KR101335945B1 - 반도체 발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자는, 두께와 인듐(In)의 함량이 다른 결정면들을 갖는 활성층 및 박막 형태의 도전형 반도체층으로 인해 인가되는 전압에 따라 상기 결정면들에서 발생되는 발광 파장이 연속적으로 변하며, 형광체 없이 백색광을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자는, 마이크로 또는 나노 구조물인 코어부 상에 활성층을 형성함으로써 발광 면적을 확대할 수 있다.

Description

반도체 발광소자{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}
반도체 발광소자가 개시된다. 더욱 상세하게는, 인가되는 전압에 따라 발광 파장이 연속적으로 변하며, 형광체 없이 백색광을 제공할 수 있는 반도체 발광소자가 개시된다.
반도체 발광소자는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 반도체 발광소자는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 최근에는 청색 계열의 단파장 영역의 빛을 발광할 수 있는 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
일반적으로 질화물 반도체는 풀컬러 디스플레이(full color display), 이미지 스캐너(image scanner), 각종 신호시스템 및 광통신 기기에 광원으로 제공되는 녹색 또는 청색 발광소자, 또는 레이저 소자에 널리 사용되고 있다. 또한, 이러한 질화물 반도체 발광소자가 개발된 후에, 많은 기술적 발전이 이루어져 그 활용 범위가 확대되었으며 일반조명 및 전장용 광원으로 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 종래에는 질화물 반도체 발광소자는 주로 저전류/저출력의 모바일 제품에 적용되는 부품으로 사용되었으나, 최근에는 점차 그 활용 범위가 고전류/고출력 분야로 확대되고 있다.
반도체를 이용한 백색 발광소자는 적색, 녹색, 청색 발광소자를 모두 사용하여 제조될 수 있으나, 이는 제조 비용이 고가이고, 구동회로가 복잡하기 때문에 제품의 크기가 커진다는 단점이 있다.
또한, 청색 파장을 갖는 InGaN계 청색 발광소자에 황록색 형광체를 조합한 백색 발광소자가 실용화되어 있으나, 이는 청색 발광소자에서 방출된 청색광의 일부가 황록색 형광체를 여기시켜 황록색을 발생시킴으로써 청색과 황록색이 합성되어 백색을 발광시키는 원리로 이루어져 있다.
그러나, 청색 발광소자에 황록색 형광체를 조합한 백색 발광소자의 빛은 가시광선 영역의 일부 스펙트럼만을 가지고 있어서 색 표현이 제대로 되지 않는다는 문제점이 있으며, 백색 발광소자의 칩 효율이 떨어져 전체적인 발광효율이 감소된다는 단점이 있다. 따라서, 이러한 문제점들을 극복하면서 가시광 영역의 다양한 파장대를 구현할 수 있는 발광소자의 개발이 필요한 실정이다.
인가되는 전압에 따라 발광 파장이 연속적으로 변하며, 형광체 없이 백색광을 제공할 수 있는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자는, 기판, 상기 기판상에 형성된 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출시키도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 유전체 패턴, 상기 노출된 제1 도전형 반도체층으로부터 연장되어 형성되는 코어부, 상기 코어부를 둘러싸며, 인가되는 전압에 따라 각각 상이한 파장의 광을 발생시키는 제1 결정면, 제2 결정면 및 제3 결정면을 갖는 활성층 및 상기 활성층 상에 형성된 박막 형태의 제2 도전형 반도체층을 포함한다.
본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자에서, 상기 유전체 패턴은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자에서, 상기 제1 결정면은 상기 기판에 수직이며, 상기 제2 결정면은 상기 기판에 수평이며, 상기 제3 결정면은 상기 제1 결정면과 상기 제2 결정면을 연결할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자에서, 상기 활성층의 제1 결정면, 제2 결정면 및 제3 결정면은 두께가 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자에서, 상기 활성층은 InGaN을 포함하며, 상기 활성층의 제1 결정면, 제2 결정면 및 제3 결정면은 In의 조성이 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자에서, 상기 제1 결정면은 청색(blue) 광을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자에서, 상기 제2 결정면은 적색(red) 광을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자에서, 상기 제3 결정면은 녹색(green) 광을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자는, 두께와 인듐(In)의 함량이 다른 결정면들을 갖는 활성층 및 박막 형태의 도전형 반도체층으로 인해 인가되는 전압에 따라 상기 결정면들에서 발생되는 발광 파장이 연속적으로 변하며, 형광체 없이 백색광을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자는, 마이크로 또는 나노 구조물인 코어부 상에 활성층을 형성함으로써 발광 면적을 확대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 반도체 발광소자의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 인가되는 전압에 따른 본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자의 파장 변화 및 EL 특성을 나타내는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자에서 활성층의 일부의 TEM(Transmission Electron Microscope) 이미지를 나타내는 도면이다. 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자에서 인가 전압이 증가함에 따라 등전위면이 형성되는 위치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자의 크기에 따른 파장 변화를 나타내는 도면이다.
실시예의 설명에 있어서, 각 기판, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 층 또는 패턴 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
이하에서는 하기의 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 반도체 발광소자의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자는 기판(100), 버퍼층(200), 제1 도전형 반도체층(300), 유전체 패턴(400), 코어부(500), 활성층(600), 제2 도전형 반도체층(700), 제1 전극(810) 및 제2 전극(820)을 포함한다.
기판(100)은 유리 기판 또는 사파이어(sapphire) 기판과 같은 절연성 기판일 수 있다. 또한, 기판(100)은 Si, SiC, ZnO와 같은 도전성 기판일 수 있다.
기판(100)상에 버퍼층(200)이 형성될 수 있다. 버퍼층(200)은 기판(100)과 제1 도전형 반도체층(300) 사이의 격자 부정합을 해소하기 위해 형성될 수 있다. 버퍼층(200)은 도핑없이 저온으로 형성될 수 있으며, 버퍼층(200)은 기판(100)이 도전성 기판인 경우에는 생략될 수 있다. 버퍼층(200)은 InAlGaN 계열이나 SiC 계열의 재료로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(300)은 버퍼층(200) 상에 형성된다. 제1 도전형 반도체층(300)은 III-V족 화합물일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(300)은 GaN일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(300)은 n-도핑될 수 있다. 여기서, n-도핑이라 함은 V족 원소를 도핑한 것을 의미한다. 제1 도전형 반도체층(300)은 n-GaN일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(300)을 통해 전자가 활성층(600)으로 이동된다.
제1 도전형 반도체층(300) 상에 유전체 층이 형성된다. 유전체 층을 패터닝하여 제1 도전형 반도체층(300)의 일부를 노출시키는 유전체 패턴(400)이 형성된다. 유전체 패턴(400)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다. 유전체 패턴(400)에 의해 마이크로 또는 나노 구조물인 코어부(500) 구조가 정의될 수 있다. 유전체 패턴(400)에 따라 마이크로 또는 나노 구조물인 코어부(500)의 단면이 달라질 수 있다.
유전체 패턴(400)으로 인해 노출된 제1 도전형 반도체층(300)으로부터 연장되어 코어부(500)가 형성된다. 코어부(500)는 GaN을 성장시켜서 형성될 수 있으며, 코어부(500)는 n-도핑된 n-GaN일 수 있다. 코어부(500)는 마이크로 또는 나노 구조물일 수 있다. 여기서 마이크로 또는 나노 구조물은 코어부의 크기에 따라 정의될 수 있으며, 코어부의 직경이 마이크로(㎛) 단위인 경우 코어부는 마이크로 구조물이며, 코어부의 직경이 나노(nm) 단위인 경우 코어부는 나노 구조물이라고 할 수 있다.
코어부(500) 상에 활성층(600)이 형성될 수 있다. 활성층(600)은 다중 양자 우물구조(Multi Quantum Well, MQW)일 수 있으며, 활성층(600)은 InGaN을 양자 우물로 하는 다중 양자 우물구조일 수 있다. 활성층(600)에서 전자와 정공이 결합함으로써 빛 에너지를 발생시킨다.
활성층(600)은, 기판(100)에 수직인 제1 결정면(610), 기판(100)에 수평인 제2 결정면(620), 및 제1 결정면(610)과 제2 결정면(620)을 연결하는 제3 결정면(300)을 가질 수 있다.
본 발명의 일 측에서, 활성층(600)의 제1 결정면(610), 제2 결정면(620) 및 제3 결정면(630)은 두께가 서로 다를 수 있다. 여기서, 상기 두께는 코어부(500)로부터 이격된 거리를 의미한다. 코어부(500)가 서로 다른 결정면들을 갖기 때문에 이러한 코어부(500)의 결정면에 대응되어 성장되는 활성층(600)의 성장속도가 달라짐으로써 활성층(600)의 제1 결정면(610), 제2 결정면(620) 및 제3 결정면(630)은 두께가 달라질 수 있다. 활성층(600)의 제1 결정면(610), 제2 결정면(620) 및 제3 결정면(630)은 두께는 각각 10 ~ 300 nm일 수 있다.
따라서, 코어부(500) 상에 형성되는 활성층(600)의 결정면들의 두께가 서로 다르기 때문에 활성층(600)의 제1 결정면(610), 제2 결정면(620) 및 제3 결정면(630)은 인가되는 전압에 따라 각각 상이한 파장의 광을 발생시킬 수 있다. 즉, 활성층(600)은 단일 활성층에서 인가되는 전압에 따라 다양한 파장대의 광을 연속적으로 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 인가되는 전압이 큰 경우에는 제1 결정면(610)에서 청색(blue) 광이 발생되고, 인가되는 전압이 작은 경우에는 제2 결정면(620)에서 적색(red) 광이 발생되고, 인가되는 전압이 중간 정도인 경우에는 제3 결정면(630)에서 녹색(green) 광이 발생될 수 있다.
본 발명의 일 측에서, 인가되는 전압이 작은 경우는 2.0 ≤ 인가되는 전압 ≤ 3.5의 범위이고, 인가되는 전압이 큰 경우는 7.0 ≤ 인가되는 전압 ≤ 10.0이며, 인가되는 전압이 중간 정도인 경우는 3.5 ≤ 인가되는 전압 ≤ 7.0 일 수 있다.
이때, 제1 결정면(610) ＜ 제3 결정면(630) ＜ 제2 결정면(620) 순서로 그 두께가 클 수 있으며, 일 예로 제1 결정면(610)의 두께는 1.4±0.3 nm이고, 제2 결정면(620)의 두께는 8±2 nm이고, 제3 결정면(630)의 두께는 상기 두 값의 중간값일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자에서, 인가되는 전압은 발광소자에 포함된 전극의 크기, 제2 도전형 반도체층의 전기전도도(제2 도전형 반도체층의 도핑 농도), 제2 도전형 반도체층의 두께 등에 따라 달라질 수 있다. 즉, 본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자에서, 발광소자에 포함된 전극(P형 전극)의 크기 등을 바꾸어 활성층(600)의 결정면들에 따라 다른 전기장의 세기를 가지도록 하여 발광파장을 조절할 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 더 상세하게 설명하기로 한다.
또한, 본 발명의 일 측에서, 활성층(600)의 제1 결정면(610), 제2 결정면(620) 및 제3 결정면(630)은 인듐(In)의 조성이 서로 다를 수 있다. 상술한 바와 마찬가지로, 코어부(500)가 서로 다른 결정면들을 갖기 때문에 이러한 코어부(500)의 결정면에 대응되어 성장되는 활성층(600)의 성장속도가 달라짐으로써 활성층(600)의 제1 결정면(610), 제2 결정면(620) 및 제3 결정면(630)은 In의 조성이 달라질 수 있다.
따라서, 코어부(500) 상에 형성되는 활성층(600)의 결정면들의 In의 조성이 서로 다르기 때문에 활성층(600)의 제1 결정면(610), 제2 결정면(620) 및 제3 결정면(630)은 인가되는 전압에 따라 각각 상이한 파장의 광을 발생시킬 수 있다. In의 조성에 따라 발광 파장이 달라질 수 있으며, In의 조성이 큰 경우에는 밴드갭이 작아져 발광 파장이 길어지므로 장파장인 적색(red) 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 인가되는 전압이 작은 경우에는 In의 조성이 가장 큰 제2 결정면(620)에서 적색(red) 광이 발생되고, 인가되는 전압이 큰 경우에는 In의 조성이 가장 작은 제1 결정면(610)에서 청색(blue) 광이 발생되고, 인가되는 전압이 중간 정도인 경우에는 두께가 중간 정도인 제3 결정면(630)에서 녹색(green) 광이 발생될 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자에서, 인가되는 전압이 작은 경우는 2.0 ≤ 인가되는 전압 ≤ 3.5의 범위이고, 인가되는 전압이 큰 경우는 7.0 ≤ 인가되는 전압 ≤ 10.0이며, 인가되는 전압이 중간 정도인 경우는 3.5 ≤ 인가되는 전압 ≤ 7.0 일 수 있다.
이때, 제1 결정면, 제2 결정면, 제3 결정면에서 In의 조성은 각각 활성층 전체이 조성 대비 각각 10 ~ 60%일 수 있다. 즉, 활성층의 InxGa1 - xN에서 x가 0.1 ~ 0.6일 수 있으며, 다시 말해 활성층에서 In 및 Ga의 전체 양을 100%라고 했을 경우, In의 양이 10 ~ 60%일 수 있다.
이때, 제1 결정면(610) ＜ 제3 결정면(630) ＜ 제2 결정면(620) 순서로 In의 조성이 클 수 있으며, 일 예로 제1 결정면(610)에서의 In 함량은 0.15이고, 제2 결정면(620)에서의 In 함량은 0.6이고, 제3 결정면(630)에서의 In 함량은 상기 두 값의 중간값일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 3a 내지 도 3c는 인가되는 전압에 따른 본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자의 파장 변화 및 EL(electroluminescence) 특성을 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 도 3a에서 인가되는 전압이 증가할수록 발광되는 색이 적색에서 청색으로 연속적으로 변하는 것을 알 수 있으며, 도 3b에서 가시광선 범위 내에서 다양한 발광파장의 광을 구현할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 3c에서 전압에 따라 전류 및 EL 강도가 높아지는 것을 알 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자에서 활성층의 일부의 TEM(Transmission Electron Microscope) 이미지를 나타내는 도면이다. 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자에서 인가 전압이 증가함에 따라 등전위면이 형성되는 위치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4a에 나타난 바와 같이, 제1 결정면(610)에서는 두께 및 In의 조성이 작은 활성층(600)이 형성되는 것을 확인할 수 있으며, 이는 반도체 발광소자에서 파장이 짧은 빛(예를 들어, 청색 광)이 발생하는 데에 기여할 수 있다. 제2 결정면(620)에서는 두께 및 In의 조성이 큰 활성층(600)이 형성되는 것을 확인할 수 있으며, 이는 반도체 발광소자에서 파장이 긴 빛(예를 들어, 적색 광)이 발생하는 데에 기여할 수 있다.
도 4b에 나타난 바와 같이, 코어부(500)에 비해 제2 도전형 반도체층의 저항이 크기 때문에, 인가 전압이 낮은 경우 전기장의 등전위면이 활성층(500)의 제2 결정면(620) 부근에 형성되어 주로 제2 결정면(620)에 전류 주입이 발생하여 장파장의 빛(예를 들어, 적색광)이 발광된다. 인가 전압이 증가함에 따라 전기장이 아래쪽으로 침투하여 제3 결정면(630) 및 제1 결정면(610)에 순차적으로 전류 주입이 발생하여 단파장의 빛(예를 들어, 녹색광에서 청색광으로 발광함)이 연속적으로 발광된다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자의 크기에 따른 파장 변화를 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자의 크기는 발광소자에 포함되는 전극(P형 전극(810))의 크기에 따라 달라질 수 있다. 즉, 본 발명의 일 측에서는, 제2 도전형 반도체층(700)의 저항이 크기 때문에 P형 전극(810)의 크기를 달리하여 전기장의 세기를 바꿈으로써 반도체 발광소자의 크기에 따라 다양한 파장의 광을 발생시키는 반도체 발광소자를 구현할 수 있다. 또한, 동일한 기판에서 코어부 및 활성층이 형성되고, 서로 다른 결정면을 갖는 활성층으로 인해 인가 전압에 따라 전기장의 세기가 달라짐으로써 다양한 파장의 광을 발생시키는 반도체 발광소자를 구현할 수 있다. 반도체 발광소자의 크기가 중간 정도(B)이며 녹색 광을 발생시키는 반도체 발광소자를 기준으로 할 경우, 반도체 발광소자의 크기가 큰(C) 경우에는 적색 광이 발생하고, 반도체 발광소자의 크기가 작은(A) 경우에는 청색 광이 발생함을 알 수 있다.
활성층(600)을 둘러싸도록 제2 도전형 반도체층(700)이 형성된다. 제2 도전형 반도체층(700)은 박막 형태로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(700)이 박막 형태로 형성됨으로써 활성층(600)에 도달되는 인가 전압을 조절할 수 있다. 즉, 코어부(500)에 비해 제2 도전형 반도체층(700)의 저항이 크며, 인가되는 전압이 제2 도전형 반도체층(700)을 통해 활성층(600)의 결정면들에 도달되는 거리로 인한 저항 차이 때문에 각각의 결정면들에 인가되는 전압이 상이할 수 있으며, 이로 인해 활성층(600)에 도달되는 인가 전압을 조절할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(700)은 III-V족 화합물일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(700)은 p-도핑될 수 있다. 여기서, p-도핑이라 함은 III족 원소를 도핑한 것을 의미한다. 또한, 제2 도전형 반도체층(700)은 Mg 불순물이 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(700)은 GaN일 수 있으며, Mg 불순물이 도핑된 GaN일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(700)을 통해 정공이 활성층(600)으로 이동된다.
제2 도전형 반도체층(700) 상에 투명 전극(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 전극(미도시)은 ITO로 이루어질 수 있다. 투명 전극(미도시) 상에 P형 전극(810)이 형성되고, 제1 도전형 반도체층(300) 상에 N형 전극(820)이 형성된다. P형 전극(810)은 Ni/Au 등 다양한 금속 재료로 형성될 수 있으며, P형 전극(810)의 크기에 따라 반도체 발광소자의 크기기 달라질 수 있다. N형 전극(820)은 Ti/Au 등 다양한 금속 재료로 형성될 수 있다. P형 전극(810)을 통해 정공이 공급되며, N형 전극(820)을 통해 전자가 공급된다. 이렇게 공급된 정공 및 전자는 활성층에서 결합함으로써 빛 에너지를 발생시킨다.
결국, 본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자는 마이크로 또는 나노 구조물인 코어부를 이용하여 서로 다른 두께 및 In의 조성의 결정면을 갖는 활성층 및 박막 형태의 도전형 반도체층을 포함함으로써 인가되는 전압에 따라 상기 결정면들에서 발생되는 발광 파장이 연속적으로 변하며, 형광체 없이 백색광을 제공할 수 있다. 즉, 두께 및 In의 조성의 다른 활성층의 결정면들에 인가되는 전압에 따라 전기장 분포가 달라지기 때문에 각각의 결정면들에서 발생되는 광의 색깔도 달라지며, 이로 인해 인가되는 전압을 조절함으로써 발생되는 광의 색깔을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측에 따른 반도체 발광소자는, 마이크로 또는 나노 구조물인 코어부 상에 활성층을 형성함으로써 발광 면적을 확대할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 기판, 200 : 버퍼층
300 : 제1 도전형 반도체층 400 : 유전체 패턴
500 : 코어부 600 : 활성층
700 : 제2 도전형 반도체층 810, 820 : P형 전극, N형 전극

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판상에 형성된 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출시키도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 유전체 패턴;
    상기 노출된 제1 도전형 반도체층으로부터 연장되어 형성되는 코어부;
    상기 코어부를 둘러싸며, 서로 상이한 두께를 가짐으로써 인가되는 전압에 따라 각각 상이한 파장의 광을 발생시키는 제1 결정면, 제2 결정면 및 제3 결정면을 갖는 활성층; 및
    상기 활성층을 둘러싸며, 상기 활성층 상에 형성된 박막 형태의 제2 도전형 반도체층;
    을 포함하고,
    상기 제1 결정면은 상기 기판에 수직이며, 상기 제2 결정면은 상기 기판에 수평이며, 상기 제3 결정면은 상기 제1 결정면과 상기 제2 결정면을 연결하고,
    상기 제1 결정면은 청색(blue) 광을 발생시키고, 상기 제2 결정면은 적색(red) 광을 발생시키고, 상기 제3 결정면은 녹색(green) 광을 발생시키는 반도체 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 패턴은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 활성층의 제1 결정면, 제2 결정면 및 제3 결정면은 두께가 서로 다른 반도체 발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 활성층은 InGaN을 포함하며,
    상기 활성층의 제1 결정면, 제2 결정면 및 제3 결정면은 In의 조성이 서로 다른 반도체 발광소자.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층은,
    상기 박막 형태로 형성됨으로써, 상기 활성층에 포함된 상기 제1 결정면, 상기 제2 결정면 및 상기 제3 결정면에 도달되는 인가 전압을 조절하는 반도체 발광소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 박막 형태로 형성된 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 전극; 및
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 제2 전극을 더 포함하고,
    상기 제1 전극은,
    상기 제1 전극의 크기에 따라 상기 활성층에 포함된 상기 제1 결정면, 상기 제2 결정면 및 상기 제3 결정면에 도달되는 전기장의 세기를 다르게 하여 각각 상이한 파장의 광을 발생시키는, 반도체 발광소자.
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