KR101294246B1 - Method for manufacturing a light emitting diode having a reflective layer using a middle layer, and the light emiting diode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)의 광출력 향상을 위해 사용하는 반사막에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a reflective film used for improving the light output of a light emitting diode (LED).
발광 다이오드에 있어서 반사막은 고출력, 고효율 LED 개발에 있어서 필수적인 요소로서, 전방위로 발광되는 빛을 효과적으로 집중시키기 위하여 LED에서 없어서는 안되는 중요한 역할을 한다. In the light emitting diode, the reflective film is an essential element in the development of high power, high efficiency LED, and plays an important role in the LED in order to effectively concentrate the light emitted from all directions.
발광 다이오드에 있어서, 기존 저효율의 수평(Lateral) 구조와는 다르게 고효율, 고출력의 플립칩(Flip Chip) 구조와 수직(Vertical) 구조에서는 반사막의 역할이 매우 중요하다. In the light emitting diode, the role of the reflective film is very important in the high efficiency, high output flip chip structure and the vertical structure, unlike the low efficiency horizontal structure.
반사막은 LED 활성층에서 전방위로 발광되는 빛을 상부로 효과적으로 반사시켜 그 효율을 극대화시키게 된다. 따라서 일반적으로 활성층 아래에 존재하게 된다. The reflecting film effectively reflects the light emitted from the LED active layer in all directions upwards to maximize the efficiency thereof. Therefore, it is generally present under the active layer.
하지만, 최근에는 이러한 반사막이 활성층 아래에서 빛을 상부로 반사하는 역할뿐만 아니라, 전극 밑에도 형성되어 전극으로 인한 빛의 흡수를 최소화시키는 역할도 하는 등 그 활용영역이 확대되고 있다. However, in recent years, such a reflecting film is not only reflecting light upward under the active layer, but also formed under the electrode to minimize absorption of light due to the electrode.
이러한 반사막의 재료로는 반사도가 높은 은(Ag), 알루미늄(Al), 로듐(Rh) 등이 사용되는데 은(Ag)의 경우 반사도가 가장 높아 널리 사용되고 있다. 하지만, LED 공정에서 전기적인 품질 향상을 위하여 열처리 단계가 필요하게 되는데, Ag 반사막의 경우 열처리시 뭉침 현상 (Agglomeration)에 의하여, 반사막의 품질, 즉 반사도가 저하되는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0049393호(2008.06.04)에 개시되어 있다.As a material of such a reflective film, silver (Ag), aluminum (Al), rhodium (Rh) and the like having high reflectivity are used, and silver (Ag) has the highest reflectivity and is widely used. However, the heat treatment step is required to improve the electrical quality in the LED process, the Ag reflecting film has a problem that the quality of the reflecting film, that is, the reflectivity is lowered by the agglomeration during the heat treatment.
Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0049393 (2008.06.04).
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발광 다이오드의 반사막, 특히 은 기반(Ag-based) 반사막의 열 안정성을 향상시킨 발광 다이오드의 제조 방법, 및 열 안정성이 향상된 은 기반 반사막을 구비한 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The present invention provides a method of manufacturing a light emitting diode having improved thermal stability of a light-emitting diode, in particular an Ag-based reflecting film, and a silver-based reflecting film having improved thermal stability. It is an object to provide a light emitting device having a.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 발광 다이오드 제조 방법은, n형 반도체층과 p형 반도체층 사이의 활성층에서 생성된 광을 반사하는 반사막층을 포함하는 발광 다이오드를 제조하는 방법으로서, 반사막층의 제조는, 제 1 반사막 층을 형성하는 단계, 제 1 반사막층상에 제 1 반사막층과 다른 성분의 중간층을 형성하는 단계, 및 중간층상에 제 2 반사막층을 형성하는 단계를 포함하며, 중간층은 열처리시 제 1 반사막층과 제 2 반사막층으로 확산하는 성분의 물질이다. In order to achieve the above object, the light emitting diode manufacturing method according to the present invention is a method of manufacturing a light emitting diode comprising a reflective film layer for reflecting light generated in the active layer between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer, The manufacture of the layer includes forming a first reflective film layer, forming an intermediate layer of a component different from the first reflective film layer on the first reflective film layer, and forming a second reflective film layer on the intermediate layer, Is a material of a component that diffuses into the first reflective film layer and the second reflective film layer during the heat treatment.
이와 같이, 반사막층 사이에 반사막층으로 확산하는 금속 성분의 중간층을 삽입하는 경우, 반사막의 열안정성을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, when the intermediate layer of the metal component diffused into the reflective film layer is inserted between the reflective film layers, the thermal stability of the reflective film can be improved.
제 2 반사막층의 성분은 은(Ag)일 수 있다. 은은 반사도가 매우 높아 반사막으로서의 우수한 특성을 보인다.The component of the second reflective film layer may be silver (Ag). Silver has very high reflectivity and shows excellent characteristics as a reflecting film.
중간층의 성분은 아연(Zn), 인듐(In), 로듐(Rh), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속 또는 화합물일 수 있으며, 특히, 아연(Zn)일 수 있다. 이러한 물질들은 우수한 전기 전도도와 반사도를 가지며 은 내부에 고용될 수 있는 물질이다. 또한, TCO(Transpatent Conducting Oxide)일 수도 있다. TCO는 우수한 전기 전도도와 높은 투과도를 가지며 은내부에 고용될 수 있는 물질이다.At least one metal or compound selected from the group consisting of zinc (Zn), indium (In), rhodium (Rh), titanium (Ti), nickel (Ni), chromium (Cr), and copper (Cu) It may be, in particular, may be zinc (Zn). These materials have good electrical conductivity and reflectivity and are materials that can be dissolved in silver. In addition, it may be TCO (Transpatent Conducting Oxide). TCO is a material that has good electrical conductivity and high permeability and can be dissolved in silver.
제 1 반사막층의 두께는 100nm 이상일 수 있고, 제 1 반사막층과 제 2 반사막층의 두께의 합은 200nm 이상일 수 있다. 제 1 반사막층의 두께가 100nm이상인 경우 반사막으로서의 우수한 특성을 보이며, 전체 두께가 200nm이상이기만 하면 목적하는 특성을 확보할 수 있다.The thickness of the first reflective film layer may be 100 nm or more, and the sum of the thicknesses of the first reflective film layer and the second reflective film layer may be 200 nm or more. When the thickness of the first reflecting film layer is 100 nm or more, it exhibits excellent characteristics as a reflecting film, and the desired characteristics can be secured as long as the total thickness is 200 nm or more.
중간층의 두께는 미리 설정된 온도 이하에서 더 두껍게 형성할 수 있으며, 미리 설정된 온도는 섭씨 300도보다 크고 섭씨 500도보다 작은 온도일 수 있다. 또한 이때, 중간층의 두께는 상기 미리 설정된 온도 이하에서는 5nm보다 크게 형성할 수 있고, 상기 미리 설정된 온도보다 큰 온도에서는 20nm보다 작게 형성할 수 있다.The thickness of the intermediate layer may be formed thicker than the preset temperature, the preset temperature may be a temperature greater than 300 degrees Celsius and less than 500 degrees Celsius. In addition, at this time, the thickness of the intermediate layer may be formed larger than 5nm below the preset temperature, it may be formed smaller than 20nm at a temperature greater than the preset temperature.
아울러, 상기 발광 다이오드 제조 방법에 의해 제조된 발광 다이오드가 함께 개시된다.In addition, a light emitting diode manufactured by the light emitting diode manufacturing method is disclosed.
본 발명은 열처리시 은(Ag) 반사막의 뭉침 현상을 방지하여 열처리 후에도 우수한 반사도를 갖도록 한다. 따라서 본 발명에 따라 제조된 반사막이 사용된 발광소자는 우수한 출력 특성을 가지게 된다. The present invention prevents agglomeration of the silver (Ag) reflecting film during the heat treatment to have excellent reflectivity even after the heat treatment. Therefore, the light emitting device using the reflective film manufactured according to the present invention has excellent output characteristics.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드 제조 방법의 일 실시예에 따라 반사막을 제조하는 과정의 개략적인 흐름도.
도 2는 중간층으로 사용될 수 있는 물질을 도시한 표.
도 3은 도 1의 방법에 따라 제조된 반사막의 개략적인 도면.
도 4는 도 3의 반사막이 플립칩(Flip-chip) LED에 적용된 예를 도시한 도면.
도 5는 도 3의 반사막이 수직 구조(Vertical) LED에 적용된 예를 도시한 도면.
도 6은 은 반사막을 섭씨 500도로 열처리한 이후의 표면 사진.
도 7은 은 반사막을 섭씨 500도로 열처리한 이후의 단면 사진.
도 8은 은/아연/은 구조의 반사막을 섭씨 500도로 열처리한 이후의 표면 사진.
도 9는 은/아연/은 구조의 반사막을 섭씨 500도 열처리한 이후의 단면 사진.
도 10은 열처리 온도에 따른 반사막의 반사도를 도시한 그래프.
도 11은 열처리 온도에 따른 반사막의 460nm 파장에서의 반사도를 도시한 표.
도 12는 은반사막을 500도 열처리하는 경우 20mA에서의 이미션 이미지(Emission image).
도 13은 중간층을 포함한 반사막을 500도 열처리하는 경우 20mA에서의 이미션 이미지(Emission image).
도 14는 열처리 온도에 따른 광출력의 비교 그래프.
도 15는 열처리 온도에 따른 광출력 비교 표.
도 16은 열처리전 중간층이 적용된 반사막 XPS 데이터.
도 17은 500도 열처리후 중간층이 적용된 반사막 XPS 데이터.
도 18은 본 발명에 따른 중간층의 두께에 따른 반사도를 비교한 표.1 is a schematic flowchart of a process of manufacturing a reflective film according to an embodiment of a method of manufacturing a light emitting diode according to the present invention;
2 is a table showing materials that can be used as intermediate layers.
3 is a schematic representation of a reflecting film made according to the method of FIG.
4 illustrates an example in which the reflective film of FIG. 3 is applied to a flip-chip LED.
FIG. 5 illustrates an example in which the reflective film of FIG. 3 is applied to a vertical LED. FIG.
6 is a photograph of the surface after heat-treating the silver reflecting film at 500 degrees Celsius.
7 is a cross-sectional photograph after heat treatment of the silver reflective film at 500 degrees Celsius.
FIG. 8 is a photograph of the surface after heat treatment of a silver / zinc / silver structure reflective film at 500 degrees Celsius. FIG.
Figure 9 is a cross-sectional photograph after the heat treatment of the reflecting film of the silver / zinc /
10 is a graph showing the reflectivity of the reflective film according to the heat treatment temperature.
FIG. 11 is a table showing reflectivity at a wavelength of 460 nm of the reflective film according to the heat treatment temperature. FIG.
12 is an emission image at 20 mA when the silver reflective film is heat-treated at 500 degrees.
FIG. 13 is an emission image at 20 mA when the reflective film including the intermediate layer is heat-treated at 500 degrees. FIG.
14 is a graph comparing light output with heat treatment temperature.
15 is a light output comparison table according to the heat treatment temperature.
16 is a reflection film XPS data to which an intermediate layer is applied before heat treatment.
17 is a reflection film XPS data to which an intermediate layer is applied after a 500 degree heat treatment.
18 is a table comparing the reflectivity according to the thickness of the intermediate layer according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드 제조 방법의 일 실시예에 따라 반사막을 제조하는 과정의 개략적인 흐름도이다.1 is a schematic flowchart of a process of manufacturing a reflective film according to an embodiment of a method of manufacturing a light emitting diode according to the present invention.
먼저, LED GaN(질화 갈륨) 반도체층상에 제 1 반사막층을 형성한다(S110). LED 소자에서 산화막이 형성되는 반도체층의 형성 과정까지는 일반적인 LED 제조 과정과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. First, a first reflective film layer is formed on an LED GaN (gallium nitride) semiconductor layer (S110). Since the process of forming a semiconductor layer in which an oxide film is formed in the LED device is the same as a general LED manufacturing process, a detailed description thereof will be omitted.
이때, 제 1 반사막층의 재료로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 로듐(Rh)과 같이 반사도가 높은 물질이 사용될 수 있으며, 특히 은은 반사도가 매우 높아 반사막으로서 사용될 경우 우수한 특성을 보인다.In this case, as a material of the first reflective film layer, a material having high reflectivity such as silver (Ag), aluminum (Al), and rhodium (Rh) may be used. Particularly, silver exhibits excellent characteristics when used as a reflective film due to its high reflectivity.
이어서, 제 1 반사막층 상에 제 1 반사막층과 다른 성분의 중간층을 형성한다(S120).Subsequently, an intermediate layer having a different component from the first reflective film layer is formed on the first reflective film layer (S120).
이때, 중간층의 성분은 아연(Zn), 인듐(In), 로듐(Rh), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속 또는 화합물일 수 있으며, 특히, 아연(Zn)일 수 있다. 이러한 물질들은 우수한 전기 전도도와 반사도를 가지며 은 내부에 고용될 수 있는 물질이다. At this time, the component of the intermediate layer may be at least one metal selected from the group consisting of zinc (Zn), indium (In), rhodium (Rh), titanium (Ti), nickel (Ni), chromium (Cr) Or a compound, in particular zinc (Zn). These materials have good electrical conductivity and reflectivity and are materials that can be dissolved in silver.
이 밖에도 TCO(Transpatent Conducting Oxide)가 중간층으로 사용될 수 있으며, TCO 역시 우수한 전기 전도도를 가지며 은내부에 고용될 수 있는 물질임은 물론 높은 투과도를 가진다.In addition, TCO (Transpatent Conducting Oxide) may be used as an intermediate layer, and TCO also has excellent electrical conductivity and a high permeability as well as a material that can be dissolved in silver.
도 2는 중간층으로 사용될 수 있는 물질을 도시한 표이다.2 is a table showing materials that can be used as an intermediate layer.
도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 중간층으로 사용되는 물질은 좋은 전기 전도도와 반사도를 가져야 하며 은 내부에 고용될 수 있는 물질 이여야 한다. 따라서, 녹는점과 전도도, 용해도(solubility)를 고려하여 선택되어야 한다.As can be seen in FIG. 2, the material used as the interlayer should have good electrical conductivity and reflectivity and be a material that can be dissolved in silver. Therefore, the melting point, conductivity and solubility should be taken into consideration.
마지막으로, 중간층상에 제 2 반사막 층을 형성한다.Finally, a second reflective film layer is formed on the intermediate layer.
제 2 반사막층의 재료도 역시 은(Ag), 알루미늄(Al), 로듐(Rh)과 같이 반사도가 높은 물질이 사용될 수 있으며, 특히 제 1 반사막층과 동일한 재료인 은(Ag)이 사용되는 것이 바람직할 것이다.As the material of the second reflective film layer, a material having high reflectivity such as silver (Ag), aluminum (Al), and rhodium (Rh) may also be used. Particularly, silver (Ag), which is the same material as the first reflective film layer, may be used. Would be preferred.
상기 반사막과 중간층(Middle layer)은 전자빔 증착(e-beam evaporation), 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 형성할 수 있다. The reflective layer and the middle layer may be formed by e-beam evaporation, sputtering, or the like.
도 3은 도 1의 방법에 따라 제조된 반사막의 개략적인 도면이고, 도 4와 도 5는 각각 도 3의 반사막이 플립칩(Flip-chip) LED에 적용된 예, 및 수직 구조(Vertical) LED에 적용된 예를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a schematic view of a reflective film manufactured according to the method of FIG. 1, and FIGS. 4 and 5 are examples in which the reflective film of FIG. 3 is applied to a flip-chip LED, and a vertical LED. It is a figure which shows the example applied.
도 3은, 은(Ag) 성분의 반사막층(110, 130) 사이에 아연(Zn) 성분의 중간층이 적용된 반사막의 구조를 도시하고 있다. 도 4와 도 5는 도 3의 반사막 구조가, 실제 반사막이 사용되는 LED 구조인 플립칩과 수직 구조에 적용된 모습을 도시하고 있다. 이와 같이, 일반적으로 반사막이 적용되는 부분에는 어디든지 본 발명의 구조를 가지는 반사막이 사용 가능하다.FIG. 3 shows the structure of a reflective film to which an intermediate layer of zinc (Zn) component is applied between the reflective film layers 110 and 130 of silver (Ag) component. 4 and 5 illustrate a case in which the reflective film structure of FIG. 3 is applied to a flip chip and a vertical structure, which is an LED structure in which an actual reflective film is used. As described above, a reflective film having the structure of the present invention can be used wherever the reflective film is generally applied.
이와 같이, 발광 다이오드의 반사막층에 반사막층으로 확산하는 금속 성분의 중간층을 삽입하는 경우, 반사막의 열안정성을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, when the intermediate layer of the metal component diffused into the reflective film layer is inserted into the reflective film layer of the light emitting diode, the thermal stability of the reflective film can be improved.
도 6은 은 반사막을 섭씨 500도로 열처리한 이후의 표면 사진이고, 도 7은 은 반사막을 섭씨 500도로 열처리한 이후의 단면 사진이다. 또한, 도 8은 은/아연/은 구조의 반사막을 섭씨 500도로 열처리한 이후의 표면 사진이고, 도 9는 은/아연/은 구조의 반사막을 섭씨 500도 열처리한 이후의 단면 사진이다.6 is a surface photograph after the heat treatment of the silver reflecting film at 500 degrees Celsius, and FIG. 7 is a cross-sectional picture after heat treatment of the silver reflecting film at 500 degrees Celsius. 8 is a surface photograph after heat treatment of the silver / zinc / silver structure reflective film at 500 degrees Celsius, and FIG. 9 is a cross-sectional picture after heat treatment of the silver / zinc / silver structure reflective film at 500 degrees Celsius.
도 6, 및 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일반적인 은기반 반사막의 경우 500도로 열처리를 하게 되면 표면의 은이 공급되는 열에너지에 반응하여 뭉침 현상이 발생하게 되고 반사막의 반사도가 저하된다. As can be seen in FIGS. 6 and 7, in the case of a general silver-based reflective film, the heat treatment is performed at 500 ° C., in which agglomeration occurs in response to the thermal energy supplied from the silver on the surface, and the reflectivity of the reflective film is reduced.
하지만 도 8, 및 도 9에서 확인할 수 있는 바와 같이, 아연(Zn) 중간층이 적용된 반사막의 경우, 은의 뭉침 현상이 거의 일어나지 않았고, 표면이 훨씬 매끄러운 것을 알 수 있다However, as can be seen in FIGS. 8 and 9, in the case of the reflective film to which the zinc (Zn) intermediate layer is applied, aggregation of silver hardly occurs and the surface is much smoother.
도 6 내지 9에서 나온 특징들은 실제로 반사도 측정을 하는 경우 더욱 명확하게 확인할 수 있다. 도 10은 열처리 온도에 따른 반사막의 반사도를 도시한 그래프이고, 도 11은 열처리 온도에 따른 반사막의 반사도를 도시한 표이다.6 to 9 can be seen more clearly when actually measuring the reflectivity. 10 is a graph illustrating the reflectivity of the reflective film according to the heat treatment temperature, and FIG. 11 is a table illustrating the reflectivity of the reflective film according to the heat treatment temperature.
도 10과 도 11에 따르면 보통 은만으로 구성된 반사막의 열처리시 반사도가 급격히 감소하지만, 중간층이 있는 경우 반사도 저하가 효과적으로 줄어드는 것을 알 수게 된다.According to FIGS. 10 and 11, although the reflectivity is sharply reduced during the heat treatment of the reflective film usually made of silver, it can be seen that the decrease in reflectivity is effectively reduced when there is an intermediate layer.
중간층이 실제 발광 소자에 적용되었을 때 얼마나 효과적인지 잘 나타내어주는 지는 다른 증거를 통해서도 확인할 수 있다.Other evidence can also be used to determine how well the intermediate layer is effective when applied to actual light emitting devices.
도 12는 은 반사막을 500도 열처리하는 경우 20mA에서의 이미션 이미지(Emission image)이고, 도 12는 중간층을 포함한 반사막을 500도 열처리하는 경우 20mA에서의 이미션 이미지(Emission image)이다. 12 is an emission image at 20 mA when the silver reflective film is heat-treated at 500 degrees, and FIG. 12 is an emission image at 20 mA when the reflective film including the intermediate layer is heat-treated at 500 degrees.
도 12의 경우 일반적인 은 반사막을 사용하여 제작한 발광 소자이다. 도 12에서 밝게 보이는 면은 원래 반사막이 형성되어 빛을 반사하여 실제로는 빛을 통과시키면 안되는 영역이지만 은 반사막의 경우 뭉침 현상에 의한 반사도 감소로 상당량의 빛이 반사막을 통과하게 된다. In the case of Figure 12 is a light emitting device produced using a general silver reflecting film. In FIG. 12, a brightly visible surface is a region in which a reflective film is originally formed to reflect light and thus cannot actually pass light. However, in the case of the silver reflective film, a considerable amount of light passes through the reflective film due to a decrease in reflectivity due to agglomeration.
하지만 도 13에서와 같이 중간층이 삽입된 경우 열 안정성이 향상되어 반사막을 통과하는 빛이 거의 없고 대부분의 빛을 반사하여 반사막 뒤편이 검게 보이게 된다. However, as shown in FIG. 13, when the intermediate layer is inserted, thermal stability is improved, so that almost no light passes through the reflective film and most of the light is reflected to make the back of the reflective film appear black.
도 14는 열처리 온도에 따른 광출력의 비교 그래프이고, 도 15는 열처리 온도에 따른 광출력 비교 표이다.14 is a comparative graph of light output according to heat treatment temperature, and FIG. 15 is a light output comparison table according to heat treatment temperature.
도 14와 도 15는 열처리에 따른 실제 광출력을 비교한 것이다. 중간층이 적용된 반사막의 경우 같은 온도에서는 은 반사막에 비하여 25%의 향상된 품질을 얻을 수 있었고, 은 반사막이 더 낮은 온도에서 열처리한 300도의 경우보다 향상된 품질을 얻을 수 있었다FIGS. 14 and 15 show actual light output according to the heat treatment. In the case of the reflective film applied with the intermediate layer, the quality was improved by 25% compared to the silver reflective film at the same temperature, and the improved quality was obtained compared to the 300 degree heat-treated at the lower temperature.
도 16은 열처리전 중간층 XPS 데이터이고, 도 17은 500도 열처리후 중간층 XPS 데이터이다.FIG. 16 is an intermediate layer XPS data before heat treatment, and FIG. 17 is an intermediate layer XPS data after 500 degree heat treatment.
도 16과 도 17은 500도 열처리 전과 후의 반사막의 조성을 나타내는 XPS 데이터로서, 도 16에서는 은과 은 사이에 삽입된 아연 중간층을 명확히 확인할 수 있다. 16 and 17 are XPS data showing the composition of the reflective film before and after the 500 degree heat treatment. In FIG. 16, a zinc intermediate layer interposed between silver and silver can be clearly confirmed.
그러나 열처리를 하는 경우, 도 17에서 확인할 수 있듯이, 중간층은 위아래로 특히 상부로 확산을 하게 되고 표면에서 산소와 결합하여 산화아연(ZnO)을 형성하게 된다. However, in the case of heat treatment, as shown in FIG. 17, the intermediate layer diffuses up and down, in particular to the top, and forms zinc oxide (ZnO) by combining with oxygen on the surface.
일반적으로 은이 뭉침 현상을 겪는 이유는 산소와의 반응으로 알려져 있으므로, 열처리 과정에서 형성된 산화아연층이 산소와 은과의 반응을 효과적으로 방해하여 은반사막의 열안정성을 향상시키는 것을 확인할 수 있다In general, the reason for the agglomeration of silver is known as the reaction with oxygen, and thus the zinc oxide layer formed during the heat treatment process effectively inhibits the reaction between oxygen and silver, thereby improving the thermal stability of the silver reflective film.
본 발명에서, 반사막의 제조시, 제 1 반사막층의 두께는 100nm 이상인 것이 바람직한데, 이는 제 1 반사막층이 최소 100nm 이상인 경우에 반사막으로서의 원하는 특성을 얻을 수 있기 때문이다(반사도 최적화). In the present invention, it is preferable that the thickness of the first reflective film layer is 100 nm or more in the production of the reflective film. This is because the desired characteristic as a reflective film can be obtained when the first reflective film layer is at least 100 nm or more (reflectivity optimization).
이때, 제 1 반사막층과 제 2 반사막층의 두께의 합은 200nm 정도인 것이 바람직하다. 전체 두께가 200nm이상이기만 하면 목적하는 특성을 확보할 수 있으므로, 비용 절감을 위해서 제 2 반사막층은 200nm에서 제1층을 제한 두께를 가지는 것이 좋다(비용 효과).At this time, the sum of the thicknesses of the first reflective film layer and the second reflective film layer is preferably about 200 nm. As long as the total thickness is 200 nm or more, the desired characteristics can be secured. Therefore, in order to reduce cost, the second reflective film layer preferably has a limited thickness of the first layer at 200 nm (cost-effectiveness).
도 18은 본 발명에 따른 중간층의 두께에 따른 반사도를 비교한 표이다.18 is a table comparing the reflectivity according to the thickness of the intermediate layer according to the present invention.
도 18에서, 제 1 반사막층이 50nm, 제 2 반사막층이 150nm인 경우, 열처리 전의 반사도를 보면 제 1 반사막층이 너무 얇아서 은만 200nm를 형성해준 반사막의 경우보다 낮은 94퍼센트의 반사도를 갖는 것을 볼 수 있다. 하지만, 제 1 반사막층이 100nm, 제 2 반사막층이 100nm인 경우, 은과 거의 비슷한 96퍼센트의 반사도를 갖는 것을 확인할 수 있다.In FIG. 18, when the first reflecting film layer is 50 nm and the second reflecting film layer is 150 nm, the reflectivity before the heat treatment shows that the first reflecting film layer has a reflectance of 94 percent lower than that of the reflecting film which forms only 200 nm of silver due to being too thin. can see. However, when the first reflecting film layer is 100nm and the second reflecting film layer is 100nm, it can be seen that the reflectivity of 96% is almost similar to that of silver.
열처리 후에도 제 1 반사막층이 50nm인 경우보다 100nm인 경우가 더 좋은 열 안정성을 보이는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 제 1 반사막층은 100nm 이상이 적합하다.It can be seen that even after the heat treatment, the first reflective film layer exhibits better thermal stability than the case of 50 nm. Therefore, 100 nm or more is suitable for a 1st reflective film layer.
또한, 본 발명에서는, 중간층의 두께는 미리 설정된 온도 이하에서 더 두껍게 형성할 수 있으며, 미리 설정된 온도는 섭씨 300도보다 크고 섭씨 500도보다 작은 온도일 수 있으며, 이때 중간층의 두께는 상기 미리 설정된 온도 이하에서는 5nm보다 크게 형성할 수 있고, 상기 미리 설정된 온도보다 큰 온도에서는 20nm보다 작게 형성할 수 있다.In addition, in the present invention, the thickness of the intermediate layer may be formed thicker than the preset temperature, the preset temperature may be a temperature greater than 300 degrees Celsius and less than 500 degrees Celsius, wherein the thickness of the intermediate layer is the predetermined temperature Hereinafter, it may be formed larger than 5nm, it may be formed smaller than 20nm at a temperature larger than the preset temperature.
도 18에서처럼, 반사막의 중간층을 10nm와 5nm로 각각 적용하여 보면, 중간층이 10nm인 경우는 5nm에 비하여 500도에서의 열적 안정성이 좋지 못하였다. 하지만, 300도에서는 10nm인 경우 더 뛰어난 특성을 보였다. As shown in FIG. 18, when the intermediate layer of the reflective layer was applied at 10 nm and 5 nm, respectively, the thermal stability at 500 ° C was poor compared to 5 nm when the intermediate layer was 10 nm. However, at 300 degrees, 10 nm showed better characteristics.
따라서, 300도 정도의 온도의 열처리가 필요할 때는 10nm 정도로 두껍게, 500도 이상의 열처리가 필요하다면, 5nm 정도로 얇은 중간층을 형성하는 것이 바람직할 것이다.
Therefore, when heat treatment at a temperature of about 300 degrees is required, it may be desirable to form an intermediate layer as thin as about 10 nm, and as thin as about 5 nm if heat treatment of at least 500 degrees is required.
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.
Although the present invention has been described in terms of some preferred embodiments, the scope of the present invention should not be limited thereby but should be modified and improved in accordance with the above-described embodiments.
Claims (13)
상기 반사막층의 제조는,
제 1 반사막층을 형성하는 단계;
상기 제 1 반사막층 상에 상기 제 1 반사막 층과 다른 성분의 중간층을 형성하는 단계; 및
상기 중간층상에 제 2 반사막층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 중간층은 열처리시 제 2 반사막층으로 확산하는 성분의 물질인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.A method of manufacturing a light emitting diode comprising a reflective film layer reflecting light generated in an active layer between an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer,
Production of the reflective film layer,
Forming a first reflective film layer;
Forming an intermediate layer of a different component from the first reflective film layer on the first reflective film layer; And
Forming a second reflective film layer on the intermediate layer,
The intermediate layer is a light emitting diode manufacturing method, characterized in that the material of the component that diffuses to the second reflective film layer during the heat treatment.
상기 제 2 반사막층의 성분은 은(Ag)인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The method of claim 1,
The component of the second reflective film layer is silver (Ag).
상기 중간층의 물질은 아연(Zn), 인듐(In), 로듐(Rh), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법. The method of claim 1,
The material of the intermediate layer is at least one metal selected from the group consisting of zinc (Zn), indium (In), rhodium (Rh), titanium (Ti), nickel (Ni), chromium (Cr), and copper (Cu). Light emitting diode manufacturing method characterized in that.
상기 중간층의 물질은 아연(Zn), 인듐(In), 로듐(Rh), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속 화합물인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법. The method of claim 1,
The material of the intermediate layer is at least one metal compound selected from the group consisting of zinc (Zn), indium (In), rhodium (Rh), titanium (Ti), nickel (Ni), chromium (Cr), and copper (Cu). Light emitting diode manufacturing method characterized by the above-mentioned.
상기 중간층의 물질은 TCO(Transparent Conducting Oxide)인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법. The method of claim 1,
The material of the intermediate layer is a light emitting diode manufacturing method characterized in that the transparent conducting oxide (TCO).
상기 중간층의 성분은 아연(Zn)인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The method of claim 3,
The component of the intermediate layer is a light emitting diode manufacturing method, characterized in that zinc (Zn).
상기 제 1 반사막층의 두께는 100nm 이상인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The method of claim 1,
The thickness of the first reflective film layer is a light emitting diode manufacturing method, characterized in that 100nm or more.
상기 제 1 반사막층과 제 2 반사막층의 두께의 합은 200nm 이상인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.8. The method of claim 7,
The sum of the thicknesses of the first reflective film layer and the second reflective film layer is 200 nm or more.
상기 중간층의 두께는 미리 설정된 온도 이하에서 더 두껍게 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The method of claim 1,
The thickness of the intermediate layer is a light emitting diode manufacturing method, characterized in that to form a thicker than a predetermined temperature.
상기 미리 설정된 온도는 섭씨 300도보다 크고 섭씨 500도보다 작은 온도인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The method of claim 9,
The predetermined temperature is a light emitting diode manufacturing method, characterized in that the temperature is greater than 300 degrees Celsius and less than 500 degrees Celsius.
상기 중간층의 두께는 상기 미리 설정된 온도 이하에서는 5nm보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The method of claim 9,
The thickness of the intermediate layer is a light emitting diode manufacturing method, characterized in that to form greater than 5nm below the predetermined temperature.
상기 중간층의 두께는 상기 미리 설정된 온도보다 큰 온도에서는 20nm보다 작게 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The method of claim 9,
The thickness of the intermediate layer is a light emitting diode manufacturing method, characterized in that to form smaller than 20nm at a temperature greater than the predetermined temperature.
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