KR101134493B1 - Light emitting diode and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보다 상세하게는 희생층 상의 나노 와이어를 이용하여 반도체층을 성장시킨 후 희생층 식각을 통하여 기판을 제거한 발광 다이오드 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 발광 다이오드의 제조 방법은 기판 상에 희생층을 형성하는 단계와; 상기 희생층 상에 나노 와이어를 성장시키는 단계와; 상기 나노 와이어 상에 제 1 반도체층을 성장시키고, 상기 제 1 반도체층 상에 활성층 및 제 2 반도체층을 순차적으로 적층하여 발광 구조체를 형성하는 단계와; 상기 희생층을 제거하여 기판을 발광 구조체와 분리하는 단계를 포함하며, 이에 따라, 상기 발광 구조체의 손상 없이 상기 기판을 용이하게 분리할 수 있다. More particularly, the present invention relates to a light emitting diode in which a substrate is removed by etching a sacrificial layer after growing a semiconductor layer using nanowires on a sacrificial layer, and a method of manufacturing the light emitting diode according to the present invention. Forming a sacrificial layer on the substrate; Growing nanowires on the sacrificial layer; Growing a first semiconductor layer on the nanowires, and sequentially stacking an active layer and a second semiconductor layer on the first semiconductor layer to form a light emitting structure; And removing the sacrificial layer to separate the substrate from the light emitting structure. Accordingly, the substrate may be easily separated without damaging the light emitting structure.

Description

발광 다이오드 및 이의 제조 방법{Light emitting diode and method for fabricating the same}Light emitting diode and method for manufacturing same

본 발명은 발광 다이오드 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학적 기판 제거법을 이용하여 기판을 제거한 발광 다이오드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a light emitting diode and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a light emitting diode and a method of manufacturing the substrate is removed by using a chemical substrate removal method.

발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신 기기를 비롯한 전자 장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다. Light Emitting Diode (LED) is a semiconductor light emitting device that converts current into light.In 1962, red LEDs using GaAsP compound semiconductors were commercialized, and GaP: N series green LEDs were used together with information and communication devices. It has been used as a light source for display images of electronic devices.

이러한 LED에 의해 방출되는 광의 파장은 LED를 제조하는데 사용되는 반도체 재료에 따른다. 이는 방출된 광의 파장이 가전자대(valence band) 전자들과 전도대(conduction band) 전자들 사이의 에너지 차를 나타내는 반도체 재료의 밴드갭(band-gap)에 따르기 때문이다. The wavelength of light emitted by such LEDs depends on the semiconductor material used to make the LEDs. This is because the wavelength of the emitted light depends on the band-gap of the semiconductor material, which represents the energy difference between the valence band electrons and the conduction band electrons.

질화 갈륨 화합물 반도체(Gallium Nitride: GaN)는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭(0.8~6.2eV)에 의해 고출력 전자 소자 개발분야에서 많은 주목을 받아왔다. 이에 대한 이유 중 하나는 GaN이 타 원소들(인듐(In), 알루미늄(Al)등)과 조합되어 녹색, 청색 및 백색광을 방출하는 반도체 층을 제조할 수 있기 때문이다. Gallium nitride compound semiconductors (Gallium Nitride: GaN) have attracted much attention in the development of high-power electronic devices due to their high thermal stability and wide bandgap (0.8-6.2 eV). One reason for this is that GaN can be combined with other elements (indium (In), aluminum (Al), etc.) to produce semiconductor layers that emit green, blue and white light.

이와 같이, 질화 갈륨 화합물 반도체는 방출 파장을 조절할 수 있기 때문에 특정 장치 특성에 맞추어 재료의 특징들에 맞출 수 있다. 예를 들어, GaN를 이용하여 광기록에 유익한 청색 LED와 백열등을 대치할 수 있는 백색 LED를 만들 수 있다. As such, gallium nitride compound semiconductors can adjust the emission wavelength so that they can be tailored to the characteristics of the material to suit specific device characteristics. For example, GaN can be used to create white LEDs that can replace incandescent and blue LEDs that are beneficial for optical recording.

최근 고출력 발광다이오드를 구현하기 위해 기존의 수평형 발광다이오드를 대체하는 수직형 발광다이오드가 제안되고 있다. 수직형 발광다이오드는 기판과 발광다이오드의 분리를 통해 효율적인 열 방출 및 발광 출력을 증가시키는 장점을 갖는다. Recently, in order to implement a high output light emitting diode, a vertical light emitting diode is proposed to replace a conventional horizontal light emitting diode. Vertical light emitting diodes have the advantage of increasing efficient heat dissipation and light output through separation of the substrate and light emitting diodes.

그러나, 발광다이오드에 사용되는 기판은 전기적으로 부도체이며, 공유결합으로 인한 우수한 경도 특성을 가지므로 기계적, 화학적 가공이 어려운 문제점이 있다. However, the substrate used in the light emitting diode is an electrically insulator, and has a problem in that mechanical and chemical processing is difficult because it has excellent hardness characteristics due to covalent bonding.

따라서, 기판에 전도성 박막을 형성하여 이종기판을 형성하고, 상기 전도성 박막을 레이저를 이용하여 제거함으로써 기판과 발광다이오드를 분리시켰다. 그러나, 기판 분리 시에 사용하는 고출력 레이저로 인하여 발광다이오드가 손상되며, 균열이 발생하는 등의 문제점이 발생된다.
Therefore, a heterogeneous substrate was formed by forming a conductive thin film on the substrate, and the substrate and the light emitting diode were separated by removing the conductive thin film using a laser. However, the high power laser used to separate the substrate damages the light emitting diode and causes a problem such as cracking.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 발광 구조체의 손상이 없이 용이하게 기판을 제거하는 방법을 제시하며, 이러한 방법을 통하여 광 추출 효율이 향상된 발광 다이오드를 제공하는 데에 있다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for easily removing the substrate without damaging the light emitting structure, to provide a light emitting diode with improved light extraction efficiency through this method.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 발광 다이오드제 1 반도체층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조체; 상기 제 1 반도체층의 상기 제 2 반도체층과 대향(對向)하는 면 상의 나노 와이어; 상기 나노 와이어를 커버하는 상기 제 1 반도체층 상의 제 1 전극; 및 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접촉하는 제 2 전극을 구비한다. In order to solve the above technical problem, a light emitting structure comprising a light emitting diode first semiconductor layer and a second semiconductor layer of the present invention; A nanowire on a surface of the first semiconductor layer that faces the second semiconductor layer; A first electrode on the first semiconductor layer covering the nanowires; And a second electrode in electrical contact with the second semiconductor layer.

상기 나노 와이어는 광결정 구조의 역할을 수행할 수 있다. The nanowires may serve as a photonic crystal structure.

상기 나노 와이어는 GaN으로 이루어질 수 있다. The nanowires may be made of GaN.

또한 본 발명의 발광 다이오드의 제조 방법은 기판 상에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층 상에 나노 와이어를 성장시키는 단계; 상기 나노 와이어 상에 제 1 반도체층 및 제 2 반도체층을 적층하여 발광 구조체를 형성하는 단계; 및 상기 희생층을 제거하여 기판을 발광 구조체와 분리하는 단계를 포함한다. In addition, the method of manufacturing a light emitting diode of the present invention comprises the steps of forming a sacrificial layer on a substrate; Growing nanowires on the sacrificial layer; Stacking a first semiconductor layer and a second semiconductor layer on the nanowires to form a light emitting structure; And removing the sacrificial layer to separate the substrate from the light emitting structure.

상기 희생층은 SiO2, SiNx, CrN 및 ZnO 중 선택되는 어느 하나일 수 있다. The sacrificial layer may be any one selected from SiO 2 , SiNx, CrN, and ZnO.

상기 나노 와이어는 MOCVD, VLS, MBE 및 수용액 성장법 중 어느 하나를 통하여 상기 희생층 상에 성장될 수 있다. The nanowires may be grown on the sacrificial layer through any one of MOCVD, VLS, MBE and aqueous solution growth.

상기 제 1 반도체층은 상기 나노 와이어를 씨드로 하는 ELO(epitaxiial lateral over-growth) 방법을 통하여 성장될 수 있다. The first semiconductor layer may be grown through an epitaxial lateral over-growth (ELO) method using the nanowires as a seed.

상기 희생층의 제거는 레이저 기판 제거법 또는 화학적 기판 제거법을 이용하여 수행하는 것이 바람직하다. Removing the sacrificial layer is preferably performed using a laser substrate removal method or a chemical substrate removal method.

상술한 바와 같이 본 발명의 발광 다이오드의 제조 방법은 희생층 상의 나노 와이어를 이용하여 반도체층을 성장시킨 후 희생층 식각을 통하여 기판을 용이하게 제거할 수 있다. As described above, in the method of manufacturing the light emitting diode of the present invention, after the growth of the semiconductor layer using the nanowires on the sacrificial layer, the substrate can be easily removed through the sacrificial layer etching.

또한, 본 발명의 발광 다이오드의 제조 방법은 화학적 기판 제거 방법을 이용하므로, 레이저 기판 제거법과는 달리 열에 의한 발광 구조체의 손상을 방지할 수 있다. In addition, since the method of manufacturing the light emitting diode of the present invention uses a chemical substrate removing method, it is possible to prevent damage to the light emitting structure due to heat unlike the laser substrate removing method.

그리고, 본 발명의 발광 다이오드는 상기 희생층을 제거한 후, 반도체층 상에 잔류하는 나노 와이어는 광 결정 구조로 작용하여 광 추출 효율이 상승하게 된다. In addition, after the light emitting diode of the present invention removes the sacrificial layer, the nanowires remaining on the semiconductor layer act as a photonic crystal structure to increase light extraction efficiency.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도. 1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
2 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 특징 및 작용들은 첨부도면을 참조하여 이하에서 설명되는 실시예들을 통해 명백하게 드러나게 될 것이다. The features and acts of the present invention will become apparent from the embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면과 연관하여 이하에서 개시되는 상세한 설명은 발명의 바람직한 실시예들을 설명할 의도로서 행해진 것이고, 발명이 실행될 수 있는 형태들만을 나타내는 것은 아니다. 본 발명의 사상이나 범위에 포함된 동일한 또한 등가의 기능들이 다른 실시예들에 의해서도 달성될 수 있음을 주지해야 한다. 또한, 도면에 개시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대한 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다. 그리고, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. The detailed description set forth below in connection with the appended drawings is made with the intention of describing preferred embodiments of the invention, and does not represent the only forms in which the invention may be practiced. It should be noted that the same and equivalent functions included in the spirit or scope of the present invention may be achieved by other embodiments. In addition, certain features disclosed in the drawings are enlarged for ease of description, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details. In addition, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and redundant description of the same components is omitted.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드는 제 1 반도체층(21), 활성층(22) 및 제 2 반도체층(23)으로 이루어지는 발광 구조체(20)와, 상기 제 1 반도체층(21)의 외부면 상의 나노 와이어(12)와, 상기 나노 와이어(12)를 커버하며 상기 제 1 반도체층(21)의 외부면 상에 형성된 제 1 전극(25)과, 상기 제 2 반도체층(23)의 외부면 상에 형성된 제 2 전극(24)을 구비한다. Referring to FIG. 1, a light emitting diode of the present invention includes a light emitting structure 20 including a first semiconductor layer 21, an active layer 22, and a second semiconductor layer 23, and a portion of the first semiconductor layer 21. The nanowire 12 on the outer surface, the first electrode 25 formed on the outer surface of the first semiconductor layer 21 covering the nanowire 12, and the second semiconductor layer 23 A second electrode 24 is formed on the outer surface.

상기 제 1 반도체층(21)은 n형 불순물이 도핑 또는 주입된 반도체층일 수 있다. 상기 제 1 반도체층(21)은 SiC층, ZnO층, Si층, GaAs층, NCO층, BN층, AlN층, GaN층, MgxZnyCdZO층 (0≤x, y, z≤1) 또는 AlxGa(1-x)N(0≤x≤1)층일 수 있다. 바람직하게는 상기 제 1 반도체층(21)은 GaN층 또는 AlxGa(1-x)N(0≤x≤1)층일 수 있다. The first semiconductor layer 21 may be a semiconductor layer doped or implanted with n-type impurities. The first semiconductor layer 21 is a SiC layer, ZnO layer, Si layer, GaAs layer, NCO layer, BN layer, AlN layer, GaN layer, Mg x Zn y Cd Z O layer (0≤x, y, z≤ 1) or an Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1) layer. Preferably, the first semiconductor layer 21 may be a GaN layer or an Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1) layer.

상기 제 2 반도체층(23)은 p형 불순물이 도핑 또는 주입된 반도체층일 수 있다. 이러한 제 2 반도체층(23)은 SiC층, ZnO층, Si층, GaAs층, NCO층, BN층, AlN층, GaN층, MgxZnyCdZO층 (0≤x, y, z≤1) 또는 AlxGa(1-x)N(0≤x≤1)층일 수 있다. The second semiconductor layer 23 may be a semiconductor layer doped or implanted with p-type impurities. The second semiconductor layer 23 is a SiC layer, ZnO layer, Si layer, GaAs layer, NCO layer, BN layer, AlN layer, GaN layer, Mg x Zn y Cd Z O layer (0≤x, y, z≤ 1) or an Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1) layer.

상기 활성층(22)은 상기 제 1 반도체층(21) 및 제 2 반도체층(23) 사이에서 전자 및 정공의 재결합에 의해 방출되는 에너지를 빛을 방출시키는 층으로, 양자점 구조 또는 다중양자우물 구조(Multiple Quantum Wells Structure)를 가질 수 있다. 이러한, 활성층(22)은 상기 전자 및 정공이 서로 재결합될 때 에너지 갭에 해당하는 파장광이 방출된다. 예를 들면, 에너지 갭이 큰 경우, 단파장 광(자외선광)이 방출될 수 있으며, 에너지 갭이 작은 경우, 장파장광(적외선광)이 방출될 수 있다. 한편, 상기 활성층(22)은 생략도 가능하며, 상기 활성층(22)이 생략되는 경우에는 상기 제 1 반도체층(21) 및 제 2 반도체층(23)이 p-n 접합 다이오드를 이루게 되며, 접합면에서 빛을 방출하게 된다. The active layer 22 is a layer that emits light of energy emitted by recombination of electrons and holes between the first semiconductor layer 21 and the second semiconductor layer 23, and includes a quantum dot structure or a multi-quantum well structure ( Multiple Quantum Wells Structure). The active layer 22 emits wavelength light corresponding to an energy gap when the electrons and holes are recombined with each other. For example, when the energy gap is large, short wavelength light (ultraviolet light) may be emitted. When the energy gap is small, long wavelength light (infrared light) may be emitted. On the other hand, the active layer 22 may be omitted. When the active layer 22 is omitted, the first semiconductor layer 21 and the second semiconductor layer 23 form a pn junction diode. Will emit light.

상기 나노 와이어(12)는 GaN으로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 나노 와이어(12)는 상기 발광 구조체(20)에서 방출되는 광 추출 효율을 향상시키는 광 결정 구조로 작용할 수 있다. The nano wire 12 may be made of GaN. In addition, the nanowires 12 may act as a photonic crystal structure for improving light extraction efficiency emitted from the light emitting structure 20.

상기 제 1 전극(25) 및 제 2 전극(24)은 Al 또는 Au를 함유할 수 있으며, 바람직하게는 Ti/Al 또는 NiO/Au로 이루어질 수 있다. The first electrode 25 and the second electrode 24 may contain Al or Au, preferably Ti / Al or NiO / Au.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드는 나노 와이어(12)가 광 결정 구조의 역할을 수행하므로, 발광 구조체(20)에서 방출되는 광 추출 효율이 향상된다.
As described above, in the light emitting diode according to the embodiment of the present invention, since the nanowires 12 play a role of a photonic crystal structure, light extraction efficiency emitted from the light emitting structure 20 is improved.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다. 2 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 우선, 기판(10) 상에 희생층(11)을 형성한다. Referring to FIG. 2, first, a sacrificial layer 11 is formed on a substrate 10.

상기 기판(10)은 Al2O3(사파이어), SiC, ZnO, Si, GaAs, LiAl2O3, InP, BN, AIN, GaN 및 이의 등가물 중 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 Al2O3로 이루어질 수 있다. 이러한 기판(10) 상에는 버퍼층이 미리 형성될 수도 있으나, 본 발명의 도면에는 생략한다. The substrate 10 may be made of any one selected from Al 2 O 3 (sapphire), SiC, ZnO, Si, GaAs, LiAl 2 O 3 , InP, BN, AIN, GaN, and equivalents thereof, preferably Al 2 O 3 . A buffer layer may be formed on the substrate 10 in advance, but it is omitted in the drawings of the present invention.

또한, 상기 희생층(11)은 SiO2, SiNx, CrN 및 ZnO 중 선택되는 어느 하나와 같이 GaN을 포함하지 않는 절연 물질로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서는 상기 희생층(11)의 재질을 한정하는 것은 아니다. 다만, 상기 희생층(11)은 선택적으로 식각 또는 제거가 가능한 물질로 이루어지면 만족할 것이다. 이는 이후에 수행되는 기판(10) 제거 단계에서 발광 다이오드의 주재료인 GaN에 손상이 없이 기판(10)을 제거하기 위함이다.
In addition, the sacrificial layer 11 may be made of an insulating material that does not include GaN, such as any one selected from SiO 2 , SiNx, CrN, and ZnO. However, the sacrificial layer 11 may limit the material of the sacrificial layer 11. It is not. However, the sacrificial layer 11 will be satisfied if it is made of a material that can be selectively etched or removed. This is to remove the substrate 10 without damaging GaN, which is the main material of the light emitting diode, in the subsequent step of removing the substrate 10.

상기 희생층(11)을 형성한 후에는 상기 희생층 상에 기판(10)에 수직한 방향으로 나노 와이어(12)를 성장시킨다. After the sacrificial layer 11 is formed, the nanowires 12 are grown on the sacrificial layer in a direction perpendicular to the substrate 10.

이때, 상기 나노 와이어(12)는 GaN으로 이루어질 수 있으며, 상기 희생층(11)과의 접합력을 고려하여 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition), VLS(vapor-liquid-solid method), MBE(Molecular beam epitaxy) 및 수용액 성장법 중 어느 하나를 이용하여 성장된다.
In this case, the nanowire 12 may be made of GaN, considering the bonding force with the sacrificial layer 11, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), vapor-liquid-solid method (VLS), molecular beam (MBE) epitaxy) and an aqueous solution growth method.

도 3을 참조하면, 상기 희생층(11) 상에 나노 와이어(12)를 형성한 후, 상기 나노 와이어(12) 상에 발광 구조체(20)를 형성한다. Referring to FIG. 3, after the nanowires 12 are formed on the sacrificial layer 11, the light emitting structure 20 is formed on the nanowires 12.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 나노 와이어(12)를 이용하여 발광 다이오드의 서로 상반된 극성을 가지도록 도핑된 제 1 반도체층(21) 및 제 2 반도체층(23) 중 어느 하나, 예를 들면, n형 불순물이 도핑 또는 주입된 제 1 반도체층(21)을 형성한다. 즉, 상기 나노 와이어(12)는 상기 제 1 반도체층(21) 형성을 위한 씨드(seed)로 작용한다. In more detail, any one of the first semiconductor layer 21 and the second semiconductor layer 23 doped to have opposite polarities of the light emitting diode using the nanowire 12, for example, n The first semiconductor layer 21 in which the dopant is doped or implanted is formed. That is, the nanowire 12 serves as a seed for forming the first semiconductor layer 21.

또한, 상기 나노 와이어(12)를 이용하여 상기 제 1 반도체층(21)을 형성하는 방법은 ELO(epitaxial lateral overgrowth) 방법이다. 이는 상기 제 1 반도체층(21)의 성장시, 기판(10)과 제 1 반도체층(21) 간의 열팽창 및 격자 상수 차이에서 발생되는 결함들을 물리적으로 차단하여 우수한 막질을 갖는 제 1 반도체층(21)을 형성하기 위함이다. 일반적으로, 결함은 수평방향보다는 수직방향으로 더 쉽게 전파하는 경향이 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 ELO법을 통하여 수평성장된 단결정층으로 이루어지는 제 1 반도체층(21)은 디스로케이션(dislocation)과 같은 결함밀도가 매우 낮을 수 있다. In addition, the method of forming the first semiconductor layer 21 using the nanowire 12 is an epitaxial lateral overgrowth (ELO) method. This is because when the first semiconductor layer 21 grows, the first semiconductor layer 21 having excellent film quality by physically blocking defects caused by thermal expansion and lattice constant difference between the substrate 10 and the first semiconductor layer 21. To form). In general, defects tend to propagate more easily in the vertical direction than in the horizontal direction. However, as described above, the first semiconductor layer 21 including the single crystal layer grown horizontally through the ELO method may have a very low defect density such as dislocation.

상기 ELO법은 MOCVD, MOVPE(Metalorganic vapour phase epitaxy), LPE(Liquid phase epitaxy), MBE(Molecular beam epitaxy) 또는 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 기술을 사용하여 수행할 수 있다. The ELO method may be performed using MOCVD, metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE), liquid phase epitaxy (LPE), molecular beam epitaxy (MBE), or hybrid vapor phase epitaxy (HVPE).

또한, 상기 제 1 반도체층(21)의 형성은 열처리 공정을 함께 수행하여, 상기 제 1 반도체층(21)의 성장을 촉진시킬 수도 있다. 이때, 열처리 온도는 500℃ 내지 1000℃ 이다. In addition, the formation of the first semiconductor layer 21 may be performed together with a heat treatment process to promote growth of the first semiconductor layer 21. At this time, the heat treatment temperature is 500 ℃ to 1000 ℃.

상기 제 1 반도체층(21)을 형성한 후에는, 상기 제 1 반도체층(21) 상에 활성층(22) 및 제 2 반도체층(23)을 순차적으로 적층하여 발광 구조체(20)를 형성한다. After the first semiconductor layer 21 is formed, the light emitting structure 20 is formed by sequentially stacking the active layer 22 and the second semiconductor layer 23 on the first semiconductor layer 21.

이때, 상기 제 2 반도체층(23)은 p형 불순물이 도핑 또는 주입된 반도체층일 수 있다.
In this case, the second semiconductor layer 23 may be a semiconductor layer doped or implanted with p-type impurities.

상기 발광 구조체(20)를 형성한 후에는 상기 제 2 반도체층(23) 상에 상기 제 2 반도체층(23)과 오믹 콘택(ohmic contact)하는 제 2 전극(24)을 형성한다.
After the light emitting structure 20 is formed, a second electrode 24 that is in ohmic contact with the second semiconductor layer 23 is formed on the second semiconductor layer 23.

도 4를 참조하면, 상기 제 2 전극(24)을 형성한 후, 상기 희생층(11)을 제거하여 상기 발광 구조체(20)에서 기판(10)을 분리한다. Referring to FIG. 4, after forming the second electrode 24, the sacrificial layer 11 is removed to separate the substrate 10 from the light emitting structure 20.

이때, 희생층(11)의 제거는 레이저 기판 제거법(laser lift-off) 또는 화학적 기판 제거법(chemical lift-off)을 이용하여 수행한다. At this time, the removal of the sacrificial layer 11 is performed by using a laser lift-off method or a chemical lift-off method.

상기 레이저 기판 제거법은 상기 희생층에 흡수되는 에너지를 가지는 레이저를 이용하여 상기 희생층(11)에 조사하여 상기 희생층(11)을 제거한다. In the laser substrate removing method, the sacrificial layer 11 is removed by irradiating the sacrificial layer 11 using a laser having energy absorbed by the sacrificial layer.

또한, 상기 화학적 기판 제거법은 식각 용액을 이용하여 상기 희생층(11)을 제거한다. 이를 보다 상세히 설명하면, 식각 용액에 기판(10) 전체를 넣어 상기 희생층(11)을 식각하여 기판(10)이 발광 구조체(20)에서 분리되도록 한다. 이때, 상기 식각 용액은 상기 희생층(11)을 이루는 SiO2, SiNx, CrN 및 ZnO 중 선택되는 어느 하나의 물질을 식각하며, 발광 구조체(20)의 주성분인 GaN에는 영향을 미치지 않아, 발광 구조체(20)의 전기적 특성 저하가 발생하지 않아야 한다. 예를 들면, 상기 희생층(11)이 SiO2로 이루어지는 경우에는 BOE(Buffered oxide etchant)를 식각 용액으로 하여 희생층(11)의 식각을 수행할 수 있다.
In addition, the chemical substrate removing method removes the sacrificial layer 11 using an etching solution. In more detail, the sacrificial layer 11 is etched by putting the entire substrate 10 in an etching solution so that the substrate 10 is separated from the light emitting structure 20. In this case, the etching solution etches any one material selected from SiO 2 , SiNx, CrN, and ZnO constituting the sacrificial layer 11, and does not affect GaN which is a main component of the light emitting structure 20. Deterioration of the electrical characteristics of (20) shall not occur. For example, when the sacrificial layer 11 is made of SiO 2 , the sacrificial layer 11 may be etched using a buffered oxide etchant (BOE) as an etching solution.

도 5를 참조하면, 상기 기판을 발광 구조체(20)로부터 분리한 후, 제 1 반도체층(21)의 상기 나노 와이어(12)가 부착된 면에 제 1 전극(25)을 형성한다. 상기 제 1 전극(25)은 Al 또는 Au를 함유할 수 있으며, 바람직하게는 Ti/Al 또는 NiO/Au로 이루어질 수 있다.
Referring to FIG. 5, after separating the substrate from the light emitting structure 20, a first electrode 25 is formed on a surface of the first semiconductor layer 21 to which the nanowires 12 are attached. The first electrode 25 may contain Al or Au, preferably Ti / Al or NiO / Au.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 제조 방법은 발광 다이오드의 발광 구조체(20)에 손상을 입히지 않으며, 용이하게 기판(10)을 분리하는 것이 가능하다.
The method of manufacturing the light emitting diode according to the embodiment of the present invention as described above does not damage the light emitting structure 20 of the light emitting diode, it is possible to easily separate the substrate 10.

10; 기판 11; 희생층
12; 나노 와이어 20; 발광 구조체
21; 제 1 반도체층 22; 활성층
23; 제 2 반도체층 24; 제 2 전극
25; 제 1 전극10; Substrate 11; Sacrificial layer
12; Nanowires 20; Light emitting structure
21; A first semiconductor layer 22; Active layer
23; Second semiconductor layer 24; Second electrode
25; First electrode

Claims (10)

제 1 반도체층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조체;
상기 제 1 반도체층의 상기 제 2 반도체층과 대향(對向)하는 면 상의 나노 와이어;
상기 나노 와이어를 커버하는 상기 제 1 반도체층 상의 제 1 전극; 및
상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접촉하는 제 2 전극을 구비하고,
상기 나노 와이어는 GaN을 가지며, 제거된 기판 상에 형성된 희생층을 근거로 형성되며, 상기 제1 반도체층은 상기 나노 와이어를 근거로 형성되며, 상기 발광 구조체는 GaN을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드. A light emitting structure comprising a first semiconductor layer and a second semiconductor layer;
A nanowire on a surface of the first semiconductor layer that faces the second semiconductor layer;
A first electrode on the first semiconductor layer covering the nanowires; And
A second electrode in electrical contact with the second semiconductor layer,
The nanowires have GaN and are formed based on the sacrificial layer formed on the removed substrate, and the first semiconductor layer is formed based on the nanowires, and the light emitting structure includes GaN. diode. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 희생층은 SiO2, SiNx, CrN 또는 ZnO를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드. The method of claim 1,
The sacrificial layer comprises SiO 2 , SiNx, CrN or ZnO. 기판 상에 희생층을 형성하는 단계;
상기 희생층을 씨드로 하고, MOCVD, VLS, MBE 또는 수용액 성장법을 이용하여 GaN을 가지는 나노 와이어를 성장시키는 단계;
상기 나노 와이어 상에 GaN을 포함하는 제 1 반도체층 및 제 2 반도체층을 적층하여 발광 구조체를 형성하는 단계; 및
상기 희생층을 제거하여 기판을 발광 구조체와 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법. Forming a sacrificial layer on the substrate;
Using the sacrificial layer as a seed and growing a nanowire having GaN using MOCVD, VLS, MBE or aqueous solution growth;
Stacking a first semiconductor layer and a second semiconductor layer including GaN on the nanowires to form a light emitting structure; And
Removing the sacrificial layer to separate the substrate from the light emitting structure. 제 4항에 있어서,
상기 희생층은 SiO2, SiNx, CrN 및 ZnO 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법. The method of claim 4, wherein
The sacrificial layer is a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that any one selected from SiO 2 , SiNx, CrN and ZnO. 삭제delete 삭제delete 제 4항에 있어서,
상기 제 1 반도체층은 상기 나노 와이어를 씨드로 하는 ELO(epitaxiial lateral over-growth) 방법을 통하여 성장된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법. The method of claim 4, wherein
And the first semiconductor layer is grown through an epitaxial lateral over-growth (ELO) method using the nanowires as a seed. 제 4항에 있어서,
상기 희생층의 제거는 레이저 기판 제거법을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법. The method of claim 4, wherein
The removal of the sacrificial layer is a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that using a laser substrate removal method. 제 4항에 있어서,
상기 희생층의 제거는 화학적 기판 제거법을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
The removal of the sacrificial layer is a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that using a chemical substrate removal method.
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