KR101166132B1 - Light Emitting Diode with the secrificial materials and Its manufacturing method - Google Patents

Light Emitting Diode with the secrificial materials and Its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
KR101166132B1
KR101166132B1 KR1020100033678A KR20100033678A KR101166132B1 KR 101166132 B1 KR101166132 B1 KR 101166132B1 KR 1020100033678 A KR1020100033678 A KR 1020100033678A KR 20100033678 A KR20100033678 A KR 20100033678A KR 101166132 B1 KR101166132 B1 KR 101166132B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor layer
substrate
sacrificial material
forming
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020100033678A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110114183A (en
Inventor
김상묵
백종협
이승재
Original Assignee
한국광기술원
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 한국광기술원 filed Critical 한국광기술원
Priority to KR1020100033678A priority Critical patent/KR101166132B1/en
Publication of KR20110114183A publication Critical patent/KR20110114183A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101166132B1 publication Critical patent/KR101166132B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/48Semiconductor 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 body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/02Semiconductor 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
    • H01L33/20Semiconductor 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
    • H01L33/22Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/36Semiconductor 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 electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/44Semiconductor 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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0016Processes relating to electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0025Processes relating to coatings

Abstract

본 발명은 내부 전반사에 의한 발광 다이오드의 추출 효율이 저하되는 것을 방지하고, 추출 효율을 높이기 위한 발광다이오드의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 발광다이오드 제조공정 중에 휘발하여 사라지는 희생물질 및 보호막을 이용하여 보호막 공동 또는 에어 갭을 형성함으로써, 기판상의 반사 효과를 증대시켜 광 추출효율을 증대시키는 고신뢰성, 고휘도의 발광 다이오드에 관한 것이다.
보다 더 구체적으로 본 발명의 일측면에 의하면, 서브스트레이트 기판; 상기 서브스트레이트 기판상에 제 1반도체층, 활성층, 제 2반도체층 순으로 형성되어 이루어지며, 상기 활성층 및 제 2반도체층이 메사식각되어 제 1반도체층의 일정영역이 소정 폭을 갖는 형태로 노출되는 발광 구조물; 상기 제 1반도체층의 노출된 영역에 형성되는 제 1전극; 및 제 2반도체층 상에 형성되는 제 2전극;을 포함하되, 상기 서브스트레이트 기판, 제 1반도체층 또는 제 2반도체층 상에, 희생물질 및 상기 희생물질을 둘러싸는 보호막을 이용하여 형성되는 에어 갭(Air-gap)을 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 제공한다.
The present invention relates to a structure of a light emitting diode and a method of manufacturing the same to prevent the extraction efficiency of the light emitting diode from being lowered due to total internal reflection and to improve the extraction efficiency. By forming a protective film cavity or an air gap, the present invention relates to a high reliability, high brightness light emitting diode that increases the light extraction efficiency by increasing the reflection effect on the substrate.
More specifically, according to an aspect of the present invention, the substrate substrate; The first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer are formed on the substrate substrate, and the active layer and the second semiconductor layer are mesa-etched to expose a predetermined region of the first semiconductor layer in a predetermined width. A light emitting structure; A first electrode formed in the exposed region of the first semiconductor layer; And a second electrode formed on the second semiconductor layer, wherein the air is formed on the substrate substrate, the first semiconductor layer, or the second semiconductor layer by using a sacrificial material and a protective film surrounding the sacrificial material. Provided is a light emitting diode comprising at least one gap (Air-gap).

Description

희생층을 구비한 발광다이오드 및 그 제조방법 {Light Emitting Diode with the secrificial materials and Its manufacturing method}Light Emitting Diode with Sacrificial Layer and Its Manufacturing Method

본 발명은 발광다이오드에 관한 것으로서, 내부 전반사에 의한 발광 다이오드의 추출 효율이 저하되는 것을 방지하고, 추출 효율을 높이기 위한 발광다이오드의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode, and relates to a structure of a light emitting diode and a method of manufacturing the same for preventing the extraction efficiency of the light emitting diode from being lowered due to total internal reflection and increasing the extraction efficiency.

보다 구체적으로 발광다이오드 제조공정 중에 휘발하여 사라지는 희생물질 및 보호막을 이용하여 보호막 공동을 형성함으로써, 기판상의 반사 효과를 증대시켜 광 추출효율을 증대시키는 고신뢰성, 고휘도의 발광 다이오드에 관한 것이라고 할 수 있다.
More specifically, by forming a protective film cavity using a sacrificial material and a protective film that volatilizes and disappears during the manufacturing process of the light emitting diode, it may be related to a high reliability and high brightness light emitting diode which increases the light extraction efficiency by increasing the reflection effect on the substrate. .

최근 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)로 구성된 조명기구 등은 기존의 백열등 또는 형광등에 비해 수명이 길고 상대적으로 저전력을 소비하며 제조공정에서 수은을 사용하지 않아 친환경적인 장점 등으로 인하여 수요가 폭발적으로 증가하고 있으며, 발광 다이오드는 발광을 이용한 표시 장치는 물론이고 조명장치나 LCD 표시장치의 백라이트 소자에도 응용되는 등 적용 영역이 점차 다양해지고 있다. 특히 발광 다이오드는 비교적 낮은 전압으로 구동이 가능하면서도 높은 에너지 효율로 인해 발열이 낮고 수명이 긴 장점을 가지고 있으며, 종래에는 구현이 어려웠던 백색광을 고휘도로 제공할 수 있는 기술이 개발됨에 따라 현재 사용되고 있는 대부분의 광원 장치를 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다.Recently, lighting fixtures composed of Light Emitting Diodes (LEDs) have a longer lifespan and consume relatively lower power than conventional incandescent or fluorescent lamps, and the demand is exploding due to eco-friendly merits because they do not use mercury in the manufacturing process. Increasingly, light emitting diodes are being applied to a variety of applications such as display devices using light emission, as well as backlight devices of lighting devices and LCD displays. In particular, the light emitting diode has the advantage of low heat generation and long life due to high energy efficiency while being driven at a relatively low voltage, and most of the currently used light emitting diodes have been developed due to the development of high brightness white light, which was difficult to implement. It is expected to be able to replace the light source device.

발광 다이오드는 전기 에너지를 빛으로 변환시키는 고체 소자의 일종으로서, 일반적으로 2개의 상반된 도핑층 사이에 개재된 반도체 재료의 활성층을 포함한다. 2개의 도핑층 양단에 바이어스가 인가되면, 정공과 전자가 활성층으로 주입된 후 그곳에서 재결합되어 빛이 발생되며, 활성층에서 발생된 빛은 모든 방향으로 방출되어 모든 노출 표면을 통해 반도체 칩밖으로 방출되게 된다. Light emitting diodes are a type of solid state device that converts electrical energy into light and generally comprise an active layer of semiconductor material sandwiched between two opposing doped layers. When a bias is applied across the two doped layers, holes and electrons are injected into the active layer and then recombined therein to generate light, which is emitted in all directions to be emitted out of the semiconductor chip through all exposed surfaces. do.

종래기술에 의한 발광 다이오드의 제조순서는 다음과 같다. The manufacturing procedure of the light emitting diode according to the prior art is as follows.

사파이어 기판 상에 순차적으로 제 1반도체층, 활성층 및 제 2반도체층을 형성한다. 그 후 상기 제 2반도체층과 활성층은 그 일부 영역을 식각 등의 공정으로 제거하여 제 1반도체층의 일부 상면이 노출된 구조를 형성하게 된다. 이 후 상기 노출된 제 1반도체층 상에는 제 1전극이 형성되고 제 2반도체층 상에는 제 2전극을 형성하면 발광 다이오드의 구조가 완성되게 된다. The first semiconductor layer, the active layer and the second semiconductor layer are sequentially formed on the sapphire substrate. Thereafter, the second semiconductor layer and the active layer are formed by removing a portion of the region by an etching process to form a structure in which a part of the upper surface of the first semiconductor layer is exposed. Thereafter, when the first electrode is formed on the exposed first semiconductor layer and the second electrode is formed on the second semiconductor layer, the structure of the light emitting diode is completed.

종래의 발광 다이오드에 대한 연구는 빛의 삼원색에 해당하는 청색 발광 다이오드를 고출력화, 고효율화하려는 노력이 계속하여 왔으며, 기존의 청색 발광 다이오드를 제작하는 기술은 질화물 반도체 에피를 성장시키기 위하여 사파이어(Al2O3)나 실리콘카바이드(SiC) 기판을 사용하는 것이 일반적이었다. The researches on the conventional light emitting diodes have continued to make high power and high efficiency of the blue light emitting diodes corresponding to the three primary colors of light, and the existing technology for manufacturing the blue light emitting diodes has been used to grow sapphire (Al 2). O 3 ) or silicon carbide (SiC) substrates were generally used.

그러나 기존의 사파이어 기판을 이용하여 제작되는 질화물 박막은 사파이어 기판과의 열팽창계수와 격자 상수에 큰 차이를 갖기 때문에 관통전위 등의 결함이 많이 발생하는 문제점이 있었다. However, since a nitride thin film manufactured using a conventional sapphire substrate has a large difference in thermal expansion coefficient and lattice constant with a sapphire substrate, defects such as penetration potentials occur a lot.

또한, 종래의 발광다이오드의 구조에 의한 경우 소자 내부의 전반사로 인한 광추출효율이 저하되는 문제점이 있었다. In addition, in the case of the conventional light emitting diode structure, there is a problem in that light extraction efficiency due to total internal reflection of the device is lowered.

따라서, i) 기판과 반도체층 사이의 열팽창계수와 격자상수를 줄여 소자의 결함을 최소화하고, ii) 아울러 소자 내부의 전반사로 인한 광추출효율이 저하되는 것을 방지하는 구조를 가지는 발광다이오드가 요구되고 있다.
Accordingly, there is a need for a light emitting diode having a structure for i) minimizing device defects by reducing the coefficient of thermal expansion and lattice constant between the substrate and the semiconductor layer, and ii) preventing light extraction efficiency due to total internal reflection of the device. have.

본 발명에 의하면 서브스트레이트 기판 또는 제 1반도체층상에 에어갭(Air-gap)을 갖는 희생층을 형성하여 내부 전반사에 의한 광 추출효율이 저하되는 것을 방지하고, 빛의 산란 및 반사효과를 증대시켜 광 추출효율을 증대시킨 고휘도의 발광다이오드를 제공하는데 그 목적이 있다. According to the present invention by forming a sacrificial layer having an air gap (gap) on the substrate or the first semiconductor layer to prevent the light extraction efficiency due to total internal reflection decreases, and to increase the scattering and reflection of light An object of the present invention is to provide a light emitting diode having high brightness, which increases light extraction efficiency.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 에어갭(Air-gap)을 갖는 희생층을 형성함으로써 서브스트레이트 기판과 반도체층 사이의 열팽창계수와 격자 상수의 차이를 줄여 관통전위 등의 결함을 줄이는 고신뢰성의 발광다이오드를 제공하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, according to the present invention, by forming a sacrificial layer having the air gap (gap), high reliability light emission to reduce defects such as penetration potential by reducing the difference in thermal expansion coefficient and lattice constant between the substrate and the semiconductor layer Another object is to provide a diode.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일측면에 의하면, 서브스트레이트 기판; 상기 서브스트레이트 기판상에 제 1반도체층, 활성층, 제 2반도체층 순으로 형성되어 이루어지며, 상기 활성층 및 제 2반도체층이 메사식각되어 제 1반도체층의 일정영역이 소정 폭을 갖는 형태로 노출되는 발광 구조물; 상기 제 1반도체층의 노출된 영역에 형성되는 제 1전극; 및 제 2반도체층 상에 형성되는 제 2전극;을 포함하되, 상기 서브스트레이트 기판, 제 1반도체층 또는 제 2반도체층 상에, 희생물질 및 상기 희생물질을 둘러싸는 보호막을 이용하여 형성되는 에어 갭(Air-gap)을 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 제공한다. According to an aspect of the present invention to solve the above problems of the prior art, the substrate; The first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer are formed on the substrate substrate, and the active layer and the second semiconductor layer are mesa-etched to expose a predetermined region of the first semiconductor layer in a predetermined width. A light emitting structure; A first electrode formed in the exposed region of the first semiconductor layer; And a second electrode formed on the second semiconductor layer, wherein the air is formed on the substrate substrate, the first semiconductor layer, or the second semiconductor layer by using a sacrificial material and a protective film surrounding the sacrificial material. Provided is a light emitting diode comprising at least one gap (Air-gap).

본 발명에서 상기 희생물질은 금속 나노 크리스탈, 포토레지스트, 금(Ag), 알루미늄(Al) 또는 주석(Sn) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 포함한다. The sacrificial material in the present invention includes a light emitting diode, characterized in that formed using any one or more materials selected from metal nanocrystals, photoresist, gold (Ag), aluminum (Al) or tin (Sn).

본 발명에서 상기 에어 갭의 반경은 5nm 내지 100um인 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 포함한다. In the present invention, the radius of the air gap includes a light emitting diode, characterized in that 5nm to 100um.

본 발명에서 상기 에어 갭의 단면은 사각형, 원뿔, 사다리꼴, 원형 또는 반구형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 포함한다. In the present invention, the cross section of the air gap includes a light emitting diode, characterized in that it has a rectangular, conical, trapezoidal, circular or hemispherical shape.

본 발명에서 상기 보호막은 에피 성장을 위한 고온 공정에서도 휘발되지 않는 유전체 물질인 SiO2, Si3N4 또는 SOG 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 포함한다. In the present invention, the passivation layer includes a light emitting diode, which is formed using any one or more materials selected from SiO 2 , Si 3 N 4, or SOG, which is a dielectric material that does not volatilize even at a high temperature process for epitaxial growth.

본 발명에서 상기 보호막은 상기 희생물질의 전체를 둘러싸거나 또는 희생물질의 일부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 포함한다. In the present invention, the passivation layer includes a light emitting diode that surrounds the entirety of the sacrificial material or surrounds a portion of the sacrificial material.

본 발명은 상기 서브스트레이트 기판과 제 1반도체층 사이에 요철구조를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 포함한다. The present invention includes a light emitting diode further comprising a concave-convex structure between the substrate and the first semiconductor layer.

본 발명은 서브스트레이트 기판상에 희생물질을 형성하는 단계; 상기 희생물질을 둘러싸는 보호막을 형성하는 단계; 상기 서브스트레이트 기판상에 제 1반도체층, 활성층 및 제 2반도체층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 제 1반도체층의 일부 상면이 노출되도록 상기 활성층 및 제 2반도체층의 소정영역을 식각하는 단계; 상기 제 2반도체층 상에 제 2전극을 형성하는 단계; 및 상기 제 1반도체층이 노출된 영역에 제 1전극을 형성하는 단계;를 포함하는 발광다이오드의 제조방법을 제공한다. The present invention includes forming a sacrificial material on a substrate substrate; Forming a protective film surrounding the sacrificial material; Sequentially forming a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer on the substrate; Etching predetermined regions of the active layer and the second semiconductor layer to expose a portion of the upper surface of the first semiconductor layer; Forming a second electrode on the second semiconductor layer; And forming a first electrode in a region where the first semiconductor layer is exposed.

본 발명은 상기 희생물질 형성단계 전에,상기 서브스트레이트 기판 상에 요철구조를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법을 포함한다. The present invention includes a method of manufacturing a light emitting diode further comprising the step of forming an uneven structure on the substrate before the sacrificial material forming step.

본 발명에서 상기 희생물질 형성단계 및 보호막 형성단계는, 파티클(particle)형태의 희생물질을 보호막을 형성하는 보호물질로 코팅하는 단계; 및 상기 보호물질로 코팅된 희생물질을 스핀캐스팅(spin casting)법 또는 드랍(drop)법을 통하여 서브스트레이트 기판상에 형성하는 단계;인 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법을 포함한다. The sacrificial material forming step and the protective film forming step in the present invention, the step of coating a sacrificial material in the form of particles (particle) with a protective material to form a protective film; And forming a sacrificial material coated with the protective material on the substrate substrate by spin casting or drop method.

본 발명에서 상기 제 1반도체층, 활성층 및 제 2반도체층의 순차적 형성단계는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법을 포함한다. In the present invention, the step of sequentially forming the first semiconductor layer, the active layer and the second semiconductor layer includes a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that formed by using a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method.

본 발명은 서브스트레이트 기판상에 제 1반도체층을 형성하는 단계; 상기 제 1반도체층상에 희생물질을 형성하는 단계; 상기 희생물질을 둘러싸는 보호막을 형성하는 단계; 상기 제 1반도체층상에 활성층 및 제 2반도체층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 제 1반도체층의 일부 상면이 노출되도록 상기 활성층 및 제 2반도체층의 소정영역을 식각하는 단계; 상기 제 2반도체층 상에 제 2전극을 형성하는 단계; 및The present invention includes forming a first semiconductor layer on a substrate substrate; Forming a sacrificial material on the first semiconductor layer; Forming a protective film surrounding the sacrificial material; Sequentially forming an active layer and a second semiconductor layer on the first semiconductor layer; Etching predetermined regions of the active layer and the second semiconductor layer to expose a portion of the upper surface of the first semiconductor layer; Forming a second electrode on the second semiconductor layer; And

상기 제 1반도체층이 노출된 영역에 제 1전극을 형성하는 단계;를 포함하는 발광다이오드의 제조방법을 제공한다. It provides a method of manufacturing a light emitting diode comprising a; forming a first electrode in the region exposed the first semiconductor layer.

본 발명은 상기 제 1반도체층 형성단계 전에, 상기 서브스트레이트 기판 상에 요철구조를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법을 포함한다. The present invention includes a method of manufacturing a light emitting diode further comprising the step of forming a concave-convex structure on the substrate before the first semiconductor layer forming step.

본 발명에서 상기 희생물질 형성단계 및 보호막 형성단계는, 파티클(particle)형태의 희생물질을 보호막을 형성하는 보호물질로 코팅하는 단계; 및 상기 보호물질로 코팅된 희생물질을 스핀캐스팅(spin casting)법 또는 드랍(drop)법을 통하여 제 1반도체층 상에 형성하는 단계;인 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법을 포함한다. The sacrificial material forming step and the protective film forming step in the present invention, the step of coating a sacrificial material in the form of particles (particle) with a protective material to form a protective film; And forming a sacrificial material coated with the protective material on the first semiconductor layer by spin casting or drop.

본 발명에서 상기 활성층 및 제 2반도체층의 순차적 형성단계의 고온 공정은 RTP법(Rapid Thermal Process) 또는 RTA(Rapid Thermal Annealing)법을 이용하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법을 포함한다.
The high temperature process of the sequential formation of the active layer and the second semiconductor layer in the present invention includes a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that using the Rapid Thermal Process (RTP) or Rapid Thermal Annealing (RTA) method.

본 발명에 의하면 서브스트레이트 기판 또는 제 1반도체층상에 에어갭을 갖는 희생층을 형성하여 빛의 산란 및 반사효과를 증대시켜 광 추출효율을 증대시키므로 고휘도의 발광다이오드를 제공하는 효과가 있다. According to the present invention, a sacrificial layer having an air gap is formed on the substrate or the first semiconductor layer to increase light scattering and reflection effects to increase light extraction efficiency, thereby providing a high brightness light emitting diode.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 에어갭을 갖는 희생층을 형성함으로써 서브스트레이트 기판과 질화물 박막 사이의 열팽창계수와 격자 상수의 차이를 줄여 관통전위 등의 결함을 줄이므로 발광다이오드 소자의 안정성을 보장하여 고신뢰성의 발광다이오드를 제공하는 효과가 있다.
In addition, according to the present invention, by forming the sacrificial layer having the air gap to reduce the difference between the thermal expansion coefficient and the lattice constant between the substrate substrate and the nitride thin film to reduce the defects such as penetration potential to ensure the stability of the light emitting diode device There is an effect of providing a high reliability light emitting diode.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 희생층을 구비한 발광소자의 구성을 나타낸 일예시도.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 희생층을 구비한 발광소자의 단계별 제조구성도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따른 희생물질 및 보호막을 이용하여 형성되는 에어갭의 일예시도.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 희생층을 구비한 발광소자의 SEM 이미지.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 서브스트레이트 기판상에 희생층을 구비한 발광소자의 제조방법의 순서도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제 1반도체층상에 희생층을 구비한 발광소자의 제조방법의 순서도.
1 is a view showing the configuration of a light emitting device having a sacrificial layer according to an embodiment of the present invention.
Figure 2a to 2f is a step-by-step manufacturing configuration of a light emitting device having a sacrificial layer according to an embodiment of the present invention.
3A to 3D are exemplary views of an air gap formed using a sacrificial material and a protective film according to an embodiment of the present invention.
4A to 4B are SEM images of a light emitting device having a sacrificial layer according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method of manufacturing a light emitting device having a sacrificial layer on a substrate in accordance with an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart of a method of manufacturing a light emitting device having a sacrificial layer on a first semiconductor layer according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 희생층을 구비한 발광소자의 구성을 나타낸 일예시도이다. 1 is an exemplary view showing the configuration of a light emitting device having a sacrificial layer according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 발광다이오드의 구조에 있어서, 희생물질 및 보호막을 이용하여 형성되는 보호막 공동 또는 에어 갭(Air-gap)을 구비하도록 형성되는 서브스트레이트 기판 또는 제 1반도체층을 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention, in order to solve the above problems of the prior art, in the structure of the light emitting diode, the substrate or substrate formed to have a protective film cavity or air-gap formed using a sacrificial material and a protective film It characterized by including a semiconductor layer.

본 발명의 일측면에 의한 희생층을 구비한 발광다이오드에 의하면, 서브스트레이트 기판(110), 상기 서브스트레이트 기판상에 제 1반도체층(120), 활성층(130), 제 2반도체층(140) 순으로 형성되어 이루어지며, 상기 활성층 및 제 2반도체층이 메사식각되어 제 1반도체층의 일정영역이 소정 폭을 갖는 형태로 노출되는 발광 구조물, 상기 제 1반도체층의 노출된 영역에 형성되는 제 1전극(160) 및 제 2반도체층 상에 형성되는 제 2전극(150)을 포함하되, 상기 서브스트레이트 기판 상에, 희생물질 및 상기 희생물질을 둘러싸는 보호막(170)을 이용하여 형성되는 에어 갭(190)을 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 한다. According to the light emitting diode having the sacrificial layer according to one aspect of the present invention, the substrate 110, the first semiconductor layer 120, the active layer 130, the second semiconductor layer 140 on the substrate A light emitting structure in which the active layer and the second semiconductor layer are mesa-etched so that a predetermined region of the first semiconductor layer has a predetermined width, and the first layer formed in the exposed region of the first semiconductor layer. A second electrode 150 formed on the first electrode 160 and the second semiconductor layer, and formed on the substrate by using a sacrificial material and a protective film 170 surrounding the sacrificial material. At least one gap 190 is characterized in that it is provided.

이와 더불어 상기 제 1반도체층(120) 상에, 희생물질 및 상기 희생물질을 둘러싸는 보호막을 이용하여 형성되는 에어 갭을 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 한다. (미도시) 또한, 제 2반도체층(140) 상에, 희생물질 및 상기 희생물질을 둘러싸는 보호막을 이용하여 형성되는 에어 갭을 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 한다. (미도시) In addition, at least one air gap is formed on the first semiconductor layer 120 by using a sacrificial material and a protective film surrounding the sacrificial material. In addition, at least one air gap is formed on the second semiconductor layer 140 using a sacrificial material and a protective film surrounding the sacrificial material. (Not shown)

이렇게 희생물질 및 희생물질을 감싸는 보호막(170)을 이용하여 적어도 하나 이상의 에어 갭(190)을 구비하는 서브스트레이트 기판(110), 제 1반도체층(120) 또는 제 2반도체층(140)에 의하여, 빛의 산란 및 반사효과를 증대시켜 광 추출효율을 증대시키고, 서브스트레이트 기판(110)과 질화물 박막 사이의 열팽창계수와 격자 상수의 차이를 줄여 관통전위 등의 결함을 줄여, 고휘도 및 소자의 안정성을 담보하는 발광다이오드를 제공할 수 있다.
The substrate 110, the first semiconductor layer 120, or the second semiconductor layer 140 including at least one air gap 190 by using the sacrificial material and the protective layer 170 surrounding the sacrificial material. Increasing the light scattering and reflection effect to increase the light extraction efficiency, reducing the difference in thermal expansion coefficient and lattice constant between the substrate substrate 110 and the nitride thin film to reduce defects such as penetration potential, high brightness and stability of the device It is possible to provide a light emitting diode to secure the.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 희생층을 구비한 발광소자의 단계별 제조구성도이다. 2a to 2f is a step-by-step manufacturing configuration of a light emitting device having a sacrificial layer according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 희생물질 및 보호막을 이용하여 형성되는 에어 갭은 서브스트레이트 기판, 제 1반도체층 또는 제 2반도체층 상에 형성될 수 있으나, 설명의 용이성을 위해 서브스트레이트 기판상에 형성되는 경우를 중심으로 기술하기로 한다.
In the present invention, the air gap formed using the sacrificial material and the passivation layer may be formed on the substrate substrate, the first semiconductor layer, or the second semiconductor layer. However, the air gap may be formed on the substrate substrate for ease of description. It will be described as.

도 2a를 참조하면, 서브스트레이트 기판상에 희생물질을 패터닝하여 형성한 모습을 도시하고 있다. Referring to FIG. 2A, a sacrificial material is patterned on a substrate.

본 발명에서 상기 서브스트레이트 기판(110)은 실리콘, 실리콘카바이드, GaN 또는 사파이어 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. In the present invention, the substrate substrate 110 is preferably formed using any one or more materials selected from silicon, silicon carbide, GaN or sapphire.

먼저, 상기 서브스트레이트 기판(110)상에 희생물질(180)을 패터닝(pattering)하여 형성하게 된다. 다만, 상기 희생물질(180)은 패터닝 방법을 이용하여 형성될 수도 있으나, 보호막(170)을 형성하는 보호 물질이 코팅된 파티클(particle) 형태의 물질을 이용하여 에어갭을 형성할 수도 있다. First, the sacrificial material 180 is patterned on the substrate substrate 110 to be formed. However, although the sacrificial material 180 may be formed using a patterning method, an air gap may be formed using a material in the form of particles coated with a protective material forming the protective film 170.

상기 희생물질(180) 단면의 반경은 5nm 내지 100um인 것이 바람직하며, 상기 희생물질(180)간의 간격은 발명의 필요에 따라 5nm 내지 100um의 범위에서 정할 수 있을 것이다. The radius of the cross section of the sacrificial material 180 is preferably 5nm to 100um, the spacing between the sacrificial material 180 may be determined in the range of 5nm to 100um according to the needs of the invention.

본 발명에서 상기 희생물질(180)은 금속 나노 크리스탈, 포토레지스트, 금(Ag), 알루미늄(Al) 또는 주석(Sn) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 상기 금(Ag), 알루미늄(Al) 및 주석(Sn) 등은 융점이 낮은 금속으로서 추후 질화물 박막의 성장시 고온의 공정에 의해 휘발되게 되어 에어 갭을 형성하게 된다. In the present invention, the sacrificial material 180 is preferably formed using any one or more materials selected from metal nanocrystals, photoresist, gold (Ag), aluminum (Al) or tin (Sn). The gold (Ag), aluminum (Al) and tin (Sn) is a metal having a low melting point, and is subsequently volatilized by a high temperature process during growth of the nitride thin film to form an air gap.

상기 희생물질(180)의 단면은 사각형, 원뿔, 사다리꼴, 원형 또는 반구형의 형상을 갖을 수 있다.
The cross section of the sacrificial material 180 may have a rectangular, conical, trapezoidal, circular or hemispherical shape.

도 2b를 참조하면, 상기 희생물질상에 보호막을 형성한 모습을 도시하고 있다. Referring to FIG. 2B, a protective film is formed on the sacrificial material.

전술한 바대로 상기 희생물질(180)은 서브스트레이트 기판(110)상에 패터닝 방법을 이용하여 형성하고 그 위에 보호막(170)을 증착하고 패터닝하여 에어 갭을 형성할 수 있다. 즉 희생물질(180)이 패터닝된 서브스트레이트 기판(110)상에 보호막(170)을 형성하는 보호물질을 증착하고 패터닝하여 도 2b와 같은 모습을 형성할 수 있을 것이다. 또한, 보호막(170)을 형성하는 보호 물질이 코팅된 파티클(particle) 형태의 물질을 분사하여 에어갭을 형성할 수도 있다. As described above, the sacrificial material 180 may be formed on the substrate substrate 110 using a patterning method, and the protective layer 170 may be deposited and patterned thereon to form an air gap. That is, the sacrificial material 180 may be formed on the substrate substrate 110 on which the sacrificial material 180 is patterned to deposit and pattern a protective material to form a shape as shown in FIG. 2B. In addition, an air gap may be formed by spraying a particle-shaped material coated with a protective material forming the protective film 170.

상기 보호막(170)은 SiO2, Si3N4 또는 SOG 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 희생물질(180)보다 융점이 높은 물질이라면 본 발명에 이용될 수 있을 것이다. The protective layer 170 may be formed using any one or more materials selected from SiO 2 , Si 3 N 4, or SOG. However, the present invention is not limited thereto and may be used in the present invention as long as the material has a higher melting point than the sacrificial material 180.

또한, 상기 보호막(170)은 상기 희생물질(180)의 전체를 둘러싸거나 또는 희생물질(180)의 일부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 포함한다. i) 희생물질(180)을 패터닝하여 형성하는 경우에는 서브스트레이트 기판(110)에 희생물질(180)이 증착되게 되며, 서브스트레이트 기판(110)과 접하는 면을 제외하는 부분에 보호막이 형성되게 된다. 즉 이 때에는 희생물질(180)의 일부분만을 보호막(180)이 감싸게 된다. ii) 이에 비해 희생물질(180)에 보호막을 형성하는 보호물질을 코팅하는 경우에는 희생물질(180) 전체를 보호막이 감싸는 형태로 구성되게 된다.
In addition, the passivation layer 170 may include a light emitting diode that surrounds the entirety of the sacrificial material 180 or surrounds a portion of the sacrificial material 180. i) When the sacrificial material 180 is formed by patterning, the sacrificial material 180 is deposited on the substrate 110, and a protective film is formed on a portion except for the surface in contact with the substrate 110. . In other words, only a portion of the sacrificial material 180 is covered by the protective layer 180. ii) In contrast, when the protective material forming the protective film is coated on the sacrificial material 180, the entire sacrificial material 180 is formed in a form in which the protective film is wrapped.

도 2c를 참조하면, 상기 보호막 형성 후 제 1반도체층을 형성한 모습을 도시하고 있다. Referring to FIG. 2C, the first semiconductor layer is formed after the passivation layer is formed.

본 발명에서 제 1반도체층(120)은 n형 반도체층으로 구성할 수도 있고, p형 반도체층으로 구성할 수도 있다. 다만 설명의 용이성을 위해 제 1반도체층(120)을 n형 질화물 반도체층으로 구성하고, 제 2반도체층(140)을 p형 질화물 반도체층으로 구성한 경우를 기준으로 설명하기로 한다.In the present invention, the first semiconductor layer 120 may be composed of an n-type semiconductor layer or a p-type semiconductor layer. However, the description will be made based on the case where the first semiconductor layer 120 is composed of an n-type nitride semiconductor layer and the second semiconductor layer 140 is composed of a p-type nitride semiconductor layer.

본 발명은 발명의 필요에 따라 서브스트레이트 기판(110)과 제 1반도체층(120)상에 버퍼층(미도시)을 더 포함하여 발광다이오드 소자를 구성할 수도 있을 것이다. 이러한 버퍼층은 기판과 반도체층의 격자상수 차이를 줄여주기 위한 것으로써, AlInN구조, InGaN/GaN초격자구조, InGaN/GaN적층구조, AlInGaN/InGaN/GaN의 적층구조 중에서 선택되어 형성될 수 있다.The present invention may further include a buffer layer (not shown) on the substrate substrate 110 and the first semiconductor layer 120 according to the necessity of the invention to form a light emitting diode device. The buffer layer is formed to reduce the difference in lattice constant between the substrate and the semiconductor layer, and may be selected from an AlInN structure, an InGaN / GaN superlattice structure, an InGaN / GaN stacked structure, and an AlInGaN / InGaN / GaN stacked structure.

본 발명에서 질화갈륨(GaN)계 반도체층을 이용하는 경우, 서브스트레이트 기판(110) 상에 제 1반도체층(120)인 n형 질화갈륨층(n-GaN)층, 다중양자우물구조로 형성되어 광을 방출하는 활성층(130)과, 제 2반도체층(140)인 p형 질화갈륨층(p-GaN)층을 포함하여 구성될 수 있다. In the present invention, when using a gallium nitride (GaN) -based semiconductor layer, the first semiconductor layer 120 is formed of an n-type gallium nitride layer (n-GaN) layer, a multi-quantum well structure on the substrate substrate 110 It may include an active layer 130 for emitting light and a p-type gallium nitride layer (p-GaN) layer that is a second semiconductor layer 140.

서브스트레이트 기판(110)상에 또는 상기 버퍼층 상에는 제 1반도체층(120)이 형성되는데, n형 반도체층은 n형 질화갈륨층(n-GaN)층으로 형성될 수 있으며, 실리콘이 도핑될 수 있다. 제 1반도체층(120)은 n-GaN층으로 형성될 수있으며, 실리콘(Si)을 도펀트(Dopant)로 사용하여 도핑될 수 있다. 고온에서 진행되며 암모니아(NH₃)를 캐리어가스로 Ga, N, Si를 화합물로 결합시킬수 있다. The first semiconductor layer 120 is formed on the substrate substrate 110 or on the buffer layer. The n-type semiconductor layer may be formed of an n-type gallium nitride layer (n-GaN) layer, and silicon may be doped. have. The first semiconductor layer 120 may be formed of an n-GaN layer and may be doped using silicon (Si) as a dopant. It proceeds at high temperature and can combine ammonia (NH₃) as a carrier gas and Ga, N, Si as a compound.

이와 같이 에피성장을 위한 공정은 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법과 같은 고온의 공정을 이용하며, 에피 성장시 융점이 낮은 상기 희생물질(180)은 서서히 휘발되어 사라지고 보호막 공동 또는 에어 갭(190)의 형태로 남게 된다. 또한, 상기 고온의 공정은 RTP법(Rapid Thermal Process) 또는 RTA(Rapid Thermal Annealing)법으로 온도를 조절하여 에어 갭(190)을 형성할 수 있다.
As such, the epitaxial growth process uses a high temperature process, such as a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, and the sacrificial material 180 having a low melting point during epitaxial growth is gradually volatilized to disappear and the protective film cavity or the air gap 190. Will remain in the form of. In addition, the high temperature process may form the air gap 190 by controlling the temperature by a rapid thermal process (RTP) method or a rapid thermal annealing (RTA) method.

도 2d를 참조하면, 상기 제 1반도체층 상에 활성층 및 제 2반도체층을 형성한 모습을 도시하고 있다.
Referring to FIG. 2D, an active layer and a second semiconductor layer are formed on the first semiconductor layer.

상기 제 1반도체층(120)이 형성된 후, 활성층(130)을 형성하게 되는데, InGaN으로된 발광체 물질을 첨가한 반도체 층일 수 있고 이외에도 AlGaN, AlInGaN 등의 물질도 활성층(130)으로 이용될 수 있다. 이때 활성층(130)은 InGaN/GaN 양자우물(QW) 구조를 이룰 수 있으며, 휘도 향상을 위하여 양자우물 구조가 복수로 형성되어 다중 양자우물(MQW) 구조를 이룰 수 있다.After the first semiconductor layer 120 is formed, the active layer 130 is formed, which may be a semiconductor layer to which a light emitting material of InGaN is added. In addition, a material such as AlGaN and AlInGaN may also be used as the active layer 130. . In this case, the active layer 130 may form an InGaN / GaN quantum well (QW) structure, and a plurality of quantum well structures may be formed to improve luminance, thereby forming a multi-quantum well (MQW) structure.

상기 활성층(130)이 형성된 후, 활성층 상에 제 2반도체층(140)이 형성되는데, p-GaN층으로 형성될 수 있으며, 마그네슘(Mg)을 도펀트로 사용할 수 있다. 본 공정도 고온에서 진행되며 암모니아(NH₃) 캐리어가스로 Ga, N, Mg를 화합물로 결합시킬 수 있다. After the active layer 130 is formed, a second semiconductor layer 140 is formed on the active layer, which may be formed of a p-GaN layer, and magnesium (Mg) may be used as a dopant. This process is also carried out at a high temperature and can combine Ga, N, Mg as a compound with an ammonia (NH₃) carrier gas.

결국, 상기와 같은 질화물 박막의 성장이 끝나면, 상기 희생물질(180)은 완전히 휘발되어 사라지고 에어 갭(190)만이 남게 된다.
As a result, when the growth of the nitride thin film is completed, the sacrificial material 180 is completely volatilized and disappears, leaving only the air gap 190.

도 2e를 참조하면, 상기 활성층 및 제 2반도체층의 소정영역을 식각하여 제 1반도체층의 상면이 노출되도록 형성된 모습을 도시하고 있다. Referring to FIG. 2E, the upper surface of the first semiconductor layer is exposed by etching certain regions of the active layer and the second semiconductor layer.

활성층(130) 및 제 2반도체층(140)의 소정영역의 식각은 제 1전극 형성을 위함인데, 이때, 습식 식각방법(Wet Etching) 또는 건식식각(Dry Etching) 방법이 이용될 수 있다.
The etching of the predetermined regions of the active layer 130 and the second semiconductor layer 140 is for forming the first electrode, in which a wet etching method or a dry etching method may be used.

도 2f를 참조하면, 제 1반도체층상에 제 1전극을 형성하고, 제 2반도체층상에 제 2전극을 형성한 모습을 도시하고 있다. Referring to FIG. 2F, the first electrode is formed on the first semiconductor layer and the second electrode is formed on the second semiconductor layer.

다만, 본 발명은 그 필요에 따라, 상기 제 2반도체층(140)상에 투명전극(미도시)을 더 구비할 수도 있다. However, the present invention may further include a transparent electrode (not shown) on the second semiconductor layer 140 as necessary.

상기 투명전극은 상기 제 2반도체층(140)과 제 2전극(150)사이에 오믹접촉을 위한 투과성 산화막으로써, ITO, ZnO, RuOx, TiOx, IrOx 중에서 선택되는 어느 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 발명의 필요에 따라서는 하나의 층이 아닌 복수의 층으로 형성될 수도 있을 것이다.
The transparent electrode is a transparent oxide film for ohmic contact between the second semiconductor layer 140 and the second electrode 150, and may be formed using any one material selected from ITO, ZnO, RuOx, TiOx, and IrOx. Can be. In addition, depending on the needs of the invention may be formed of a plurality of layers instead of one layer.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따른 희생물질 및 보호막을 이용하여 형성되는 에어갭의 일예시도이다. 3A to 3D are exemplary views of an air gap formed by using a sacrificial material and a protective film according to an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3d에 따르면 서브스트레이트 기판(110)상에 에어 갭을 형성한 모습을 도시하고 있으나, 제 1반도체층(120)상에 다양한 형태의 에어 갭을 형성할 수 있음은 물론이다.(미도시)
Referring to FIGS. 3A to 3D, an air gap is formed on the substrate substrate 110, but various types of air gaps may be formed on the first semiconductor layer 120. Not shown)

도 3a를 참조하면, 에어 갭의 단면이 반구형인 경우의 모습을 나타낸 예시도이다. Referring to Figure 3a, it is an exemplary view showing a state when the cross section of the air gap is hemispherical.

도 3a는 서브스트레이트 기판(110)상에 먼저 희생물질을 형성한 후, 보호막(170)을 형성하는 보호물질을 증착하고 패터닝하여 복수의 에어 갭(190)을 형성한 모습을 도시하고 있다. 3A illustrates the formation of a plurality of air gaps 190 by first forming a sacrificial material on the substrate substrate 110 and then depositing and patterning a protective material forming the protective film 170.

즉, 희생물질의 형성공정과 보호막 증착공정이 각각 이루어지는 경우로써, 결과적으로 희생물질 또는 에어 갭(190)의 일측면은 서브스트레이트 기판(110)과 접촉하게 되며, 보호막(170)은 희생물질 또는 에어갭의 일부분만을 감싸게 된다. That is, as the sacrificial material forming process and the protective film deposition process are performed, respectively, as a result, one side of the sacrificial material or the air gap 190 comes into contact with the substrate substrate 110, and the protective film 170 is made of the sacrificial material or It covers only part of the air gap.

상기와 같이 보호막(170) 증착 및 패터닝 공정이 끝나면, 이러한 서브스트레이트 기판(110)상에서 반도체 층을 성장하게 된다.
When the deposition and patterning process of the protective film 170 is completed as described above, the semiconductor layer is grown on the substrate 110.

도 3b를 참조하면, 에어 갭의 단면이 원형인 경우의 모습을 나타낸 예시도이다. Referring to FIG. 3B, it is an exemplary view showing a state where the cross section of the air gap is circular.

도 3b는 보호막(170)으로 코팅된 희생 물질을 이용하여 에어 갭(190)을 형성한 경우라고 할 수 있다. 즉 희생물질 형성공정과 보호막 증착공정이 각각 이루어지는 경우가 아니라, 파티클(particle) 형태의 희생물질을 보호물질로 코팅하여 주고 상기 코팅된 희생물질을 서브스트레이트 기판(110)상에 스핀캐스팅(spin casting)법 또는 drop 법을 통해 형성하고, 그 위에 반도체층을 성장시키게 된다.
3B may refer to a case where the air gap 190 is formed using the sacrificial material coated with the protective layer 170. That is, the sacrificial material forming process and the protective film deposition process are not performed separately, but the particle-shaped sacrificial material is coated with a protective material, and the coated sacrificial material is spin casted on the substrate substrate 110. ) Or drop method, and the semiconductor layer is grown thereon.

도 3c를 참조하면, 에어 갭의 단면이 정사각형인 경우의 모습을 나타낸 예시도이다. Referring to Figure 3c, it is an exemplary view showing a state in which the cross section of the air gap is square.

도 3c의 경우도 보호막(170)으로 코팅된 희생 물질을 이용하여 에어 갭(190)을 형성한 경우라고 할 수 있다. 즉, 희생물질 또는 에어 갭(190)의 전체를 보호막(170)으로 감싸는 구조라 할 수 있다. In the case of FIG. 3C, the air gap 190 may be formed using the sacrificial material coated with the protective layer 170. That is, the sacrificial material or the entire air gap 190 may be referred to as a structure surrounding the protective film 170.

상기 에어갭(190)의 형태는 직사각형, 원뿔형, 반구형, 원형 또는 사다리꼴의 형태로 구성할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다종다양한 형태를 취할 수 있을 것이다.
The air gap 190 may have a rectangular, conical, hemispherical, circular or trapezoidal shape, but is not necessarily limited thereto, and may have various forms.

도 3d를 참조하면, 서브스트레이트 기판 상에 요철구조를 형성하고 그 위에 에어 갭을 형성한 모습을 나타낸 예시도이다. Referring to FIG. 3D, an uneven structure is formed on a substrate and an air gap is formed thereon.

본 발명은 서브스트레이트 기판(110)과 제 1반도체층(120) 사이에 요철구조(210)를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다. 다만 발명의 필요에 따라, 제 1반도체층(120)과 활성층(130)사이, 활성층(120)과 제 2반도체층(140) 사이, 또는 제 2반도체층(140)상에 요철구조를 구비하는 것도 가능할 것이다. The present invention may further include an uneven structure 210 between the substrate substrate 110 and the first semiconductor layer 120. However, according to the needs of the invention, the uneven structure is provided between the first semiconductor layer 120 and the active layer 130, between the active layer 120 and the second semiconductor layer 140, or on the second semiconductor layer 140. It would also be possible.

이러한 요철구조(210)를 가짐으로써, 빛의 산란 및 반사효과를 더욱 증대시켜 광추출효과를 극대화할 수 있다. By having the uneven structure 210, it is possible to maximize the light extraction effect by further increasing the scattering and reflection effects of light.

상기의 요철구조(210)는 서브스트레이트 기판(110)상에 포토레지스트를 이용하여 형성할 수 있는데, 패턴 마스크로 포토 레지스트를 이용하는 경우에 요철패턴은 포토 리소그래피(photo-lithography), 전자빔 리소그래피(e-beam lithography), 이온빔 리소그래피(Ion-beam Lithography),극자외선 리소그래피(Extreme Ultraviolet Lithography), 근접 X선 리소그라피(Proximity X-ray Lithography) 또는 나노 임프린트 리소그래피(nano imprint lithography) 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 또한 이와 같은 과정은 건식 식각 또는 습식 식각을 이용할 수 있다.The uneven structure 210 may be formed on the substrate substrate 110 by using photoresist. When the photoresist is used as a pattern mask, the uneven pattern may be photo-lithography or electron beam lithography (e). Forming using methods such as -beam lithography, ion-beam lithography, extreme ultraviolet lithography, proximity x-ray lithography, or nano imprint lithography can do. In addition, this process may use dry etching or wet etching.

이러한 요철구조(210)상에 보호막(170)을 구비한 에어갭(190)을 형성하게 되는데, 에어 갭만으로 형성된 구조보다 광추출효율이 월등히 좋은 발광다이오드를 형성할 수 있게 된다. The air gap 190 having the passivation layer 170 is formed on the uneven structure 210. The light emitting diode having a light extraction efficiency that is superior to the structure formed only by the air gap can be formed.

상기 요철구조(210)는 발명의 필요에 따라 제 1반도체층(120) 또는 제 2반도체층(140)상에 형성하는 것도 가능할 것이다.
The uneven structure 210 may be formed on the first semiconductor layer 120 or the second semiconductor layer 140 as needed.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 희생층을 구비한 발광소자의 SEM 이미지이다.4A to 4B are SEM images of a light emitting device having a sacrificial layer according to an embodiment of the present invention.

도 4a는 희생층을 구비한 발광소자의 SEM 이미지이고, 도 4b는 도 4a에서 도시한 SEM 이미지의 확대도이다.
4A is an SEM image of a light emitting device having a sacrificial layer, and FIG. 4B is an enlarged view of the SEM image shown in FIG. 4A.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 서브스트레이트 기판상에 희생층을 구비한 발광소자의 제조방법의 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light emitting device having a sacrificial layer on a substrate in accordance with an embodiment of the present invention.

먼저, 서브스트레이트 기판 상에 요철구조를 형성하는 단계를 거칠 수 있다.(S501) 상기 요철구조는 광추출효율을 극대화하기 위함인데, 요철의 단면은 원뿔형, 반구형, 사각형 또는 다각형의 형태로 구현할 수 있음은 물론이다. 상기 요철구조 형성단계(S501)는 본 발명에 있어서 선택적 구성요소이다. First, the uneven structure may be formed on the substrate. (S501) The uneven structure is for maximizing light extraction efficiency. The uneven surface may be realized in a conical, hemispherical, rectangular, or polygonal shape. Of course. The uneven structure forming step (S501) is an optional component in the present invention.

이후, 서브스트레이트 기판상에 희생물질을 형성하는 단계를 거친다.(S502) Thereafter, a sacrificial material is formed on the substrate.

본 발명에서 상기 희생물질은 금속 나노 크리스탈, 포토레지스트, 금(Ag), 알루미늄(Al) 또는 주석(Sn) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하며, 소정의 간격으로 패터닝하여 증착할 수 있다. In the present invention, the sacrificial material is preferably formed using any one or more materials selected from metal nanocrystals, photoresist, gold (Ag), aluminum (Al) or tin (Sn), and is deposited by patterning at predetermined intervals. can do.

이후, 상기 희생물질을 둘러싸는 보호막을 형성하는 단계를 거친다.(S503)Thereafter, a step of forming a protective film surrounding the sacrificial material is performed (S503).

상기 보호막은 SiO2, Si3N4 또는 SOG 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 상기 희생물질보다 융점이 높은 물질이라면 본 발명에 이용될 수 있을 것이다. The protective film is preferably formed using any one or more materials selected from SiO 2 , Si 3 N 4 or SOG. However, the present invention is not limited thereto and may be used in the present invention as long as the material has a higher melting point than the sacrificial material.

다만, 상기 희생물질 형성단계(S502) 및 보호막 형성단계(S503)는 파티클(particle)형태의 희생물질을 보호막을 형성하는 보호물질로 코팅하고, 상기 보호물질로 코팅된 희생물질을 스핀캐스팅(spin casting)법 또는 드랍(drop)법을 통하여 서브스트레이트 기판상에 형성할 수도 있을 것이다. However, the sacrificial material forming step (S502) and the protective film forming step (S503) is coated with a protective material to form a protective film of the sacrificial material in the form of particles (particle), and spin-casting the sacrificial material coated with the protective material (spin) It may be formed on the substrate by a casting method or a drop method.

보호막 형성공정후, 상기 서브스트레이트 기판상에 제 1반도체층, 활성층 및 제 2반도체층을 순차적으로 형성하는 단계를 거치게 된다.(S504)After the protective film forming process, the step of sequentially forming the first semiconductor layer, the active layer and the second semiconductor layer on the substrate substrate (S504).

이때, 상기 제 1반도체층, 활성층 및 제 2반도체층의 순차적 형성단계는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 반도체 박막을 성장시킬 수 있다. 또한, 상기 공정은 RTP법(Rapid Thermal Process) 또는 RTA(Rapid Thermal Annealing)법으로 온도를 조절할 수 있다. In this case, in the sequential formation of the first semiconductor layer, the active layer and the second semiconductor layer, a semiconductor thin film may be grown by using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. In addition, the process may be controlled by the RTP method (Rapid Thermal Process) or RTA (Rapid Thermal Annealing) method.

상기의 RTP법(Rapid Thermal Process), MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 또는 RTA(Rapid Thermal Annealing)법은 고온에서 공정이 수행되므로, 융점이 낮은 물질로 형성되는 희생물질은 휘발되어 사라지게 되고, 융점이 높은 물질로 형성되는 보호막은 존재하게 되므로, 에어갭이 형성되게 된다. RTP method (Rapid Thermal Process), MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method or RTA (Rapid Thermal Annealing) method is carried out at a high temperature, the sacrificial material formed of a material having a low melting point is volatilized and disappeared, Since a protective film formed of a material having a high melting point is present, an air gap is formed.

이러한 에어 갭을 가진 구조로 인해 소자 내부의 전반사를 감소시켜 광추출효율을 증대하고, 아울러 서브스트레이트 기판과 반도체 박막 사이의 열팽창계수와 격자 상수의 차이를 줄여서 소자의 안정성에 기여하게 된다. Due to the structure having such an air gap, the total internal reflection of the device is reduced to increase the light extraction efficiency, and the difference in thermal expansion coefficient and lattice constant between the substrate and the semiconductor thin film contributes to the stability of the device.

이후 상기 제 1반도체층의 일부 상면이 노출되도록 상기 활성층 및 제 2반도체층의 소정영역을 식각하는 단계를 거치게 된다.(S505) Subsequently, a predetermined region of the active layer and the second semiconductor layer is etched to expose a portion of the upper surface of the first semiconductor layer (S505).

본 발명은 그 필요에 따라 상기 제 2반도체층상에 투명전극층을 더 구비할 수도 있을 것이다. The present invention may further include a transparent electrode layer on the second semiconductor layer as necessary.

이후, 상기 제 2반도체층 상에 제 2전극을 형성하고, 상기 제 1반도체층이 노출된 영역에 제 1전극을 형성하는 단계를 거치면(S506), 본 발명이 제안하는 희생층을 구비한 발광다이오드의 제조가 완료된다.
Subsequently, when a second electrode is formed on the second semiconductor layer, and the first electrode is formed in a region where the first semiconductor layer is exposed (S506), light emission having a sacrificial layer proposed by the present invention is provided. The manufacture of the diode is completed.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제 1반도체층 상에 희생층을 구비한 발광소자의 제조방법의 순서도이다. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light emitting device having a sacrificial layer on a first semiconductor layer according to an embodiment of the present invention.

먼저, 서브스트레이트 기판 상에 요철구조를 형성하는 단계를 거칠 수 있다.(S601) 상기 요철구조는 광추출효율을 극대화하기 위함인데, 요철의 단면은 원뿔형, 반구형, 사각형 또는 다각형의 형태로 구현할 수 있음은 물론이다. 상기 요철구조 형성단계(S601)는 본 발명에 있어서 선택적 구성요소이다. First, the uneven structure may be formed on the substrate. (S601) The uneven structure is for maximizing light extraction efficiency, and the uneven structure may be realized in a conical, hemispherical, rectangular, or polygonal shape. Of course. The uneven structure forming step (S601) is an optional component in the present invention.

이후 상기 서브스트레이트 기판상에 제 1반도체층을 형성하는 단계를 거치게 된다.(S602) 상기 제 1반도체층 형성단계는 공지의 기술을 이용하여 형성될 수 있을 것이다. Thereafter, a step of forming a first semiconductor layer on the substrate is performed. (S602) The step of forming the first semiconductor layer may be formed using a known technique.

이후 상기 제 1반도체층상에 희생물질을 형성하는 단계를 거친다.(S603)Thereafter, a step of forming a sacrificial material on the first semiconductor layer is performed (S603).

본 발명에서 상기 희생물질은 금속 나노 크리스탈, 포토레지스트, 금(Ag), 알루미늄(Al) 또는 주석(Sn) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하며, 소정의 간격으로 패터닝하여 증착할 수 있다. In the present invention, the sacrificial material is preferably formed using any one or more materials selected from metal nanocrystals, photoresist, gold (Ag), aluminum (Al) or tin (Sn), and is deposited by patterning at predetermined intervals. can do.

이후 상기 희생물질을 둘러싸는 보호막을 형성하는 단계를 거친다.(S604)Thereafter, a step of forming a protective film surrounding the sacrificial material is performed (S604).

상기 보호막은 SiO2, Si3N4 또는 SOG 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 상기 희생물질보다 융점이 높은 물질이라면 본 발명에 이용될 수 있을 것이다. The protective film is preferably formed using any one or more materials selected from SiO 2 , Si 3 N 4 or SOG. However, the present invention is not limited thereto and may be used in the present invention as long as the material has a higher melting point than the sacrificial material.

다만, 상기 희생물질 형성단계(S603) 및 보호막 형성단계(S604)는 파티클(particle)형태의 희생물질을 보호막을 형성하는 보호물질로 코팅하고, 상기 보호물질로 코팅된 희생물질을 스핀캐스팅(spin casting)법 또는 드랍(drop)법을 통하여 서브스트레이트 기판상에 형성할 수도 있을 것이다. However, the sacrificial material forming step (S603) and the protective film forming step (S604) is coated with a protective material to form a protective film of a particle (particle) form, and spin-casting the sacrificial material coated with the protective material (spin) It may be formed on the substrate by a casting method or a drop method.

이후 상기 제 1반도체층상에 활성층 및 제 2반도체층을 순차적으로 형성하는 단계를 거치게 된다.(S605)Thereafter, an active layer and a second semiconductor layer are sequentially formed on the first semiconductor layer.

이 때, 상기 활성층 및 제 2반도체층의 순차적 형성단계는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 반도체 박막을 성장시킬 수 있다. 또한, 상기 공정은 RTP법(Rapid Thermal Process) 또는 RTA(Rapid Thermal Annealing)법으로 온도를 조절할 수 있다. In this case, in the sequential formation of the active layer and the second semiconductor layer, the semiconductor thin film may be grown by using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. In addition, the process may be controlled by the RTP method (Rapid Thermal Process) or RTA (Rapid Thermal Annealing) method.

상기의 RTP법(Rapid Thermal Process), MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 또는 RTA(Rapid Thermal Annealing)법은 고온에서 공정이 수행되므로, 융점이 낮은 물질로 형성되는 희생물질은 휘발되어 사라지게 되고, 융점이 높은 물질로 형성되는 보호막은 존재하게 되므로, 에어 갭이 형성되게 된다. RTP method (Rapid Thermal Process), MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method or RTA (Rapid Thermal Annealing) method is carried out at a high temperature, the sacrificial material formed of a material having a low melting point is volatilized and disappeared, Since a protective film formed of a material having a high melting point is present, an air gap is formed.

이후 상기 제 1반도체층의 일부 상면이 노출되도록 상기 활성층 및 제 2반도체층의 소정영역을 식각하는 단계를 거치게 된다.(S606) Thereafter, a predetermined region of the active layer and the second semiconductor layer is etched to expose a portion of the upper surface of the first semiconductor layer (S606).

본 발명은 그 필요에 따라 상기 제 2반도체층상에, 제 2반도체층과 제 2전극의 오믹 접촉을 위한 투명전극층을 더 구비할 수도 있을 것이다. According to the necessity, the present invention may further include a transparent electrode layer for ohmic contact between the second semiconductor layer and the second electrode on the second semiconductor layer.

이후, 상기 제 2반도체층 상에 제 2전극을 형성하고, 상기 제 1반도체층이 노출된 영역에 제 1전극을 형성하는 단계를 거치면(S607), 본 발명이 제안하는 희생층을 구비한 발광다이오드의 제조가 완료된다.
Subsequently, when a second electrode is formed on the second semiconductor layer and the first electrode is formed in a region where the first semiconductor layer is exposed (S607), light emission having a sacrificial layer proposed by the present invention is provided. The manufacture of the diode is completed.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
Although the present invention has been described in connection with the specific embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art can change or modify the described embodiments without departing from the scope of the present invention, and within the equivalent scope of the technical spirit of the present invention and the claims to be described below. Various modifications and variations are possible.

110: 서브스트레이트 기판
120: 제 1반도체층
130: 활성층
140: 제 2반도체층
150: 제 2전극
160: 제 1전극
170: 보호막
180: 희생물질
190: 에어 갭
200: 빛의 경로
210: 요철구조
110: substrate substrate
120: first semiconductor layer
130: active layer
140: second semiconductor layer
150: second electrode
160: first electrode
170: shield
180: sacrificial material
190: air gap
200: path of light
210: uneven structure

Claims (16)

서브스트레이트 기판;
상기 서브스트레이트 기판상에 제 1반도체층, 활성층, 제 2반도체층 순으로 형성되어 이루어지며, 상기 활성층 및 제 2반도체층이 메사식각되어 제 1반도체층의 일정영역이 소정 폭을 갖는 형태로 노출되는 발광 구조물;
상기 제 1반도체층의 노출된 영역에 형성되는 제 1전극; 및
제 2반도체층 상에 형성되는 제 2전극;을 포함하되,
상기 서브스트레이트 기판, 제 1반도체층 또는 제 2반도체층 상에 보호막으로 둘러싸인 에어 갭(Air-gap)을 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
A substrate substrate;
The first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer are formed on the substrate substrate, and the active layer and the second semiconductor layer are mesa-etched to expose a predetermined region of the first semiconductor layer in a predetermined width. A light emitting structure;
A first electrode formed in the exposed region of the first semiconductor layer; And
Including a second electrode formed on the second semiconductor layer;
And at least one air gap surrounded by a protective film on the substrate, the first semiconductor layer, or the second semiconductor layer.
제 1항에 있어서,
상기 에어 갭(Air-gap)은 상기 서브스트레이트 기판, 제 1반도체층 또는 제 2판도체층 상에 희생물질 및 상기 희생물질를 둘러싸는 상기 보호막을 형성하고, 상기 희생물질을 제거하여 형성되며,
상기 희생물질은 금속 나노 크리스탈, 포토레지스트, 금(Ag), 알루미늄(Al) 또는 주석(Sn) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method of claim 1,
The air gap is formed by forming the protective layer surrounding the sacrificial material and the sacrificial material on the substrate substrate, the first semiconductor layer or the second plate layer, and removing the sacrificial material.
The sacrificial material is a light emitting diode, characterized in that formed using any one or more materials selected from metal nanocrystals, photoresist, gold (Ag), aluminum (Al) or tin (Sn).
제 1항에 있어서,
상기 에어 갭의 반경은 5nm 내지 100um인 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method of claim 1,
The radius of the air gap is a light emitting diode, characterized in that 5nm to 100um.
제 1항에 있어서,
상기 에어 갭의 단면은 사각형, 원뿔, 사다리꼴, 원형 또는 반구형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method of claim 1,
The cross section of the air gap is a light emitting diode, characterized in that having a shape of square, cone, trapezoid, circular or hemispherical.
제 1항에 있어서,
상기 보호막은 에피 성장을 위한 고온 공정에서도 휘발되지 않는 유전체 물질인 SiO2, Si3N4 또는 SOG 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method of claim 1,
The protective film is a light emitting diode, characterized in that formed using any one or more materials selected from SiO 2 , Si 3 N 4 or SOG which is a dielectric material that does not volatilize even at a high temperature process for epitaxial growth.
제 2항에 있어서,
상기 보호막은 상기 희생물질의 전체를 둘러싸거나 또는 희생물질의 일부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method of claim 2,
The passivation layer surrounds the entirety of the sacrificial material or surrounds a portion of the sacrificial material.
제 1항에 있어서,
상기 서브스트레이트 기판의 상부면에 요철구조를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method of claim 1,
Light emitting diodes, characterized in that further comprising an uneven structure on the upper surface of the substrate.
서브스트레이트 기판상에 희생물질을 형성하는 단계;
상기 희생물질을 둘러싸는 보호막을 형성하는 단계;
상기 서브스트레이트 기판상에 제 1반도체층, 활성층 및 제 2반도체층을 순차적으로 형성하는 단계;
상기 제 1반도체층의 일부 상면이 노출되도록 상기 활성층 및 제 2반도체층의 소정영역을 식각하는 단계;
상기 제 2반도체층 상에 제 2전극을 형성하는 단계; 및
상기 제 1반도체층이 노출된 영역에 제 1전극을 형성하는 단계;
를 포함하는 발광다이오드의 제조방법에 있어서,
상기 기판상에 제 1반도체층, 활성층 및 제 2반도체층을 순차적으로 형성하는 단계는 고온의 공정을 통하여 반도체층을 성장시켜 융점이 낮은 상기 희생물질이 사라지고 상기 보호막으로 둘러쌓인 에어 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 제조방법.
Forming a sacrificial material on the substrate substrate;
Forming a protective film surrounding the sacrificial material;
Sequentially forming a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer on the substrate;
Etching predetermined regions of the active layer and the second semiconductor layer to expose a portion of the upper surface of the first semiconductor layer;
Forming a second electrode on the second semiconductor layer; And
Forming a first electrode in an area where the first semiconductor layer is exposed;
In the manufacturing method of the light emitting diode comprising a,
The step of sequentially forming the first semiconductor layer, the active layer and the second semiconductor layer on the substrate is to grow the semiconductor layer through a high temperature process so that the sacrificial material having a low melting point disappears and the air gap surrounded by the protective film is formed Light emitting diode manufacturing method characterized in that.
제 8항에 있어서, 상기 희생물질 형성단계 전에,
상기 서브스트레이트 기판 상에 요철구조를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.
The method of claim 8, wherein before the sacrificial material forming step,
The method of manufacturing a light emitting diode further comprising the step of forming a concave-convex structure on the substrate.
제 8항에 있어서, 상기 희생물질 형성단계 및 보호막 형성단계는,
파티클(particle)형태의 희생물질을 보호막을 형성하는 보호물질로 코팅하는 단계; 및
상기 보호물질로 코팅된 희생물질을 스핀캐스팅(spin casting)법 또는 드랍(drop)법을 통하여 서브스트레이트 기판상에 형성하는 단계;
인 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.
The method of claim 8, wherein the sacrificial material forming step and the protective film forming step,
Coating the sacrificial material in the form of particles with a protective material to form a protective film; And
Forming a sacrificial material coated with the protective material on a substrate by spin casting or drop;
Method for producing a light emitting diode, characterized in that.
제 8항에 있어서, 상기 제 1반도체층, 활성층 및 제 2반도체층의 순차적 형성단계는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.
The method of claim 8, wherein the sequentially forming the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer are formed by using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
서브스트레이트 기판상에 제 1반도체층을 형성하는 단계;
상기 제 1반도체층상에 희생물질을 형성하는 단계;
상기 희생물질을 둘러싸는 보호막을 형성하는 단계;
상기 제 1반도체층상에 활성층 및 제 2반도체층을 순차적으로 형성하는 단계;
상기 제 1반도체층의 일부 상면이 노출되도록 상기 활성층 및 제 2반도체층의 소정영역을 식각하는 단계;
상기 제 2반도체층 상에 제 2전극을 형성하는 단계; 및
상기 제 1반도체층이 노출된 영역에 제 1전극을 형성하는 단계;
를 포함하는 발광다이오드의 제조방법에 있어서,
상기 기판상에 제 1반도체층, 활성층 및 제 2반도체층을 순차적으로 형성하는 단계는 고온의 공정을 통하여 반도체층을 성장시켜 융점이 낮은 상기 희생물질이 사라지고 상기 보호막으로 둘러쌓인 에어 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 제조방법.
Forming a first semiconductor layer on the substrate substrate;
Forming a sacrificial material on the first semiconductor layer;
Forming a protective film surrounding the sacrificial material;
Sequentially forming an active layer and a second semiconductor layer on the first semiconductor layer;
Etching predetermined regions of the active layer and the second semiconductor layer to expose a portion of the upper surface of the first semiconductor layer;
Forming a second electrode on the second semiconductor layer; And
Forming a first electrode in an area where the first semiconductor layer is exposed;
In the manufacturing method of the light emitting diode comprising a,
The step of sequentially forming the first semiconductor layer, the active layer and the second semiconductor layer on the substrate is to grow the semiconductor layer through a high temperature process so that the sacrificial material having a low melting point disappears and the air gap surrounded by the protective film is formed Light emitting diode manufacturing method characterized in that.
제 12항에 있어서, 상기 제 1반도체층 형성단계 전에,
상기 서브스트레이트 기판 상에 요철구조를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.
The method of claim 12, wherein before the first semiconductor layer forming step,
The method of manufacturing a light emitting diode further comprising the step of forming a concave-convex structure on the substrate.
제 12항에 있어서, 상기 희생물질 형성단계 및 보호막 형성단계는,
파티클(particle)형태의 희생물질을 보호막을 형성하는 보호물질로 코팅하는 단계; 및
상기 보호물질로 코팅된 희생물질을 스핀캐스팅(spin casting)법 또는 드랍(drop)법을 통하여 제 1반도체층 상에 형성하는 단계;
인 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.
The method of claim 12, wherein the sacrificial material forming step and the protective film forming step,
Coating the sacrificial material in the form of particles with a protective material to form a protective film; And
Forming a sacrificial material coated with the protective material on the first semiconductor layer by spin casting or drop;
Method for producing a light emitting diode, characterized in that.
제 12항에 있어서, 상기 활성층 및 제 2반도체층의 순차적 형성단계는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.
The method of claim 12, wherein the sequentially forming the active layer and the second semiconductor layer are formed by using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
제 12항에 있어서, 상기 활성층 및 제 2반도체층의 순차적 형성단계의 고온 공정은 RTP법(Rapid Thermal Process) 또는 RTA(Rapid Thermal Annealing)법을 이용하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.
The method of claim 12, wherein the high temperature process of sequentially forming the active layer and the second semiconductor layer is performed by using a rapid thermal process (RTP) method or a rapid thermal annealing (RTA) method.
KR1020100033678A 2010-04-13 2010-04-13 Light Emitting Diode with the secrificial materials and Its manufacturing method KR101166132B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100033678A KR101166132B1 (en) 2010-04-13 2010-04-13 Light Emitting Diode with the secrificial materials and Its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100033678A KR101166132B1 (en) 2010-04-13 2010-04-13 Light Emitting Diode with the secrificial materials and Its manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110114183A KR20110114183A (en) 2011-10-19
KR101166132B1 true KR101166132B1 (en) 2012-07-23

Family

ID=45029312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100033678A KR101166132B1 (en) 2010-04-13 2010-04-13 Light Emitting Diode with the secrificial materials and Its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101166132B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105633222B (en) * 2014-11-06 2018-05-15 展晶科技(深圳)有限公司 The manufacture method of vertical LED
JP7224020B2 (en) 2015-10-15 2023-02-17 スージョウ レキン セミコンダクター カンパニー リミテッド Semiconductor device, semiconductor device package, and lighting system including the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100701094B1 (en) 2006-09-28 2007-03-28 (주)에피플러스 Light-Emitting Diode And Methods Of Fabricating The Same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100701094B1 (en) 2006-09-28 2007-03-28 (주)에피플러스 Light-Emitting Diode And Methods Of Fabricating The Same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110114183A (en) 2011-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9871164B2 (en) Nanostructure light emitting device and method of manufacturing the same
KR101282775B1 (en) Light emitting device having vertical topoloty and method of making the same
KR101258583B1 (en) Nano lod light emitting device and method of manufacturing the same
KR101125395B1 (en) Light emitting device and fabrication method thereof
KR20120028104A (en) Group iii nitride nanorod light emitting device and manufacturing method for the same
JP2009147140A (en) Light emitting element, and manufacturing method of light emitting element
JP2007165908A (en) Perpendicular type light emitting device and its manufacturing method
KR20080110340A (en) Light emitting device and manufacturing method for the same
US8314439B2 (en) Light emitting diode with nanostructures and method of making the same
TWI437737B (en) Light emitting diode structure and method for manufacturing the same
KR101643757B1 (en) Light emitting device and method of manufacturing the same
TWI493747B (en) Light emitting diodes and manufacture thereof
TWI591854B (en) Light emitting diode comprising porous transparent electrode
KR101721846B1 (en) manufacturing method of micro GaN LED array and micro GaN LED array thereby
KR101666836B1 (en) Growth technique for phosphor-free white light emitting diode
KR20210069101A (en) LED Array
JP5181370B2 (en) Semiconductor device
KR101166132B1 (en) Light Emitting Diode with the secrificial materials and Its manufacturing method
US20140367634A1 (en) Nitride-based light emitting diode including nonorods and method of mmanufacturing the same
CN110838538A (en) Light-emitting diode element and preparation method thereof
KR100814463B1 (en) Forming method for surface unevenness and manufacturing method for nitride semiconductor light emitting device using thereof
KR100701094B1 (en) Light-Emitting Diode And Methods Of Fabricating The Same
JP2023536363A (en) LED device and method for manufacturing LED device
KR101136521B1 (en) Light emitting diode and manufacturing method thereof
KR20140036396A (en) Light emitting diode comprising porous transparent electrode and method of fabricating the same

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: 20160630

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170616

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180705

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190626

Year of fee payment: 8