
KR101104564B1 (ko) 발광 다이오드의 광추출 효율을 높이기 위한 광결정 패터닝 방법 및 이에 따른 발광 다이오드
KR101687721B1 (ko) 발광 다이오드 소자 및 제조방법, 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR100649767B1 (ko) 수직구조 질화물 반도체 발광소자
KR20080041817A (ko) 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140805

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150806

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160805

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170804

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee