KR101178468B1 - Bar type light emitting device, method of manufacturing the same, backlight, illumination device and display device - Google Patents
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Abstract
전극 접속을 용이하게 하고 높은 발광 효율을 실현하기 위해서 봉형상 구조 발광 소자는 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와 상기 반도체 코어를 덮도록 형성된 제 2 도전형의 반도체층을 구비한다. 상기 반도체 코어의 일부의 외주면이 노출되어 있다.In order to facilitate electrode connection and to realize high luminous efficiency, the rod-shaped structure light emitting device includes a rod-shaped first conductive semiconductor core and a second conductive semiconductor layer formed to cover the semiconductor core. The outer peripheral surface of a part of the semiconductor core is exposed.
Description
본 발명은 봉형상 구조 발광 소자, 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법, 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래, 봉형상 구조의 발광 소자로서는 화합물 반도체로 이루어지는 봉형상의 코어부와, 그 코어부를 둘러싸는 화합물 반도체로 이루어지는 통형상의 쉘부로 헤테로 구조를 형성한 나노 오더 사이즈의 것이 있다(예컨대, 일본 특허 공개 2008-235443호 공보 참조). 이 발광 소자는 코어부 자체가 활성층이 되고, 외주면으로부터 주입된 전자 및 정공이 코어부 내에서 재결합해서 발광한다.Conventionally, as a light emitting element having a rod-like structure, there is a nano-order size in which a heterostructure is formed of a rod-shaped core portion made of a compound semiconductor and a cylindrical shell portion made of a compound semiconductor surrounding the core portion (for example, Japanese Patent Laid-Open Patent Publication). 2008-235443). In this light emitting element, the core portion itself becomes an active layer, and electrons and holes injected from the outer circumferential surface recombine within the core portion to emit light.
상기 발광 소자와 같은 제조 방법을 이용해서 n형 반도체로 이루어지는 코어부와 p형 반도체로 이루어지는 쉘부를 갖고, 코어부의 외주면과 쉘부의 내주면의 pn 접합부에서 전자 및 정공이 재결합해서 발광하는 봉형상 구조 발광 소자를 제조했을 경우, 코어부가 양단면밖에 노출되어 있지 않으므로 코어부와 전극의 접속이 곤란하다는 문제가 있다.A rod-shaped light emitting device having a core part consisting of an n-type semiconductor and a shell part consisting of a p-type semiconductor using the same manufacturing method as the above light emitting device, wherein electrons and holes recombine and emit light at a pn junction between the outer peripheral surface of the core part and the inner peripheral surface of the shell part. When the device is manufactured, there is a problem that connection between the core part and the electrode is difficult because the core part is exposed only at both end faces.
또한, 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법으로서는 기판 상부에 평탄한 제 1 극성층을 형성한 후, 제 1 극성층 상에 발광하는 활성층에 상당하는 나노 스케일의 복수개의 로드를 형성하고, 또한 로드를 둘러싸는 제 2 극성층을 형성하는 것이 있다(예컨대, 일본 특허 공개 2006-332650호 공보 참조). 이 봉형상 구조 발광 소자는 활성층인 복수개의 로드로부터 광이 방출된다.In addition, as a method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device, after forming a flat first polar layer on the substrate, a plurality of nanoscale rods corresponding to the active layer emitting light on the first polar layer are formed, and further, the rod surrounds the rod. Is to form a second polar layer (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-332650). This rod-shaped light emitting device emits light from a plurality of rods which are active layers.
그러나, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 나노 스케일의 복수개의 로드가 설치된 기판째 이용되므로 조명 장치나 표시 장치에 조립하는 경우에 기판의 제약을 받기 때문에 장치로의 실장의 자유도가 낮다는 문제가 있다.However, since the rod-shaped structured light emitting device is used on a substrate provided with a plurality of rods of a nanoscale, there is a problem in that the degree of freedom in mounting to the device is low because it is restricted by the substrate when assembled to a lighting device or a display device.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치는 기판 상에 복수개의 로드가 세워 설치된 상태에서는 대부분의 광이 측방으로 방사되어 인접하는 로드에 흡수되어 버리기 때문에 광의 인출 효율이 저하된다는 문제가 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자에서는 복수개의 로드가 기판 상에 세워 설치되어 있으므로 방열 효율이 나쁘다는 문제가 있다.In addition, the light emitting device having the rod-shaped light emitting device has a problem in that the light extraction efficiency is lowered because most of the light is radiated laterally and absorbed by adjacent rods when a plurality of rods are placed on the substrate. . In addition, in the rod structure light emitting device, since a plurality of rods are placed on a substrate, there is a problem that the heat radiation efficiency is poor.
그래서, 본 발명의 과제는 간단한 구성으로 전극 접속이 용이하게 가능한 발광 효율이 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자 및 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a fine rod-shaped light emitting element and a rod-shaped light emitting element having a high luminous efficiency which can be easily connected to electrodes with a simple configuration.
또한, 본 발명의 과제는 상기 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치, 표시 장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a backlight, a lighting device, and a display device that can be made thinner and lighter, and have high luminous efficiency and power saving by using the rod-shaped light emitting device.
또한, 본 발명의 과제는 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법 및 그 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.Moreover, the subject of this invention is providing the manufacturing method of the fine rod structure light emitting element with high degree of freedom of mounting to an apparatus, and the manufacturing method of the display apparatus provided with the rod structure light emitting element.
또한, 본 발명의 과제는 광의 인출 효율이 높고 또한 방열성이 좋은 발광 장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a light emitting device having high light extraction efficiency and good heat dissipation.
또한, 본 발명의 과제는 상기 발광 장치를 이용함으로써 발광 효율이 높고 전력 절약적인 방열성이 좋은 백라이트, 조명 장치, 표시 장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a backlight, a lighting device, and a display device having high luminous efficiency and good heat-saving heat dissipation by using the light emitting device.
본 발명의 제 1 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자는,The rod-shaped structure light emitting device according to the first aspect of the present invention,
봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와,A rod-shaped first conductive semiconductor core,
상기 반도체 코어를 덮도록 형성된 제 2 도전형의 반도체층을 구비하고,And a second conductive semiconductor layer formed to cover the semiconductor core,
상기 반도체 코어의 일부의 외주면이 노출되어 있는 것을 특징으로 한다.An outer peripheral surface of a part of the semiconductor core is exposed.
상기 구성에 의하면, 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 덮도록, 또한, 반도체 코어의 일부의 외주면이 노출되도록 제 2 도전형의 반도체층을 형성함으로써 마이크로 오더 사이즈나 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자이여도 반도체 코어의 노출 부분을 한쪽의 전극에 접속하고 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분에 다른쪽의 전극을 접속할 수 있게 된다. 이 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어의 노출 부분에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부로부터 광이 방출된다. 이 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높다. 따라서, 간단한 구성으로 전극 접속이 용이하게 가능한 발광 효율이 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다. 이 봉형상 구조 발광 소자는 기판과 일체가 아니므로 장치로의 실장의 자유도가 높다.According to the above configuration, the second conductive semiconductor layer is formed to cover the rod-shaped first conductive semiconductor core and to expose the outer circumferential surface of a portion of the semiconductor core, thereby forming a fine rod-shaped micro- or nano-order size. Even in the structured light emitting element, the exposed portion of the semiconductor core can be connected to one electrode and the other electrode can be connected to the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core. The rod-shaped structure light emitting device connects one electrode to the exposed portion of the semiconductor core and the other electrode to the semiconductor layer so that recombination of electrons and holes occurs at the pn junction between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the inner circumferential surface of the semiconductor layer. The light is emitted from the pn junction by flowing a current between the electrodes. In this rod-shaped structure light emitting device, light is emitted from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer, so that the light emitting area is widened, so that the light emitting efficiency is high. Therefore, a fine rod-shaped light emitting device having a high luminous efficiency that can be easily connected to electrodes with a simple configuration can be realized. Since the rod-shaped light emitting element is not integral with the substrate, it has a high degree of freedom in mounting to the device.
여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하며 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano order size having at least a diameter of less than 1 μm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device, and to realize a high luminous efficiency and power saving backlight, lighting device and display device, and the like. Can be.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 일단측의 외주면이 노출되어 있다.In one embodiment, the outer peripheral surface of the one end side of the said semiconductor core is exposed.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 타단측의 끝면을 상기 반도체층에 의해 덮고 있다.In one embodiment, the end surface of the other end side of the said semiconductor core is covered with the said semiconductor layer.
일실시형태에서는, 상기 반도체층은 상기 반도체 코어의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 상기 반도체 코어의 타단측의 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두껍다.In one embodiment, the thickness of the semiconductor layer is thicker in the axial direction of the portion covering the end surface of the other end side of the semiconductor core than the thickness in the radial direction of the portion covering the outer circumferential surface of the semiconductor core.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 노출 영역의 외주면이 상기 반도체층으로 덮여진 영역의 최외주면의 연장면과 대략 일치하고 있다.In one embodiment, the outer circumferential surface of the exposed region of the semiconductor core substantially coincides with the extended surface of the outermost circumferential surface of the region covered with the semiconductor layer.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어와 상기 반도체층 사이에 양자우물층이 형성되어 있다.In one embodiment, a quantum well layer is formed between the semiconductor core and the semiconductor layer.
일실시형태에서는,In one embodiment,
상기 반도체 코어의 일단측의 외주면이 노출됨과 아울러,While the outer peripheral surface of one end side of the semiconductor core is exposed,
상기 반도체 코어의 타단측의 끝면이 상기 반도체층에 의해 덮여져 있고,An end surface of the other end side of the semiconductor core is covered by the semiconductor layer,
상기 반도체 코어와 상기 반도체층 사이에 형성된 양자우물층을 구비하고,A quantum well layer formed between the semiconductor core and the semiconductor layer,
상기 양자우물층은 상기 반도체 코어의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 상기 반도체 코어의 타단측의 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두껍다.The quantum well layer is thicker in the axial direction of the portion covering the end surface of the other end side of the semiconductor core than the thickness in the radial direction of the portion covering the outer circumferential surface of the semiconductor core.
일실시형태에서는 상기 반도체층을 덮도록 투명 전극이 형성되어 있다.In one embodiment, a transparent electrode is formed to cover the semiconductor layer.
일실시형태에서는,In one embodiment,
상기 반도체 코어는 n형 반도체로 이루어짐과 아울러,The semiconductor core is made of an n-type semiconductor,
상기 반도체층은 p형 반도체로 이루어지고,The semiconductor layer is made of a p-type semiconductor,
상기 투명 전극은 상기 반도체층의 대략 전체를 덮도록 형성되어 있다.The transparent electrode is formed to cover approximately the entirety of the semiconductor layer.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element which concerns on 2nd aspect of this invention,
제 1 도전형의 기판 상에 섬 형상의 촉매 금속층을 형성하는 촉매 금속층 형성 공정과,A catalyst metal layer forming step of forming an island-shaped catalyst metal layer on a first conductive substrate,
상기 섬 형상의 촉매 금속층이 형성된 상기 기판 상에 상기 섬 형상의 촉매 금속층과 상기 기판의 계면으로부터 제 1 도전형의 반도체를 결정 성장(成長)시킴으로써 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하는 반도체 코어 형성 공정과,A semiconductor for forming a rod-shaped first conductive semiconductor core by crystal-growing a first conductive semiconductor from an interface between the island-shaped catalyst metal layer and the substrate on the substrate on which the island-shaped catalyst metal layer is formed. Core forming process,
상기 반도체 코어의 선단에 상기 섬 형상의 촉매 금속층을 유지한 상태에서 상기 반도체 코어의 외주면 및 상기 섬 형상의 촉매 금속층과 상기 반도체 코어의 계면으로부터의 결정 성장에 의해 상기 반도체 코어의 표면을 덮는 제 2 도전형의 반도체층을 형성하는 반도체층 형성 공정과,A second covering the surface of the semiconductor core by crystal growth from an outer circumferential surface of the semiconductor core and an interface between the island-shaped catalyst metal layer and the semiconductor core while the island-like catalyst metal layer is held at the tip of the semiconductor core A semiconductor layer forming step of forming a conductive semiconductor layer,
상기 반도체 코어의 상기 기판측의 외주면을 노출시키는 노출 공정과,An exposure step of exposing an outer circumferential surface of the semiconductor core on the substrate side;
상기 노출 공정에 있어서 노출된 노출 부분을 포함하는 상기 반도체 코어를 상기 기판으로부터 분리하는 분리 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.And a separating step of separating the semiconductor core including the exposed portion exposed in the exposing step from the substrate.
여기서, 「제 1 도전형의 기판」은 제 1 도전형의 반도체로 이루어지는 기판이여도 좋고, 하지 기판 표면에 제 1 도전형의 반도체막이 형성된 것이여도 좋다.Here, the "first conductivity type substrate" may be a substrate made of a first conductivity type semiconductor, or may be one in which a first conductivity type semiconductor film is formed on the surface of the underlying substrate.
상기 구성에 의하면, 제 1 도전형의 기판 상에 섬 형상의 촉매 금속층을 형성한 후, 섬 형상의 촉매 금속층이 형성된 기판 상에 섬 형상의 촉매 금속층과 기판의 계면으로부터 제 1 도전형의 반도체를 결정 성장시킴으로써 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성한다. 그 후, 상기 반도체 코어의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층을 유지한 상태에서 반도체 코어의 외주면 및 섬 형상의 촉매 금속층과 반도체 코어의 계면으로부터의 결정 성장에 의해 반도체 코어의 표면을 덮는 제 2 도전형의 반도체층을 형성한다. 이 때, 반도체 코어의 외주면보다 촉매 금속층과 반도체 코어의 계면으로부터의 결정 성장이 촉진되므로 반도체층은 반도체 코어의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어의 타단측의 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두꺼워진다.According to the above constitution, after the island-shaped catalyst metal layer is formed on the substrate of the first conductivity type, the semiconductor of the first conductivity type is formed from the interface between the island-type catalyst metal layer and the substrate on the substrate on which the island-type catalyst metal layer is formed. By crystal growth, a rod-shaped first conductive semiconductor core is formed. Thereafter, in the state where the island-like catalyst metal layer is held at the tip of the semiconductor core, the second conductivity type covers the surface of the semiconductor core by crystal growth from the outer circumferential surface of the semiconductor core and the interface between the island-shaped catalyst metal layer and the semiconductor core. A semiconductor layer is formed. At this time, since the crystal growth from the interface between the catalyst metal layer and the semiconductor core is promoted more than the outer circumferential surface of the semiconductor core, the axis of the portion covering the end surface of the other end side of the semiconductor core is larger than the thickness in the radial direction of the portion covering the outer circumferential surface of the semiconductor core. The thickness of the direction becomes thicker.
이어서, 상기 반도체 코어의 기판측 외주면을 노출시킨 후, 노출 부분을 포함하는 반도체 코어를, 예컨대 초음파에 의해 기판을 진동시키거나 절단 공구를 이용하거나 해서 기판으로부터 분리한다. 이와 같이 하여 기판으로부터 분리된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어의 노출 부분에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부로부터 광이 방출된다.Then, after exposing the substrate-side outer peripheral surface of the semiconductor core, the semiconductor core including the exposed portion is separated from the substrate by vibrating the substrate by, for example, ultrasonic waves or by using a cutting tool. The rod-shaped structure light emitting device separated from the substrate in this way connects one electrode to the exposed portion of the semiconductor core and the other electrode to the semiconductor layer, thereby connecting the electrons at the pn junction between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the inner circumferential surface of the semiconductor layer. Light is emitted from the pn junction by flowing a current between the electrodes to cause recombination of the holes.
상기 섬 형상의 촉매 금속층을 제거하지 않고 반도체 코어의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층을 유지한 상태에서 반도체 코어의 표면을 덮도록 제 2 도전형의 반도체층을 형성함으로써 촉매 금속층에 의해 결정 성장이 촉진되므로 반도체 코어의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어의 타단측의 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두꺼운 반도체층을 용이하게 형성할 수 있다.Crystal growth is promoted by the catalyst metal layer by forming a second conductive semiconductor layer so as to cover the surface of the semiconductor core while the island-like catalyst metal layer is maintained at the tip of the semiconductor core without removing the island-like catalyst metal layer. Therefore, it is possible to easily form a semiconductor layer whose thickness in the axial direction of the portion covering the end surface of the other end side of the semiconductor core is larger than the thickness in the radial direction of the portion covering the outer circumferential surface of the semiconductor core.
이와 같이 해서, 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. 여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.In this manner, a fine rod-shaped structure light emitting device having a high degree of freedom in mounting to an apparatus can be manufactured. Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano order size having at least a diameter of less than 1 μm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device and to emit light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the light emitting area is wider, a high luminous efficiency and a power saving backlight, lighting device, display device, and the like can be realized.
또한, 본 발명의 제 3 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element which concerns on 3rd aspect of this invention,
제 1 도전형의 기판 상에 섬 형상의 촉매 금속층을 형성하는 촉매 금속층 형성 공정과,A catalyst metal layer forming step of forming an island-shaped catalyst metal layer on a first conductive substrate,
상기 섬 형상의 촉매 금속층이 형성된 상기 기판 상에 상기 섬 형상의 촉매 금속층과 상기 기판의 계면으로부터 제 1 도전형의 반도체를 결정 성장시킴으로써 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하는 반도체 코어 형성 공정과,A semiconductor core forming step of forming a rod-shaped first conductive semiconductor core by crystal-growing a first conductive semiconductor from an interface between the island-shaped catalyst metal layer and the substrate on the substrate on which the island-shaped catalyst metal layer is formed. and,
상기 반도체 코어의 선단에 상기 섬 형상의 촉매 금속층을 유지한 상태에서 상기 반도체 코어의 외주면 및 상기 섬 형상의 촉매 금속층과 상기 반도체 코어의 계면으로부터의 결정 성장에 의해 상기 반도체 코어의 표면을 덮는 양자우물층을 형성하는 양자우물층 형성 공정과,A quantum well covering the surface of the semiconductor core by crystal growth from an outer circumferential surface of the semiconductor core and an interface between the island-shaped catalyst metal layer and the semiconductor core while the island-like catalyst metal layer is held at the tip of the semiconductor core. A quantum well layer forming process of forming a layer,
상기 양자우물층의 표면을 덮는 제 2 도전형의 반도체층을 형성하는 반도체층 형성 공정과,A semiconductor layer forming step of forming a second conductive semiconductor layer covering the surface of the quantum well layer;
상기 반도체 코어의 상기 기판측의 외주면을 노출시키는 노출 공정과,An exposure step of exposing an outer circumferential surface of the semiconductor core on the substrate side;
상기 노출 공정에 있어서 노출된 노출 부분을 포함하는 상기 반도체 코어를 상기 기판으로부터 분리하는 분리 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.And a separating step of separating the semiconductor core including the exposed portion exposed in the exposing step from the substrate.
상기 구성에 의하면, 제 1 도전형의 기판 상에 섬 형상의 촉매 금속층을 형성한 후, 섬 형상의 촉매 금속층이 형성된 기판 상에 섬 형상의 촉매 금속층과 기판의 계면으로부터 제 1 도전형의 반도체를 결정 성장시킴으로써 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성한다. 그 후, 상기 반도체 코어의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층을 유지한 상태에서 반도체 코어의 외주면 및 섬 형상의 촉매 금속층과 반도체 코어의 계면으로부터의 결정 성장에 의해 반도체 코어의 표면을 덮는 양자우물층을 형성한다. 이 때, 반도체 코어의 외주면보다 촉매 금속층과 반도체 코어의 계면으로부터의 결정 성장이 촉진되므로 양자우물층은 반도체 코어의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어의 타단측의 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두꺼워진다.According to the above constitution, after the island-shaped catalyst metal layer is formed on the substrate of the first conductivity type, the semiconductor of the first conductivity type is formed from the interface between the island-type catalyst metal layer and the substrate on the substrate on which the island-type catalyst metal layer is formed. By crystal growth, a rod-shaped first conductive semiconductor core is formed. Thereafter, the quantum well layer covering the surface of the semiconductor core by crystal growth from the interface between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the island-shaped catalyst metal layer and the semiconductor core while the island-like catalyst metal layer is held at the tip of the semiconductor core. Form. At this time, crystal growth from the interface between the catalyst metal layer and the semiconductor core is promoted more than the outer circumferential surface of the semiconductor core, so that the quantum well layer covers the end surface of the other end side of the semiconductor core rather than the thickness of the radial direction of the portion covering the outer circumferential surface of the semiconductor core. The thickness in the axial direction becomes thicker.
이어서, 상기 양자우물층의 표면을 덮는 제 2 도전형의 반도체층을 형성하고, 반도체 코어의 기판측 외주면을 노출시킨다. 상기 반도체 코어의 기판측 외주면을 노출시킨 후, 노출 부분을 포함하는 반도체 코어를, 예컨대 초음파에 의해 기판을 진동시키거나 절단 공구를 이용하거나 해서 기판으로부터 분리한다. 이와 같이 하여 기판으로부터 분리된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어의 노출 부분에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부로부터 광이 방출된다.Subsequently, a second conductive semiconductor layer covering the surface of the quantum well layer is formed, and the outer peripheral surface of the substrate side of the semiconductor core is exposed. After exposing the substrate-side outer circumferential surface of the semiconductor core, the semiconductor core including the exposed portion is separated from the substrate by vibrating the substrate by, for example, ultrasonic waves or by using a cutting tool. The rod-shaped structure light emitting device separated from the substrate in this way connects one electrode to the exposed portion of the semiconductor core and the other electrode to the semiconductor layer, thereby connecting the electrons at the pn junction between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the inner circumferential surface of the semiconductor layer. Light is emitted from the pn junction by flowing a current between the electrodes to cause recombination of the holes.
상기 섬 형상의 촉매 금속층을 제거하지 않고 반도체 코어의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층을 유지한 상태에서 반도체 코어의 표면을 덮도록 양자우물층을 형성함으로써 촉매 금속층에 의해 결정 성장이 촉진되므로 반도체 코어의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어의 타단측의 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두꺼운 양자우물층을 용이하게 형성할 수 있다.Crystal growth is promoted by the catalyst metal layer by forming a quantum well layer so as to cover the surface of the semiconductor core while the island-like catalyst metal layer is maintained at the tip of the semiconductor core without removing the island-like catalyst metal layer. A quantum well layer having a larger thickness in the axial direction of the portion covering the end surface on the other end side of the semiconductor core than the thickness in the radial direction of the portion covering the outer circumferential surface can be easily formed.
이와 같이 하여, 상기 제 2 및 제 3 측면에 의한 제조 방법에 의해 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. 여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.In this manner, the fine rod-shaped structure light emitting device having a high degree of freedom in mounting to the device can be manufactured by the manufacturing method according to the second and third aspects. Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano order size having at least a diameter of less than 1 μm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device and to emit light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the light emitting area is wider, a high luminous efficiency and a power saving backlight, lighting device, display device, and the like can be realized.
본 발명의 제 4 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자는,The rod-shaped structure light emitting device according to the fourth aspect of the present invention,
봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와,A rod-shaped first conductive semiconductor core,
상기 반도체 코어의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층과,A cap layer covering one end surface of the semiconductor core,
상기 캡층으로 덮여진 상기 반도체 코어의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분이 되도록 상기 반도체 코어의 상기 노출 부분 이외의 부분의 외주면을 덮는 제 2 도전형의 반도체층을 구비하고,A second conductive semiconductor layer covering an outer circumferential surface of a portion other than the exposed portion of the semiconductor core so as to be an exposed portion without covering a portion opposite to the portion of the semiconductor core covered with the cap layer,
상기 캡층은 상기 반도체층보다 전기 저항이 큰 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The cap layer is made of a material having a larger electrical resistance than the semiconductor layer.
상기 구성에 의하면, 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어의 한쪽의 끝면을 캡층에 의해 덮음과 아울러, 캡층으로 덮여진 반도체 코어의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분이 되도록 반도체 코어의 노출 부분 이외의 부분의 외주면을 제 2 도전형의 반도체층에 의해 덮음으로써 마이크로 오더 사이즈나 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자이여도 반도체 코어의 노출 부분을 한쪽의 전극에 접속하고 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분에 다른쪽의 전극을 접속할 수 있게 된다. 이 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어의 노출 부분에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면의 계면(pn 접합부)에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면의 계면(pn 접합부)으로부터 광이 방출된다. 이 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 측면 전체로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높다. 또한, 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면 사이에 양자우물층을 형성해도 좋다.According to the said structure, while covering one end surface of the rod-shaped 1st conductivity type semiconductor core with a cap layer, it exposes a semiconductor core so that it may become an exposed part, without covering the part on the opposite side to the part of the semiconductor core covered with the cap layer. By covering the outer circumferential surface of the portions other than the portions with the second conductive semiconductor layer, even when the micro rod size or the nano rod size is a fine rod-shaped structure light emitting device, the exposed portion of the semiconductor core is connected to one electrode to cover the semiconductor core. The other electrode can be connected to the portion of the semiconductor layer. The rod-shaped structure light emitting device reconnects electrons and holes at an interface (pn junction) between an outer peripheral surface of the semiconductor core and an inner peripheral surface of the semiconductor layer by connecting one electrode to an exposed portion of the semiconductor core and the other electrode to the semiconductor layer. By causing a current to flow between the electrodes, light is emitted from the interface (pn junction) between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the inner circumferential surface of the semiconductor layer. In this rod-shaped structure light emitting device, light is emitted from the entire side surface of the semiconductor core covered with the semiconductor layer, so that the light emitting area is widened, so that the light emitting efficiency is high. Further, a quantum well layer may be formed between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the inner circumferential surface of the semiconductor layer.
또한, 반도체층보다 전기 저항이 큰 재료로 이루어지는 캡층이 반도체 코어의 한쪽의 끝면을 덮음으로써 반도체 코어의 캡층측에 접속된 전극과 반도체 코어 사이에서 캡층을 통해서 전류가 흐르지 않도록 하는 한편, 캡층보다 저항이 낮은 반도체층을 통해서 전극과 반도체 코어의 외주면측 사이에서 전류가 흐르도록 한다. 이것에 의해, 상기 반도체 코어의 캡층이 설치된 측의 끝면으로의 전류 집중을 억제해서 그 반도체 코어의 끝면에 발광이 집중되지 않고 반도체 코어의 측면으로부터의 광의 인출 효율이 향상된다.In addition, the cap layer made of a material having a higher electrical resistance than the semiconductor layer covers one end surface of the semiconductor core so that no current flows through the cap layer between the electrode and the semiconductor core connected to the cap layer side of the semiconductor core, while the resistance is higher than that of the cap layer. Through this low semiconductor layer, current flows between the electrode and the outer peripheral surface side of the semiconductor core. As a result, current concentration to the end face of the side where the cap layer of the semiconductor core is provided is suppressed, so that light emission is not concentrated on the end face of the semiconductor core, and the light extraction efficiency from the side surface of the semiconductor core is improved.
따라서, 간단한 구성이고 전극 접속이 용이하게 가능한 발광 효율이 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다. 이 봉형상 구조 발광 소자는 기판과 일체가 아니므로 장치로의 실장의 자유도가 높다.Therefore, a fine rod-shaped light emitting device having a simple structure and high light emission efficiency capable of easily connecting electrodes can be realized. Since the rod-shaped light emitting element is not integral with the substrate, it has a high degree of freedom in mounting to the device.
일실시형태에서는 상기 노출 부분을 제외한 상기 반도체 코어의 외주면과 상기 캡층의 외주면이 연속한 상기 반도체층에 의해 덮여져 있다.In one embodiment, the outer peripheral surface of the semiconductor core except the exposed portion and the outer peripheral surface of the cap layer are covered by the continuous semiconductor layer.
일실시형태에서는 상기 캡층은 절연성 재료로 이루어진다.In one embodiment, the cap layer is made of an insulating material.
일실시형태에서는 상기 캡층은 진성 반도체(intrinsic semiconductor)로 이루어진다.In one embodiment, the cap layer is made of an intrinsic semiconductor.
일실시형태에서는 상기 캡층은 제 1 도전형의 반도체로 이루어진다.In one embodiment, the cap layer is made of a semiconductor of a first conductivity type.
일실시형태에서는 상기 캡층은 제 2 도전형의 반도체로 이루어진다.In one embodiment, the cap layer is made of a semiconductor of the second conductivity type.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 끝면과 상기 캡층 사이에 양자우물층이 형성되어 있다.In one embodiment, a quantum well layer is formed between the end surface of the semiconductor core and the cap layer.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 외주면과 상기 반도체층 사이에 양자우물층이 형성되어 있다.In one embodiment, a quantum well layer is formed between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the semiconductor layer.
일실시형태에서는 상기 노출 부분을 제외한 상기 반도체 코어의 외주면과 상기 캡층의 외주면이 연속한 상기 양자우물층에 의해 덮여져 있다.In one embodiment, the outer circumferential surface of the semiconductor core except the exposed portion and the outer circumferential surface of the cap layer are covered by the continuous quantum well layer.
일실시형태에서는 상기 반도체층을 덮도록 상기 반도체층보다 저항이 낮은 도전층이 형성되어 있다.In one embodiment, a conductive layer having a lower resistance than the semiconductor layer is formed to cover the semiconductor layer.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 일단측의 상기 노출 부분에 제 1 전극이 접속되고, 상기 반도체 코어의 상기 캡층이 설치된 타단측에서 상기 반도체층에 제 2 전극이 접속되어 있다.In one embodiment, a first electrode is connected to the exposed portion on one end side of the semiconductor core, and a second electrode is connected to the semiconductor layer on the other end side where the cap layer of the semiconductor core is provided.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 일단측의 상기 노출 부분에 제 1 전극이 접속되고, 상기 반도체 코어의 상기 캡층이 설치된 타단측에서 상기 반도체층 또는 상기 도전층의 적어도 상기 도전층에 제 2 전극이 접속되어 있다.In one embodiment, a first electrode is connected to the exposed portion on one end side of the semiconductor core, and a second electrode is provided on at least the conductive layer of the semiconductor layer or the conductive layer on the other end side where the cap layer of the semiconductor core is provided. Connected.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 지름이 500㎚ 이상 또한 100㎛ 이하이다.In one embodiment, the diameter of the said semiconductor core is 500 nm or more and 100 micrometers or less.
또한, 본 발명의 제 5 측면에 의한 발광 장치에서는,In the light emitting device according to the fifth aspect of the present invention,
상기 어느 하나의 봉형상 구조 발광 소자와,Any one of the rod-shaped structure light emitting elements,
상기 봉형상 구조 발광 소자의 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 상기 봉형상 구조 발광 소자가 실장된 기판을 구비하고,The board | substrate with which the said rod-shaped structure light emitting element was mounted so that the longitudinal direction of the said rod-shaped structure light emitting element may become parallel to a mounting surface,
상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 전극이 형성되고,Electrodes are formed on the substrate at predetermined intervals,
상기 기판 상의 한쪽의 상기 전극에 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 반도체 코어의 일단측의 상기 노출 부분이 접속됨과 아울러, 상기 기판 상의 다른쪽의 상기 전극에 상기 반도체 코어의 상기 캡층이 설치된 타단측의 상기 반도체층이 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.On the other end side of the rod-shaped structured light emitting device, the exposed portion on one end side of the semiconductor core is connected to the electrode on the substrate, and the cap layer of the semiconductor core is provided on the other electrode on the substrate. The semiconductor layer is connected.
상기 구성에 의하면, 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 기판에 실장된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층의 외주면과 기판의 실장면이 접촉되므로 봉형상 구조 발광 소자에서 발생된 열을 반도체층으로부터 기판으로 효율 좋게 방열할 수 있다. 따라서, 발광 효율이 높고 또한 방열성이 좋은 발광 장치를 실현할 수 있다. 또한, 상기 발광 장치에서는 기판 상에 봉형상 구조 발광 소자를 옆으로 눕혀서 배치하고 있으므로 기판을 포함한 두께를 얇게 할 수 있다. 상기 발광 장치에 있어서, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 이 발광 장치를 이용해서 박형화와 경량화가 가능한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the above configuration, in the rod-shaped structured light emitting device mounted on the substrate so that the longitudinal direction thereof becomes parallel to the mounting surface, the heat generated in the rod-shaped structured light emitting device is transferred from the semiconductor layer since the outer peripheral surface of the semiconductor layer is in contact with the mounting surface of the substrate. It is possible to radiate heat efficiently. Therefore, a light emitting device having high luminous efficiency and good heat dissipation can be realized. Further, in the above light emitting device, since the rod-shaped structure light emitting element is laid sideways on the substrate, the thickness including the substrate can be reduced. In the above light emitting device, for example, the amount of a semiconductor to be used by using a micro rod size of 1 μm in diameter and 10 μm in length or a fine rod-shaped structure light emitting element having a nano order size of at least one of diameters or lengths is less than 1 μm. By using the light emitting device, a backlight, a lighting device, a display device, and the like, which can be made thinner and lighter, can be realized.
또한, 본 발명의 제 6 측면에 의한 발광 장치에서는,In the light emitting device according to the sixth aspect of the present invention,
상기 반도체층을 덮도록 상기 반도체층보다 저항이 낮은 도전층을 형성한 상기 봉형상 구조 발광 소자와,The rod-shaped structure light emitting device in which a conductive layer having a lower resistance than the semiconductor layer is formed to cover the semiconductor layer;
상기 봉형상 구조 발광 소자의 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 상기 봉형상 구조 발광 소자가 실장된 기판을 구비하고,The board | substrate with which the said rod-shaped structure light emitting element was mounted so that the longitudinal direction of the said rod-shaped structure light emitting element may become parallel to a mounting surface,
상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 전극이 형성되고,Electrodes are formed on the substrate at predetermined intervals,
상기 기판 상의 한쪽의 상기 전극에 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 반도체 코어의 일단측의 상기 노출 부분이 접속됨과 아울러,The exposed portion on one end side of the semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting device is connected to one of the electrodes on the substrate,
상기 기판 상의 다른쪽의 상기 전극에 상기 반도체 코어의 상기 캡층이 설치된 타단측의 상기 도전층이 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.The said conductive layer of the other end side in which the said cap layer of the said semiconductor core was provided is connected to the said other electrode on the said board | substrate, It is characterized by the above-mentioned.
상기 구성에 의하면, 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 기판에 실장된 봉형상 구조 발광 소자는 도전층의 외주면과 기판의 실장면이 접촉되므로 봉형상 구조 발광 소자에서 발생된 열을 도전층으로부터 기판으로 효율 좋게 방열할 수 있다. 따라서, 발광 효율이 높고 또한 방열성이 좋은 발광 장치를 실현할 수 있다. 또한, 상기 발광 장치에서는 기판 상에 봉형상 구조 발광 소자를 옆으로 눕혀서 배치하고 있으므로 기판을 포함한 두께를 얇게 할 수 있다. 상기 발광 장치에 있어서, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 이 발광 장치를 이용해서 박형화와 경량화가 가능한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the above configuration, in the rod-shaped structured light emitting device mounted on the substrate so that the longitudinal direction thereof becomes parallel to the mounting surface, heat generated in the rod-shaped structured light emitting device is transferred from the conductive layer to the substrate since the outer circumferential surface of the conductive layer contacts the mounting surface of the substrate. It is possible to radiate heat efficiently. Therefore, a light emitting device having high luminous efficiency and good heat dissipation can be realized. Further, in the above light emitting device, since the rod-shaped structure light emitting element is laid sideways on the substrate, the thickness including the substrate can be reduced. In the above light emitting device, for example, the amount of a semiconductor to be used by using a micro rod size of 1 μm in diameter and 10 μm in length or a fine rod-shaped structure light emitting element having a nano order size of at least one of diameters or lengths is less than 1 μm. By using the light emitting device, a backlight, a lighting device, a display device, and the like, which can be made thinner and lighter, can be realized.
일실시형태에서는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 도전층 위 또한 상기 기판측에 상기 반도체층보다 저항이 낮은 제 2 도전층이 형성되어 있다.In one embodiment, a second conductive layer having a lower resistance than the semiconductor layer is formed on the conductive layer of the rod-shaped light emitting device and on the substrate side.
일실시형태에서는 상기 기판 상의 상기 전극간 또한 상기 봉형상 구조 발광 소자의 하측에 금속부가 형성되어 있다.In one embodiment, a metal part is formed between the said electrodes on the said board | substrate and below the said rod-shaped structure light emitting element.
일실시형태에서는, 상기 금속부는 상기 봉형상 구조 발광 소자마다 상기 기판 상에 형성되고, 서로 인접하는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 금속부는 전기적으로 절연되어 있다.In one embodiment, the metal portions are formed on the substrate for each of the rod-shaped structure light emitting elements, and the metal portions of the rod-shaped structure light emitting elements adjacent to each other are electrically insulated.
또한, 본 발명의 제 7 측면에 의한 발광 장치의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the light emitting device by 7th aspect of this invention,
상기 어느 하나의 상기 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 제조 방법으로서,As the manufacturing method of the light-emitting device provided with any one of said rod-shaped structure light emitting elements,
독립된 전위가 각각 부여되는 2개 이상의 전극을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판을 작성하는 기판 작성 공정과,A substrate creation step of creating an insulating substrate on which an array region of two or more electrodes to which independent potentials are applied is formed;
상기 절연성 기판 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 상기 봉형상 구조 발광 소자를 포함한 액체를 도포하는 도포 공정과,A coating step of applying a liquid including the rod-shaped structure light emitting device having a nano order size or micro order size on the insulating substrate,
상기 2개 이상의 전극에 상기 독립된 전압을 각각 인가해서 상기 봉형상 구조 발광 소자를 상기 2개 이상의 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시키는 배열 공정을 갖는다.The independent voltage is applied to each of the two or more electrodes, thereby arranging the rod-shaped structure light emitting element at a position defined by the two or more electrodes.
상기 구성에 의하면, 독립된 전위가 각각 부여되는 2개 이상의 전극을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판을 작성하고, 그 절연성 기판 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 상기 봉형상 구조 발광 소자를 포함한 액체를 도포한다. 그 후, 적어도 상기 2개의 전극에 독립된 전압을 각각 인가해서 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 2개 이상의 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시킨다. 이것에 의해, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 소정의 기판 상에 용이하게 배열시킬 수 있다.According to the said structure, the insulating substrate in which the array area | region formed by the unit of two or more electrodes provided with independent electric potentials each is formed is created, and the said rod-shaped structure light emitting element of nano order size or micro order size is included on this insulating substrate. Apply the liquid. Thereafter, independent voltages are applied to at least the two electrodes, respectively, to arrange the fine rod-shaped structure light emitting elements at positions defined by the two or more electrodes. Thereby, the rod-shaped structure light emitting element can be easily arranged on a predetermined substrate.
또한, 상기 발광 장치의 제조 방법에서는 미세한 봉형상 구조 발광 소자만을 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있음과 아울러, 박형화와 경량화가 가능한 발광 장치를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 측면 전체로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 발광 장치를 실현할 수 있다.In addition, in the method of manufacturing the light emitting device, by using only a fine rod-shaped light emitting device, the amount of semiconductor used can be reduced, and the light emitting device can be made thinner and lighter. In addition, since the rod-shaped light emitting device emits light from the entire side surface of the semiconductor core covered with the semiconductor layer, the light emitting area is widened, thereby achieving a light emitting device having high luminous efficiency and power saving.
본 발명의 제 8 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자는,The rod-shaped structure light emitting device according to the eighth aspect of the present invention,
봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와,A rod-shaped first conductive semiconductor core,
상기 반도체 코어의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분이 되도록 상기 반도체 코어의 상기 노출 부분 이외의 부분을 덮는 제 2 도전형의 반도체층을 구비하고,And a second conductive semiconductor layer covering a portion other than the exposed portion of the semiconductor core so as to be an exposed portion without covering a portion on one end side of the semiconductor core,
상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여져 있지 않은 상기 노출 부분의 외주면과 상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여진 피복 부분의 외주면 사이에 단차부를 형성한 것을 특징으로 한다.A stepped portion is formed between the outer circumferential surface of the exposed portion not covered with the semiconductor layer of the semiconductor core and the outer circumferential surface of the covered portion covered with the semiconductor layer of the semiconductor core.
상기 구성에 의하면, 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분이 되도록 반도체 코어의 노출 부분 이외의 피복 부분을 제 2 도전형의 반도체층에 의해 덮음으로써 마이크로 오더 사이즈나 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자이여도 반도체 코어의 노출 부분을 한쪽의 전극에 접속하고 반도체 코어의 피복 부분을 덮는 반도체층에 다른쪽의 전극을 접속할 수 있게 된다. 이 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어의 노출 부분에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면의 계면(pn 접합부)에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면의 계면(pn 접합부)으로부터 광이 방출된다. 이 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 측면 전체로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높다. 또한, 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면 사이에 양자우물층을 형성해도 좋다.According to the above configuration, the microorder size is covered by covering the coating portions other than the exposed portions of the semiconductor core with the second conductive semiconductor layer so as to be exposed portions without covering the portions on one end side of the rod-shaped first conductive semiconductor core. Even in the case of a fine rod-shaped structure light emitting device having a nano order size, the exposed portion of the semiconductor core can be connected to one electrode and the other electrode can be connected to the semiconductor layer covering the coating portion of the semiconductor core. The rod-shaped structure light emitting device reconnects electrons and holes at an interface (pn junction) between an outer peripheral surface of the semiconductor core and an inner peripheral surface of the semiconductor layer by connecting one electrode to an exposed portion of the semiconductor core and the other electrode to the semiconductor layer. By causing a current to flow between the electrodes, light is emitted from the interface (pn junction) between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the inner circumferential surface of the semiconductor layer. In this rod-shaped structure light emitting device, light is emitted from the entire side surface of the semiconductor core covered with the semiconductor layer, so that the light emitting area is widened, so that the light emitting efficiency is high. Further, a quantum well layer may be formed between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the inner circumferential surface of the semiconductor layer.
따라서, 간단한 구성으로 전극 접속이 용이하게 가능한 발광 효율이 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다. 이 봉형상 구조 발광 소자는 기판과 일체가 아니므로 장치로의 실장의 자유도가 높다.Therefore, a fine rod-shaped light emitting device having a high luminous efficiency that can be easily connected to electrodes with a simple configuration can be realized. Since the rod-shaped light emitting element is not integral with the substrate, it has a high degree of freedom in mounting to the device.
또한, 상기 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있지 않은 노출 부분의 외주면과 반도체 코어의 반도체층으로 덮여진 피복 부분의 외주면 사이에 단차부를 형성함으로써 반도체 코어의 노출 부분의 외주면과 피복 부분의 외주면이 일치해서 단차가 없는 경우에 비해서 반도체 코어의 노출 부분과 반도체층의 경계에 형성된 단차부에 의해 반도체층의 끝면의 위치가 결정되어 제조시에 경계 위치의 편차를 억제할 수 있다. 여기서, 상기 반도체 코어의 노출 부분은 피복 부분보다 작은 지름이여도 좋고 큰 지름이여도 좋다. 또한, 상기 단차부에 의해 반도체 코어의 노출 부분의 외주면과 반도체층의 거리를 멀게 할 수 있으므로 반도체 코어의 노출 부분에 전극을 접속할 경우에 전극과 반도체층 사이의 단락이나 누설 전류의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 상기 반도체 코어의 노출 부분의 외주면과 피복 부분의 외주면의 경계에 형성된 단차부로부터 외부로 광이 인출되기 쉬워지므로 광의 인출 효율이 향상된다. 또한, 상기 반도체 코어의 피복 부분보다 노출 부분의 지름이 큰 경우에는 반도체 코어의 노출 부분에 접속되는 전극과의 접촉면이 크게 취해지므로 콘택트 저항을 낮출 수 있다.Further, by forming a step between the outer circumferential surface of the exposed portion not covered with the semiconductor layer of the semiconductor core and the outer circumferential surface of the coated portion covered with the semiconductor layer of the semiconductor core, the outer circumferential surface of the exposed portion of the semiconductor core coincides with the outer circumferential surface of the coated portion. As compared with the case where there is no step, the position of the end surface of the semiconductor layer is determined by the stepped portion formed at the boundary between the exposed portion of the semiconductor core and the semiconductor layer, whereby the deviation of the boundary position can be suppressed at the time of manufacture. Here, the exposed portion of the semiconductor core may be a smaller diameter or a larger diameter than the coated portion. In addition, the distance between the outer circumferential surface of the exposed portion of the semiconductor core and the semiconductor layer can be increased by the stepped portion. Therefore, when the electrode is connected to the exposed portion of the semiconductor core, short circuit or leakage current between the electrode and the semiconductor layer can be suppressed. Can be. In addition, since light tends to be drawn out from the stepped portion formed at the boundary between the outer circumferential surface of the exposed portion of the semiconductor core and the outer circumferential surface of the covering portion, the light extraction efficiency is improved. In addition, when the diameter of the exposed portion is larger than the covering portion of the semiconductor core, the contact surface with the electrode connected to the exposed portion of the semiconductor core is taken large, so that the contact resistance can be lowered.
여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 발광 장치, 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano order size having at least a diameter of less than 1 μm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductors used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device, and to provide high luminous efficiency, power saving light emitting device, backlight, lighting device and display device. Etc. can be realized.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 상기 피복 부분의 길이 방향에 직교하는 단면의 외주 길이보다 상기 반도체 코어의 상기 노출 부분의 길이 방향에 직교하는 단면의 외주 길이가 짧다.In one embodiment, the outer peripheral length of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the exposed portion of the semiconductor core is shorter than the outer peripheral length of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the coating portion of the semiconductor core.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 상기 피복 부분의 길이 방향에 직교하는 단면이 다각 형상이다.In one embodiment, the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the said coating part of the said semiconductor core is polygonal shape.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 상기 노출 부분의 길이 방향에 직교하는 단면의 형상과 상기 반도체 코어의 상기 피복 부분의 길이 방향에 직교하는 단면의 형상이 다르다.In one embodiment, the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the said exposed part of the said semiconductor core differs from the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the said coating part of the said semiconductor core.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 상기 노출 부분의 길이 방향에 직교하는 단면이 대략 원형상이다.In one embodiment, the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the exposed portion of the semiconductor core is substantially circular.
일실시형태에서는, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 상기 반도체 코어의 상기 단차부와 그 단차부측의 상기 반도체층의 끝면을 덮도록, 또한, 상기 반도체 코어의 상기 노출 부분의 상기 단차부측을 덮도록 형성된 절연층을 구비하고 있다.In one embodiment, the rod-shaped structure light emitting element is formed to cover the stepped portion of the semiconductor core and the end surface of the semiconductor layer on the side of the stepped portion, and to cover the stepped side of the exposed portion of the semiconductor core. An insulating layer is provided.
일실시형태에서는, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 상기 반도체층을 덮도록 형성되며 상기 반도체층보다 전기 저항이 낮은 재료로 이루어지는 도전층을 구비하고 있다.In one embodiment, the rod-shaped structure light emitting element is formed to cover the semiconductor layer and includes a conductive layer made of a material having a lower electrical resistance than the semiconductor layer.
일실시형태에서는, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 상기 반도체 코어와 상기 반도체층 사이에 형성된 양자우물층을 구비하고 있다.In one embodiment, the rod-shaped structure light emitting device includes a quantum well layer formed between the semiconductor core and the semiconductor layer.
일실시형태에서는, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 상기 반도체 코어의 상기 노출 부분과는 반대측의 끝면을 덮도록 형성된 캡층을 구비하고, 상기 캡층은 상기 반도체층보다 전기 저항이 큰 재료로 이루어진다.In one embodiment, the rod-shaped structure light emitting device has a cap layer formed to cover an end surface on the opposite side of the exposed portion of the semiconductor core, and the cap layer is made of a material having a higher electrical resistance than the semiconductor layer.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 지름이 500㎚ 이상 또한 100㎛ 이하이다.In one embodiment, the diameter of the said semiconductor core is 500 nm or more and 100 micrometers or less.
또한, 본 발명의 제 9 측면에 의한 발광 장치에서는,In the light emitting device according to the ninth aspect of the present invention,
상기 어느 하나의 봉형상 구조 발광 소자와,Any one of the rod-shaped structure light emitting elements,
상기 봉형상 구조 발광 소자의 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 상기 봉형상 구조 발광 소자가 실장된 기판을 구비하고,The board | substrate with which the said rod-shaped structure light emitting element was mounted so that the longitudinal direction of the said rod-shaped structure light emitting element may become parallel to a mounting surface,
상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 전극이 형성되고,Electrodes are formed on the substrate at predetermined intervals,
상기 기판 상의 한쪽의 상기 전극에 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 반도체 코어의 일단측의 상기 노출 부분이 접속됨과 아울러, 상기 기판 상의 다른쪽의 상기 전극에 상기 반도체 코어의 타단측의 상기 반도체층이 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.The exposed portion on one end side of the semiconductor core of the rod-shaped light emitting element is connected to one electrode on the substrate, and the semiconductor layer on the other end side of the semiconductor core is connected to the other electrode on the substrate. It is characterized by being connected.
상기 구성에 의하면, 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 기판에 실장된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층의 외주면과 기판의 실장면이 접촉되므로 봉형상 구조 발광 소자에서 발생된 열을 반도체층으로부터 기판으로 효율 좋게 방열할 수 있다. 따라서, 발광 효율이 높고 또한 방열성이 좋은 발광 장치를 실현할 수 있다. 또한, 상기 발광 장치에서는 기판 상에 봉형상 구조 발광 소자를 옆으로 눕혀서 배치하고 있으므로 기판을 포함한 두께를 얇게 할 수 있다. 상기 발광 장치에 있어서, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 이 발광 장치를 이용해서 박형화와 경량화가 가능한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the above configuration, in the rod-shaped structured light emitting device mounted on the substrate so that the longitudinal direction thereof becomes parallel to the mounting surface, the heat generated in the rod-shaped structured light emitting device is transferred from the semiconductor layer since the outer peripheral surface of the semiconductor layer is in contact with the mounting surface of the substrate. It is possible to radiate heat efficiently. Therefore, a light emitting device having high luminous efficiency and good heat dissipation can be realized. Further, in the above light emitting device, since the rod-shaped structure light emitting element is laid sideways on the substrate, the thickness including the substrate can be reduced. In the above light emitting device, for example, the amount of a semiconductor to be used by using a micro rod size of 1 μm in diameter and 10 μm in length or a fine rod-shaped structure light emitting element having a nano order size of at least one of diameters or lengths is less than 1 μm. By using the light emitting device, a backlight, a lighting device, a display device, and the like, which can be made thinner and lighter, can be realized.
또한, 본 발명의 제 10 측면에 의한 발광 장치에서는,In the light emitting device according to the tenth aspect of the present invention,
상기 반도체층을 덮도록 형성된 도전층을 구비한 봉형상 구조 발광 소자와,A rod-shaped structure light emitting device having a conductive layer formed to cover the semiconductor layer;
상기 봉형상 구조 발광 소자의 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 상기 봉형상 구조 발광 소자가 실장된 기판을 구비하고,The board | substrate with which the said rod-shaped structure light emitting element was mounted so that the longitudinal direction of the said rod-shaped structure light emitting element may become parallel to a mounting surface,
상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 전극이 형성되고,Electrodes are formed on the substrate at predetermined intervals,
상기 기판 상의 한쪽의 상기 전극에 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 반도체 코어의 일단측의 상기 노출 부분이 접속됨과 아울러, 상기 기판 상의 다른쪽의 상기 전극에 상기 반도체 코어의 타단측의 상기 도전층이 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.The exposed portion on one end side of the semiconductor core of the rod-shaped light emitting element is connected to one electrode on the substrate, and the conductive layer on the other end side of the semiconductor core is connected to the other electrode on the substrate. It is characterized by being connected.
상기 실시형태에 의하면, 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 기판에 실장된 봉형상 구조 발광 소자는 도전층의 외주면과 기판의 실장면이 접촉되므로 봉형상 구조 발광 소자에서 발생된 열을 도전층으로부터 기판으로 효율 좋게 방열할 수 있다. 따라서, 발광 효율이 높고 또한 방열성이 좋은 발광 장치를 실현할 수 있다. 또한, 상기 발광 장치에서는 기판 상에 봉형상 구조 발광 소자를 옆으로 눕혀서 배치하고 있으므로 기판을 포함한 두께를 얇게 할 수 있다. 상기 발광 장치에 있어서, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 이 발광 장치를 이용해서 박형화와 경량화가 가능한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the above embodiment, in the rod-shaped structure light emitting element mounted on the substrate so that the longitudinal direction thereof becomes parallel to the mounting surface, the heat generated in the rod-shaped structure light emitting element is transferred from the conductive layer because the outer circumferential surface of the conductive layer and the mounting surface of the substrate are in contact with each other. It is possible to radiate heat efficiently to the substrate. Therefore, a light emitting device having high luminous efficiency and good heat dissipation can be realized. Further, in the above light emitting device, since the rod-shaped structure light emitting element is laid sideways on the substrate, the thickness including the substrate can be reduced. In the above light emitting device, for example, the amount of a semiconductor to be used by using a micro rod size of 1 μm in diameter and 10 μm in length or a fine rod-shaped structure light emitting element having a nano order size of at least one of diameters or lengths is less than 1 μm. By using the light emitting device, a backlight, a lighting device, a display device, and the like, which can be made thinner and lighter, can be realized.
일실시형태에서는, 상기 발광 장치는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 도전층상 또한 상기 기판측에 형성되며 상기 반도체층보다 전기 저항이 낮은 재료로 이루어지는 제 2 도전층을 구비하고 있다.In one embodiment, the light emitting device includes a second conductive layer formed of a material having a lower electrical resistance than the semiconductor layer and formed on the substrate side of the rod-shaped structure light emitting element.
일실시형태에서는, 상기 발광 장치는 상기 기판 상의 상기 전극간 또한 상기 봉형상 구조 발광 소자의 하측에 형성된 금속부를 구비하고 있다.In one embodiment, the light emitting device includes a metal portion formed between the electrodes on the substrate and below the rod-shaped structure light emitting element.
일실시형태에서는, 상기 금속부는 상기 봉형상 구조 발광 소자마다 상기 기판 상에 형성되고, 서로 인접하는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 금속부는 전기적으로 절연되어 있다.In one embodiment, the metal portions are formed on the substrate for each of the rod-shaped structure light emitting elements, and the metal portions of the rod-shaped structure light emitting elements adjacent to each other are electrically insulated.
또한, 본 발명의 제 11 측면에 의한 발광 장치의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the light emitting device by 11th aspect of this invention,
상기 어느 하나의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 제조 방법으로서,As the manufacturing method of the light-emitting device provided with any one of said rod-shaped structure light emitting elements,
독립된 전위가 각각 부여되는 2개 이상의 전극을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판을 작성하는 기판 작성 공정과,A substrate creation step of creating an insulating substrate on which an array region of two or more electrodes to which independent potentials are applied is formed;
상기 절연성 기판 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 상기 봉형상 구조 발광 소자를 포함한 액체를 도포하는 도포 공정과,A coating step of applying a liquid including the rod-shaped structure light emitting device having a nano order size or micro order size on the insulating substrate,
상기 2개 이상의 전극에 상기 독립된 전압을 각각 인가해서 상기 봉형상 구조 발광 소자를 상기 2개 이상의 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시키는 배열 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.And an array step of arranging the rod-shaped structure light emitting elements at positions defined by the two or more electrodes by applying the independent voltages to the two or more electrodes, respectively.
상기 구성에 의하면, 독립된 전위가 각각 부여되는 2개 이상의 전극을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판을 작성하고, 그 절연성 기판 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 상기 봉형상 구조 발광 소자를 포함한 액체를 도포한다. 그 후, 적어도 상기 2개의 전극에 독립된 전압을 각각 인가해서 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 2개 이상의 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시킨다. 이것에 의해, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 소정의 기판 상에 용이하게 배열시킬 수 있다.According to the said structure, the insulating substrate in which the array area | region formed by the unit of two or more electrodes provided with independent electric potentials each is formed is created, and the said rod-shaped structure light emitting element of nano order size or micro order size is included on this insulating substrate. Apply the liquid. Thereafter, independent voltages are applied to at least the two electrodes, respectively, to arrange the fine rod-shaped structure light emitting elements at positions defined by the two or more electrodes. Thereby, the rod-shaped structure light emitting element can be easily arranged on a predetermined substrate.
또한, 상기 발광 장치의 제조 방법에서는 미세한 봉형상 구조 발광 소자만을 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있음과 아울러, 박형화와 경량화가 가능한 발광 장치를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 측면 전체로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 발광 장치를 실현할 수 있다.In addition, in the method of manufacturing the light emitting device, by using only a fine rod-shaped light emitting device, the amount of semiconductor used can be reduced, and the light emitting device can be made thinner and lighter. In addition, since the rod-shaped light emitting device emits light from the entire side surface of the semiconductor core covered with the semiconductor layer, the light emitting area is widened, thereby achieving a light emitting device having high luminous efficiency and power saving.
또한, 본 발명의 제 12 측면에 의한 백라이트는 상기 제 1, 제 4, 제 8 측면 중 어느 하나의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the backlight according to the twelfth aspect of the present invention includes the rod-shaped light emitting device of any one of the first, fourth, and eighth aspects.
상기 구성에 의하면, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트를 실현할 수 있다.According to the above structure, by using the rod-shaped structure light emitting device, it is possible to realize a thinner, lighter weight, high luminous efficiency and a power saving backlight.
또한, 본 발명의 제 13 측면에 의한 조명 장치는 상기 제 1, 제 4, 제 8 측면 중 어느 하나의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the lighting apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention includes the rod-shaped structure light emitting device of any one of the first, fourth, and eighth aspects.
상기 구성에 의하면, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 조명 장치를 실현할 수 있다.According to the above structure, by using the rod-shaped structure light emitting element, it is possible to realize a lighting device that can be made thinner and lighter, and has high luminous efficiency and power saving.
또한, 본 발명의 제 14 측면에 의한 표시 장치는 상기 제 1, 제 4, 제 8 측면 중 어느 하나의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the display device according to the fourteenth aspect of the present invention includes the rod-shaped structure light emitting device of any one of the first, fourth, and eighth aspects.
상기 구성에 의하면, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 표시 장치를 실현할 수 있다.According to the above configuration, by using the rod-shaped structure light emitting device, it is possible to realize a display device that can be thinned and light in weight, and has high luminous efficiency and power saving.
본 발명의 제 15 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법은,The manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device according to the fifteenth aspect of the present invention,
기판 상에 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하는 반도체 코어 형성 공정과,A semiconductor core forming step of forming a rod-shaped first conductive semiconductor core on a substrate,
상기 반도체 코어의 표면을 덮는 통형상의 제 2 도전형의 반도체층을 형성하는 반도체층 형성 공정과,A semiconductor layer forming step of forming a cylindrical second conductive semiconductor layer covering a surface of the semiconductor core;
상기 반도체층 형성 공정에 있어서 형성된 상기 통형상의 제 2 도전형의 반도체층을 갖는 상기 반도체 코어를 상기 기판으로부터 분리하는 분리 공정과,A separation step of separating the semiconductor core having the cylindrical second conductive semiconductor layer formed in the semiconductor layer forming step from the substrate;
상기 반도체층 형성 공정 후이며 상기 분리 공정 전에 또는, 상기 분리 공정 후에 상기 반도체 코어의 외주면의 일부를 노출시키는 노출 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.And an exposure step of exposing a part of the outer circumferential surface of the semiconductor core after the semiconductor layer forming step and before the separation step or after the separation step.
상기 구성에 의하면, 기판 상에 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성한 후, 반도체 코어의 표면을 덮도록 통형상의 제 2 도전형의 반도체층을 형성한다. 여기서, 반도체 코어의 기판과 반대측의 끝면은 반도체층으로 덮여져 있어도 좋고 노출되어 있어도 좋다. 이어서, 상기 반도체 코어의 외주면의 일부를 노출시킨 후, 노출 부분을 포함하는 반도체 코어를, 예컨대 초음파에 의해 기판을 진동시키거나 절단 공구를 이용하거나 해서 기판으로부터 분리한다. 또는, 반도체층을 갖는 반도체 코어를, 예컨대 초음파에 의해 기판을 진동시키거나 절단 공구를 이용하거나 해서 기판으로부터 분리한 후, 반도체 코어의 외주면의 일부를 노출시킨다. 이와 같이 하여 기판으로부터 분리된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어의 노출 부분에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부로부터 광이 방출된다. 이와 같이 하여, 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. 여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the said structure, after forming a rod-shaped 1st conductivity type semiconductor core on a board | substrate, a cylindrical 2nd conductivity type semiconductor layer is formed so that the surface of a semiconductor core may be covered. Here, the end surface on the opposite side to the substrate of the semiconductor core may be covered with a semiconductor layer or may be exposed. Then, after exposing a part of the outer circumferential surface of the semiconductor core, the semiconductor core including the exposed portion is separated from the substrate, for example by vibrating the substrate by ultrasonic waves or by using a cutting tool. Alternatively, after the semiconductor core having the semiconductor layer is separated from the substrate by vibrating the substrate by, for example, ultrasonic waves or by using a cutting tool, a portion of the outer peripheral surface of the semiconductor core is exposed. The rod-shaped structure light emitting device separated from the substrate in this way connects one electrode to the exposed portion of the semiconductor core and the other electrode to the semiconductor layer, thereby connecting the electrons at the pn junction between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the inner circumferential surface of the semiconductor layer. Light is emitted from the pn junction by flowing a current between the electrodes to cause recombination of the holes. In this way, a fine rod-shaped structure light emitting device having a high degree of freedom in mounting to an apparatus can be manufactured. Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano order size having at least a diameter of less than 1 μm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device and to emit light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the light emitting area is wider, a high luminous efficiency and a power saving backlight, lighting device, display device, and the like can be realized.
일실시형태에서는 상기 반도체층 형성 공정에 있어서 상기 제 2 도전형의 반도체층의 형성을 저해하는 물질에 의해 상기 반도체 코어의 외주면의 일부를 덮은 상태에서 상기 반도체 코어의 표면을 덮는 통형상의 상기 제 2 도전형의 반도체층을 형성하고, 상기 노출 공정에 있어서 상기 제 2 도전형의 반도체층의 형성을 저해하는 물질을 제거함으로써 상기 반도체 코어의 외주면의 일부를 노출시킨다.In one embodiment, in the semiconductor layer forming step, the tubular agent covering the surface of the semiconductor core in a state of covering a part of the outer circumferential surface of the semiconductor core with a material that inhibits formation of the second conductive semiconductor layer. A portion of the outer circumferential surface of the semiconductor core is exposed by forming a biconductive semiconductor layer and removing a substance that inhibits formation of the second conductive semiconductor layer in the exposing step.
일실시형태에서는, 상기 기판은 상기 제 1 도전형의 반도체로 이루어지고, 상기 노출 공정은 상기 반도체층 형성 공정 후 또한 상기 분리 공정 전에 상기 제 2 도전형의 반도체층 중의 상기 반도체 코어의 표면을 덮는 부분을 제외한 영역 및 그 영역에 대응하는 상기 기판의 상측 영역의 두께 방향의 일부를 에칭에 의해 제거함으로써 상기 반도체 코어의 외주면의 일부를 노출시킨다.In one embodiment, the substrate is made of the semiconductor of the first conductivity type, and the exposing step covers the surface of the semiconductor core in the semiconductor layer of the second conductivity type after the semiconductor layer forming step and before the separation step. A portion of the outer circumferential surface of the semiconductor core is exposed by etching to remove a region except the portion and a portion of the thickness direction of the upper region of the substrate corresponding to the region by etching.
일실시형태에서는, 상기 노출 공정은 상기 분리 공정에 의해 상기 기판으로부터 분리된 상기 제 2 도전형의 반도체층을 갖는 상기 반도체 코어가 절연성 기판 상의 미리 설정된 위치에 배열된 상태에서 상기 제 2 도전형의 반도체층을 갖는 상기 반도체 코어의 외주면의 일부를 노출시킨다.In one embodiment, the exposing step is performed by the second conductive type in a state in which the semiconductor core having the second conductive type semiconductor layer separated from the substrate by the separating step is arranged at a predetermined position on an insulating substrate. A part of the outer circumferential surface of the semiconductor core having the semiconductor layer is exposed.
일실시형태에서는 상기 노출 공정에 있어서 상기 반도체 코어의 상기 기판측의 외주면을 노출시킴과 아울러, 상기 반도체층 형성 공정에 있어서 상기 반도체 코어의 상기 기판과 반대인 측의 끝면을 상기 반도체층에 의해 덮는다.In one embodiment, in the exposure step, the outer peripheral surface of the substrate side of the semiconductor core is exposed, and in the semiconductor layer forming step, the end surface of the side opposite to the substrate of the semiconductor core is covered with the semiconductor layer. .
일실시형태에서는 상기 분리 공정에 있어서 초음파를 이용해서 상기 반도체층으로 덮여진 상기 반도체 코어를 상기 기판으로부터 분리한다.In one embodiment, the semiconductor core covered with the semiconductor layer is separated from the substrate using ultrasonic waves in the separation step.
일실시형태에서는 상기 분리 공정에 있어서 절단 공구를 이용해서 상기 반도체 코어를 상기 기판으로부터 기계적으로 분리한다.In one embodiment, the semiconductor core is mechanically separated from the substrate using a cutting tool in the separation step.
일실시형태에서는, 상기 반도체 코어와 상기 반도체층은 GaN을 모재로 하는 반도체로 이루어지고, 상기 노출 공정에 있어서 드라이 에칭을 이용한다.In one embodiment, the said semiconductor core and the said semiconductor layer consist of a semiconductor which uses GaN as a base material, and dry etching is used in the said exposure process.
일실시형태에서는 상기 노출 공정에 있어서 상기 반도체층의 외주면과 단차 없이 연속되도록 상기 반도체 코어의 외주면을 노출시킨다.In one embodiment, in the exposure step, the outer circumferential surface of the semiconductor core is exposed to be continuous with the outer circumferential surface of the semiconductor layer without a step.
일실시형태에서는 상기 노출 공정에 있어서 상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여진 영역의 외주면과 상기 반도체 코어의 노출 영역의 외주면이 연속하고 있다.In one embodiment, in the exposure step, the outer circumferential surface of the region covered with the semiconductor layer of the semiconductor core and the outer circumferential surface of the exposed region of the semiconductor core are continuous.
또한, 본 발명의 제 16 측면에 의한 표시 장치의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the display apparatus by 16th aspect of this invention,
상기 어느 하나의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 표시 장치의 제조 방법으로서,As a manufacturing method of a display device provided with the rod-shaped structure light emitting element manufactured by the manufacturing method of any one of said rod-shaped structure light emitting elements,
독립된 전위가 각각 부여되는 2개 이상의 전극을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판을 작성하는 기판 작성 공정과,A substrate creation step of creating an insulating substrate on which an array region of two or more electrodes to which independent potentials are applied is formed;
상기 절연성 기판 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 상기 봉형상 구조 발광 소자를 포함한 액체를 도포하는 도포 공정과,A coating step of applying a liquid including the rod-shaped structure light emitting device having a nano order size or micro order size on the insulating substrate,
상기 2개 이상의 전극에 상기 독립된 전압을 각각 인가해서 상기 봉형상 구조 발광 소자를 상기 2개 이상의 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시키는 배열 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.And an array step of arranging the rod-shaped structure light emitting elements at positions defined by the two or more electrodes by applying the independent voltages to the two or more electrodes, respectively.
상기 구성에 의하면, 독립된 전위가 각각 부여되는 2개 이상의 전극을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판을 작성하고, 그 절연성 기판 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 상기 봉형상 구조 발광 소자를 포함한 액체를 도포한다. 그 후, 적어도 상기 2개의 전극에 독립된 전압을 각각 인가해서 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 2개 이상의 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시킨다. 이것에 의해, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 소정의 기판 상에 용이하게 배열시킬 수 있다.According to the said structure, the insulating substrate in which the array area | region formed by the unit of two or more electrodes provided with independent electric potentials each is formed is created, and the said rod-shaped structure light emitting element of nano order size or micro order size is included on this insulating substrate. Apply the liquid. Thereafter, independent voltages are applied to at least the two electrodes, respectively, to arrange the fine rod-shaped structure light emitting elements at positions defined by the two or more electrodes. Thereby, the rod-shaped structure light emitting element can be easily arranged on a predetermined substrate.
또한, 상기 표시 장치의 제조 방법에서는 미세한 봉형상 구조 발광 소자만을 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있음과 아울러, 박형화와 경량화가 가능한 표시 장치를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 표시 장치를 실현할 수 있다.In addition, in the method of manufacturing the display device, by using only a fine rod-shaped light emitting device, it is possible to reduce the amount of semiconductor used and to manufacture a display device that can be thinner and lighter. In addition, the rod-shaped structure light emitting device emits light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer, thereby widening the light emitting area, thereby realizing a display device having high luminous efficiency and power saving.
본 발명의 제 17 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법은,The manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device according to the seventeenth aspect of the present invention,
기판 상에 관통 구멍을 갖는 절연체를 형성하는 절연체 형성 공정과,An insulator formation step of forming an insulator having a through hole on the substrate;
상기 관통 구멍에 겹치는 상기 기판의 표면 상에 상기 관통 구멍으로부터 돌출되도록 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하는 반도체 코어 형성 공정과,A semiconductor core forming step of forming a rod-shaped first conductive semiconductor core so as to protrude from the through hole on the surface of the substrate overlapping the through hole;
상기 관통 구멍으로부터 돌출된 상기 반도체 코어를 덮도록 제 2 도전형의 반도체층을 형성하는 반도체층 형성 공정과,A semiconductor layer forming step of forming a second conductive semiconductor layer so as to cover the semiconductor core protruding from the through hole;
상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분 상에 상기 절연체의 일부가 남도록 상기 절연체를 에칭하는 절연체 에칭 공정과,An insulator etching step of etching the insulator so that a part of the insulator remains on at least a portion of the outer circumference not covered with the semiconductor layer of the semiconductor core, covered by the semiconductor layer of the semiconductor core;
상기 반도체 코어, 상기 반도체층, 및 상기 절연체 에칭 공정에 있어서 상기 기판 상에 남는 상기 절연체의 일부를 갖는 봉형상 구조 발광 소자를 상기 기판으로부터 분리하는 분리 공정을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.In the said semiconductor core, the said semiconductor layer, and the said insulator etching process, the isolation | separation process of separating the rod-shaped structure light emitting element which has a part of the said insulator which remain on the said board | substrate from the said board | substrate is provided.
여기서, 제 1 도전형은 p형 또는 n형을 의미한다. 또한, 제 2 도전형은 제 1 도전형이 p형인 경우에는 n형, n형인 경우에는 p형을 의미한다.Here, the first conductivity type means p-type or n-type. The second conductivity type means n type when the first conductivity type is p type and p type when n type.
상기 구성에 의하면, 상기 기판 상에 관통 구멍을 갖는 절연체를 형성한 후, 그 관통 구멍으로부터 노출된 기판의 표면 상에 관통 구멍으로부터 돌출되도록 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성한다.According to the said structure, after forming the insulator which has a through-hole on the said board | substrate, the rod-shaped 1st conductivity type semiconductor core is formed so that it may protrude from a through-hole on the surface of the board | substrate exposed from the through-hole.
이어서, 상기 관통 구멍으로부터 돌출된 반도체 코어를 덮도록 제 2 도전형의 반도체층을 형성함과 아울러, 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분 상에 절연체의 일부가 남도록 절연체를 에칭한다. 이것에 의해, 상기 제 2 도전형의 반도체층으로 반도체 코어의 일단측(기판측과는 반대측)을 덮는 한편, 절연체의 일부로 반도체 코어의 타단측(기판측)의 적어도 상기 부분을 덮을 수 있다.Subsequently, the second conductive semiconductor layer is formed so as to cover the semiconductor core protruding from the through hole, and at least near the outer circumferential surface covered with the semiconductor layer of the semiconductor core among the outer circumferential surfaces not covered with the semiconductor layer of the semiconductor core. The insulator is etched so that a portion of the insulator remains on the portion of. As a result, the second conductive semiconductor layer can cover one end side (the side opposite to the substrate side) of the semiconductor core, and can cover at least the part of the other end side (substrate side) of the semiconductor core with a part of the insulator.
이어서, 상기 반도체 코어, 반도체층, 및 기판 상에 남는 절연체의 일부를 갖는 봉형상 구조 발광 소자를, 예컨대 초음파에 의해 기판을 진동시키거나 절단 공구를 이용하거나 해서 기판으로부터 분리한다.Then, the rod-shaped structured light emitting element having the semiconductor core, the semiconductor layer, and a part of the insulator remaining on the substrate is separated from the substrate, for example by vibrating the substrate by ultrasonic waves or by using a cutting tool.
이와 같이, 상기 기판으로부터 봉형상 구조 발광 소자를 분리함으로써 봉형상 구조 발광 소자의 장치로의 실장의 자유도는 높아지므로 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다.In this way, since the rod-shaped light emitting device is separated from the substrate, the degree of freedom in mounting the rod-shaped light emitting device to the device is increased, so that a fine rod-shaped light emitting device having a high degree of freedom in mounting to the device can be manufactured.
여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 10㎚로부터 5㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 100㎚로부터 200㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈이며, 보다 바람직하게는 직경이 100㎚로부터 2㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 1㎛로부터 50㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈의 소자이다.Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a size that falls within the range of 10 nm to 5 µm, and a length falls within the range of 100 nm to 200 µm, and more preferably from 100 nm to 2 µm in diameter. It is an element of the size which falls in the range of and whose length falls in the range from 1 micrometer to 50 micrometers.
또한, 상기 관통 구멍에 겹치는 기판의 표면 상에 관통 구멍으로부터 돌출되도록 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하므로 반도체 코어의 굵기를 일률적으로 할 수 있다.Further, since the rod-shaped first conductive semiconductor core is formed on the surface of the substrate overlapping the through hole, the rod-shaped first conductive semiconductor core can be uniformly made thick.
또한, 상기 기판은 봉형상 구조 발광 소자와 분리되므로 봉형상 구조 발광 소자의 발광시에 이용하지 않아도 좋다. 따라서, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 발광시에 이용하는 기판의 선택지가 늘어나서 봉형상 구조 발광 소자를 실장해야 할 장치의 형태의 자유도가 높아진다.In addition, since the substrate is separated from the rod-shaped light emitting device, it is not necessary to use the substrate when emitting the rod-shaped light emitting device. Therefore, the choice of the board | substrate used at the time of light emission of the said rod-shaped structure light emitting element increases, and the freedom of the form of the apparatus which should mount the rod-shaped structure light emitting element becomes high.
또한, 상기 기판으로부터 봉형상 구조 발광 소자를 분리할 때, 제 2 도전형의 반도체층으로 덮여진 영역과 제 2 도전형의 반도체층으로 덮여져 있지 않은 영역의 경계(바라지 않는 개소)에 의해 반도체 코어가 절곡되기 쉬운 개소가 반도체 코어 상에 남는 절연체에 의해 보강된다. 그 때문에, 바라는 개소, 즉 반도체 코어의 근원으로부터 봉형상 구조 발광 소자가 용이하게 절취된다. 따라서, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 복수개 제조하여도 복수개의 봉형상 구조 발광 소자의 길이를 일률적으로 할 수 있다.When the rod-shaped structure light emitting device is separated from the substrate, the semiconductor is formed by a boundary (undesired point) between a region covered with the second conductive semiconductor layer and a region not covered with the second conductive semiconductor layer. The location where the core is likely to be bent is reinforced by the insulator remaining on the semiconductor core. Therefore, the rod-shaped structure light emitting element is easily cut out from the desired location, that is, the source of the semiconductor core. Therefore, even if a plurality of rod-shaped light emitting elements are manufactured, the length of the plurality of rod-shaped light emitting elements can be uniformly obtained.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 형성하기 위해서 이용한 기판은 봉형상 구조 발광 소자를 분리한 후, 봉형상 구조 발광 소자의 제조에 재이용할 수 있으므로 제조 비용을 저감할 수 있다.In addition, since the substrate used for forming the rod-shaped light emitting device can be reused in manufacturing the rod-shaped light emitting device after separating the rod-shaped light emitting device, the manufacturing cost can be reduced.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 미세하게 해서 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있으므로 봉형상 구조 발광 소자를 실장해야 할 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 되어 환경에의 부하를 경감할 수 있다.In addition, since the rod-shaped light emitting device can be made finer and the amount of semiconductor used can be reduced, the device to which the rod-shaped light emitting device is to be mounted can be made thinner and lighter, thereby reducing the load on the environment.
또한, 상술한 제조 방법에 의해, 반도체 코어의 상기 타단측에 있어서 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 반도체 코어의 상기 일단측에 있어서 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분을 절연체로 덮을 수 있다. 그리고, 상기 반도체 코어의 타단측에 있어서 절연체로 덮여져 있지 않은 부분에 제 1 도전측의 전극을 접속하고 반도체층에 제 2 도전측의 전극을 접속해서 전극간에 전류를 흘려보내면 봉형상 구조 발광 소자가 발광한다.In addition, according to the above-described manufacturing method, an insulator can cover a portion near the outer circumferential surface covered with the semiconductor layer on at least one end side of the semiconductor core among the outer circumferential surfaces not covered with the semiconductor layer on the other end side of the semiconductor core. have. The rod-shaped structure light emitting device is formed by connecting an electrode on the first conductive side to a portion not covered with an insulator on the other end side of the semiconductor core and connecting an electrode on the second conductive side to the semiconductor layer to flow current between the electrodes. Emits light.
또한, 상술한 제조 방법에 의해, 제 2 도전형의 반도체층으로 반도체 코어의 일단측을 덮을 수 있으므로 발광 영역을 넓게 해서 발광량을 늘릴 수 있음과 아울러 발광 효율을 높일 수 있다.In addition, according to the above-described manufacturing method, since the one end side of the semiconductor core can be covered with the second conductive semiconductor layer, the light emitting area can be increased to increase the amount of emitted light, and the light emitting efficiency can be improved.
또한, 상술한 제조 방법에 의해, 반도체 코어의 상기 타단측에 있어서 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 반도체 코어의 상기 일단측에 있어서 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분을 절연체로 덮을 수 있으므로 제 1 도전측의 전극이 제 2 도전측의 전극에 단락되는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to the above-described manufacturing method, an insulator can cover a portion near the outer circumferential surface covered with the semiconductor layer on at least one end side of the semiconductor core among the outer circumferential surfaces not covered with the semiconductor layer on the other end side of the semiconductor core. Therefore, the short circuit of the electrode of the 1st conductive side can be prevented.
본 발명의 제 18 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법은,The manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device according to the eighteenth aspect of the present invention,
기판 상에 제 1 도전형의 반도체로 이루어지는 하지층을 형성하는 하지층 형성 공정과,A base layer forming step of forming a base layer made of a first conductive semiconductor on a substrate,
상기 하지층 상에 관통 구멍을 갖는 절연체를 형성하는 절연체 형성 공정과,An insulator formation step of forming an insulator having a through hole on the base layer;
상기 관통 구멍에 겹치는 상기 하지층의 표면 상에 상기 관통 구멍으로부터 돌출되도록 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하는 반도체 코어 형성 공정과,A semiconductor core forming step of forming a rod-shaped first conductive semiconductor core so as to protrude from the through hole on the surface of the base layer overlapping the through hole;
상기 관통 구멍으로부터 돌출된 상기 반도체 코어를 덮도록 제 2 도전형의 반도체층을 형성하는 반도체층 형성 공정과,A semiconductor layer forming step of forming a second conductive semiconductor layer so as to cover the semiconductor core protruding from the through hole;
상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분 상에 상기 절연체의 일부가 남도록, 또한, 상기 반도체 코어의 상기 기판측의 끝에 연이어지는 상기 하지층의 일부가 남도록 상기 절연체 및 상기 하지층을 에칭하는 에칭 공정과,At the end of the substrate side of the semiconductor core so that a part of the insulator remains on at least a portion of the outer circumferential surface not covered with the semiconductor layer of the semiconductor core, covered by the semiconductor layer of the semiconductor core. An etching step of etching the insulator and the underlayer so that a part of the underlayer continues in succession;
상기 반도체 코어, 상기 반도체층, 상기 에칭 공정에 있어서 상기 기판 상에 남는 상기 절연체의 일부, 및 상기 에칭 공정에 있어서 상기 기판 상에 남는 상기 하지층의 일부를 갖는 봉형상 구조 발광 소자를 상기 기판으로부터 분리하는 분리 공정을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.A rod-shaped structure light emitting element having the semiconductor core, the semiconductor layer, a part of the insulator remaining on the substrate in the etching process, and a part of the base layer remaining on the substrate in the etching process, is formed from the substrate. A separation process for separating is provided.
여기서, 제 1 도전형은 p형 또는 n형을 의미한다. 또한, 제 2 도전형은 제 1 도전형이 p형인 경우에는 n형, n형인 경우에는 p형을 의미한다.Here, the first conductivity type means p-type or n-type. The second conductivity type means n type when the first conductivity type is p type and p type when n type.
상기 구성에 의하면, 상기 기판 상에 제 1 도전형의 반도체로 이루어지는 하지층을 형성해서, 또한, 하지층 상에 관통 구멍을 갖는 절연체를 형성한 후, 그 관통 구멍으로부터 노출된 하지층의 표면 상에 관통 구멍으로부터 돌출되도록 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성한다.According to the said structure, after forming the underlayer which consists of a semiconductor of a 1st conductivity type on the said board | substrate, and forming the insulator which has a through hole on the underlayer, on the surface of the underlayer exposed from the through hole, The rod-shaped first conductive semiconductor core is formed so as to protrude from the through hole.
이어서, 상기 관통 구멍으로부터 돌출된 반도체 코어를 덮도록 제 2 도전형의 반도체층을 형성함과 아울러, 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분 상에 절연체의 일부가 남도록, 또한, 반도체 코어의 기판측의 끝에 연이어지는 하지층의 일부가 남도록 절연체 및 하지층을 에칭한다. 이것에 의해, 상기 제 2 도전형의 반도체층으로 반도체 코어의 일단측(기판측과는 반대측)을 덮는 한편, 절연체의 일부로 반도체 코어의 타단측(기판측)의 적어도 상기 부분을 덮을 수 있다. 또한, 상기 하지층의 일부의 외주면을 노출시킬 수 있다.Subsequently, the second conductive semiconductor layer is formed so as to cover the semiconductor core protruding from the through hole, and at least near the outer circumferential surface covered with the semiconductor layer of the semiconductor core among the outer circumferential surfaces not covered with the semiconductor layer of the semiconductor core. The insulator and the underlayer are etched so that a part of the insulator remains on the portion of the semiconductor core, and a part of the underlayer which continues at the end of the substrate side of the semiconductor core remains. As a result, the second conductive semiconductor layer can cover one end side (the side opposite to the substrate side) of the semiconductor core, and can cover at least the part of the other end side (substrate side) of the semiconductor core with a part of the insulator. In addition, an outer circumferential surface of a part of the underlayer may be exposed.
이어서, 상기 반도체 코어, 반도체층, 기판 상에 남는 절연체의 일부, 및 기판 상에 남는 하지층의 일부를 갖는 봉형상 구조 발광 소자를, 예컨대 초음파에 의해 기판을 진동시키거나 절단 공구를 이용하거나 해서 기판으로부터 분리한다. 이것에 의해, 상기 하지층의 반도체 코어측과 반대측의 축방향 끝면(기판에 접촉하고 있었던 끝면)을 노출시킬 수 있다.Subsequently, a rod-shaped structure light emitting device having the semiconductor core, the semiconductor layer, a part of the insulator remaining on the substrate, and a part of the underlayer remaining on the substrate, for example, by vibrating the substrate by ultrasonic or using a cutting tool Separate from the substrate. Thereby, the axial end surface (end surface which contacted the board | substrate) on the opposite side to the semiconductor core side of the said base layer can be exposed.
이와 같이, 상기 기판으로부터 봉형상 구조 발광 소자를 분리함으로써 봉형상 구조 발광 소자의 장치로의 실장의 자유도는 높아지므로 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다.In this way, since the rod-shaped light emitting device is separated from the substrate, the degree of freedom in mounting the rod-shaped light emitting device to the device is increased, so that a fine rod-shaped light emitting device having a high degree of freedom in mounting to the device can be manufactured.
여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 10㎚로부터 5㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 100㎚로부터 200㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈이며, 보다 바람직하게는 직경이 100㎚로부터 2㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 1㎛로부터 50㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈의 소자이다.Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a size that falls within the range of 10 nm to 5 µm, and a length falls within the range of 100 nm to 200 µm, and more preferably from 100 nm to 2 µm in diameter. It is an element of the size which falls in the range of and whose length falls in the range from 1 micrometer to 50 micrometers.
또한, 상기 관통 구멍에 겹치는 기판의 표면 상에 관통 구멍으로부터 돌출되도록 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하므로 반도체 코어의 굵기를 일률적으로 할 수 있다.Further, since the rod-shaped first conductive semiconductor core is formed on the surface of the substrate overlapping the through hole, the rod-shaped first conductive semiconductor core can be uniformly made thick.
또한, 상기 기판은 봉형상 구조 발광 소자와 분리되므로 봉형상 구조 발광 소자의 발광시에 이용하지 않아 좋다. 따라서, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 발광시에 이용하는 기판의 선택지가 늘어나서 봉형상 구조 발광 소자를 실장해야 할 장치의 형태의 자유도가 높아진다.In addition, since the substrate is separated from the rod-shaped light emitting device, it is not necessary to use the substrate when the rod-shaped light emitting device emits light. Therefore, the choice of the board | substrate used at the time of light emission of the said rod-shaped structure light emitting element increases, and the freedom of the form of the apparatus which should mount the rod-shaped structure light emitting element becomes high.
또한, 상기 기판으로부터 봉형상 구조 발광 소자를 분리할 때, 제 2 도전형의 반도체층으로 덮여진 영역과 제 2 도전형의 반도체층으로 덮여져 있지 않은 영역의 경계(바라지 않는 개소)에 의해 반도체 코어가 절곡되기 쉬운 개소가 반도체 코어 상에 남는 절연체에 의해 보강된다. 그 때문에, 바라는 개소, 즉 반도체 코어의 근원으로부터 봉형상 구조 발광 소자가 용이하게 절취된다. 따라서, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 복수개 제조하여도 복수개의 봉형상 구조 발광 소자의 길이를 일률적으로 할 수 있다.When the rod-shaped structure light emitting device is separated from the substrate, the semiconductor is formed by a boundary (undesired point) between a region covered with the second conductive semiconductor layer and a region not covered with the second conductive semiconductor layer. The location where the core is likely to be bent is reinforced by the insulator remaining on the semiconductor core. Therefore, the rod-shaped structure light emitting element is easily cut out from the desired location, that is, the source of the semiconductor core. Therefore, even if a plurality of rod-shaped light emitting elements are manufactured, the length of the plurality of rod-shaped light emitting elements can be uniformly obtained.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 형성하기 위해 이용한 기판은 봉형상 구조 발광 소자를 분리한 후, 봉형상 구조 발광 소자의 제조에 재이용할 수 있으므로 제조 비용을 저감할 수 있다.In addition, since the substrate used to form the rod-shaped light emitting device can be reused in the manufacture of the rod-shaped light emitting device after separating the rod-shaped light emitting device, the manufacturing cost can be reduced.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 미세하게 해서 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있으므로 봉형상 구조 발광 소자를 실장해야 할 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 되어 환경에의 부하를 경감할 수 있다.In addition, since the rod-shaped light emitting device can be made finer and the amount of semiconductor used can be reduced, the device to which the rod-shaped light emitting device is to be mounted can be made thinner and lighter, thereby reducing the load on the environment.
또한, 상술한 제조 방법에 의해, 하지층의 반도체 코어측과 반대측의 축방향 끝면과 하지층의 둘레면을 노출시킬 수 있다. 이 끝면 및 둘레면 중 적어도 한쪽에 제 1 도전측의 전극을 접속하고 반도체층에 제 2 도전측의 전극을 접속해서 전극간에 전류를 흘려보내면 봉형상 구조 발광 소자가 발광한다.Moreover, by the manufacturing method mentioned above, the axial end surface and the peripheral surface of a base layer on the opposite side to the semiconductor core side of a base layer can be exposed. The rod-shaped light emitting device emits light when an electrode on the first conductive side is connected to at least one of the end surface and the circumferential surface, and an electrode on the second conductive side is connected to the semiconductor layer to flow a current between the electrodes.
또한, 상술한 제조 방법에 의해, 제 2 도전형의 반도체층으로 반도체 코어의 일단측을 덮을 수 있으므로 발광 영역을 넓게 해서 발광량을 늘릴 수 있음과 아울러 발광 효율을 높일 수 있다.In addition, according to the above-described manufacturing method, since the one end side of the semiconductor core can be covered with the second conductive semiconductor layer, the light emitting area can be increased to increase the amount of emitted light, and the light emitting efficiency can be improved.
또한, 상술한 제조 방법에 의해, 반도체 코어의 상기 타단측에 있어서 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 반도체 코어의 상기 일단측에 있어서 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분을 절연체로 덮을 수 있으므로 제 1 도전측의 전극이 제 2 도전측의 전극에 단락되는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to the above-described manufacturing method, an insulator can cover a portion near the outer circumferential surface covered with the semiconductor layer on at least one end side of the semiconductor core among the outer circumferential surfaces not covered with the semiconductor layer on the other end side of the semiconductor core. Therefore, the short circuit of the electrode of the 1st conductive side can be prevented.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어와 상기 반도체층 사이에 양자우물층을 형성한다.In one embodiment, a quantum well layer is formed between the semiconductor core and the semiconductor layer.
본 발명의 제 19 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자는,The rod-shaped structure light emitting device according to the nineteenth aspect of the present invention,
봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와,A rod-shaped first conductive semiconductor core,
상기 반도체 코어의 일단측을 덮는 제 2 도전형의 반도체층과,A second conductive semiconductor layer covering one end side of the semiconductor core;
상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분을 덮는 절연체를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.And an insulator covering at least a portion of the outer circumferential surface of the semiconductor core that is covered by the semiconductor layer of the semiconductor core, among the outer circumferential surfaces that are not covered by the semiconductor layer.
여기서, 제 1 도전형은 p형 또는 n형을 의미한다. 또한, 제 2 도전형은 제 1 도전형이 p형인 경우에는 n형, n형인 경우에는 p형을 의미한다.Here, the first conductivity type means p-type or n-type. The second conductivity type means n type when the first conductivity type is p type and p type when n type.
상기 구성에 의하면, 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와, 반도체 코어의 일단측을 덮는 제 2 도전형의 반도체층과, 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분을 덮는 절연체를 구비하고 있으므로, 본 발명의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법으로 제조할 수 있다.According to the said structure, at least the semiconductor layer of the semiconductor core of the rod-shaped 1st conductive semiconductor core, the 2nd conductive semiconductor layer which covers the one end side of a semiconductor core, and the outer peripheral surface not covered with the semiconductor layer of the semiconductor core Since the insulator which covers the part of the vicinity of the outer peripheral surface covered with this is provided, it can manufacture by the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of this invention.
또한, 상기 반도체 코어의 타단측에 있어서 절연체로 덮여져 있지 않은 부분에 제 1 도전측의 전극을 접속하고 반도체층에 제 2 도전측의 전극을 접속해서 전극간에 전류를 흘려보내면 봉형상 구조 발광 소자가 발광한다. 이 때, 상기 제 2 도전형의 반도체층이 반도체 코어의 일단측을 덮고 있으므로 발광 영역이 넓어진다. 따라서, 발광량을 늘릴 수 있음과 아울러 발광 효율을 높일 수 있다.In addition, the rod-shaped structure light emitting device is formed by connecting an electrode on the first conductive side to a portion not covered with an insulator on the other end side of the semiconductor core and connecting an electrode on the second conductive side to the semiconductor layer to flow current between the electrodes. Emits light. At this time, since the second conductive semiconductor layer covers one end side of the semiconductor core, the light emitting region is widened. Therefore, the light emission amount can be increased and the light emission efficiency can be improved.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자가 미세하여도 반도체 코어의 타단측의 단부 중 적어도 축방향의 끝면은 노출되어 있으므로 이 끝면에 제 1 도전측의 전극을 용이하게 접속할 수 있다.Further, even when the rod-shaped structure light emitting device is fine, at least an end surface in the axial direction is exposed among the end portions on the other end side of the semiconductor core, so that the electrode on the first conductive side can be easily connected to this end surface.
또한, 상기 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분을 덮는 절연체를 구비함으로써 제 1 도전측의 전극이 제 2 도전측의 전극과 단락되기 어려워지므로 제 1 도전측의 전극 및 제 2 도전측의 전극의 형성은 용이하게 된다.Moreover, the insulator which covers the part of the outer peripheral surface vicinity covered with the semiconductor layer of the semiconductor core at least among the outer peripheral surfaces which are not covered by the semiconductor layer of the said semiconductor core is equipped with the electrode of a 1st conductive side short-circuited with the electrode of a 2nd conductive side. Since it becomes difficult to form, formation of the electrode of a 1st conductive side and the electrode of a 2nd conductive side becomes easy.
여기서, 봉형상 구조 발광 소자가 미세하다는 것은 봉형상 구조 발광 소자가, 예컨대 직경 10㎚로부터 5㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 100㎚로부터 200㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈이며, 보다 바람직하게는 직경이 100㎚로부터 2㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 1㎛로부터 50㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈를 갖는 것을 의미한다.Here, the fine rod-shaped light emitting device is a size in which the rod-shaped light emitting device falls within a range of, for example, a diameter of 10 nm to 5 m, and a length falls within a range of 100 nm to 200 m, more preferably a diameter. It means that it has a size which falls in the range from 100 nm to 2 micrometers, and whose length falls in the range from 1 micrometer to 50 micrometers.
본 발명의 제 20 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자는,The rod-shaped structure light emitting device according to the twentieth aspect of the present invention,
봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와,A rod-shaped first conductive semiconductor core,
상기 반도체 코어의 일단측을 덮는 제 2 도전형의 반도체층과,A second conductive semiconductor layer covering one end side of the semiconductor core;
상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분을 덮는 절연체와,An insulator covering at least a portion of an outer circumferential surface of the semiconductor core that is covered by the semiconductor layer of the semiconductor core, among the outer circumferential surfaces that are not covered by the semiconductor layer;
상기 반도체 코어의 타단에 연이어지는 제 1 도전형의 하지층을 구비하고,And a base layer of a first conductivity type connected to the other end of the semiconductor core,
상기 하지층의 상기 반도체 코어측과 반대측의 축방향 끝면과 상기 하지층의 둘레면이 노출되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.An axial end face on the side opposite to the semiconductor core side of the underlayer and the peripheral surface of the underlayer are exposed.
여기서, 제 1 도전형은 p형 또는 n형을 의미한다. 또한, 제 2 도전형은 제 1 도전형이 p형인 경우에는 n형, n형인 경우에는 p형을 의미한다.Here, the first conductivity type means p-type or n-type. The second conductivity type means n type when the first conductivity type is p type and p type when n type.
상기 구성에 의하면, 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와, 반도체 코어의 일단측을 덮는 제 2 도전형의 반도체층과, 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분을 덮는 절연체와, 반도체 코어의 타단에 연이어지는 제 1 도전형의 하지층을 구비하고, 이 하지층의 반도체 코어측과 반대측의 축방향 끝면과 하지층의 둘레면이 노출되어 있으므로 본 발명의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법으로 제조할 수 있다.According to the said structure, at least the semiconductor layer of the semiconductor core of the rod-shaped 1st conductive semiconductor core, the 2nd conductive semiconductor layer which covers the one end side of a semiconductor core, and the outer peripheral surface not covered with the semiconductor layer of the semiconductor core And an insulator covering a portion near the outer circumferential surface covered with a film, and an underlayer of a first conductivity type connected to the other end of the semiconductor core, the axial end surface on the side opposite to the semiconductor core side of the underlayer and the circumferential surface of the underlayer. Since it is exposed, it can manufacture with the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of this invention.
또한, 예컨대, 상기 하지층의 반도체 코어측과 반대측의 축방향 끝면과 하지층의 둘레면 중 적어도 한쪽에 제 1 도전측의 전극을 접속하고 반도체층에 제 2 도전측의 전극을 접속해서 전극간에 전류를 흘려보내면 봉형상 구조 발광 소자가 발광한다. 이 때, 상기 제 2 도전형의 반도체층이 반도체 코어의 일단측을 덮고 있으므로 발광 영역이 넓어진다. 따라서, 발광량을 늘릴 수 있음과 아울러 발광 효율을 높일 수 있다.For example, the electrode of the 1st conductive side is connected to at least one of the axial end surface on the opposite side to the semiconductor core side of the said base layer, and the circumferential surface of the base layer, and the electrode of the 2nd conductive side is connected to a semiconductor layer, and between electrodes The rod-shaped light emitting device emits light when a current is sent. At this time, since the second conductive semiconductor layer covers one end side of the semiconductor core, the light emitting region is widened. Therefore, the light emission amount can be increased and the light emission efficiency can be improved.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자가 미세하여도 하지층의 반도체 코어측과 반대측의 축방향 끝면과 하지층의 둘레면이 노출되어 있으므로 이 축방향의 끝면 및 둘레면 중 적어도 한쪽에 제 1 도전측의 전극을 용이하게 접속할 수 있다.Further, even when the rod-shaped structure light emitting device is fine, the first conductive side is exposed to at least one of the axial end surface and the circumferential surface of the base layer because the end surface and the circumferential surface of the base layer opposite to the semiconductor core side of the base layer are exposed. Can be easily connected.
또한, 상기 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 적어도 반도체 코어의 반도체층으로 덮여져 있는 외주면 부근의 부분을 덮는 절연체를 구비함으로써 제 1 도전측의 전극이 제 2 도전측의 전극과 단락되기 어려워지므로 제 1 도전측의 전극 및 제 2 도전측의 전극의 형성은 용이하게 된다.Moreover, the insulator which covers the part of the outer peripheral surface vicinity covered with the semiconductor layer of the semiconductor core at least among the outer peripheral surfaces which are not covered by the semiconductor layer of the said semiconductor core is equipped with the electrode of a 1st conductive side short-circuited with the electrode of a 2nd conductive side. Since it becomes difficult to form, formation of the electrode of a 1st conductive side and the electrode of a 2nd conductive side becomes easy.
여기서, 봉형상 구조 발광 소자가 미세하다는 것은, 예컨대 직경이 10㎚로부터 5㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 100㎚로부터 200㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈이며, 보다 바람직하게는 직경이 100㎚로부터 2㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 1㎛로부터 50㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈를 갖는 것을 의미한다.Here, the fine structure of a rod-shaped structure light emitting element is, for example, a size that falls within a range of 10 nm to 5 µm and a length falls within a range of 100 nm to 200 µm, more preferably, a diameter ranges from 100 nm to 2 µm. It means to have a size that falls within the range up to 탆 and the length falls within the range from 1 탆 to 50 탆.
본 발명의 제 21 측면에 의한 백라이트는 본 발명의 상기 제 19 또는 제 20 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.A backlight according to a twenty-first aspect of the present invention includes the rod-shaped structure light emitting device according to the nineteenth or twentieth aspect of the present invention.
상기 구성에 의하면, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 구비하므로 발광 효율이 높고 전력 절약한 백라이트를 실현할 수 있다.According to the said structure, since the rod-shaped structure light emitting element is provided, a backlight with high luminous efficiency and power saving can be realized.
본 발명의 제 22 측면에 의한 조명 장치는 본 발명의 상기 제 19 또는 제 20 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.A lighting apparatus according to a twenty-second aspect of the present invention is provided with a rod-shaped structure light emitting element according to the nineteenth or twentieth aspect of the present invention.
상기 구성에 의하면, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 구비하므로, 발광 효율이 높고 전력 절약한 조명 장치를 실현할 수 있다.According to the said structure, since the rod-shaped structure light emitting element is provided, the lighting device with high luminous efficiency and power saving can be realized.
본 발명의 제 23 측면에 의한 표시 장치는 본 발명의 상기 제 19 또는 제 20 측면에 의한 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.A display device according to a twenty-third aspect of the present invention is provided with a rod-shaped structure light emitting element according to the nineteenth or twentieth aspect of the present invention.
상기 구성에 의하면, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 구비하므로 발광 효율이 높고 전력 절약한 표시 장치를 실현할 수 있다.According to the said structure, since the rod-shaped structure light emitting element is provided, a display device with high luminous efficiency and power saving can be realized.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 24 측면에 의한 발광 장치는,In order to solve the said subject, the light-emitting device by 24th aspect of this invention,
봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와 상기 반도체 코어를 덮도록 형성된 제 2 도전형의 반도체층을 가짐과 아울러 상기 반도체 코어의 일부의 외주면이 노출된 봉형상 구조 발광 소자와,A rod-shaped structure light emitting device having a rod-shaped first conductive semiconductor core and a second conductive semiconductor layer formed to cover the semiconductor core, and having an outer peripheral surface of a portion of the semiconductor core exposed;
상기 봉형상 구조 발광 소자의 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 상기 봉형상 구조 발광 소자가 실장된 기판을 구비한 것을 특징으로 한다.A substrate on which the rod-shaped light emitting device is mounted is provided so that the longitudinal direction of the rod-shaped light emitting device is parallel to the mounting surface.
상기 구성에 의하면, 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와 반도체 코어를 덮도록 형성된 제 2 도전형의 반도체층을 가짐과 아울러 반도체 코어의 일부의 외주면이 노출된 봉형상 구조 발광 소자를 그 봉형상 구조 발광 소자의 길이 방향이 기판의 실장면에 평행해지도록 기판에 실장한다. 이 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어의 노출 부분에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부 즉 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출된다. 이것에 의해, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 길이 방향이 기판의 실장면에 평행해지도록 기판에 실장된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층의 외주면과 기판의 실장면이 접촉되므로 봉형상 구조 발광 소자에서 발생된 열을 반도체층으로부터 기판으로 효율 좋게 방열할 수 있다. 따라서, 발광 효율이 높고 또한 방열성이 좋은 발광 장치를 실현할 수 있다. 또한, 상기 발광 장치에서는 기판 상에 봉형상 구조 발광 소자를 옆으로 눕혀서 배치하고 있으므로 기판을 포함한 두께를 얇게 할 수 있다. 상기 발광 장치에 있어서, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만의 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 이 발광 장치를 이용해서 박형화와 경량화가 가능한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the said structure, the rod-shaped structure light emitting element which has a rod-shaped 1st conductivity type semiconductor core and the 2nd conductivity type semiconductor layer formed so that the semiconductor core may be covered, and the outer peripheral surface of a part of a semiconductor core was exposed is formed in the rod shape. It mounts on a board | substrate so that the longitudinal direction of a structure light emitting element may become parallel to the mounting surface of a board | substrate. The rod-shaped structure light emitting device connects one electrode to the exposed portion of the semiconductor core and the other electrode to the semiconductor layer so that recombination of electrons and holes occurs at the pn junction between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the inner circumferential surface of the semiconductor layer. By flowing a current between the electrodes, light is emitted from the pn junction, i.e., the entire circumference of the semiconductor core. As a result, the rod-shaped structure light emitting device has a high light emission efficiency because the light emitting area is widened. In addition, the rod-shaped light emitting device mounted on the substrate such that the longitudinal direction of the rod-shaped light emitting device is parallel to the mounting surface of the substrate is formed in the rod-shaped light emitting device because the outer circumferential surface of the semiconductor layer is in contact with the mounting surface of the substrate. The heat can be efficiently radiated from the semiconductor layer to the substrate. Therefore, a light emitting device having high luminous efficiency and good heat dissipation can be realized. Further, in the above light emitting device, since the rod-shaped structure light emitting element is laid sideways on the substrate, the thickness including the substrate can be reduced. In the above light emitting device, for example, a semiconductor having a micro rod size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm or a fine rod-shaped structure light emitting element having a nano order size of at least one of diameters or lengths of less than 1 μm is used. The amount can be reduced, and the light emitting device can be used to realize a backlight, a lighting device, a display device, and the like, which can be made thinner and lighter.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 일단측의 외주면이 노출되어 있다.In one embodiment, the outer peripheral surface of the one end side of the said semiconductor core is exposed.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 타단측의 끝면을 상기 반도체층에 의해 덮고 있다.In one embodiment, the end surface of the other end side of the said semiconductor core is covered with the said semiconductor layer.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 노출 영역의 외주면이 상기 반도체층으로 덮여진 영역의 최외주면의 연장면과 대략 일치하고 있다.In one embodiment, the outer circumferential surface of the exposed region of the semiconductor core substantially coincides with the extended surface of the outermost circumferential surface of the region covered with the semiconductor layer.
일실시형태에서는 상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여진 영역의 외주면과 상기 반도체 코어의 노출 영역의 외주면이 연속하고 있다.In one embodiment, the outer peripheral surface of the area | region covered with the said semiconductor layer of the said semiconductor core and the outer peripheral surface of the exposed area | region of the said semiconductor core are continuous.
일실시형태에서는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 반도체 코어와 상기 반도체층 사이에 양자우물층이 형성되어 있다.In one embodiment, a quantum well layer is formed between the semiconductor core and the semiconductor layer of the rod-shaped light emitting device.
일실시형태에서는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 반도체층을 덮도록 투명 전극이 형성되어 있다.In one embodiment, a transparent electrode is formed to cover the semiconductor layer of the rod-shaped structure light emitting device.
일실시형태의 발광 장치에서는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 투명 전극 위 또한 상기 기판측에 금속층이 형성되어 있다.In the light emitting device of one embodiment, a metal layer is formed on the transparent electrode of the rod-shaped light emitting device and on the substrate side.
일실시형태에서는,In one embodiment,
상기 봉형상 구조 발광 소자는 일단측의 외주면이 노출된 노출 부분을 갖고,The rod-shaped structure light emitting device has an exposed portion where the outer peripheral surface of one end is exposed,
상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 전극이 형성되고,Electrodes are formed on the substrate at predetermined intervals,
상기 기판 상의 상기 한쪽의 전극에 상기 봉형상 구조 발광 소자의 일단측의 상기 노출 부분이 접속됨과 아울러, 상기 기판 상의 상기 다른쪽의 전극에 상기 봉형상 구조 발광 소자의 타단측의 상기 반도체층이 접속되고,The exposed portion at one end of the rod-shaped light emitting element is connected to the one electrode on the substrate, and the semiconductor layer at the other end of the rod-shaped light emitting element is connected to the other electrode on the substrate. Become,
상기 기판 상의 상기 전극간 또한 상기 봉형상 구조 발광 소자의 하측에 금속부가 형성되어 있다.A metal part is formed between the electrodes on the substrate and below the rod-shaped structure light emitting device.
또한, 본 발명의 제 25 측면에 의한 백라이트는, 상기 제 24 측면에 의한 발광 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.The twenty-fifth aspect of the present invention is further provided with the light-emitting device of the twenty-fourth aspect.
상기 구성에 의하면, 상기 발광 장치를 이용함으로써 발광 효율이 높고 전력 절약적인 방열성이 좋은 백라이트를 실현할 수 있다. 또한, 상기 발광 장치에 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 박형화와 경량화를 실현할 수 있다.According to the above structure, a backlight having high luminous efficiency and good power saving heat dissipation can be realized by using the light emitting device. In addition, by using a fine rod-shaped structure light emitting element in the light emitting device, the amount of semiconductor used can be reduced, and thickness and weight can be realized.
또한, 본 발명의 제 26 측면에 의한 조명 장치는 상기 제 24 측면에 의한 발광 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.A lighting device according to a twenty-sixth aspect of the present invention is further provided with a light emitting device according to the twenty-fourth aspect.
상기 구성에 의하면, 상기 발광 장치를 이용함으로써 발광 효율이 높고 전력 절약적인 방열성이 좋은 조명 장치를 실현할 수 있다. 또한, 상기 발광 장치에 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 박형화와 경량화를 실현할 수 있다.According to the above constitution, by using the light emitting device, it is possible to realize a lighting device having high luminous efficiency and good power saving heat dissipation. In addition, by using a fine rod-shaped structure light emitting element in the light emitting device, the amount of semiconductor used can be reduced, and thickness and weight can be realized.
또한, 본 발명의 제 27 측면에 의한 표시 장치는 상기 제 24 측면에 의한 발광 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the display device according to the twenty-seventh aspect of the present invention includes the light emitting device according to the twenty-fourth aspect.
상기 구성에 의하면, 상기 발광 장치를 이용함으로써 발광 효율이 높고 전력 절약적인 방열성이 좋은 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 상기 발광 장치에 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 박형화와 경량화를 실현할 수 있다.According to the above structure, by using the light emitting device, a display device having high luminous efficiency and good heat-saving heat dissipation can be realized. In addition, by using a fine rod-shaped structure light emitting element in the light emitting device, the amount of semiconductor used can be reduced, and thickness and weight can be realized.
본 발명은 이하의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 충분하게 이해할 수 있을 것이다. 첨부된 도면은 설명을 위한 것일 뿐이며 본 발명을 제한하는 것은 아니다.The invention will be more fully understood from the following detailed description and the accompanying drawings. The accompanying drawings are for illustrative purposes only and do not limit the invention.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 5는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 6은 상기 봉형상 구조 발광 소자의 전극 접속을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 다른 단면 육각형의 봉형상의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 8은 다른 단면 육각형의 봉형상의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 9는 다른 단면 육각형의 봉형상의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 10은 다른 단면 육각형의 봉형상의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 12는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 13은 비교예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 14는 본 발명의 제 6 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 15는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 16은 비교예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 17a는 본 발명의 제 7 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 17b는 도 17a에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 17c는 도 17b에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 17d는 도 17c에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 17e는 도 17d에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 18a는 본 발명의 제 8 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 18b는 도 18a에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 18c는 도 18b에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 18d는 도 18c에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 18e는 도 18d에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 19a는 본 발명의 제 9 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 19b는 도 19a에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 19c는 도 19b에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 19d는 도 19c에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 19e는 도 19d에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 20은 본 발명의 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 21은 비교예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 22는 상기 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 23a는 상기 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 1 변형예의 요부의 단면도이다.
도 23b는 상기 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 2 변형예의 요부의 단면도이다.
도 23c는 상기 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 3 변형예의 요부의 단면도이다.
도 24는 캡층의 외주면을 반도체층이 덮고 있지 않은 변형예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 25는 캡층의 외주면을 반도체층이 덮고 있지 않은 다른 변형예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 26은 본 발명의 제 11 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 27은 본 발명의 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 28은 상기 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 29a는 상기 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 1 변형예의 요부의 단면도이다.
도 29b는 상기 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 2 변형예의 요부의 단면도이다.
도 29c는 상기 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 3 변형예의 요부의 단면도이다.
도 30은 캡층의 외주면을 양자우물층과 반도체층이 덮고 있지 않은 변형예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 31은 캡층의 외주면을 양자우물층과 반도체층이 덮고 있지 않은 다른 변형예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 32는 본 발명의 제 13 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 33은 상기 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 34는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 전극 접속을 설명하기 위한 단면도이다.
도 35는 본 발명의 제 14 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 사시도이다.
도 36은 본 발명의 제 15 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 측면도이다.
도 37은 상기 발광 장치의 단면도이다.
도 38은 본 발명의 제 16 실시형태의 발광 장치의 사시도이다.
도 39는 상기 발광 장치에 있어서 인접하는 봉형상 구조 발광 소자가 역방향 상태인 요부의 평면도이다.
도 40a는 본 발명의 제 17 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 40b는 도 40a에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 40c는 도 40b에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 40d는 도 40c에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 41a는 본 발명의 제 18 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 41b는 도 41a에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 41c는 도 41b에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 41d는 도 41c에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 41e는 도 41d에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 42a는 본 발명의 제 19 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 42b는 도 42a에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 42c는 도 42b에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 42d는 도 42c에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 42e는 도 42d에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 43은 본 발명의 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 44는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 45는 비교예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 46은 상기 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 47은 상기 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 변형예의 요부의 단면도이다.
도 48은 상기 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 노출 부분의 전극 접속을 설명하기 위한 요부의 단면도이다.
도 49는 본 발명의 제 21 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 50은 상기 제 21 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 51a는 상기 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 노출 부분의 단면 모식도이다.
도 51b는 상기 제 21 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 노출 부분의 단면 모식도이다.
도 51c는 변형예의 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 노출 부분의 단면 모식도이다.
도 52는 본 발명의 제 22 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 53은 상기 제 22 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 1 변형예의 단면 모식도이다.
도 54는 상기 제 22 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 2 변형예의 단면 모식도이다.
도 55는 본 발명의 제 23 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 56은 상기 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 57은 본 발명의 제 24 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 58은 상기 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 59는 본 발명의 제 25 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 60은 본 발명의 제 26 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도이다.
도 61은 본 발명의 제 27 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도이다.
도 62는 상기 제 27 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도이다.
도 63은 본 발명의 제 28 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 사시도이다.
도 64는 본 발명의 제 29 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 측면도이다.
도 65는 상기 발광 장치의 단면도이다.
도 66은 본 발명의 제 30 실시형태의 발광 장치의 사시도이다.
도 67은 상기 발광 장치에 있어서 인접하는 봉형상 구조 발광 소자가 역방향 상태인 요부의 평면도이다.
도 68a는 본 발명의 제 31 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 68b는 도 68a에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 68c는 도 68b에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 68d는 도 68c에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 68e는 도 68d에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 69a는 본 발명의 제 32 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 69b는 도 69a에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 69c는 도 69b에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 69d는 도 69c에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 69e는 도 69d에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 70a는 본 발명의 제 33 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 70b는 도 70a에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 70c는 도 70b에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 70d는 도 70c에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 71a는 본 발명의 제 34 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 71b는 도 71a에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 71c는 도 71b에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 71d는 도 71c에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 72는 본 발명의 제 35 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 73은 도 72에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 74는 도 73에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 75는 도 74에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 76은 도 75에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 77은 도 76에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 78은 도 77에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 79는 도 78에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 80은 도 79에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 81은 도 80에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 82는 도 81에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 83은 도 82에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 84는 도 83에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 85는 도 84에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 86은 도 85에 계속되는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 87a는 도 86에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자를 이용한 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도이다.
도 87b는 도 87a의 F27B-F27B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 87c는 도 87a의 F27C-F27C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 87d는 도 87a의 F27D-F27D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 88a는 도 87a~도 87d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도이다.
도 88b는 도 88a의 F28B-F28B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 88c는 도 88a의 F28C-F28C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 88d는 도 88a의 F28D-F28D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 89a는 도 88a~도 88d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도이다.
도 89b는 도 89a의 F29B-F29B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 89c는 도 89a의 F29C-F29C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 89d는 도 89a의 F29D-F29D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 90a는 도 89a~도 89d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도이다.
도 90b는 도 90a의 F30B-F30B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 90c는 도 90a의 F30C-F30C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 90d는 도 90a의 F30D-F30D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 91a는 도 90a~도 90d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도이다.
도 91b는 도 91a의 F31B-F31B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 91c는 도 91a의 F31C-F31C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 91d는 도 91a의 F31D-F31D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 92a는 도 91a~도 91d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도이다.
도 92b는 도 92a의 F32B-F32B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 92c는 도 92a의 F32C-E32C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 92d는 도 92a의 F32D-F32D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 93a는 도 92a~도 92d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도이다.
도 93b는 도 93a의 F33B-F33B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 93c는 도 93a의 F33C-F33C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 93d는 도 93a의 F33D-F33D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 94a는 도 93a~도 93d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도이다.
도 94b는 도 94a의 F34B-F34B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 94c는 도 94a의 F34C-F34C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 94d는 도 94a의 F34D-F34D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.
도 95는 본 발명의 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 모식 단면도이다.
도 96a는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 96b는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 96c는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 96d는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 96e는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 96f는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 96g는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 96h는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 96i는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 96j는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 96k는 상기 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 97은 본 발명의 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 모식 단면도이다.
도 98a는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98b는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98c는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98d는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98e는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98f는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98g는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98h는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98i는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98j는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98k는 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98l은 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 98m은 상기 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도이다.
도 99는 본 발명의 제 38 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치에 이용하는 절연성 기판의 평면도이다.
도 100은 도 99의 100-100선 화살표로 바라본 모식 단면도이다.
도 101은 상기 3 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 배열하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 102는 상기 3 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 배열할 때에 전극에 주는 전위를 설명하기 위한 도면이다.
도 103은 상기 3 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 배열한 절연성 기판의 평면도이다.
도 104는 상기 표시 장치의 평면도이다.
도 105는 상기 표시 장치의 표시부의 요부의 회로도이다.
도 106은 본 발명의 제 39 실시형태의 발광 장치의 사시도이다.
도 107은 본 발명의 제 40 실시형태의 발광 장치의 사시도이다.
도 108은 본 발명의 제 41 실시형태의 발광 장치의 사시도이다.
도 109는 본 발명의 제 42 실시형태의 발광 장치의 사시도이다.
도 110은 본 발명의 제 43 실시형태의 발광 장치의 측면도이다.
도 111은 본 발명의 제 44 실시형태의 발광 장치의 측면도이다.
도 112는 상기 발광 장치의 단면도이다.
도 113은 상기 발광 장치의 다른 예의 단면도이다.
도 114는 상기 발광 장치의 다른 예의 단면도이다.
도 115는 본 발명의 제 45 실시형태의 발광 장치의 측면도이다.
도 116은 상기 발광 장치의 사시도이다.
도 117은 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치에 이용하는 발광 장치의 절연성 기판의 평면도이다.
도 118은 도 117의 118-118선으로부터 바라본 단면 모식도이다.
도 119는 상기 봉형상 구조 발광 소자를 배열하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 120은 상기 봉형상 구조 발광 소자를 배열할 때에 전극에 주는 전위를 설명하는 도면이다.
도 121은 상기 봉형상 구조 발광 소자를 배열한 절연성 기판의 평면도이다.
도 122는 상기 표시 장치의 평면도이다.
도 123은 상기 표시 장치의 표시부의 요부의 회로도이다.
도 124는 본 발명의 제 46 실시형태의 발광 장치의 평면도이다.
도 125는 상기 발광 장치의 사시도이다.
도 126은 상기 발광 장치에 있어서 인접하는 봉형상 구조 발광 소자가 역방향 상태인 요부의 평면도이다.1 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
It is a perspective view of the rod-shaped structure light emitting element of 2nd Embodiment of this invention.
It is a perspective view of the rod-shaped structure light emitting element of 3rd Embodiment of this invention.
4 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the rod-shaped structure light emitting device.
6 is a cross-sectional view for explaining electrode connection of the rod-shaped structure light emitting device.
Fig. 7 is a perspective view of a rod-shaped rod-shaped structure light emitting element having another hexagonal cross section.
Fig. 8 is a perspective view of a rod-shaped rod-shaped light emitting device having another hexagonal cross section.
Fig. 9 is a perspective view of a rod-shaped rod-shaped light emitting device having another hexagonal cross section.
Fig. 10 is a perspective view of a rod-shaped rod-shaped light emitting device having another hexagonal cross section.
It is sectional drawing of the rod-shaped structure light emitting element of 5th Embodiment of this invention.
It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element.
It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element of a comparative example.
It is sectional drawing of the rod-shaped structure light emitting element of 6th Embodiment of this invention.
15 is a schematic sectional view of a main portion of the rod-shaped light emitting device.
It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element of a comparative example.
17A is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device according to the seventh embodiment of the present invention.
17B is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device, continued from FIG. 17A.
17C is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device, continued from FIG. 17B.
17D is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 17C.
17E is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 17D.
18A is a flowchart of a method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device according to an eighth embodiment of the present invention.
18B is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device, continued from FIG. 18A.
18C is a flowchart of a method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 18B.
18D is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device, continued from FIG. 18C.
18E is a flowchart of a method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 18D.
It is process drawing of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of 9th Embodiment of this invention.
19B is a flowchart of a method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 19A.
19C is a flowchart of a method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 19B.
19D is a flowchart of a method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 19C.
19E is a flowchart of a method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 19D.
20 is a cross-sectional view of a rod-shaped structure light emitting device of a tenth embodiment of the present invention.
It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element of a comparative example.
It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element of the tenth embodiment.
It is sectional drawing of the principal part of the 1st modified example of the rod-shaped structure light emitting element of said 10th embodiment.
It is sectional drawing of the principal part of the 2nd modified example of the rod-shaped structure light emitting element of said 10th embodiment.
It is sectional drawing of the principal part of the 3rd modified example of the rod-shaped structure light emitting element of 10th embodiment.
It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element of the modification which does not cover the outer peripheral surface of a cap layer.
25 is a schematic sectional view of a main portion of a rod-shaped structure light emitting device of another modification, in which the semiconductor layer does not cover the outer circumferential surface of the cap layer.
It is sectional drawing of the rod-shaped structure light emitting element of 11th Embodiment of this invention.
It is sectional drawing of the rod-shaped structure light emitting element of 12th Embodiment of this invention.
28 is a schematic sectional view of a main portion of the rod-shaped light emitting device.
It is sectional drawing of the principal part of the 1st modified example of the rod-shaped structure light emitting element of said 12th embodiment.
It is sectional drawing of the principal part of the 2nd modified example of the rod-shaped structure light emitting element of the twelfth embodiment.
It is sectional drawing of the principal part of the 3rd modified example of the rod-shaped structure light emitting element of the twelfth embodiment.
30 is a schematic sectional view of a main portion of a rod-shaped structure light emitting device of a modification in which the outer circumferential surface of the cap layer is not covered with the quantum well layer and the semiconductor layer.
31 is a schematic sectional view of a main portion of a rod-shaped structure light emitting device according to another modification in which the outer circumferential surface of the cap layer is not covered with the quantum well layer and the semiconductor layer.
32 is a cross-sectional view of a rod-shaped structure light emitting device of a thirteenth embodiment of the present invention.
It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element.
34 is a cross-sectional view for explaining electrode connection of the rod-shaped structure light emitting device.
It is a perspective view of the light emitting device provided with the rod-shaped structure light emitting element of 14th Embodiment of this invention.
Fig. 36 is a side view of a light emitting device including a rod-shaped structure light emitting element according to a fifteenth embodiment of the present invention.
37 is a cross-sectional view of the light emitting device.
38 is a perspective view of a light emitting device of a sixteenth embodiment of the present invention;
Fig. 39 is a plan view of a main portion in which the adjacent rod-shaped light emitting elements are in the reverse state in the above light emitting device.
40A is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the seventeenth embodiment of the present invention.
40B is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device, continued from FIG. 40A.
40C is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 40B.
40D is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 40C.
41A is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the eighteenth embodiment of the present invention.
41B is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 41A.
41C is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 41B.
41D is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 41C.
41E is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 41D.
42A is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the nineteenth embodiment of the present invention.
42B is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 42A.
42C is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 42B.
FIG. 42D is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 42C. FIG.
42E is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 42D.
Fig. 43 is a perspective view of the rod-shaped structure light emitting device of the twentieth embodiment of the present invention.
44 is a cross-sectional view of the rod-shaped structure light emitting device.
It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element of a comparative example.
It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element of the twentieth embodiment.
Fig. 47 is a cross-sectional view of relevant parts of a modification of the rod-shaped structure light emitting device of the twentieth embodiment.
It is sectional drawing of the principal part for demonstrating the electrode connection of the exposed part of the semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting element.
Fig. 49 is a perspective view of the rod-shaped structure light emitting device of the twenty-first embodiment of the present invention.
It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element of the twenty-first embodiment.
It is a cross-sectional schematic diagram of the exposed part of the semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting element of the twentieth embodiment.
It is a cross-sectional schematic diagram of the exposed part of the semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting element of the twenty-first embodiment.
51C is a schematic sectional view of an exposed portion of a semiconductor core of a rod-shaped structure light emitting device of a modification.
Fig. 52 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device of a twenty second embodiment of the present invention.
It is a cross-sectional schematic diagram of the 1st modified example of the rod-shaped structure light emitting element of the 22nd embodiment.
It is a cross-sectional schematic diagram of the 2nd modified example of the rod-shaped structure light emitting element of the 22nd embodiment.
Fig. 55 is a cross-sectional view of a rod-shaped structure light emitting device of a twenty third embodiment of the present invention.
Fig. 56 is a perspective view of the rod-shaped structure light emitting device.
Fig. 57 is a cross sectional view of the rod-shaped structure light emitting device of the twenty-fourth embodiment of the present invention.
Fig. 58 is a perspective view of the rod-shaped structure light emitting device.
Fig. 59 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device of a 25th embodiment of the present invention.
Fig. 60 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device of a twenty sixth embodiment of the present invention.
Fig. 61 is a cross-sectional view of the rod-shaped structure light emitting device of the 27th embodiment of the present invention.
Fig. 62 is a schematic cross-sectional view of relevant parts of the rod-shaped structure light emitting device of the 27th embodiment.
Fig. 63 is a perspective view of a light emitting device including a rod-shaped structure light emitting element according to a twenty eighth embodiment of the present invention.
64 is a side view of a light emitting device including a rod-shaped structure light emitting element according to a twenty-ninth embodiment of the present invention.
65 is a cross-sectional view of the light emitting device.
66 is a perspective view of a light emitting device of a thirtieth embodiment of the present invention;
Fig. 67 is a plan view of a main portion in which the adjacent rod-shaped structure light emitting elements are in the reverse state in the above light emitting device.
68A is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the thirty-first embodiment of the present invention.
68B is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 68A.
68C is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 68B.
68D is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 68C.
68E is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 68D.
69A is a flowchart of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device of the thirty-second embodiment of the present invention.
69B is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 69A.
69C is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 69B.
69D is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 69C.
69E is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 69D.
70A is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 33rd embodiment of the present invention.
70B is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 70A.
70C is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 70B.
70D is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 70C.
71A is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 34th embodiment of the present invention.
71B is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 71A.
71C is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 71B.
71D is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 71C.
Fig. 72 is a flowchart of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device of the 35th embodiment of the present invention.
73 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device continued from FIG. 72.
74 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 73.
75 is a flowchart of a method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 74.
76 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 75.
77 is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 76.
78 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 77.
79 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 78.
80 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device continued from FIG. 79.
81 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 80.
82 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 81.
83 is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 82.
84 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 83.
85 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 84.
86 is a flowchart of the method of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device subsequent to FIG. 85.
87A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing a display device using the rod-shaped structure light emitting element shown in FIG. 86.
FIG. 87B is a cross-sectional view of the display device as viewed from line F27B-F27B in FIG. 87A.
87C is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F27C-F27C in FIG. 87A.
87D is a cross-sectional view of the display device as viewed from the line F27D-F27D in FIG. 87A.
88A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 87A to 87D.
88B is a cross-sectional view of the display device as seen from a line F28B-F28B in FIG. 88A.
88C is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F28C to F28C in FIG. 88A.
88D is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F28D-F28D in FIG. 88A.
89A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 88A to 88D.
89B is a cross-sectional view of the display device as viewed from the lines F29B-F29B in FIG. 89A.
89C is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F29C-F29C in FIG. 89A.
FIG. 89D is a cross-sectional view of the display device as viewed from the line F29D-F29D in FIG. 89A.
90A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 89A to 89D.
90B is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F30B-F30B in FIG. 90A.
90C is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F30C-F30C in FIG. 90A.
90D is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F30D-F30D in FIG. 90A.
91A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 90A to 90D.
FIG. 91B is a cross-sectional view of the display device as viewed from the lines F31B-F31B in FIG. 91A.
FIG. 91C is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F31C-F31C in FIG. 91A.
FIG. 91D is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F31D-F31D in FIG. 91A.
92A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 91A to 91D.
FIG. 92B is a cross-sectional view of the display device as viewed from the lines F32B-F32B in FIG. 92A.
FIG. 92C is a cross-sectional view of the display device as seen from a line F32C-E32C in FIG. 92A.
FIG. 92D is a cross-sectional view of the display device as viewed from the lines F32D-F32D in FIG. 92A.
93A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 92A to 92D.
FIG. 93B is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F33B-F33B in FIG. 93A.
FIG. 93C is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F33C-F33C in FIG. 93A.
FIG. 93D is a cross-sectional view of the display device as viewed from the line F33D-F33D in FIG. 93A.
94A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 93A to 93D.
94B is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F34B-F34B in FIG. 94A.
94C is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F34C-F34C in FIG. 94A.
94D is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F34D-F34D in FIG. 94A.
It is a schematic cross section of the rod-shaped structure light emitting element of the 36th embodiment of the present invention.
96A is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment.
96B is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment.
96C is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment.
FIG. 96D is a process chart of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment. FIG.
96E is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment.
96F is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment.
FIG. 96G is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment. FIG.
FIG. 96H is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment. FIG.
Fig. 96I is a process chart of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment.
96J is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment.
FIG. 96K is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 36th embodiment. FIG.
FIG. 97: is a schematic cross section of the rod-shaped structure light emitting element of 37th Embodiment of this invention.
98A is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment.
98B is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment.
98C is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment.
FIG. 98D is a flowchart of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment. FIG.
FIG. 98E is a flowchart of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment. FIG.
98F is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment.
FIG. 98G is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment. FIG.
98H is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment.
98I is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment.
98J is a process chart of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment.
It is process drawing of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the 37th embodiment.
98L is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment.
98m is a flowchart of the method of manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the 37th embodiment.
It is a top view of the insulated substrate used for the backlight, the illuminating device, and the display apparatus provided with the rod-shaped structure light emitting element of 38th Embodiment of this invention.
FIG. 100: is a schematic cross section seen by the arrow 100-100 of FIG.
FIG. 101 is a view for explaining the principle of arranging the rod-shaped structure light emitting elements according to the third embodiment. FIG.
FIG. 102 is a view for explaining a potential applied to an electrode when the rod-shaped structure light emitting elements according to the third embodiment are arranged. FIG.
Fig. 103 is a plan view of an insulating substrate on which the rod-shaped structure light emitting elements of the third embodiment are arranged.
104 is a plan view of the display device.
105 is a circuit diagram of essential parts of a display unit of the display device;
Fig. 106 is a perspective view of a light emitting device of the 39th embodiment of the present invention.
107 is a perspective view of a light emitting device of a 40th embodiment of the present invention.
108 is a perspective view of a light emitting device of a forty-first embodiment of the present invention.
109 is a perspective view of a light emitting device of a 42nd embodiment of the present invention;
110 is a side view of the light-emitting device of the 43rd embodiment of the present invention.
111 is a side view of a light emitting device of a forty-fourth embodiment of the present invention;
112 is a cross-sectional view of the light emitting device.
113 is a sectional view of another example of the above light emitting device.
114 is a sectional view of another example of the above light emitting device.
Fig. 115 is a side view of the light emitting device of the 45th embodiment of the present invention.
116 is a perspective view of the light emitting device.
117 is a plan view of an insulating substrate of a light emitting device used for a backlight, a lighting device, and a display device;
FIG. 118 is a schematic sectional view seen from the line 118-118 of FIG. 117.
119 is a view for explaining the principle of arranging the rod-shaped structure light emitting elements.
It is a figure explaining the potential applied to an electrode when arranging the rod-shaped structure light emitting elements.
121 is a plan view of an insulating substrate on which the rod-shaped light emitting elements are arranged.
122 is a plan view of the display device.
123 is a circuit diagram of main parts of a display unit of the display device;
124 is a plan view of a light emitting device of a forty-sixth embodiment of the present invention;
125 is a perspective view of the light emitting device.
126 is a plan view of a main portion in which the adjacent rod-shaped light emitting elements are in a reverse state in the above light emitting device;
이하, 본 발명의 봉형상 구조 발광 소자, 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법, 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치를 도시의 실시형태에 의해 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에서는 제 1 도전형을 n형으로 하고 제 2 도전형을 p형으로 하였지만, 제 1 도전형을 p형으로 하고 제 2 도전형을 n형으로 해도 좋다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the rod-shaped structure light emitting element of this invention, the manufacturing method of a rod-shaped structure light emitting element, a backlight, an illuminating device, and a display device are demonstrated in detail by embodiment of illustration. In this embodiment, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type, but the first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type.
〔제 1 실시형태〕[First Embodiment]
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 1 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(11)와, 상기 반도체 코어(11)의 일부를 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(12)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(11)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(11a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(11)의 타단측의 끝면은 반도체층(12)으로 덮여져 있다.1: shows the perspective view of the rod-shaped structure light emitting element of 1st Embodiment of this invention. As shown in FIG. 1, the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment is formed so as to cover a portion of the
상기 봉형상 구조 발광 소자는 다음과 같이 제조한다.The rod-shaped structure light emitting device is manufactured as follows.
우선, n형 GaN으로 이루어지는 기판 상에 성장 구멍을 갖는 마스크를 형성한다. 마스크에는 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등 반도체 코어(11) 및 반도체층(12)에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용한다. 성장 구멍의 형성은 통상의 반도체 프로세스에 사용하는 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용할 수 있다.First, a mask having growth holes is formed on a substrate made of n-type GaN. As the mask, a material that can be selectively etched into the
이어서, 마스크의 성장 구멍에 의해 노출된 기판 상에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: 유기 금속 기상 성장) 장치를 이용해서 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(11)를 형성한다. MOCVD 장치의 온도를 950℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH3)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H3)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어를 성장시킬 수 있다. 이 때, 성장하는 반도체 코어(11)의 직경은 상기 마스크의 성장 구멍의 지름으로 정할 수 있다.Subsequently, n-type GaN is crystal-grown on a substrate exposed by a growth hole of a mask using a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) device to form a rod-shaped
이어서, 봉형상의 반도체 코어(11)를 덮도록 기판 전체면에 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층을 형성한다. MOCVD 장치의 온도를 960℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를, p형 불순물 공급용에 비스시클로펜타디에닐마그네슘(Cp2Mg)을 이용함으로써 마그네슘(Mg)을 불순물로 하는 p형 GaN을 성장시킬 수 있다.Subsequently, a semiconductor layer made of p-type GaN is formed on the entire surface of the substrate so as to cover the rod-shaped
이어서, 리프트 오프에 의해 반도체층 중 반도체 코어를 덮는 부분을 제외한 영역과 마스크를 제거해서 봉형상의 반도체 코어(11)의 기판측 외주면을 노출시켜서 노출 부분(11a)을 형성한다. 이 상태에서, 상기 반도체 코어(11)의 기판과 반대인 측의 끝면은 반도체층(12)에 의해 덮여져 있다. 마스크가 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4))으로 구성되어 있을 경우, 불산(HF)을 함유한 용액을 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 마스크 상의 반도체층(반도체층 중 반도체 코어를 덮는 부분을 제외한 영역)을 리프트 오프에 의해 제거할 수 있다. 이 실시형태에 있어서는 제거된 마스크의 막 두께에 의해 반도체 코어(11)의 노출 부분(11a)의 길이가 결정된다. 이 실시형태의 노출 공정에서는 리프트 오프를 이용했지만 에칭에 의해 반도체 코어의 일부를 노출시켜도 좋다.Subsequently, the lift-off removes the area | region except the part which covers a semiconductor core, and mask, and exposes the board | substrate side outer peripheral surface of the rod-shaped
이어서, 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판 상에 세워 설치하는 반도체 코어(11)의 기판측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(12)으로 덮여진 반도체 코어(11)에 대해서 응력이 작용하여 반도체층(12)으로 덮여진 반도체 코어(11)가 기판으로부터 분리된다.Subsequently, the source close to the substrate side of the
이렇게 해서, n형 GaN으로 이루어지는 기판으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다.In this way, a fine rod-shaped structure light emitting element separated from the substrate made of n-type GaN can be manufactured.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층(12)이 반도체 코어(11)의 외주면으로부터 반경 방향 외향으로 결정 성장하고, 지름 방향의 성장 거리가 짧고 또한 결함이 외향으로 회피되므로 결정 결함이 적은 반도체층(12)에 의해 반도체 코어(11)를 덮을 수 있다. 따라서, 특성이 양호한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다.In the rod-shaped light emitting device, the
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자에 의하면, 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(11)를 덮도록, 또한, 반도체 코어(11)의 일부의 외주면이 노출되도록 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(12)을 형성함으로써 마이크로 오더 사이즈나 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자이여도 반도체 코어(11)의 노출 부분(11a)을 n측 전극에 접속하고 반도체 코어(11)를 덮는 반도체층(12)의 부분에 p측 전극을 접속할 수 있게 된다. 이 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어(11)의 노출 부분(11a)에 n측 전극을 접속하고 반도체층(12)에 p측 전극을 접속해서 반도체 코어(11)의 외주면과 반도체층(12)의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 p측 전극으로부터 n측 전극으로 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부로부터 광이 방출된다. 이 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체층(12)으로 덮여진 반도체 코어(11)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높다. 따라서, 간단한 구성으로 전극 접속이 용이하게 가능한 발광 효율이 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 기판과 일체가 아니므로 장치로의 실장의 자유도가 높다.According to the rod-shaped structure light emitting device having the above structure, the
여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛~30㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro-order size having a diameter of 1 µm and a length of 10 µm to 30 µm, or a nano-order size having at least a diameter of less than 1 µm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device, and to realize a high luminous efficiency and a power saving backlight, lighting device, display device, and the like. Can be.
또한, 상기 반도체 코어(11)의 일단측의 외주면이, 예컨대 축방향으로 1㎛~5㎛ 정도 노출되어 있음으로써 반도체 코어(11)의 일단측의 외주면의 노출 부분(11a)에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체 코어(11)의 타단측의 반도체층(12)에 전극을 접속하는 것이 가능하게 되고, 양단에 전극을 떼어 놓아서 접속할 수 있고, 반도체층(12)에 접속하는 전극과 반도체 코어(11)의 노출 부분이 단락되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.In addition, one electrode is exposed to the exposed
또한, 상기 반도체 코어(11)의 타단측의 끝면을 반도체층(12)에 의해 덮고 있음으로써 반도체 코어(11)의 노출 부분(11a)과 반대인 측의 끝면을 덮는 반도체층(12)의 부분에 반도체 코어(11)와 단락시키지 않고 p측 전극을 용이하게 접속할 수 있다. 이것에 의해, 미세한 봉형상 구조 발광 소자의 양단에 전극을 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.In addition, the part of the
또한, 상기 반도체 코어(11)의 반도체층(12)으로 덮여진 영역의 외주면과 반도체 코어(11)의 노출 영역의 외주면이 연속하고 있음으로써 반도체 코어(11)의 노출 영역이 반도체층(12)의 외경보다 가늘게 되어 있으므로 제조 공정에 있어서 기판 상에 세워 설치하도록 형성된 반도체 코어(11)의 노출 영역이 기판측에 접히기 쉬워져 제조가 용이해진다.In addition, since the outer circumferential surface of the region covered by the
〔제 2 실시형태〕[Second embodiment]
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 2 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(21)와, 상기 반도체 코어(21)의 일부를 덮도록 형성된 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(22)과, 상기 양자우물층(22)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(23)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(21)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(21a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(21)의 타단측의 끝면은 양자우물층(22)과 반도체층(23)으로 덮여져 있다.2 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the rod-shaped structure light emitting device of the second embodiment is formed so as to cover a portion of the
상기 제 2 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자에서는, 제 1 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 마찬가지로, MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN으로 이루어지는 기판 상에 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(21)를 형성한다. In the rod-shaped structure light emitting device of the second embodiment, like the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment, the rod-shaped semiconductor core is grown by growing n-type GaN on a substrate made of n-type GaN using a MOCVD apparatus. 21 is formed.
상기 제 2 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 1 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the second embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the first embodiment.
또한, 상기 반도체 코어(21)와 반도체층(23) 사이에 양자우물층(22)을 형성함으로써 양자우물층(22)의 양자 구속 효과에 의해 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. MOCVD 장치 내에서 전술한 바와 같이 n형 GaN의 반도체 코어를 성장시킨 후, 발광 파장에 따라 설정 온도를 600℃로부터 800℃로 변경하고, 캐리어 가스에 질소(N2), 성장 가스에 TMG 및 NH3, 트리메틸인듐(TMI)을 공급함으로써 n형 GaN의 반도체 코어(21) 상에 InGaN 양자우물층(22)을 형성할 수 있다. 그 후, 또한 설정 온도를 960℃로 하고, 전술한 바와 같이, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 이용함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(23)을 형성할 수 있다. 또한, 이 양자우물층은 InGaN층과 p형 GaN층 사이에 전자 블록층으로서 p형 AlGaN층을 넣어도 좋다, 또한, GaN의 장벽층과 InGaN의 양자우물층을 교대로 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.In addition, by forming the
〔제 3 실시형태〕[Third Embodiment]
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 3 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(11)와, 상기 반도체 코어(11)의 일부를 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(12)과, 상기 반도체층(12)을 덮도록 형성된 투명 전극(13)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(11)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(11a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(11)의 타단측의 끝면은 반도체층(12)과 투명 전극(13)으로 덮여져 있다. 상기 투명 전극(13)은 막 두께 200㎚의 ITO(주석 첨가 산화 인듐)에 의해 형성되어 있다. ITO의 성막은 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. ITO막을 성막 후, 500℃~600℃에서 열처리를 행함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(12)과 ITO로 이루어지는 투명 전극(13)의 콘택트 저항을 낮출 수 있다. 또한, 투명 전극은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다. 성막에는 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. 보다 전극층의 저항을 낮추기 위해서 상기 ITO막 상에 Ag/Ni의 적층 금속막을 적층해도 좋다.3 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the rod-shaped structure light emitting device of this third embodiment is formed so as to cover a portion of the
상기 제 3 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자에서는, 제 1 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 마찬가지로, MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN으로 이루어지는 기판 상에 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(11)를 형성한다.In the rod-shaped structure light emitting device of the third embodiment, like the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment, a rod-shaped semiconductor core is formed by growing n-type GaN on a substrate made of n-type GaN using a MOCVD apparatus. (11) is formed.
상기 제 3 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 1 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the third embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the first embodiment.
또한, 상기 반도체층(12)의 대략 전체를 덮도록 투명 전극(13)을 형성하는 것에 의해서 반도체층(12)을 투명 전극(13)을 통해서 전극에 접속함으로써 전극 접속 부분에 전류가 집중해서 편중됨이 없이 넓은 전류 경로를 형성해서 소자 전체를 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다. 특히, n형 반도체로 이루어지는 반도체 코어와 p형 반도체로 이루어지는 반도체층의 구성에서는 p형 반도체로 이루어지는 반도체층이 불순물 농도를 높이기 어려워 저항이 크지만, 투명 전극에 의해 넓은 전류 경로를 형성해서 소자 전체를 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다.In addition, by forming the
〔제 4 실시형태〕[Fourth Embodiment]
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 4 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(21)와, 상기 반도체 코어(21)의 일부를 덮도록 형성된 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(22)과, 상기 양자우물층(22)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(23)과, 상기 반도체층(23)을 덮도록 형성된 투명 전극(24)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(21)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(21a)이 형성되어 있다. 또한, 도 5의 단면도에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(21)의 타단측의 끝면은 양자우물층(22)과 반도체층(23)과 투명 전극(24)으로 덮여져 있다. 이것에 의해, 투명 전극(24)의 반도체 코어(21)의 노출 부분(21a)과 반대인 측의 끝에 전극(또는 배선)을 접속함으로써 그 전극과 반도체 코어(21)가 단락되는 것을 용이하게 방지할 수 있음과 아울러, 투명 전극(24)에 접속되는 전극(또는 배선)을 굵거나 또는 단면적을 크게 할 수 있으므로 전극(또는 배선)을 통해서 열을 효율 좋게 방열할 수 있다.4 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the rod-shaped structure light emitting device of this fourth embodiment is formed so as to cover a portion of the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(21)의 노출 부분(21a)에 n측 전극(25)을 접속하고, 타단측의 투명 전극(24)에 p측 전극(26)을 접속하고 있다. p측 전극(26)이 투명 전극(24)의 끝에 접속되어 있으므로 발광 영역을 전극으로 차단하는 면적을 최소한으로 할 수 있어 광의 인출 효율을 높일 수 있다.In addition, in the rod-shaped structure light emitting device, as shown in FIG. 6, the n-
상기 제 4 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자에서는, 제 1 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 마찬가지로, MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN으로 이루어지는 기판 상에 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(21)를 형성한다.In the rod-shaped structure light emitting device of the fourth embodiment, like the rod-shaped light emitting device of the first embodiment, n-type GaN is crystal-grown on a substrate made of n-type GaN using a MOCVD apparatus to form rod-shaped semiconductor cores. 21 is formed.
상기 제 4 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 2 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the fourth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the second embodiment.
또한, 상기 반도체층(23)의 대략 전체를 덮도록 투명 전극(24)을 형성하는 것에 의해서 반도체층(23)을 투명 전극(24)을 통해서 p측 전극(26)에 접속함으로써 전극 접속 부분에 전류가 집중해서 편중됨이 없이 넓은 전류 경로를 형성해서 소자 전체를 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다. 특히, n형 반도체로 이루어지는 반도체 코어와 p형 반도체로 이루어지는 반도체층의 구성에서는 p형 반도체로 이루어지는 반도체층이 불순물 농도를 높이기 어려워 저항이 크지만, 투명 전극에 의해 넓은 전류 경로를 형성해서 소자 전체를 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다.In addition, by forming the
상기 제 1~제 4 실시형태에서는 Si를 도핑한 n형 GaN과 Mg를 도핑한 p형 GaN을 이용했지만 GaN에 도핑하는 불순물은 이것에 한정되지 않는다. n형에서는 Ge, p형에서는 Zn 등을 이용할 수 있다.In the first to fourth embodiments, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but impurities doped into GaN are not limited thereto. Ge may be used in the n-type, and Zn may be used in the p-type.
또한, 상기 제 1~제 4 실시형태에서는 단면 거의 원형인 봉형상의 반도체 코어(11,21)에 반도체층이나 양자우물층을 피복한 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 설명했지만, 예컨대 단면 거의 육각형 등의 다른 다각형인 봉형상의 반도체 코어에 반도체층이나 양자우물층 등을 피복한 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 본 발명을 적용해도 좋다. n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 거의 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다. 성장 방향이나 성장 온도 등의 성장 조건에 의존하지만, 성장시키는 반도체 코어의 직경이 수십㎚로부터 수백㎚ 정도의 작은 경우에 단면이 거의 원형에 가까운 형상이 되기 쉬운 경향이 있고, 직경이 0.5㎛ 정도로부터 수㎛로 커지면 단면을 거의 육각형으로 성장시키는 것이 용이해지는 경향이 있다.Further, in the first to fourth embodiments, the rod-shaped structure light emitting device in which the semiconductor layer or the quantum well layer is coated on the rod-shaped
예컨대, 도 7에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 육각형의 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(31)와, 상기 반도체 코어(31)의 일부를 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(32)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(31)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(31a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(31)의 타단측의 끝면은 반도체층(32)으로 덮여져 있다.For example, as shown in FIG. 7, the
또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 육각형의 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(41)와, 상기 반도체 코어(41)의 일부를 덮도록 형성된 양자우물층(42)과, 상기 양자우물층(42)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(43)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(41)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(41a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(41)의 타단측의 끝면은 양자우물층(42)과 반도체층(43)으로 덮여져 있다.8, the
또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(31)와, 상기 반도체 코어(31)의 일부를 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(32)과, 상기 반도체층(32)을 덮도록 형성된 ITO로 이루어지는 투명 전극(33)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(31)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(31a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(31)의 타단측의 끝면은 반도체층(32)과 투명 전극(33)으로 덮여져 있다.In addition, as shown in Fig. 9, a
또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(41)와, 상기 반도체 코어(41)의 일부를 덮도록 형성된 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(42)과, 상기 양자우물층(42)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(43)과, 상기 반도체층(43)을 덮도록 형성된 ITO로 이루어지는 투명 전극(44)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(41)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(41a)이 형성되어 있다. 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(41)의 타단측의 끝면은 양자우물층(42)과 반도체층(43)과 투명 전극(44)으로 덮여져 있다.10, the
〔제 5 실시형태〕[Fifth Embodiment]
도 11은 본 발명의 제 5 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있다. 이 제 5 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(51)와, 상기 반도체 코어(51)의 일부를 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(52)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(51)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(51a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(51)의 타단측의 끝면은 반도체층(52)으로 덮여져 있다.Fig. 11 is a sectional view of a rod-shaped structure light emitting device of a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the rod-shaped structure light emitting device of the fifth embodiment is formed so as to cover a portion of the
상기 반도체층(52)은 반도체 코어(51)의 외주면을 덮는 부분(52b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(51)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(52a)의 축방향의 두께가 두꺼워지도록 형성되어 있다.The thickness of the
도 12는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도를 나타내고 있고, 반도체층(52)에 있어서 반도체 코어(51)의 외주면을 덮는 부분(52b)의 지름 방향의 두께(T1)보다 반도체 코어(51)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(52a)의 축방향의 두께(T2)가 두껍게 되어 있다.FIG. 12: is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the said rod-shaped structure light emitting element, Comprising: A semiconductor core (rather than the thickness T1 of radial direction of the
이것에 의해, 반도체 코어(51)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(52)측에 접속하는 전극(53)을 반도체 코어(51)와 오버랩시키지 않고 반도체층(52)에 접속시킬 수 있기 때문에 반도체 코어(51)의 측면 전체의 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 또는, 반도체 코어(51)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(52)측에 접속하는 전극(53)이 반도체 코어(51)와 오버랩했을 경우이여도 오버랩량을 저감할 수 있으므로 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 반도체층(52)은 반도체 코어(51)의 외주면을 덮는 부분(52b)의 지름 방향의 두께(T1)보다 반도체 코어(51)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(52a)의 축방향의 두께(T2)가 두꺼우므로 반도체 코어(51)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(52)의 부분(52a)의 저항이 높게 되어 반도체 코어(51)의 타단측에 발광이 집중되지 않아 반도체 코어(51)의 측면 영역의 발광을 강화할 수 있음과 아울러, 반도체 코어(51)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(52)의 부분(52a)에 있어서의 누설 전류를 억제할 수 있다.As a result, the
이것에 대해서, 예컨대, 도 13의 비교예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도에 나타내는 바와 같이, 반도체층(1052)에 있어서 반도체 코어(1051)의 외주면을 덮는 부분(1052b)의 지름 방향의 두께(T11)와 반도체 코어(1051)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(1052a)의 축방향의 두께(T12)가 거의 동일한 두께로 되어 있을 경우, 반도체 코어(1051)의 타단측에 발광이 집중되어 반도체 코어(1051)의 측면 영역의 발광이 저하되거나 반도체 코어(1051)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(1052)의 부분(1052a)에 있어서 누설 전류가 발생될 가능성이 있다. 또한, 전극(1053)이 반도체 코어(1051)와 크게 오버랩하므로 광의 인출 효율이 낮아진다.On the other hand, as shown, for example, in the cross-sectional schematic diagram of the principal part of the rod-shaped structure light emitting element of the comparative example of FIG. 13, the
상기 제 5 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 1 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the fifth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the first embodiment.
〔제 6 실시형태〕[Sixth Embodiment]
도 14는 본 발명의 제 6 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있다. 이 제 6 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(61)와, 상기 반도체 코어(61)의 일부를 덮도록 형성된 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(62)과, 상기 양자우물층(62)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(63)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(61)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(61a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(61)의 타단측의 끝면은 양자우물층(62)과 반도체층(63)으로 덮여져 있다.14 is a sectional view of a rod-shaped structure light emitting device of a sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the rod-shaped structure light emitting device of the sixth embodiment is formed so as to cover a portion of the
상기 양자우물층(62)은 반도체 코어(61)의 외주면을 덮는 부분(62b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(61)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(62a)의 축방향의 두께가 두꺼워지도록 형성되어 있다.The
도 15는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도를 나타내고 있고, 양자우물층(62)에 있어서 반도체 코어(61)의 외주면을 덮는 부분(62b)의 지름 방향의 두께(T21)보다 반도체 코어(61)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(62a)의 축방향의 두께(T22)가 두껍게 되어 있다.FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the main portion of the rod-shaped light emitting device, and is larger than the thickness T21 in the radial direction of the
이것에 의해, 반도체 코어(61)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(63)측에 접속하는 전극(64)을 반도체 코어(61)와 오버랩시키지 않고 반도체층(63)에 접속시킬 수 있으므로 반도체 코어(61)의 측면 전체의 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 또는, 반도체 코어(61)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(63)측에 접속하는 전극(64)이 반도체 코어(61)와 오버랩했을 경우이여도 오버랩량을 저감할 수 있으므로 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 양자우물층(62)은 반도체 코어(61)의 외주면을 덮는 부분(62b)의 지름 방향의 두께(T21)보다 반도체 코어(61)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(62a)의 축방향의 두께(T22)가 두꺼우므로 반도체 코어(61)의 타단측의 코너부에 발생되는 전계 집중을 완화할 수 있고, 내압 향상 및 발광 소자의 수명을 개선할 수 있음과 아울러, 반도체 코어(61)의 타단측의 끝면을 덮는 양자우물층(62)의 부분(62a)에 있어서의 누설 전류를 억제할 수 있다.Thereby, the
이것에 대해서, 예컨대, 도 16의 비교예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도에 나타내는 바와 같이, 양자우물층(1062)에 있어서 반도체 코어(1061)의 외주면을 덮는 부분(1062b)의 지름 방향의 두께(T31)와 반도체 코어(1051)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(1052a)의 축방향의 두께(T32)가 거의 동일한 두께로 되어 있을 경우, 반도체 코어(61)의 타단측의 코너부에 전계 집중이 생겨서 내압이 저하되거나 반도체 코어(1061)의 타단측의 끝면을 덮는 양자우물층(1062)의 부분(1062a)에 있어서 누설 전류가 발생될 가능성이 있다. 또한, 전극(1064)이 반도체 코어(1061)와 크게 오버랩하므로 광의 인출 효율이 낮아진다.On the other hand, for example, as shown in the cross-sectional schematic diagram of the main portion of the rod-shaped structure light emitting device of the comparative example of FIG. 16, the radial direction of the
상기 제 6 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 1 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the sixth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the first embodiment.
〔제 7 실시형태〕[Seventh Embodiment]
도 17a~도 17e는 본 발명의 제 7 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도를 나타내고 있다. 이 실시형태에서는 Si를 도핑한 n형 GaN과 Mg를 도핑한 p형 GaN을 이용하지만 GaN에 도핑하는 불순물은 이것에 한정되지 않는다.17A to 17E show process drawings of a method for manufacturing a rod-shaped structure light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but impurities doped in GaN are not limited thereto.
우선, 도 17a에 나타내는 바와 같이, n형 GaN으로 이루어지는 기판(70) 상에 섬 형상의 촉매 금속층(75)을 형성한다(촉매 금속층 형성 공정). 이 촉매 금속층에는 Ga, N, In, Al 등의 화합물 반도체 재료 및 Si, Mg 등의 불순물재에 대해서 이들을 용해해서 얻고, 또한 자신과는 화합물을 형성하기 어려운 Ni, Fe, Au 등의 재료를 사용할 수 있다. 섬 형상의 패턴의 형성은 기판(70) 상에 촉매 금속층을 두께 100㎚~300㎚ 정도 형성한 후, 리소그래피법과 드라이 에칭에 의해 반도체 코어를 성장시켜야 할 직경 1㎛ 정도의 섬 형상으로 적절한 간격을 두고 패터닝한다.First, as shown in FIG. 17A, an island-shaped
이어서, 도 17b에 나타내는 바와 같이, 상기 섬 형상의 촉매 금속층(75)이 형성된 기판(70) 상에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: 유기 금속 기상 성장) 장치를 이용해서 섬 형상의 촉매 금속층(75)과 기판(70)의 계면으로부터 n형의 GaN을 결정 성장시킴으로써 봉형상의 n형의 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(71)를 형성한다(반도체 코어 형성 공정). 성장 온도를 800℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH4)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H2)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어(71)를 성장시킬 수 있다. 여기서, n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판(70) 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다.Next, as shown in FIG. 17B, the island-shaped
이어서, 도 17c에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(71)의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층(75)을 유지한 상태에서 반도체 코어(71)의 외주면 및 촉매 금속층(75)과 반도체 코어(71)의 계면으로부터의 결정 성장에 의해 반도체 코어(71)의 표면을 덮는 p형의 GaN으로 이루어지는 반도체층(72)을 형성한다(반도체층 형성 공정). 이 반도체층 형성 공정에서는 형성 온도를 900℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를, p형 불순물 공급용에 비스시클로펜타디에닐마그네슘(Cp2Mg)을 이용함으로써 마그네슘(Mg)을 불순물로 하는 p형 GaN을 성장시킬 수 있다.Next, as shown in FIG. 17C, the outer circumferential surface of the
이어서, 도 17d에 나타내는 바와 같이, 드라이 에칭에 의해 반도체 코어(71)의 기판(70)의 외주면을 노출시킨다(노출 공정). 이 때, 섬 형상의 촉매 금속층(75)을 제거함과 아울러 반도체 코어(71)의 상단의 일부가 제거되지만 반도체층(72)에 있어서 반도체 코어(71)의 외주면을 덮는 부분(72b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(71)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(72a)의 축방향의 두께가 두껍게 되어 있다. 이 노출 공정에서는 드라이 에칭의 RIE(Reactive Ion Etching: 반응성 이온 에칭)에 SiCl4를 이용함으로써 용이하게 GaN에 이방성을 가지고 에칭할 수 있다.Next, as shown in FIG. 17D, the outer peripheral surface of the
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판(70)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(70) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(71)의 기판(70)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(72)으로 덮여진 반도체 코어(71)에 대해서 응력이 작용하여, 도 17e에 나타내는 바와 같이, 반도체층(72)으로 덮여진 반도체 코어(71)가 기판(70)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the semiconductor core is placed on the
이렇게 해서, 기판(70)으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. 이 제 7 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자의 직경을 1㎛, 길이를 10㎛로 하고 있다(도 17a~도 17e에서는 도면을 보기 쉽게 하기 위해서 봉형상 구조 발광 소자의 길이를 짧게 나타내고 있음).In this way, a fine rod-shaped light emitting device separated from the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층(72)이 반도체 코어(71)의 외주면으로부터 반경 방향 외향으로 결정 성장하고, 지름 방향의 성장 거리가 짧고 또한 결함이 외향으로 회피되므로 결정 결함이 적은 반도체층(72)에 의해 반도체 코어(71)를 덮을 수 있다. 따라서, 특성이 양호한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다.In addition, the rod-shaped structure light emitting device is a semiconductor having fewer crystal defects because the
이와 같이 하여 기판(70)으로부터 분리된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어(71)의 노출 부분(71a)에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층(72)에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어(71)의 외주면과 반도체층(72)의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부로부터 광이 방출된다.In this manner, in the rod-shaped structure light emitting device separated from the
상기 반도체층 형성 공정에 있어서 섬 형상의 촉매 금속층(75)을 제거하지 않고 반도체 코어(71)의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층(75)을 유지한 상태에서 반도체 코어(71)의 표면을 덮는 p형의 반도체층(72)을 형성함으로써 반도체 코어(71)의 외주면보다 촉매 금속층(75)과 반도체 코어(71)의 계면으로부터의 결정 성장이 촉진되므로 반도체 코어(71)의 외주면을 덮는 부분(72b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(71)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(72a)의 축방향의 두께가 두꺼운 반도체층(72)을 용이하게 형성할 수 있다.P covering the surface of the
상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. 여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the method for producing a rod-shaped structure light emitting device, it is possible to manufacture a fine rod-shaped structure light emitting device having a high degree of freedom in mounting to an apparatus. Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano order size having at least a diameter of less than 1 μm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device and to emit light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the light emitting area is wider, a high luminous efficiency and a power saving backlight, lighting device, display device, and the like can be realized.
또한, 반도체층(72)을 형성하는 반도체층 형성 공정 전에 섬 형상의 촉매 금속층(75)을 제거하지 않고 반도체 코어(71)의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층(75)을 유지한 상태에서 반도체 코어(71)의 표면을 덮도록 양자우물층을 형성해도 좋다. 이것에 의해서, 반도체 코어의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어의 타단측의 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두꺼운 양자우물층을 용이하게 형성할 수 있다.In addition, the semiconductor core is formed while the island-like
상기 제 7 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 5 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the seventh embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the fifth embodiment.
또한, 상기 반도체층(72)에 있어서 반도체 코어(71)의 외주면을 덮는 부분(72b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(71)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(72a)의 축방향의 두께를 두껍게 함으로써 반도체 코어(71)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(72)측에 접속하는 전극을 반도체 코어(71)의 타단측의 끝면의 위치까지 오버랩시키지 않고 반도체층(72)의 부분(72a)에만 접속시킬 수 있으므로 반도체 코어(71)의 측면 전체의 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 반도체층(72)은 반도체 코어(71)의 외주면을 덮는 부분(72b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(71)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(72a)의 축방향의 두께가 두꺼우므로 반도체 코어(71)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(72)의 부분(72a)의 저항이 높게 되어 반도체 코어(71)의 타단측에 발광이 집중되지 않고 반도체 코어(71)의 측면 영역의 발광을 강화할 수 있음과 아울러, 반도체 코어(71)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(72)의 부분(72a)에 있어서의 누설 전류를 억제할 수 있다.Moreover, the thickness of the axial direction of the
〔제 8 실시형태〕[Eighth Embodiment]
도 18a~도 18d는 본 발명의 제 8 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도를 나타내고 있다. 이 실시형태에서는 Si를 도핑한 n형 GaN과 Mg를 도핑한 p형 GaN을 이용하지만 GaN에 도핑하는 불순물은 이것에 한정되지 않는다.18A to 18D show process drawings of a method for manufacturing a rod-shaped structure light emitting device according to an eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but impurities doped in GaN are not limited thereto.
우선, 도 18a에 나타내는 바와 같이, 하지 기판(80) 상에 n형 GaN으로 이루어지는 반도체막(84)을 형성하고, 그 반도체막(84) 상에 섬 형상의 촉매 금속층(85)을 형성한다(촉매 금속층 형성 공정). 이 촉매 금속층에는 Ga, N, In, Al 등의 화합물 반도체 재료 및 Si, Mg 등의 불순물재에 대해서 이들을 용해해서 얻고, 또한 자신과는 화합물을 형성하기 어려운 Ni, Fe, Au 등의 재료를 사용할 수 있다. 섬 형상의 패턴의 형성은 반도체막(84) 상에 촉매 금속층을 두께 100㎚~300㎚ 정도 형성한 후, 리소그래피법과 드라이 에칭에 의해 반도체 코어를 성장시켜야 할 직경 1㎛ 정도의 섬 형상으로 적절한 간격을 두고 패터닝한다.First, as shown in FIG. 18A, a
이어서, 도 18b에 나타내는 바와 같이, 상기 섬 형상의 촉매 금속층(85)이 형성된 반도체막(84) 상에 MOCVD 장치를 이용해서 섬 형상의 촉매 금속층(85)과 반도체막(84)의 계면으로부터 n형의 GaN을 결정 성장시킴으로써 봉형상의 n형의 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(81)를 형성한다(반도체 코어 형성 공정). 성장 온도를 800℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH4)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H2)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어(81)를 성장시킬 수 있다. 여기서, n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 반도체막(84) 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다.Next, as shown in FIG. 18B, n is used from the interface between the island-shaped
이어서, 도 18c에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(81)의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층(85)을 유지한 상태에서 반도체 코어(81)의 외주면 및 촉매 금속층(85)과 반도체 코어(81)의 계면으로부터의 결정 성장에 의해 반도체 코어(81)의 표면을 덮는 p형의 반도체층(82)을 형성한다(반도체 코어 형성 공정). 이 반도체층 형성 공정에서는 형성 온도를 900℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를, p형 불순물 공급용에 비스시클로펜타디에닐마그네슘(Cp2Mg)을 이용함으로써 마그네슘(Mg)을 불순물로 하는 p형 GaN을 성장시킬 수 있다.Next, as shown in FIG. 18C, the outer circumferential surface of the
이어서, 도 18d에 나타내는 바와 같이, 드라이 에칭에 의해 하지 기판(80) 표면 및 반도체 코어(81)의 하지 기판(80)의 외주면을 노출시킨다(노출 공정). 이 때, 섬 형상의 촉매 금속층(85)을 제거함과 아울러 반도체 코어(81)의 상단의 일부가 제거되지만 반도체층(82)에 있어서 반도체 코어(81)의 외주면을 덮는 부분(82b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(81)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(82a)의 축방향의 두께가 두껍게 되어 있다. 이 노출 공정에서는 드라이 에칭의 RIE에 SiCl4를 이용함으로써 용이하게 GaN에 이방성을 가지고 에칭할 수 있다.18D, the surface of the
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 하지 기판(80)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 하지 기판(80) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(81)의 하지 기판(80)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(82)으로 덮여진 반도체 코어(81)에 대해서 응력이 작용하여, 도 18e에 나타내는 바와 같이, 반도체층(82)으로 덮여진 반도체 코어(81)가 하지 기판(80)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the semiconductor is immersed in an isopropyl alcohol (IPA) aqueous solution, and is mounted on the
이렇게 해서, 하지 기판(80)으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. 이 제 8 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자의 직경을 1㎛, 길이를 10㎛로 하고 있다(도 18a~도 18e에서는 도면을 보기 쉽게 하기 위해서 봉형상 구조 발광 소자의 길이를 짧게 나타내고 있음).In this way, a fine rod-shaped light emitting device separated from the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층(82)이 반도체 코어(81)의 외주면으로부터 반경 방향 외향으로 결정 성장하고, 지름 방향의 성장 거리가 짧고 또한 결함이 외향으로 회피되므로 결정 결함이 적은 반도체층(82)에 의해 반도체 코어(81)를 덮을 수 있다. 따라서, 특성이 양호한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다.In addition, the rod-shaped structure light emitting device is a semiconductor having fewer crystal defects because the
이와 같이 하여 하지 기판(80)으로부터 분리된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어(81)의 노출 부분(81a)에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층(82)에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어(81)의 외주면과 반도체층(82)의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부로부터 광이 방출된다.In this manner, in the rod-shaped structure light emitting device separated from the
상기 반도체층 형성 공정에 있어서 섬 형상의 촉매 금속층(85)을 제거하지 않고 반도체 코어(81)의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층(85)을 유지한 상태에서 반도체 코어(81)의 표면을 덮는 p형의 반도체층(82)을 형성함으로써 반도체 코어(81)의 외주면보다 촉매 금속층(85)과 반도체 코어(81)의 계면으로부터의 결정 성장이 촉진되므로 반도체 코어(81)의 외주면을 덮는 부분(82b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(81)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(82a)의 축방향의 두께가 두꺼운 반도체층(82)을 용이하게 형성할 수 있다.P covering the surface of the
상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. 여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the method for producing a rod-shaped structure light emitting device, it is possible to manufacture a fine rod-shaped structure light emitting device having a high degree of freedom in mounting to an apparatus. Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano order size having at least a diameter of less than 1 μm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device and to emit light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the light emitting area is wider, a high luminous efficiency and a power saving backlight, lighting device, display device, and the like can be realized.
또한, 반도체층(82)의 외주면과 반도체 코어(81)의 노출 부분(81a)의 외주면이 단차 없이 연속되어 있으므로 분리 후의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 전극이 형성된 절연성 기판 상에 기판 평면에 대해서 축방향이 평행해지도록 실장할 때, 반도체층(82)의 외주면과 반도체 코어(81)의 노출 부분(81a)의 외주면 사이에 단차가 없으므로 반도체 코어(81)의 노출 부분(81a)과 전극을 확실하고 또한 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.In addition, since the outer circumferential surface of the
또한, 반도체층(82)을 형성하는 반도체층 형성 공정 전에 섬 형상의 촉매 금속층(85)을 제거하지 않고 반도체 코어(81)의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층(85)을 유지한 상태에서 반도체 코어(81)의 표면을 덮도록 양자우물층을 형성해도 좋다. 이것에 의해서, 반도체 코어의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어의 타단측의 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두꺼운 양자우물층을 용이하게 형성할 수 있다.In addition, the semiconductor core is formed while the island-like
상기 제 8 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 5 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the eighth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the fifth embodiment.
또한, 상기 반도체층(82)에 있어서 반도체 코어(81)의 외주면을 덮는 부분(82b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(81)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(82a)의 축방향의 두께를 두껍게 함으로써 반도체 코어(81)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(82)측에 접속하는 전극을 반도체 코어(81)의 타단측의 끝면의 위치까지 오버랩시키지 않고 반도체층(82)의 부분(82a)에만 접속시킬 수 있으므로 반도체 코어(81)의 측면 전체의 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 반도체층(82)은 반도체 코어(81)의 외주면을 덮는 부분(82b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(81)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(82a)의 축방향의 두께가 두꺼우므로 반도체 코어(81)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(82)의 부분(82a)의 저항이 높게 되어 반도체 코어(81)의 타단측에 발광이 집중되지 않아 반도체 코어(81)의 측면 영역의 발광을 강화할 수 있음과 아울러, 반도체 코어(81)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(82)의 부분(82a)에 있어서의 누설 전류를 억제할 수 있다.Moreover, the thickness of the axial direction of the
〔제 9 실시형태〕[Ninth Embodiment]
도 19a~도 19e는 본 발명의 제 9 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법의 공정도를 나타내고 있다. 이 실시형태에서는 Si를 도핑한 n형 GaN과 Mg를 도핑한 p형 GaN을 이용하지만 GaN에 도핑하는 불순물은 이것에 한정되지 않는다.19A to 19E show process drawings of a method for manufacturing a rod-shaped structure light emitting device according to a ninth embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but impurities doped in GaN are not limited thereto.
우선, 도 19a에 나타내는 바와 같이, n형 GaN으로 이루어지는 기판(90) 상에 성장 구멍(94a)을 갖는 마스크(94)를 형성한다. 마스크(94)에는 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등 반도체 코어 및 반도체층에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용할 수 있다. 성장 구멍(94a)의 형성은 통상의 반도체 프로세스에 사용하는 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용할 수 있다. 이 때, 성장하는 반도체 코어의 지름은 마스크(94)의 성장 구멍(94a)의 사이즈에 의존한다.First, as shown in FIG. 19A, a
이어서, 마스크(94)의 성장 구멍(94a)에 의해 노출된 기판(90) 상에 섬 형상의 촉매 금속층(95)을 형성한다(촉매 금속층 형성 공정). 이 촉매 금속층에는 Ga, N, In, Al 등의 화합물 반도체 재료 및 Si, Mg 등의 불순물재에 대해서 이들을 용해해서 얻고, 또한 자신과는 화합물을 형성하기 어려운 Ni, Fe, Au 등의 재료를 사용할 수 있다. 성장 구멍(94a)에 노출된 기판(90) 상으로의 섬 형상의 촉매 금속층(95)은 상기 성장 구멍(94a)을 리소그래피법과 드라이 에칭법에 의해 형성할 때에 이용한 레지스트(도시 생략)를 마스크(94) 상에 남긴 채, 상기 레지스트 및 기판(90) 상에 촉매 금속층을 두께 100㎚~300㎚ 정도 형성하고, 리프트 오프법에 의해 상기 레지스트와 함께 레지스트 상의 촉매 금속층을 제거함으로써 얻어진다.Subsequently, an island-shaped
이어서, 도 19b에 나타내는 바와 같이, 상기 섬 형상의 촉매 금속층(95)이 형성된 기판(90) 상에 MOCVD 장치를 이용해서 섬 형상의 촉매 금속층(95)과 기판(90)의 계면으로부터 n형의 GaN을 결정 성장시킴으로써 봉형상의 n형의 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(91)를 형성한다(반도체 코어 형성 공정). 성장 온도를 800℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH4)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H2)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어(91)를 성장시킬 수 있다. 여기서, n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판(90) 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다.Subsequently, as shown in Fig. 19B, the MO-type device is used on the
이어서, 도 19c에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(91)의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층(95)을 유지한 상태에서 반도체 코어(91)의 외주면 및 촉매 금속층(95)과 촉매 금속층(95)의 계면으로부터의 결정 성장에 의해 반도체 코어(91)의 표면을 덮는 p형의 반도체층(92)을 형성한다(반도체층 형성 공정). 이 반도체층 형성 공정에서는 형성 온도를 900℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를, p형 불순물 공급용에 비스시클로펜타디에닐마그네슘(Cp2Mg)을 이용함으로써 마그네슘(Mg)을 불순물로 하는 p형 GaN을 성장시킬 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 19C, the outer circumferential surface of the
이어서, 도 19d에 나타내는 바와 같이, 노출 공정에 있어서 에칭에 의해 반도체층(92)의 반도체 코어(91)를 덮는 부분을 제외한 영역과 마스크(94)(도 19c에 나타냄)를 제거해서 봉형상의 반도체 코어(91)의 기판(90)측의 외주면을 노출시켜 노출 부분(91a)을 형성한다. 이 상태에서, 섬 형상의 촉매 금속층(95)을 제거함과 아울러 반도체 코어(91)의 상단의 일부가 제거되지만 반도체층(92)에 있어서 반도체 코어(91)의 외주면을 덮는 부분(92b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(91)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(92a)의 축방향의 두께가 두껍게 되어 있다.Subsequently, as shown in FIG. 19D, in the exposure step, the rod-like semiconductor is removed by removing the region and mask 94 (shown in FIG. 19C) except for the portion covering the
마스크가 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4)으로 구성되어 있을 경우, 불산(HF)을 함유한 용액을 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 마스크 상의 반도체층(반도체층 중 반도체 코어를 덮는 부분을 제외한 영역)을 리프트 오프에 의해 제거할 수 있다. 이 실시형태의 노출 공정에서는 CF4나 XeF2를 이용한 드라이 에칭에 의해 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 마스크 상의 반도체층(반도체층 중 반도체 코어를 덮는 부분을 제외한 영역)을 제거할 수 있다.When the mask is made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ), using a solution containing hydrofluoric acid (HF) does not easily affect the semiconductor core and the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core. The mask can be etched without etching, and the semiconductor layer (region except the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core) on the mask can be removed by lift-off together with the mask. In the exposure step of this embodiment, the mask can be easily etched by dry etching using CF 4 or XeF 2 without affecting the semiconductor core and the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core, and the semiconductor layer on the mask together with the mask ( Region except for a portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core) can be removed.
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판(90)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(90) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(91)의 기판(90)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(92)으로 덮여진 반도체 코어(91)에 대해서 응력이 작용하여, 도 19e에 나타내는 바와 같이, 반도체층(92)으로 덮여진 반도체 코어(91)가 기판(90)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the semiconductor core is placed on the
이렇게 해서, 기판(90)으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. 이 제 8 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자의 직경을 1㎛, 길이를 10㎛로 하고 있다(도 19a~도 19e에서는 도면을 보기 쉽게 하기 위해서 봉형상 구조 발광 소자의 길이를 짧게 나타내고 있음).In this way, a fine rod-shaped light emitting device separated from the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층(92)이 반도체 코어(91)의 외주면으로부터 반경 방향 외향으로 결정 성장하고, 지름 방향의 성장 거리가 짧고 또한 결함이 외향으로 회피되므로 결정 결함이 적은 반도체층(92)에 의해 반도체 코어(91)를 덮을 수 있다. 따라서, 특성이 양호한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다.In addition, the rod-shaped structure light emitting device is a semiconductor having fewer crystal defects because the
이와 같이 하여 기판(90)으로부터 분리된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어(91)의 노출 부분(91a)에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층(92)에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어(91)의 외주면과 반도체층(92)의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부로부터 광이 방출된다.In this manner, in the rod-shaped structure light emitting device separated from the
상기 반도체층 형성 공정에 있어서 섬 형상의 촉매 금속층(95)을 제거하지 않고 반도체 코어(91)의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층(95)을 유지한 상태에서 반도체 코어(91)의 표면을 덮는 p형의 반도체층(92)을 형성함으로써 반도체 코어(91)의 외주면보다 촉매 금속층(95)과 반도체 코어(91)의 계면으로부터의 결정 성장이 촉진되므로 반도체 코어(91)의 외주면을 덮는 부분(92b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(91)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(92a)의 축방향의 두께가 두꺼운 반도체층(92)을 용이하게 형성할 수 있다.P covering the surface of the
상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. 여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the method for producing a rod-shaped structure light emitting device, it is possible to manufacture a fine rod-shaped structure light emitting device having a high degree of freedom in mounting to an apparatus. Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano order size having at least a diameter of less than 1 μm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device and to emit light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the light emitting area is wider, a high luminous efficiency and a power saving backlight, lighting device, display device, and the like can be realized.
또한, 반도체층(92)을 형성하는 반도체층 형성 공정 전에 섬 형상의 촉매 금속층(95)을 제거하지 않고 반도체 코어(91)의 선단에 섬 형상의 촉매 금속층(95)을 유지한 상태에서 반도체 코어(91)의 표면을 덮도록 양자우물층을 형성해도 좋다. 이것에 의해서, 반도체 코어의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어의 타단측의 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두꺼운 양자우물층을 용이하게 형성할 수 있다.In addition, the semiconductor core is formed in a state where the island-like
상기 제 9 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 5 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the ninth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the fifth embodiment.
또한, 상기 반도체층(92)에 있어서 반도체 코어(91)의 외주면을 덮는 부분(92b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(91)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(92a)의 축방향의 두께를 두껍게 함으로써 반도체 코어(91)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(92)측에 접속하는 전극을 반도체 코어(91)의 타단측의 끝면의 위치까지 오버랩시키지 않고 반도체층(92)에만 접속시킬 수 있으므로 반도체 코어(91)의 측면 전체의 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 반도체층(92)은 반도체 코어(91)의 외주면을 덮는 부분(92b)의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(91)의 타단측의 끝면을 덮는 부분(92a)의 축방향의 두께가 두꺼우므로 반도체 코어(91)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(92)의 부분(92a)의 저항이 높게 되어 반도체 코어(91)의 타단측에 발광이 집중되지 않아 반도체 코어(91)의 측면 영역의 발광을 강화할 수 있음과 아울러, 반도체 코어(91)의 타단측의 끝면을 덮는 반도체층(92)의 부분(92a)에 있어서의 누설 전류를 억제할 수 있다.Moreover, the thickness of the axial direction of the
상기 제 1~제 4 실시형태에서는 반도체 코어(11,21,31,41)의 일단측의 외주면이 노출된 노출 부분(11,21,31,41)을 갖는 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 반도체 코어의 양단의 외주면이 노출된 노출 부분을 갖는 것이여도 좋고, 반도체 코어의 중앙 부분의 외주면이 노출된 노출 부분을 갖는 것이여도 좋다.In the first to fourth embodiments, a rod-shaped structure light emitting device having exposed
또한, 상기 제 1~제 9 실시형태에서는 반도체 코어와 반도체층에 GaN을 모재로 하는 반도체를 이용했지만 GaAs, AlGaAs, GaAsP, InGaN, AlGaN, GaP, ZnSe, AlGaInP 등을 모재로 하는 반도체를 이용한 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 반도체 코어를 n형으로 하고 반도체층을 p형으로 했지만 도전형이 반대인 봉형상 구조 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 육각 기둥 형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 단면이 원형 또는 타원인 봉형상이여도 좋고, 단면이 삼각형 등의 다른 다각 형상인 봉형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다.In the first to ninth embodiments, a semiconductor based on GaN is used as the semiconductor core and the semiconductor layer, but light emission using a semiconductor based on GaAs, AlGaAs, GaAsP, InGaN, AlGaN, GaP, ZnSe, AlGaInP, etc. You may apply this invention to an element. In addition, although the semiconductor core is n-type and the semiconductor layer is p-type, you may apply this invention to the rod-shaped structure light emitting element whose electroconductive type is the opposite. Moreover, although the rod-shaped structure light emitting element which has a hexagonal pillar-shaped semiconductor core was demonstrated, it is not limited to this, The cross-section may be circular or oval rod-shaped, and the cross-section is rod-shaped semiconductor which is another polygonal shape, such as a triangle. You may apply this invention to the rod-shaped structure light emitting element which has a core.
또한, 상기 제 1~제 9 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자의 직경을 1㎛로 하고 길이가 10㎛~30㎛인 마이크로 오더 사이즈로 했지만 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이여도 좋다. 상기 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 직경은 500㎚ 이상 또한 50㎛ 이하가 바람직하고, 수십㎚~수백㎚의 봉형상 구조 발광 소자에 비해서 반도체 코어의 직경의 편차를 억제할 수 있고 발광 면적 즉 발광 특성의 편차를 저감할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, in the said 1st-9th embodiment, although the diameter of the rod-shaped structure light emitting element was set to 1 micrometer, and it was set as the micro order size of 10 micrometers-30 micrometers in length, at least the diameter or length of the nano order size of less than 1 micrometer is used. An element may be sufficient. The diameter of the semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting device is preferably 500 nm or more and 50 μm or less, and the variation in the diameter of the semiconductor core can be suppressed as compared with the rod-shaped structure light emitting device of several tens of nm to several hundred nm. The deviation of the luminescence properties can be reduced and the yield can be improved.
또한, 상기 제 1~제 4, 제 7~제 9 실시형태에서는 MOCVD 장치를 이용해서 반도체 코어를 결정 성장시켰지만 MBE(분자선 에피택셜) 장치 등의 다른 결정 성장 장치를 이용해서 반도체 코어를 형성해도 좋다. 또한, 성장 구멍을 갖는 마스크를 이용해서 반도체 코어를 기판 상에 결정 성장시켰지만 기판 상에 금속종을 배치해서 금속종으로부터 반도체 코어를 결정 성장시켜도 좋다.In the first to fourth and seventh to ninth embodiments, the semiconductor core is grown by using a MOCVD apparatus, but the semiconductor core may be formed using another crystal growth apparatus such as an MBE (molecular beam epitaxial) apparatus. . In addition, although the semiconductor core is crystal-grown on the substrate using a mask having growth holes, the semiconductor core may be crystal-grown from the metal species by disposing a metal species on the substrate.
또한, 상기 제 1~제 4, 제 7~제 9 실시형태에서는 반도체층으로 덮여진 반도체 코어를 초음파를 이용해서 기판으로부터 분리했지만, 이것에 한정되지 않고, 절단 공구를 이용해서 반도체 코어를 기판으로부터 기계적으로 절곡함으로써 분리해도 좋다. 이 경우, 간단한 방법으로 기판 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자를 단시간에 분리할 수 있다.In addition, in the said 1st-4th, 7th-9th embodiment, although the semiconductor core covered with the semiconductor layer was isolate | separated from the board | substrate using ultrasonic wave, it is not limited to this, The semiconductor core was removed from a board | substrate using a cutting tool. You may isolate by bending mechanically. In this case, a plurality of fine rod-shaped structure light emitting elements provided on the substrate can be separated in a short time by a simple method.
〔제 10 실시형태〕[Tenth Embodiment]
도 20은 본 발명의 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있다.20 is a sectional view of a rod-shaped structure light emitting device of a tenth embodiment of the present invention.
이 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A)는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 육각형의 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(111)와, 상기 반도체 코어(111)의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층(112)과, 상기 캡층(112)으로 덮여진 반도체 코어(111)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(111a)이 되도록 반도체 코어(111)의 노출 부분(111a) 이외의 부분의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(113)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(111)의 외주면과 캡층(112)의 외주면이 연속한 반도체층(113)에 의해 덮여져 있다. As shown in FIG. 20, the rod-shaped structure light emitting element A of the tenth embodiment has a
상기 캡층(112)은 반도체층(113)보다 전기 저항이 큰 재료로서, 예컨대 절연성 재료, 진성(intrinsic) GaN, 반도체층(113)과 동일한 도전형이고 또한 저불순물 농도의 n형의 GaN, 반도체층(113)과 다른 도전형이고 또한 저불순물 농도의 p형의 GaN 등을 이용하고 있다.The
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자(A)에 의하면, 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(111)의 한쪽의 끝면을 캡층(112)에 의해 덮음과 아울러, 상기 캡층(112)으로 덮여진 반도체 코어(111)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(111a)이 되도록 반도체 코어(111)의 노출 부분(111a) 이외의 부분의 외주면을 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(113)에 의해 덮음으로써 마이크로 오더 사이즈나 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자이여도 반도체 코어(111)의 노출 부분(111a)을 n측 전극에 접속하고 반도체 코어(111)를 덮는 반도체층(113)의 부분에 p측 전극을 접속할 수 있게 된다. 이 봉형상 구조 발광 소자(A)는 반도체 코어(111)의 노출 부분(111a)에 n측 전극을 접속하고 반도체층(113)에 p측 전극을 접속해서 p측 전극으로부터 n측 전극으로 전류를 흘려보냄으로써 반도체 코어(111)의 외주면과 반도체층(113)의 내주면의 계면(pn 접합부)에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출된다. 이 봉형상 구조 발광 소자(A)에서는 반도체층(113)으로 덮여진 반도체 코어(111)의 측면 전체로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높다.According to the rod-shaped structure light emitting element A having the above configuration, the
따라서, 간단한 구성으로 전극 접속이 용이하게 가능한 발광 효율이 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(A)를 실현할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(A)는 기판과 일체가 아니므로 장치로의 실장의 자유도가 높다.Therefore, a fine rod-shaped structure light emitting element A having a high luminous efficiency that can be easily connected to an electrode with a simple configuration can be realized. Further, since the rod-shaped structure light emitting device A is not integral with the substrate, the degree of freedom in mounting to the device is high.
여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛~30㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 발광 장치, 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro-order size having a diameter of 1 µm and a length of 10 µm to 30 µm, or a nano-order size having at least a diameter of less than 1 µm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductors used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device, and to provide high luminous efficiency, power saving light emitting device, backlight, lighting device and display device. Etc. can be realized.
또한, 상기 반도체 코어(111)의 일단측의 외주면이, 예컨대 1㎛~5㎛ 정도 노출되어 있음으로써 반도체 코어(111)의 일단측의 외주면의 노출 부분(111a)에 한쪽의 n측 전극을 접속하고 반도체 코어(111)의 타단측의 반도체층(113)에 p측 전극을 접속할 수 있게 되고, 양단에 전극을 떼어 놓아서 접속할 수 있고, 반도체층(113)에 접속하는 p측 전극과 반도체 코어(111)의 노출 부분(111a)이 단락되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.In addition, one n-side electrode is connected to the exposed portion 111a of the outer circumferential surface of the one end side of the
또한, 상기 반도체 코어(111)의 한쪽의 끝면을 캡층(112)에 의해 덮고 있음으로써 반도체 코어(111)의 노출 부분(111a)과 반대인 측의 외주면을 덮는 반도체층(113)의 부분에 반도체 코어(111)와 단락시키지 않고 p측 전극을 용이하게 접속할 수 있다. 이것에 의해, 미세한 봉형상 구조 발광 소자(A)의 양단에 전극을 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.In addition, since one end surface of the
도 21은 비교예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도를 나타내고 있고, 본 발명의 봉형상 구조 발광 소자는 아니다. 도 21의 봉형상 구조 발광 소자는 상기 제 10 실시형태의 도 20에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자(A)와 다른 점은 반도체 코어(1011)의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층이 없고, 반도체층(1013)이 반도체 코어(1011)의 외주면과 끝면을 덮고 있는 것이다.Fig. 21 shows a cross-sectional schematic diagram of the main parts of the rod-shaped light emitting device of Comparative Example, and is not a rod-shaped light emitting device of the present invention. The rod-shaped light emitting element of FIG. 21 differs from the rod-shaped light emitting element A shown in FIG. 20 of the tenth embodiment in that there is no cap layer covering one end surface of the
도 21에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(1011)의 끝면측의 반도체층(1013)에 p측 전극(1014)을 접속했을 경우, 반도체 코어(1011)의 끝면측을 덮는 반도체층(1013)의 단면적이 큰 막 두께 방향[p측 전극(1014)측으로부터 바라본 저항]의 저항은 작아지는 한편, 반도체 코어(1011)의 외주면을 덮는 반도체층(1013)의 단면적이 작은 길이 방향[p측 전극(1014)측으로부터 바라본 저항]의 저항은 커진다. 이 때문에, 반도체 코어(1011)의 끝면으로의 전류가 집중되어 그 반도체 코어(1011)의 끝면에 발광이 집중되고 반도체 코어(1011)의 측면 전체로부터 광이 효율 좋게 방출되지 않는다.As shown in FIG. 21, when the p-
이것에 대해서, 도 22의 단면 모식도에 나타내는 바와 같이, 상기 제 10 실시형태의 도 20에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체층(113)보다 전기 저항이 큰 재료로 이루어지는 캡층(112)이 반도체 코어(111)의 반도체 코어(111)의 한쪽의 끝면을 덮음으로써 반도체 코어(111)의 캡층(112)측에 접속된 p측 전극(14)과 반도체 코어(111) 사이에서 캡층(112)을 통해서 전류가 흐르지 않도록 하는 한편, 캡층(112)보다 저항이 낮은 반도체층(113)을 통해서 p측 전극(14)과 반도체 코어(111)의 외주면측 사이에서 전류가 흐르도록 한다. 이것에 의해, 상기 반도체 코어(111)의 캡층(112)이 설치된 측의 끝면으로의 전류 집중을 억제해서 그 반도체 코어(111)의 끝면에 발광이 집중되지 않고 반도체 코어(111)의 측면으로부터의 광의 인출 효율이 향상된다.On the other hand, as shown in the cross-sectional schematic diagram of FIG. 22, in the rod-shaped structure light emitting device shown in FIG. 20 of the tenth embodiment, the
도 23a~도 23c는 상기 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 1~제 3 변형예의 요부의 단면도를 나타내고 있다. 도 23a~도 23c에서는 도 20과 반도체층(113)의 형태가 다르지만 도 20과 동일한 구성부에 동일 참조 번호를 붙이고 있다.23A to 23C show cross-sectional views of principal parts of first to third modified examples of the rod-shaped structure light emitting device according to the tenth embodiment. In FIGS. 23A to 23C, the shape of the
본 발명의 봉형상 구조 발광 소자에서는, 도 23a의 제 1 변형예에 나타내는 바와 같이, 캡층(112)의 외주면의 반도체 코어(111)측의 일부를 덮도록 반도체층(113)을 형성한 것이여도 좋고, 도 23b의 제 2 변형예에 나타내는 바와 같이, 캡층(112)의 외주면 전부를 덮고 또한 캡층(112)의 끝면보다 돌출되도록 반도체층(113)을 형성해서 캡층(112)의 끝면이 노출된 것이여도 좋다. 또한, 본 발명의 봉형상 구조 발광 소자에서는, 도 23c의 제 3 변형예에 나타내는 바와 같이, 캡층(112)의 외주면 전부를 덮고 또한 캡층(112)의 끝면을 덮도록 반도체층(113)을 형성하여도 좋다.In the rod-shaped structure light emitting device of the present invention, as shown in the first modification of FIG. 23A, the
또한, 도 24 및 도 25는 캡층의 외주면을 반도체층이 덮고 있지 않은 변형예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도를 나타내고 있다. 도 24, 도 25에 있어서 1021,1031은 반도체 코어, 1022,1032는 캡층, 1023,1033은 반도체층, 1024,1034는 p측 전극이며, 각 부의 재료는 상기 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 재료를 이용하고 있다.24 and 25 show the cross-sectional schematic diagrams of the main parts of the rod-shaped structure light emitting device according to the modification in which the semiconductor layer does not cover the outer circumferential surface of the cap layer. 24 and 25, 1021 and 1031 are semiconductor cores, 1022 and 1032 are cap layers, 1023 and 1033 are semiconductor layers, and 1024 and 1034 are p-side electrodes, and the material of each part is the rod-shaped light emitting structure of the tenth embodiment. The same material as the element is used.
도 24에 나타내는 변형예의 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체층(1023)이 캡층(132)의 외주면 중 반도체 코어(1021) 근방의 약간의 영역밖에 덮고 있지 않으므로 이 부분에 전류 경로가 형성되어서 이 전류 경로를 통해서 p측 전극(1024)과 반도체 코어(1021) 사이에 누설 전류가 흐를 우려가 있다.In the rod-shaped structure light emitting device of the modification shown in FIG. 24, since the
또한, 도 25에 나타내는 변형예의 봉형상 구조 발광 소자에 있어서도 반도체층(1033)이 캡층(1032)의 외주면을 덮고 있지 않고 반도체층(1033)의 끝면과 캡층(1032)의 끝면이 접하는 부분에 전류 경로가 형성되어서 이 전류 경로를 통해서 p측 전극(1034)과 반도체 코어(1031) 사이에 누설 전류가 흐를 우려가 있다.In addition, in the rod-shaped structure light emitting device of the modification shown in FIG. 25, the
이것에 대해서, 상기 제 10 실시형태의 도 20에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자(A)에 의하면 노출 부분(111a)을 제외한 반도체 코어(111)의 외주면과 캡층(112)의 외주면을 연속한 반도체층(113)에 의해 덮음으로써 반도체 코어(111)의 캡층(112)측에 접속된 p측 전극(14)과 반도체 코어(111) 사이의 누설 전류를 억제할 수 있다.On the other hand, according to the rod-shaped structure light emitting element A shown in FIG. 20 of the tenth embodiment, the semiconductor layer in which the outer circumferential surface of the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(A)에서는 캡층(112)에 절연성 재료를 이용함으로써 캡층(112)에 의해 반도체 코어(111)가 전극과 완전히 절연되기 때문에 반도체 코어(111)의 캡층(112)이 설치된 측의 끝면으로부터의 발광을 억제함과 아울러, 그 반도체 코어(111)의 끝면 근방에 있어서 반도체 코어(111)와 전극 사이의 누설 전류의 발생을 억제할 수 있다.In addition, in the rod-shaped structure light emitting device A, the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(A)에 있어서 캡층(112)에 진성 반도체를 사용했을 경우도 캡층(112)에 의해 반도체 코어(111)가 전극과 완전히 절연되기 때문에 반도체 코어(111)의 캡층(112)이 설치된 측의 끝면으로부터의 발광을 억제함과 아울러, 그 반도체 코어(111)의 끝면 근방에 있어서 반도체 코어(111)와 전극 사이의 누설 전류의 발생을 억제할 수 있다. 예컨대, 진성 반도체로서 GaN을 이용했을 경우, 실제로는 불순물이 함유된 n형이 되지만, 불순물 농도가 저농도이고 고저항이 되기 때문에, 캡층(112)측에 전류가 거의 흐르지 않고 충분한 전압을 반도체 코어(111)와 그 외주면을 덮는 반도체층(113) 사이에 인가하는 것이 가능하게 된다.In addition, even when intrinsic semiconductor is used for the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(A)에 있어서 반도체 코어(111)와 동일한 n형의 반도체를 캡층(112)에 이용했을 경우도 반도체층(113)보다 캡층(112)이 고저항이므로 반도체 코어(111)의 캡층(112)이 설치된 측의 끝면으로부터의 발광을 억제함과 아울러, 그 반도체 코어(111)의 끝면 근방에 있어서 반도체 코어(111)와 전극 사이의 누설 전류의 발생을 억제할 수 있다.Also, in the rod-shaped structure light emitting device A, when the same n-type semiconductor as the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(A)에 있어서 반도체층(113)과 동일한 p형의 반도체를 캡층(112)에 이용했을 경우도 캡층(112)이 설치된 반도체 코어(111)의 끝면에 발광면이 형성되므로 발광 면적을 늘릴 수 있다. 또한, 캡층(112)이 반도체층보다 고저항이므로 반도체 코어(111)의 캡층(112)측의 끝면에 흐르는 전류는 적고 충분한 전압을 반도체 코어(111)와 그 외주면을 덮는 반도체층(113) 사이에 인가하는 것이 가능하게 된다.In the rod-shaped light emitting device A, when the same p-type semiconductor as the
또한, 상기 제 10 실시형태에서는 단면 거의 육각형의 봉형상의 반도체 코어(111)에 반도체층을 피복한 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 설명했지만, 예컨대 원형이나 다른 다각형의 봉형상의 반도체 코어에 반도체층이나 양자우물층 등을 피복한 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 본 발명을 적용해도 좋다. n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 거의 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다. 성장 방향이나 성장 온도 등의 성장 조건에 의존하지만, 성장시키는 반도체 코어의 직경이 수십㎚~수백㎚ 정도의 작은 경우에 단면이 거의 원형에 가까운 형상이 되기 쉬운 경향이 있고, 직경이 0.5㎛ 정도로부터 수㎛로 커지면 단면을 거의 육각형으로 성장시키는 것이 용이해지는 경향이 있다.In addition, in the tenth embodiment, the rod-shaped structure light emitting device in which the semiconductor layer is coated on the rod-shaped
〔제 11 실시형태〕[Eleventh Embodiment]
도 26은 본 발명의 제 11 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있다. 이 제 11 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 양자우물층을 제외하고 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 구성을 하고 있다.Fig. 26 is a sectional view of a rod-shaped structure light emitting device of an eleventh embodiment of the present invention. The rod-shaped structure light emitting element of this eleventh embodiment has the same structure as the rod-shaped structure light emitting element of the tenth embodiment except for the quantum well layer.
이 제 11 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(B)는, 도 26에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 육각형의 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(121)와, 상기 반도체 코어(121)의 한쪽의 끝면을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(125)과, 그 양자우물층(125)의 외주면을 덮는 캡층(122)과, 상기 캡층(122)으로 덮여진 반도체 코어(121)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(121a)이 되도록 반도체 코어(121)의 노출 부분(121a) 이외의 부분의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(123)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(121)의 외주면과 캡층(122)의 외주면이 연속한 반도체층(123)에 의해 덮여져 있다.As shown in FIG. 26, the rod-shaped structure light emitting element B of the eleventh embodiment includes a
상기 제 11 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the eleventh embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the tenth embodiment.
또한, 상기 제 11 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자에 있어서 반도체 코어(121)의 끝면과 캡층(122) 사이에 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(125)을 형성함으로써 양자우물층(125)의 양자 구속 효과에 의해 반도체 코어(121)의 끝면과 캡층(122)의 계면에서의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.In the rod-shaped light emitting device of the eleventh embodiment, a
또한, 이 양자우물층은 GaN의 장벽층과 InGaN의 양자우물층을 교대로 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.The quantum well layer may be a multi-quantum well structure in which a GaN barrier layer and an InGaN quantum well layer are alternately stacked.
〔제 12 실시형태〕[Twelfth Embodiment]
도 27은 본 발명의 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있다.27 is a sectional view of a rod-shaped structure light emitting device of a twelfth embodiment of the present invention.
이 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(C)는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 육각형의 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(131)와, 상기 반도체 코어(131)의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층(132)과, 상기 캡층(132)으로 덮여진 반도체 코어(131)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(131a)이 되도록 반도체 코어(131)의 노출 부분(131a) 이외의 부분의 외주면을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(133)과, 상기 양자우물층(133)의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(34)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(131)의 외주면과 캡층(132)의 외주면이 연속한 양자우물층(133)이나 반도체층(134)에 의해 덮여져 있다.As shown in FIG. 27, the rod-shaped structure light emitting element C of the twelfth embodiment includes a
상기 캡층(132)은 반도체층(134)보다 전기 저항이 큰 재료로서, 예컨대 절연성 재료, 진성 GaN, 반도체층(134)과 동일한 도전형이고 또한 저불순물 농도의 n형의 GaN, 반도체층(134)과 다른 도전형이고 또한 저불순물 농도의 p형의 GaN 등을 이용하고 있다.The
도 28은 상기 봉형상 구조 발광 소자(C)의 요부의 단면도를 나타내고 있고, 도 28에 나타내는 바와 같이, 상기 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(C)에서는 반도체층(134)보다 전기 저항이 큰 재료로 이루어지는 캡층(132)이 반도체 코어(131)의 한쪽의 끝면을 덮음으로써 반도체 코어(131)의 캡층(132)측에 접속된 p측 전극(135)과 반도체 코어(131) 사이에서 캡층(132)을 통해서 전류가 흐르지 않도록 하는 한편, 캡층(132)보다 저항이 낮은 반도체층(134)을 통해서 p측 전극(135)과 반도체 코어(131)의 외주면측 사이에서 전류가 흐르도록 한다. 이것에 의해, 상기 반도체 코어(131)의 캡층(132)이 설치된 측의 끝면으로의 전류 집중을 억제해서 그 반도체 코어(131)의 끝면에 발광이 집중되지 않고 반도체 코어(131)의 측면으로부터의 광의 인출 효율이 향상된다.FIG. 28 is a sectional view of a main portion of the rod-shaped structure light emitting element C. As shown in FIG. 28, in the rod-shaped structure light emitting element C of the twelfth embodiment, the electrical resistance is higher than that of the
또한, 도 28에 나타내는 바와 같이, 캡층(132)의 끝면까지 반도체층(134)이 덮여져 있지 않은 구성의 경우, 양자우물층(133)의 평면 방향으로 p측 전극(135)으로부터 반도체 코어(131)로의 누설 전류의 발생이 예상되지만, 양자우물층(133)의 저항이 충분히 크기(막 두께가 얇고 또한 p측 전극(135)으로부터 반도체 코어(131)까지의 거리가 충분히 길기) 때문에 누설 전류의 발생은 매우 적고, 충분한 전압을 반도체 코어(131)와 반도체층(134) 사이에 인가할 수 있다.As shown in FIG. 28, in the case where the
여기서, 양자우물층(133)에 있어서 p측 전극(135)으로부터 반도체 코어(131)까지의 거리는, 예컨대 캡층(132)의 길이 1㎛~5㎛에 대략 상당한다.Here, in the
상기 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the twelfth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the tenth embodiment.
도 29a~도 29c는 상기 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 1~제 3 변형예의 요부의 단면도를 나타내고 있다. 도 29a~도 29c에서는 도 27과 양자우물층(133)과 반도체층(134)의 형태가 다르지만 도 27과 동일한 구성부에 동일 참조 번호를 붙이고 있다.29A to 29C show cross-sectional views of principal parts of first to third modified examples of the rod-shaped structure light emitting device according to the twelfth embodiment. In FIGS. 29A to 29C, the shapes of the
본 발명의 봉형상 구조 발광 소자에서는, 도 29a의 제 1 변형예에 나타내는 바와 같이, 캡층(132)의 외주면의 반도체 코어(131)측의 일부를 덮도록 양자우물층(133)과 반도체층(134)을 형성한 것이여도 좋고, 도 29b의 제 2 변형예에 나타내는 바와 같이, 캡층(132)의 외주면 전부를 덮고 또한 캡층(132)의 끝면보다 돌출되도록 양자우물층(133)과 반도체층(134)을 형성해서 캡층(132)의 끝면이 노출된 것이여도 좋다. 또한, 본 발명의 봉형상 구조 발광 소자에서는, 도 29c의 제 3 변형예에 나타내는 바와 같이, 캡층(132)의 외주면 전부를 덮고 또한 캡층(132)의 끝면을 덮도록 양자우물층(133)과 반도체층(134)을 형성해도 좋다.In the rod-shaped structure light emitting device of the present invention, as shown in the first modification of FIG. 29A, the
또한, 도 30 및 도 31은 캡층의 외주면을 양자우물층과 반도체층이 덮고 있지 않은 변형예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도를 나타내고 있다.30 and 31 show schematic cross-sectional views of the main parts of the rod-shaped structure light emitting device according to the modification in which the outer circumferential surface of the cap layer is not covered with the quantum well layer and the semiconductor layer.
도 30, 도 31에 있어서 1041,1151은 반도체 코어, 1042,1152는 캡층, 1043,1153은 양자우물층, 1044,1154는 반도체층, 1045,1155는 p측 전극이며, 각 부의 재료는 상기 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 재료를 이용하고 있다.30 and 31, 1041 and 1151 are semiconductor cores, 1042 and 1152 are cap layers, 1043 and 1153 are quantum well layers, 1044 and 1154 are semiconductor layers, and 1045 and 1155 are p-side electrodes. The same material as the rod-shaped structure light emitting device of the twelfth embodiment is used.
도 30에 나타내는 변형예의 봉형상 구조 발광 소자에서는 양자우물층(1043)과 반도체층(1044)이 캡층(1042)의 외주면 중 반도체 코어(1041) 근방의 약간의 영역밖에 덮고 있지 않으므로 이 부분에 전류 경로가 형성되어서 이 전류 경로를 통해서 p측 전극(1045)과 반도체 코어(1041) 사이에 누설 전류가 흐를 우려가 있다.In the rod-shaped structure light emitting device of the modification shown in FIG. 30, the
또한, 도 31에 나타내는 변형예의 봉형상 구조 발광 소자에 있어서도 반도체층(1154)이 캡층(1152)의 외주면을 덮고 있지 않고 반도체층(1154)의 끝면과 캡층(1152)의 끝면이 접하는 부분에 전류 경로가 형성되어서 이 전류 경로를 통해서 p측 전극(1155)과 반도체 코어(1151) 사이에 누설 전류가 흐를 우려가 있다.Also, in the rod-shaped structure light emitting device of the modification shown in FIG. 31, the
이것에 대해서, 상기 제 12 실시형태의 도 27에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자에 의하면 노출 부분(131a)을 제외한 반도체 코어(131)의 외주면과 캡층(132)의 외주면을 연속한 반도체층(134)에 의해 덮음으로써 반도체 코어(151)의 캡층(132)측에 접속된 p측 전극(135)으로부터 반도체 코어(131)로의 누설 전류를 억제할 수 있다.On the other hand, according to the rod-shaped structure light emitting element shown in FIG. 27 of the twelfth embodiment, the
또한, 상기 제 11 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자에 있어서 반도체 코어(131)의 외주면과 반도체층(134) 사이에 양자우물층(133)을 형성함으로써 양자우물층(133)의 양자 구속 효과에 의해 반도체 코어(131)의 외주면과 반도체층(134)의 계면에서의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, in the rod-shaped light emitting device of the eleventh embodiment, the
또한, 이 양자우물층은 GaN의 장벽층과 InGaN의 양자우물층을 교대로 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.The quantum well layer may be a multi-quantum well structure in which a GaN barrier layer and an InGaN quantum well layer are alternately stacked.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자에 의하면 상기 노출 부분(131a)을 제외한 반도체 코어(131)의 외주면과 캡층(132)의 외주면을 연속한 양자우물층(133)에 의해 덮음으로써 반도체 코어(131)의 캡층(132)측에 접속된 전극과 반도체 코어(131) 사이의 누설 전류를 억제할 수 있다.In addition, according to the rod-shaped structure light emitting device, the
〔제 13 실시형태〕[Thirteenth Embodiment]
도 32는 본 발명의 제 13 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있다. 이 제 13 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 도전층을 제외하고 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 구성을 하고 있다.32 is a sectional view of a rod-shaped structure light emitting device of a thirteenth embodiment of the present invention. The rod-shaped structure light emitting element of this thirteenth embodiment has the same configuration as the rod-shaped structure light emitting element of the twelfth embodiment except for the conductive layer.
이 제 13 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(D)는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 단면 거의 육각형의 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(141)와, 상기 반도체 코어(141)의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층(142)과, 상기 캡층(142)으로 덮여진 반도체 코어(141)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(141a)이 되도록 반도체 코어(141)의 노출 부분(141a) 이외의 부분의 외주면을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(143)과, 상기 양자우물층(143)의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(144)과, 상기 반도체층(144)의 외주면을 덮는 도전층(145)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(141)의 외주면과 캡층(142)의 외주면이 연속한 양자우물층(143)과 반도체층(144)에 의해 덮여져 있다.As shown in FIG. 32, the rod-shaped structure light emitting device D of the thirteenth embodiment includes a
또한, 상기 도전층(145)은 막 두께 200㎚의 ITO(주석 첨가 산화 인듐)에 의해 형성되어 있다. 이 ITO의 성막은 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. ITO막을 성막 후, 500℃~600℃에서 열처리를 행함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(144)과 ITO로 이루어지는 도전층(145)의 콘택트 저항을 낮출 수 있다. 또한, 도전층(145)은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 반투명의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다. 이 적층 금속막의 성막에는 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. 또한, 보다 도전층의 저항을 낮추기 위해서 상기 ITO막 상에 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 적층 금속막을 적층해도 좋다.The
도 33은 상기 봉형상 구조 발광 소자(D)의 요부의 단면 모식도를 나타내고 있고, 도 33에 나타내는 바와 같이, 이 제 13 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(D)에서는 반도체층(144)보다 전기 저항이 큰 재료로 이루어지는 캡층(142)이 반도체 코어(141)의 한쪽의 끝면을 덮음으로써 반도체 코어(141)의 캡층(142)측에 접속된 p측 전극(146)과 반도체 코어(141) 사이에서 캡층(142)을 통해서 전류가 흐르지 않도록 하는 한편, 캡층(142)보다 저항이 낮은 도전층(145), 반도체층(144)을 통해서 p측 전극(146)과 반도체 코어(141)의 외주면측 사이에서 전류가 흐르도록 한다. 이것에 의해, 상기 반도체 코어(141)의 캡층(142)이 설치된 측의 끝면으로의 전류 집중을 억제해서 그 반도체 코어(141)의 끝면에 발광이 집중되지 않고 반도체 코어(141)의 측면으로부터의 광의 인출 효율이 향상된다.FIG. 33: is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the said rod-shaped structure light emitting element D. As shown in FIG. 33, in the rod-shaped structure light emitting element D of this 13th Embodiment, it is more electric than the
상기 제 13 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 제 10 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element of the thirteenth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the tenth embodiment.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자에 의하면, 반도체층(144)보다 저항이 낮은 도전층(145)을 통해서 반도체층(144)을 전극에 접속함으로써 전극 접속 부분에 전류가 집중해서 편중됨이 없이 넓은 전류 경로를 형성해서 반도체 코어(141)의 측면 전체면을 효율 좋게 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다.In addition, according to the rod-shaped light emitting device, the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는, 도 34에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(141)의 노출 부분(141a)에 제 1 전극의 일례로서의 n측 전극(147)을 접속하고 반도체 코어(141)의 캡층(142)이 설치된 측에 제 2 전극의 일례로서의 p측 전극(148)을 접속하고 있다.34, the n-
도 34에서는 캡층(142)에 의해 반도체 코어(141)의 한쪽의 끝면이 노출되어 있지 않으므로 그 단부의 반도체층(144)과 도전층(145)을 통해서 반도체 코어(141)와 p측 전극(148)의 전기적 접속이 용이하게 할 수 있다. 그것에 의해, 반도체층(144)과 도전층(145)으로 덮여진 반도체 코어(141)의 측면 전체 중 p측 전극(148)이 차단하는 면적을 최소한으로 할 수 있어 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 반도체 코어(141)의 캡층(142)이 설치된 측의 끝면으로의 전류 집중을 억제해서 그 반도체 코어의 끝면에 발광이 집중되지 않고 반도체 코어(141)의 측면으로부터의 광의 인출 효율이 향상된다.In FIG. 34, since one end surface of the
또한, 반도체 코어(141)의 캡층(142)측의 단부에 있어서 도전층(145)만을 통해서 반도체 코어(141)와 p측 전극(148)을 전기적으로 접속해도 좋다.In addition, the
〔제 14 실시형태〕[14th Embodiment]
도 35는 본 발명의 제 14 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 14 실시형태에서는 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(C)와 동일한 구성의 봉형상 구조 발광 소자를 이용하고 있다. 또한, 봉형상 구조 발광 소자에 상기 제 1, 제 11, 제 13 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자 중 어느 하나를 이용해도 좋다.35 is a perspective view showing a light emitting device including a rod-shaped structure light emitting element according to a fourteenth embodiment of the present invention. In this fourteenth embodiment, a rod-shaped light emitting device having the same structure as that of the rod-shaped light emitting device C of the twelfth embodiment is used. In addition, any of the rod-shaped structure light emitting elements of the first, eleventh, and thirteenth embodiments may be used for the rod-shaped structure light emitting elements.
이 제 14 실시형태의 발광 장치는, 도 35에 나타내는 바와 같이, 실장면에 금속 전극(101,102)이 형성된 절연성 기판(100)과, 상기 절연성 기판(100) 상에 길이 방향이 절연성 기판(100)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(E)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 35, the light emitting device of the fourteenth embodiment includes an insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(E)는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(151)와, 상기 반도체 코어(151)의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층(도시 생략)과, 상기 캡층(152)으로 덮여진 반도체 코어(151)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(151a)이 되도록 반도체 코어(151)의 노출 부분(151a) 이외의 부분의 외주면을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(153)과, 상기 양자우물층(153)의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(154)을 갖는다. 상기 반도체 코어(151)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(151a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(151)의 타단측의 캡층의 끝면은 양자우물층(153)과 반도체층(154)으로 덮여져 있지 않고 노출되어 있다.The rod-shaped structure light emitting device E includes a
도 35에 나타내는 바와 같이, 봉형상 구조 발광 소자(E)의 일단측의 노출 부분(151a)을 금속 전극(101)에 접속함과 아울러, 봉형상 구조 발광 소자(E)의 타단측의 반도체층(154)을 금속 전극(102)에 접속하고 있다.As shown in FIG. 35, while connecting the exposed
여기서, 봉형상 구조 발광 소자(E)는 후술하는 제 38 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 IPA 수용액의 건조시에 기판 표면과 봉형상 구조 발광 소자의 간극의 액적이 증발에 의해 축소될 때에 발생하는 스틱션(stiction)에 의해 중앙 부분이 휘어서 절연성 기판(100) 상에 접하고 있다.Here, the rod-shaped light emitting device E is the liquid droplet of the gap between the substrate surface and the gap between the rod-shaped light emitting device during evaporation of the IPA aqueous solution in the arrangement method of the rod-shaped light emitting device according to the 38th embodiment described later. The center portion is bent and contacted on the insulating
상기 제 14 실시형태의 발광 장치에 의하면, 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 절연성 기판(100)에 실장된 봉형상 구조 발광 소자(E)는 반도체층(154)의 외주면과 절연성 기판(100)의 실장면이 접촉하므로 봉형상 구조 발광 소자(E)에서 발생된 열을 반도체층(154)으로부터 절연성 기판(100)으로 효율 좋게 방열할 수 있다. 따라서, 발광 효율이 높고 또한 방열성이 좋은 발광 장치를 실현할 수 있다. 또한, 반도체층을 덮도록 도전층이 형성된 봉형상 구조 발광 소자에서는 도전층의 외주면과 절연성 기판의 실장면이 접촉함으로써 마찬가지로 효과가 얻어진다.According to the light emitting device of the fourteenth embodiment, the rod-shaped structure light emitting device E mounted on the insulating
또한, 상기 발광 장치에서는 절연성 기판(100) 상에 봉형상 구조 발광 소자(E)를 옆으로 눕혀서 배치하고 있으므로 절연성 기판(100)을 포함한 두께를 얇게 할 수 있다. 상기 발광 장치에 있어서, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자(E)를 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 이 발광 장치를 이용해서 박형화와 경량화가 가능한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.In the light emitting device, since the rod-shaped structure light emitting device E is laid on the insulating
〔제 15 실시형태〕[Fifteenth Embodiment]
도 36은 본 발명의 제 15 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 측면도를 나타내고 있다.36 is a side view of a light emitting device including a rod-shaped structure light emitting device according to a fifteenth embodiment of the present invention.
이 제 15 실시형태의 발광 장치는, 도 36에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(100)과, 절연성 기판(100) 상에 길이 방향이 절연성 기판(100)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(F)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 36, the light emitting device of the fifteenth embodiment is a rod-shaped package in which the longitudinal direction is parallel to the mounting surface of the insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(F)는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(161)와, 상기 반도체 코어(151)의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층(162)(도 37에 나타냄)과, 상기 캡층(162)으로 덮여진 반도체 코어(161)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(161a)이 되도록 반도체 코어(161)의 노출 부분(161a) 이외의 부분의 외주면을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(163)과, 상기 양자우물층(163)의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(164)과, 상기 반도체층(164)의 외주면을 덮는 도전층(165)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(161)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(161a)이 형성되어 있다. 상기 도전층(165) 위 또한 절연성 기판(100)측에 제 2 도전층의 일례로서의 금속층(166)을 형성하고 있다. 상기 금속층(166)은 도전층(165)의 외주면의 하측 대략 절반 정도를 덮고 있다. 상기 도전층(165)은 ITO에 의해 형성되어 있다. 또한, 도전층은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 반투명의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다. 이 적층 금속막의 성막에는 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. 또한, 보다 도전층의 저항을 낮추기 위해서 상기 1TO막 상에 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 적층 금속막을 적층해도 좋다. 또한, 금속층(166)은 Al에 한정되지 않고 Cu, W, Ag, Au 등을 이용해도 좋다.The rod-shaped structure light emitting device F has a
이 제 15 실시형태의 발광 장치는, 도 37에 나타내는 바와 같이, 실장면에 금속 전극(101,102)이 형성된 절연성 기판(100)과, 상기 절연성 기판(100) 상에 길이 방향이 절연성 기판(100)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(F)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 37, the light emitting device of the fifteenth embodiment has an insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(F)의 일단측의 노출 부분(161a)을 금속 전극(101)에 도전성 접착제 등의 접착부(103)에 의해 접속함과 아울러, 봉형상 구조 발광 소자(F)의 타단측의 금속층(166)을 금속 전극(102)에 도전성 접착제 등의 접착부(104)에 의해 접속하고 있다.The exposed
여기서, 봉형상 구조 발광 소자(F)는 후술하는 제 38 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 IPA 수용액의 건조시에 기판 표면과 봉형상 구조 발광 소자의 간극의 액적이 증발에 의해 축소될 때에 발생되는 스틱션에 의해 중앙 부분이 휘어서 절연성 기판(100) 상에 접하고 있다.Here, the rod-shaped light emitting device F is formed by evaporation of droplets of the gap between the substrate surface and the gap between the bar-shaped light emitting device during evaporation of the IPA aqueous solution in the method of arranging the rod-shaped light emitting device according to the 38th embodiment described later. The center portion is bent and contacted on the insulating
상기 제 15 실시형태의 발광 장치에 의하면, 봉형상 구조 발광 소자(F)의 도전층(165) 위 또한 절연성 기판(100)측에 반도체층(164)보다 저항이 낮은 제 2 도전층의 일례로서의 금속층(166)을 형성함으로써 금속층(166)이 없는 봉형상 구조 발광 소자(F)의 절연성 기판(100)과 반대인 측에 있어서도 반도체 코어(161)의 외주면을 덮는 도전층(165)이 있기 때문에 고저항의 반도체층(164) 전체로의 전류의 흐르기 쉬움을 희생하지 않고 금속층(166)에 의해 저저항화할 수 있다. 또한, 반도체 코어(161)의 외주면을 덮는 도전층(165)에는 발광 효율을 고려하면 투과율이 낮은 재료가 사용되지 않으므로 저저항의 재료를 이용할 수 없지만, 금속층(166)에는 투과율보다 저저항인 것을 우선한 도전성 재료를 이용할 수 있다. 또한, 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 절연성 기판(100)에 실장된 봉형상 구조 발광 소자(F)는 금속층(166)이 절연성 기판(100)의 실장면과 접하므로, 봉형상 구조 발광 소자(F)에서 발생된 열을 금속층(166)을 통해서 절연성 기판(100)에 효율 좋게 방열할 수 있다.According to the light emitting device of the fifteenth embodiment, as an example of the second conductive layer having a lower resistance than the
〔제 16 실시형태〕[16th Embodiment]
도 38은 본 발명의 제 16 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 16 실시형태에서는 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(C)와 동일한 구성의 봉형상 구조 발광 소자를 이용하고 있다. 또한, 봉형상 구조 발광 소자에 상기 제 10, 제 11, 제 13 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자 중 어느 하나를 이용해도 좋다.38 is a perspective view showing a light emitting device including a rod-shaped structure light emitting element according to a sixteenth embodiment of the present invention. In the sixteenth embodiment, a rod-shaped structure light emitting element having the same structure as that of the rod-shaped structure light emitting element (C) of the twelfth embodiment is used. In addition, any of the rod-shaped light emitting elements of the tenth, eleventh and thirteenth embodiments may be used for the rod-shaped light emitting elements.
이 제 16 실시형태의 발광 장치는, 도 38에 나타내는 바와 같이, 실장면에 금속 전극(201,202)이 형성된 절연성 기판(200)과, 상기 절연성 기판(200) 상에 길이 방향이 절연성 기판(200)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(G)를 구비하고 있다. 상기 절연성 기판(200)에는 절연성 기판(200) 상의 금속 전극(201,202) 사이 또한 봉형상 구조 발광 소자(G)의 하측에 금속부의 일례로서의 제 3 금속 전극(203)을 형성하고 있다. 도 38에서는 금속 전극(201,202,203)의 일부만을 나타내고 있다.As shown in FIG. 38, the light emitting device of the sixteenth embodiment has an insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(G)는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(171)와, 상기 반도체 코어(171)의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층(도시 생략)과, 상기 캡층으로 덮여진 반도체 코어(171)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(171a)이 되도록 반도체 코어(171)의 노출 부분(171a) 이외의 부분의 외주면을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(173)과, 상기 양자우물층(173)의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(174)을 갖는다. 상기 반도체 코어(171)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(171a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(171)의 타단측의 캡층의 끝면은 양자우물층(173)과 반도체층(174)으로 덮여져 있지 않고 노출되어 있다.The rod-shaped structure light emitting device G includes a
상기 제 16 실시형태의 발광 장치에 의하면, 절연성 기판(200) 상의 전극(201,202) 사이 또한 봉형상 구조 발광 소자(G)의 하측에 금속 전극(203)을 형성함으로써 양단이 금속 전극(201,202)에 접속된 봉형상 구조 발광 소자(G)의 중앙측을 금속 전극(203)의 표면에 접촉시켜서 지지하므로, 양쪽 지지의 봉형상 구조 발광 소자(G)가 휘지 않고 금속 전극(203)에 의해 지지됨과 아울러, 봉형상 구조 발광 소자(G)에서 발생된 열을 반도체층(174)으로부터 금속 전극(203)을 통해서 절연성 기판(200)으로 효율 좋게 방열할 수 있다.According to the light emitting device of the sixteenth embodiment, the
또한, 도 39에 나타내는 바와 같이, 금속 전극(201)과 금속 전극(202) 각각은 서로 소정의 간격을 두고 대략 병행한 기부(201a,202a)와, 기부(201a,202a)의 대향하는 위치로부터 기부(201a,202a) 사이로 연장되는 복수개의 전극부(201b,202b)를 갖는다. 금속 전극(201)의 전극부(201b)와 그것에 대향하는 금속 전극(202)의 전극부(202b)에 1개의 봉형상 구조 발광 소자(G)가 배열된다. 이 금속 전극(201)의 전극부(201b)와 그것에 대향하는 금속 전극(202)의 전극부(202b) 사이에 중앙 부분이 좁아진 나비 형상의 제 3 금속 전극(203)을 절연성 기판(200) 상에 형성하고 있다.As shown in FIG. 39, the
상기 서로 인접하는 제 3 금속 전극(203)끼리는 전기적으로 분리되어 있고, 도 39에 나타내는 바와 같이, 서로 인접하는 봉형상 구조 발광 소자(G)의 방향이 반대로 되어도 금속 전극(203)을 통해서 금속 전극(201)과 금속 전극(202)이 단락되는 것을 방지할 수 있다.The
〔제 17 실시형태〕[17th Embodiment]
도 40a~도 40d는 본 발명의 제 17 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 이 실시형태에서는 Si를 도핑한 n형 GaN과 Mg를 도핑한 p형 GaN을 이용하지만 GaN에 도핑하는 불순물은 이것에 한정되지 않는다.40A to 40D are process charts showing the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device according to the seventeenth embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but impurities doped in GaN are not limited thereto.
우선, 도 40a에 나타내는 바와 같이, n형 GaN으로 이루어지는 기판(300) 상에 성장 구멍을 갖는 마스크(도시 생략)를 형성한다. 마스크에는 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등 반도체 코어 및 반도체층에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용할 수 있다. 성장 구멍의 형성은 통상의 반도체 프로세스에 사용하는 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용할 수 있다. 이 때, 성장하는 반도체 코어의 지름은 상기 마스크의 성장 구멍의 사이즈에 의존한다.First, as shown in FIG. 40A, a mask (not shown) having growth holes is formed on a
이어서, 반도체 코어 형성 공정에 있어서 마스크의 성장 구멍에 의해 노출된 기판(300) 상에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: 유기 금속 기상 성장) 장치를 이용해서 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(301)를 형성한다. 성장 온도를 950℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH4)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H2)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어(301)를 성장시킬 수 있다. 여기서, n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판(300) 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다.Subsequently, in the semiconductor core forming step, n-type GaN is crystal-grown by using a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) device on the
그리고, 반도체 코어 형성 공정 후, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 이용함으로써 반도체 코어(301) 상에 p형 GaN으로 이루어지는 캡층(302)을 형성한다. 이 캡층(302)은 불순물 농도를 가스의 공급 비율에 의해 저농도로 조정함으로써 이어서 형성하는 반도체층보다 전기 저항을 크게 한다.Then, after the semiconductor core formation step, as a growth gas, and using TMG and NH 3, by using Cp 2 Mg to for the p-type dopant supply to form a
이어서, 도 40b에 나타내는 바와 같이, 양자우물층, 반도체층 형성 공정에 있어서 봉형상의 반도체 코어(301), 캡층(302)을 덮도록 기판(300) 전체면에 p형InGaN으로 이루어지는 양자우물층(303)을 형성하고, 또한 기판(300) 전체면에 반도체층(304)을 형성한다. MOCVD 장치 내에서 전술한 바와 같이 n형 GaN의 반도체 코어를 성장시킨 후, 발광 파장에 따라 설정 온도를 600℃로부터 800℃로 변경하고, 캐리어 가스에 질소(N2), 성장 가스에 TMG 및 NH3, 트리메틸인듐(TMI)을 공급함으로써 n형 GaN의 반도체 코어(301) 상 및 캡층(302) 상에 InGaN 양자우물층(303)을 형성할 수 있다. 그 후, 또한 설정 온도를 960℃로 하고, 전술한 바와 같이, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 이용함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(304)을 형성할 수 있다.40B, in the quantum well layer and the semiconductor layer forming step, a quantum well layer made of p-type InGaN on the entire surface of the
또한, 이 양자우물층은 InGaN층과 p형 GaN층 사이에 전자 블록층으로서 p형 AlGaN층을 넣어도 좋다. 또한, GaN의 장벽층과 InGaN의 양자우물층을 교대로 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.The quantum well layer may also include a p-type AlGaN layer as an electron block layer between the InGaN layer and the p-type GaN layer. In addition, a multi-quantum well structure may be formed by alternately stacking a GaN barrier layer and an InGaN quantum well layer.
이어서, 도 40c에 나타내는 바와 같이, 노출 공정에 있어서 드라이 에칭에 의해 양자우물층(303), 반도체층(304)의 반도체 코어(301)를 덮는 부분을 제외한 영역을 제거해서 봉형상의 반도체 코어(301)의 기판(300)측의 외주면을 노출시켜 노출 부분(301a)을 형성함과 아울러, 캡층(302)의 상측의 일부도 에칭되어서 캡층(302a)의 끝면이 노출된다. 이 경우, 드라이 에칭의 RIE에 SiCl4를 이용함으로써 용이하게 GaN에 이방성을 가지고 에칭할 수 있다.Next, as shown in FIG. 40C, in the exposure step, the region except for the portion covering the
여기서, 반도체층(304a)의 외주면과 반도체 코어(301)의 노출 부분(301a)의 외주면이 단차 없이 연속되어 있다[양자우물층(303a)의 외주면의 노출 부분과 반도체 코어(301)의 노출 부분(301a)의 외주면도 단차가 없음]. 이것에 의해, 분리 후의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 전극이 형성된 절연성 기판 상에 기판 평면에 대해서 축방향이 평행해지도록 실장할 때, 반도체층(304a)의 외주면과 반도체 코어(301)의 노출 부분(301a)의 외주면 사이에 단차가 없으므로 반도체 코어(301)의 노출 부분(301a)과 전극을 확실하고 또한 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.Here, the outer circumferential surface of the
상기 제 17 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는 불순물 가스의 바꿈으로 반도체 코어(301)에 계속해서 캡층(302)을 성장시킬 수 있으므로 캡층(302)을 용이하게 형성할 수 있다.In the method for manufacturing a rod-shaped structure light emitting device according to the seventeenth embodiment, the
또한, 도 40c에 나타내는 노출 공정에 있어서 기판(300)을 새겨 넣을 때에 반도체 코어(301)의 선단에 캡층(302)이 형성되어 있으므로 반도체 코어(301)의 상단은 노출되지 않는다.In addition, since the
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판(300)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(300) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(301)의 기판(300)측에 가까운 근원이 절곡되도록 양자우물층(303a)과 반도체층(304a)으로 덮여진 반도체 코어(301)에 대해서 응력이 작용하여, 도 40d에 나타내는 바와 같이, 양자우물층(303a)과 반도체층(304a)으로 덮여진 반도체 코어(301)가 기판(300)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the semiconductor core is placed on the
이렇게 해서, 기판(300)으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(H)를 제조할 수 있다. 이 제 17 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자(H)의 직경을 1㎛, 길이를 10㎛로 하고 있다[도 40a~도 40d에서는 도면을 보기 쉽게 하기 위해서 봉형상 구조 발광 소자(H)의 길이를 짧게 나타내고 있음].In this way, the fine rod-shaped structure light emitting device H separated from the
상기 제 17 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 간단한 구성으로 전극 접속이 용이하게 가능한 발광 효율이 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(H)를 실현할 수 있다.According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the seventeenth embodiment, it is possible to realize the fine rod-shaped structure light emitting element H having a high luminous efficiency which can be easily connected to the electrode with a simple configuration.
여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛~30㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 발광 장치, 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro-order size having a diameter of 1 µm and a length of 10 µm to 30 µm, or a nano-order size having at least a diameter of less than 1 µm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductors used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device, and to provide high luminous efficiency, power saving light emitting device, backlight, lighting device and display device. Etc. can be realized.
또한, 상기 제조 방법에 의하면 봉형상 구조 발광 소자(H)가 기판과 일체가 아니며 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(H)를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(H)는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 발광 장치, 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.In addition, according to the manufacturing method, the rod-shaped structure light emitting element H is not integral with the substrate, and the fine rod-shaped structure light emitting element H having high degree of freedom in mounting to the device can be manufactured. In addition, the rod-shaped structured light emitting device H can reduce the amount of semiconductors used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device, and to provide light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the light emitting area is widened by emitting the light, the light emitting device, the backlight, the lighting device, the display device, and the like having high luminous efficiency and power saving can be realized.
〔제 18 실시형태〕[18th Embodiment]
도 41a~도 41e는 본 발명의 제 18 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 이 실시형태에서는 Si를 도핑한 n형 GaN과 Mg를 도핑한 p형 GaN을 이용하지만 GaN에 도핑하는 불순물은 이것에 한정되지 않는다.41A to 41E are process charts showing the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device according to the eighteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but impurities doped in GaN are not limited thereto.
우선, 도 41a에 나타내는 바와 같이, n형 GaN으로 이루어지는 기판(400) 상에 성장 구멍(429A)을 갖는 마스크(410)를 형성한다. 마스크에는 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등 반도체 코어 및 반도체층에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용할 수 있다. 성장 구멍의 형성은 통상의 반도체 프로세스에 사용하는 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용할 수 있다. 이 때, 성장하는 반도체 코어의 지름은 마스크(410)의 성장 구멍(429A)의 사이즈에 의존한다.First, as shown in FIG. 41A, a
이어서, 도 41b에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어 형성 공정에 있어서 마스크(410)의 성장 구멍(429A)에 의해 노출된 기판(400) 상에 MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(401)를 형성한다. 성장 온도를 950℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH4)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H2)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어(401)를 성장시킬 수 있다. 여기서, n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판(400) 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 육각 기둥 형상의 봉형상의 반도체 코어가 얻어진다.41B, n-type GaN is crystal-grown on the board |
그리고, 반도체 코어 형성 공정 후, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 이용함으로써 반도체 코어(401)위가 p형 GaN으로 이루어지는 캡층(402)을 형성한다. 이 캡층(402)은 불순물 농도를 가스의 공급 비율에 의해 저농도로 조정함으로써 이어서 형성하는 반도체층보다도 전기 저항을 크게 한다.Then, by using Cp 2 Mg in the semiconductor core formation step Subsequently, using TMG and NH 3 as a growth gas, the p-type impurity supplied to the semiconductor core (401) forming a
이어서, 도 41c에 나타내는 바와 같이, 양자우물층, 반도체층 형성 공정에 있어서 봉형상의 반도체 코어(401), 캡층(402)을 덮도록 기판(400) 전체면에 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(403)을 형성하고, 또한 기판(400) 전체면에 반도체층(404)을 형성한다. MOCVD 장치 내에서 전술한 바와 같이 n형 GaN의 반도체 코어(401)를 성장시킨 후, 발광 파장에 따라 설정 온도를 600℃로부터 800℃로 변경하고, 캐리어 가스에 질소(N2), 성장 가스에 TMG 및 NH3, 트리메틸인듐(TMI)을 공급함으로써 n형 GaN의 반도체 코어(401) 상에 InGaN 양자우물층(403)을 형성할 수 있다. 그 후, 또한 설정 온도를 960℃로 하고, 전술한 바와 같이, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 이용함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(125)을 형성할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 41C, in the quantum well layer and the semiconductor layer forming step, a quantum well layer made of p-type InGaN on the entire surface of the
또한, 이 양자우물층은 InGaN층과 p형 GaN층 사이에 전자 블록층으로서 p형 AlGaN층을 넣어도 좋다. 또한, GaN의 장벽층과 InGaN의 양자우물층을 교대로 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.The quantum well layer may also include a p-type AlGaN layer as an electron block layer between the InGaN layer and the p-type GaN layer. In addition, a multi-quantum well structure may be formed by alternately stacking a GaN barrier layer and an InGaN quantum well layer.
이어서, 도 41d에 나타내는 바와 같이, 노출 공정에 있어서 에칭에 의해 양자우물층(403), 반도체층(404)의 반도체 코어(401)를 덮는 부분을 제외한 영역과 마스크(410)(도 41c에 나타냄)를 제거해서 봉형상의 반도체 코어(401)의 기판(400)측의 외주면을 노출시켜 노출 부분(401a)을 형성한다. 이 상태에서, 상기 반도체 코어(401)의 기판(400)과 반대인 측의 끝면은 양자우물층(403a)과 반도체층(404a)에 의해 덮여져 있다. 마스크가 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4)으로 구성되어 있을 경우, 불산(HF)을 함유한 용액을 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분을 제외한 영역을 리프트 오프에 의해 제거할 수 있다. 이 실시형태의 노출 공정에서는 CF4나 XeF2를 이용한 드라이 에칭에 의해 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분을 제외한 영역을 제거할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 41D, the area | region except the part which covers the
또한, 도 41d에 나타내는 노출 공정에 있어서 반도체 코어(401)의 선단측의 양자우물층(403)과 반도체층(404)이 에칭에 의해 제거되었더라도 캡층(402)이 형성되어 있으므로 반도체 코어(401)의 상단은 노출되지 않는다.In the exposure step shown in FIG. 41D, even if the
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판(400)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(400) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(401)의 기판(400)측에 가까운 근원이 절곡되도록 양자우물층(403a)과 반도체층(404a)으로 덮여진 반도체 코어(401)에 대해서 응력이 작용하여, 도 41e에 나타내는 바와 같이, 양자우물층(403a)과 반도체층(404a)으로 덮여진 반도체 코어(401)가 기판(400)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the semiconductor core is placed on the
이렇게 해서, 기판(400)으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(I)를 제조할 수 있다. 이 제 18 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자(I)의 직경을 1㎛, 길이를 10㎛로 하고 있다[도 41a~도 41e에서는 도면을 보기 쉽게 하기 위해서 봉형상 구조 발광 소자(I)의 길이를 짧게 나타내고 있음].In this way, the fine rod-shaped structure light emitting device I separated from the
상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(I)를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체 코어(401)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 발광 장치, 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device, it is possible to manufacture the fine rod-shaped structure light emitting device (I) having a high degree of freedom in mounting to the device. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device, and to emit light from the entire circumference of the
〔제 19 실시형태〕[19th Embodiment]
도 42a~도 42e는 본 발명의 제 19 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 이 실시형태에서는 Si를 도핑한 n형 GaN과 Mg를 도핑한 p형 GaN을 이용하지만 GaN에 도핑하는 불순물은 이것에 한정되지 않는다.42A to 42E are process charts showing the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device according to the nineteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but impurities doped in GaN are not limited thereto.
우선, 도 42a에 나타내는 바와 같이, 하지 기판(500) 상에 n형 GaN으로 이루어지는 반도체막(510)을 형성하고, 그 반도체막(510) 상에 성장 구멍을 갖는 마스크(도시 생략)를 형성한다. 마스크에는 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등 반도체 코어 및 반도체층에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용할 수 있다. 성장 구멍의 형성은 통상의 반도체 프로세스에 사용하는 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용할 수 있다. 이 때, 성장하는 반도체 코어의 지름은 상기 마스크의 성장 구멍의 사이즈에 의존한다.First, as shown in FIG. 42A, a
이어서, 반도체 코어 형성 공정에 있어서 마스크의 성장 구멍에 의해 노출된 반도체막(510) 상에 MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(501)를 형성한다. 성장 온도를 950℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH4)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H2)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어(501)를 성장시킬 수 있다. 여기서, n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 하지 기판(500) 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다.Next, in the semiconductor core forming step, n-type GaN is crystal-grown on the
그리고, 반도체 코어 형성 공정 후, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 이용함으로써 반도체 코어(501) 상에 p형 GaN으로 이루어지는 캡층(502)을 형성한다. 이 캡층(502)은 불순물 농도를 가스의 공급 비율에 의해 저농도로 조정함으로써 이어서 형성하는 반도체층보다 전기 저항을 크게 한다. 또한, 캡층(502)은 p형 GaN에 한정되지 않고 다른 절연성 재료이여도 좋다.Then, after the semiconductor core formation step, as a growth gas, and using TMG and NH 3, by using Cp 2 Mg to for the p-type dopant supply to form a
이어서, 도 42b에 나타내는 바와 같이, 양자우물층, 반도체층 형성 공정에 있어서 봉형상의 반도체 코어(501), 캡층(502)을 덮도록 하지 기판(500) 전체면에 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(503)을 형성하고, 또한 하지 기판(500) 전체면에 반도체층(504)을 형성한다. MOCVD 장치 내에서 전술한 바와 같이 n형 GaN의 반도체 코어(501)를 성장시킨 후, 발광 파장에 따라 설정 온도를 600℃로부터 800℃로 변경하고, 캐리어 가스에 질소(N2), 성장 가스에 TMG 및 NH3, 트리메틸인듐(TMI)을 공급함으로써 n형 GaN의 반도체 코어(501) 상에 InGaN 양자우물층(503)을 형성할 수 있다. 그 후, 또한 설정 온도를 960℃로 하고, 전술한 바와 같이, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 이용함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(504)을 형성할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 42B, in the quantum well layer and the semiconductor layer forming step, a quantum well layer made of p-type InGaN on the entire surface of the
또한, 이 양자우물층은 InGaN층과 p형 GaN층 사이에 전자 블록층으로서 p형 AlGaN층을 넣어도 좋다. 또한, GaN의 장벽층과 InGaN의 양자우물층을 교대로 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.The quantum well layer may also include a p-type AlGaN layer as an electron block layer between the InGaN layer and the p-type GaN layer. In addition, a multi-quantum well structure may be formed by alternately stacking a GaN barrier layer and an InGaN quantum well layer.
이어서, 도 42c에 나타내는 바와 같이, 노출 공정에 있어서 드라이 에칭에 의해 양자우물층(503), 반도체층(504)의 반도체 코어(501)를 덮는 부분을 제외한 영역을 제거해서 봉형상의 반도체 코어(501)의 하지 기판(500)측의 외주면을 노출시켜 노출 부분(501a)을 형성함과 아울러, 캡층(502)의 상측의 일부도 에칭되어서 캡층(502a)의 끝면이 노출된다. 이 경우, 드라이 에칭의 RIE에 SiCl4를 이용함으로써 용이하게 GaN에 이방성을 가지고 에칭할 수 있다.Next, as shown in FIG. 42C, in the exposure step, the region except for the portion covering the
여기서, 반도체층(504a)의 외주면과 반도체 코어(501)의 노출 부분(501a)의 외주면이 단차 없이 연속되어 있다[양자우물층(503a)의 외주면의 노출 부분과 반도체 코어(501)의 노출 부분(501a)의 외주면도 단차가 없음]. 이것에 의해, 분리 후의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 전극이 형성된 절연성 기판 상에 기판 평면에 대해서 축방향이 평행해지도록 실장할 때, 반도체층(504a)의 외주면과 반도체 코어(501)의 노출 부분(501a)의 외주면 사이에 단차가 없으므로 반도체 코어(501)의 노출 부분(501a)과 전극을 확실하고 또한 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.Here, the outer circumferential surface of the
상기 제 19 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는 불순물 가스의 바꿈으로 반도체 코어(501)에 계속해서 캡층(502)을 성장시킬 수 있으므로 캡층(502)을 용이하게 형성할 수 있다.In the method for manufacturing a rod-shaped structure light emitting device according to the nineteenth embodiment, the
또한, 도 42c에 나타내는 노출 공정에 있어서 하지 기판(500)이 노출될 때까지 에칭할 때에 반도체 코어(501)의 선단에 캡층(502)이 형성되어 있으므로 반도체 코어(501)의 상단은 노출되지 않는다.In addition, since the
이어서, 도 42d에 나타내는 바와 같이, 하지 기판(500)을 등방성 에칭함으로써 반도체 코어(501)의 하측까지 새겨 넣고, 하지 기판(500)에 형성된 볼록부(500a)의 선단의 지름을 반도체 코어(501)의 지름보다 가늘게 한다.Subsequently, as shown in FIG. 42D, the
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 하지 기판(500)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 하지 기판(500)의 볼록부(500a) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(501)를 절곡하도록 양자우물층(503a)과 반도체층(504a)으로 덮여진 반도체 코어(501)에 대해서 응력이 작용하여, 도 42e에 나타내는 바와 같이, 양자우물층(503a)과 반도체층(504a)으로 덮여진 반도체 코어(501)가 기판(500)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the
이렇게 해서, 하지 기판(500)으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(J)를 제조할 수 있다. 이 제 19 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자(J)의 직경을 1㎛, 길이를 10㎛로 하고 있다[도 42a~도 42e에서는 도면을 보기 쉽게 하기 위해서 봉형상 구조 발광 소자(J)의 길이를 짧게 나타내고 있음].In this way, the fine rod-shaped structure light emitting device J separated from the
상기 제 19 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 간단한 구성으로 전극 접속이 용이하게 가능한 발광 효율이 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(J)를 실현할 수 있다.According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the said 19th embodiment, the fine rod-shaped structure light emitting element J with high light emission efficiency which can be easily connected to an electrode by a simple structure can be implement | achieved.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(J)를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(J)는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 발광 장치, 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.Moreover, according to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element, the fine rod-shaped structure light emitting element J with high degree of freedom of mounting to an apparatus can be manufactured. In addition, the rod-shaped structure light emitting device J can reduce the amount of semiconductors to be used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device, and to provide light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the light emitting area is widened by emitting the light, the light emitting device, the backlight, the lighting device, the display device, and the like having high luminous efficiency and power saving can be realized.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 반도체 코어(501)가 기판(500)으로부터 분리될 때, 접히는 위치가 안정되고, 보다 길이가 균일한 봉형상 구조 발광 소자가 형성할 수 있다.In addition, according to the method of manufacturing the rod-shaped light emitting device, when the
또한, 상기 제 10~제 19 실시형태에서는 반도체 코어와 캡층 및 반도체층에 GaN을 모재로 하는 반도체를 이용했지만 GaAs, AlGaAs, GaAsP, InGaN, AlGaN, Ga P, ZnSe, AlGaInP 등을 모재로 하는 반도체를 이용한 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 반도체 코어를 n형으로 하고 반도체층을 p형으로 했지만 도전형이 반대인 봉형상 구조 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 육각 기둥 형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 단면이 원형 또는 타원인 봉형상이여도 좋고, 단면이 삼각형 등의 다른 다각 형상인 봉형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다.In the tenth to nineteenth embodiments, a semiconductor based on GaN is used for the semiconductor core, the cap layer, and the semiconductor layer, but the semiconductor based on GaAs, AlGaAs, GaAsP, InGaN, AlGaN, Ga P, ZnSe, AlGaInP, etc. You may apply this invention to the light emitting element which used. In addition, although the semiconductor core is n-type and the semiconductor layer is p-type, you may apply this invention to the rod-shaped structure light emitting element whose electroconductive type is the opposite. Moreover, although the rod-shaped structure light emitting element which has a hexagonal pillar-shaped semiconductor core was demonstrated, it is not limited to this, The cross-section may be circular or oval rod-shaped, and the cross-section is rod-shaped semiconductor which is another polygonal shape, such as a triangle. You may apply this invention to the rod-shaped structure light emitting element which has a core.
또한, 상기 제 10~제 19 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자의 직경을 1㎛로 하고 길이가 10㎛~30㎛인 마이크로 오더 사이즈로 했지만 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이여도 좋다. 상기 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 직경은 500㎚ 이상 또한 100㎛ 이하가 바람직하고, 수십㎚~수백㎚의 봉형상 구조 발광 소자에 비해서 반도체 코어의 직경의 편차를 억제할 수 있고 발광 면적 즉 발광 특성의 편차를 저감할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있다.In the tenth to nineteenth embodiments, the rod-shaped structure light emitting device had a diameter of 1 µm and a micro order size of 10 µm to 30 µm in length, but at least the diameter or length of the nano order size of less than 1 µm. An element may be sufficient. The diameter of the semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting device is preferably 500 nm or more and 100 μm or less, and the variation in the diameter of the semiconductor core can be suppressed as compared to the rod-shaped structure light emitting device of several tens of nm to several hundred nm. The deviation of the luminescence properties can be reduced and the yield can be improved.
또한, 상기 제 17~제 19 실시형태에서는 MOCVD 장치를 이용해서 반도체 코어(301,401,501)와 캡층(302,402,502)을 결정 성장시켰지만 MBE(분자선 에피택셜) 장치 등의 다른 결정 성장 장치를 이용해서 반도체 코어와 캡층을 형성해도 좋다. 또한, 성장 구멍을 갖는 마스크를 이용해서 반도체 코어를 기판 상에 결정 성장시켰지만 기판 상에 금속종을 배치해서 금속종으로부터 반도체 코어를 결정 성장시켜도 좋다.Further, in the seventeenth to nineteenth embodiments, the
또한, 상기 제 17~제 19 실시형태에서는 반도체 코어(301,401,501)를 초음파를 이용해서 기판으로부터 분리했지만, 이것에 한정되지 않고, 절단 공구를 이용해서 반도체 코어를 기판으로부터 기계적으로 절곡함으로써 분리해도 좋다. 이 경우, 간단한 방법으로 기판 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자를 단시간에 분리할 수 있다.In the seventeenth to nineteenth embodiments, the
〔제 20 실시형태〕[20th Embodiment]
도 43은 본 발명의 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도를 나타내고 있고, 도 44는 상기 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있다.Fig. 43 shows a perspective view of a rod-shaped structure light emitting element of the twentieth embodiment of the present invention, and Fig. 44 shows a cross-sectional view of the rod-shaped structure light emitting element.
이 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)는, 도 43, 도 44에 나타내는 바와 같이, 단면이 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(211)와, 상기 반도체 코어(211)의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분(211a)이 되도록 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a) 이외의 피복 부분(211b)을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(212)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(211)는 노출 부분(211a)을 피복 부분(211b)보다 작은 지름으로 해서 노출 부분(211a)의 외주면과 피복 부분(211b)의 외주면 사이에 단차부(211c)를 형성하고 있다. 또한, 반도체 코어(211)의 타단측의 끝면은 반도체층(212)에 의해 덮여져 있다.As shown in Figs. 43 and 44, the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment includes a
상기 봉형상 구조 발광 소자(A2)는 다음과 같이 제조한다.The rod-shaped structure light emitting device A2 is manufactured as follows.
우선, n형 GaN으로 이루어지는 기판 상에 성장 구멍을 갖는 마스크를 형성한다. 마스크에는 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등 반도체 코어(211) 및 반도체층(212)에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용한다. 성장 구멍의 형성은 통상의 반도체 프로세스에 사용하는 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용할 수 있다.First, a mask having growth holes is formed on a substrate made of n-type GaN. As the mask, a material capable of selectively etching the
이어서, 마스크의 성장 구멍에 의해 노출된 기판 상에 촉매 금속층을 형성한다. 이 촉매 금속층은 상기 리소그래피법과 드라이 에칭법에 의해 성장 구멍 형성시에 사용한 레지스트를 마스크 상에 남긴 채의 상태에서 레지스트 및 성장 구멍으로부터 노출된 기판 상(성장 구멍의 노출 영역 상)에 촉매 금속층을 200㎚~400㎚ 정도 퇴적하고, 리프트 오프법에 의해 상기 레지스트와 함께 레지스트 상의 촉매 금속층을 제거함으로써 형성된다. 촉매 금속층에는 Ga, N, In, Al 등의 화합물 반도체 재료 및 Si, Mg 등의 불순물에 대해서 이들을 용해해서 얻고, 또한 자신과는 화합물을 형성하지 않는 Ni, Fe, Au 등의 재료를 사용할 수 있다.A catalyst metal layer is then formed on the substrate exposed by the growth holes in the mask. The catalyst metal layer has a catalyst metal layer of 200 on the substrate exposed from the resist and the growth holes (on the exposed areas of the growth holes) with the resist used to form the growth holes on the mask by the lithography method and the dry etching method. It deposits about nm-400 nm, and is formed by removing the catalyst metal layer on a resist with the said resist by the lift-off method. As the catalyst metal layer, materials such as Ni, Fe, Au, etc. which are obtained by dissolving these in a compound semiconductor material such as Ga, N, In, Al, and impurities such as Si, Mg, and which do not form a compound with itself can be used. .
이어서, 상기 마스크의 성장 구멍 내에 촉매 금속층이 형성된 기판 상에 MOCVD(Metal 0rganic Chemical Vapor Deposition: 유기 금속 기상 성장) 장치를 이용해서 촉매 금속층과 기판의 계면으로부터 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(211)를 형성한다. MOCVD 장치의 온도를 950℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH3)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H3)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어를 성장시킬 수 있다. 이 때, 성장하는 반도체 코어(211)의 직경은 상기 마스크의 성장 구멍 내에서는 상기 촉매 금속층의 직경이 성장 구멍의 내경 이상으로 넓지 않으므로 성장 구멍의 내경에 의해 결정되지만, 성장하는 반도체 코어(211)의 높이가 마스크의 높이(성장 구멍의 깊이)를 넘고나서는 섬 형상으로 응집하는 촉매 금속층의 직경으로 정할 수 있다. 따라서, 상기 막 두께로 촉매 금속층을 형성했을 경우, 성장하는 반도체 코어(211)의 높이가 마스크의 높이(성장 구멍의 깊이)를 넘고나서는 성장 구멍보다 큰 직경으로 섬 형상으로 응집되기 때문에 성장 구멍 내의 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 직경보다 큰 직경으로 반도체 코어(211)의 피복 부분(211b)을 성장시킬 수 있다.Subsequently, a rod-shaped semiconductor core is formed by crystal-growing n-type GaN from the interface between the catalyst metal layer and the substrate using a MOCVD (Metal 0rganic Chemical Vapor Deposition) device on the substrate on which the catalyst metal layer is formed in the growth hole of the mask.
이어서, 반도체 코어(211)의 선단에 상기 섬 형상의 촉매 금속층을 유지한 채의 상태에서 봉형상의 반도체 코어(211)를 덮도록 기판 전체면에 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층을 형성한다. MOCVD 장치의 온도를 960℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를, p형 불순물 공급용에 비스시클로펜타디에닐마그네슘(Cp2Mg)을 이용함으로써 마그네슘(Mg)을 불순물로 하는 p형 GaN을 성장시킬 수 있다.Subsequently, a semiconductor layer made of p-type GaN is formed on the entire surface of the substrate so as to cover the rod-shaped
이어서, 상기 섬 형상의 촉매 금속층을 제거함과 아울러, 리프트 오프에 의해 반도체층 중 반도체 코어를 덮는 부분을 제외한 영역과 마스크를 제거해서 봉형상의 반도체 코어(211)의 기판측 외주면을 노출시켜서 노출 부분을 형성한다. 이 상태에서, 상기 반도체 코어(211)의 기판과 반대인 측의 끝면은 반도체층(212)에 의해 덮여져 있고, 반도체 코어(211)의 피복 부분(211b)보다 작은 지름의 노출 부분(211a)이 형성되어 있다.Subsequently, the island-like catalyst metal layer is removed, and a portion of the semiconductor layer except for the portion covering the semiconductor core is removed by removing the island, and the outer peripheral surface of the rod-shaped
상기 마스크가 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4)으로 구성되어 있을 경우, 불산(HF)을 함유한 용액을 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 마스크 상의 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분을 제외한 영역을 리프트 오프에 의해 제거할 수 있다. 이 실시형태에 있어서는 제거된 마스크의 막 두께에 의해 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 길이가 결정된다. 이 실시형태의 노출 공정에서는 리프트 오프를 이용했지만 에칭에 의해 반도체 코어의 일부를 노출시켜도 좋다.When the mask is made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ), by using a solution containing hydrofluoric acid (HF), the semiconductor core and the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core are easily affected. The mask can be etched without giving, and the area except the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core on the mask with the mask can be removed by lift off. In this embodiment, the length of the exposed
이어서, 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판 상에 세워 설치하는 반도체 코어(211)의 기판측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(212)으로 덮여진 반도체 코어(211)에 대해서 응력이 작용하여 반도체층(212)으로 덮여진 반도체 코어(211)가 기판으로부터 분리된다.Subsequently, the source close to the substrate side of the
이렇게 해서, n형 GaN으로 이루어지는 기판으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다.In this way, a fine rod-shaped structure light emitting element separated from the substrate made of n-type GaN can be manufactured.
또한, 상기 반도체 코어를 초음파를 이용해서 기판으로부터 분리했지만, 이것에 한정되지 않고, 절단 공구를 이용해서 반도체 코어를 기판으로부터 기계적으로 절곡함으로써 분리해도 좋다. 이 경우, 간단한 방법으로 기판 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자를 단시간에 분리할 수 있다.In addition, although the said semiconductor core was isolate | separated from the board | substrate using ultrasonic wave, it is not limited to this, You may isolate | separate by mechanically bending a semiconductor core from a board | substrate using a cutting tool. In this case, a plurality of fine rod-shaped structure light emitting elements provided on the substrate can be separated in a short time by a simple method.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층(212)이 반도체 코어(211)의 외주면으로부터 반경 방향 외향으로 결정 성장하고, 지름 방향의 성장 거리가 짧고 또한 결함이 외향으로 회피되므로 결정 결함이 적은 반도체층(212)에 의해 반도체 코어(211)를 덮을 수 있다. 따라서, 특성이 양호한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다.In addition, the rod-shaped structure light emitting device is a semiconductor having fewer crystal defects because the
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자(A2)에 의하면 봉형상의 n형의 반도체 코어(211)의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분(211a)이 되도록 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a) 이외의 피복 부분(211b)을 p형의 반도체층(212)에 의해 덮음으로써 마이크로 오더 사이즈나 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자이여도 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)을 n측 전극에 접속하고 반도체 코어(211)를 덮는 반도체층(212)의 부분에 p측 전극을 접속할 수 있게 된다. 이 봉형상 구조 발광 소자(A2)는 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)에 n측 전극을 접속하고 반도체층(212)에 p측 전극을 접속해서 p측 전극으로부터 n측 전극으로 전류를 흘려보냄으로써 반도체 코어(211)의 외주면과 반도체층(212)의 내주면의 계면(pn 접합부)에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출된다. 이 봉형상 구조 발광 소자(A2)에서는 반도체층(212)으로 덮여진 반도체 코어(211)의 측면 전체로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높다.According to the rod-shaped structure light emitting element A2 having the above structure, the exposed
따라서, 간단한 구성으로 전극 접속이 용이하게 가능한 발광 효율이 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(A2)를 실현할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(A2)는 기판과 일체가 아니므로 장치로의 실장의 자유도가 높다.Therefore, a fine rod-shaped structure light emitting element A2 having a high luminous efficiency which can be easily connected to electrodes with a simple configuration can be realized. Further, since the rod-shaped structure light emitting element A2 is not integral with the substrate, the degree of freedom in mounting to the device is high.
여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛~30㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 발광 장치, 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro-order size having a diameter of 1 µm and a length of 10 µm to 30 µm, or a nano-order size having at least a diameter of less than 1 µm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductors used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device, and to provide high luminous efficiency, power saving light emitting device, backlight, lighting device and display device. Etc. can be realized.
또한, 상기 반도체 코어(211)의 일단측의 외주면이, 예컨대 1㎛~5㎛ 정도 노출되어 있음으로써 반도체 코어(211)의 일단측의 외주면의 노출 부분(211a)에 한쪽의 n측 전극을 접속하고 반도체 코어(211)의 타단측의 반도체층(212)에 p측 전극을 접속하는 것이 가능하게 되고, 양단에 전극을 떼어 놓아서 접속할 수 있고, 반도체층(212)에 접속하는 p측 전극과 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)이 단락되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.In addition, one n-side electrode is connected to the exposed
도 45는 비교예의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도를 나타내고 있고, 본 발명의 봉형상 구조 발광 소자는 아니다. 도 45의 봉형상 구조 발광 소자는 상기 제 20 실시형태의 도 43, 도 44에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 다른 점은 반도체 코어(1211)의 노출 부분의 외주면과 반도체 코어(1211)의 반도체층(1212)에 의해 덮여진 피복 부분 사이에 단차가 없는 것이다.45 is a sectional schematic diagram of principal parts of a rod-shaped light emitting device of Comparative Example, and is not a rod-shaped light emitting device of the present invention. The rod-shaped structure light emitting element of FIG. 45 differs from the rod-shaped structure light emitting element A2 shown in FIGS. 43 and 44 of the twentieth embodiment in that the outer circumferential surface of the exposed portion of the
이 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체 코어(1211)의 노출 부분에 n측 전극을 접속할 경우, 단차부가 없으므로 n측 전극(1213)과 반도체층(1212)의 끝면의 거리(L)가 가깝게 되어서 n측 전극(1213)과 반도체층(1212) 사이의 단락이나 누설 전류가 발생될 우려가 있다. 또한, 이 봉형상 구조 발광 소자에서는, 도 45에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(1211) 내로부터 노출 부분의 외주면으로의 입사각이 큰 광은 반도체 코어(1211) 내에 반사해서 외부로 인출하기 어렵다.In the rod-shaped structure light emitting device, when the n-side electrode is connected to the exposed portion of the
이것에 대해서, 도 46의 단면 모식도에 나타내는 바와 같이, 상기 제 20 실시형태의 도 43, 도 44에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자에서는, 도 46에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(211)의 반도체층(212)으로 덮여져 있지 않은 노출 부분(211a)의 외주면과 반도체 코어(211)의 반도체층(212)으로 덮여진 피복 부분의 외주면 사이에 단차부(211c)를 형성함으로써 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 외주면과 피복 부분(211b)의 외주면이 일치해서 단차가 없는 도 45의 비교예에 비해서 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)과 반도체층(212)의 경계에 형성된 단차부(211c)에 의해 반도체층(212)의 끝면의 위치가 결정되어 제조시에 경계 위치의 편차를 억제할 수 있다. 도 45의 비교예와 같이, 반도체 코어의 노출 부분의 외주면과 피복 부분의 외주면이 일치해서 단차가 없을 경우에는 반도체 코어의 성장시에 마스크의 성장 구멍 내벽과 반도체 코어 사이에 간극이 생길 우려가 있고, 계속해서 반도체층의 형성을 행할 때에 반도체층이 마스크의 성장 구멍 내벽과 반도체 코어의 간극 영역에도 형성되고, 본래 마스크의 상면의 위치에서 규정되는 반도체 코어의 노출 부분과 피복 부분의 경계가 흐트러지는 경우가 있다. 이것에 대해서, 도 46에 나타내는 제 20 실시형태와 같이, 반도체 코어의 노출 부분의 외주면과 피복 부분의 외주면에 단차가 있을 경우, 제조시에 있어서 마스크의 높이를 넘고나서 성장 구멍의 내경보다 큰 직경으로 반도체 코어를 성장시키기 때문에 마스크의 성장 구멍 내벽과 반도체 코어 사이에 간극이 생겼더라도 간극을 폐쇄하도록 반도체 코어가 성장하고, 반도체층의 형성시에 반도체층이 마스크 성장 구멍 내벽과 반도체 코어의 간극 영역에 형성되는 것을 방지할 수 있다. 도 46에서는 n측 전극(213)과 반도체층(212)의 끝면의 길이 방향의 거리가 동일하여도 단차부(211c)만 지름 방향으로 거리가 넓어진다.On the other hand, as shown in the cross-sectional schematic diagram of FIG. 46, in the rod-shaped structure light emitting elements shown in FIGS. 43 and 44 of the twentieth embodiment, as shown in FIG. 46, the semiconductor layer of the semiconductor core 211 ( The
또한, 상기 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 외주면과 피복 부분(211b)의 외주면 사이에 형성된 단차부(211c)에 의해 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 외주면과 반도체층(212)의 거리를 멀게 할 수 있으므로 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)에 n측 전극을 접속할 경우에 n측 전극과 반도체층(212) 사이의 단락이나 누설 전류의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 외주면과 피복 부분(211b)의 외주면의 경계에 형성된 단차부(211c)로부터 외부로 광이 인출되기 쉬우므로 광의 인출 효율이 향상된다.In addition, an outer circumferential surface of the exposed
도 47은 상기 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 변형예의 요부의 단면도를 나타내고 있다.Fig. 47 is a sectional view showing the main parts of a modification of the rod-shaped structure light emitting device of the twentieth embodiment.
이 변형예의 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체 코어(215)는 노출 부분(215a)을 피복 부분(215b)보다 큰 지름으로 해서 노출 부분(215a)의 외주면과 피복 부분(215b)의 외주면 사이에 단차부(215c)를 형성하고 있다. 상기 반도체 코어(215)의 노출 부분(215a)에 n측 전극(217)을 접속하고 있다.In the rod-shaped light emitting device of this modified example, the
도 47에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(215)의 노출 부분(215a)의 외주면과 피복 부분(215b)의 외주면의 경계에 단차부(215c)가 형성되어 있으므로 외부로의 광의 인출 효율이 향상된다. 또한, 상기 반도체 코어(215)의 피복 부분(215b)보다 노출 부분(215a)의 지름이 크므로 반도체 코어(215)의 노출 부분(215a)에 접속되는 n측 전극(217)과의 접촉면이 크게 취해지므로 콘택트 저항을 낮출 수 있다.As shown in FIG. 47, the
또한, 상기 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)에 의하면 반도체 코어(211)의 피복 부분(211b)의 길이 방향에 직교하는 단면의 외주 길이보다 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 길이 방향에 직교하는 단면의 외주 길이를 짧게 함으로써, 즉, 반도체 코어(211)의 피복 부분(211b)보다 노출 부분(211a)이 작은 지름임으로써 제조 공정에 있어서 기판 상에 세워 설치되도록 형성된 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)을 기판측에 형성함으로써 반도체 코어(211)가 접히기 쉬워져 제조가 용이해진다. 이미 설명한 바와 같이, 반도체 코어(211)는 IPA 중에서 초음파에 의해 진동시킴으로써 기판으로부터 분리되지만 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)이 가늘게 되어 있음으로써 분리가 용이해진다.Further, according to the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment, the exposed
또한, 상기 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)이 단차부(211c)에 의해 낮은 측[반도체층(212)측이 높은 측]이 됨으로써 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 외주면과 반도체층(212)의 거리를 멀게 할 수 있으므로 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)에 n측 전극을 접속할 경우에 n측 전극과 반도체층(212) 사이의 단락이나 누설 전류의 발생을 억제할 수 있다.In addition, the exposed
또한, 상기 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)과 피복 부분(211b)의 각각의 단면은 원형상에 한정되는 것은 아니고, 육각형 등의 다른 다각형의 단면 형상이여도 좋고, 또한, 반도체 코어의 노출 부분과 피복 부분이 다른 단면 형상이여도 좋고, 반도체 코어(211)의 피복 부분(211b)보다 노출 부분(211a)이 작은 지름이면 동일한 효과를 갖는다.The cross sections of each of the exposed
또한, 상기 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 길이 방향에 직교하는 단면이 대략 원형상임으로써 제조 공정에 있어서 반도체 코어(211)의 성장시에 사용하는 마스크 패턴의 형상이 원형이여도 좋고, 기판의 평면 방향의 결정방위에 위치 맞춤시킨 마스크 레이아웃의 제한을 받지 않고, 또한, 방향을 정렬하기 위한 위치 맞춤 정밀도가 불필요하게 되므로 제조를 용이하게 할 수 있다.In addition, since the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the exposed
도 48은 상기 봉형상 구조 발광 소자(A2)의 반도체 코어의 노출 부분의 전극 접속을 설명하기 위한 요부의 단면도를 나타내고 있고, 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 봉형상 구조 발광 소자(A2)를 기판(210)에 실장함과 아울러, 기판(210) 상에 형성된 n측 전극(14)에 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)을 접속하고 있다.Fig. 48 is a sectional view of the main portion for explaining the electrode connection of the exposed portion of the semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting element A2, and the rod-shaped structure light emitting element A2 is arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to the mounting surface. In addition to being mounted on the
도 48에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(211)의 반도체층(212)으로 덮여진 피복 부분(211b)에 있어서 반도체층(212)의 외형보다 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 외형쪽이 작아지므로 봉형상 구조 발광 소자를 기판(210) 상에 기판 평면에 대해서 길이 방향이 평행해지도록 실장할 때에 반도체층(212)의 외주면과 기판(210)의 접촉을 취하기 쉬워지므로 방열 효율이 향상된다. 즉, 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)은 가늘기 때문에 변형되어 n측 전극(14)에 양호하게 접속되고, 반도체 코어(211)의 반도체층(212)으로 덮여진 피복 부분(211b)은 변형되지 않고 기판(210)과 밀착할 수 있으므로 방열성이 우수하다. 한편, 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 외주면과 반도체층(212)으로 덮여진 피복 부분(211b)의 외주면이 일치할 경우, 또는 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)의 외형이 반도체층(212)으로 덮여진 피복 부분(211b)의 외형보다 클 경우, 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)은 변형되기 어렵다. 그 때문에, 반도체 코어(211)의 노출 부분(211a)이 n측 전극(14)에 접속될 때에 반도체 코어(211)의 반도체층(212)으로 덮여진 피복 부분(211b)이 변형되어 기판(210)과 밀착하지 않게 됨으로써 방열성이 악화된다.As shown in FIG. 48, in the
또한, 상기 제 20 실시형태에서는 단면이 거의 원형인 봉형상의 반도체 코어(211)에 반도체층(212)을 피복한 봉형상 구조 발광 소자(A2)에 대해서 설명했지만, 예컨대 육각형이나 다른 다각형의 봉형상의 반도체 코어에 반도체층이나 양자우물층 등을 피복한 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 본 발명을 적용해도 좋다. n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 거의 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다. 성장 방향이나 성장 온도 등의 성장 조건에 의존하지만, 성장시키는 반도체 코어의 직경이 수십㎚~수백㎚ 정도의 작은 경우에 단면이 거의 원형에 가까운 형상이 되기 쉬운 경향이 있고, 직경이 0.5㎛ 정도로부터 수㎛로 커지면 단면을 거의 육각형으로 성장시키는 것이 용이해지는 경향이 있다.In the twentieth embodiment, the rod-shaped structure light emitting device A2 is described in which the
〔제 21 실시형태〕[21st Embodiment]
도 49는 본 발명의 제 21 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도를 나타내고 있다.Fig. 49 shows a perspective view of the rod-shaped structure light emitting device of the twenty-first embodiment of the present invention.
이 제 21 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(B2)는, 도 49에 나타내는 바와 같이, 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(221)와, 상기 반도체 코어(221)의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분(221a)이 되도록 반도체 코어(221)의 노출 부분(221a) 이외의 피복 부분(221b)을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(222)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(221)는 노출 부분(221a)을 피복 부분(221b)보다 작은 지름으로 해서 노출 부분(221a)의 외주면과 피복 부분(221b)의 외주면 사이에 단차부(221c)를 형성하고 있다. 또한, 반도체 코어(221)의 타단측의 끝면은 반도체층(222)에 의해 덮여져 있다.As shown in FIG. 49, the rod-shaped structure light emitting element B2 of the twenty-first embodiment has a
상기 봉형상 구조 발광 소자(B2)는 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 같은 방법으로 제조한다.The rod-shaped structure light emitting element B2 is manufactured by the same method as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment.
또한, 도 50은 상기 제 21 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 요부의 단면 모식도를 나타내고 있고, 도 50에 있어서 223은 n측 전극이다.FIG. 50 shows a schematic cross-sectional view of the main parts of the rod-shaped structure light emitting device of the twenty-first embodiment, and in FIG. 50, 223 is an n-side electrode.
이 제 21 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(B2)는 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element B2 of the twenty-first embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment.
상기 제 21 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(B2)에 의하면 반도체 코어(221)의 피복 부분(221b)의 길이 방향에 직교하는 단면이 육각 형상임으로써 이 봉형상 구조 발광 소자를 기판 상에 기판 평면에 대해서 길이 방향이 평행해지도록 실장할 때에 반도체층의 어느 외주면이여도 기판과의 접촉면을 얻기 쉽고, 기판으로의 방열 효율이 향상된다. 따라서, 발광시의 소자 온도가 상승해서 발광 효율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.According to the rod-shaped structure light emitting element B2 of the twenty-first embodiment, the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the covering
도 51a는 상기 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)의 반도체 코어의 노출 부분의 단면 모식도를 나타내고, 도 51b는 상기 제 21 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(B2)의 반도체 코어의 노출 부분의 단면 모식도를 나타내고 있다.51A shows a cross-sectional schematic diagram of an exposed portion of a semiconductor core of rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment, and FIG. 51B shows a semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting element B2 of the twenty-first embodiment. The schematic diagram of the exposed part is shown.
또한, 도 51c는 변형예의 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 노출 부분의 단면 모식도를 나타내고 있고, 이 변형예의 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체 코어(224)의 노출 부분(224a)의 길이 방향에 직교하는 단면을 정삼각형으로 하고 있다.51C shows a cross-sectional schematic diagram of an exposed portion of a semiconductor core of a rod-shaped structure light emitting element of the modification, and is perpendicular to the longitudinal direction of the exposed
이와 같이, 반도체 코어의 노출 부분의 길이 방향에 직교하는 단면이 도 51a에 나타내는 원형보다 다각형(예컨대 도 51b에 나타내는 정육각형이나 도 51c에 나타내는 정삼각형)쪽이 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 그 이유는, 반도체 코어의 노출 부분의 단면은 정점수가 적은 다각형쪽이 외부로 광이 보다 쉽게 나오기 때문이다.In this way, the polygonal cross section (for example, a regular hexagon shown in FIG. 51B and an equilateral triangle shown in FIG. 51C) can improve light extraction efficiency in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the exposed portion of the semiconductor core. The reason for this is that the cross section of the exposed portion of the semiconductor core is more easily emitted to the outside of the polygon with fewer vertices.
〔제 22 실시형태〕[22nd Embodiment]
도 52는 본 발명의 제 22 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 사시도를 나타내고 있다.52 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device of a twenty-second embodiment of the present invention.
이 제 22 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(C2)는, 도 52에 나타내는 바와 같이, 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(231)와, 상기 반도체 코어(231)의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분(231a)이 되도록 반도체 코어(231)의 노출 부분(231a) 이외의 피복 부분(231b)을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(232)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(231)의 노출 부분(231a)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 사각형이고, 반도체 코어(231)의 피복 부분(231b)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 육각형이다. 상기 반도체 코어(231)의 노출 부분(231a)의 외주면과 피복 부분(231b)의 외주면 사이에 단차부(231c)를 형성하고 있다. 또한, 반도체 코어(231)의 타단측의 끝면은 반도체층(232)에 의해 덮여져 있다.As shown in FIG. 52, the rod-shaped structure light emitting element C2 of the twenty-second embodiment does not cover a
상기 봉형상 구조 발광 소자(C2)는 반도체 코어의 피복 부분을 제외하고 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 같은 방법으로 제조한다. 여기서, 반도체 코어(231)의 노출 부분(231a)의 형상에 대해서는, 상기한 바와 같이, 상기 마스크의 성장 구멍의 높이를 넘을 때까지는 성장 구멍의 지름 및 형상으로 성장하는 반도체 코어(231)의 지름 및 형상이 결정되고, 성장하는 반도체 코어(231)의 높이가 마스크의 높이를 넘고나서는 섬 형상으로 응집하는 촉매 금속층의 지름으로 결정된다. 이 제 22 실시형태에서는 사각형의 성장 구멍을 이용하고 있다.The rod-shaped structure light emitting element C2 is manufactured by the same method as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment except for the covering portion of the semiconductor core. Here, as for the shape of the exposed
이 제 22 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(C2)는 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element C2 of the twenty-second embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment.
도 53은 상기 제 22 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 1 변형예의 단면 모식도를 나타내고 있다. 이 제 1 변형예에서는 반도체 코어(1231)의 노출 부분(1231a)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 원형이며, 반도체 코어(1231)의 피복 부분(1231b)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 육각형이다. 상기 반도체 코어(1231)의 노출 부분(1231a)의 단면 형상이 피복 부분(1231b)의 단면 형상보다 크게 되어 있다. 상기 반도체 코어(1231)의 노출 부분(1231a)의 외주면과 피복 부분(1231b)의 외주면 사이에 단차부(1231c)를 형성하고 있다.Fig. 53 shows a cross-sectional schematic diagram of the first modification of the rod-shaped structure light emitting device of the twenty-second embodiment. In this first modification, the exposed
도 54는 상기 제 22 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제 2 변형예의 단면 모식도를 나타내고 있다. 이 제 2 변형예에서는, 반도체 코어(1241)는 노출 부분(1241a)의 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 원형이며, 피복 부분(1241b)의 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 육각형이다. 상기 반도체 코어(1241)의 피복 부분(1241b)의 길이 방향에 직교하는 단면의 외주 길이보다 반도체 코어(1241)의 노출 부분(1241a)의 길이 방향에 직교하는 단면의 외주 길이를 짧게 하고 있다. 즉, 상기 반도체 코어(1231)의 노출 부분(1231a)의 단면 형상이 피복 부분(1231b)의 단면 형상보다 작게 되어 있다. 상기 반도체 코어(1241)의 노출 부분(1241a)의 외주면과 피복 부분(1241b)의 외주면 사이에 단차부(1241c)를 형성하고 있다.Fig. 54 shows a cross-sectional schematic diagram of a second modification of the rod-shaped structure light emitting device of the twenty-second embodiment. In this second modification, the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the exposed
이와 같이, 도 52~도 54에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자에 있어서 반도체 코어(231,1231,1241)의 노출 부분(231a,1231a,1241a)의 길이 방향에 직교하는 단면의 형상과 반도체 코어(231,1231,1241)의 피복 부분(231b,1231b,1241b)의 길이 방향에 직교하는 단면의 형상이 다름으로써 반도체 코어(231,1231,1241)의 노출 부분(231a,1231a,1241a)의 외주면과 피복 부분(231b,1231b,1241b)의 외주면의 경계에 단차부(231c,1231c,1241c)가 형성되므로 외부로의 광의 인출 효율이 향상된다.Thus, in the rod-shaped structure light emitting device shown in FIGS. 52 to 54, the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the exposed
또한, 상기 반도체 코어의 노출 부분의 외주면과 피복 부분의 외주면이 일치해서 단차가 없는 경우에 비해서 반도체 코어(231,1231,1241)의 노출 부분(231a,1231a,1241a)과 반도체층(232,1232,1242)의 경계에 형성된 단차부(231c,1231c,1241c)에 의해 반도체층(232,1232,1242)의 끝면의 위치가 결정되어 제조시에 경계 위치의 편차를 억제할 수 있다. 반도체 코어의 노출 부분의 외주면과 피복 부분의 외주면이 일치해서 단차가 없을 경우에는 반도체 코어의 성장시에 마스크의 성장 구멍 내벽과 반도체 코어의 사이에 간극이 생길 우려가 있고, 계속해서 반도체층의 형성을 행할 때에 반도체층이 마스크의 성장 구멍 내벽과 반도체 코어의 간극 영역에도 형성되고, 마스크의 상면의 위치에서 반도체 코어의 노출 부분과 피복 부분의 경계가 흐트러지는 경우가 있지만, 그러나, 반도체 코어의 노출 부분의 외주면과 피복 부분의 외주면에 단차가 있을 경우, 제조시에 있어서 마스크의 높이를 넘고나서 성장 구멍의 내경보다 큰 직경으로 반도체 코어를 성장시키기 때문에 마스크의 성장 구멍 내벽과 반도체 코어 사이에 간극이 생겼더라도 간극을 폐쇄하도록 반도체 코어가 성장하고, 반도체층의 형성시에 반도체층이 마스크 성장 구멍 내벽과 반도체 코어의 간극 영역에 형성되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the exposed
〔제 23 실시형태〕[23rd Embodiment]
도 55는 본 발명의 제 23 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있고, 도 56은 상기 봉형상 구조 발광 소자의 사시도를 나타내고 있다.55 is a sectional view showing a rod-shaped structure light emitting device according to a twenty-third embodiment of the present invention, and FIG. 56 shows a perspective view of the rod-shaped structure light emitting device.
이 제 23 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(D2)는, 도 55, 도 56에 나타내는 바와 같이, 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(241)와, 상기 반도체 코어(241)의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분(241a)이 되도록 반도체 코어(241)의 노출 부분(241a) 이외의 피복 부분(241b)을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(242)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(241)는 노출 부분(241a)을 피복 부분(241b)보다 작은 지름으로 해서 노출 부분(241a)의 외주면과 피복 부분(241b)의 외주면 사이에 단차부(241c)를 형성하고 있다. 또한, 반도체 코어(241)의 타단측의 끝면은 반도체층(242)에 의해 덮여져 있다.As shown in FIGS. 55 and 56, the rod-shaped structure light emitting device D2 of the twenty-third embodiment includes a
또한, 상기 반도체 코어(241)의 단차부(241c)와 그 단차부(241c)측의 반도체층(242)의 끝면을 덮도록 또한, 반도체 코어(241)의 노출 부분(241a)의 단차부(241c)측을 덮도록 절연층(243)을 형성하고 있다. 상기 반도체 코어(241)의 노출 부분(241a)에 n측 전극(244)을 접속하고 있다.The stepped
상기 봉형상 구조 발광 소자(D2)는 반도체 코어의 피복 부분을 제외하고 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 같은 방법으로 제조한다. 여기서, 상기 반도체 코어(241)의 단차부(241c)와 그 단차부(241c)측의 반도체층(242)의 끝면을 덮고, 또한, 반도체 코어(241)의 노출 부분(241a)의 단차부(241c)측을 덮는 절연층(243)의 형성에 대해서는 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)의 제조 공정에 있어서 리프트 오프에 의해 반도체층 중 반도체 코어를 덮는 부분을 제외한 영역과 마스크를 제거하는 대신에 우선 이방성의 드라이 에칭을 행하고, 반도체층 중 반도체 코어를 덮는 부분을 제외한 영역과 마스크의 에칭을 행한다. 그리고, 마스크를 도중까지 에칭한 단계에서 등방성의 드라이 에칭으로 바꾸어서 에칭을 행함으로써 부분적으로 상기 마스크를 절연층으로서 남길 수 있다.The rod-shaped structure light emitting element D2 is manufactured by the same method as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment except for the covering portion of the semiconductor core. Here, the stepped
상기 마스크가 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4))으로 구성되어 있을 경우, 이방성의 드라이 에칭에는 SiCl4 등의 염소계 가스, 또는 CF4, CHF3 등의 불소계 가스를 이용한 RIE(Reactive Ion Etching: 반응성 이온 에칭)를 사용할 수 있고, 등방성의 드라이 에칭에는 CF4를 함유한 가스의 플라즈마를 이용함으로써 에칭할 수 있다. 이 실시형태에 있어서는 드라이 에칭에 의해 제거된 마스크의 막 두께에 의해 절연층(243)의 길이가 결정된다. 또한, 이방성 드라이 에칭시에 SiCl4를 함유하는 가스를 사용하고, 마스크의 측벽에 반응 생성물에 의한 보호막을 형성하면서 에칭을 진행시킴으로써, 도 55나 도 56에 나타내는 바와 같이, 반도체층(242)의 외주면과 절연층(243)의 외주면을 거의 일치시킨 가공을 행할 수 있다.When the mask is made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 )), an anisotropic dry etching is performed using a chlorine-based gas such as SiCl 4 or a fluorine-based gas such as CF 4 or CHF 3 . (Reactive Ion Etching) can be used, and can be etched by using a plasma of a gas containing CF 4 for isotropic dry etching. In this embodiment, the length of the insulating
이 제 23 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(D2)는 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element D2 of the twenty-third embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(D2)에서는 반도체 코어(241)의 노출 부분(241a)의 외주면과 반도체층(242) 사이를 절연층(243)에 의해 절연할 수 있으므로 반도체 코어(241)의 노출 부분(241a)에 n측 전극(244)을 접속할 경우에 n측 전극(244)과 반도체층(242) 사이의 단락이나 누설 전류의 발생을 확실하게 억제할 수 있다.In the rod-shaped structure light emitting device D2, the insulating
〔제 24 실시형태〕[24th Embodiment]
도 57은 본 발명의 제 24 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있고, 도 58은 상기 봉형상 구조 발광 소자의 사시도를 나타내고 있다.Fig. 57 is a sectional view of a rod-shaped structure light emitting element of the twenty-fourth embodiment of the present invention, and Fig. 58 is a perspective view of the rod-shaped structure light emitting element.
이 제 24 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(E2)는, 도 57, 도 58에 나타내는 바와 같이, 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(251)와, 상기 반도체 코어(251)의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분(251a)이 되도록 반도체 코어(251)의 노출 부분(251a) 이외의 피복 부분(251b)을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(252)을 구비하고 있다.57 and 58, the rod-shaped structure light emitting element E2 of the twenty-fourth embodiment includes a
상기 반도체 코어(251)의 노출 부분(251a)은 피복 부분(251b)보다 작은 지름의 단차부(251c)측의 소경부(251a-1)와, 그 소경부(251a-1)에 연이어지고 피복 부분(251b)보다 큰 지름이며 또한 반도체층(252)과 동일한 외경의 대경부(251a-2)를 갖는다. 상기 반도체 코어(251)는 노출 부분(251a)의 소경부(251a-1)를 피복 부분(251b)보다 작은 지름으로 해서 노출 부분(251a)의 외주면과 피복 부분(251b)의 외주면 사이에 단차부(251c)를 형성하고 있다. 또한, 반도체 코어(251)의 타단측의 끝면은 반도체층(252)에 의해 덮여져 있다.The exposed
또한, 상기 반도체 코어(251)의 단차부(251c)와 그 단차부(251c)측의 반도체층(252)의 끝면을 덮도록 또한, 반도체 코어(251)의 노출 부분(251a)의 소경부(251a-1)측을 덮도록 절연층(253)을 형성하고 있다. 상기 반도체 코어(251)의 노출 부분(251a)의 대경부(251a-2)에 n측 전극(254)을 접속하고 있다.The
상기 봉형상 구조 발광 소자(E2)는 반도체 코어의 피복 부분을 제외하고 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 같은 방법으로 제조한다. 이 봉형상 구조 발광 소자(E2)에서는 피복 부분(251b)보다 작은 지름의 단차부(251c)측의 소경부(251a-1)와, 그 소경부(251a-1)에 연이어지고 피복 부분(251b)보다 큰 지름이며 또한 반도체층(252)과 동일한 외경의 대경부(251a-2)를 갖는 반도체 코어(251)의 노출 부분(251a)의 형상, 및, 반도체 코어(251)의 단차부(251c)와 그 단차부(251c)측의 반도체층(252)의 끝면을 덮고, 또한, 반도체 코어(251)의 노출 부분(251a)의 소경부(251a-1)측을 덮는 절연층(253)은 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)의 제조 공정에 있어서 리프트 오프에 의해 반도체층 중 반도체 코어를 덮는 부분을 제외한 영역과 마스크를 제거하는 공정 대신에 이방성의 드라이 에칭을 행하고, 반도체층 중 반도체 코어(251)를 덮는 부분을 제외한 영역과, 마스크, 이어서 기판까지 에칭함으로써 형성할 수 있다.The rod-shaped structure light emitting element E2 is manufactured by the same method as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment except for the covering portion of the semiconductor core. In the rod-shaped structure light emitting element E2, the
이 제 24 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(E2)는 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element E2 of the twenty-fourth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(E2)에서는 반도체 코어(251)의 단차부(251c)와 그 단차부(251c)측의 반도체층(252)의 끝면을 덮도록, 또한, 반도체 코어(251)의 노출 부분(251a)의 단차부(251c)측을 덮도록 형성된 절연층(253)을 구비함으로써 반도체 코어(251)의 노출 부분(251a)의 외주면과 반도체층(252) 사이를 절연층(253)에 의해 절연할 수 있으므로 반도체 코어(251)의 노출 부분(251a)에 n측 전극(254)을 접속할 경우에 n측 전극(254)과 반도체층(252) 사이의 단락이나 누설 전류의 발생을 확실하게 억제할 수 있다.In addition, in the rod-shaped structure light emitting device E2, the
또한, 상기 반도체 코어(251)의 피복 부분(251b)보다 노출 부분(251a)의 대경부(251a-2)의 지름이 크므로 반도체 코어(251)의 노출 부분(251a)에 접속되는 n측 전극(254)과의 접촉면이 크게 취해져 콘택트 저항을 낮출 수 있다.In addition, since the diameter of the
〔제 25 실시형태〕[25th Embodiment]
도 59는 본 발명의 제 25 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있다.Fig. 59 is a sectional view of a rod-shaped structure light emitting device of a 25th embodiment of the present invention.
이 제 25 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(F2)는, 도 59에 나타내는 바와 같이, 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(261)와, 상기 반도체 코어(261)의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분(261a)이 되도록 반도체 코어(261)의 노출 부분(261a) 이외의 피복 부분(261b)을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(262)과, 상기 반도체층(262)을 덮도록 형성되며 반도체층(262)보다 전기 저항이 낮은 재료로 이루어지는 도전층(263)을 구비하고 있다.As shown in FIG. 59, the rod-shaped structure light emitting element F2 of the twenty-fifth embodiment does not cover the
상기 반도체 코어(261)의 노출 부분(261a)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 원형이며, 반도체 코어(261)의 피복 부분(261b)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 육각형이다. 상기 반도체 코어(261)는 노출 부분(261a)을 피복 부분(261b)보다 작은 지름으로 해서 노출 부분(261a)의 외주면과 피복 부분(261b)의 외주면 사이에 단차부(261c)를 형성하고 있다. 또한, 반도체 코어(261)의 타단측의 끝면은 반도체층(262)에 의해 덮여져 있다.The exposed
또한, 상기 도전층(263)은 막 두께 200㎚의 ITO(주석 첨가 산화 인듐)에 의해 형성되어 있다. 이 ITO의 성막은 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. ITO막을 성막 후, 500℃~600℃에서 열처리를 행함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(262)과 ITO로 이루어지는 도전층(263)의 콘택트 저항을 낮출 수 있다. 또한, 도전층(263)은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 반투명의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다. 이 적층 금속막의 성막에는 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. 또한, 보다 도전층의 저항을 낮추기 위해서 상기 ITO막 상에 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 적층 금속막을 적층해도 좋다.The
상기 봉형상 구조 발광 소자(F2)는 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 같은 방법으로 제조한다. 이 봉형상 구조 발광 소자(F2)는 촉매 금속층의 제거 후에 반도체 코어(261)를 덮는 반도체층(262)을 형성하고, 또한 반도체층(262)을 덮도록 도전층으로서 ITO막의 형성을 행한 후, 이방성 드라이 에칭에 의해 ITO막 중 반도체층(262)을 덮는 부분을 제외한 영역을 제거하고, 그 후, 제 20 실시형태와 마찬가지로, 리프트 오프에 의해 반도체층 중 반도체 코어(261)를 덮는 부분을 제외한 영역과 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다.The rod-shaped structure light emitting element F2 is manufactured by the same method as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment. After the rod-shaped structure light emitting device F2 forms the
또한, 이 제 25 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(F2)는 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 동일한 효과를 갖는다.In addition, the rod-shaped structure light emitting element F2 of the 25th embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment.
상기 제 25 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(F2)에 의하면 반도체 코어(261)의 피복 부분(261a)의 길이 방향에 직교하는 단면이 육각 형상임으로써 이 봉형상 구조 발광 소자를 기판 상에 기판 평면에 대해서 길이 방향이 평행해지도록 실장할 때에 반도체층의 어느 외주면이여도 기판과의 접촉면을 얻기 쉬워 기판으로의 방열 효율이 향상된다. 따라서, 발광시의 소자 온도가 상승해서 발광 효율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.According to the rod-shaped structure light emitting element F2 of the twenty-fifth embodiment, the cross-section orthogonal to the longitudinal direction of the covering
또한, 상기 반도체 코어(261)의 노출 부분(261a)의 길이 방향에 직교하는 단면의 형상과 반도체 코어(261)의 피복 부분(261b)의 길이 방향에 직교하는 단면의 형상이 다름으로써 반도체 코어(261)의 노출 부분(261a)의 외주면과 피복 부분(261b)의 외주면의 경계에 단차부(261c)가 형성되기 때문에 외부로의 광의 인출 효율이 향상된다.In addition, the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the exposed
또한, 상기 반도체층(262)보다 전기 저항이 낮은 재료로 이루어지는 도전층(263)을 통해서 반도체층(262)을 p측 전극에 접속함으로써 전극 접속 부분에 전류가 집중해서 편중됨이 없이 넓은 전류 경로를 형성해서 반도체 코어(261)의 측면 전체를 효율 좋게 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다.In addition, by connecting the
〔제 26 실시형태〕[26th Embodiment]
도 60은 본 발명의 제 26 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있다.Fig. 60 is a sectional view of the rod-shaped structure light emitting device of the 26th embodiment of the present invention.
이 제 26 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(G2)는, 도 60에 나타내는 바와 같이, 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(271)와, 상기 반도체 코어(271)의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분(271a)이 되도록 반도체 코어(271)의 노출 부분(271a) 이외의 부분을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(272)과, 상기 양자우물층(272)의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(273)과, 상기 반도체층(273)을 덮도록 형성되며 반도체층(273)보다 전기 저항이 낮은 재료로 이루어지는 도전층(274)을 구비하고 있다.As shown in FIG. 60, the rod-shaped structure light emitting element G2 of the 26th embodiment does not cover the
상기 반도체 코어(271)의 노출 부분(271a)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 원형이고, 반도체 코어(271)의 피복 부분(271b)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 육각형이다. 상기 반도체 코어(271)는 노출 부분(271a)을 피복 부분(271b)보다 작은 지름으로 해서 노출 부분(271a)의 외주면과 피복 부분(271b)의 외주면 사이에 단차부(271c)를 형성하고 있다. 또한, 반도체 코어(271)의 타단측의 끝면은 반도체층(272)에 의해 덮여져 있다.The exposed
또한, 상기 도전층(274)은 막 두께 200㎚의 ITO(주석 첨가 산화 인듐)에 의해 형성되어 있다. 이 ITO의 성막은 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. ITO막을 성막 후, 500℃~600℃에서 열처리를 행함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(272)과 ITO로 이루어지는 도전층(274)의 콘택트 저항을 낮출 수 있다. 또한, 도전층(274)은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 반투명의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다. 이 적층 금속막의 성막에는 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. 또한, 보다 도전층의 저항을 낮추기 위해서 상기 ITO막 상에 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 적층 금속막을 적층해도 좋다.The
상기 봉형상 구조 발광 소자(G2)는 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 같은 방법으로 제조한다. 이 봉형상 구조 발광 소자(G2)는 촉매 금속층의 제거 후에 반도체 코어(271)를 덮는 양자우물층(272) 및 반도체층(273)을 형성하고, 또한 ITO막 중 반도체층(273)을 덮도록 도전층으로서 ITO막의 형성을 행하고, 이어서, 이방성 드라이 에칭에 의해 반도체층(272)을 덮는 부분을 제외한 영역을 제거한 후, 제 20 실시형태와 마찬가지로, 리프트 오프에 의해 양자우물층 및 반도체층 중 반도체 코어를 덮는 부분을 제외한 영역과 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다.The rod-shaped structure light emitting element G2 is manufactured by the same method as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment. The rod-shaped structure light emitting device G2 forms a
또한, 이 제 26 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(G2)는 제 20 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(A2)와 동일한 효과를 갖는다.In addition, the rod-shaped structure light emitting element G2 of the 26th embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element A2 of the twentieth embodiment.
상기 제 26 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(G2)에 의하면 반도체 코어(271)의 피복 부분(271a)의 길이 방향에 직교하는 단면이 육각 형상임으로써 이 봉형상 구조 발광 소자를 기판 상에 기판 평면에 대해서 길이 방향이 평행해지도록 실장할 때에 반도체층의 어느 외주면이여도 기판과의 접촉면을 얻기 쉬워 기판으로의 방열 효율이 향상된다. 따라서, 발광시의 소자 온도가 상승해서 발광 효율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.According to the rod-shaped structure light emitting element G2 of the twenty-sixth embodiment, the cross-section orthogonal to the longitudinal direction of the covering
또한, 상기 반도체 코어(271)의 노출 부분(271a)의 길이 방향에 직교하는 단면의 형상과 반도체 코어(271)의 피복 부분(271b)의 길이 방향에 직교하는 단면의 형상이 다름으로써 반도체 코어(271)의 노출 부분(271a)의 외주면과 피복 부분(271b)의 외주면의 경계에 단차부(271c)가 형성되기 때문에 외부로의 광의 인출 효율이 향상된다.The shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the exposed
또한, 상기 반도체층(273)보다 전기 저항이 낮은 재료로 이루어지는 도전층(274)을 통해서 반도체층(273)을 p측 전극에 접속함으로써 전극 접속 부분에 전류가 집중해서 편중됨이 없이 넓은 전류 경로를 형성해서 반도체 코어(271)의 측면 전체를 효율 좋게 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다.In addition, by connecting the
또한, 상기 반도체 코어(271)의 피복 부분(271b)의 외주면과 반도체층(273) 사이에 양자우물층(272)을 형성함으로써 양자우물층(272)의 양자 구속 효과에 의해 발광 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the
또한, 이 양자우물층은 GaN의 장벽층과 InGaN의 양자우물층을 교대로 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.The quantum well layer may be a multi-quantum well structure in which a GaN barrier layer and an InGaN quantum well layer are alternately stacked.
〔제 27 실시형태〕[27th Embodiment]
도 61은 본 발명의 제 27 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 단면도를 나타내고 있다. 이 제 27 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 캡층을 제외하고 제 26 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 구성을 하고 있다.Fig. 61 is a sectional view of the rod-shaped structure light emitting device of the 27th embodiment of the present invention. The rod-shaped structure light emitting element of the twenty-seventh embodiment has the same structure as the rod-shaped structure light emitting element of the 26th embodiment except for the cap layer.
이 제 27 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(H2)는, 도 61에 나타내는 바와 같이, 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(281)와, 상기 반도체 코어(281)의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층(282)과, 상기 캡층(282)으로 덮여진 반도체 코어(281)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(281a)이 되도록 반도체 코어(281)의 노출 부분(281a) 이외의 피복 부분(281b)의 외주면을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(283)과, 상기 양자우물층(283)의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(284)과, 상기 반도체층(284)의 외주면을 덮는 도전층(285)을 구비하고 있다.As shown in FIG. 61, the rod-shaped structure light emitting element H2 of the twenty-seventh embodiment includes a
상기 반도체 코어(281)는 노출 부분(281a)을 피복 부분(281b)보다 작은 지름으로 해서 노출 부분(281a)의 외주면과 피복 부분(281b)의 외주면 사이에 단차부(281c)를 형성하고 있다. 또한, 상기 반도체 코어(281)의 외주면과 캡층(282)의 외주면이 연속한 양자우물층(283)과 반도체층(284)에 의해 덮여져 있다.The
또한, 상기 도전층(285)은 막 두께 200㎚의 ITO(주석 첨가 산화 인듐)에 의해 형성되어 있다. 이 ITO의 성막은 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. ITO막을 성막 후, 500℃~600℃에서 열처리를 행함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(284)과 ITO로 이루어지는 도전층(285)의 콘택트 저항을 낮출 수 있다. 또한, 도전층(285)은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 반투명의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다. 이 적층 금속막의 성막에는 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. 또한, 보다 도전층의 저항을 낮추기 위해서 상기 ITO막 상에 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 적층 금속막을 적층해도 좋다.The
도 62는 상기 봉형상 구조 발광 소자(H2)의 요부의 단면 모식도를 나타내고 있고, 도 62에 나타내는 바와 같이, 이 제 27 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(H2)에서는 반도체층(284)보다 전기 저항이 큰 재료로 이루어지는 캡층(282)이 반도체 코어(281)의 한쪽의 끝면을 덮음으로써 반도체 코어(281)의 캡층(282)측에 접속된 p측 전극(286)과 반도체 코어(281) 사이에서 캡층(282)을 통해서 전류가 흐르지 않도록 하는 한편, 캡층(282)보다 저항이 낮은 도전층(285), 반도체층(284)을 통해서 p측 전극(286)과 반도체 코어(281)의 외주면측 사이에서 전류가 흐르도록 한다. 이것에 의해, 상기 반도체 코어(281)의 캡층(282)이 설치된 측의 끝면으로의 전류 집중을 억제해서 그 반도체 코어(281)의 끝면에 발광이 집중되지 않고 반도체 코어(281)의 측면으로부터의 광의 인출 효율이 향상된다.FIG. 62: is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the said rod-shaped structure light emitting element H2, and as shown in FIG. 62, in the rod-shaped structure light emitting element H2 of 27th Embodiment, it is more electric than the
상기 제 27 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(H2)는 제 26 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 효과를 갖는다.The rod-shaped structure light emitting element H2 of the twenty-seventh embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting element of the twenty-sixth embodiment.
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어(281)의 노출 부분(281a)에 n측 전극(도시 생략)을 접속하고 반도체 코어(281)의 캡층(282)이 설치된 측에 p측 전극(286)을 접속할 때, 캡층(282)에 의해 반도체 코어(281)의 한쪽의 끝면이 노출되어 있지 않으므로 그 단부의 반도체층(284)과 도전층(285)을 통해서 반도체 코어(281)와 p측 전극(286)의 전기적 접속을 용이하게 할 수 있다. 그것에 의해, 반도체층(284)과 도전층(285)으로 덮여진 반도체 코어(281)의 측면 전체 중 p측 전극(286)이 차단하는 면적을 최소한으로 할 수 있어 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 반도체 코어(281)의 캡층(282)이 설치된 측의 끝면으로의 전류 집중을 억제해서 그 반도체 코어의 끝면에 발광이 집중되지 않고 반도체 코어(281)의 측면으로부터의 광의 인출 효율이 향상된다.In addition, the rod-shaped structure light emitting device connects an n-side electrode (not shown) to the exposed
또한, 반도체 코어(281)의 캡층(282)측의 단부에 있어서 캡층(282)에는 접속하지 않고 도전층(285)과 p측 전극(286)만을 전기적으로 접속해도 좋다.In addition, only the
〔제 28 실시형태〕[28th Embodiment]
도 63은 본 발명의 제 28 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 사시도를 나타내고 있다.FIG. 63: shows the perspective view of the light emitting device provided with the rod-shaped structure light emitting element of 28th Embodiment of this invention.
이 제 28 실시형태의 발광 장치는, 도 63에 나타내는 바와 같이, 실장면에 금속 전극(298,299)이 형성된 절연성 기판(290)과, 상기 절연성 기판(290) 상에 길이 방향이 절연성 기판(290)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(12)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 63, the light emitting device of the twenty-eighth embodiment includes an insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(I2)는 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(291)와, 상기 반도체 코어(291)의 일단측의 부분을 덮지 않고 노출 부분(291a)이 되도록 반도체 코어(291)의 노출 부분(291a) 이외의 피복 부분(291b)을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(292)을 구비하고 있다.The rod-shaped structure light emitting element I2 is a
상기 반도체 코어(291)의 노출 부분(291a)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 원형이며, 반도체 코어(291)의 피복 부분(291b)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 육각형이다. 상기 반도체 코어(291)의 노출 부분(291a)을 피복 부분(291b)보다 작은 지름으로 해서 노출 부분(291a)의 외주면과 피복 부분(291b)의 외주면 사이에 단차부(291c)를 형성하고 있다.The exposed
도 63에 나타내는 바와 같이, 봉형상 구조 발광 소자(I2)의 일단측의 노출 부분(291a)을 금속 전극(298)에 접속함과 아울러, 봉형상 구조 발광 소자(I2)의 타단측의 반도체층(292)을 금속 전극(299)에 접속하고 있다.As shown in FIG. 63, the exposed
여기서, 봉형상 구조 발광 소자(I2)는 후술하는 제 38 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 IPA 수용액의 건조시에 기판 표면과 봉형상 구조 발광 소자의 간극의 액적이 증발에 의해 축소될 때에 발생되는 스틱션에 의해 중앙 부분이 휘어서 절연성 기판(290) 상에 접하고 있다.Here, the rod-shaped light emitting element I2 is formed by evaporation of droplets of the gap between the substrate surface and the gap between the rod-shaped light emitting element during evaporation of the aqueous IPA solution in the arrangement method of the rod-shaped light emitting element of the 38th embodiment described later. The center portion is bent and contacted on the insulating
상기 제 28 실시형태의 발광 장치에 의하면 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 절연성 기판(290)에 실장된 봉형상 구조 발광 소자(I2)는 반도체층(292)의 외주면과 절연성 기판(290)의 실장면이 접촉하므로 봉형상 구조 발광 소자(I2)에서 발생된 열을 반도체층(292)으로부터 절연성 기판(290)으로 효율 좋게 방열할 수 있다. 따라서, 발광 효율이 높고 또한 방열성이 좋은 발광 장치를 실현할 수 있다. 또한, 반도체층을 덮도록 도전층이 형성된 봉형상 구조 발광 소자에 있어서도 도전층의 외주면과 절연성 기판의 실장면이 접촉함으로써 마찬가지로 효과가 얻어진다.According to the light emitting device of the twenty-eighth embodiment, the rod-shaped structure light emitting element I2 mounted on the insulating
또한, 상기 발광 장치에서는 절연성 기판(290) 상에 봉형상 구조 발광 소자(I2)를 옆으로 눕혀서 배치하고 있으므로 절연성 기판(290)을 포함한 두께를 얇게 할 수 있다. 상기 발광 장치에 있어서, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자(I2)를 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 이 발광 장치를 이용해서 박형화와 경량화가 가능한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.In addition, in the light emitting device, since the rod-shaped structure light emitting device I2 is disposed on the insulating
또한, 상기 제 28 실시형태에 있어서 봉형상 구조 발광 소자에 제 20~제 28 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자 중 어느 하나를 이용해도 좋다.Further, in the twenty-eighth embodiment, any of the rod-shaped structure light emitting elements of the twentieth to twenty-eighth embodiments may be used for the rod-shaped structure light emitting element.
〔제 29 실시형태〕[29th Embodiment]
도 64는 본 발명의 제 29 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 발광 장치의 측면도를 나타내고 있다.64 is a side view of a light emitting device including a rod-shaped structure light emitting element according to a twenty-ninth embodiment of the present invention.
이 제 29 실시형태의 발광 장치는, 도 64에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(600)과, 절연성 기판(600) 상에 길이 방향이 절연성 기판(600)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(J2)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 64, the light emitting device of the twenty-ninth embodiment is a rod-shaped package in which the longitudinal direction is parallel to the mounting surface of the insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(J2)는 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(601)와, 상기 반도체 코어(251)의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층(602)(도 65에 나타냄)과, 상기 캡층(602)으로 덮여진 반도체 코어(601)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(601a)이 되도록 반도체 코어(601)의 노출 부분(601a) 이외의 피복 부분(601b)의 외주면을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(603)과, 상기 양자우물층(603)의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(604)과, 상기 반도체층(604)의 외주면을 덮는 도전층(605)을 구비하고 있다.The rod-shaped structure light emitting element J2 includes a
상기 반도체 코어(601)의 노출 부분(601a)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 원형이며, 반도체 코어(601)의 피복 부분(601b)은 길이 방향에 직교하는 단면이 거의 육각형이다. 상기 반도체 코어(601)의 노출 부분(601a)을 피복 부분(601b)보다 작은 지름으로 해서 노출 부분(601a)의 외주면과 피복 부분(601b)의 외주면 사이에 단차부(601c)를 형성하고 있다.The exposed
상기 도전층(605) 위 또한 절연성 기판(600)측에 제 2 도전층의 일례로서의 금속층(606)을 형성하고 있다. 상기 금속층(606)은 도전층(605)의 외주면의 하측 대략 절반 정도를 덮고 있다. 상기 도전층(605)은 ITO에 의해 형성되어 있다. 또한, 도전층은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 반투명의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다. 이 적층 금속막의 성막에는 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. 또한, 보다 도전층의 저항을 낮추기 위해서 상기 ITO막 상에 Ag/Ni 또는 Au/Ni의 적층 금속막을 적층해도 좋다. 또한, 금속층(606)은 Al에 한정되지 않고, Cu, W, Ag, Au 등을 이용해도 좋다.A
이 제 29 실시형태의 발광 장치는, 도 65에 나타내는 바와 같이, 실장면에 금속 전극(607,608)이 형성된 절연성 기판(600)과, 상기 절연성 기판(600) 상에 길이 방향이 절연성 기판(600)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(J2)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 65, the light emitting device of the twenty-ninth embodiment includes an insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(J2)의 일단측의 노출 부분(601a)을 금속 전극(607)에 도전성 접착제 등의 접착부(109A)에 의해 접속함과 아울러, 봉형상 구조 발광 소자(J2)의 타단측의 금속층(606)을 금속 전극(608)에 도전성 접착제 등의 접착부(609B)에 의해 접속하고 있다.The exposed
여기서, 봉형상 구조 발광 소자(J2)는 후술하는 제 12 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 IPA 수용액의 건조시에 기판 표면과 봉형상 구조 발광 소자의 간극의 액적이 증발에 의해 축소될 때에 발생되는 스틱션에 의해 중앙 부분이 휘어서 절연성 기판(600) 상에 접하고 있다.Here, the rod-shaped light emitting device J2 is formed by evaporation of droplets of the gap between the substrate surface and the gap between the rod-shaped light emitting device during evaporation of the IPA aqueous solution in the arrangement method of the rod-shaped light emitting device according to the twelfth embodiment. The center portion is bent and contacted on the insulating
상기 제 29 실시형태의 발광 장치에 의하면 봉형상 구조 발광 소자(J2)의 도전층(605) 위 또한 절연성 기판(600)측에 반도체층(604)보다 전기 저항이 낮은 재료로 이루어지는 제 2 도전층의 일례로서의 금속층(606)을 형성함으로써 금속층(606)이 없는 봉형상 구조 발광 소자(J2)의 절연성 기판(600)과 반대인 측에 있어서도 반도체 코어(601)의 외주면을 덮는 도전층(605)이 있으므로 고저항의 반도체층(604) 전체로의 전류의 흐르기 쉬움을 희생하지 않고 금속층(606)에 의해 저저항화할 수 있다. 또한, 반도체 코어(601)의 외주면을 덮는 도전층(605)에는 발광 효율을 고려하면 투과율이 낮은 재료가 사용되지 않으므로 저저항의 재료를 이용할 수 없지만, 금속층(606)에는 투과율보다 저저항인 것을 우선한 도전성 재료를 이용할 수 있다. 또한, 길이 방향이 실장면에 평행해지도록 절연성 기판(600)에 실장된 봉형상 구조 발광 소자(J2)는 금속층(606)이 절연성 기판(600)의 실장면과 접하므로 봉형상 구조 발광 소자(J2)에서 발생된 열을 금속층(606)을 통해서 절연성 기판(600)에 효율 좋게 방열할 수 있다.According to the light emitting device of the twenty-ninth embodiment, the second conductive layer is formed of a material having a lower electrical resistance than the
〔제 30 실시형태〕[30th Embodiment]
도 66은 본 발명의 제 30 실시형태의 발광 장치의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 30 실시형태에서는 제 21 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(B2)와 동일한 구성의 봉형상 구조 발광 소자를 사용하고 있다. 또한, 봉형상 구조 발광 소자에 상기 제 20, 제 22~제 29 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자 중 어느 하나를 이용해도 좋다.66 is a perspective view of a light emitting device of a thirtieth embodiment of the present invention. In this thirtieth embodiment, a rod-shaped structure light emitting element having the same structure as that of the rod-shaped structure light emitting element B2 of the twenty-first embodiment is used. In addition, any of the rod-shaped light emitting elements of the twentieth, twenty-second to twenty-ninth embodiments may be used for the rod-shaped light emitting elements.
이 제 30 실시형태의 발광 장치는, 도 66에 나타내는 바와 같이, 실장면에 금속 전극(701,702)이 형성된 절연성 기판(700)과, 상기 절연성 기판(700) 상에 길이 방향이 절연성 기판(700)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(K2)를 구비하고 있다. 상기 절연성 기판(700)에는 절연성 기판(700) 상의 금속 전극(701,702) 사이 또한 봉형상 구조 발광 소자(K2)의 하측에 금속부의 일례로서의 제 3 금속 전극(703)을 형성하고 있다. 도 66에서는 금속 전극(701,702,703)의 일부만을 나타내고 있다.As shown in FIG. 66, the light emitting device of the thirtieth embodiment has an insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(K2)는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(611)와, 상기 반도체 코어(611)의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분(611a)이 되도록 반도체 코어(611)의 노출 부분(611a) 이외의 피복 부분(611b)의 외주면을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(612)을 갖는다. 상기 반도체 코어(611)는 노출 부분(611a)을 피복 부분(611b)보다 작은 지름으로 해서 노출 부분(611a)의 외주면과 피복 부분(611b)의 외주면 사이에 단차부(611c)를 형성하고 있다. 또한, 반도체 코어(611)의 타단측의 끝면은 반도체층(612)에 의해 덮여져 있다.The rod-shaped structure light emitting element K2 has a
상기 제 30 실시형태의 발광 장치에 의하면 절연성 기판(700) 상의 전극(701,702) 사이 또한 봉형상 구조 발광 소자(K2)의 하측에 금속 전극(703)을 형성함으로써 양단이 금속 전극(701,702)에 접속된 봉형상 구조 발광 소자(K2)의 중앙측을 금속 전극(703)의 표면에 접촉시켜서 지지하므로 양쪽 지지의 봉형상 구조 발광 소자(K2)가 휘지 않고 금속 전극(703)에 의해 지지됨과 아울러, 봉형상 구조 발광 소자(K2)에서 발생된 열을 반도체층(612)으로부터 금속 전극(703)을 통해서 절연성 기판(700)에 효율 좋게 방열할 수 있다.According to the light emitting device of the thirtieth embodiment, both ends are connected to the
또한, 도 67에 나타내는 바와 같이, 금속 전극(701)과 금속 전극(702) 각각은 서로 소정의 간격을 두고 대략 병행한 기부(701a,702a)와, 기부(701a,702a)의 대향하는 위치로부터 기부(701a,702a) 사이로 연장되는 복수개의 전극부(701b,702b)를 갖는다. 금속 전극(701)의 전극부(701b)와 그것에 대향하는 금속 전극(702)의 전극부(702b)에 1개의 봉형상 구조 발광 소자(K2)가 배열된다. 이 금속 전극(701)의 전극부(701b)와 그것에 대향하는 금속 전극(702)의 전극부(702b) 사이에 중앙 부분이 좁아진 나비 형상의 제 3 금속 전극(703)을 절연성 기판(700) 상에 형성하고 있다.As shown in FIG. 67, each of the
상기 서로 인접하는 제 3 금속 전극(703)끼리는 전기적으로 분리되어 있고, 도 67에 나타내는 바와 같이, 서로 인접하는 봉형상 구조 발광 소자(K2)의 방향이 반대로 되어도 금속 전극(703)을 통해서 금속 전극(701)과 금속 전극(702)이 단락되는 것을 방지할 수 있다.The
또한, 상기 제 20~제 30 실시형태에서는 반도체 코어와 캡층 및 반도체층에 GaN을 모재로 하는 반도체를 이용했지만 GaAs, AlGaAs, GaAsP, InGaN, AlGaN, Ga P, ZnSe, AlGaInP 등을 모재로 하는 반도체를 이용한 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 반도체 코어를 n형으로 하고 반도체층을 p형으로 했지만 도전형이 반대인 봉형상 구조 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 원형 또는 육각형의 봉형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 단면이 타원인 봉형상이여도 좋고, 단면이 삼각형 등의 다른 다각 형상인 봉형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다.In the twentieth to thirtieth embodiments, a semiconductor based on GaN is used for the semiconductor core, the cap layer, and the semiconductor layer, but a semiconductor based on GaAs, AlGaAs, GaAsP, InGaN, AlGaN, Ga P, ZnSe, AlGaInP You may apply this invention to the light emitting element which used. In addition, although the semiconductor core is n-type and the semiconductor layer is p-type, you may apply this invention to the rod-shaped structure light emitting element whose electroconductive type is the opposite. Moreover, although the rod-shaped structure light emitting element which has a round or hexagonal rod-shaped semiconductor core was demonstrated, it is not limited to this, The cross-section may be an elliptic rod shape, and the cross section is a rod-shaped semiconductor of other polygonal shapes, such as a triangle. You may apply this invention to the rod-shaped structure light emitting element which has a core.
또한, 상기 제 20~제 30 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자의 직경을 1㎛로 하고 길이가 10㎛~30㎛인 마이크로 오더 사이즈로 했지만 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이여도 좋다. 상기 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 직경은 500㎚ 이상 또한 100㎛ 이하가 바람직하고, 수십㎚~수백㎚의 봉형상 구조 발광 소자에 비해서 반도체 코어의 직경의 편차를 억제할 수 있고 발광 면적 즉 발광 특성의 편차를 저감할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, in the 20th to 30th embodiments, the rod-shaped structure light emitting device has a diameter of 1 µm and a micro order size of 10 µm to 30 µm in length, but at least the diameter or length of the nano order size of less than 1 µm. An element may be sufficient. The diameter of the semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting device is preferably 500 nm or more and 100 μm or less, and the variation in the diameter of the semiconductor core can be suppressed as compared to the rod-shaped structure light emitting device of several tens of nm to several hundred nm. The deviation of the luminescence properties can be reduced and the yield can be improved.
또한, 상기 제 20~제 30 실시형태에서는 MOCVD 장치를 이용해서 반도체 코어나 캡층을 결정 성장시키고 있지만, MBE(분자선 에피택셜) 장치 등의 다른 결정 성장 장치를 이용해서 반도체 코어나 캡층을 형성해도 좋다. 또한, 성장 구멍을 갖는 마스크를 이용해서 반도체 코어를 기판 상에 결정 성장시켰지만 기판 상에 금속종을 배치해서 금속종으로부터 반도체 코어를 결정 성장시켜도 좋다.In the twentieth to thirtieth embodiments, the semiconductor core and the cap layer are grown using a MOCVD apparatus, but the semiconductor core and the cap layer may be formed using another crystal growth apparatus such as a molecular beam epitaxial (MBE) apparatus. . In addition, although the semiconductor core is crystal-grown on the substrate using a mask having growth holes, the semiconductor core may be crystal-grown from the metal species by disposing a metal species on the substrate.
〔제 31 실시형태〕[31st Embodiment]
도 68a~도 68e는 본 발명의 제 31 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 이 실시형태에서는 Si를 도핑한 n형 GaN과 Mg를 도핑한 p형 GaN을 이용하지만 GaN에 도핑하는 불순물은 이것에 한정되지 않는다.68A to 68E are process charts showing the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device according to the thirty-first embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but impurities doped in GaN are not limited thereto.
우선, 도 68a에 나타내는 바와 같이, n형 GaN으로 이루어지는 기판(811) 상에 성장 구멍(812a)을 갖는 마스크(812)를 형성한다. 마스크(812)는 반도체층(814)의 형성을 저해하는 물질로 이루어지고, 노출시키고 싶은 개소인 반도체 코어(813)의 외주면의 일부를 덮어서 반도체층 형성 공정 후에 마스크(812)를 제거함으로써 반도체 코어(813)의 외주면의 일부를 용이하게 노출시킬 수 있다. 여기서, 반도체층(814)의 형성을 저해하는 물질로서 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등 반도체 코어 및 반도체층에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용했지만 반도체층의 형성을 저해하는 물질은 이것에 한정되지 않고, 반도체층의 조성 등에 따라 적절하게 선택하면 좋다. 성장 구멍의 형성은 통상의 반도체 프로세스에 사용하는 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용할 수 있다. 이 때, 성장하는 반도체 코어의 지름은 상기 마스크의 성장 구멍의 사이즈에 의존한다.First, as shown in Fig. 68A, a
이어서, 도 68b에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어 형성 공정에 있어서 마스크(812)의 성장 구멍(812a)에 의해 노출된 기판(811) 상에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: 유기 금속 기상 성장) 장치를 이용해서 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(813)를 형성한다. 성장 온도를 950℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH4)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H2)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어를 성장시킬 수 있다. 여기서, n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판(811) 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다.Next, as shown in FIG. 68B, a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) device is placed on the
이어서, 도 68c에 나타내는 바와 같이, 반도체층 형성 공정에 있어서 봉형상의 반도체 코어(813)를 덮도록 기판(811) 전체면이 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(814)을 형성한다. 형성 온도를 960℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를, p형 불순물 공급용에 비스시클로펜타디에닐마그네슘(Cp2Mg)을 이용함으로써 마그네슘(Mg)을 불순물로 하는 p형 GaN을 성장시킬 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 68C, in the semiconductor layer forming step, a
이어서, 도 68d에 나타내는 바와 같이, 노출 공정에 있어서 리프트 오프에 의해 반도체 코어(813)를 덮는 반도체층(814)의 부분을 제외한 영역과 마스크(812)를 제거해서 봉형상의 반도체 코어(813)의 기판(811)측에 기판측의 외주면을 노출시켜 노출 부분(813a)을 형성한다. 이 상태에서, 상기 반도체 코어(813)의 기판(811)과 반대인 측의 끝면은 반도체층(814a)에 의해 덮여져 있다. 마스크가 산화 실리콘(SiO2)으로 구성되어 있을 경우, 불산(HF)을 함유한 용액을 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분을 제외한 영역을 리프트 오프에 의해 제거할 수 있다. 이 실시형태의 노출 공정에서는 리프트 오프를 이용했지만 에칭에 의해 반도체 코어의 일부를 노출시켜도 좋다. 드라이 에칭의 경우, CF4나 XeF2를 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분을 제외한 영역을 제거할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 68D, in the exposure step, the
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판(811)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(811) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(813)의 기판(811)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(814a)으로 덮여진 반도체 코어(813)에 대해서 응력이 작용해서, 도 68e에 나타내는 바와 같이, 반도체층(814a)으로 덮여진 반도체 코어(813)가 기판(811)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the semiconductor core is placed on the
이렇게 해서, 기판(811)으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(810)를 제조할 수 있다. 이 제 31 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자(810)의 직경을 1㎛, 길이를 10㎛로 하고 있다.In this way, a fine rod-shaped structure
이 봉형상 구조 발광 소자(810)는 반도체 코어(813)의 노출 부분(813a)에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층(814a)에 다른쪽의 전극을 접속해서 p형의 반도체층(814a)으로부터 n형의 반도체 코어(813)로 전류를 흘림으로써 n형의 반도체 코어(813)의 외주면과 p형의 반도체층(814a)의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출된다. 상기 반도체층(814a)으로 덮여진 반도체 코어(813)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 높은 발광 효율이 얻어진다.The rod-shaped structure
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(810)를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 기판으로부터 분리된 미세 구조물로서 이용하므로 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층(814a)으로 덮여진 반도체 코어(813)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the above-mentioned structure, the fine rod-shaped structure
또한, 상기 반도체 코어(813)의 외주면의 일부를 노출시키는 노출 공정에 있어서 반도체 코어(813)의 기판(811)측의 외주면을 노출시킴과 아울러, 반도체층 형성 공정에 있어서 반도체 코어(813)의 기판(811)과 반대인 측의 끝면을 반도체층(814)에 의해 덮음으로써 반도체 코어(813)의 기판(811)측의 노출 부분(813a)을 n측 전극에 접속하고 반도체 코어(813)의 기판(811)과 반대인 측의 끝면이 반도체층(814a)으로 덮여져 있음으로써 반도체 코어(813)의 기판(811)과 반대인 측을 덮는 반도체층(814a)의 부분에 p측 전극을 접속할 수 있다. 이것에 의해, 미세한 봉형상 구조 발광 소자의 양단에 전극을 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.In the exposure step of exposing a part of the outer circumferential surface of the
또한, 상기 분리 공정에 있어서 초음파를 이용해서 기판(811) 평면에 따라 기판(811)을 진동시킴으로써 기판(811) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(813)의 기판(811)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(814a)으로 덮여진 반도체 코어(813)에 대해서 응력이 작용하여 반도체층(814a)으로 덮여진 반도체 코어(813)가 기판(811)으로부터 분리된다. 따라서, 간단한 방법으로 기판(811) 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자를 용이하게 분리할 수 있다.In addition, in the separation step, a source close to the
또한, 상기 분리 공정에 있어서 절단 공구를 이용해서 반도체 코어(813)를 기판(811)으로부터 기계적으로 분리해도 좋다. 절단 공구를 이용해서 기판(811) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(813)의 기판(811)측에 가까운 근원이 절곡되도록 하고, 반도체층(814a)으로 덮여진 반도체 코어(813)에 대해서 응력이 작용하여 반도체층(814a)으로 덮여진 반도체 코어(813)가 기판(811)으로부터 분리된다. 이 경우, 간단한 방법으로 기판(811) 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자를 단시간에 분리할 수 있다.In the separation step, the
또한, 상기 노출 공정에 있어서 드라이 에칭을 이용해도 좋고, GaN을 모재로 하는 반도체로 이루어지는 반도체 코어(813)의 외주면의 일부를 용이하게 노출시킬 수 있다. GaN을 모재로 하는 반도체는 습식 에칭이 곤란하므로 반도체 코어(813)와 반도체층(814a)이 GaN을 모재로 하는 반도체로 이루어질 경우, 분리 공정 전에 미리 드라이 에칭에 의해 반도체 코어(813)의 외주면의 일부를 노출시키는 것은 실장이 용이한 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 실현함에 있어서 특히 유효하다. 또한, 상기 반도체 코어(813)의 외주면의 일부를 노출시키는 노출 공정 없이 반도체층(814a)으로 덮여진 반도체 코어(813)를 기판(811)으로부터 분리해서 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조했을 경우, 이 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 절연성 기판(811) 상에 배열시킨 후에 드라이 에칭을 이용해서 반도체 코어(813)의 외주면의 일부를 전극 접속용으로 용이하게 노출시킬 수 있다.In the exposure step, dry etching may be used, and part of the outer circumferential surface of the
또한, 상기 노출 공정에 있어서 반도체 코어(813)의 반도체층(814a)으로 덮여진 영역의 외주면과 반도체 코어(813)의 노출 영역의 외주면이 연속하도록 해서 반도체 코어(813)의 노출 영역이 가늘게 되어 있으므로 상기 분리 공정에 있어서 반도체 코어(813)의 노출 영역의 기판(811)측에서 절곡되기 쉬워져 분리가 용이해진다.In the exposure step, the outer peripheral surface of the region covered with the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층(814a)이 반도체 코어(813)의 외주면으로부터 반경 방향 외향으로 결정 성장하고, 지름 방향의 성장 거리가 짧고 또한 결함이 외향으로 회피되므로 결정 결함이 적은 반도체층(814a)에 의해 반도체 코어(813)를 덮을 수 있다. 따라서, 특성이 양호한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다.In addition, in the rod-shaped light emitting device manufactured by the method of manufacturing the rod-shaped light emitting device, the
〔제 32 실시형태〕[32th Embodiment]
도 69a~도 69e는 본 발명의 제 32 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 이 제 32 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 양자우물층을 제외하고 제 31 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 구성을 하고 있다.69A to 69E are process drawings showing a method for manufacturing a rod-shaped structure light emitting device according to a thirty-second embodiment of the present invention. The rod-shaped structure light emitting element of the thirty-second embodiment has the same structure as the rod-shaped structure light emitting element of the thirty-first embodiment except for the quantum well layer.
우선, 도 69a에 나타내는 바와 같이, n형 GaN으로 이루어지는 기판(821) 상에 성장 구멍(822a)을 갖는 마스크(822)를 형성한다. 마스크에는 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등 반도체 코어 및 반도체층에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용할 수 있다. 성장 구멍의 형성은 통상의 반도체 프로세스에 사용하는 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용할 수 있다. 이 때, 성장하는 반도체 코어의 지름은 상기 마스크의 성장 구멍의 사이즈에 의존한다.First, as shown in FIG. 69A, a
이어서, 도 69b에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어 형성 공정에 있어서 마스크(822)의 성장 구멍(822a)에 의해 노출된 기판(821) 상에 MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(23)를 형성한다. 성장 온도를 950℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH4)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H2)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어를 성장시킬 수 있다. 여기서, n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판(821) 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 육각 기둥 형상의 봉형상의 반도체 코어가 얻어진다.69B, n-type GaN is crystal-grown on the board |
이어서, 도 69c에 나타내는 바와 같이, 양자우물층, 반도체층 형성 공정에 있어서 봉형상의 반도체 코어(823)를 덮도록 기판(821) 전체면에 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(824)을 형성하고, 또한 기판(821) 전체면에 반도체층(825)을 형성한다. MOCVD 장치 내에서 전술한 바와 같이 n형 GaN의 반도체 코어를 성장시킨 후, 발광 파장에 따라 설정 온도를 600℃로부터 800℃로 변경하고, 캐리어 가스에 질소(N2), 성장 가스에 TMG 및 NH3, 트리메틸인듐(TMI)을 공급함으로써 n형 GaN의 반도체 코어(21) 상에 InGaN 양자우물층(824)을 형성할 수 있다. 그 후, 또한 설정 온도를 960℃로 하고, 전술한 바와 같이, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 이용함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(825)을 형성할 수 있다. 또한, 이 양자우물층은 InGaN층과 p형 GaN층 사이에 전자 블록층으로서 p형 AlGaN층을 넣어도 좋다. 또한, GaN의 장벽층과 InGaN의 양자우물층을 교대로 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.Next, as shown in FIG. 69C, in the quantum well layer and the semiconductor layer forming step, a
이어서, 도 69d에 나타내는 바와 같이, 노출 공정에 있어서 리프트 오프에 의해 양자우물층(824), 반도체층(825)의 반도체 코어(823)를 덮는 부분을 제외한 영역과 마스크(822)를 제거해서 봉형상의 반도체 코어(823)의 기판(821)측에 기판측의 외주면을 노출시켜 노출 부분(823a)을 형성한다. 이 상태에서, 상기 반도체 코어(823)의 기판(821)과 반대인 측의 끝면은 양자우물층(824a)과 반도체층(825a)에 의해 덮여져 있다. 마스크가 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4)으로 구성되어 있을 경우, 불산(HF)을 함유한 용액을 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분을 제외한 영역을 리프트 오프에 의해 제거할 수 있다. 이 실시형태의 노출 공정에서는 리프트 오프를 이용했지만 에칭에 의해 반도체 코어의 일부를 노출시켜도 좋다. 드라이 에칭의 경우, CF4나 XeF2를 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분을 제외한 영역을 제거할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 69D, in the exposure step, the rod-shaped region and
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판(821)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(821) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(823)의 기판(821)측에 가까운 근원이 절곡되도록 양자우물층(824)과 반도체층(825a)으로 덮여진 반도체 코어(823)에 대해서 응력이 작용하여, 도 69e에 나타내는 바와 같이, 양자우물층(824)과 반도체층(825a)으로 덮여진 반도체 코어(823)가 기판(821)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the semiconductor core is placed on the
이렇게 해서, 기판(821)으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(820)를 제조할 수 있다. 이 제 32 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자(820)의 직경을 1㎛, 길이를 10㎛로 하고 있다.In this way, the fine rod-shaped structure
이 봉형상 구조 발광 소자(820)는 반도체 코어(823)의 노출 부분(823a)에 n측 전극을 접속하고 반도체층(825a)에 p측 전극을 접속해서 p형의 반도체층(825a)으로부터 n형의 반도체 코어(823)로 전류를 흘림으로써 양자우물층(824a)에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출된다. 상기 반도체층(825a)으로 덮여진 반도체 코어(823)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 높은 발광 효율이 얻어진다.The rod-shaped structure light emitting
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(820)를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체 코어(823)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the above-mentioned structure, the fine rod-shaped structure
상기 제 32 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법은 제 31 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법과 동일한 효과를 갖는다.The manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the thirty-second embodiment has the same effect as the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the thirty-first embodiment.
또한, n형의 반도체 코어(823)와 p형의 반도체층(825a) 사이에 형성된 양자우물층(824a)에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출됨으로써 양자우물층(824a)의 양자 구속 효과에 의해 제 31 실시형태보다 더욱 발광 효율을 높게 할 수 있다.In addition, the
〔제 33 실시형태〕[33rd Embodiment]
도 70a~도 70d는 본 발명의 제 33 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 이 제 33 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어의 노출 부분을 제외하고 제 31 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 구성을 하고 있다.70A to 70D are process charts showing the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device according to the 33rd embodiment of the present invention. The rod-shaped structure light emitting element of the thirty-third embodiment has the same structure as the rod-shaped structure light emitting element of the thirty-first embodiment except for the exposed portion of the semiconductor core.
우선, 도 70a에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어 형성 공정에 있어서 n형 GaN 기판(831) 상에 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(833)를 형성한다. 이 반도체 코어(833)의 형성 공정은 제 31 실시형태와 같은 방법으로 행하여 마스크를 삭제한다.First, as shown in FIG. 70A, in the semiconductor core forming step, n-type GaN is crystal grown on the n-
이어서, 도 70b에 나타내는 바와 같이, 반도체층 형성 공정에 있어서 봉형상의 반도체 코어(833)를 덮도록 기판(831) 전체면이 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(834)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 70B, in the semiconductor layer forming step, a
이어서, 도 70c에 나타내는 바와 같이, 노출 공정에 있어서 드라이 에칭에 의해 반도체 코어(833)를 덮는 반도체층(834)의 부분을 제외한 영역을 제거해서 봉형상의 반도체 코어(833)의 기판(831)측의 외주면을 노출시켜 노출 부분(833a)을 형성한다. 이 경우, 드라이 에칭의 RIE(Reactive Ion Etching: 반응성 이온 에칭)에 SiCl4를 이용함으로써 용이하게 GaN에 이방성을 가지고 에칭할 수 있다. 이 상태에서는 드라이 에칭에 의해 반도체 코어(833)의 기판(831)과 반대인 측의 끝면이 노출되어 있다.Next, as shown to FIG. 70C, the board |
여기서, 반도체층(834a)의 외주면과 반도체 코어(833)의 노출 부분(833a)의 외주면이 단차 없이 연속되어 있다. 이것에 의해, 분리 후의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 전극이 형성된 절연성 기판 상에 기판 평면에 대해서 축방향이 평행해지도록 실장할 때, 반도체층(834a)의 외주면과 반도체 코어(833)의 노출 부분(833a)의 외주면 사이에 단차가 없으므로 반도체 코어(833)의 노출 부분(833a)과 전극을 확실하고 또한 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.Here, the outer circumferential surface of the
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판(831)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(831) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(833)의 기판(831)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(834a)으로 덮여진 반도체 코어(833)에 대해서 응력이 작용하여, 도 70d에 나타내는 바와 같이, 반도체층(834a)으로 덮여진 반도체 코어(833)가 기판(831)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the semiconductor core is placed on the
이렇게 해서, 기판(831)로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(830)를 제조할 수 있다. 이 제 33 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자(830)의 직경을 1㎛, 길이를 10㎛로 하고 있다.In this way, the fine rod-shaped structure light emitting
이 봉형상 구조 발광 소자(830)는 반도체 코어(833)의 노출 부분(833a)에 n측 전극을 접속하고 반도체층(834a)에 p측 전극을 접속해서 p형의 반도체층(834a)로부터 n형의 반도체 코어(833)로 전류를 흘림으로써 n형의 반도체 코어(833)의 외주면과 p형의 반도체층(834a)의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출된다. 상기 반도체층(834a)으로 덮여진 반도체 코어(833)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 높은 발광 효율이 얻어진다.The rod-shaped structure light emitting
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(830)를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the above structure, the fine rod-shaped structure
상기 제 33 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법은 제 31 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법과 동일한 효과를 갖는다.The manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the thirty-third embodiment has the same effect as the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the thirty-first embodiment.
또한, 도 70c에 나타내는 바와 같이, 반도체층 형성 공정 후 또한 분리 공정 전에 반도체층(834) 중 반도체 코어(833)의 표면을 덮는 부분을 제외한 영역 및 그 영역에 대응하는 n형 GaN 기판(831)의 상측 영역의 두께 방향의 일부를 에칭에 의해 제거함으로써 반도체 코어(833)의 외주면의 일부를 노출시키므로 반도체층(834a)의 외주면과 반도체 코어(833)의 외주면의 노출 부분(833a) 사이에 단차가 없도록 할 수 있다. 이것에 의해, 분리 후의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 전극이 형성된 절연성 기판 상에 기판 평면에 대해서 축방향이 평행해지도록 실장할 때, 반도체 코어(833)의 노출 부분(833a)과 전극을 확실하고 또한 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.As shown in FIG. 70C, the region excluding the portion of the
〔제 34 실시형태〕[34th Embodiment]
도 71a~도 71d는 본 발명의 제 34 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 이 제 34 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어의 노출 부분을 제외하고 제 32 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 구성을 하고 있다.71A to 71D are process charts showing the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting device of the 34th embodiment of the present invention. The rod-shaped structure light emitting element of the thirty-fourth embodiment has the same structure as the rod-shaped structure light emitting element of the thirty-second embodiment except for the exposed portion of the semiconductor core.
우선, 도 71a에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어 형성 공정에 있어서 n형 GaN 기판(841) 상에 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(843)를 형성한다. 이 반도체 코어(843)의 형성 공정은 제 31 실시형태와 같은 방법으로 행하여 마스크를 삭제한다.First, as shown in FIG. 71A, in the semiconductor core forming step, n-type GaN is grown on the n-
이어서, 도 71b에 나타내는 바와 같이, 양자우물층, 반도체층 형성 공정에 있어서 봉형상의 반도체 코어(843)를 덮도록 기판(841) 전체면에 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(844)을 형성하고, 또한 기판(841) 전체면에 반도체층(845)을 형성한다. 또한, 이 양자우물층은 장벽층과 양자우물층을 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.As shown in FIG. 71B, in the quantum well layer and semiconductor layer forming step, a
이어서, 도 71c에 나타내는 바와 같이, 노출 공정에 있어서 드라이 에칭에 의해 양자우물층(844), 반도체층(845)의 반도체 코어(843)를 덮는 부분을 제외한 영역을 제거해서 봉형상의 반도체 코어(843)의 기판(841)측에 기판(841)측의 외주면을 노출시켜 노출 부분(843a)을 형성한다. 이 경우, 드라이 에칭의 RIE에 SiCl4를 이용함으로써 용이하게 GaN에 이방성을 가지고 에칭할 수 있다. 이 상태에서는, 드라이 에칭에 의해 반도체 코어(843)의 기판(841)과 반대인 측의 끝면이 노출되어 있다.Next, as shown in FIG. 71C, in the exposure step, the region except for the portions excluding the portions covering the
여기서, 반도체층(845a)의 외주면과 반도체 코어(843)의 노출 부분(843a)의 외주면이 단차 없이 연속되어 있다[양자우물층(844a)의 외주면의 노출 부분과 반도체 코어(843)의 노출 부분(843a)의 외주면도 단차가 없음]. 이것에 의해, 분리 후의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 전극이 형성된 절연성 기판 상에 기판 평면에 대해서 축방향이 평행해지도록 실장할 때, 반도체층(845a)의 외주면과 반도체 코어(843)의 노출 부분(843a)의 외주면 사이에 단차가 없으므로 반도체 코어(843)의 노출 부분(843a)과 전극을 확실하고 또한 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.Here, the outer circumferential surface of the
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판(841)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(841) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(843)의 기판(841)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(845a)으로 덮여진 반도체 코어(843)에 대해서 응력이 작용하여, 도 71d에 나타내는 바와 같이, 반도체층(845a)으로 덮여진 반도체 코어(843)가 기판(841)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the semiconductor core is immersed on the
이렇게 해서, 기판(841)으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(840)를 제조할 수 있다. 이 제 34 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자(840)의 직경을 1㎛, 길이를 10㎛로 하고 있다.In this way, the fine rod-shaped structure
이 봉형상 구조 발광 소자(840)는 반도체 코어(843)의 노출 부분(843a)에 n측 전극을 접속하고 반도체층(845a)에 p측 전극을 접속해서 p형의 반도체층(845a)으로부터 n형의 반도체 코어(843)로 전류를 흘림으로써 양자우물층(844a)에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출된다. 상기 반도체층(845a)으로 덮여진 반도체 코어(843)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 높은 발광 효율이 얻어진다.The rod-shaped structure light emitting
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(840)를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the above structure, the fine rod-shaped structure
상기 제 34 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법은 제 31 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법과 동일한 효과를 갖는다.The manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the thirty-fourth embodiment has the same effect as the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the thirty-first embodiment.
또한, n형의 반도체 코어(843)와 p형의 반도체층(845a) 사이에 형성된 양자우물층(844a)에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출됨으로써 양자우물층(844a)의 양자 구속 효과에 의해 제 33 실시형태보다 더욱 발광 효율을 높게 할 수 있다.In addition, in the
또한, 도 71c에 나타내는 바와 같이, 반도체층 형성 공정 후 또한 분리 공정 전에 양자우물층(844), 반도체층(845) 중 반도체 코어(843)의 표면을 덮는 부분을 제외한 영역 및 그 영역에 대응하는 n형 GaN 기판(841)의 상측 영역의 두께 방향의 일부를 에칭에 의해 제거함으로써 반도체 코어(843)의 외주면의 일부를 노출시키므로 반도체층(844a)의 외주면과 반도체 코어(843)의 외주면의 노출 부분(843a) 사이에 단차가 없도록 할 수 있다. 이것에 의해, 분리 후의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 전극이 형성된 절연성 기판 상에 기판 평면에 대해서 축방향이 평행해지도록 실장할 때, 반도체 코어(843)의 노출 부분(843a)과 전극을 확실하고 또한 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.As shown in FIG. 71C, a region excluding the portion of the
〔제 35 실시형태〕[35th Embodiment]
도 72~도 94는 본 발명의 제 35 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 이 제 35 실시형태에서는 Si를 도핑한 n형 GaN과 Mg를 도핑한 p형 GaN을 이용하지만 GaN에 도핑하는 불순물은 이것에 한정되지 않는다.72-94 is process drawing which shows the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of 35th Embodiment of this invention. In the thirty-fifth embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but impurities doped in GaN are not limited thereto.
우선, 도 72에 나타내는 기판(911)의 표면을 세정한다. 기판에는 Si, SiC, 사파이어 등 GaN의 성장이 가능한 기판을 이용할 수 있다.First, the surface of the board |
이어서, 도 73에 나타내는 바와 같이, 기판(911) 상에 성장 마스크층(이하, 마스크라고 함)(912)을 형성한다. 마스크에는 산화 실리콘(SiO2) 등의 반도체 코어 및 반도체층에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용할 수 있다.73, a growth mask layer (hereinafter referred to as a mask) 912 is formed on the
이어서, 도 74에 나타내는 바와 같이, 통상의 반도체 프로세스에 사용하는 공지의 리소그래피법을 이용해서 기판(911) 상에 도포된 레지스트(920)에 패터닝에 의해 구멍(920a)을 형성한다.74, the
이어서, 도 75에 나타내는 바와 같이, 패터닝된 레지스트(920)의 구멍(920a)을 이용해서 마스크(912)에 성장 구멍(912a)을 형성한다. 성장 구멍의 형성은 드라이 에칭법을 이용할 수 있다.75, the
이어서, 도 76에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어 성장용의 촉매 금속(913)을 성막한다. 촉매 금속에는 Ni, Fe, Au 등 반도체 코어의 반도체의 성장을 촉진하는 재료를 이용할 수 있다.Next, as shown in FIG. 76, the
이어서, 도 77에 나타내는 바와 같이, 성장 구멍(912a)(도 75에 나타냄) 이외의 영역에 성막된 촉매 금속(913)의 영역 및 레지스트(920)를 제거한다. 여기서는 리프트 오프를 이용하고 있지만 리소그래피법과 에칭을 이용해도 좋다.Next, as shown in FIG. 77, the area | region and the resist 920 of the
이 때, 성장하는 반도체 코어의 지름은 상기 마스크의 성장 구멍의 사이즈와 촉매 금속의 체적에 의존한다.At this time, the diameter of the growing semiconductor core depends on the size of the growth holes of the mask and the volume of the catalyst metal.
이어서, 도 78에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어 형성 공정에 있어서 촉매 금속(913)을 갖는 마스크층(912)의 성장 구멍(912a) 내의 기판(911) 상에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: 유기 금속 기상 성장) 장치를 이용해서 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(914)를 형성한다. 성장 온도를 950℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH4)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H2)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어를 성장시킬 수 있다. 여기서, n형 GaN은 기판(911) 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 무극성면 또는 반극성면을 대부분 갖는 반도체 코어가 얻어진다.Next, as shown in FIG. 78, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) organic metal on the board |
이어서, 도 79에 나타내는 바와 같이, 양자우물층, 반도체층 형성 공정에 있어서 봉형상의 반도체 코어(914)를 덮도록 기판(911) 전체면에 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(915)을 형성하고, 또한 기판(911) 전체면에 반도체층(916)을 형성한다. MOCVD 장치 내에서 전술한 바와 같이 n형 GaN의 반도체 코어를 성장시킨 후, 발광 파장에 따라 설정 온도를 600℃로부터 800℃로 변경하고, 캐리어 가스에 질소(N2), 성장 가스에 TMG 및 NH3, 트리메틸인듐(TMI)을 공급함으로써 n형 GaN의 반도체 코어(914) 상에 InGaN 양자우물층(915)을 형성할 수 있다. 그 후, 또한 설정 온도를 960℃로 하고, 전술한 바와 같이, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 이용함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(916)을 형성할 수 있다. 또한, 이 양자우물층은 InGaN층과 p형 GaN층 사이에 전자 블록층으로서 p형 AlGaN층을 넣어도 좋다. 또한, GaN의 장벽층과 InGaN의 양자우물층을 교대로 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.Next, as shown in FIG. 79, the
이어서, 도 80에 나타내는 바와 같이, 촉매 금속(913)(도 79에 나타냄)을 습식 에칭에 의해 제거한 후, 도 81에 나타내는 바와 같이 도전막(917)을 반도체층(916)의 표면에 형성한다.Next, as shown in FIG. 80, after the catalyst metal 913 (shown in FIG. 79) is removed by wet etching, the
이어서, 도 82에 나타내는 바와 같이 이방성 드라이 에칭(RIE)에 의해 도전막(917) 중 통형상 부분(917a)을 제외한 선단 부분(917b)(도 81에 나타냄)과 기판측 부분(917c)(도 81에 나타냄)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 82, the
이어서, 도 83에 나타내는 바와 같이, 드라이 에칭에 의해 반도체층(916)과 양자우물층(915)의 반도체 코어(914)를 덮는 부분을 제외한 영역을 제거한다. 도 83에서는 반도체 코어(914)를 양자우물층(915a), 반도체층(916a), 도전막(917a)으로 덮고 있다.83, the area | region except the part which covers the
이어서, 도 84에 나타내는 바와 같이, 마스크(912)(도 83에 나타냄)를 습식 에칭으로 제거한다. 마스크가 산화 실리콘(SiO2)으로 구성되어 있을 경우, 불산(HF)을 함유한 용액을 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있다.84, the mask 912 (shown in FIG. 83) is removed by wet etching. When the mask is made of silicon oxide (SiO 2 ), by using a solution containing hydrofluoric acid (HF), the mask can be easily etched without affecting the semiconductor core and the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core.
이어서, 도 85에 나타내는 바와 같이, 기판(911)을 드라이 에칭에 의해 에칭한다. 이 경우, CF4나 XeF2를 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 기판(911)을 에칭할 수 있다. 이것에 의해, 반도체 코어(914) 바로밑의 기판(911)에 볼록부(911a)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 85, the board |
이어서, 분리 공정에 있어서 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판(911)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(911) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(914)의 기판(911)측에 가까운 근원이 절곡되도록 양자우물층(915a), 반도체층(916a), 도전막(917a)으로 덮여진 반도체 코어(914)에 대해서 응력이 작용하여, 도 86에 나타내는 바와 같이, 도전막(917a), 반도체층(916a), 양자우물층(915a)으로 덮여진 반도체 코어(914)가 기판(911)으로부터 분리된다.Subsequently, in the separation step, the semiconductor core is placed on the
이렇게 해서, 기판(911)으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(918)를 제조할 수 있다. 이 제 35 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자(918)의 직경을 1.5㎛, 길이를 25㎛로 하고 있다. 또한, 이 봉형상 구조 발광 소자(918)의 단면은, 후술하는 도 87c, 도 87d에 나타내는 바와 같이, 정삼각 형상으로 하고 있다.In this way, the fine rod-shaped structure
이어서, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 봉형상 구조 발광 소자(918)를 절연성 기판에 배열한다. 이 봉형상 구조 발광 소자(918)의 배열은 후술하는 제 38 실시형태의 표시 장치의 제조 방법을 이용해서 행하고, 도 87a~도 94d에 따라 이하에 설명한다. 또한, 도 87a~도 94d에 있어서 도 86에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자(918)와 동일한 구성부는 동일 참조 번호를 붙이고 있다.Subsequently, the rod-shaped structure
또한, 이 봉형상 구조 발광 소자(918)의 단면을 정삼각 형상으로 했지만 봉형상 구조 발광 소자의 단면 형상은 이것에 한정되지 않고, 단면이 육각형, 원형 또는 타원의 봉형상이여도 좋고, 단면이 다른 다각 형상의 봉형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 본 발명을 적용해도 좋다.In addition, although the cross section of this rod-shaped structure
도 87a는 도 86에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자(918)를 이용한 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도를 나타내고, 도 87b는 도 87a의 F27B-F27B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 87c는 도 87a의 F27C-F27C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 87d는 도 87a의 F27D-F27D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.87A is a plan view showing a step of a method of manufacturing a display device using the rod-shaped structure
우선, 도 87a~도 87d에 나타내는 바와 같이, 독립된 전위가 각각 부여되는 2개 이상의 전극을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판(930) 상에 봉형상 구조 발광 소자(918)를 배열한 후, 세정을 행한다. 봉형상 구조 발광 소자(918)를 절연성 기판(930) 상의 소정의 위치에 소정의 방향 배열하는 방법은 제 5 실시형태에서 상세하게 설명하고 있고, 여기서는 자세한 설명은 생략한다.First, as shown in FIGS. 87A to 87D, after the rod-shaped structure light emitting
도 87b에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(930)의 표면에 소정의 간격을 두고 금속 전극(931,932)을 형성하고, 그 금속 전극(931,932)을 덮도록 절연막(133)을 형성하고 있다. 절연성 기판(930)은 유리, 세라믹, 산화알루미늄, 수지와 같은 절연체, 또는 실리콘과 같은 반도체 표면에 실리콘 산화막을 형성하고, 표면이 절연성을 갖는 기판이다. 유리 기판을 이용할 경우에는 표면에 실리콘 산화막, 실리콘 질화막과 같은 하지 절연막을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 금속 전극을 덮는 절연막은 없어도 좋다.As shown in FIG. 87B,
상기 금속 전극(931,932)은 인쇄 기술을 이용해서 원하는 전극 형상으로 형성하고 있다. 또한, 금속막 및 감광체막을 일률적으로 적층하고, 원하는 전극 패턴을 노광하고 에칭해서 형성해도 좋다.The
여기서, 봉형상 구조 발광 소자(918)의 양단의 길이 3㎛의 부분이 금속 전극(931,932)에 각각 겹치고 있다.Here, portions having a length of 3 μm at both ends of the rod-shaped structure
또한, 도 87a~도 87d에서는 생략되어 있지만 금속 전극(931,932)에는 외부로부터 전위가 부여되도록 패드가 형성되어 있다. 도 87a~도 87d에서는 봉형상 구조 발광 소자를 배열하는 배열 영역이 1개 배치되어 있지만 임의의 개수를 배열해도 좋다.Although omitted in FIGS. 87A to 87D, pads are formed in the
또한, 봉형상 구조 발광 소자(918)는 절연성 기판(930) 상의 2개의 금속 전극(931,932)을 걸치도록 배열하지만, 후술하는 바와 같이, 그 방향에는 2가지의 임의성이 있다. 도 87a~도 87d에 나타낸 봉형상 구조 발광 소자(918)의 방향과 봉형상 구조 발광 소자(918)의 좌우를 바꾼 방향[이 제 35 실시형태의 발광 소자(918)에서는 양자는 구별할 수 없음]이다. 제 38 실시형태의 표시 장치의 제조 방법에서는 그 2개의 방향을 의도해서 결정할 수 없으므로 2개의 방향이 각각 50%의 확률로 출현한다.In addition, although the rod-shaped structure
이어서, 도 88a는 도 87a~도 87d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도를 나타내고, 도 88b는 도 88a의 F28B-F28B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 88c는 도 88a의 F28C-F28C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 88d는 도 88a의 F28D-F28D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.88A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 87A to 87D, FIG. 88B is a cross-sectional view of the display device as seen from a line F28B-F28B in FIG. 88A, and FIG. 88C is an F28C- view in FIG. 88A. 88D is a cross-sectional view of the display device seen from the line F28D-F28D in FIG. 88A.
도 88a~도 88d에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(930) 상에 레지스트(940)를 도포한 후에 리소그래피법에 의해 패터닝을 행하고, 봉형상 구조 발광 소자(918)의 일단(도 88a에 있어서 좌단)을 노출시킨다.88A to 88D, after applying the resist 940 onto the insulating
이어서, 도 89a는 도 88a~도 88d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도를 나타내고, 도 89b는 도 89a의 F29B-F29B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도를 나타내고, 도 89c는 도 89a의 F29C-F29C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 89d는 도 89a의 F29D-F29D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.89A is a plan view showing a step of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 88A to 88D, FIG. 89B is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F29B-F29B in FIG. 89A, and FIG. 89C is a view of FIG. 89A. Sectional drawing of the display device seen from the line F29C-F29C, FIG. 89D is sectional drawing of the display device seen from the line F29D-F29D of FIG. 89A.
도 89a~도 89d에 나타내는 바와 같이, 패터닝된 레지스트(940)를 이용해서 도전막(917a)을 습식 에칭으로 제거한 후, 드라이 에칭에 의해 반도체층(916a)과 양자우물층(915a)의 일부를 제거하여 반도체 코어(914)의 노출 부분(914a)을 얻는다. 이와 같이 하여, 봉형상 구조 발광 소자(918)의 일단의 측의 반도체 코어(914)를 노출시킬 수 있다.89A to 89D, after the
전술한 바와 같이, 도 87a~도 87d에 있어서 절연성 기판(930) 상에 봉형상 구조 발광 소자(918)를 배열할 때에는 2가지의 방향을 취할 수 있다. 여기서, 2가지의 방향이 생기는 것은 도 87a~도 87d에 있어서 봉형상 구조 발광 소자(918)의 좌우가 바뀐 방향을 서로 구별했기 때문이다. 무엇보다, 봉형상 구조 발광 소자(918)는 좌우를 바꿔도 대칭이므로 양자는 구별할 수 없지만, 예컨대, 제 31~제 34 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자는 그러한 바꿈이 행해진 경우 구별 가능하다. 이 제 35 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는 봉형상 구조 발광 소자(918)를 절연성 기판(930) 상에 배열(도 87)한 후에 봉형상 구조 발광 소자(918)의 반도체(914)의 외주면의 일부를 노출시키는 노출 공정(도 89)을 행하므로 배열시에 봉형상 구조 발광 소자(918)가 어느 방향으로 배열되었더라도 절연성 기판(930) 상에 배열한 봉형상 구조 발광 소자(918)의 소정의 측의 반도체 코어(914)의 외주면의 일부를 노출시킬 수 있다. 그 때문에, 봉형상 구조 발광 소자(918)를 절연성 기판(930) 상에 배열할 때에 그 방향을 정렬해서 배열할 필요가 없다. 봉형상 구조 발광 소자(918)는 애노드 전극과 캐소드 전극을 갖는 다이오드이며, 그 방향을 정렬하는 것은 중요하며, 이 제 35 실시형태에 의하면 그러한 방향을 정열하는 공정이 불필요하게 되므로 프로세스를 간략화할 수 있다.As described above, when arranging the rod-shaped structure light emitting
이어서, 도 90a는 도 89a~도 89d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도를 나타내고, 도 90b는 도 90a의 F30B-F30B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 90c는 도 90a의 F30C-F30C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 90d는 도 90a의 F30D-F30D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다. 또한, 도 91a는 도 90a~도 90d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도를 나타내고, 도 91b는 도 91a의 F31B-F31B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 91c는 도 91a의 F31C-F31C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 91d는 도 91a의 F31D-F31D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.Next, FIG. 90A is a plan view showing the process of the manufacturing method of the display device following FIG. 89A to FIG. 89D, FIG. 90B is a sectional view of the display device as seen from the line F30B-F30B in FIG. 90A, and FIG. 90C is the F30C- in FIG. 90A. FIG. 90D is a cross-sectional view of the display device as seen from the line F30D-F30D in FIG. 90A. 91A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 90A to 90D, FIG. 91B is a cross-sectional view of the display device as viewed from a line F31B-F31B in FIG. 91A, and FIG. 91C is an F31C- view in FIG. 91A. FIG. 91D is a cross-sectional view of the display device as seen from the line F31D-F31D in FIG. 91A.
도 90a~도 90d에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(930) 상에 SiO2로 이루어지는 절연막(941)을 성막하고, 그 후, 도 91a~도 91d에 나타내는 바와 같이, SiO2로 이루어지는 절연막(941)을 드라이 에칭에 의해 에칭한다. 이 때, SiO2로 이루어지는 절연막(941)의 전부를 제거하지 않고 반도체 코어(914)와 절연성 기판(930) 사이에 있는 양자우물층(915a)과 반도체층(916a)이 노출되지 않고 절연막(941)의 SiO2에 둘러싸여져 있고, 또한 반도체 코어(914)의 노출 영역(914a)이 노출되도록 에칭한다(도 91c 참조).90A to 90D, an insulating
이어서, 도 92a는 도 91a~도 91d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도를 나타내고, 도 92b는 도 92a의 F32B-F32B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 92c는 도 92a의 F32C-F32C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 92d는 도 92a의 F32D-E32D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.Next, FIG. 92A is a plan view showing a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 91A to 91D, FIG. 92B is a cross-sectional view of the display device as viewed from the line F32B-F32B in FIG. 92A, and FIG. 92C is an F32C- view in FIG. 92A. FIG. 92D is a cross-sectional view of the display device as seen from the line F32D-E32D in FIG. 92A.
상기 에칭에 이용한 레지스트(940)를 박리한 후, 도 92a~도 92d에 나타내는 바와 같이, 다시 레지스트(942)를 도포한 후에 리소그래피법에 의해 패터닝을 행하고, 봉형상 구조 발광 소자(918)의 일단에서 반도체 코어(914)의 노출 영역(914a)을 노출시킴과 아울러, 봉형상 구조 발광 소자(918)의 타단에서 도전막(917a)을 노출시킨다.After peeling the resist 940 used for the said etching, as shown in FIGS. 92A-92D, after apply | coating the resist 942 again, patterning is performed by the lithographic method and the end of the rod-shaped structure
이어서, 도 93a는 도 92a~도 92d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도를 나타내고, 도 93b는 도 93a의 F33B-F33B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 93c는 도 93a의 F33C-F33C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 93d는 도 93a의 F33D-F33D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다. 또한, 도 94a는 도 93a~도 93d에 계속되는 표시 장치의 제조 방법의 공정을 나타내는 평면도를 나타내고, 도 94b는 도 94a의 F34B-F34B선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 94c는 도 94a의 F34C-F34C선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도, 도 94d는 도 94a의 F34D-F34D선으로부터 바라본 표시 장치의 단면도이다.Next, FIG. 93A is a plan view showing a process of the method of manufacturing the display device following FIG. 92A to FIG. 92D, FIG. 93B is a cross-sectional view of the display device as viewed from the line F33B-F33B in FIG. 93A, and FIG. 93C is an F33C- view in FIG. 93A. FIG. 93D is a cross-sectional view of the display device as seen from the line F33D-F33D in FIG. 93A. 94A is a plan view illustrating a process of the method of manufacturing the display device subsequent to FIGS. 93A to 93D, FIG. 94B is a cross-sectional view of the display device as seen from a line F34B-F34B in FIG. 94A, and FIG. 94C is an F34C- view in FIG. 94A. FIG. 94D is a cross-sectional view of the display device as viewed from the line F34D-F34D in FIG. 94A.
도 93a~도 93d에 나타내는 바와 같이, 메탈을 증착법이나 스퍼터링법에 의해 메탈층(943)을 성막하고, 그 후, 도 94a~도 94d에 나타내는 바와 같이, 리프트 오프를 행한다.93A to 93D, a
이것에 의해, 봉형상 구조 발광 소자(918)는 반도체 코어(914)의 노출 부분(914a)에 한쪽의 전극(943A)을 접속하고 도전막(917a)에 다른쪽의 전극(943B)을 접속해서 도전막(917a)을 통해서 p형의 반도체층(916a)으로부터 n형의 반도체 코어(914)로 전류를 흘림으로써 n형의 반도체 코어(914)의 외주면과 p형 반도체층(916a)의 내주측의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출된다. 상기 반도체층(916a)으로 덮여진 반도체 코어(914)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 높은 발광 효율이 얻어진다.As a result, the rod-shaped structure light emitting
상기 제 35 실시형태에 있어서 반도체층(916a) 상에 형성된 도전막(917a)에 ITO(주석 첨가 산화 인듐)를 이용함으로써 반도체층을 투명한 도전막을 통해서 전극에 접속하므로 전극 접속 부분에 전류가 집중해서 편중됨이 없이 넓은 전류 경로를 형성해서 소자 전체를 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다. 또한, 도전막은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다.In the thirty-fifth embodiment, by using ITO (indium tin oxide) for the
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(918)를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(918)는 기판으로부터 분리된 미세 구조물로서 이용하므로 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층(916a)으로 덮여진 반도체 코어(914)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of the above structure, the fine rod-shaped structure
또한, 상기 노출 공정은 상기 분리 공정보다 나중에 행해지므로 봉형상 구조 발광 소자(918)를 기판으로부터 분리할 때까지의 공정이 적어 고수율로 봉형상 구조 발광 소자(918)를 작성할 수 있다.In addition, since the exposure step is performed later than the separation step, the process until the rod-shaped structure
또한, 상기 반도체층 형성 공정에 있어서 반도체층(916)의 형성을 저해하는 물질로 이루어지는 마스크(912)로 노출시키고 싶은 개소인 반도체 코어(914)의 외주면의 일부를 덮어서 반도체층 형성 공정 후에 마스크(912)를 제거함으로써 반도체 코어(914)의 외주면의 일부를 용이하게 노출시킬 수 있다. 여기서, 반도체층(916)의 형성을 저해하는 물질로서 산화 실리콘(SiO2) 등의 반도체 코어 및 반도체층에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용했지만 반도체층의 형성을 저해하는 물질은 이것에 한정되지 않고, 반도체층의 조성 등에 따라 적절하게 선택하면 좋다.In the semiconductor layer forming step, a part of the outer circumferential surface of the
또한, 상기 분리 공정에 있어서 초음파를 이용해서 기판(911) 평면을 따라 기판(911)을 진동시킴으로써 기판(911) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(914)의 기판(911)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(916a)으로 덮여진 반도체 코어(914)에 대해서 응력이 작용하여 반도체층(916a)으로 덮여진 반도체 코어(914)가 기판(911)으로부터 분리된다. 따라서, 간단한 방법으로 기판(911) 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자(918)를 용이하게 분리할 수 있다.In addition, in the separation step, a source close to the
또한, 상기 분리 공정에 있어서 절단 공구를 이용해서 반도체 코어(914)를 기판(911)으로부터 기계적으로 분리해도 좋다. 절단 공구를 이용해서 기판(911) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(914)의 기판(911)측에 가까운 근원이 절곡되도록 하고, 반도체층(916a)으로 덮여진 반도체 코어(914)에 대해서 응력이 작용하여 반도체층(916a)으로 덮여진 반도체 코어(914)가 기판(911)으로부터 분리된다. 이 경우, 간단한 방법으로 기판(911) 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자(918)를 단시간에 분리할 수 있다.In the separation step, the
또한, 봉형상 구조 발광 소자(918)는 길이 방향의 중간점을 지나고 또한 길이 방향에 대해서 직각인 직선에 대해서 양측이 거의 대칭인 구조이므로 배열을 보다 행하기 쉽다. 이것에 의해, 보다 확실하게 고수율의 배열을 행할 수 있다.In addition, since the rod-shaped structure
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(918)를 배열 기판[절연성 기판(930)] 상에 배열한 후에 반도체 코어(914)의 외주면의 일부를 노출시키는 노출 공정에 있어서 봉형상 구조 발광 소자(918)는 길이 방향으로 거의 대칭의 구조이며, 또한 원하는 장소의 양자우물층(915a), 반도체층(916a), 도전막(917a)을 제거해서 반도체 코어(914)의 일단의 외주면을 노출시킬 수 있으므로 복수개의 봉형상 구조 발광 소자(발광 다이오드)의 극성을 정렬해서 배열할 필요가 없고, 제조시에 복수개의 봉형상 구조 발광 소자(발광 다이오드)의 극성(방향)을 정렬하는 공정이 불필요하게 되어 공정을 간략화할 수 있다. 또한, 봉형상 구조 발광 소자(발광 다이오드)의 극성(방향)을 식별하기 위해서 봉형상 구조 발광 소자에 마크를 설치할 필요가 없고, 극성 식별을 위해서 봉형상 구조 발광 소자를 특별한 형상으로 할 필요가 없게 된다. 따라서, 봉형상 구조 발광 소자의 제조 공정을 간략화할 수 있어 제조 비용도 억제할 수 있다. 또한, 발광 다이오드의 사이즈가 작은 경우나 발광 다이오드의 개수가 많을 경우, 극성을 정렬하여 발광 다이오드를 배열하는 것에 비해서 상기 제조 공정을 현격하게 간략화할 수 있다.Further, the rod-shaped structure
또한, 상기 노출 공정 후, 반도체 코어(914)의 노출 부분(914a)을 n측 전극에 접속하고 반도체 코어(914)의 타단이 양자우물층, 반도체층, 도전막으로 덮여져 있음으로써 도전막의 부분에 p측 전극을 접속할 수 있다. 이것에 의해, 미세한 봉형상 구조 발광 소자의 양단에 전극을 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.Further, after the exposure step, the exposed
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층(916)이 반도체 코어(914)의 외주면으로부터 반경 방향 외향으로 결정 성장하고, 지름 방향의 성장 거리가 짧고 또한 결함이 외향으로 회피되므로 결정 결함이 적은 반도체층(916)에 의해 반도체 코어(914)를 덮을 수 있다. 따라서, 특성이 양호한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다.In addition, in the rod-shaped light emitting device manufactured by the method of manufacturing the rod-shaped light emitting device, the
상기 제 31~제 35 실시형태에서는 기판(811~841)과 반도체 코어(813~843,914)와 반도체층(814a,825a,834a,845a,916a)에 GaN을 모재로 하는 반도체를 이용했지만 GaAs, AlGaAs, GaAsP, InGaN, AlGaN, GaP, ZnSe, AlGaInP 등을 모재로 하는 반도체를 이용한 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 기판과 반도체 코어를 n형으로 하고 반도체층을 p형으로 했지만 도전형이 반대인 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 육각 기둥 형상 및 삼각 기둥 형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 단면이 원형 또는 타원인 봉형상이여도 좋고, 단면이 삼각형 등의 다른 다각 형상인 봉형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 본 발명을 적용해도 좋다.In the thirty-first to thirty-fifth embodiments, a GaN-based semiconductor was used for the
또한, 상기 제 1~제 35 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자의 직경을 1㎛ 또는 1.5㎛로 하고 길이가 10㎛~30㎛인 마이크로 오더 사이즈로 했지만 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이여도 좋다. 상기 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 직경은 500㎚ 이상 또한 50㎛ 이하가 바람직하고, 수십㎚~수백㎚의 봉형상 구조 발광 소자에 비해서 반도체 코어의 직경의 편차를 억제할 수 있고 발광 면적 즉 발광 특성의 편차를 저감할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있다.In the first to thirty-fifth embodiments, the rod-shaped structure light emitting device had a diameter of 1 μm or 1.5 μm and a micro order size of 10 μm to 30 μm in length, but at least the diameter or length of the nanoparticles was less than 1 μm. It may be an element of an order size. The diameter of the semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting device is preferably 500 nm or more and 50 μm or less, and the variation in the diameter of the semiconductor core can be suppressed as compared with the rod-shaped structure light emitting device of several tens of nm to several hundred nm. The deviation of the luminescence properties can be reduced and the yield can be improved.
또한, 상기 제 1~제 35 실시형태에서는 MOCVD 장치를 이용해서 반도체 코어(813,823,833,843,914)를 결정 성장시켰지만 MBE(분자선 에피택셜) 장치 등의 다른 결정 성장 장치를 이용해서 반도체 코어를 형성해도 좋다. 또한, 상기 제 1~제 34 실시형태에서는 성장 구멍을 갖는 마스크를 이용해서 반도체 코어를 기판 상에 결정 성장시켰지만, 제 35 실시형태와 같이, 기판 상에 금속종을 배치해서 금속종으로부터 반도체 코어를 결정 성장시켜도 좋다.In the first to thirty-fifth embodiments, the
또한, 상기 제 31~제 35 실시형태에서는, 반도체층(814a, 825a, 834a, 845a, 916a)으로 덮여진 반도체 코어(813~843,914)를 초음파를 이용해서 기판(811~841,911)으로부터 분리했지만, 이것에 한정되지 않고, 절단 공구를 이용해서 반도체 코어를 기판으로부터 기계적으로 절곡해서 분리해도 좋다. 이 경우, 간단한 방법으로 기판 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자를 단시간에 분리할 수 있다.In the 31st to 35th embodiments, the
또한, 상기 제 31~제 35 실시형태에 있어서 반도체층(814a, 825a, 834a, 845a, 916a) 상에 ITO(주석 첨가 산화 인듐)로 이루어지는 투명 전극을 형성해도 좋다. 이것에 의해, 반도체층을 투명 전극을 통해서 전극에 접속함으로써 전극 접속 부분에 전류가 집중해서 편중됨이 없이 넓은 전류 경로를 형성해서 소자 전체를 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다. 또한, 투명 전극은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다.In the thirty-first to thirty-fifth embodiments, a transparent electrode made of ITO (tin-added indium oxide) may be formed on the
또한, 상기 제 35 실시형태에서는 절연성 기판(930)의 표면에 형성된 2개의 금속 전극(931,932)에 전위차를 부여해서 금속 전극(931,932) 사이에 봉형상 구조 발광 소자(918)를 배열시켰지만, 이것에 한정되지 않고, 절연성 기판의 표면에 형성된 2개의 전극간에 제 3 전극을 형성하고, 3개의 전극에 독립된 전압을 각각 인가해서 봉형상 구조 발광 소자를 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시켜도 좋다.In the thirty-fifth embodiment, although the potential difference is applied to the two
또한, 상기 제 35 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 표시 장치에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 봉형상 구조 발광 소자를 백라이트나 조명 장치 등의 다른 장치에 적용해도 좋다.In addition, although the display apparatus provided with the rod-shaped structure light emitting element was demonstrated in the said 35th Embodiment, it is not limited to this, The rod-shaped structure light emitting element manufactured by the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of this invention is described. You may apply to other apparatuses, such as a backlight and a lighting apparatus.
또한, 본 발명의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법은,Moreover, the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of this invention,
기판 상에 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하는 반도체 코어 형성 공정과,A semiconductor core forming step of forming a rod-shaped first conductive semiconductor core on a substrate,
상기 반도체 코어의 표면을 덮는 통형상의 제 2 도전형의 반도체층을 형성하는 반도체층 형성 공정과,A semiconductor layer forming step of forming a cylindrical second conductive semiconductor layer covering a surface of the semiconductor core;
상기 반도체 코어의 외주면의 일부를 노출시키는 노출 공정과,An exposure step of exposing a portion of an outer circumferential surface of the semiconductor core;
상기 노출 공정에 있어서 노출된 노출 부분을 포함하는 상기 반도체 코어를 상기 기판으로부터 분리하는 분리 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.And a separating step of separating the semiconductor core including the exposed portion exposed in the exposing step from the substrate.
상기 구성에 의하면, 기판 상에 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성한 후, 반도체 코어의 표면을 덮도록 통형상의 제 2 도전형의 반도체층을 형성한다. 여기서, 반도체 코어의 기판과 반대측의 끝면은 반도체층으로 덮여져 있어도 좋고 노출되어 있어도 좋다. 이어서, 상기 반도체 코어의 외주면의 일부를 노출시킨 후, 노출 부분을 포함하는 반도체 코어를, 예컨대 초음파에 의해 기판을 진동시키거나 절단 공구를 이용하거나 해서 기판으로부터 분리한다. 이와 같이 하여 기판으로부터 분리된 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어의 노출 부분에 한쪽의 전극을 접속하고 반도체층에 다른쪽의 전극을 접속해서 반도체 코어의 외주면과 반도체층의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 전극간에 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부로부터 광이 방출된다. 이와 같이 하여, 장치로의 실장의 자유도가 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. 여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이가 10㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 됨과 아울러, 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.According to the said structure, after forming a rod-shaped 1st conductivity type semiconductor core on a board | substrate, a cylindrical 2nd conductivity type semiconductor layer is formed so that the surface of a semiconductor core may be covered. Here, the end surface on the opposite side to the substrate of the semiconductor core may be covered with a semiconductor layer or may be exposed. Then, after exposing a part of the outer circumferential surface of the semiconductor core, the semiconductor core including the exposed portion is separated from the substrate, for example by vibrating the substrate by ultrasonic waves or by using a cutting tool. The rod-shaped structure light emitting device separated from the substrate in this way connects one electrode to the exposed portion of the semiconductor core and the other electrode to the semiconductor layer, thereby connecting the electrons at the pn junction between the outer circumferential surface of the semiconductor core and the inner circumferential surface of the semiconductor layer. Light is emitted from the pn junction by flowing a current between the electrodes to cause recombination of the holes. In this way, a fine rod-shaped structure light emitting device having a high degree of freedom in mounting to an apparatus can be manufactured. Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano order size having at least a diameter of less than 1 μm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structured light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and it is possible to reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device and to emit light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the light emitting area is wider, a high luminous efficiency and a power saving backlight, lighting device, display device, and the like can be realized.
또한, 일실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of one embodiment,
상기 노출 공정에 있어서 상기 반도체 코어의 상기 기판측의 외주면을 노출시킴과 아울러,In the exposure step, the outer peripheral surface of the substrate side of the semiconductor core is exposed,
상기 반도체층 형성 공정에 있어서 상기 반도체 코어의 상기 기판과 반대인 측의 끝면을 상기 반도체층에 의해 덮는다.In the semiconductor layer forming step, the end surface on the side opposite to the substrate of the semiconductor core is covered with the semiconductor layer.
상기 실시형태에 의하면, 상기 노출 공정에 있어서 반도체 코어의 기판측 외주면을 노출시킴과 아울러, 상기 반도체층 형성 공정에 있어서 반도체 코어의 기판과 반대인 측의 끝면을 반도체층에 의해 덮음으로써 반도체 코어의 기판측의 노출 부분을 한쪽의 전극에 접속하고, 반도체 코어의 기판과 반대인 측의 끝면이 반도체층으로 덮여져 있음으로써 반도체 코어의 기판과 반대인 측을 덮는 반도체층의 부분에 다른쪽의 전극을 접속할 수 있다. 이것에 의해, 미세한 봉형상 구조 발광 소자의 양단에 전극을 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.According to the said embodiment, in the said exposure process, while exposing the outer peripheral surface of the board | substrate side of a semiconductor core, and covering the end surface of the side opposite to the board | substrate of a semiconductor core in the said semiconductor layer formation process with a semiconductor layer, The other electrode is connected to a part of the semiconductor layer which covers the side opposite to the substrate of the semiconductor core by connecting the exposed portion on the substrate side to one electrode and the end face of the side opposite to the substrate of the semiconductor core is covered with the semiconductor layer. Can be connected. As a result, the electrodes can be easily connected to both ends of the fine rod-shaped light emitting device.
또한, 일실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of one embodiment,
상기 분리 공정에 있어서 초음파를 이용해서 상기 반도체층으로 덮여진 상기 반도체 코어를 상기 기판으로부터 분리한다. In the separation step, the semiconductor core covered with the semiconductor layer is separated from the substrate using ultrasonic waves.
상기 실시형태에 의하면, 상기 분리 공정에 있어서 초음파를 이용해서 반도체층으로 덮여진 반도체 코어를 기판으로부터 분리한다. 예컨대, 초음파를 이용해서 기판 평면을 따라 기판을 진동시킴으로써 기판 상에 세워 설치하는 반도체 코어의 기판측에 가까운 근원이 절곡되도록 응력이 작용하여 반도체층으로 덮여진 반도체 코어가 기판으로부터 분리된다. 따라서, 간단한 방법으로 기판 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자를 용이하게 분리할 수 있다.According to the said embodiment, in the said separation process, the semiconductor core covered with the semiconductor layer is isolate | separated from a board | substrate using an ultrasonic wave. For example, by vibrating the substrate along the substrate plane using ultrasonic waves, stress acts so that a source close to the substrate side of the semiconductor core placed on the substrate is bent so that the semiconductor core covered with the semiconductor layer is separated from the substrate. Therefore, a plurality of fine rod-shaped structure light emitting elements provided on the substrate can be easily separated by a simple method.
또한, 일실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of one embodiment,
상기 분리 공정에 있어서 절단 공구를 이용해서 상기 반도체 코어를 상기 기판으로부터 기계적으로 분리한다.In the separation step, the semiconductor core is mechanically separated from the substrate using a cutting tool.
상기 실시형태에 의하면, 상기 분리 공정에 있어서 절단 공구를 이용해서 반도체 코어를 기판으로부터 기계적으로 분리함으로써 간단한 방법으로 기판 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자를 단시간에 분리할 수 있다.According to the said embodiment, in the said separation process, the semiconductor core is mechanically isolate | separated from a board | substrate using a cutting tool, and can isolate | separate the fine several rod-shaped light emitting element provided on the board | substrate by a simple method in a short time.
또한, 일실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of one embodiment,
상기 반도체 코어와 상기 반도체층은 GaN을 모재로 하는 반도체로 이루어지고,The semiconductor core and the semiconductor layer is made of a semiconductor based on GaN,
상기 노출 공정에 있어서 드라이 에칭을 이용한다.Dry etching is used in the exposure step.
상기 실시형태에 의하면, 상기 노출 공정에 있어서 드라이 에칭을 이용함으로써 GaN을 모재로 하는 반도체로 이루어지는 반도체 코어의 외주면의 일부를 용이하게 노출시킬 수 있다. GaN을 모재로 하는 반도체는 습식 에칭이 곤란하므로 반도체 코어와 반도체층이 GaN을 모재로 하는 반도체로 이루어질 경우, 분리 공정 전에 미리 드라이 에칭에 의해 반도체 코어의 외주면의 일부를 노출시키는 것은 실장이 용이한 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 실현함에 있어서 특히 유효하다.According to the said embodiment, a part of the outer peripheral surface of the semiconductor core which consists of a semiconductor which uses GaN as a base material can be easily exposed by using dry etching in the said exposure process. Since a semiconductor based on GaN is difficult to wet etch, when the semiconductor core and the semiconductor layer are made of a semiconductor based on GaN, it is easy to mount a part of the outer peripheral surface of the semiconductor core by dry etching in advance before the separation process. It is especially effective in realizing a fine rod-shaped light emitting device.
또한, 일실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of one embodiment,
상기 노출 공정에 있어서 상기 반도체층의 외주면과 단차 없이 연속되도록 상기 반도체 코어의 외주면을 노출시킨다.In the exposing step, the outer circumferential surface of the semiconductor core is exposed to be continuous with the outer circumferential surface of the semiconductor layer without a step.
상기 실시형태에 의하면, 상기 노출 공정에 있어서 반도체층의 외주면과 단차 없이 연속되도록 반도체 코어의 외주면을 노출시킴으로써 분리 후의 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 전극이 형성된 절연성 기판 상에 기판 평면에 대해서 축방향이 평행해지도록 실장할 때, 반도체층의 외주면과 반도체 코어의 외주면의 노출 부분 사이에 단차가 없으므로 반도체 코어의 노출 부분과 전극을 확실하고 또한 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.According to the said embodiment, in the said exposure process, after exposing the outer peripheral surface of a semiconductor core so that it may be continued with the outer peripheral surface of a semiconductor layer without a step, the fine rod-shaped structure light emitting element after separation will be axially oriented with respect to the board | substrate plane on the insulating substrate in which an electrode was formed. When mounted in parallel, there is no step between the outer circumferential surface of the semiconductor layer and the exposed portion of the outer circumferential surface of the semiconductor core, so that the exposed portion of the semiconductor core and the electrode can be reliably and easily connected.
또한, 일실시형태의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element of one embodiment,
상기 노출 공정에 있어서 상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여진 영역의 외주면과 상기 반도체 코어의 노출 영역의 외주면이 연속하고 있다.In the exposure step, the outer circumferential surface of the region covered with the semiconductor layer of the semiconductor core and the outer circumferential surface of the exposed region of the semiconductor core are continuous.
상기 실시형태에 의하면, 상기 노출 공정에 있어서 반도체 코어의 반도체층으로 덮여진 영역의 외주면과 반도체 코어의 노출 영역의 외주면이 연속하도록 해서 반도체 코어의 노출 영역이 가늘게 되어 있으므로 상기 분리 공정에 있어서 반도체 코어의 노출 영역의 기판측에서 절곡되기 쉬워져 분리가 용이해진다.According to the said embodiment, in the said exposure process, since the outer peripheral surface of the area | region covered with the semiconductor layer of the semiconductor core and the outer peripheral surface of the exposed area | region of the semiconductor core are made continuous, the exposed area | region of a semiconductor core becomes thin, so that a semiconductor core in the said separation process is carried out. It becomes easy to bend at the board | substrate side of the exposed area | region of the, and separation becomes easy.
또한, 본 발명의 표시 장치의 제조 방법에서는,Moreover, in the manufacturing method of the display apparatus of this invention,
상기 어느 하나의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 표시 장치의 제조 방법으로서,As a manufacturing method of a display device provided with the rod-shaped structure light emitting element manufactured by the manufacturing method of any one of said rod-shaped structure light emitting elements,
독립된 전위가 각각 부여되는 2개 이상의 전극을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판을 작성하는 기판 작성 공정과,A substrate creation step of creating an insulating substrate on which an array region of two or more electrodes to which independent potentials are applied is formed;
상기 절연성 기판 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 상기 봉형상 구조 발광 소자를 포함한 액체를 도포하는 도포 공정과,A coating step of applying a liquid including the rod-shaped structure light emitting device having a nano order size or micro order size on the insulating substrate,
상기 2개 이상의 전극에 상기 독립된 전압을 각각 인가해서 상기 봉형상 구조 발광 소자를 상기 2개 이상의 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시키는 배열 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.And an array step of arranging the rod-shaped structure light emitting elements at positions defined by the two or more electrodes by applying the independent voltages to the two or more electrodes, respectively.
상기 구성에 의하면, 독립된 전위가 각각 부여되는 2개 이상의 전극을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판을 작성하고, 그 절연성 기판 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 상기 봉형상 구조 발광 소자를 포함한 액체를 도포한다. 그 후, 적어도 상기 2개의 전극에 독립된 전압을 각각 인가해서 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 2개 이상의 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시킨다. 이것에 의해, 상기 봉형상 구조 발광 소자를 소정의 기판 상에 용이하게 배열시킬 수 있다.According to the said structure, the insulating substrate in which the array area | region formed by the unit of two or more electrodes provided with independent electric potentials each is formed is created, and the said rod-shaped structure light emitting element of nano order size or micro order size is included on this insulating substrate. Apply the liquid. Thereafter, independent voltages are applied to at least the two electrodes, respectively, to arrange the fine rod-shaped structure light emitting elements at positions defined by the two or more electrodes. Thereby, the rod-shaped structure light emitting element can be easily arranged on a predetermined substrate.
또한, 상기 표시 장치의 제조 방법에서는 미세한 봉형상 구조 발광 소자만을 이용함으로써 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있음과 아울러, 박형화와 경량화가 가능한 표시 장치를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 표시 장치를 실현할 수 있다.In addition, in the method of manufacturing the display device, by using only a fine rod-shaped light emitting device, it is possible to reduce the amount of semiconductor used and to manufacture a display device that can be thinner and lighter. In addition, the rod-shaped structure light emitting device emits light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer, thereby widening the light emitting area, thereby realizing a display device having high luminous efficiency and power saving.
〔제 36 실시형태〕[36th Embodiment]
도 95는 본 발명의 제 36 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 모식 단면도이다.FIG. 95: is a schematic cross section of the rod structure
상기 봉형상 구조 발광 소자(2001)는 단면 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN(질화갈륨)으로 이루어지는 반도체 코어(2011)와, 이 반도체 코어(2011)의 일단측의 외주면 및 축방향 끝면을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(2012)과, 이 양자우물층(2012)을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(2013)과, 반도체 코어(2011)의 타단측의 단부의 외주면을 덮는 SiO2(산화 실리콘) 또는 Si3N4(질화 실리콘)로 이루어지는 절연체(2014)를 구비하고 있다. 또한, 반도체 코어(2011)는 제 1 도전형의 반도체층의 일례, 양자우물층(2012)은 양자우물층의 일례, 반도체층(2013)은 제 2 도전형의 반도체층의 일례이다.The rod-shaped structure light emitting
상기 반도체 코어(2011)의 타단측의 외주면은 절연체(2014)로 덮여져 있지만 반도체 코어(2011)의 타단측의 축방향 끝면(2011a)은 절연체(2014)로 덮여져 있지 않고 노출되어 있다. 여기서는, 절연체(2014)는 반도체 코어(2011)의 타단측의 외주면 전체를 덮고 있다. 또한, 절연체(2014) 대신에, 도 95 중의 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(2011)의 타단측에 있어서 반도체층(2013)으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 반도체 코어(2011)의 일단측에 있어서 반도체층(2013)으로 덮여진 외주면 부근의 부분만을 덮는 절연체(2014')를 형성해도 좋다.The outer peripheral surface of the other end side of the
또한, 상기 반도체 코어(2011)에는 도너(donor) 불순물로서 Si가 도핑되어 있는 한편, 양자우물층(2012) 및 반도체층(2013)에는 억셉터(acceptor) 불순물로서 Mg가 도핑되어 있지만, 도너 불순물은 Si에 한정되지 않고, 억셉터 불순물도 Mg에 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 상기 반도체층(2013)의 외주면 상에는 폴리 실리콘 또는 ITO(주석 첨가 산화 인듐)로 이루어지는 도전막(2015)이 형성되어 있다. 이 도전막(2015)은 양자우물층(2012)로부터의 광을 투과하는 막이다. 또한, 도전막(2015)의 외주면은 절연체(2014)의 외주면과 단차를 발생함이 없이 연속하도록 형성되어 있어도 좋다. 즉, 도전막(2015)의 외주면은 절연체(2014)의 외주면과 면일하게 되어 있어도 좋다.In addition, a
이하, 도 96a~도 96k를 이용해서 상기 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 제조 방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting
우선, 도 96a에 나타내는 바와 같이, n형 GaN으로 이루어지는 기판(2101)을 준비한다. 이 기판(2101)에는 필요에 따라 세제나 순수 등으로 기판 세정을 행하거나 마킹 등의 기판 가공을 행해도 좋다.First, as shown in FIG. 96A, a
이어서, 도 96b에 나타내는 바와 같이, 기판(2101) 상에 절연체로 이루어지는 마스크층(2014A)을 형성한 후, 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용해서, 도 96c에 나타내는 바와 같이, 기판(2101) 상에 성장 구멍(2016)을 갖는 마스크층(2014B)을 형성한다(절연체 형성 공정). 또한, 성장 구멍(2016)은 관통 구멍의 일례이며, 마스크층(2014B)은 절연체의 일례이다.96B, after forming the
보다 상세하게는, 상기 마스크층(2014A)의 표면에 레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상을 함으로써 레지스트 패턴(2017)을 형성한다. 이 레지스트 패턴(2017)을 마스크로 하고, 기판(2101)의 표면의 일부가 노출될 때까지 드라이 에칭을 행한다. 이와 같이 하여, 기판(2101) 상에 성장 구멍(2016)을 갖는 마스크층(2014B)을 형성한다. 이 때, 마스크층(2014A,2014B)의 재료에는 SiO2 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등과 같이 양자우물층(2012)의 재료에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용한다.More specifically, after the resist is applied to the surface of the
이어서, Ni 또는 Fe의 촉매 금속의 증착을 행하여, 도 96d에 나타내는 바와 같이, 성장 구멍(2016)으로부터 노출되는 기판(2101)의 표면 상에 Ni 또는 Fe로 이루어지는 섬 형상의 촉매 금속부(2018)를 형성한다(촉매부 형성 공정). 이에 따라, 레지스트 패턴(2017) 상에 Ni 또는 Fe로 이루어지는 촉매 금속층(19)이 형성된다. 또한, 촉매 금속부(2018)의 체적은 촉매 금속부(2018)의 단면 형상이 거의 직사각형이 될 정도까지 크게 한다.Subsequently, a catalyst metal of Ni or Fe is deposited, and as shown in FIG. 96D, an island-shaped
이어서, 도 96e에 나타내는 바와 같이, 레지스트 패턴(2017)을 제거함으로써 촉매 금속층(19)을 리프트 오프한 후, 예컨대 순수로 세정한다.Subsequently, as shown in FIG. 96E, the catalyst metal layer 19 is lifted off by removing the resist
이어서, 도 96f에 나타내는 바와 같이, 섬 형상의 촉매 금속부(2018)가 형성된 기판(2101)의 표면 상에 즉, 성장 구멍(2016)에 겹치는 기판(2101)의 표면 상에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: 유기 금속 기상 성장) 장치를 이용해서 섬 형상의 촉매 금속부(2018)와 기판(2101)의 계면으로부터 n형의 GaN을 결정 성장시킴으로써 n형의 GaN으로 이루어지는 봉형상의 반도체 코어(2011A)를 형성한다(반도체 코어 형성 공정). 이 때, 성장 온도를 800℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 TMG(트리메틸갈륨) 및 NH3(암모니아)을 사용하고, n형 불순물 공급용에 SiH4(실란)를 공급하고, 또한, 캐리어 가스로서 H2를 공급함으로써 Si를 도너 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어(2011A)를 성장시킬 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 96F, MOCVD (Metal Organic Chemical) on the surface of the
이어서, 상기 반도체 코어(2011A)의 일단에 섬 형상의 촉매 금속부(2018)를 유지한 상태에서 반도체 코어(2011A)의 외주면으로부터의 결정 성장, 및 촉매 금속부(2018)와 반도체 코어(2011)의 계면으로부터의 결정 성장에 의해, 도 96g에 나타내는 바와 같이, p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(2012A)과 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(2013A)을 형성한다(반도체층 형성 공정). 이 때, 성장 온도를 750℃~800℃의 범위 내로 설정하고, 성장 가스로서 TMG, NH3 및 TMI(트리메틸인듐)를 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg(비스시클로펜타디에닐마그네슘)를 공급하고, 또한, 캐리어 가스로서 H2를 공급함으로써 Mg를 불순물로 하는 p형 InGaN을 성장시킬 수 있다. 그리고, 성장 온도를 900℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 공급하고, 또한, 캐리어 가스로서 H2를 공급함으로써 Mg를 불순물로 하는 p형 GaN을 성장시킬 수 있다. 또한, 양자우물층(2012A) 및 반도체층(2013A)은 성장 구멍(2016)으로부터 돌출된 반도체 코어(2011)를 덮도록 형성된다. 또한, 양자우물층(2012A)의 구조는 우물층을 1개 가지는 단일 양자우물구조이여도 좋고, 우물층을 복수개 가지는 다중 양자우물구조이여도 좋다.Subsequently, crystal growth from the outer circumferential surface of the semiconductor core 2011A while the island-shaped
이어서, 도 96h에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(2011A)의 일단에 섬 형상의 촉매 금속부(2018)를 선택적으로 습식 에칭으로 제거한 후, 예컨대 순수로 세정한다. 섬 형상의 촉매 금속부(2018)는 드라이 에칭의 RIE(Reactive Ion Etching: 반응성 이온 에칭)로 제거해도 좋다. 이 때, RIE에 SiCl4를 이용함으로써 GaN에 이방성을 가진 에칭을 용이하게 행할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 96H, the island-shaped
이어서, p형 GaN의 활성화를 위한 어닐을 행한 후, 도 96i에 나타내는 바와 같이, 반도체층(2013A) 상에 폴리 실리콘 또는 ITO로 이루어지는 도전막(2015A)을 형성하고 또한 어닐 처리를 행하여 반도체층(2013A)과 도전막(2015A) 사이의 저항을 낮춘다.Subsequently, after annealing for activating the p-type GaN, as shown in FIG. 96I, a
이어서, 상기 도전막(2015A), 반도체층(2013A), 양자우물층(2012A) 및 마스크층(2014B)을 순차적으로 비등방 에칭해서, 도 96j에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(2011)의 일단측에 양자우물층(2012), 반도체층(2013) 및 도전막(2015)을 남기는 한편, 반도체 코어(2011)의 타단측에 절연체(2014)를 남긴다(절연체 에칭 공정). 이 때, 반도체층(2013A) 및 도전막(2015A)의 일부가 제거되지만 양자우물층(2012A) 및 반도체층(2013A)에서는 반도체 코어(2011)의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(2011)의 일단측의 축방향 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두꺼워져 있으므로 반도체 코어(2011)의 일단측의 축방향 끝면은 노출되기 어렵다. 또한, 도전막(2015A), 반도체층(2013A), 양자우물층(2012A) 및 마스크층(2014B)을 순차적으로 비등방 에칭할 때, 마스크층(2014B)을 에칭할 때의 비등방성을 작게 함으로써, 도 96j 중의 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(2011)의 타단측에 있어서 반도체층(2013)으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 반도체 코어(2011)의 일단측에 있어서 반도체층(2013)으로 덮여진 외주면 부근의 부분만을 덮는 절연체(2014')를 형성할 수 있다. 또한, 절연체(2014,2014')는 기판(2101) 상에 남은 마스크층(2014B)의 일부이다. 또한, 도 96j에서는 1개의 봉형상 구조 발광 소자(2001)가 형성되어 있게 도시되어 있지만 복수개의 봉형상 구조 발광 소자(2001)가 형성되어 있다.Subsequently, the
이어서, IPA(이소프로필알콜) 수용액 중에 기판(2101)을 담그고, 예컨대 수십㎑의 초음파를 이용해서 기판(2101)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(2101) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(2011)의 기판(2101)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체 코어(2011) 및 절연체(2014)에 대해서 응력이 작용하여, 도 96k에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(2011)가 기판(2101)으로부터 분리된다(분리 공정).Subsequently, the
이렇게 해서, 상기 기판(2101)으로부터 분리된 복수개의 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)를 제조할 수 있다. 여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 10㎚로부터 5㎛까지의 범위 내에 들어가고, 길이가 100㎚로부터 200㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈이며, 보다 바람직하게는 직경이 100㎚로부터 2㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 1㎛로부터 50㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈의 소자이다.In this manner, a plurality of fine rod-shaped structure light emitting
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 기판(2101)으로부터 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)를 분리하므로 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 장치로의 실장의 자유도를 높일 수 있다.According to the manufacturing method of the rod-shaped light emitting device having the above structure, since the fine rod-shaped
또한, 상기 기판(2101)에 겹치는 기판(2101)의 표면 상에 기판(2101)으로부터 돌출되도록 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하므로 반도체 코어의 굵기를 일률적으로 할 수 있다.Further, since the rod-shaped first conductive semiconductor core is formed on the surface of the
또한, 상기 기판(2101)은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)와 분리되므로 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 발광시에 이용하지 않아도 좋다. 따라서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 발광시에 이용하는 기판의 선택지가 늘어나서 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)를 실장해야 할 장치의 형태의 자유도를 높일 수 있다.In addition, since the
또한, 상기 분리 공정에 있어서 초음파를 이용해서 기판 평면을 따라 기판(2101)을 진동시킴으로써 기판(2101) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(2011)의 기판(2101)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체 코어(2011) 및 절연체(2014)에 대해서 응력이 작용하여 반도체 코어(2011) 및 절연체(2014)가 기판(2101)으로부터 분리된다. 따라서, 기판(2101) 상에 설치된 복수개의 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)를 간단한 방법으로 용이하게 분리할 수 있다.In the separation step, the semiconductor core is bent so that the source close to the
만약 상기 봉형상 구조 발광 소자(2001)가 절연체(2014)를 구비하고 있지 않으면 반도체 코어(2011)의 외주면에 있어서 단차가 형성되어 있는 개소에 응력이 집중해서 이 개소 부근에서 반도체 코어(2011)가 절곡되기 쉬워진다. 상기 개소에서 반도체 코어(2011)가 절곡된 경우에는 소자 불량이 된다. 따라서, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2001)는 절연체(2014)를 구비하고, 절연체(2014)가 반도체 코어(2011)의 상기 개소 부근의 외주면을 덮으므로 상기 개소 부근에서 반도체 코어(2011)가 절곡되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)를 복수개 제조해도 복수개의 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 길이를 일률적으로 할 수 있다. 또한, 도 95에 나타내는 바와 같이, 절연체(2014)는 반도체 코어(2011)의 타단측의 외주면 전체를 완전히 덮으므로 절연체(2014')에 비해서 분리시에 반도체 코어(2011)가 도중에 절곡되는 것을 방지하는 효과가 높아지는 결과, 복수개의 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 길이를 확실하게 일률적으로 할 수 있다.If the rod-shaped structure light emitting
또한, 상기 기판(2101)은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)를 분리한 후, 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 제조에 재이용할 수 있으므로 제조 비용을 저감할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2001)는 미세하므로 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있다. 따라서, 봉형상 구조 발광 소자(2001)를 실장해야 할 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 되어 환경에의 부하를 경감할 수 있다.In addition, since the rod-shaped structure light emitting
또한, 상기 촉매부 형성 공정에 있어서 성장 구멍(2016) 내에 형성하는 섬 형상의 촉매 금속부(2018)의 체적을 촉매 금속부(2018)의 단면 형상이 거의 직사각형이 되도록 크게 하므로 다음의 반도체 코어 형성 공정에 있어서 봉형상의 반도체 코어(2011A)의 성장 구멍(2016) 내의 부분의 지름보다 봉형상의 반도체 코어(2011A)의 성장 구멍(2016) 밖의 부분의 지름이 커진다. 따라서, pn 접합부를 크게 해서 넓은 발광 영역을 얻을 수 있다.In addition, in the catalyst portion forming step, the volume of the island-shaped
또한, 상기 반도체 형성 공정에 있어서 섬 형상의 촉매 금속부(2018)를 제거하지 않고 반도체 코어(2011A)의 일단에 섬 형상의 촉매 금속부(2018)를 유지한 상태에서 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(2012A)과 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(2013A)을 형성하므로 반도체 코어(2011A)의 외주면으로부터의 결정 성장보다 촉매 금속부(2018)와 반도체 코어(2011)의 계면으로부터의 결정 성장이 촉진된다. 즉, 촉매 금속부(2018)와 반도체 코어(2011)의 계면으로부터의 결정 성장의 속도는 반도체 코어(2011A)의 외주면으로부터의 결정 성장의 속도의 10배~100배가 된다. 따라서, 양자우물층(2012A) 및 반도체층(2013A)에 있어서 반도체 코어(2011)의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(2011)의 일단측의 축방향 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께를 용이하게 두껍게 할 수 있다. 그 결과, 반도체 코어(2011)의 일단측의 축방향 끝면은 노출되기 어려우므로 n형의 반도체 코어(2011)의 일단측의 축방향 끝면에 p측 전극이 접속되는 것을 방지할 수 있다.Further, in the semiconductor forming step, a quantum well made of p-type InGaN is formed while the island-like
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)에서는 절연체(2014)로 덮여져 있지 않은 반도체 코어(2011)의 축방향 끝면(2011a)에 n측 전극을 접속하고 도전막(2015) 또는 이 도전막(2015)으로부터 노출되어 있는 반도체층(2013)의 표면에 p측 전극을 접속해서 p형의 반도체층(2013)으로부터 n형의 반도체 코어(2011)로 전류를 흘림으로써 양자우물층(2012)에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출된다. 이 때, 양자우물층(2012) 및 반도체층(2013)이 반도체 코어(2011)의 일단측의 전체 둘레면 및 축방향 끝면을 덮도록 형성되어 있으므로 양자우물층(2012)의 거의 전부로부터 광이 방출되어 발광 영역이 넓어진다. 따라서, 발광량을 늘릴 수 있음과 아울러 발광 효율을 높일 수 있다.In addition, in the fine rod-shaped
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 발광 효율을 높일 수 있으므로 봉형상 구조 발광 소자(2001)를 이용해서 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.In addition, since the light emitting efficiency of the rod-shaped structure light emitting
또한, 상기 반도체 코어(2011)와 반도체층(2013) 사이에 양자우물층(2012)을 형성함으로써 양자우물층(2012)의 양자 구속 효과에 의해 발광량을 보다 늘릴 수 있음과 아울러 발광 효율을 보다 높게 할 수 있다.In addition, by forming the
또한, 상기 반도체 코어(2011)의 축방향 끝면(2011a)은 노출되어 있으므로 이 축방향 끝면(2011a)에 n측 전극을 용이하게 접속할 수 있다.In addition, since the
또한, 상기 반도체 코어(2011)의 타단측에 있어서 반도체층(2013)으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 반도체 코어(2011)의 일단측에 있어서 반도체층(2013)으로 덮여진 외주면 부근의 부분을 절연체(2014)로 덮음으로써 n측 전극이 p측 전극과 단락되기 어려워지므로 n측 전극 및 p측 전극의 형성은 용이하다. 즉, 반도체층(2013)에 접속해야 할 p측 전극을 반도체 코어(2011)의 외주면의 단차 부근에 형성하더라도 p측 전극이 반도체 코어(2011)와 접촉되는 것이 방지되므로 n측 전극 및 p측 전극의 형성은 용이하다. 이러한 효과는 절연체(2014) 대신에 절연체(2014')를 형성한 경우에도 얻어진다.Further, an insulator (a portion of the outer circumferential surface that is not covered with the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)는 양자우물층(2012A) 및 반도체층(2013A)이 반도체 코어(2011A)의 외주면으로부터 반경 방향 외향으로 결정 성장하고, 지름 방향의 성장 거리가 짧고 또한 결함이 외향으로 회피된다. 따라서, 결정 결함이 적은 양자우물층(2012) 및 반도체층(2013)으로 반도체 코어(2011)의 일단측을 덮을 수 있으므로 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 특성을 양호하게 할 수 있다.In addition, in the fine rod-shaped
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 축방향이 기판의 표면에 대해서 평행이 되도록 봉형상 구조 발광 소자(2001)를 기판에 배치했을 경우, 도전막(2015)의 외주면은 절연체(2014)의 외주면과 단차를 발생함이 없이 연속하도록 형성되어 있으므로 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 파손을 방지할 수 있음과 아울러, 봉형상 구조 발광 소자(2001)가 기판의 표면에 대해 기울어져서 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.In addition, when the rod-shaped
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2001)가 기판의 표면에 대해 기울어져서 배치되는 것을 방지함으로써 그 기판의 표면에 대한 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 접촉 면적이 커지므로 봉형상 구조 발광 소자(2001)의 열이 상기 기판에 확산되기 쉬워진다.Further, since the rod-shaped
〔제 37 실시형태〕[37th Embodiment]
도 97은 본 발명의 제 37 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 모식 단면도이다.FIG. 97: is a schematic cross section of the rod-shaped structure
상기 봉형상 구조 발광 소자(2002)는 단면 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN(질화갈륨)으로 이루어지는 반도체 코어(2021)와, 이 반도체 코어(2021)의 일단측의 외주면 및 축방향 끝면을 덮는 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(2022)과, 이 양자우물층(2022)을 덮는 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(2023)과, 반도체 코어(2021)의 타단측의 외주면을 덮는 SiO2(산화 실리콘) 또는 Si3N4(질화 실리콘)로 이루어지는 절연체(2024)와, 반도체 코어(2021)의 타단에 연이어지는 하지층(2030)을 구비하고 있다. 또한, 반도체 코어(2021)는 제 1 도전형의 반도체층의 일례, 양자우물층(2022)은 양자우물층의 일례, 반도체층(2023)은 제 2 도전형의 반도체층의 일례, 하지층(2030)은 제 1 도전형의 하지층의 일례이다.The rod-shaped structure light emitting
상기 반도체 코어(2021)의 표면은 양자우물층(2022) 또는 절연체(2024)로 덮여져 있다. 여기서는, 절연체(2024)는 반도체 코어(2021)의 타단측의 외주면 전체를 덮고 있다. 또한, 절연체(2024) 대신에, 도 97중의 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(2021)의 타단측에 있어서 반도체층(2023)으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 반도체 코어(2021)의 일단측에 있어서 반도체층(2023)으로 덮여진 외주면 부근의 부분만을 덮는 절연체(2024')를 형성해도 좋다.The surface of the
상기 하지층(2030)의 반도체 코어(2021)측과는 반대측인 축방향 끝면(2030a)은 절연체(2024)로 덮여져 있지 않고 노출되어 있다. 또한, 하지층(2030)의 둘레면(2030b)도 절연체(2024)로 덮여져 있지 않고 노출되어 있다.The
또한, 상기 반도체 코어(2021)에는 도너 불순물로서 Si가 도핑되어 있는 한편, 양자우물층(2022) 및 반도체층(2023)에는 억셉터 불순물로서 Mg가 도핑되어 있지만, 도너 불순물은 Si에 한정되지 않고, 억셉터 불순물도 Mg에 한정되지 않는다.The
또한, 상기 반도체층(2023)의 외주면 상에는 폴리 실리콘 또는 ITO(주석 첨가 산화 인듐)로 이루어지는 도전막(2025)이 형성되어 있다. 이 도전막(2025)은 양자우물층(2022)으로부터의 광을 투과하는 막이다. 또한, 도전막(2025)의 외주면은 절연체(2024)의 외주면과 단차를 발생함이 없이 연속하도록 형성되어 있어도 좋다. 즉, 도전막(2025)의 외주면은 절연체(2024)의 외주면과 면일하게 되어 있어도 좋다.Furthermore, a
이하, 도 98a~도 98m을 이용해서 상기 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 제조 방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the said rod-shaped structure
우선, 도 98a에 나타내는 바와 같이, 예컨대 Si로 이루어지는 기판(2201)을 준비한다. 이 기판(2201)에는 필요에 따라 세제나 순수 등으로 기판 세정을 행하거나 마킹 등의 기판 가공을 행해도 좋다.First, as shown in FIG. 98A, the board |
이어서, 도 98b에 나타내는 바와 같이, 기판(2201) 상에 MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN으로 이루어지는 하지층(2030A)을 형성한다(하지층 형성 공정). 이 때, 성장 온도를 950℃로 정도로 설정하고, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, n형 불순물 공급용에 SiH4를 공급하고, 또한, 캐리어 가스로서 H2를 공급함으로써 Si를 도너 불순물로 한 n형 GaN의 하지층(2030A)을 성장시킬 수 있다.Next, as shown in FIG. 98B, the
이어서, 도 98c에 나타내는 바와 같이, 기판(2201) 상에 절연체로 이루어지는 마스크층(2024A)을 형성한 후, 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용해서, 도 98d에 나타내는 바와 같이, 기판(2201) 상에 성장 구멍(2026)을 갖는 마스크층(2024B)을 형성한다(절연체 형성 공정). 또한, 성장 구멍(2026)은 관통 구멍의 일례이며, 마스크층(2024B)은 절연체의 일례이다.Subsequently, as shown in FIG. 98C, after forming the
보다 상세하게는 상기 마스크층(2024A)의 표면에 레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상을 행함으로써 레지스트 패턴(2027)을 형성한다. 이 레지스트 패턴(2027)을 마스크로 하고, 하지층(2030A)의 표면의 일부가 노출될 때까지 드라이 에칭을 행한다. 이와 같이 하여, 하지층(2030A) 상에 성장 구멍(2026)을 갖는 마스크층(2024B)을 형성한다. 이 때, 마스크층(2024A,2024B)의 재료에는 SiO2 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등과 같이 양자우물층(2022)의 재료에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용한다.More specifically, after the resist is applied to the surface of the
이어서, Ni 또는 Fe의 촉매 금속의 증착을 행하여, 도 98e에 나타내는 바와 같이, 성장 구멍(2026)으로부터 노출되는 하지층(2030A)의 표면 상에 Ni 또는 Fe로 이루어지는 섬 형상의 촉매 금속부(2028)를 형성한다(촉매부 형성 공정). 이에 따라, 레지스트 패턴(2027) 상에 Ni 또는 Fe로 이루어지는 촉매 금속층(2029)이 형성된다. 또한, 촉매 금속부(2028)의 체적은 촉매 금속부(2028)의 단면 형상이 거의 직사각형이 될 정도까지 크게 한다.Subsequently, a catalyst metal of Ni or Fe is deposited, and as shown in FIG. 98E, an island-shaped
이어서, 도 98f에 나타내는 바와 같이, 레지스트 패턴(2027)을 제거함으로써 촉매 금속층(2029)을 리프트 오프한 후, 예컨대 순수로 세정한다.Subsequently, as shown in FIG. 98F, after removing the resist
이어서, 도 98g에 나타내는 바와 같이, 섬 형상의 촉매 금속부(2028)가 형성된 하지층(2030A)의 표면 상에, 즉, 성장 구멍(2026)에 겹치는 하지층(2030A)의 표면 상에 MOCVD 장치를 이용해서 섬 형상의 촉매 금속부(2028)와 하지층(2030A)의 계면으로부터 n형의 GaN을 결정 성장시킴으로써 n형의 GaN으로 이루어지는 봉형상의 반도체 코어(2021A)를 형성한다(반도체 코어 형성 공정). 이 때, 성장 온도를 800℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, n형 불순물 공급용에 SiH4를 공급하고, 또한, 캐리어 가스로서 H2를 공급함으로써 Si를 도너 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어(2021A)를 성장시킬 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 98G, the MOCVD apparatus on the surface of the
이어서, 상기 반도체 코어(2021A)의 일단에 섬 형상의 촉매 금속부(2028)를 유지한 상태에서 반도체 코어(2021A)의 외주면으로부터의 결정 성장, 및 촉매 금속부(2028)와 반도체 코어(2021)의 계면으로부터의 결정 성장에 의해, 도 98h에 나타내는 바와 같이, p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(2022A)과, p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(2023A)을 형성한다(반도체층 형성 공정). 이 때, 성장 온도를 750℃~800℃의 범위 내로 설정하고, 성장 가스로서 TMG, NH3 및 TMI를 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 공급하고, 또한, 캐리어 가스로서 H2를 공급함으로써 Mg를 불순물로 하는 p형 InGaN을 성장시킬 수 있다. 그리고, 성장 온도를 900℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 공급하고, 또한, 캐리어 가스로서 H2를 공급함으로써 Mg를 불순물로 하는 p형 GaN을 성장시킬 수 있다. 또한, 양자우물층(2022A) 및 반도체층(2023A)은 성장 구멍(2026)으로부터 돌출된 반도체 코어(2021)를 덮도록 형성된다. 또한, 양자우물층(2022A)의 구조는 우물층을 1개 가지는 단일 양자우물구조이여도 좋고, 우물층을 복수개 가지는 다중 양자우물구조이여도 좋다.Next, crystal growth from the outer circumferential surface of the
이어서, 도 98i에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(2021A)의 일단에 섬 형상의 촉매 금속부(2028)를 선택적으로 습식 에칭으로 제거한 후, 예컨대 순수로 세정한다. 섬 형상의 촉매 금속부(2028)는 드라이 에칭의 RIE로 제거해도 좋다. 이 때, RIE에 SiCl4를 이용함으로써 GaN에 이방성을 가진 에칭을 용이하게 행할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 98I, the island-like
이어서, p형 GaN의 활성화를 위한 어닐을 행한 후, 도 98j에 나타내는 바와 같이, 반도체층(2023A) 상에 폴리 실리콘 또는 ITO로 이루어지는 도전막(2025A)을 형성하고 또한 어닐 처리를 행하여 반도체층(2023A)과 도전막(2025A) 사이의 저항을 낮춘다.Subsequently, after annealing for activating the p-type GaN, as shown in FIG. 98J, a
이어서, 상기 도전막(2025A), 반도체층(2023A), 양자우물층(2022A) 및 마스크층(2024B)을 순차적으로 비등방 에칭해서, 도 98k에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(2021)의 일단측에 양자우물층(2022), 반도체층(2023) 및 도전막(2025)을 남기는 한편, 반도체 코어(2021)의 타단측에 절연체(2024)를 남긴다(절연체 에칭 공정). 이 때, 반도체층(2023A) 및 도전막(2025A)의 일부가 제거되지만 양자우물층(2022A) 및 반도체층(2023A)에서는 반도체 코어(2021)의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(2021)의 일단측의 축방향 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 두껍게 되어 있으므로 반도체 코어(2021)의 일단측의 축방향 끝면은 노출되기 어렵다. 또한, 도전막(2025A), 반도체층(2023A), 양자우물층(2022A) 및 마스크층(2024B)을 순차적으로 비등방 에칭할 때, 마스크층(2024B)을 에칭할 때의 비등방성을 작게 함으로써, 도 98k 중의 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(2021)의 타단측에 있어서 반도체층(2023)으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 반도체 코어(2021)의 일단측에 있어서 반도체층(2023)으로 덮여진 외주면 부근의 부분만을 덮는 절연체(2024')를 형성할 수 있다. 또한, 절연체(2024,2024')는 기판(2201) 상에 남은 마스크층(2024B)의 일부이다. 또한, 도 98k에서는 1개의 봉형상 구조 발광 소자(2002)가 형성되어 있게 도시되어 있지만 복수개의 봉형상 구조 발광 소자(2002)가 형성되어 있다. 또한, 상기 절연체 에칭 공정은 에칭 공정의 일례이다.Subsequently, the
이어서, 상기 하지층(2030A)에 RIE를 행하여, 도 98l에 나타내는 바와 같이, 반도체 코어(2021)의 타단에 연이어지는 하지층(2030)을 형성한다(하지층 에칭 공정). 또한, 상기 하지층 에칭 공정은 에칭 공정의 일례이다.Subsequently, RIE is performed on the
이어서, IPA 수용액 중에 기판(2201)을 담그고, 예컨대 수십㎑의 초음파를 이용해서 기판(2201)을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판(2201) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(2021)의 기판(2201)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체 코어(2021) 및 절연체(2024)에 대해서 응력이 작용하여, 도 98m에 나타내는 바와 같이, 하지층(2030)이 기판(2201)으로부터 분리된다(분리 공정).Subsequently, the
이렇게 해서, 상기 기판(2201)으로부터 분리된 복수개의 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)를 제조할 수 있다. 여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 10㎚로부터 5㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 100㎚로부터 200㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈이며, 보다 바람직하게는 직경이 100㎚로부터 2㎛까지의 범위 내에 들어가고 길이가 1㎛로부터 50㎛까지의 범위 내에 들어가는 사이즈의 소자이다.In this way, a plurality of fine rod-shaped structure
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의하면 기판(2201)으로부터 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)를 분리하므로 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 장치로의 실장의 자유도를 높일 수 있다.According to the method for manufacturing a rod-shaped light emitting device having the above structure, since the fine rod-shaped
또한, 상기 기판(2201)에 겹치는 기판(2201)의 표면 상에 기판(2201)으로부터 돌출되도록 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하므로 반도체 코어의 굵기를 일률적으로 할 수 있다.In addition, since the rod-shaped first conductive semiconductor core is formed on the surface of the
또한, 상기 기판(2201)은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)와 분리되므로 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 발광시에 이용하지 않아도 좋다. 즉, 기판(2201)으로의 전극의 접속은 불필요하게 된다. 따라서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 발광시에 이용하는 기판의 선택지가 늘어나서 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)를 실장해야 할 장치의 형태의 자유도를 높일 수 있다.In addition, since the
또한, 상기 분리 공정에 있어서 초음파를 이용해서 기판 평면을 따라 기판(2201)을 진동시킴으로써 기판(2201) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(2021)의 기판(2201)측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체 코어(2021) 및 절연체(2024)에 대해서 응력이 작용하여 반도체 코어(2021) 및 절연체(2024)가 기판(2201)으로부터 분리된다. 따라서, 기판(2201) 상에 설치된 복수개의 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)를 간단한 방법으로 용이하게 분리할 수 있다.In addition, in the separation step, the semiconductor core is bent so that a source close to the
만약 상기 봉형상 구조 발광 소자(2002)가 절연체(2024)를 구비하고 있지 않으면 반도체 코어(2021)의 외주면에 있어서 단차가 형성되어 있는 개소에 응력이 집중되어 이 개소 부근에서 반도체 코어(2021)가 절곡되기 쉬워진다. 상기 개소에서 반도체 코어(2021)가 절곡된 경우에는 소자 불량이 된다. 따라서, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2002)는 절연체(2024)를 구비하고, 절연체(2024)가 반도체 코어(2021)의 상기 개소 부근의 외주면을 덮으므로 상기 개소 부근에서 반도체 코어(2021)가 절곡되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)를 복수개 제조해도 복수개의 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 길이를 일률적으로 할 수 있다. 또한, 도 97에 나타내는 바와 같이, 절연체(2024)가 반도체 코어(2021)의 타단측의 외주면 전체를 완전히 덮으므로 절연체(2024')에 비해서 분리시에 반도체 코어(2021)가 도중에 절곡되는 것을 방지하는 효과가 높아지는 결과, 복수개의 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 길이를 확실하게 일률적으로 할 수 있다.If the rod-shaped structure light emitting
또한, 상기 기판(2201)은 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)를 분리한 후, 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 제조에 재이용할 수 있으므로 제조 비용을 저감할 수 있다.In addition, since the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2002)는 미세하므로 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있다. 따라서, 봉형상 구조 발광 소자(2002)를 실장해야 할 장치의 박형화와 경량화가 가능하게 되어 환경에의 부하를 경감할 수 있다.In addition, since the rod-shaped structure light emitting
또한, 상기 촉매부 형성 공정에 있어서 성장 구멍(2026) 내에 형성하는 섬 형상의 촉매 금속부(2028)의 체적을 촉매 금속부(2028)의 단면 형상이 거의 직사각형이 되도록 크게 하므로 다음의 반도체 코어 형성 공정에 있어서 봉형상의 반도체 코어(2021A)의 성장 구멍(2026) 내의 부분의 지름보다 봉형상의 반도체 코어(2021A)의 성장 구멍(2026) 밖의 부분의 지름이 커진다. 따라서, pn 접합부를 크게 해서 넓은 발광 영역을 얻을 수 있다.Further, in the catalyst portion forming step, the volume of the island-shaped
또한, 상기 반도체 코어 형성 공정에 있어서 n형 GaN으로 이루어지는 하지층(2030A) 상에 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(2021A)를 결정 성장시키므로 반도체 코어(2021A)를 용이하게 결정 성장시킬 수 있음과 아울러 반도체 코어(2021A)의 초기의 결정 성장의 편차를 저감할 수 있다.In the semiconductor core forming step, since the
또한, 상기 반도체 형성 공정에 있어서 섬 형상의 촉매 금속부(2028)를 제거하지 않고 반도체 코어(2021A)의 일단에 섬 형상의 촉매 금속부(2028)를 유지한 상태에서 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(2022A)과 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(2023A)을 형성하므로 반도체 코어(2021A)의 외주면으로부터의 결정 성장보다 촉매 금속부(2028)와 반도체 코어(2021)의 계면으로부터의 결정 성장이 촉진된다. 즉, 촉매 금속부(2028)와 반도체 코어(2021)의 계면으로부터의 결정 성장의 속도는 반도체 코어(2021A)의 외주면으로부터의 결정 성장의 속도의 10배~100배가 된다. 따라서, 양자우물층(2022A) 및 반도체층(2023A)에 있어서 반도체 코어(2021)의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께보다 반도체 코어(2021)의 일단측의 축방향 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께를 용이하게 두껍게 할 수 있다. 그 결과, 반도체 코어(2021)의 일단측의 축방향 끝면은 노출되기 어려우므로 n형의 반도체 코어(2021)의 일단측의 축방향 끝면에 p측 전극이 접속되는 것을 방지할 수 있다.Further, in the semiconductor forming step, a quantum well made of p-type InGaN in a state where the island-shaped
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)에서는 절연체(2024)로 덮여져 있지 않은 하지층(2030)의 축방향 끝면(2030a)과 절연체(2024)로 덮여져 있지 않은 하지층(2030)의 둘레면(2030b) 중 적어도 한쪽에 n측 전극을 접속하고 도전막(2025) 또는 이 도전막(2025)으로부터 노출되어 있는 반도체층(2023)의 표면에 p측 전극을 접속해서 p형의 반도체층(2023)으로부터 n형의 반도체 코어(2021)로 전류를 흘림으로써 양자우물층(2022)에서 전자와 정공의 재결합이 일어나서 광이 방출된다. 이 때, 양자우물층(2022) 및 반도체층(2023)이 반도체 코어(2021)의 일단측의 전체 둘레면 및 축방향 끝면을 덮도록 형성되어 있으므로 양자우물층(2022)의 거의 전부로부터 광이 방출되어 발광 영역이 넓어진다. 따라서, 발광량을 늘릴 수 있음과 아울러 발광 효율을 높일 수 있다.In addition, in the fine rod-shaped
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 발광 효율을 높일 수 있으므로 봉형상 구조 발광 소자(2002)를 이용해서 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.In addition, since the light emitting efficiency of the rod-shaped structure light emitting
또한, 상기 반도체 코어(2021)와 반도체층(2023) 사이에 양자우물층(2022)을 형성함으로써 양자우물층(2022)의 양자 구속 효과에 의해 발광량을 보다 늘릴 수 있음과 아울러 발광 효율을 보다 높게 할 수 있다.In addition, by forming the
또한, 상기 하지층(2030)의 축방향 끝면(2030a) 및 둘레면(2030b)은 노출되어 있으므로 이 축방향 끝면(2030a) 및 둘레면(2030b) 중 적어도 한쪽에 n측 전극을 용이하게 접속할 수 있다.In addition, since the
또한, 상기 반도체 코어(2021)의 타단측에 있어서 반도체층(2023)으로 덮여져 있지 않은 외주면 중 반도체 코어(2021)의 일단측에 있어서 반도체층(2023)으로 덮여진 외주면 부근의 부분을 절연체(2024)로 덮음으로써 n측 전극이 p측 전극과 단락되기 어려워지므로 n측 전극 및 p측 전극의 형성은 용이하다. 즉, 반도체층(2023)에 접속해야 할 p측 전극을 반도체 코어(2021)의 외주면의 단차 부근에 형성해도 p측 전극이 반도체 코어(2021)와 접촉되는 것을 방지할 수 있으므로 n측 전극 및 p측 전극의 형성은 용이하다. 이러한 효과는 절연체(2024) 대신에 절연체(2024')를 형성한 경우에도 얻어진다.Further, an insulator (a portion of the outer peripheral surface not covered with the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)는 양자우물층(2022A) 및 반도체층(2023A)이 반도체 코어(2021A)의 외주면으로부터 반경 방향 외향으로 결정 성장하고, 지름 방향의 성장 거리가 짧고 또한 결함이 외향으로 회피된다. 따라서, 결정 결함이 적은 양자우물층(2022) 및 반도체층(2023)으로 반도체 코어(2021)의 일단측을 덮을 수 있으므로 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 특성을 양호하게 할 수 있다.Further, in the fine rod-shaped
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 축방향이 기판의 표면에 대해서 평행이 되도록 봉형상 구조 발광 소자(2002)를 기판에 배치했을 경우, 도전막(2025)의 외주면은 절연체(2024)의 외주면과 단차를 발생함이 없이 연속하도록 형성되어 있으므로 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 파손을 방지할 수 있음과 아울러, 봉형상 구조 발광 소자(2002)가 기판의 표면에 대해 기울어져서 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.In addition, when the rod-shaped structure
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2002)가 기판의 표면에 대해 기울어져서 배치되는 것을 방지함으로써 그 기판의 표면에 대한 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 접촉 면적이 커지므로 봉형상 구조 발광 소자(2002)의 열이 상기 기판에 확산되기 쉬워진다.Further, since the rod-shaped
상기 제 1, 제 37 실시형태에 있어서 GaAs, AlGaAs, GaAsP, InGaN, AlGaN, GaP, ZnSe, AlGaInP 등을 모재로 하는 반도체를 이용해서 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조해도 좋다.In the first and thirty-seventh embodiments, a fine rod-shaped structure light emitting device may be manufactured using a semiconductor based on GaAs, AlGaAs, GaAsP, InGaN, AlGaN, GaP, ZnSe, AlGaInP, or the like.
상기 제 36, 제 37 실시형태에서는 n형의 반도체 코어(2011,2021), p형의 양자우물층(2012,2022), p형의 반도체층(2013,2023) 및 n형의 하지층(2030)을 이용하고 있었지만 p형의 반도체 코어, n형의 양자우물층, n형의 반도체층 및 p형의 하지층을 이용해도 좋다. 즉, 상기 제 36, 제 37 실시형태에 있어서의 도전형을 반대로 해도 좋다.In the 36th and 37th embodiments, the n-
상기 제 36, 제 37 실시형태에 있어서 반도체 코어(2011,2021)의 직경은 300㎚ 이상 또한 50㎛ 이하로 하면 직경이 수십㎚~수백㎚의 반도체 코어에 비해서 반도체 코어(2011,2021)의 직경의 편차를 억제할 수 있고 발광 면적 즉 발광 특성의 편차를 저감할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있다.In the thirty-sixth and thirty-seventh embodiments, the diameters of the
상기 제 36, 제 37 실시형태에서는 단면 거의 원형인 봉형상의 반도체 코어(2011,2021)의 일단측에 양자우물층(2012,2022)이나 반도체층(2013,2023)을 피복한 봉형상 구조 발광 소자(2001,2002)에 대해서 설명했지만, 예컨대, 단면 거의 타원인 봉형상의 반도체 코어의 일단측에 양자우물층이나 반도체층 등을 피복한 봉형상 구조 발광 소자나, 단면 거의 육각형 등의 다른 다각형인 봉형상의 반도체 코어의 일단측에 양자우물층이나 반도체층 등을 피복한 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 본 발명을 적용해도 좋다. n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 거의 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다. 성장 방향이나 성장 온도 등의 성장 조건에 의존하지만, 성장 구멍(2016,2026)의 직경이 수십㎚로부터 수백㎚ 정도로 작을 경우, 단면이 거의 원형에 가까운 형상의 반도체 코어가 형성되어 쉬운 경향이 있고, 성장 구멍(2016,2026)의 직경이 0.5㎛ 정도로부터 수㎛으로 클 경우, 단면이 거의 육각형인 형상의 반도체 코어가 형성되기 쉬운 경향이 있다.In the thirty-sixth and thirty-seventth embodiments, a rod-shaped light emitting device in which quantum well layers 2012 and 2022 and
상기 제 36, 제 37 실시형태에서는 일단측의 지름이 타단측의 지름보다 큰 반도체 코어(2011,2021)를 형성하고 있었지만 일단측의 지름이 타단측의 지름과 동일한 반도체 코어를 형성해도 좋다. 이러한 반도체 코어는 성장 구멍(2016) 내에 형성하는 섬 형상의 촉매 금속부의 체적을 촉매 금속부의 단면 형상이 거의 반원이 되도록 작게 함으로써 용이하게 형성할 수 있다.In the thirty-sixth and thirty-seventth embodiments, the
상기 제 36, 제 37 실시형태에서는 반도체 코어(2011A,2021A)의 일단에 섬 형상의 촉매 금속부(2018,2028)를 유지한 상태에서 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(2012A,2022A)과 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(2013A,2023A)을 형성하고 있었지만 반도체층만을 형성하도록 해도 좋다. 즉, 양자우물층(2012A,2022A)을 형성하지 않도록 해도 좋다.In the thirty-sixth and thirty-seventh embodiments, the quantum well layers 2012A and 2022A made of p-type InGaN and p are formed while the island-shaped
상기 제 36, 제 37 실시형태에서는 도전막(2015,2025)의 외주면을 절연체(2014,2024)의 외주면과 단차를 발생함이 없이 연속하도록 형성하고 있었지만 도전막(2015,25)을 형성하지 않도록 해서 반도체층의 외주면을 절연체(2014,2024)의 외주면과 단차가 발생함이 없이 연속하도록 형성해도 좋다.In the 36th and 37th embodiments, the outer circumferential surfaces of the
상기 제 36, 제 37 실시형태에서는 촉매 금속부(2018,2028)를 이용해서 반도체 코어(2011A,2021A), 양자우물층(2012A,2022A) 및 반도체층(2013A,2023A)을 형성하고 있었지만 촉매 금속부(2018,2028)를 이용하지 않고 반도체 코어, 양자우물층 및 반도체층을 형성해도 좋다.In the thirty-sixth and thirty-seventh embodiments, the
상기 촉매 금속부(2018,28)를 이용하지 않고 반도체 코어, 양자우물층 및 반도체층을 형성했을 경우, 양자우물층 및 반도체층에서는 반도체 코어의 일단측의 축방향 끝면을 덮는 부분의 축방향의 두께가 반도체 코어의 외주면을 덮는 부분의 지름 방향의 두께와 거의 동일하게 된다. 이 때문에, 절연체 에칭 공정에 있어서 반도체 코어의 일단측의 축방향 끝면은 노출되기 쉬워지지만 반도체 코어의 일단측의 축방향 끝면은 노출해도 좋다.In the case where the semiconductor core, the quantum well layer and the semiconductor layer are formed without using the
상기 제 36, 제 37 실시형태의 분리 공정에 있어서 절단 공구를 이용해서 반도체 코어(2011)를 기판(2101)으로부터 기계적으로 분리해도 좋다. 이 절단 공구를 이용해서 기판(2101) 상에 세워 설치하는 반도체 코어(2011)의 기판(2101)측에 가까운 근원이 절곡되도록 하고, 반도체층(2013)으로 덮여진 반도체 코어(2011)에 대해서 응력이 작용하여 반도체층(2013)으로 덮여진 반도체 코어(2011)가 기판(2101)으로부터 분리된다. 이 경우, 간단한 방법으로 기판(2101) 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자를 단시간에 분리할 수 있다.In the separation process of the said 36th, 37th embodiment, you may mechanically isolate the
상기 제 36, 제 37 실시형태의 절연체 에칭 공정에 있어서 반도체 코어(2011)의 타단측의 단부의 주위에 마스크층(2014B,2024B)의 일부가 남도록 마스크층(2014B)을 에칭함으로써 도전막(2015A,2025A), 반도체층(2013A,2023A) 및 양자우물층(2012A,2022A)을 일제히 리프트 오프해도 좋다.In the insulator etching processes of the thirty-sixth and thirty-seventth embodiments, the
상기 제 36, 제 37 실시형태에 있어서 MOCVD 장치 대신에 MBE(분자선 에피택셜) 장치 등의 다른 결정 성장 장치를 이용해도 좋다.In the 36th and 37th embodiments, other crystal growth apparatuses such as MBE (molecular beam epitaxial) apparatus may be used instead of the MOCVD apparatus.
〔제 38 실시형태〕[38th Embodiment]
이어서, 본 발명의 제 38 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치에 대해서 설명한다. 이 제 38 실시형태에서는 상기 제 1~제 37 실시형태 중 어느 하나에 기재된 봉형상 구조 발광 소자 또는 그 변형예를 절연성 기판에 배열한다. 이 봉형상 구조 발광 소자의 배열은 본 출원인이 일본 특허 출원 2007-102848(일본 특허 공개 2008-260073호 공보)로 출원한 「미세 구조체의 배열 방법 및 미세 구조체를 배열한 기판, 및 집적 회로 장치 및 표시 소자」의 발명의 기술을 이용해서 행한다.Next, the backlight, the illumination device, and the display device provided with the rod-shaped structure light emitting device according to the 38th embodiment of the present invention will be described. In the thirty-eighth embodiment, the rod-shaped structure light emitting device according to any one of the first to thirty-seventh embodiments or a modification thereof is arranged on an insulating substrate. The arrangement of the rod-shaped structure light emitting device is described in Japanese Patent Application No. 2007-102848 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-260073), and includes a substrate, an integrated circuit device, and an arrangement method of a fine structure. Display element ”.
도 99는 본제 38 실시형태의 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치에 이용하는 절연성 기판의 평면도를 나타내고 있다. 도 99에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(2350)의 표면에 금속 전극(2351,2352)을 형성하고 있다. 절연성 기판(2350)은 유리, 세라믹, 산화알루미늄, 수지와 같은 절연체, 또는 실리콘과 같은 반도체 표면에 실리콘 산화막을 형성하여 표면이 절연성을 갖는 기판이다. 유리 기판을 이용할 경우에는 표면에 실리콘 산화막, 실리콘 질화막과 같은 하지 절연막을 형성하는 것이 바람직하다.FIG. 99 is a plan view of an insulating substrate used in the backlight, the lighting device, and the display device of the 38th embodiment of the present invention. As shown in FIG. 99,
상기 금속 전극(2351,2352)은 인쇄 기술을 이용해서 원하는 전극 형상으로 형성하고 있다. 또한, 금속막 및 감광체막을 일률적으로 적층하고, 원하는 전극 패턴을 노광하고 에칭해서 형성해도 좋다.The
도 99에서는 생략되어 있지만 금속 전극(2351,2352)에는 외부로부터 전위가 부여되도록 패드가 형성되어 있다. 이 금속 전극(2351,2352)이 대향하는 부분(배열 영역)에 봉형상 구조 발광 소자를 배열한다. 도 99에서는 봉형상 구조 발광 소자를 배열하는 배열 영역이 2×2개 배열되어 있지만 임의의 개수를 배열해도 좋다.Although omitted in FIG. 99, pads are formed in the
도 100은 도 99의 100-100선으로부터 바라본 모식 단면도이다.It is a schematic cross section seen from the 100-100 line of FIG.
우선, 도 100에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(2350) 상에 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 포함한 이소프로필알콜(IPA)(361)을 얇게 도포한다. IPA(361) 외에 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 메탄올, 에탄올, 아세톤, 또는 그들의 혼합물이여도 좋다. 또는, IPA(361)는 다른 유기물로 이루어지는 액체, 물 등을 이용할 수 있다. 또한, 봉형상 구조 발광 소자(2360)는 상기 제 1~제 37 실시형태 중 어느 하나에 기재된 봉형상 구조 발광 소자 또는 그 변형예이다.First, as shown in FIG. 100, the isopropyl alcohol (IPA) 361 containing the rod-shaped structure
단, 액체를 통해서 금속 전극(2351,2352) 사이에 큰 전류가 흘러버리면 금속 전극(2351,2352) 사이에 원하는 전압차를 인가할 수 없게 되어버린다. 그러한 경우에는 금속 전극(2351,2352)을 덮도록 절연성 기판(2350) 표면 전체에 10㎚~30㎚ 정도의 절연막을 코팅하면 좋다.However, if a large current flows between the
상기 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 포함하는 IPA(361)를 도포하는 두께는 다음에 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 배열하는 공정에서 봉형상 구조 발광 소자(2360)가 배열될 수 있도록 액체 중에서 봉형상 구조 발광 소자(2360)가 이동할 수 있는 두께이다. 따라서, IPA(361)를 도포하는 두께는 봉형상 구조 발광 소자(2360)의 굵기 이상이며, 예컨대, 수㎛~수㎜이다. 도포하는 두께는 지나치게 얇으면 봉형상 구조 발광 소자(2360)가 이동하기 어려워지고, 지나치게 두꺼우면 액체를 건조하는 시간이 길어진다. 또한, IPA의 양에 대해서 봉형상 구조 발광 소자(2360)의 양은 1×104개/㎤~1×107개/㎤가 바람직하다.The thickness of applying the IPA 361 including the rod-shaped
상기 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 포함하는 IPA(361)를 도포하기 위해서 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 배열시키는 금속 전극의 외주 주위에 프레임을 형성하고, 그 프레임 내에 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 포함하는 IPA(361)를 원하는 두께가 되도록 충전해도 좋다. 그러나, 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 포함하는 IPA(361)가 점성을 가질 경우에는 프레임을 필요로 하지 않고 원하는 두께로 도포할 수 있다.In order to apply the IPA 361 including the rod-shaped
IPA나 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, …, 또는 그들의 혼합물, 또는, 다른 유기물로 이루어지는 액체, 또는 물 등의 액체는 봉형상 구조 발광 소자(2360)의 배열 공정을 위해서는 점성이 낮을수록 바람직하고, 또한 가열에 의해 증발되기 쉬운 쪽이 바람직하다. IPA, ethylene glycol, propylene glycol,… Or a mixture thereof, or a liquid composed of other organic substances, or a liquid such as water, the lower the viscosity is preferable for the arrangement process of the rod-shaped structure
이어서, 금속 전극(2351,2352) 사이에 전위차를 준다. 이 제 38 실시형태에서는 1V의 전위차로 하는 것이 적당했다. 금속 전극(2351,2352)의 전위차는 0.1~10V를 인가할 수 있지만 0.1V 이하에서는 봉형상 구조 발광 소자(2360)의 배열이 나빠지고, 10V 이상에서는 금속 전극간의 절연이 문제가 되기 시작한다. 따라서, 1~5V가 바람직하고, 더욱이는 1V 정도로 하는 것이 바람직하다.Subsequently, a potential difference is provided between the
도 101은 상기 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 금속 전극(2351,2352) 상에 배열하는 원리를 나타내고 있다. 도 101에 나타내는 바와 같이, 금속 전극(2351)에 전위(VL)를 인가하고 금속 전극(2352)에 전위[VR(VL<VR)]를 인가하면 금속 전극(2351)에는 부전하가 유기되고 금속 전극(2352)에는 정전하가 유기된다. 거기에 봉형상 구조 발광 소자(2360)가 접근하면 봉형상 구조 발광 소자(2360)에 있어서 금속 전극(2351)에 가까운 측에 정전하가 유기되고 금속 전극(2352)에 가까운 측에 부전하가 유기된다. 이 봉형상 구조 발광 소자(2360)에 전하가 유기되는 것은 정전유도에 의한다. 즉, 전계중에 놓여진 봉형상 구조 발광 소자(2360)는 내부의 전계가 0이 될 때까지 표면에 전하가 유기되는 것에 의한다. 그 결과, 각 전극과 봉형상 구조 발광 소자(2360) 사이에 정전력에 의해 인력(引力)이 작용하고, 봉형상 구조 발광 소자(2360)는 금속 전극(2351,2352) 사이에 생기는 전기력선을 따름과 아울러, 각 봉형상 구조 발광 소자(2360)에 유기된 전하가 거의 같으므로 전하에 의한 반발력에 의해 거의 등간격으로 일정 방향으로 규칙적으로 배열된다. 그러나, 예컨대, 제 36 실시형태의 도 95에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자(2001)에서는 축방향 끝면(2011a)의 방향은 일정하게 되지 않고 랜덤하게 된다(다른 실시형태나 변형예의 봉형상 구조 발광 소자에서도 마찬가지임).FIG. 101 illustrates a principle of arranging the rod-shaped structure
이상과 같이, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2360)가 금속 전극(2351,2352) 사이에 발생한 외부 전장에 의해 봉형상 구조 발광 소자(2360)에 전하를 발생시키고, 전하의 인력에 의해 금속 전극(2351,2352)에 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 흡착시키므로 봉형상 구조 발광 소자(2360)의 크기는 액체중에서 이동 가능한 크기인 것이 필요하다. 따라서, 봉형상 구조 발광 소자(2360)의 크기는 액체의 도포량(두께)에 의해 변화된다. 액체의 도포량이 적을 경우에는 봉형상 구조 발광 소자(2360)는 나노 오더 사이즈이여야만 하지만 액체의 도포량이 많을 경우에는 마이크로 오더 사이즈이여도 상관 없다.As described above, the rod-shaped structure
상기 봉형상 구조 발광 소자(2360)가 전기적으로 중성이 아니라 플러스 또는 마이너스로 대전하고 있을 경우에는 금속 전극(2351,2352) 사이에 정적(靜的)인 전위차(DC)를 주는 것만으로는 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 안정되게 배열할 수 없다. 예컨대, 봉형상 구조 발광 소자(2360)가 정미(正味)로서 플러스로 올바르게 대전한 경우에는 정전하가 유기되어 있는 금속 전극(2352)과의 인력이 상대적으로 약해진다. 그 때문에, 봉형상 구조 발광 소자(2360)의 배열이 비대상(非對象)이 된다.When the rod-shaped structure
그러한 경우에는, 도 102에 나타내는 바와 같이, 금속 전극(2351,2352) 사이에 AC 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 도 102에 있어서는 금속 전극(2352)에 기준 전위를, 금속 전극(2351)에는 진폭(VPPL/2)의 AC 전압을 인가하고 있다. 이렇게 함에 따라, 봉형상 구조 발광 소자(2360)가 대전하고 있는 경우에도 배열을 대상으로 유지할 수 있다. 또한, 이 경우의 금속 전극(2352)에 주는 교류 전압의 주파수는 10㎐~1㎒로 하는 것이 바람직하고, 50㎐~1㎑로 하는 것이 가장 배열이 안정되며 보다 바람직하다. 또한, 금속 전극(2351,2352) 사이에 인가하는 AC 전압은 정현파에 한정되지 않고, 구형파, 삼각파, 톱니파 등 주기적으로 변동하는 것이면 좋다. 또한, VPPL은 1V 정도로 하는 것이 바람직했다.In such a case, as shown in FIG. 102, it is preferable to apply an AC voltage between the
이어서, 상기 금속 전극(2351,2352) 상에 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 배열시킨 후, 절연성 기판(2350)을 가열함으로써 액체를 증발시켜 건조시키고, 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 금속 전극(2351,2352) 사이의 전기력선을 따라 등간격으로 배열시켜 고착시킨다.Subsequently, after arranging the rod-shaped structure
도 103은 상기 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 배열한 절연성 기판(2350)의 평면도를 나타내고 있다. 이 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 배열한 절연성 기판(2350)을 액정 표시 장치 등의 백라이트에 이용함으로써 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 백라이트를 실현할 수 있다. 또한, 이 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 배열한 절연성 기판(2350)을 조명 장치로서 이용함으로써 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 조명 장치를 실현할 수 있다.103 is a plan view of an
또한, 도 104는 상기 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 배열한 절연성 기판을 이용한 표시 장치의 평면도를 나타내고 있다. 도 104에 나타내는 바와 같이, 표시 장치(2300)는 절연성 기판(2310) 상에 표시부(2301), 논리 회로부(2302), 논리 회로부(2303), 논리 회로부(2304) 및 논리 회로부(2305)를 구비하는 구성으로 되어 있다. 상기 표시부(2301)에는 매트릭스상으로 배치된 화소에 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 배열하고 있다.104 is a plan view of a display device using an insulating substrate on which the rod-shaped structure
도 105는 상기 표시 장치(2300)의 표시부(2301)의 요부의 회로도를 나타내고 있고, 상기 표시 장치(2300)의 표시부(2301)는, 도 105에 나타내는 바와 같이, 서로 교차하는 복수개의 주사 신호선(GL)(도 105에서는 1개만을 나타냄)과 복수개의 데이터 신호선(SL)(도 105에서는 1개만을 나타냄)을 구비하고 있고, 인접하는 2개의 주사 신호선(GL)과 인접하는 2개의 데이터 신호선(SL)으로 포위된 부분에 화소가 매트릭스상으로 배치되어 있다. 이 화소는 게이트가 주사 신호선(GL)에 접속되고 소스가 데이터 신호선(SL)에 접속된 스위칭 소자(Q1)와, 그 스위칭 소자(Q1)의 드레인에 게이트가 접속된 스위칭 소자(Q2)와, 상기 스위칭 소자(Q2)의 게이트에 일단이 접속된 화소 용량(C)과, 상기 스위칭 소자(Q2)에 의해 구동되는 복수개의 발광 다이오드(D1~Dn)[봉형상 구조 발광 소자(2360)]를 갖고 있다.FIG. 105 shows a circuit diagram of the main portion of the
상기 봉형상 구조 발광 소자(2360)의 pn의 극성은 한쪽으로 정렬되어 있지 않고 랜덤하게 배열되어 있다. 이 때문에, 구동시는 교류 전압에 의해 구동되어서 다른 극성의 봉형상 구조 발광 소자(2360)가 교대로 발광하게 된다.The polarities of pn of the rod-shaped structure
또한, 상기 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 독립된 전위가 각각 부여되는 2개의 전극(2351,2352)을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판(2350)을 작성하고, 그 절연성 기판(2350) 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 포함한 액체를 도포한다. 그 후, 2개의 전극(2351,2352)에 독립된 전압을 각각 인가해서 미세한 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 2개의 전극(2351,2352)에 의해 규정되는 위치에 배열시킨다. 이것에 의해, 상기 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 소정의 절연성 기판(2350) 상에 용이하게 배열시킬 수 있다.In addition, according to the method for manufacturing the display device, an
또한, 상기 표시 장치의 제조 방법에서는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있음과 아울러 박형화와 경량화가 가능한 표시 장치를 제조할 수 있다. 또한, 봉형상 구조 발광 소자(2360)는 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 표시 장치를 실현할 수 있다.In addition, in the method of manufacturing the display device, the amount of semiconductors used can be reduced, and the display device can be manufactured thinner and lighter. In addition, the rod-shaped structure light emitting
상기 제 38 실시형태에서는 절연성 기판(2350)의 표면에 형성된 2개의 금속 전극(2351,2352)에 전위차를 부여해서 금속 전극(2351,2352) 사이에 봉형상 구조 발광 소자(2360)를 배열시켰지만, 이것에 한정되지 않고, 절연성 기판의 표면에 형성된 2개의 전극간에 제 3 전극을 형성하고, 3개의 전극에 독립된 전압을 각각 인가해서 봉형상 구조 발광 소자를 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시켜도 좋다.In the thirty-eighth embodiment, although the potential difference is applied to the two
상기 제 38 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자를 구비한 표시 장치에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 봉형상 구조 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 봉형상 구조 발광 소자를 백라이트나 조명 장치 등의 다른 장치에 적용해도 좋다.In the thirty-eighth embodiment, the display device including the rod-shaped structure light emitting element has been described, but the present invention is not limited thereto, and the rod-shaped structure light emitting element manufactured by the method for manufacturing the rod-shaped structure light emitting element of the present invention may be a backlight or the like. You may apply to other apparatuses, such as a lighting apparatus.
〔제 39 실시형태〕[39th Embodiment]
도 106은 본 발명의 제 39 실시형태의 발광 장치의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 39 실시형태의 발광 장치는, 도 106에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(316)과, 절연성 기판(316) 상에 길이 방향이 절연성 기판(316)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(310)를 구비하고 있다. 상기 봉형상 구조 발광 소자(310)는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(311)와, 상기 반도체 코어(311)의 일부를 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(312)을 갖는다. 상기 반도체 코어(311)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(311a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(311)의 타단측의 끝면은 반도체층(312)으로 덮여져 있다.106 is a perspective view of a light emitting device of a 39th embodiment of the present invention. As shown in FIG. 106, the light-emitting device of this 39th Embodiment is rod-shaped mounted on the insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(310)의 길이 방향이 절연성 기판(316)의 실장면에 평행해지도록 절연성 기판(316)에 실장된 봉형상 구조 발광 소자(310)는 반도체층(312)의 외주면과 절연성 기판(316)의 실장면이 접촉하고 있으므로 봉형상 구조 발광 소자(310)에서 발생된 열을 반도체층(312)으로부터 절연성 기판(316)으로 효율 좋게 방열할 수 있다. 따라서, 복수개 배치해도 인접하는 봉형상 발광 소자에 흡수되기 어렵고, 세워 설치된 종래기술에 비해서 광의 인출 효율이 높고 또한 방열성이 좋은 발광 장치를 실현할 수 있다. 또한, 상기 발광 장치에서는 절연성 기판(316) 상에 봉형상 구조 발광 소자(310)를 옆으로 눕혀서 배치하고 있으므로 절연성 기판(316)을 포함한 두께를 얇게 할 수 있다.The rod-shaped structured
상기 봉형상 구조 발광 소자(310)는 다음과 같이 제조한다.The rod-shaped structure light emitting
우선, n형 GaN으로 이루어지는 기판 상에 성장 구멍을 갖는 마스크를 형성한다. 마스크에는 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4) 등 반도체 코어(311) 및 반도체층(312)에 대해서 선택적으로 에칭 가능한 재료를 이용한다. 성장 구멍의 형성은 통상의 반도체 프로세스에 사용하는 공지의 리소그래피법과 드라이 에칭법을 이용할 수 있다.First, a mask having growth holes is formed on a substrate made of n-type GaN. As the mask, a material capable of selectively etching the
이어서, 마스크의 성장 구멍에 의해 노출된 기판 상에 MOCVD(Metal 0rganic Chemical Vapor Deposition: 유기 금속 기상 성장) 장치를 이용해서 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(311)를 형성한다. MOCVD 장치의 온도를 950℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를 사용하고, n형 불순물 공급용에 실란(SiH3)을, 또한 캐리어 가스로서 수소(H2)를 공급함으로써 Si를 불순물로 한 n형 GaN의 반도체 코어를 성장시킬 수 있다. 이 때, 성장하는 반도체 코어(311)의 직경은 상기 마스크의 성장 구멍의 지름으로 정할 수 있다. 성장한 n형 GaN은 육방정계의 결정 성장이 되고, 기판 표면에 대해서 수직 방향을 c축방향으로 해서 성장시킴으로써 육각 기둥 형상의 반도체 코어가 얻어진다.Subsequently, n-type GaN is crystal-grown on a substrate exposed by a growth hole of a mask using a MOCVD (Metal 0rganic Chemical Vapor Deposition) device to form a rod-shaped
이어서, 봉형상의 반도체 코어(311)를 덮도록 기판 전체면에 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층을 형성한다. MOCVD 장치의 온도를 960℃ 정도로 설정하고, 성장 가스로서 트리메틸갈륨(TMG) 및 암모니아(NH3)를, p형 불순물 공급용에 비스시클로펜타디에닐마그네슘(Cp2Mg)을 이용함으로써 마그네슘(Mg)을 불순물로 하는 p형 GaN을 성장시킬 수 있다.Subsequently, a semiconductor layer made of p-type GaN is formed on the entire surface of the substrate so as to cover the rod-shaped
이어서, 리프트 오프에 의해 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분을 제외한 영역과 마스크를 제거해서 봉형상의 반도체 코어(311)의 기판측 외주면을 노출시켜 노출 부분(311a)을 형성한다. 이 상태에서 상기 반도체 코어(311)의 기판과 반대인 측의 끝면은 반도체층(312)에 의해 덮여져 있다. 마스크가 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(Si3N4)으로 구성되어 있을 경우, 불산(HF)을 함유한 용액을 이용함으로써 용이하게 반도체 코어 및 반도체 코어를 덮는 반도체층 부분에 영향을 주지 않고 마스크를 에칭할 수 있고, 마스크와 함께 마스크 상의 반도체 코어를 덮는 반도체층의 부분을 제외한 영역을 리프트 오프에 의해 제거할 수 있다. 이 실시형태에 있어서는 제거된 마스크의 막 두께에 의해 반도체 코어(311)의 노출 부분(311a)의 길이가 결정된다. 이 실시형태의 노출 공정에서는 리프트 오프를 이용했지만 에칭에 의해 반도체 코어의 일부를 노출시켜도 좋다.Subsequently, a region except for the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core and the mask are removed by lift-off, thereby exposing the substrate-side outer peripheral surface of the rod-shaped
이어서, 이소프로필알콜(IPA) 수용액 중에 기판을 담그고, 초음파(예컨대 수십㎑)를 이용해서 기판을 기판 평면을 따라 진동시킴으로써 기판 상에 세워 설치하는 반도체 코어(311)의 기판측에 가까운 근원이 절곡되도록 반도체층(312)으로 덮여진 반도체 코어(311)에 대해서 응력이 작용하여 반도체층(312)으로 덮여진 반도체 코어(311)가 기판으로부터 분리된다.Subsequently, the source close to the substrate side of the
이렇게 해서, n형 GaN으로 이루어지는 기판으로부터 분리된 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 제조할 수 있다. n형 GaN으로 이루어지는 기판으로부터 분리된 봉형상 구조 발광 소자는 IPA 수용액 중에 분산된 상태로 얻어지므로, 이 분산액을 절연성 기판(316)의 실장면에 도포해서 건조시킴으로써 절연성 기판(316)의 실장면에 평행해지도록 배치할 수 있다.In this way, a fine rod-shaped structure light emitting element separated from the substrate made of n-type GaN can be manufactured. Since the rod-shaped structure light emitting device separated from the substrate made of n-type GaN is obtained in a dispersed state in the IPA aqueous solution, the dispersion is applied to the mounting surface of the insulating
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 반도체층(312)이 반도체 코어(311)의 외주면으로부터 반경 방향 외향으로 결정 성장하고, 지름 방향의 성장 거리가 짧고 또한 결함이 외향으로 회피되므로 결정 결함이 적은 반도체층(312)에 의해 반도체 코어(311)를 덮을 수 있다. 따라서, 특성이 양호한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다.In the rod-shaped light emitting device, the
상기 구성의 봉형상 구조 발광 소자에 의하면, 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(311)를 덮도록, 또한, 반도체 코어(311)의 일부의 외주면이 노출되도록 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(312)을 형성함으로써 마이크로 오더 사이즈나 나노 오더 사이즈의 미세한 봉형상 구조 발광 소자이여도 반도체 코어(311)의 노출 부분(311a)을 n측 전극에 접속하고 반도체 코어(311)를 덮는 반도체층(312)의 부분에 p측 전극을 접속시킬 수 있게 된다. 이 봉형상 구조 발광 소자는 반도체 코어(311)의 노출 부분(311a)에 n측 전극을 접속하고 반도체층(312)에 p측 전극을 접속해서 반도체 코어(311)의 외주면과 반도체층(312)의 내주면의 pn 접합부에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 p측 전극으로부터 n측 전극으로 전류를 흘려보냄으로써 pn 접합부로부터 광이 방출된다. 이 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체층(312)으로 덮여진 반도체 코어(311)의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높다. 따라서, 간단한 구성으로 전극 접속이 용이하게 가능한 발광 효율이 높은 미세한 봉형상 구조 발광 소자를 실현할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 기판과 일체가 아니므로 장치로의 실장의 자유도가 높다.According to the rod-shaped structure light emitting device having the above structure, the
여기서, 미세한 봉형상 구조 발광 소자는, 예컨대 직경이 1㎛이고 길이 20㎛인 마이크로 오더 사이즈나, 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있고, 발광 소자를 이용한 장치의 박형화와 경량화가 가능한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치 등을 실현할 수 있다.Here, the fine rod-shaped light emitting device is, for example, a micro order size having a diameter of 1 µm and a length of 20 µm, or a nano order size having at least a diameter of less than 1 µm in diameter or length. In addition, the rod-shaped structure light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and can realize a backlight, an illumination device, a display device, and the like, which can reduce the thickness and weight of the device using the light emitting device.
또한, 상기 반도체 코어(311)의 반도체층(312)으로 덮여진 영역의 외주면과 반도체 코어(311)의 노출 영역의 외주면이 연속하고 있음으로써 반도체 코어(311)의 노출 영역이 반도체층(312)의 외경보다 가늘게 되어 있으므로, 제조 공정에 있어서 기판 상에 세워 설치하도록 형성된 반도체 코어(311)의 노출 영역의 기판측에서 절곡되기 쉬워져 제조가 용이해진다.In addition, since the outer circumferential surface of the region covered by the
또한, 상기 반도체 코어(311)의 일단측의 외주면이, 예컨대 5㎛ 정도 노출되어 있음으로써 리프트 오프법이나 나노 임프린트법 등 통상의 가공 정밀도를 갖는 공지의 반도체 프로세스를 이용해서 용이하게 반도체 코어(311)의 일단측의 외주면의 노출 부분(311a)에 한쪽의 전극(배선)을 접속하고 반도체 코어(311)의 타단측의 반도체층(312)에 전극(배선)을 접속하는 것이 가능하게 되고, 양단에 전극을 떼어 놓아서 접속할 수 있고, 반도체층(312)에 접속하는 전극과 반도체 코어(311)의 노출 부분이 단락되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.In addition, since the outer peripheral surface of one end side of the
또한, 상기 반도체 코어(311)의 타단측의 끝면을 반도체층(312)에 의해 덮고 있음으로써 반도체 코어(311)의 노출 부분(311a)과 반대인 측의 끝면을 덮는 반도체층(312)의 부분에 반도체 코어(311)와 단락시키지 않고 전극을 용이하게 접속시킬 수 있다. 이것에 의해, 미세한 봉형상 구조 발광 소자의 양단에 전극을 용이하게 접속시킬 수 있게 된다.In addition, the portion of the
또한, 상기 반도체 코어(311)의 반도체층(312)으로 덮여진 영역의 외주면과 반도체 코어(311)의 노출 영역의 외주면이 연속하고 있음으로써 반도체 코어(311)의 노출 영역이 반도체층(312)의 외경보다 가늘게 되어 있으므로, 제조 공정에 있어서 기판 상에 세워 설치하도록 형성된 반도체 코어(311)의 노출 영역의 기판측에서 절곡되기 쉬워져 제조가 용이해진다.In addition, since the outer circumferential surface of the region covered by the
〔제 40 실시형태〕[40th Embodiment]
도 107은 본 발명의 제 40 실시형태의 발광 장치의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 40 실시형태의 발광 장치는, 도 107에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(326)과, 절연성 기판(326) 상에 길이 방향이 절연성 기판(326)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(320)를 구비하고 있다. 상기 봉형상 구조 발광 소자(320)는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(321)와, 상기 반도체 코어(321)의 일부를 덮도록 형성된 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(322)과, 상기 양자우물층(322)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(323)을 갖는다. 상기 반도체 코어(321)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(321a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(321)의 타단측의 끝면은 양자우물층(322)과 반도체층(323)으로 덮여져 있다.107 has shown the perspective view of the light-emitting device of 40th Embodiment of this invention. As shown in FIG. 107, the light-emitting device of this 40th Embodiment is rod-shaped mounted on the insulating
상기 제 40 실시형태의 발광 장치에서는, 제 39 실시형태의 발광 장치의 봉형상 구조 발광 소자와 마찬가지로, MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN으로 이루어지는 기판 상에 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(321)를 형성한다.In the light-emitting device of the forty-fifth embodiment, like the rod-shaped structure light-emitting device of the light-emitting device of the thirty-ninth embodiment, a rod-shaped semiconductor core is formed by growing n-type GaN on a substrate made of n-type GaN using a MOCVD device. 321 is formed.
상기 제 40 실시형태의 발광 장치는 제 39 실시형태의 발광 장치와 동일한 효과를 갖는다.The light emitting device of the forty embodiment has the same effect as the light emitting device of the forty ninth embodiment.
또한, 상기 반도체 코어(321)와 반도체층(323) 사이에 양자우물층(322)을 형성함으로써 양자우물층(322)의 양자 구속 효과에 의해 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. MOCVD 장치 내로 전술한 바와 같이 n형 GaN의 반도체 코어(321)를 성장시킨 후, 발광 파장에 따라 설정 온도를 600℃로부터 800℃로 변경하고, 캐리어 가스에 질소(N2), 성장 가스에 TMG 및 NH3, 트리메틸인듐(TMI)을 공급함으로써 n형 GaN의 반도체 코어(321) 상에 InGaN 양자우물층(322)을 형성할 수 있다. 그 후, 또한 설정 온도를 960℃로 하고, 전술한 바와 같이, 성장 가스로서 TMG 및 NH3을 사용하고, p형 불순물 공급용에 Cp2Mg를 이용함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(323)을 형성할 수 있다. 또한, 이 양자우물층은 InGaN층과 p형 GaN층 사이에 전자 블록층으로서 p형 AlGaN층을 넣어도 좋다, 또한, GaN의 장벽층과 InGaN의 양자우물층을 적층한 다중 양자우물구조이여도 좋다.In addition, by forming the
〔제 41 실시형태〕[41th Embodiment]
도 108은 본 발명의 제 41 실시형태의 발광 장치의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 41 실시형태의 발광 장치는, 도 108에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(336)과, 절연성 기판(336) 상에 길이 방향이 절연성 기판(336)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(330)를 구비하고 있다. 상기 봉형상 구조 발광 소자(330)는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(331)와, 상기 반도체 코어(331)의 일부를 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(332)과, 상기 반도체층(332)을 덮도록 형성된 투명 전극(333)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(331)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(331a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(331)의 타단측의 끝면은 반도체층(332)과 투명 전극(333)으로 덮여져 있다. 상기 투명 전극(333)은 막 두께 200㎚의 ITO(주석 첨가 산화 인듐)에 의해 형성되어 있다. MOCVD 장치로 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(332)까지 형성한 후, n형 GaN으로 이루어지는 기판마다 MOCVD 장치로부터 증착 장치, 또는 스퍼터 장치로 이동해서 반도체층(332)을 덮도록 ITO를 성막한다. ITO막의 성막 후, 500℃~600℃에서 열처리를 행함으로써 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(332)과 ITO로 이루어지는 투명 전극(333) 사이의 저항을 낮출 수 있다. 또한, 투명 전극은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다. Ag/Ni의 적층 금속막의 성막에는 증착법 또는 스퍼터법을 이용할 수 있다. 보다 전극층의 저항을 낮추기 위해서 상기 1TO를 성막 후에 Ag/Ni의 적층 금속막을 적층해도 좋다.108 is a perspective view of a light emitting device of a forty-first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 108, the light emitting device of the forty-first embodiment is a rod-shaped package in which the longitudinal direction is parallel to the mounting surface of the insulating
상기 투명 전극(334)의 반도체 코어(331)의 노출 부분(331a)과 반대인 측의 끝에 전극(또는 배선)을 접속함으로써 그 전극과 반도체 코어(331)가 단락되는 것을 용이하게 방지할 수 있음과 아울러 투명 전극(334)에 접속되는 전극(또는 배선)을 굵게 할 수 있으므로 전극(또는 배선)을 통해서 열을 효율 좋게 방열할 수 있다.By connecting an electrode (or wiring) to the end of the transparent electrode 334 opposite to the exposed
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(330)는 반도체 코어(331)의 노출 부분(331a)에 n측 전극(도시 생략)을 접속하고 타단측의 투명 전극(334)에 p측 전극(도시 생략)을 접속하고 있다. p측 전극이 투명 전극(334)의 끝에 접속되어 있으므로 발광 영역을 전극으로 차단하는 면적을 최소한으로 할 수 있어 광의 인출 효율을 높일 수 있다.In addition, the rod-shaped structure light emitting
상기 제 41 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자에서는, 제 39 실시형태의 발광 장치의 봉형상 구조 발광 소자와 마찬가지로, MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN으로 이루어지는 기판 상에 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(331)를 형성한다.In the rod-shaped structure light emitting element of the forty-first embodiment, like the rod-shaped structure light emitting element of the light-emitting device of the forty-ninth embodiment, by using a MOCVD apparatus, n-type GaN is crystal-grown on a substrate made of n-type GaN and rod-shaped; The
상기 제 41 실시형태의 발광 장치는 제 39 실시형태의 발광 장치와 동일한 효과를 갖는다.The light emitting device of the forty-first embodiment has the same effect as the light emitting device of the forty-ninth embodiment.
또한, 상기 반도체층(332)을 덮도록 투명 전극(333)을 형성하는 것에 의해서 반도체층(332)을 투명 전극(333)을 통해서 전극에 접속함으로써 전극 접속 부분에 전류가 집중해서 편중됨이 없이 넓은 전류 경로를 형성해서 소자 전체를 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다. 특히, n형 반도체로 이루어지는 반도체 코어와 p형 반도체로 이루어지는 반도체층의 구성에서는 p형 반도체로 이루어지는 반도체층이 불순물 농도를 높이기 어려워 저항이 크기 때문에 전극 접속 부분에 전류가 집중되기 쉽지만, 투명 전극에 의해 넓은 전류 경로를 형성해서 소자 전체를 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다.In addition, the
〔제 42 실시형태〕[42th Embodiment]
도 109는 본 발명의 제 42 실시형태의 발광 장치의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 42 실시형태의 발광 장치는, 도 109에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(346)과, 절연성 기판(346) 상에 길이 방향이 절연성 기판(346)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(340)를 구비하고 있다. 상기 봉형상 구조 발광 소자(340)는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(341)와, 상기 반도체 코어(341)의 일부를 덮도록 형성된 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(342)과, 상기 양자우물층(342)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(343)과, 상기 반도체층(343)을 덮도록 형성된 투명 전극(344)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(341)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(341a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(341)의 타단측의 끝면은 양자우물층(342)과 반도체층(343)과 투명 전극(344)으로 덮여져 있다. 상기 투명 전극(343)은 ITO(주석 첨가 산화 인듐)에 의해 형성되어 있다. 또한, 투명 전극은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다.109 has shown the perspective view of the light-emitting device of 42nd Embodiment of this invention. As shown in FIG. 109, the light-emitting device of this 42nd Embodiment is rod-shaped mounted on the insulating
상기 투명 전극(344)의 반도체 코어(341)의 노출 부분(341a)과 반대인 측의 끝에 전극(또는 배선)을 접속함으로써 그 전극이 반도체 코어(341)측과 단락되는 것을 용이하게 방지할 수 있음과 아울러, 투명 전극(344)에 접속되는 전극(또는 배선)을 굵게 또는 단면적을 크게 할 수 있으므로 전극(또는 배선)을 통해서 열을 효율 좋게 방열할 수 있다.By connecting an electrode (or wiring) to the end of the
또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(340)는 반도체 코어(341)의 노출 부분(341a)에 n측 전극(도시 생략)을 접속하고 타단측의 투명 전극(344)에 p측 전극(도시 생략)을 접속하고 있다. p측 전극이 투명 전극의 끝에 접속되어 있으므로 발광 영역을 전극으로 차단하는 면적을 최소한으로 할 수 있어 광의 인출 효율을 높일 수 있다.In addition, the rod-shaped structure light emitting
상기 제 42 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자에서는, 제 39 실시형태의 발광 장치의 봉형상 구조 발광 소자와 마찬가지로, MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN으로 이루어지는 기판 상에 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(321)를 형성한다.In the rod-shaped structure light emitting device of the forty-second embodiment, like the rod-shaped structure light emitting device of the light-emitting device of the forty-ninth embodiment, the rod-shaped GaN crystal is grown on a substrate made of n-type GaN by using a MOCVD apparatus. The
상기 제 42 실시형태의 발광 장치는 제 40 실시형태의 발광 장치와 동일한 효과를 갖는다.The light emitting device of the forty-second embodiment has the same effect as the light emitting device of the forty-fourth embodiment.
또한, 상기 반도체층(343)을 덮도록 투명 전극(344)을 형성하는 것에 의해서 반도체층(343)을 투명 전극(344)을 통해서 p측 전극에 접속함으로써 전극 접속 부분에 전류가 집중해서 편중됨이 없이 넓은 전류 경로를 형성해서 소자 전체를 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다. 특히, n형 반도체로 이루어지는 반도체 코어와 p형 반도체로 이루어지는 반도체층의 구성에서는 p형 반도체로 이루어지는 반도체층이 불순물 농도를 높이기 어려워 저항이 크기 때문에 전극 접속 부분에 전류가 집중되기 쉽지만, 투명 전극에 의해 넓은 전류 경로를 형성해서 소자 전체를 발광시킬 수 있어 발광 효율이 더욱 향상된다.In addition, by forming the
〔제 43 실시형태〕[43th Embodiment]
도 110은 본 발명의 제 43 실시형태의 발광 장치의 측면도를 나타내고 있다. 이 제 43 실시형태의 발광 장치는, 도 110에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(356)과, 절연성 기판(356) 상에 길이 방향이 절연성 기판(356)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(350)를 구비하고 있다. 상기 봉형상 구조 발광 소자(350)는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(351)와, 상기 반도체 코어(351)의 일부를 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(352)과, 상기 반도체층(352)을 덮도록 형성된 투명 전극(353)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(351)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(351a)이 형성되어 있다. 상기 투명 전극(353) 위 또한 절연성 기판(356)측에 A1로 이루어지는 금속층(354)을 형성하고 있다. 상기 금속층(354)은 투명 전극(353)의 외주면의 하측 대략 절반 정도를 덮고 있다. 또한, 반도체 코어(351)의 타단측의 끝면은 반도체층(352)과 투명 전극(353)으로 덮여져 있다. 상기 투명 전극(353)은 ITO에 의해 형성되어 있다. 또한, 투명 전극은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다. 또한, 금속층(354)은 Al에 한정되지 않고, Cu, W, Ag, Au 등을 이용해도 좋다. 상기 제 43 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자에서는, 제 41 실시형태의 발광 장치의 봉형상 구조 발광 소자와 마찬가지로, MOCVD 장치를 이용해서 n형 GaN으로 이루어지는 기판 상에 n형 GaN을 결정 성장시켜서 봉형상의 반도체 코어(351)를 형성하고, 동 MOCVD 장치 내에서 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(352)까지 형성한 후, 증착 장치로 이동해서 반도체층(352)을 덮도록 ITO로 이루어지는 투명 전극(353)을 형성한다. ITO막의 성막 후의 500℃~600℃에서 열처리를 행한 후, 증착 장치로 이동하고, 투명 전극(353)을 덮도록 Al을 성막한다. 다음으로, 상기 제 39 실시형태와 마찬가지로, 리프트 오프에 의해 반도체 코어를 덮는 반도체층, 투명 전극, 및 Al층, 및 마스크를 제거하고, 반도체 코어(351)의 일부를 노출시킨 후, 초음파를 이용해서 n형 GaN으로 이루어지는 기판으로부터 봉형상 구조 발광 소자를 분리한다. 그리고, 절연성 기판(356)의 실장면에 봉형상 구조 발광 소자의 길이 방향이 평행하게 배치한다. 또한, 이방성 드라이 에칭에 의해 상기 Al로 이루어지는 금속층 중 투명 전극(353) 위 또한 절연성 기판(356)측이 아닌 부분을 에치 백(etch back)함으로써 투명 전극(353)의 외주면의 하측 대략 절반 정도를 덮는 금속층(354)을 형성할 수 있다. Al로 이루어지는 금속층의 에치 백은 반도체 프로세스에서 사용하는 공지의 Al의 드라이 에칭 방법을 사용할 수 있다.110 is a side view of the light-emitting device of the 43rd embodiment of the present invention. As shown in FIG. 110, the light-emitting device of the forty-third embodiment is a rod-shaped package in which the longitudinal direction is parallel to the mounting surface of the insulating
상기 제 43 실시형태의 발광 장치는 제 41 실시형태의 발광 장치와 동일한 효과를 갖는다.The light emitting device of the forty-third embodiment has the same effects as the light emitting device of the forty-first embodiment.
상기 투명 전극(353) 위 또한 절연성 기판(356)측에 형성된 금속층(354)에 의해 봉형상 구조 발광 소자(350)로부터 절연성 기판(356)측으로 방사된 광을 금속층(354)에 의해 반사하므로 광의 인출 효율이 향상된다.The light emitted from the rod-shaped structure light emitting
〔제 44 실시형태〕[44th Embodiment]
도 111은 본 발명의 제 44 실시형태의 발광 장치의 측면도를 나타내고 있다. 이 제 44 실시형태의 발광 장치는, 도 111에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(366)과, 절연성 기판(366) 상에 길이 방향이 절연성 기판(366)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(360)를 구비하고 있다. 상기 봉형상 구조 발광 소자(360)는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(361)와, 상기 반도체 코어(361)의 일부를 덮도록 형성된 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(362)과, 상기 양자우물층(362)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(363)과, 상기 반도체층(363)을 덮도록 형성된 투명 전극(364)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(361)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(361a)이 형성되어 있다. 상기 투명 전극(364) 위 또한 절연성 기판(366)측에 Al로 이루어지는 금속층(365)을 형성하고 있다. 상기 금속층(365)은 투명 전극(364)의 외주면의 하측 대략 절반 정도를 덮고 있다. 상기 투명 전극(364)은 ITO에 의해 형성되어 있다. 또한, 투명 전극은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 두께 5㎚의 Ag/Ni의 적층 금속막 등을 이용해도 좋다. 또한, 금속층(365)은 Al에 한정되지 않고, Cu, W, Ag, Au 등을 이용해도 좋다.111 is a side view of the light emitting device of the forty-fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 111, the light-emitting device of this 44th Embodiment is rod-shaped mounted on the insulating
또한, 도 112는 상기 발광 장치의 단면도를 나타내고 있고, 반도체 코어(361)의 타단측의 끝면은 양자우물층(362)과 반도체층(363)과 투명 전극(364)으로 덮여져 있다.112 shows a cross-sectional view of the light emitting device, and an end surface of the other end side of the
상기 제 44 실시형태의 발광 장치는 제 42 실시형태의 발광 장치와 동일한 효과를 갖는다.The light emitting device of the forty-fourth embodiment has the same effect as the light emitting device of the forty-second embodiment.
상기 투명 전극(364) 위 또한 절연성 기판(366)측에 형성된 금속층(365)에 의해 봉형상 구조 발광 소자(360)로부터 절연성 기판(366)측으로 방사된 광을 금속층(365)에 의해 반사하므로 광의 인출 효율이 향상된다.The light emitted from the rod-shaped structure light emitting
상기 제 39~제 44 실시형태에서는 Si를 도핑한 n형 GaN과 Mg를 도핑한 p형 GaN을 이용했지만 GaN에 도핑하는 불순물은 이것에 한정되지 않는다. n형에서는 Ge, p형에서는 Zn 등을 이용할 수 있다.In the 39th to 44th embodiments, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but impurities doped into GaN are not limited thereto. Ge may be used in the n-type, and Zn may be used in the p-type.
또한, 상기 제 39~제 44 실시형태에서는 단면이 거의 육각형인 봉형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 단면이 원형 또는 타원인 봉형상이여도 좋고, 단면이 삼각형 등의 다른 다각 형상인 봉형상의 반도체 코어를 갖는 봉형상 구조 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다. 성장 방향이나 성장 온도 등의 성장 조건에 의존하지만, 성장시키는 반도체 코어의 직경이 수십㎚로부터 수백㎚ 정도의 작은 경우에 단면이 거의 원형에 가까운 형상이 되기 쉬운 경향이 있고, 직경이 0.5㎛ 정도로부터 수㎛로 커지면 단면을 거의 육각형으로 성장시키는 것이 용이해지는 경향이 있다.In addition, although the rod-shaped structure light emitting element which has the rod-shaped semiconductor core whose cross section is substantially hexagon was demonstrated in the said 39th-44th embodiment, it is not limited to this, The cross-section may be circular or elliptical rod shape, You may apply this invention to the rod-shaped structure light emitting element which has the rod-shaped semiconductor core whose cross section is another polygonal shape, such as a triangle. Although depending on growth conditions such as growth direction and growth temperature, when the diameter of the semiconductor core to be grown is small, about tens of nanometers to several hundreds of nanometers, the cross-section tends to be nearly circular in shape, and the diameter is about 0.5 μm. If the thickness is increased to several micrometers, the cross section may be easily grown in a hexagon.
예컨대, 도 113에 나타내는 바와 같이, 봉형상 구조 발광 소자(370)는 단면이 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(371)와, 상기 반도체 코어(371)의 일부를 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(372)과, 상기 반도체층(372)을 덮도록 형성된 투명 전극(373)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(371)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(371a)이 형성되어 있다. 상기 투명 전극(373) 위 또한 기판(376)측에 Al로 이루어지는 금속층(374)을 형성하고 있다. 또한, 반도체 코어(371)의 타단측의 끝면은 반도체층(372)과 투명 전극(373)으로 덮여져 있다.For example, as shown in FIG. 113, the rod-shaped structure
또한, 도 114에 나타내는 바와 같이, 봉형상 구조 발광 소자(380)는 단면이 거의 원형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(381)와, 상기 반도체 코어(381)의 일부를 덮도록 형성된 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(382)과, 상기 양자우물층(382)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(383)과, 상기 반도체층(383)을 덮도록 형성된 투명 전극(384)을 구비하고 있다. 상기 반도체 코어(381)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(381a)이 형성되어 있다. 상기 투명 전극(384) 위 또한 기판(386)측에 Al로 이루어지는 금속층(385)을 형성하고 있다. 또한, 반도체 코어(381)의 타단측의 끝면은 양자우물층(382)과 반도체층(383)과 투명 전극(384)으로 덮여져 있다.As shown in FIG. 114, the rod-shaped structure
〔제 45 실시형태〕[45th Embodiment]
도 115는 본 발명의 제 45 실시형태의 발광 장치의 측면도를 나타내고, 도 116은 상기 발광 장치의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 45 실시형태에서는 상기 제 1~제 44 실시형태의 발광 장치의 봉형상 구조 발광 소자 중 어느 하나를 이용한다. 도 116에서는 제 40 실시형태의 발광 장치의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 구성의 봉형상 구조 발광 소자를 나타내고 있다.115 is a side view of the light emitting device of the 45th embodiment of the present invention, and 116 is a perspective view of the light emitting device. In this 45th embodiment, any one of the rod-shaped structure light emitting elements of the light emitting device of the first to 44th embodiments is used. In FIG. 116, the rod-shaped structure light emitting element of the same structure as the rod-shaped structure light emitting element of the light-emitting device of 40th Embodiment is shown.
이 제 45 실시형태의 발광 장치는, 도 115, 도 116에 나타내는 바와 같이, 실장면에 금속 전극(451,452)이 형성된 절연성 기판(450)과, 상기 절연성 기판(450) 상에 길이 방향이 절연성 기판(450)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(460)를 구비하고 있다.115 and 116, the light emitting device of the forty-fifth embodiment has an insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(460)는, 도 116에 나타내는 바와 같이, 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(471)와, 상기 반도체 코어(471)의 일부를 덮도록 형성된 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(472)과, 상기 양자우물층(472)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(473)을 갖는다. 상기 반도체 코어(471)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(1371a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(471)의 타단측의 끝면은 양자우물층(472)과 반도체층(473)으로 덮여져 있다.As shown in FIG. 116, the rod-shaped structure
도 115, 도 116에 나타내는 바와 같이, 봉형상 구조 발광 소자(460)의 일단측의 노출 부분(1371a)이 금속 전극(451)에 접속되고 봉형상 구조 발광 소자(460)의 타단측의 반도체층(473)이 금속 전극(452)에 접속되어 있다. 여기서, 봉형상 구조 발광 소자(460)는 IPA 수용액의 건조시에 기판 표면과 봉형상 구조 발광 소자의 간극의 액적이 증발에 의해 축소될 때에 발생되는 스틱션에 의해 중앙 부분이 휘어서 절연성 기판(450) 상에 접하고 있다.115 and 116, the exposed portion 1371a on one end side of the rod-shaped structure
이어서, 상기 봉형상 구조 발광 소자(460)를 절연성 기판(450)에 배열시킨 발광 장치를 구비한 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치에 대해서 설명한다. 이 봉형상 구조 발광 소자(460)의 배열은 본 출원인이 일본 특허 출원 2007-102848(일본 특허 공개 2008-260073호 공보)로 출원한 「미세 구조체의 배열 방법 및 미세 구조체를 배열한 기판, 및 집적 회로 장치 및 표시 소자」의 발명의 기술을 이용해서 행한다.Next, the backlight, the lighting device, and the display device provided with the light emitting device in which the rod-shaped structure light emitting
도 117은 이 제 45 실시형태의 백라이트, 조명 장치 및 표시 장치에 이용하는 발광 장치의 절연성 기판의 평면도를 나타내고 있다. 도 117에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(450)의 표면에 금속 전극(451,452)을 형성하고 있다. 절연성 기판(450)은 유리, 세라믹, 산화알루미늄, 수지와 같은 절연체, 또는 실리콘과 같은 반도체 표면에 실리콘 산화막을 형성하고, 표면이 절연성을 갖는 기판이다. 유리 기판을 이용할 경우에는 표면에 실리콘 산화막, 실리콘 질화막과 같은 하지 절연막을 형성하는 것이 바람직하다.117 is a plan view of an insulating substrate of a light emitting device used for the backlight, the lighting device, and the display device of the 45th embodiment. As illustrated in FIG. 117,
상기 금속 전극(451,452)은 인쇄 기술을 이용해서 원하는 전극 형상으로 형성하고 있다. 또한, 금속막 및 감광체막을 일률적으로 적층하고, 원하는 전극 패턴을 노광하고 에칭해서 형성해도 좋다.The
도 117에서는 생략되어 있지만 금속 전극(451,452)에는 외부로부터 전위가 부여되도록 패드가 형성되어 있다. 이 금속 전극(451,452)이 대향하는 부분(배열 영역)에 봉형상 구조 발광 소자를 배열한다. 도 117에서는 봉형상 구조 발광 소자를 배열하는 배열 영역이 2×2개 배열되어 있지만 임의의 개수를 배열해도 좋다.Although omitted in FIG. 117, pads are formed on the
도 118은 도 117의 118-118선으로부터 바라본 단면 모식도이다.FIG. 118 is a schematic sectional view seen from the line 118-118 of FIG. 117.
우선, 도 118에 나타내는 바와 같이, 절연성 기판(450) 상에 봉형상 구조 발광 소자(460)를 포함한 이소프로필알콜(IPA)(161)을 얇게 도포한다. IPA(161) 외에 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 메탄올, 에탄올, 아세톤, 또는 그들의 혼합물이여도 좋다. 또는, IPA(161)는 다른 유기물로 이루어지는 액체, 물 등을 이용할 수 있다.First, as shown in FIG. 118, the isopropyl alcohol (IPA) 161 containing the rod-shaped structure
단, 액체를 통해서 금속 전극(451,452) 사이에 큰 전류가 흘러버리면 금속 전극(451,452) 사이에 원하는 전압차를 인가할 수 없게 되어버린다. 그러한 경우에는 금속 전극(451,452)을 덮도록 절연성 기판(450) 표면 전체에 10㎚~30㎚ 정도의 절연막을 코팅하면 좋다.However, if a large current flows between the
봉형상 구조 발광 소자(460)를 포함하는 IPA(161)를 도포하는 두께는 다음에 봉형상 구조 발광 소자(460)를 배열하는 공정에서 봉형상 구조 발광 소자(460)를 배열할 수 있도록 액체중에서 봉형상 구조 발광 소자(460)가 이동할 수 있는 두께이다. 따라서, IPA(161)를 도포하는 두께는 봉형상 구조 발광 소자(460)의 굵기 이상이며, 예컨대, 수㎛~수㎜이다. 도포하는 두께는 지나치게 얇으면 봉형상 구조 발광 소자(460)가 이동하기 어려워지고, 지나치게 두꺼우면 액체를 건조하는 시간이 길어진다. 또한, IPA의 양에 대해서 봉형상 구조 발광 소자(460)의 양은 1×104개/㎤~1×107개/㎤가 바람직하다.The thickness of applying the
봉형상 구조 발광 소자(460)를 포함하는 IPA(161)를 도포하기 위해서 봉형상 구조 발광 소자(460)를 배열시키는 금속 전극의 외주 주위에 프레임을 형성하고, 그 프레임 내에 봉형상 구조 발광 소자(460)를 포함하는 IPA(161)를 원하는 두께가 되도록 충전해도 좋다. 그러나, 봉형상 구조 발광 소자(460)를 포함하는 IPA(161)가 점성을 가질 경우에는 프레임을 필요로 하지 않고 원하는 두께로 도포하는 것이 가능하다.In order to apply the
IPA나 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, …, 또는 그들의 혼합물, 또는, 다른 유기물로 이루어지는 액체, 또는 물 등의 액체는 봉형상 구조 발광 소자(460)의 배열 공정을 위해서는 점성이 낮을수록 바람직하고, 또한 가열에 의해 증발되기 쉬운 쪽이 바람직하다.IPA, ethylene glycol, propylene glycol,… Or a mixture thereof, or a liquid composed of other organic substances, or a liquid such as water, the lower the viscosity is preferable for the arrangement process of the rod-shaped structure
이어서, 금속 전극(451,452) 사이에 전위차를 준다. 이 제 43 실시형태에서는 1V의 전위차로 하는 것이 적당했다. 금속 전극(451,452)의 전위차는 0.1~10V를 인가할 수 있지만 0.1V 이하에서는 봉형상 구조 발광 소자(460)의 배열이 나빠지고, 10V 이상에서는 금속 전극간의 절연이 문제로 되기 시작한다. 따라서, 1~5V가 바람직하고, 더욱이는 1V 정도로 하는 것이 바람직하다.Subsequently, a potential difference is provided between the
도 119는 상기 봉형상 구조 발광 소자(460)를 금속 전극(451,452) 상에 배열하는 원리를 나타내고 있다. 도 119에 나타내는 바와 같이, 금속 전극(451)에 전위(VL)를 인가하고 금속 전극(452)에 전위[VR(VL<VR)]를 인가하면 금속 전극(451)에는 부전하가 유기되고 금속 전극(452)에는 정전하가 유기된다. 거기에 봉형상 구조 발광 소자(460)가 접근하면 봉형상 구조 발광 소자(460)에 있어서 금속 전극(451)에 가까운 측에 정전하가 유기되고 금속 전극(452)에 가까운 측에 부전하가 유기된다. 이 봉형상 구조 발광 소자(460)에 전하가 유기되는 것은 정전유도에 의한다. 즉, 전계중에 높여진 봉형상 구조 발광 소자(460)는 내부의 전계가 0이 될 때까지 표면에 전하가 유기되는 것에 의한다. 그 결과, 각 전극과 봉형상 구조 발광 소자(460) 사이에 정전력에 의해 인력이 작용하고, 봉형상 구조 발광 소자(460)는 금속 전극(451,452) 사이에 생기는 전기력선을 따름과 아울러, 각 봉형상 구조 발광 소자(460)에 유기된 전하가 거의 같으므로 전하에 의한 반발력에 의해 거의 등간격으로 일정 방향으로 규칙적으로 배열된다. 그러나, 예컨대, 제 39 실시형태의 도 106에 나타내는 봉형상 구조 발광 소자에서는 반도체층(312)으로 덮여진 반도체 코어(311)의 노출 부분(311a)측의 방향은 일정하게 되지 않고 랜덤하게 된다(다른 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자에서도 마찬가지임).119 illustrates the principle of arranging the rod-shaped structure light emitting
이상과 같이, 봉형상 구조 발광 소자(460)가 금속 전극(451,452) 사이에 발생된 외부 전장에 의해 봉형상 구조 발광 소자(460)에 전하를 발생시키고, 전하의 인력에 의해 금속 전극(451,452)에 봉형상 구조 발광 소자(460)를 흡착시키므로, 봉형상 구조 발광 소자(460)의 크기는 액체중에서 이동 가능한 크기인 것이 필요하다. 따라서, 봉형상 구조 발광 소자(460)의 크기는 액체의 도포량(두께)에 의해 변화된다. 액체의 도포량이 적을 경우에는 봉형상 구조 발광 소자(460)는 나노 오더 사이즈이여야만 하지만 액체의 도포량이 많을 경우에는 마이크로 오더 사이즈이여도 상관 없다.As described above, the rod-shaped structure
봉형상 구조 발광 소자(460)가 전기적으로 중성이 아니라 플러스 또는 마이너스로 대전하고 있을 경우에는 금속 전극(451,452) 사이에 정적인 전위차(DC)를 주는 것만으로는 봉형상 구조 발광 소자(460)를 안정되게 배열할 수 없다. 예컨대, 봉형상 구조 발광 소자(460)가 정미로서 플러스로 대전한 경우에는 정전하가 유기되어 있는 금속 전극(452)과의 인력이 상대적으로 약해진다. 그 때문에, 봉형상 구조 발광 소자(460)의 배열이 비대상이 된다.When the rod-shaped structured
그러한 경우에는, 도 120에 나타내는 바와 같이, 금속 전극(451,452) 사이에 AC 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 도 120에 있어서는 금속 전극(451)에 기준 전위를, 금속 전극(452)에는 진폭(VPPL/2)의 AC 전압을 인가하고 있다. 이렇게 함에 따라, 봉형상 구조 발광 소자(460)가 대전하고 있는 경우에도 배열을 대상으로 유지할 수 있다. 또한, 이 경우의 금속 전극(452)에 주는 교류 전압의 주파수는 10㎐~1㎒로 하는 것이 바람직하고, 50㎐~1㎑로 하는 것이 가장 배열이 안정되어 보다 바람직하다. 또한, 금속 전극(451,452) 사이에 인가하는 AC 전압은 정현파에 한정되지 않고, 구형파, 삼각파, 톱니파 등 주기적으로 변동하는 것이면 좋다. 또한, VPPL은 1V 정도로 하는 것이 바람직했다.In such a case, as shown in FIG. 120, it is preferable to apply an AC voltage between the
이어서, 금속 전극(451,452) 상에 봉형상 구조 발광 소자(460)를 배열시킨 후, 절연성 기판(450)을 가열함으로써 액체를 증발시켜 건조시키고, 봉형상 구조 발광 소자(460)를 금속 전극(451,452) 사이의 전기력선을 따라 등간격으로 배열시켜서 고착시킨다.Subsequently, after arranging the rod-shaped structure
상기 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 독립된 전위가 각각 부여되는 2개의 전극(451,452)을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판(450)을 작성하고, 그 절연성 기판(450) 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 봉형상 구조 발광 소자(460)를 포함한 액체를 도포한다. 그 후, 2개의 전극(451,452)에 독립된 전압을 각각 인가해서 미세한 봉형상 구조 발광 소자(460)를 2개의 전극(451,452)에 의해 규정되는 위치에 배열시킨다. 이것에 의해, 상기 봉형상 구조 발광 소자(460)를 소정의 절연성 기판(450) 상에 용이하게 배열시킬 수 있다.According to the method of manufacturing the above light emitting device, an insulating
또한, 상기 발광 장치의 제조 방법에서는 사용하는 반도체의 양을 적게 할 수 있음과 아울러 박형화와 경량화가 가능한 발광 장치를 제조할 수 있다. 또한, 상기 봉형상 구조 발광 소자(460)는 반도체층으로 덮여진 반도체 코어의 전체 둘레로부터 광이 방출됨으로써 발광 영역이 넓어지므로 발광 효율이 높고 전력 절약적인 방열성이 좋은 발광 장치를 실현할 수 있다.In addition, the method of manufacturing the light emitting device can reduce the amount of semiconductor used, and can manufacture a light emitting device that can be thinner and lighter. In addition, since the rod-shaped structure light emitting
도 121은 상기 봉형상 구조 발광 소자(460)를 배열한 절연성 기판(450)의 평면도를 나타내고 있다. 이 봉형상 구조 발광 소자(460)를 배열한 절연성 기판(450)을 액정 표시 장치 등의 백라이트에 이용함으로써 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 방열성이 좋은 백라이트를 실현할 수 있다. 또한, 이 봉형상 구조 발광 소자(460)를 배열한 절연성 기판(450)을 조명 장치로서 이용함으로써 박형화와 경량화가 가능하고 또한 발광 효율이 높고 전력 절약적인 방열성이 좋은 조명 장치를 실현할 수 있다.121 is a plan view of an insulating
또한, 도 122는 상기 봉형상 구조 발광 소자(460)를 배열한 절연성 기판을 이용한 발광 장치를 구비한 표시 장치의 평면도를 나타내고 있다. 도 122에 나타내는 바와 같이, 표시 장치(3300)는 절연성 기판(3310) 상에 표시부(3301), 논리 회로부(3302), 논리 회로부(3303), 논리 회로부(3304) 및 논리 회로부(3305)를 구비하는 구성으로 되어 있다. 상기 표시부(3301)에는 매트릭스상으로 배치된 화소에 봉형상 구조 발광 소자(260)를 배열하고 있다.122 shows a plan view of a display device having a light emitting device using an insulating substrate on which the rod-shaped structure
도 123은 상기 표시 장치(3300)의 표시부(3301)의 요부의 회로도를 나타내고 있고, 상기 표시 장치(3300)의 표시부(3301)는, 도 123에 나타내는 바와 같이, 서로 교차하는 복수개의 주사 신호선(GL)(도 123에서는 1개만을 나타냄)과 복수개의 데이터 신호선(SL)(도 123에서는 1개만을 나타냄)을 구비하고 있고, 인접하는 2개의 주사 신호선(GL)과 인접하는 2개의 데이터 신호선(SL)으로 포위된 부분에 화소가 매트릭스상으로 배치되어 있다. 이 화소는 게이트가 주사 신호선(GL)에 접속되고 소스가 데이터 신호선(SL)에 접속된 스위칭 소자(Q1)와, 그 스위칭 소자(Q1)의 드레인에 게이트가 접속된 스위칭 소자(Q2)와, 상기 스위칭 소자(Q2)의 게이트에 일단이 접속된 화소 용량(C)과, 상기 스위칭 소자(Q2)에 의해 구동되는 복수개의 발광 다이오드(D1~Dn)[봉형상 구조 발광 소자(460)]를 갖고 있다.FIG. 123 shows a circuit diagram of the main portion of the
상기 봉형상 구조 발광 소자(460)의 pn의 극성은 한쪽으로 정렬되어 있지 않고 랜덤하게 배열되어 있다. 이 때문에, 구동시는 교류 전압에 의해 구동되어서 다른 극성의 봉형상 구조 발광 소자(460)가 교대로 발광하게 된다.The polarities of pn of the rod-shaped structure
〔제 46 실시형태〕[46th Embodiment]
도 124는 본 발명의 제 46 실시형태의 발광 장치의 측면도를 나타내고, 도 125는 상기 발광 장치의 사시도를 나타내고 있다. 이 제 46 실시형태에서는 상기 제 39~제 45 실시형태의 발광 장치의 봉형상 구조 발광 소자 중 어느 하나를 이용한다. 도 125에서는 제 40 실시형태의 발광 장치의 봉형상 구조 발광 소자와 동일한 구성의 봉형상 구조 발광 소자를 나타내고 있다.FIG. 124 is a side view of the light emitting device of the forty-sixth embodiment of the present invention, and FIG. 125 is a perspective view of the light emitting device. In this 46th embodiment, any one of the rod-shaped structure light emitting elements of the light emitting device of the 39th to 45th embodiments is used. 125, the rod-shaped structure light emitting element of the same structure as the rod-shaped structure light emitting element of the light-emitting device of 40th Embodiment is shown.
이 제 46 실시형태의 발광 장치는, 도 124, 도 125에 나타내는 바와 같이, 실장면에 금속 전극(461,462)이 형성된 절연성 기판(450)과, 상기 절연성 기판(450) 상에 길이 방향이 절연성 기판(450)의 실장면에 평행해지도록 실장된 봉형상 구조 발광 소자(460)를 구비하고 있다. 상기 절연성 기판(450)에는 절연성 기판(450) 상의 금속 전극(461,462) 사이 또한 봉형상 구조 발광 소자(460)의 하측에 금속부의 일례로서의 제 3 금속 전극(463)을 형성하고 있다. 도 125에서는 금속 전극(461,462,463)의 일부만을 나타내고 있다.As shown in FIGS. 124 and 125, the light emitting device of the forty-fifth embodiment has an insulating
상기 봉형상 구조 발광 소자(460)는, 도 125에 나타내는 바와 같이, 단면이 거의 육각형인 봉형상의 n형 GaN으로 이루어지는 반도체 코어(471)와, 상기 반도체 코어(471)의 일부를 덮도록 형성된 p형 InGaN으로 이루어지는 양자우물층(472)과, 상기 양자우물층(472)을 덮도록 형성된 p형 GaN으로 이루어지는 반도체층(473)을 갖는다. 상기 반도체 코어(471)는 일단측의 외주면이 노출되는 노출 부분(1371a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 코어(471)의 타단측의 끝면은 양자우물층(472)과 반도체층(473)으로 덮여져 있다.As shown in FIG. 125, the rod-shaped structure light emitting
도 124, 도 125에 나타내는 바와 같이, 봉형상 구조 발광 소자(460)의 일단측의 노출 부분(1371a)이 금속 전극(461)에 접속되고, 봉형상 구조 발광 소자(460)의 타단측의 반도체층(473)이 금속 전극(462)에 접속되어 있다. 여기서, 봉형상 구조 발광 소자(460)의 중앙 부분이 금속 전극(463)에 접속되어 있다.As shown in FIGS. 124 and 125, the exposed portion 1372a on one end side of the rod-shaped structure
또한, 절연성 기판(450) 상에 소정의 간격을 두고 형성된 금속 전극(461,462) 사이에 봉형상 구조 발광 소자(460)의 양단을 접속하고, 절연성 기판(450) 상의 금속 전극(461,462) 사이 또한 봉형상 구조 발광 소자(460)의 하측에 금속부를 형성함으로써 양단이 금속 전극(461,462)에 접속된 봉형상 구조 발광 소자(460)의 중앙측을 제 3 금속 전극(463)의 표면에 접촉시켜서 지지하므로 양쪽 지지의 봉형상 구조 발광 소자(460)가 휘지 않고 금속 전극(463)에 의해 지지됨과 아울러, 봉형상 구조 발광 소자(460)에서 발생된 열을 반도체층(473)으로부터 금속 전극(463)을 통해서 절연성 기판(450)으로 효율 좋게 방열할 수 있다.In addition, both ends of the rod-shaped structure light emitting
또한, 도 126에 나타내는 바와 같이, 금속 전극(461)과 금속 전극(462) 각각은 서로 소정의 간격을 두고 대략 병행한 기부(461a,462a)와, 기부(461a,462a)의 대향하는 위치로부터 기부(461a,462a) 사이로 연장되는 복수개의 전극부(461b,462b)를 갖는다. 금속 전극(461)의 전극부(461b)와 그것에 대향하는 금속 전극(462)의 전극부(462b)에 1개의 봉형상 구조 발광 소자(460)가 배열된다. 이 금속 전극(461)의 전극부(461b)와 그것에 대향하는 금속 전극(462)의 전극부(462b) 사이에 중앙 부분이 좁아진 나비 형상의 제 3 금속 전극(463)을 절연성 기판(450) 상에 형성하고 있다.As shown in FIG. 126, each of the
상기 서로 인접하는 제 3 금속 전극(463)끼리는 전기적으로 분리되어 있고, 도 126에 나타내는 바와 같이, 서로 인접하는 봉형상 구조 발광 소자(460)의 방향이 반대로 되어도 금속 전극(463)을 통해서 금속 전극(461)과 금속 전극(462)이 단락되는 것을 방지할 수 있다.The
상기 제 39~제 46 실시형태에서는 반도체 코어(311, 321, 331, 341, 351, 361, 371, 381, 471)의 일단측의 외주면이 노출된 노출 부분(311a, 321a, 331a, 341a, 351a, 361a, 371a, 381a, 471a)을 갖는 봉형상 구조 발광 소자에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 반도체 코어의 양단의 외주면이 노출된 노출 부분을 갖는 것이여도 좋고, 반도체 코어의 중앙 부분의 외주면이 노출된 노출 부분을 갖는 것이여도 좋다.In the 39th to 46th embodiments, exposed
또한, 상기 제 39~제 46 실시형태에서는 반도체 코어(311, 321, 331, 341, 351, 361, 371, 381, 471)와 반도체층(312, 323, 332, 343, 352, 363, 372, 383, 473)에 GaN을 모재로 하는 반도체를 이용했지만 GaAs, AlGaAs, GaAsP, InGaN, AlGaN, GaP, ZnSe, AlGaInP 등을 모재로 하는 반도체를 이용한 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 반도체 코어를 n형으로 하고 반도체층을 p형으로 했지만 도전형이 반대인 봉형상 구조 발광 소자에 본 발명을 적용해도 좋다.In the 39 th to 46 th embodiments, the
또한, 상기 제 39~제 42 실시형태에서는 봉형상 구조 발광 소자의 직경을 1㎛로 하고 길이가 20㎛인 마이크로 오더 사이즈로 했지만 직경 또는 길이 중 적어도 직경이 1㎛ 미만인 나노 오더 사이즈의 소자이여도 좋다. 상기 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 직경은 500㎚ 이상 또한 50㎛ 이하가 바람직하고, 반도체 코어의 직경이 수십㎚~수백㎚의 봉형상 구조 발광 소자에 비해서 반도체 코어의 직경의 편차를 억제할 수 있고 발광 면적 즉 발광 특성의 편차를 저감할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, in the 39th to 42nd embodiments, the rod-shaped structure light emitting device has a diameter of 1 µm and a micro order size of 20 µm in length, but at least a diameter or length of the nanoorder device having a diameter of less than 1 µm may be used. good. The diameter of the semiconductor core of the rod-shaped light emitting device is preferably 500 nm or more and 50 μm or less, and the variation in the diameter of the semiconductor core can be suppressed as compared with the rod-shaped light emitting device having a diameter of the semiconductor core of several tens of nm to several hundred nm. It is possible to reduce the variation in the light emitting area, that is, the light emitting characteristics, and improve the yield.
또한, 상기 제 39~제 46 실시형태에서는 MOCVD 장치를 이용해서 반도체 코어(311,321,331,341,351,361,371,381,471)를 결정 성장시켰지만 MBE(분자선 에피택셜) 장치 등의 다른 결정 성장 장치를 이용해서 반도체 코어를 형성해도 좋다. 또한, 성장 구멍을 갖는 마스크를 이용해서 반도체 코어를 기판 상에 결정 성장시켰지만 기판 상에 금속종을 배치해서 금속종으로부터 반도체 코어를 결정 성장시켜도 좋다.In the 39 th to 46 th embodiments, the
또한, 상기 제 39~제 46 실시형태의 봉형상 구조 발광 소자(310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 460)는 반도체층(312, 323, 332, 343, 352, 363, 372, 383, 473)으로 덮여진 반도체 코어(311, 321, 331, 341, 351, 361, 371, 381, 471)를 초음파를 이용해서 기판으로부터 분리했지만, 이것에 한정되지 않고, 절단 공구를 이용해서 반도체 코어를 기판으로부터 기계적으로 절곡함으로써 분리해도 좋다. 이 경우, 간단한 방법으로 기판 상에 설치된 미세한 복수개의 봉형상 구조 발광 소자를 단시간에 분리할 수 있다.In addition, the rod-shaped structure light emitting
또한, 상기 제 45 실시형태에서는 절연성 기판(450)의 표면에 형성된 2개의 금속 전극(451,452)에 전위차를 부여해서 금속 전극(451,452) 사이에 봉형상 구조 발광 소자(460)를 배열시켰지만, 이것에 한정되지 않고, 절연성 기판의 표면에 형성된 2개의 전극간에 제 46 실시형태와 같은 제 3 전극을 형성하고, 3개의 전극에 독립된 전압을 각각 인가해서 봉형상 구조 발광 소자를 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시켜도 좋다.Further, in the forty-fifth embodiment, the rod-shaped structure light emitting
또한, 상기 제 45 실시형태에서는 발광 장치를 구비한 백라이트와 조명 장치 및 표시 장치에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 장치에 적용해도 좋다.In addition, although the back light, the lighting device, and the display device provided with the light emitting device were described in the forty-fifth embodiment, the present invention is not limited thereto, and may be applied to other devices.
이상, 본 발명의 실시형태를 설명했지만 이것은 여러가지로 변경해도 되는 것은 명확하다. 그러한 변경은 본 발명의 정신과 범위로부터 일탈되야 하는 것으로 간주되어서는 안되고, 당업자에 있어서 자명한 변경은 전부, 이어서 계속되는 클레임의 범위 안에 포함되는 것이다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it is clear that this may be variously changed. Such changes should not be regarded as deviating from the spirit and scope of the present invention, and obvious changes to those skilled in the art are intended to be included within the scope of the claims that follow.
Claims (23)
상기 기판에 실장된 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자와,
상기 기판 상에 소정 간격을 두고 형성된 제 1 및 제 2 전극을 구비하고,
상기 1개의 봉형상 구조 발광 소자 또는 상기 복수의 봉형상 구조 발광 소자의 각각은,
1개의 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와,
상기 반도체 코어의 일부를 덮지 않고 노출 부분이 되도록 상기 반도체 코어의 상기 노출 부분 이외의 부분을 덮는 제 2 도전형의 반도체층을 구비하고,
상기 반도체 코어의 상기 노출 부분이 상기 제 1 전극에 전기적으로 접속됨과 아울러 상기 제 2 전극에 상기 반도체층이 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.A substrate;
One or a plurality of rod-shaped light emitting elements mounted on the substrate;
First and second electrodes formed on the substrate at predetermined intervals;
Each of the one rod-shaped light emitting element or the plurality of rod-shaped light emitting elements,
One rod-shaped first conductive semiconductor core,
A second conductive semiconductor layer covering a portion other than the exposed portion of the semiconductor core so as to be an exposed portion without covering a portion of the semiconductor core,
And the semiconductor layer is electrically connected to the second electrode while the exposed portion of the semiconductor core is electrically connected to the first electrode.
상기 1개의 봉형상 구조 발광 소자 또는 상기 복수의 봉형상 구조 발광 소자의 각각은,
상기 반도체 코어의 한쪽의 끝면을 덮는 캡층을 더 구비하고,
상기 제 2 도전형의 반도체층은, 상기 캡층으로 덮여진 상기 반도체 코어의 부분과는 반대측인 부분을 덮지 않고 노출 부분이 되도록 상기 반도체 코어의 상기 노출 부분 이외의 부분의 외주면을 덮고 있고,
상기 캡층은 상기 반도체층보다 전기 저항이 큰 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.The method of claim 1,
Each of the one rod-shaped light emitting element or the plurality of rod-shaped light emitting elements,
Further comprising a cap layer covering one end surface of the semiconductor core,
The second conductive semiconductor layer covers an outer circumferential surface of a portion other than the exposed portion of the semiconductor core so as to be an exposed portion without covering the portion opposite to the portion of the semiconductor core covered with the cap layer,
And the cap layer is made of a material having a higher electrical resistance than the semiconductor layer.
상기 봉형상 구조 발광 소자의 상기 반도체층을 덮도록 상기 반도체층보다 저항이 낮은 도전층을 형성한 것을 특징으로 하는 발광 장치.The method of claim 1,
A conductive layer having a lower resistance than the semiconductor layer is formed so as to cover the semiconductor layer of the rod-shaped structured light emitting device.
상기 기판에 실장된 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자와,
상기 기판 상에 소정 간격을 두고 형성된 제 1 및 제 2 전극을 구비하고,
상기 1개의 봉형상 구조 발광 소자 또는 상기 복수의 봉형상 구조 발광 소자의 각각은,
1개의 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어와,
상기 반도체 코어의 일부를 덮지 않고 노출 부분이 되도록 상기 반도체 코어의 상기 노출 부분 이외의 부분을 덮는 제 2 도전형의 반도체층을 구비하고,
상기 반도체 코어의 상기 반도체층에 덮여져 있지 않은 상기 노출 부분의 외주면과 상기 반도체 코어의 상기 반도체층으로 덮여진 피복 부분의 외주면 사이에 단차부를 형성하고,
상기 반도체 코어의 상기 노출 부분이 상기 제 1 전극에 전기적으로 접속됨과 아울러 상기 제 2 전극에 상기 반도체층이 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.A substrate;
One or a plurality of rod-shaped light emitting elements mounted on the substrate;
First and second electrodes formed on the substrate at predetermined intervals;
Each of the one rod-shaped light emitting element or the plurality of rod-shaped light emitting elements,
One rod-shaped first conductive semiconductor core,
A second conductive semiconductor layer covering a portion other than the exposed portion of the semiconductor core so as to be an exposed portion without covering a portion of the semiconductor core,
A step is formed between an outer circumferential surface of the exposed portion not covered by the semiconductor layer of the semiconductor core and an outer circumferential surface of the covering portion covered by the semiconductor layer of the semiconductor core,
And the semiconductor layer is electrically connected to the second electrode while the exposed portion of the semiconductor core is electrically connected to the first electrode.
상기 1개의 봉형상 구조 발광 소자 또는 상기 복수의 봉형상 구조 발광 소자의 각각은,
상기 반도체층을 덮도록 형성되고 상기 반도체층보다 전기 저항이 낮은 재료로 이루어지는 도전층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 발광 장치.The method of claim 9,
Each of the one rod-shaped light emitting element or the plurality of rod-shaped light emitting elements,
And a conductive layer formed to cover the semiconductor layer and made of a material having a lower electrical resistance than the semiconductor layer.
상기 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자는, 봉형상 구조 발광 소자의 길이 방향이 상기 기판의 실장면에 평행해지도록 상기 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.The method according to any one of claims 1, 4, 5, 9, or 10,
The one or more rod-shaped light emitting elements are mounted on the substrate such that the longitudinal direction of the rod-shaped light emitting elements is parallel to the mounting surface of the substrate.
독립된 전위가 각각 부여되는 2개 이상의 전극을 단위로 하는 배열 영역이 형성된 절연성 기판을 작성하는 기판 작성 공정과,
상기 절연성 기판 상에 나노 오더 사이즈 또는 마이크로 오더 사이즈의 상기 봉형상 구조 발광 소자를 포함한 액체를 도포하는 도포 공정과,
상기 2개 이상의 전극에 상기 독립된 전압을 각각 인가해서 상기 봉형상 구조 발광 소자를 상기 2개 이상의 전극에 의해 규정되는 위치에 배열시키는 배열 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.A manufacturing method of the light emitting device according to claim 11,
A substrate creation step of creating an insulating substrate on which an array region of two or more electrodes to which independent potentials are applied is formed;
A coating step of applying a liquid including the rod-shaped structure light emitting device having a nano order size or micro order size on the insulating substrate,
And a step of arranging the rod-shaped structure light emitting elements at positions defined by the two or more electrodes by applying the independent voltages to the two or more electrodes, respectively.
상기 반도체 코어의 표면을 덮는 통형상의 제 2 도전형의 반도체층을 형성하는 반도체층 형성 공정과,
상기 반도체층 형성 공정에 있어서 형성된 상기 통형상의 제 2 도전형의 반도체층을 갖는 상기 반도체 코어를 상기 기판으로부터 분리하여 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자를 얻는 분리 공정과,
상기 반도체층 형성 공정 후이며 상기 분리 공정 전에 또는, 상기 분리 공정 후에 상기 반도체 코어의 외주면의 일부를 노출 부분으로 노출시키는 노출 공정과,
제 1 및 제 2 전극이 소정 간격을 두고 형성된 제 2 기판 상에 상기 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 노출 부분이 상기 제 1 전극에 전기적으로 접속되도록 그리고 상기 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자의 상기 반도체층이 상기 제 2 전극에 전기적으로 접속되도록 상기 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자를 실장하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.A semiconductor core forming step of forming one or a plurality of rod-shaped first conductive semiconductor cores on a substrate;
A semiconductor layer forming step of forming a cylindrical second conductive semiconductor layer covering a surface of the semiconductor core;
A separation step of separating the semiconductor core having the second cylindrical conductive semiconductor layer formed in the semiconductor layer forming step from the substrate to obtain one or a plurality of rod-shaped light emitting devices;
An exposing step of exposing a portion of an outer circumferential surface of the semiconductor core to an exposed portion after the semiconductor layer forming step and before the separating step or after the separating step;
The exposed portion of the semiconductor core of the one or the plurality of rod-shaped light emitting elements is electrically connected to the first electrode on the second substrate on which the first and second electrodes are formed at predetermined intervals and the one or the plurality of electrodes And mounting said one or more rod-shaped light emitting elements so that said semiconductor layer of said rod-shaped light emitting element is electrically connected to said second electrode.
상기 섬 형상의 촉매 금속층이 형성된 상기 제 1 기판 상에 상기 섬 형상의 촉매 금속층과 상기 기판의 계면으로부터 제 1 도전형의 반도체를 결정 성장시킴으로써 1개 또는 복수의 봉형상의 제 1 도전형의 반도체 코어를 형성하는 반도체 코어 형성 공정과,
상기 반도체 코어의 표면을 덮는 제 2 도전형의 반도체층을 결정 성장에 의해 형성하는 반도체층 형성 공정과,
상기 반도체 코어의 상기 기판측의 외주면을 노출시키는 노출 공정과,
상기 노출 공정에 있어서 노출된 노출 부분을 포함하는 상기 반도체 코어를 상기 제 1 기판으로부터 분리하여 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자를 얻는 분리 공정과,
제 1 및 제 2 전극이 소정 간격을 두고 형성된 제 2 기판 상에 상기 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자의 반도체 코어의 노출 부분이 상기 제 1 전극에 전기적으로 접속되도록, 그리고 상기 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자의 상기 반도체층이 상기 제 2 전극에 전기적으로 접속되도록 상기 1개 또는 복수의 봉형상 구조 발광 소자를 실장하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.A catalyst metal layer forming step of forming an island-shaped catalyst metal layer on a first substrate,
One or a plurality of rod-shaped first conductive semiconductor cores are formed by crystal-growing a first conductive semiconductor from an interface between the island-shaped catalyst metal layer and the substrate on the first substrate on which the island-shaped catalyst metal layer is formed. Forming a semiconductor core,
A semiconductor layer forming step of forming a second conductive semiconductor layer covering the surface of the semiconductor core by crystal growth;
An exposure step of exposing an outer circumferential surface of the semiconductor core on the substrate side;
A separation step of separating the semiconductor core including the exposed portion exposed in the exposure step from the first substrate to obtain one or a plurality of rod-shaped light emitting devices;
The exposed portion of the semiconductor core of the one or the plurality of rod-shaped light emitting elements is electrically connected to the first electrode on the second substrate on which the first and second electrodes are formed at predetermined intervals, and the one or And a step of mounting the one or a plurality of rod-shaped light emitting elements such that the semiconductor layers of the plurality of rod-shaped light emitting elements are electrically connected to the second electrodes.
상기 봉형상 구조 발광 소자는, 봉형상 구조 발광 소자의 길이 방향이 상기 기판의 실장면에 평행해지도록 상기 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.The method of claim 22,
The rod-shaped structure light emitting element is mounted on the substrate such that the longitudinal direction of the rod-shaped structure light emitting element is parallel to the mounting surface of the substrate.
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