KR101134840B1 - Light Emitting Device and Method of Manufacturing Thereof - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 발광 소자는 복수개의 나노로드를 포함하는 나노로드 집합체; 복수개가 이격된 상기 나노로드 집합체 상에 제1 도전성 반도체층; 상기 제1 도전성 반도체층 상에 활성층; 및 상기 활성층 상에 제2 도전성 반도체층을 포함한다.The light emitting device according to the embodiment includes a nanorod assembly including a plurality of nanorods; A first conductive semiconductor layer on the plurality of nanorod assemblies spaced apart; An active layer on the first conductive semiconductor layer; And a second conductive semiconductor layer on the active layer.

발광 소자 Light emitting element

Description

발광 소자 및 그 제조방법{Light Emitting Device and Method of Manufacturing Thereof} Light Emitting Device and Method of Manufacturing Thereof

본 발명은 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device and a method of manufacturing the same.

발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자이다.Light emitting diodes (LEDs) are semiconductor light emitting devices that convert current into light.

발광 다이오드에 의해 방출되는 빛의 파장은 상기 발광 다이오드를 제조하는데 사용되는 반도체 재료에 따라 결정된다. 이는 방출된 빛의 파장이 가전자대(valence band) 전자들과 전도대(conduction band) 전자들 사이의 에너지 차를 나타내는 반도체 재료의 밴드갭(band-gap)에 따라 결정되기 때문이다.The wavelength of light emitted by the light emitting diode depends on the semiconductor material used to manufacture the light emitting diode. This is because the wavelength of the emitted light is determined in accordance with the band-gap of the semiconductor material, which represents the energy difference between valence band electrons and conduction band electrons.

최근 발광 다이오드는 휘도가 점차 증가하게 되어 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용이 증가하고 있으며, 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 발광 다이오드를 조합함으로써 효율이 우수한 백색 광을 발광하는 발광 다이오드도 구현이 가능하다.Recently, the light emitting diode is gradually increasing in brightness, and is being used as a light source for a display, an automotive light source, and an illumination light source. A light emitting diode that emits white light having high efficiency by using a fluorescent material or by combining various color light emitting diodes. It is also possible to implement.

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.On the other hand, the brightness of the light emitting diode depends on various conditions such as the structure of the active layer, the light extraction structure that can effectively extract light to the outside, the size of the chip, the type of the molding member surrounding the light emitting diode.

실시예는 광 추출 효율이 향상된 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a light emitting device having improved light extraction efficiency and a method of manufacturing the same.

실시예는 복수개의 나노로드를 간단하게 제조할 수 있는 발광 소자 제조방법을 제공한다. The embodiment provides a method of manufacturing a light emitting device that can easily manufacture a plurality of nanorods.

실시예는 기판 상에 복수개의 나노로드 및 질화물 반도체를 용이하게 성장할 수 있는 발광 소자 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a method of manufacturing a light emitting device capable of easily growing a plurality of nanorods and nitride semiconductors on a substrate.

실시예에 따른 발광 소자는 복수개의 나노로드를 포함하는 나노로드 집합체; 복수개가 이격된 상기 나노로드 집합체 상에 제1 도전성 반도체층; 상기 제1 도전성 반도체층 상에 활성층; 및 상기 활성층 상에 제2 도전성 반도체층을 포함한다.The light emitting device according to the embodiment includes a nanorod assembly including a plurality of nanorods; A first conductive semiconductor layer on the plurality of nanorod assemblies spaced apart; An active layer on the first conductive semiconductor layer; And a second conductive semiconductor layer on the active layer.

실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 기판 상에 복수개의 이격된 패턴을 가지는 마스크층을 형성하는 단계; 상기 복수개의 이격된 패턴에 복수개의 나노로드 및 씨드층을 포함하는 나노로드 집합체를 성장하는 단계; 상기 마스크층을 제거하는 단계; 및 상기 기판 및 상기 나노로드 집합체 상에 발광 구조물을 형성하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a light emitting device manufacturing method includes: forming a mask layer having a plurality of spaced apart patterns on a substrate; Growing a nanorod aggregate including a plurality of nanorods and seed layers in the plurality of spaced patterns; Removing the mask layer; And forming a light emitting structure on the substrate and the nanorod aggregate.

실시예는 광 추출 효율이 향상된 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a light emitting device capable of improving light extraction efficiency and a method of manufacturing the same.

실시예는 복수개의 나노로드를 간단하게 제조할 수 있는 발광 소자 제조방법 을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a method of manufacturing a light emitting device that can easily manufacture a plurality of nanorods.

실시예는 기판 상에 복수개의 나노로드 및 질화물 반도체를 용이하게 성장할 수 있는 발광 소자 제조방법을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a method of manufacturing a light emitting device capable of easily growing a plurality of nanorods and nitride semiconductors on a substrate.

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.In the description of embodiments according to the present invention, each layer (film), region, pattern or structure is "on" or "under" a substrate, each layer (film), region, pad or pattern. In the case of being described as being formed "in", "on" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed. In addition, the criteria for the top or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들에 따른 발광 소자 및 그 제조방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a light emitting device and a method of manufacturing the same according to embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

<제1 실시예><First Embodiment>

도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a light emitting device 100 according to the first embodiment.

도 1을 참조하면, 상기 발광 소자(100)는 기판(110), 복수개의 나노로드(Nanorod) 집합체(115), 비전도성 반도체층(120), 제1 도전성 반도체층(130), 활성층(140), 제2 도전성 반도체층(150), 제1 전극(170) 및 제2 전극(180)을 포함한 다. Referring to FIG. 1, the light emitting device 100 includes a substrate 110, a plurality of nanorod aggregates 115, a nonconductive semiconductor layer 120, a first conductive semiconductor layer 130, and an active layer 140. ), A second conductive semiconductor layer 150, a first electrode 170, and a second electrode 180.

상기 기판(110)은 사파이어 기판(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, GaAs, 금속성 기판 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. The substrate 110 may be selected from the group consisting of sapphire substrate (Al 2 O 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, GaAs, metallic substrate, and the like.

상기 기판(110) 상에는 복수개의 나노로드(Nanorod) 집합체(115)가 서로 이격되어 형성될 수 있다. The plurality of nanorod aggregates 115 may be formed on the substrate 110 to be spaced apart from each other.

상기 나노로드 집합체(115)는 복수개의 나노로드를 포함하며, 상기 복수개의 나노로드는 상기 기판(110)에 대하여 수직 방향으로 성장된다. The nanorod aggregate 115 includes a plurality of nanorods, and the plurality of nanorods are grown in a direction perpendicular to the substrate 110.

상기 나노로드 집합체(115)는 ZnO, In2O3 와 같은 반도체 산화물, GaN과 같은 질화물, SiC와 같은 카바이드, GaAs, GaP, InP, GaInP, AlGaAs 와 같은 Ⅲ-Ⅴ족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 또는 실리콘(Si) 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The nanorod aggregate 115 may include a semiconductor oxide such as ZnO, In 2 O 3 , a nitride such as GaN, a carbide such as SiC, a group III-V or group II-VI such as GaAs, GaP, InP, GaInP, and AlGaAs. It may be formed of a semiconductor or silicon (Si) and the like, but is not limited thereto.

상기 나노로드 집합체(115)가 성장되는 온도는 60℃ 내지 200℃ 일 수 있다. 상기 온도 범위는 상기 나노로드 집합체(115)를 성장하는 과정에서 형성되는 포토레지스트(Photoresist)가 손상되지 않는 온도 범위이므로 상기 나노로드 집합체(115)를 안정적으로 성장할 수 있다. 이에 대해서는 상기 발광 소자(100)의 제조방법에서 자세히 후술한다. The temperature at which the nanorod aggregate 115 is grown may be 60 ° C. to 200 ° C. Since the temperature range is a temperature range in which the photoresist formed in the process of growing the nanorod aggregate 115 is not damaged, the nanorod aggregate 115 may be stably grown. This will be described later in detail in the manufacturing method of the light emitting device 100.

상기 나노로드 집합체(115)의 길이는 1μm 내지 100μm 일 수 있으며, 상기 나노로드 집합체(115)에 포함된 각각의 나노로드의 직경은 1nm 내지 1000nm 일 수 있다. The length of the nanorod aggregate 115 may be 1μm to 100μm, the diameter of each nanorod included in the nanorod aggregate 115 may be 1nm to 1000nm.

상기 나노로드 집합체(115)는 상기 발광 소자(100)에서 발광된 빛을 굴절, 회절, 산란 또는 반사시켜서 상기 발광 소자(100)의 외부로 방출하므로, 상기 발광 소자(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. The nanorod aggregate 115 emits light emitted from the light emitting device 100 to the outside of the light emitting device 100 by refracting, diffraction, scattering, or reflecting light, thereby improving light extraction efficiency of the light emitting device 100. Can be improved.

상기 기판(110) 및 상기 나노로드 집합체(115)의 측면 및/또는 상면에는 비전도성 반도체층(120) 및/또는 발광 구조물(145)이 형성될 수 있다. The non-conductive semiconductor layer 120 and / or the light emitting structure 145 may be formed on side surfaces and / or top surfaces of the substrate 110 and the nanorod aggregate 115.

즉, 상기 비전도성 반도체층(120)의 두께는 상기 나노로드 집합체(115)의 길이보다 두껍게 형성되거나, 상기 나노로드 집합체(115)의 길이보다 얇도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. That is, the thickness of the nonconductive semiconductor layer 120 may be formed to be thicker than the length of the nanorod assembly 115 or may be formed to be thinner than the length of the nanorod assembly 115, but is not limited thereto.

상기 발광 구조물(145)은 빛을 발광하는 최소한의 구조물로써, 제1 도전성 반도체층(130), 활성층(140) 및 제2 도전성 반도체층(150)을 포함한다. The light emitting structure 145 is a minimal structure that emits light and includes a first conductive semiconductor layer 130, an active layer 140, and a second conductive semiconductor layer 150.

상기 기판(110) 및 상기 나노로드 집합체(115) 상에는 상기 비전도성 반도체층(120)이 형성될 수 있다. 상기 비전도성 반도체층(120)은 상기 제1,제2 도전성 반도체층(130,150)보다 전기전도성이 현저히 낮은 반도체층이며, 예를 들어 불순물을 도핑하지 않은 언도프드(Undoped) 반도체층일 수 있다. The non-conductive semiconductor layer 120 may be formed on the substrate 110 and the nanorod aggregate 115. The nonconductive semiconductor layer 120 is a semiconductor layer having a significantly lower electrical conductivity than the first and second conductive semiconductor layers 130 and 150, and may be, for example, an undoped semiconductor layer that is not doped with impurities.

상기 기판(110)과 상기 비전도성 반도체층(120) 사이에는 버퍼층(미도시)이 삽입될 수 있다. 상기 버퍼층(미도시)은 상기 기판(110)과 상기 비전도성 반도체층(120) 사이의 격자 상수 차이를 줄여주기 위한 층으로, AlInN, InN, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, AlInGaN 등에서 어느 하나로 형성될 수 있다.A buffer layer (not shown) may be inserted between the substrate 110 and the nonconductive semiconductor layer 120. The buffer layer (not shown) is a layer for reducing the difference in lattice constant between the substrate 110 and the nonconductive semiconductor layer 120, and formed of any one of AlInN, InN, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, AlInGaN, and the like. Can be.

한편, 상기 버퍼층(미도시)과 비전도성 반도체층(120)은 적어도 한 층이 형성되거나, 두 층 모두 존재하지 않을 수 있다. Meanwhile, at least one layer of the buffer layer and the nonconductive semiconductor layer 120 may be formed, or both layers may not exist.

상기 비전도성 반도체층(120) 상에는 제1 도전성 반도체층(130)이 형성된다. 상기 제1 도전성 반도체층(130)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있는데, 상기 n형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑된다. The first conductive semiconductor layer 130 is formed on the nonconductive semiconductor layer 120. The first conductive semiconductor layer 130 is, for example, may comprise n-type semiconductor layer, the n-type semiconductor layer is In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0 ≤ a semiconductor material having a composition formula of y≤1, 0≤x + y≤1), for example, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN, etc., and may be selected from n-types such as Si, Ge, Sn, etc. The dopant is doped.

상기 제1 도전성 반도체층(130) 상에는 상기 활성층(140)이 형성되며, 상기 활성층(140)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. The active layer 140 is formed on the first conductive semiconductor layer 130, and the active layer 140 has a single quantum well structure, a multi quantum well structure (MQW), and a quantum-wire structure. Or may be formed of at least one of a quantum dot structure.

상기 활성층(140)의 위 및/또는 아래에는 n형 또는 p형 도펀트가 도핑된 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있으며, 상기 클래드층(미도시)은 AlGaN층 또는 InAlGaN층으로 구현될 수 있다. A clad layer (not shown) doped with an n-type or p-type dopant may be formed on and / or under the active layer 140, and the clad layer (not shown) may be implemented as an AlGaN layer or an InAlGaN layer. have.

상기 활성층(140) 상에는 상기 제2 도전성 반도체층(150)이 형성된다. 상기 제2 도전성 반도체층(150)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있는데, 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg 등의 p형 도펀트가 도핑된다. The second conductive semiconductor layer 150 is formed on the active layer 140. The second conductive semiconductor layer 150 is, for example, p-type may be implemented as a semiconductor layer, and the p-type semiconductor layer is In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0 ≤ semiconductor material having a composition formula of y≤1, 0≤x + y≤1), for example, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN and the like, and a p-type dopant such as Mg is doped .

한편, 상기 제1 도전성 반도체층(130)과 제2 도전성 반도체층(150)에 각각 p형과 n형의 도펀트가 도핑될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 또한, 도시되 지는 않았지만 상기 제2 도전성 반도체층(150) 상에는 제3 도전성 반도체층(미도시)이 형성될 수 있다. 따라서 상기 반도체 발광 소자(100)는 pn, np, pnp, npn 접합 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있다. Meanwhile, p-type and n-type dopants may be doped into the first conductive semiconductor layer 130 and the second conductive semiconductor layer 150, respectively, but are not limited thereto. Although not shown, a third conductive semiconductor layer (not shown) may be formed on the second conductive semiconductor layer 150. Therefore, the semiconductor light emitting device 100 may be formed of any one of pn, np, pnp, and npn junction structures.

상기 제2 도전성 반도체층(150) 상에는 투명 전극층(160)이 형성될 수 있다. 상기 투명 전극층(160)은 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다. The transparent electrode layer 160 may be formed on the second conductive semiconductor layer 150. The transparent electrode layer 160 may include ITO, IZO (In-ZnO), GZO (Ga-ZnO), AZO (Al-ZnO), AGZO (Al-Ga ZnO), IGZO (In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, At least one of RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO, including but not limited to these materials.

상기 투명 전극층(160) 상에는 제2 전극(180)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 도전성 반도체층(130) 상에는 제1 전극(170)이 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2 전극(170,180)은 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공한다.The second electrode 180 may be formed on the transparent electrode layer 160, and the first electrode 170 may be formed on the first conductive semiconductor layer 130. The first and second electrodes 170 and 180 provide power to the light emitting device 100.

이하에서는, 도 1 내지 도 8을 참조하여 상기 발광 소자(100)의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing the light emitting device 100 will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8.

도 2를 참조하면, 기판(110) 상에 복수개의 이격된 패턴(118)을 가지는 마스크층(117)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2, a mask layer 117 having a plurality of spaced apart patterns 118 may be formed on the substrate 110.

상기 기판(110)은 사파이어 기판(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, GaAs, 금속성 기판 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. The substrate 110 may be selected from the group consisting of sapphire substrate (Al 2 O 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, GaAs, metallic substrate, and the like.

상기 마스크층(117)은 예를 들어, 포토레지스트(PR : Photoresist)로 형성될 수 있으며, 상기 복수개의 이격된 패턴(118)은 포토리소그래피(Photolithography) 공정에 의해 형성될 수 있다. The mask layer 117 may be formed of, for example, a photoresist (PR), and the plurality of spaced patterns 118 may be formed by a photolithography process.

한편, 상기 복수개의 이격된 패턴(118)은 전자 빔 리소그래피(E-beam Lithography), 레이저 홀로그램(Laser Hologram), 딥 유브이 스탭퍼(Deep UV Stepper) 등의 리소그래피(Lithography) 공정에 의해 상기 마스크층(117) 상에 형성될 수도 있으며 이에 대해 한정하지 않는다. On the other hand, the plurality of spaced pattern 118 is a mask layer (Lithography process, such as electron beam lithography (E-beam Lithography), laser hologram, Deep UV Stepper (Lithography) process, etc. 117 may be formed on, but not limited to.

도 7을 참조하면, 상기 마스크층(117)의 복수개의 이격된 패턴(118)은 다양한 패턴을 가지도록 형성될 수 있으며, 도시된 것처럼 원형의 패턴이 복수개가 이격되도록 형성될 수 있다. 상기 복수개의 이격된 패턴(118)은 이외에도 다양하게 형성될 수 있으며, 예를 들어, 다각형, 타원형 등의 패턴을 가지도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7, the plurality of spaced patterns 118 of the mask layer 117 may be formed to have various patterns, and as illustrated, a plurality of circular patterns may be formed to be spaced apart from each other. The plurality of spaced apart patterns 118 may be formed in various ways, for example, may be formed to have a pattern such as a polygon, an oval.

도 3 및 도 8을 참조하면, 상기 기판(110) 상의 상기 복수개의 이격된 패턴(118)에는 나노로드 집합체(115)가 성장되어 형성될 수 있다. 3 and 8, nanorod aggregates 115 may be grown and formed in the plurality of spaced patterns 118 on the substrate 110.

즉, 상기 기판(110) 상에는 복수개의 상기 나노로드(Nanorod) 집합체(115)가 상기 복수개의 이격된 패턴(118)에 의해 서로 이격되어 형성될 수 있다. That is, the plurality of nanorod aggregates 115 may be formed on the substrate 110 to be spaced apart from each other by the plurality of spaced patterns 118.

상기 나노로드 집합체(115)는 복수개의 나노로드(112)를 포함하며, 상기 나노로드(112)는 상기 기판(110)에 대하여 수직 방향으로 성장된다. The nanorod aggregate 115 includes a plurality of nanorods 112, and the nanorods 112 are grown in a direction perpendicular to the substrate 110.

한편, 상기 나노로드 집합체(115)를 성장할 때, 처음에는 씨드층(113)이 형성된 다음에, 상기 씨드층(113) 상에 복수개의 나노로드(112)가 형성된다. 즉, 복수개의 상기 나노로드(112)들은 상기 씨드층(113)에 의해 하단이 서로 연결될 수 있으며, 상기 기판(110) 중 상기 씨드층(113)이 형성된 영역은 상기 씨드층(113)에 의해 노출되지 않을 수 있다. Meanwhile, when the nanorod aggregate 115 is grown, a seed layer 113 is first formed, and then a plurality of nanorods 112 are formed on the seed layer 113. That is, the plurality of nanorods 112 may be connected to each other by the seed layer 113 at the bottom thereof, and the region where the seed layer 113 is formed in the substrate 110 may be formed by the seed layer 113. May not be exposed.

이처럼, 상기 씨드층(113)에 의해 상기 기판(110)이 노출되지 않는 영역이 생기는 경우, 상기 기판(110) 상에 상기 발광 구조물을 성장할 때, 상기 씨드층(113)이 형성된 영역에는 상기 발광 구조물의 성장이 원활치 못하여 움푹 패이는 등의 현상이 발생하여 상기 발광 소자(100)의 신뢰성을 저하할 수 있다.As such, when a region in which the substrate 110 is not exposed is formed by the seed layer 113, when the light emitting structure is grown on the substrate 110, the light emission is formed in the region where the seed layer 113 is formed. The growth of the structure may not be performed smoothly, such as dents, which may lower the reliability of the light emitting device 100.

도 4를 참조하면, 이러한 현상을 방지하기 위해, 상기 기판(110)이 노출되도록 상기 나노로드 집합체(115)에 에칭을 실시할 수 있다. Referring to FIG. 4, in order to prevent such a phenomenon, the nanorod aggregate 115 may be etched to expose the substrate 110.

상기 에칭은 반응성 이온 식각법(RIE : Reactive Ion Etching)을 포함하는 건식 식각일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The etching may be a dry etching including Reactive Ion Etching (RIE), but is not limited thereto.

상기 에칭에 의해 상기 나노로드 집합체(115)에서 상기 기판(110)이 노출될 수 있으며, 상기 기판(110) 상에 상기 발광 구조물을 원활히 성장시킬 수 있게 된다. The substrate 110 may be exposed in the nanorod assembly 115 by the etching, and the light emitting structure may be smoothly grown on the substrate 110.

한편, 상기 에칭은 상기 나노로드 집합체(115)의 전 영역에 대해 실시될 수 있으므로, 상기 에칭에 의해 상기 씨드층(113) 뿐만 아니라, 상기 복수개의 나노로드(112)도 상부가 일부 제거될 수 있다.On the other hand, since the etching may be performed for the entire region of the nanorod assembly 115, the upper portion of the plurality of nanorods 112 as well as the seed layer 113 may be partially removed by the etching. have.

따라서, 상기 나노로드 집합체(115)에 상기 에칭을 실시할 경우에는 이를 고려하여 최초에 상기 나노로드 집합체(115)를 약간 길게 성장할 수 있다. 즉, 원하는 상기 나노로드 집합체(115)의 길이가 제1 길이인 경우, 상기 에칭을 고려하여 최초에 상기 나노로드 집합체(115)의 길이를 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이로 성장할 수 있다. Accordingly, when the etching is performed on the nanorod aggregate 115, the nanorod aggregate 115 may be initially grown slightly longer in consideration of this. That is, when the desired length of the nanorod aggregate 115 is a first length, the length of the nanorod aggregate 115 may be initially grown to a second length longer than the first length in consideration of the etching.

상기 나노로드 집합체(115)는 상기 기판(110) 상에 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링법(Sputtering), 열 또는 전자빔 증발법(Thermal or Electron Beam Evaporation), 펄스레이저 증착법(Pulse Laser Deposition), 기상 이송법(Vapor-Phase Transport Process) 등의 방법을 이용하여 성장될 수 있으며, 바람직하게는 유기금속 화학 증착법(MOCVD : Metal Organic Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 성장되어 형성될 수 있다. The nanorod aggregate 115 may be formed on the substrate 110 by chemical vapor deposition (CVD), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), sputtering, thermal or electron beam evaporation. (Thermal or Electron Beam Evaporation), Pulse Laser Deposition (Vapor-Phase Transport Process), etc. may be grown using a method, preferably organic metal chemical vapor deposition (MOCVD: Metal Organic) Chemical Vapor Deposition) may be grown and formed.

상기 나노로드 집합체(115)는 ZnO, In2O3 와 같은 반도체 산화물, GaN과 같은 질화물, SiC와 같은 카바이드, GaAs, GaP, InP, GaInP, AlGaAs 와 같은 Ⅲ-Ⅴ족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 또는 실리콘(Si) 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The nanorod aggregate 115 may include a semiconductor oxide such as ZnO, In 2 O 3 , a nitride such as GaN, a carbide such as SiC, a group III-V or group II-VI such as GaAs, GaP, InP, GaInP, and AlGaAs. It may be formed of a semiconductor or silicon (Si) and the like, but is not limited thereto.

상기 나노로드 집합체(115)가 성장되는 온도는 60℃ 내지 200℃ 일 수 있다. 상기 온도 범위는 상기 포토레지스트(Photoresist)가 손상되지 않는 온도 범위이므로 상기 나노로드 집합체(115)를 안정적으로 성장할 수 있다. The temperature at which the nanorod aggregate 115 is grown may be 60 ° C. to 200 ° C. Since the temperature range is a temperature range in which the photoresist is not damaged, the nanorod aggregate 115 may be stably grown.

상기 나노로드 집합체(115)의 길이는 1μm 내지 100μm 일 수 있으며, 상기 나노로드 집합체(115)에 포함된 각각의 나노로드의 직경은 1nm 내지 1000nm 일 수 있다. The length of the nanorod aggregate 115 may be 1μm to 100μm, the diameter of each nanorod included in the nanorod aggregate 115 may be 1nm to 1000nm.

상기 나노로드 집합체(115)는 상기 발광 소자(100)에서 발광된 빛을 굴절, 회절, 산란 또는 반사시켜서 상기 발광 소자(100)의 외부로 방출하므로, 상기 발광 소자(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. The nanorod aggregate 115 emits light emitted from the light emitting device 100 to the outside of the light emitting device 100 by refracting, diffraction, scattering, or reflecting light, thereby improving light extraction efficiency of the light emitting device 100. Can be improved.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 기판(110)에서 상기 마스크층(117)을 제거한 다. 상기 마스크층(117)은 에싱(Ashing), 에칭 등에 의해 제거될 수 있으며 이에 대해 한정하지는 않는다. 4 and 5, the mask layer 117 is removed from the substrate 110. The mask layer 117 may be removed by ashing, etching, or the like, but is not limited thereto.

상기 마스크층(117)이 제거되므로, 상기 기판(110)이 노출되게 되어 상기 기판 상에 상기 발광 구조물(145)이 원활하게 성장할 수 있게 된다. Since the mask layer 117 is removed, the substrate 110 is exposed to allow the light emitting structure 145 to grow smoothly on the substrate.

즉, 상기 마스크층(117)을 형성하여, 상기 발광 구조물(145)을 원활히 성장하기 위한 영역을 충분히 확보하면서, 상기 기판(110) 상에 상기 나노로드 집합체(115)를 형성할 수 있다.That is, the nanorod aggregate 115 may be formed on the substrate 110 while forming the mask layer 117 and sufficiently securing a region for smoothly growing the light emitting structure 145.

도 6을 참조하면, 상기 기판(110) 및 상기 나노로드 집합체(115) 상에는 비전도성 반도체층(120) 및 발광 구조물(145)이 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(145)은 빛을 발광하는 최소한의 구조물로써, 제1 도전성 반도체층(130), 활성층(140) 및 제2 도전성 반도체층(150)을 포함한다. Referring to FIG. 6, a nonconductive semiconductor layer 120 and a light emitting structure 145 may be formed on the substrate 110 and the nanorod aggregate 115. The light emitting structure 145 is a minimal structure that emits light and includes a first conductive semiconductor layer 130, an active layer 140, and a second conductive semiconductor layer 150.

상기 비전도성 반도체층(120) 및 발광 구조물(145) 등은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있다.The non-conductive semiconductor layer 120 and the light emitting structure 145 may be formed of a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), a chemical vapor deposition (CVD), or a plasma chemical vapor deposition (PECVD). Vapor Deposition), Molecular Beam Epitaxy (MBE), Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE), and the like.

상기 기판(110) 및 상기 나노로드 집합체(115) 상에는 상기 비전도성 반도체층(120)이 형성될 수 있다. 상기 비전도성 반도체층(120)은 상기 제1,제2 도전성 반도체층(130,150)보다 전기전도성이 현저히 낮은 반도체층이며, 예를 들어 불순물을 도핑하지 않은 언도프드(Undoped) 반도체층일 수 있다. The non-conductive semiconductor layer 120 may be formed on the substrate 110 and the nanorod aggregate 115. The nonconductive semiconductor layer 120 is a semiconductor layer having a significantly lower electrical conductivity than the first and second conductive semiconductor layers 130 and 150, and may be, for example, an undoped semiconductor layer that is not doped with impurities.

상기 기판(110)과 상기 비전도성 반도체층(120) 사이에는 버퍼층(미도시)이 삽입될 수 있다. 상기 버퍼층(미도시)은 상기 기판(110)과 상기 비전도성 반도체층(120) 사이의 격자 상수 차이를 줄여주기 위한 층으로, AlInN, InN, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, AlInGaN 등에서 어느 하나로 형성될 수 있다.A buffer layer (not shown) may be inserted between the substrate 110 and the nonconductive semiconductor layer 120. The buffer layer (not shown) is a layer for reducing the difference in lattice constant between the substrate 110 and the nonconductive semiconductor layer 120, and formed of any one of AlInN, InN, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, AlInGaN, and the like. Can be.

한편, 상기 버퍼층(미도시)과 비전도성 반도체층(120)은 적어도 한 층이 형성되거나, 두 층 모두 존재하지 않을 수 있다. Meanwhile, at least one layer of the buffer layer and the nonconductive semiconductor layer 120 may be formed, or both layers may not exist.

상기 비전도성 반도체층(120) 상에는 제1 도전성 반도체층(130)이 형성된다. 상기 제1 도전성 반도체층(130)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있는데, 상기 n형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑된다. The first conductive semiconductor layer 130 is formed on the nonconductive semiconductor layer 120. The first conductive semiconductor layer 130 is, for example, may comprise n-type semiconductor layer, the n-type semiconductor layer is In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0 ≤ a semiconductor material having a composition formula of y≤1, 0≤x + y≤1), for example, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN, etc., and may be selected from n-types such as Si, Ge, Sn, etc. The dopant is doped.

상기 제1 도전성 반도체층(130) 상에는 상기 활성층(140)이 형성되며, 상기 활성층(140)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. The active layer 140 is formed on the first conductive semiconductor layer 130, and the active layer 140 has a single quantum well structure, a multi quantum well structure (MQW), and a quantum-wire structure. Or may be formed of at least one of a quantum dot structure.

상기 활성층(140)의 위 및/또는 아래에는 n형 또는 p형 도펀트가 도핑된 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있으며, 상기 클래드층(미도시)은 AlGaN층 또는 InAlGaN층으로 구현될 수 있다. A clad layer (not shown) doped with an n-type or p-type dopant may be formed on and / or under the active layer 140, and the clad layer (not shown) may be implemented as an AlGaN layer or an InAlGaN layer. have.

상기 활성층(140) 상에는 상기 제2 도전성 반도체층(150)이 형성된다. 상기 제2 도전성 반도체층(150)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있는데, 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg 등의 p형 도펀트가 도핑된다. The second conductive semiconductor layer 150 is formed on the active layer 140. The second conductive semiconductor layer 150 may be implemented, for example, as a p-type semiconductor layer, wherein the p-type semiconductor layer is In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ semiconductor material having a composition formula of y≤1, 0≤x + y≤1), for example, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN, and the like, and a p-type dopant such as Mg is doped .

한편, 상기 제1 도전성 반도체층(130)과 제2 도전성 반도체층(150)에 각각 p형과 n형의 도펀트가 도핑될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 또한, 도시되지는 않았지만 상기 제2 도전성 반도체층(150) 상에는 제3 도전성 반도체층(미도시)이 형성될 수 있다. 따라서 상기 반도체 발광 소자(100)는 pn, np, pnp, npn 접합 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있다. Meanwhile, p-type and n-type dopants may be doped into the first conductive semiconductor layer 130 and the second conductive semiconductor layer 150, respectively, but are not limited thereto. Although not shown, a third conductive semiconductor layer (not shown) may be formed on the second conductive semiconductor layer 150. Therefore, the semiconductor light emitting device 100 may be formed of any one of pn, np, pnp, and npn junction structures.

도 6 및 도 1을 참조하면, 상기 제2 도전성 반도체층(150) 상에는 투명 전극층(160)이 형성될 수 있다. 상기 투명 전극층(160)은 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다. 6 and 1, a transparent electrode layer 160 may be formed on the second conductive semiconductor layer 150. The transparent electrode layer 160 may include ITO, IZO (In-ZnO), GZO (Ga-ZnO), AZO (Al-ZnO), AGZO (Al-Ga ZnO), IGZO (In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, At least one of RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO, including but not limited to these materials.

상기 투명 전극층(160) 상에는 제2 전극(180)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 도전성 반도체층(130) 상에는 제1 전극(170)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 발광 구조물(145)에는 메사 에칭이 실시되어 상기 제1 도전성 반도체층(130)이 노출될 수 있으며, 여기에 상기 제1 전극(170)이 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2 전극(170,180)은 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공한다.The second electrode 180 may be formed on the transparent electrode layer 160, and the first electrode 170 may be formed on the first conductive semiconductor layer 130. In this case, mesa etching may be performed on the light emitting structure 145 to expose the first conductive semiconductor layer 130, and the first electrode 170 may be formed thereon. The first and second electrodes 170 and 180 provide power to the light emitting device 100.

<제2 실시예>Second Embodiment

이하, 제2 실시예에 따른 발광 소자(100B) 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 상기 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제1 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the light emitting device 100B and the manufacturing method thereof according to the second embodiment will be described in detail. In the description of the second embodiment, the same parts as those of the first embodiment are referred to the first embodiment, and redundant description thereof will be omitted.

도 9를 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광 소자(100B)는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 복수개의 나노로드(112b), 상기 기판(110) 및 복수개의 나노로드(112b) 상에 비전도성 반도체층(120), 상기 비전도성 반도체층(120) 상에 발광 구조물(145)을 포함한다.9, the light emitting device 100B according to the second embodiment includes a substrate 110, a plurality of nanorods 112b, a plurality of nanorods 112b, and a plurality of nanorods 112b on the substrate 110. ) Includes a nonconductive semiconductor layer 120, and a light emitting structure 145 on the nonconductive semiconductor layer 120.

상기 발광 구조물(145)은 제1 도전성 반도체층(130), 활성층(140), 제2 도전성 반도체층(150)을 포함할 수 있다.The light emitting structure 145 may include a first conductive semiconductor layer 130, an active layer 140, and a second conductive semiconductor layer 150.

상기 제1 도전성 반도체층(130) 상에는 제1 전극(170)이 형성될 수 있다. The first electrode 170 may be formed on the first conductive semiconductor layer 130.

상기 제2 도전성 반도체층(150) 상에는 투명 전극층(160)이 형성될 수 있으며, 상기 투명 전극층(160) 상에는 제2 전극(180)이 형성될 수 있다.The transparent electrode layer 160 may be formed on the second conductive semiconductor layer 150, and the second electrode 180 may be formed on the transparent electrode layer 160.

이하, 도 10 및 도 11을 참조하여 상기 복수개의 나노로드(112b)에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the plurality of nanorods 112b will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11.

도 10을 참조하면, 상기 복수개의 나노로드(112b)는 상기 기판(110) 상에 형성된다. Referring to FIG. 10, the plurality of nanorods 112b are formed on the substrate 110.

상기 복수개의 나노로드(112b)는 상기 기판(110)에 대하여 수직 방향으로 성장될 수 있으며, 상기 기판(110) 상에 랜덤(random)하게 형성될 수 있다. The plurality of nanorods 112b may be grown in a vertical direction with respect to the substrate 110, and may be randomly formed on the substrate 110.

한편, 상기 복수개의 나노로드(112b)를 성장할 때, 처음에 씨드층(113b)이 형성된 다음에, 상기 복수개의 나노로드(112b)가 형성된다. 즉, 상기 복수개의 나 노로드(112b)들은 상기 씨드층(113b)에 의해 하단이 서로 연결될 수 있으며, 상기 기판(110)은 상기 씨드층(113b)에 의해 노출되지 않을 수 있다. Meanwhile, when the plurality of nanorods 112b are grown, the seed layer 113b is first formed, and then the plurality of nanorods 112b are formed. That is, the plurality of nanorods 112b may be connected to the lower ends of the seed layers 113b by one another, and the substrate 110 may not be exposed by the seed layer 113b.

이처럼, 상기 씨드층(113b)에 의해 상기 기판(110)이 노출되지 않게 되면, 상기 기판(110) 상에 질화물 반도체층인 발광 구조물을 원활히 성장하지 못하게 된다.As such, when the substrate 110 is not exposed by the seed layer 113b, the light emitting structure, which is a nitride semiconductor layer, may not be grown smoothly on the substrate 110.

따라서, 도 11을 참조하면, 상기 기판(110)이 노출되도록 상기 씨드층(113b)을 제거하기 위해 상기 복수개의 나노로드(112b)에 에칭을 실시할 수 있다. Therefore, referring to FIG. 11, the plurality of nanorods 112b may be etched to remove the seed layer 113b to expose the substrate 110.

상기 에칭은 반응성 이온 식각법(RIE : Reactive Ion Etching)을 포함하는 건식 식각일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The etching may be a dry etching including Reactive Ion Etching (RIE), but is not limited thereto.

상기 에칭에 의해 상기 씨드층(113b)이 제거될 수 있으며, 이에 상기 복수개의 나노로드(112b)들 사이에 상기 기판(110)이 노출되므로, 상기 기판(110) 상에 상기 발광 구조물을 원활히 성장시킬 수 있게 된다. The seed layer 113b may be removed by the etching, and thus the substrate 110 is exposed between the plurality of nanorods 112b, thereby smoothly growing the light emitting structure on the substrate 110. You can do it.

한편, 상기 에칭은 상기 복수개의 나노로드(112b) 상에 전체적으로 실시될 수 있으므로, 상기 에칭에 의해 상기 씨드층(113) 뿐만 아니라, 상기 복수개의 나노로드(112b)도 상부가 일부 제거될 수 있다.Meanwhile, since the etching may be performed on the plurality of nanorods 112b as a whole, an upper portion of the plurality of nanorods 112b as well as the seed layer 113 may be partially removed by the etching. .

따라서, 상기 복수개의 나노로드(112b)에 상기 에칭을 실시할 경우에는 이를 고려하여 최초에 상기 복수개의 나노로드(112b)를 약간 길게 성장할 수 있다. 즉, 원하는 상기 복수개의 나노로드(112b)의 길이가 제1 길이인 경우, 상기 에칭을 고려하여 최초에 상기 복수개의 나노로드(112b)의 길이를 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이로 성장할 수 있다. Therefore, when the etching is performed on the plurality of nanorods 112b, the plurality of nanorods 112b may be initially grown slightly longer in consideration of this. That is, when the desired length of the plurality of nanorods 112b is the first length, the length of the plurality of nanorods 112b may be initially grown to a second length longer than the first length in consideration of the etching. have.

상기 복수개의 나노로드(112b)는 상기 기판(110) 상에 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링법(Sputtering), 열 또는 전자빔 증발법(Thermal or Electron Beam Evaporation), 펄스레이저 증착법(Pulse Laser Deposition), 기상 이송법(Vapor-Phase Transport Process) 등의 방법을 이용하여 성장될 수 있으며, 바람직하게는 유기금속 화학 증착법(MOCVD : Metal Organic Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 성장되어 형성될 수 있다. The plurality of nanorods 112b may be formed on the substrate 110 by chemical vapor deposition (CVD), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), sputtering, thermal or electron beam evaporation. Thermal or Electron Beam Evaporation, Pulse Laser Deposition, Vapor-Phase Transport Process, etc. may be grown, preferably organometallic chemical vapor deposition (MOCVD: Metal) Organic Chemical Vapor Deposition) may be grown and formed.

상기 복수개의 나노로드(112b)는 ZnO, In2O3 와 같은 반도체 산화물, GaN과 같은 질화물, SiC와 같은 카바이드, GaAs, GaP, InP, GaInP, AlGaAs 와 같은 Ⅲ-Ⅴ족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 또는 실리콘(Si) 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The plurality of nanorods 112b may include a semiconductor oxide such as ZnO, In 2 O 3, a nitride such as GaN, a carbide such as SiC, a group III-V or group II-VI compound semiconductor such as GaAs, GaP, InP, GaInP, AlGaAs, or Silicon (Si) and the like, but is not limited thereto.

상기 복수개의 나노로드(112b)가 성장되는 온도는 60℃ 내지 200℃ 일 수 있다. 상기 온도 범위는 상기 포토레지스트(Photoresist)가 손상되지 않는 온도 범위이므로 상기 복수개의 나노로드(112b)를 안정적으로 성장할 수 있다. The temperature at which the plurality of nanorods 112b is grown may be 60 ° C to 200 ° C. Since the temperature range is a temperature range in which the photoresist is not damaged, the plurality of nanorods 112b may be stably grown.

상기 복수개의 나노로드(112b)의 길이는 1μm 내지 100μm 일 수 있으며, 상기 복수개의 나노로드(112b)에 포함된 각각의 나노로드의 직경은 1nm 내지 1000nm 일 수 있다. The length of the plurality of nanorods 112b may be 1 μm to 100 μm, and the diameter of each nanorod included in the plurality of nanorods 112b may be 1 nm to 1000 nm.

상기 복수개의 나노로드(112b)는 상기 발광 소자(100B)에서 발광된 빛을 굴절, 회절, 산란 또는 반사시키므로, 상기 발광 소자(100B)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. Since the plurality of nanorods 112b refracts, diffracts, scatters, or reflects light emitted from the light emitting device 100B, light extraction efficiency of the light emitting device 100B may be improved.

<제3 실시예>Third Embodiment

이하, 제3 실시예에 따른 발광 소자(200,200B)에 대해 상세히 설명한다. 제3 실시예를 설명함에 있어서, 상기 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제1 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the light emitting devices 200 and 200B according to the third embodiment will be described in detail. In the description of the third embodiment, the same parts as those of the first embodiment are referred to the first embodiment, and redundant description thereof will be omitted.

도 12를 참조하면, 제3 실시예에 따른 발광 소자(200)는 수직형 발광 소자로 정의될 수 있으며, 복수개의 나노로드 집합체(215), 상기 복수개의 나노로드 집합체(215)의 측면 및 상면에 비전도성 반도체층(220), 상기 비전도성 반도체층(220) 상에 발광 구조물(245), 상기 발광 구조물(245) 상에 반사층(260), 상기 반사층(260) 상에 전도성 지지부재(270)를 포함한다. Referring to FIG. 12, the light emitting device 200 according to the third embodiment may be defined as a vertical light emitting device, and includes a plurality of nanorod aggregates 215 and side and top surfaces of the plurality of nanorod aggregates 215. A non-conductive semiconductor layer 220, a light emitting structure 245 on the nonconductive semiconductor layer 220, a reflective layer 260 on the light emitting structure 245, and a conductive support member 270 on the reflective layer 260. ).

또한, 상기 제1 전극(280)이 형성될 위치에만 상기 비전도성 반도체층(220)에 대해 상기 발광 구조물(245)의 제1 도전성 반도체층(230)이 노출되도록 에칭을 실시하여 상기 제1 도전성 반도체층(230)에 제1 전극(280)을 형성할 수 있다.In addition, the first conductive semiconductor layer 230 of the light emitting structure 245 is etched to expose the non-conductive semiconductor layer 220 only at the position where the first electrode 280 is to be formed. The first electrode 280 may be formed in the semiconductor layer 230.

또는, 상기 비전도성 반도체층(220)의 두께가 상기 나노로드 집합체(215)의 길이보다 얇은 경우, 상기 비전도성 반도체층(220)을 제거하고 상기 제1 전극(280)을 상기 제1 도전성 반도체층(230)에 형성되도록 할 수도 있으며 이에 대해 한정하지는 않는다. 이때, 상기 제1 도전성 반도체층(230) 외부로 돌출된 상기 나노로드 집합체(215)는 에칭을 실시하여 제거될 수 있다. Alternatively, when the thickness of the nonconductive semiconductor layer 220 is thinner than the length of the nanorod aggregate 215, the nonconductive semiconductor layer 220 is removed and the first electrode 280 is connected to the first conductive semiconductor. Or may be formed in layer 230. In this case, the nanorod aggregate 215 protruding out of the first conductive semiconductor layer 230 may be removed by etching.

상기 발광 구조물(245)은 제1 도전성 반도체층(230), 상기 제1 도전성 반도체층(230) 상에 활성층(240), 상기 활성층(240) 상에 제2 도전성 반도체층(250)을 포함할 수 있다.The light emitting structure 245 may include a first conductive semiconductor layer 230, an active layer 240 on the first conductive semiconductor layer 230, and a second conductive semiconductor layer 250 on the active layer 240. Can be.

상기 반사층(260)은 반사율이 높은 은(Ag), 은(Ag)을 포함하는 합금, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄(Al)을 포함하는 합금 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. The reflective layer 260 may be formed of at least one of silver (Ag) having a high reflectance, an alloy containing silver (Ag), aluminum (Al), or an alloy containing aluminum (Al).

상기 전도성 지지부재(270)는 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 또는 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있고, 상기 제1 전극(280)과 함께 상기 발광 소자(200)에 전원을 제공한다.The conductive support member 270 may include titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), platinum (Pt), gold (Au), tungsten (W), copper (Cu), and molybdenum ( Mo) or at least one of the semiconductor substrates into which impurities are implanted, and together with the first electrode 280, power is supplied to the light emitting device 200.

상기 복수개의 나노로드 집합체(215)는 상기 발광 소자(200)에서 발광된 빛을 굴절, 회절, 산란 또는 반사시켜서 상기 발광 소자(200)의 외부로 방출하므로, 상기 발광 소자(200)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.The plurality of nanorod aggregates 215 emits the light emitted from the light emitting device 200 to the outside of the light emitting device 200 by refracting, diffraction, scattering, or reflecting light, thereby extracting light from the light emitting device 200. The efficiency can be improved.

<제4 실시예><Fourth Embodiment>

제4 실시예는 상기 제3 실시예와 상기 복수개의 나노로드 집합체(215)가 제거된 점만을 제외하고는 유사하다. 이하, 제4 실시예에 대해서 설명한다. The fourth embodiment is similar to the third embodiment except that the plurality of nanorod assemblies 215 are removed. The fourth embodiment will be described below.

도 13을 참조하면, 상기 복수개의 나노로드 집합체(215)는 에칭 등에 의해 적어도 일부가 제거되어 요철패턴(218)이 형성될 수 있으며, 이에 제4 실시예에 따른 발광 소자(200B)가 제공될 수 있다. Referring to FIG. 13, at least a portion of the plurality of nanorod aggregates 215 may be removed by etching or the like to form an uneven pattern 218. Thus, the light emitting device 200B according to the fourth embodiment may be provided. Can be.

상기 복수개의 나노로드 집합체(215)는 일부만이 제거된 경우에는 상기 요철패턴(218)에는 상기 복수개의 나노로드 집합체(215)의 일부가 잔존할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. When only a part of the plurality of nanorod aggregates 215 is removed, a part of the plurality of nanorod aggregates 215 may remain in the uneven pattern 218, but the present invention is not limited thereto.

상기 요철패턴(218)은 다양한 각도로 입사되는 빛을 방출할 수 있으므로, 상기 발광 소자(200B)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. ISince the uneven pattern 218 may emit light incident at various angles, the light extraction efficiency of the light emitting device 200B may be improved. I

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in each embodiment may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 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.In addition, the above description has been made with reference to the embodiment, which is merely an example, and is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be illustrated as above without departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

도 1 내지 도 13은 실시예들에 따른 발광 소자 및 그 제조방법을 설명하는 도면이다. 1 to 13 illustrate a light emitting device and a method of manufacturing the same according to embodiments.

Claims (17)

복수개의 나노로드를 포함하는 나노로드 집합체;A nanorod aggregate comprising a plurality of nanorods; 상기 나노로드 집합체 위에 배치된 발광 구조물; 을 포함하고,A light emitting structure disposed on the nanorod aggregate; Including, 상기 발광 구조물은, 제1 도전성 반도체층; 상기 제1 도전성 반도체층 위에 활성층; 및 상기 활성층 위에 제2 도전성 반도체층을 포함하는 발광 소자.The light emitting structure, the first conductive semiconductor layer; An active layer on the first conductive semiconductor layer; And a second conductive semiconductor layer on the active layer. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노로드 집합체의 측면에 비전도성 반도체층이 형성되는 발광 소자.The non-conductive semiconductor layer is formed on the side of the nanorod aggregate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노로드 집합체의 측면 및 상면에 비전도성 반도체층이 형성되며, 상기 제1 도전성 반도체층은 상기 비전도성 반도체층 상에 형성되는 발광 소자.The non-conductive semiconductor layer is formed on the side and the upper surface of the nanorod assembly, the first conductive semiconductor layer is formed on the non-conductive semiconductor layer. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노로드 집합체는 ZnO, In2O3, GaN, SiC, GaAs, GaP, InP, GaInP, AlGaAs, Si 중 적어도 어느 하나로 형성된 발광 소자.The nanorod aggregate is formed of at least one of ZnO, In 2 O 3 , GaN, SiC, GaAs, GaP, InP, GaInP, AlGaAs, Si. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노로드 집합체는 길이가 1μm 내지 100μm이고, 상기 나노로드 집합 체에 포함된 각각의 나노로드의 직경은 1nm 내지 1000nm 인 발광 소자.The nanorod aggregate has a length of 1μm to 100μm, each nanorod contained in the nanorod aggregate is a light emitting device of 1nm to 1000nm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노로드 집합체 아래에 기판을 더 포함하는 발광 소자.A light emitting device further comprising a substrate under the nanorod aggregate. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 기판은 사파이어 기판(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, GaAs, 금속성 기판 중 어느 하나인 발광 소자.The substrate is any one of a sapphire substrate (Al 2 O 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, GaAs, metallic substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 도전성 반도체층 상에 전도성 지지부재를 포함하는 발광 소자.A light emitting device comprising a conductive support member on the second conductive semiconductor layer. 기판 상에 상기 기판을 노출시키는 패턴을 가지는 마스크층을 형성하는 단계;Forming a mask layer having a pattern exposing the substrate on the substrate; 상기 패턴을 통하여 노출된 상기 기판에 나노로드 및 씨드층을 포함하는 나노로드 집합체를 성장하는 단계;Growing a nanorod assembly including a nanorod and a seed layer on the substrate exposed through the pattern; 상기 마스크층을 제거하는 단계; 및Removing the mask layer; And 상기 나노로드 집합체 위에 발광 구조물을 형성하는 단계를 포함하고,Forming a light emitting structure on the nanorod aggregate; 상기 발광 구조물 하부에 상기 나노로드 집합체 전부가 배치되는 발광 소자 제조방법.A light emitting device manufacturing method in which all of the nanorod aggregate is disposed below the light emitting structure. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 발광 구조물을 형성하는 단계 전에, Before forming the light emitting structure, 상기 기판 상에 비전도성 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법.Forming a non-conductive semiconductor layer on the substrate. 제 9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 나노로드 집합체를 성장한 후,After growing the nanorod aggregates, 상기 나노로드 집합체에 에칭을 실시하여 상기 씨드층을 제거하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법.And etching the nanorod assembly to remove the seed layer. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 에칭은 반응성 이온 식각을 포함하는 건식 식각 방법에 의해 실시되는 발광 소자 제조방법.The etching is a light emitting device manufacturing method performed by a dry etching method comprising a reactive ion etching. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 에칭을 실시하는 경우,In the case of performing the said etching, 상기 나노로드 집합체의 최초 길이는 얻고자 하는 제1 길이보다 긴 제2 길이로 형성되는 발광 소자 제조방법.The first length of the nanorod aggregate is a light emitting device manufacturing method formed of a second length longer than the first length to be obtained. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 나노로드 집합체는 60℃ 내지 200℃ 에서 형성되는 발광 소자 제조방 법.The nanorod assembly is a light emitting device manufacturing method is formed at 60 ℃ to 200 ℃. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 나노로드 집합체는 화학 증착법, 플라즈마 화학 증착법, 스퍼터링법, 열 또는 전자빔 증발법, 펄스레이저 증착법, 기상 이송법, 유기금속 화학 증착법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 성장된 발광 소자 제조방법.The nanorod aggregate is a light emitting device manufacturing method grown using any one of chemical vapor deposition, plasma chemical vapor deposition, sputtering, heat or electron beam evaporation, pulsed laser deposition, vapor phase transfer, organometallic chemical vapor deposition method. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 발광 구조물 상에 전도성 지지부재를 형성하는 단계; 및Forming a conductive support member on the light emitting structure; And 상기 기판을 제거하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법.The method of manufacturing a light emitting device comprising the step of removing the substrate. 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 기판을 제거한 후,After removing the substrate, 상기 나노로드 집합체에 에칭을 실시하여 상기 나노로드 집합체의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법.And etching at least the nanorod aggregate to remove at least a portion of the nanorod aggregate.
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