KR101562928B1 - 발광 다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 양면에 에피 구조를 성장시켜 발광 출력을 향상시킬 수 있으며, 단일의 발광 다이오드를 사용하여 이중 발광 스펙트럼을 구현할 수 있는 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드는, 기판의 일면에 형성되며, 공급되는 전자 및 정공의 재결합에 따라 생성되며, 제 1 스펙트럼을 갖는 제 1 광을 출력하는 제 1 에피층; 및 상기 기판의 타면에 형성되며, 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하는 제 2 에피층으로 구성된다.

Description

발광 다이오드 및 그 제조방법 {Light Emitting Diode and manufacturing method of the same}
본 발명은 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 기판 양면에 에피 구조를 성장시켜 발광 출력을 향상시킬 수 있으며, 단일의 발광 다이오드를 사용하여 이중 발광 스펙트럼을 구현할 수 있는 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
질화물 반도체를 이용한 전자산업은 그린 산업의 발전과 성장에 부합하는 분야로 기대를 모으고 있다. 특히 질화물 반도체 중 하나인 GaN의 경우, 발광 다이오드(LED) 표시소자 및 백라이트로 널리 이용되고 있다.
또한, 발광 다이오드(LED)는 기존의 전구 또는 형광등에 비해 소모 전력이 작고 수명이 길어, 백열전구 및 형광등을 대체하여 일반 조명 용도로 그 사용 영역을 넓히고 있다.
GaN는 LED를 포함한 고출력 전자부품 소자의 핵심 소자인 적색, 녹색 및 청색발광 다이오드 중 청색 발광 다이오드의 제조에 널리 상용되고 있다. 이는 기존의 청색 영역의 빛을 내는 발광 소자의 반도체 물질인 징크 세레나이드(ZnSe) 보다, GaN를 이용한 청색 발광 다이오드가 GaN의 뛰어난 물리, 화학적 특성 때문에 휘도와 수명, 그리고 내부 양자효율이 우수하기 때문이다.
또한 GaN는 직접 천이형의 밴드갭 구조를 가지면서 In 이나 Al의 합금을 통해 1.9 ~ 6.2 eV까지 밴드갭 조절이 가능하므로 녹색, 청색 및 백색광을 방출하는 반도체 층들을 제조할 수 있다. 즉, 밴드갭 조절에 의해 방출 파장을 조절할 수 있기 때문에 특정 장치 특성에 맞추어 재료의 특징들을 맞출 수 있다.
예를 들어, GaN를 이용하여 광 기록에 유익한 청색 LED와 백열등을 대체할 수 있는 백색 LED를 만들 수 있기 때문에 광소자로서의 이용 가치가 매우 크다. 또한 항복 전압이 높고, 고온에서도 안정하기 때문에 기존의 재료들로는 구현하지 못하는 고출력 소자나 고온 전자 소자 등 여러 분야에 유용하다. 예를 들어 풀 칼라 디스플레이(Full color display)를 이용한 대형 전광판이나, 신호등, 광기록 매체의 광원, 자동차 엔진의 고출력 트랜지스터 등에 적용할 수 있다.
도 1a 내지 1d는 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 일반적인 제조방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상부에 버퍼층(11), n-GaN층(12), 활성층(13), p-GaN층(14)을 순차적으로 성장시킨다.
이와 같은 질화갈륨(GaN)계 에피(Epi)층들(n-GaN층, 활성층, p-GaN층)은 금속유기화학증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) 방법을 통해서 성장시킬 수 있다.
이후, 도 1b에 도시된 바와 같이, p-GaN층(14) 상부의 일부 영역에서 n-GaN층(12) 상부의 일정 깊이까지 메사(Mesa) 식각하여 n-GaN층(12)을 노출시킨다.
메사 식각 후, 도 1c에 도시된 바와 같이, p-GaN층(14)의 식각하지 않은 나머지 영역의 상부에 p-오믹컨택층(15)을 형성하고, 도 1d에 도시된 바와 같이, p-오믹컨택층(15) 상부와 n-GaN층(12)의 노출된 영역 상부에 각각 제 1 전극(16a) 및 제 2 전극(16b)를 형성한다.
이와 같은 제조방법에 따라 형성된 발광 다이오드는 단일 파장의 광을 출력할 수 있기 때문에, 2개의 스펙트럼이 필요한 경우에는 2개의 발광 다이오드를 사용하거나 발광 다이오드에 형광체를 도포하는 방법을 사용하였다.
이와 같은 방법에 따라 2개의 스펙트럼을 출력하고자 하는 경우, 제조 단가가 상승한다는 문제점이 있으며, 제조공정에 따른 신뢰성 문제를 야기할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 기판 양면에 에피 구조를 성장시켜 발광 출력을 향상시킬 수 있으며, 단일의 발광 다이오드를 사용하여 이중 발광 스펙트럼을 구현할 수 있는 발광 다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드는, 기판의 일면에 형성되며, 공급되는 전자 및 정공의 재결합에 따라 생성되며, 제 1 스펙트럼을 갖는 제 1 광을 출력하는 제 1 에피층; 및 상기 기판의 타면에 형성되며, 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하는 제 2 에피층으로 구성된다.
이때, 상기 제 1 에피층은, 상기 기판의 일면에 순차적으로 형성되는 n-반도체층, 활성층 및 p-반도체층으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 제 2 에피층은, 상기 기판의 타면에 순차적으로 형성되는 제 1 캐리어 구속층, 형광층 및 제 2 캐리어 구속층으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 에피층은 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 상기 제 1 스펙트럼과 동일한 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 에피층은 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 상기 제 1 스펙트럼과 상이한 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 캐리어 구속층은 상기 형광층보다 에너지 밴드갭이 크도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 형광층은 단일층의 벌크 웰(bulk well) 구조로 형성되거나, 배리어와 양자 웰(quantum well)이 교대로 적층된 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 제조방법에 따르면, 발광 다이오드는 기판의 일면에 순차적으로 n-반도체층, 활성층 및 p-반도체층을 형성하여, 제 1 스펙트럼을 갖는 제 1 광을 출력하는 제 1 에피층을 형성하고, 상기 기판의 타면에 순차적으로 제 1 캐리어 구속층, 형광층 및 제 2 캐리어 구속층을 형성하여, 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하는 제 2 에피층을 형성하여 제조될 수 있다.
이때, 상기 n-반도체층, 상기 활성층 및 상기 p-반도체층은 금속유기화학증착 방법을 통해 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 캐리어 구속층, 상기 형광층 및 상기 제 2 캐리어 구속층은 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 상기 제 2 에피층을 형성하기 전에, 상기 기판의 타면에 래핑(lapping) 가공 및 폴리싱(polishing) 가공을 한 후, 상기 제 2 에피층을 형성할 수 있다.
이때, 상기 제 2 에피층은 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 상기 제 1 스펙트럼과 상이한 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 에피층은 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 상기 제 1 스펙트럼과 동일한 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하도록 형성될 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드의 제조방법을 이용하여 발광 다이오들 제조하면, 발광 다이오드는 기판 일면에 형성되는 발광 소자용 제 1 에피층과, 기판의 타면에 형성되는 형광층을 포함하는 제 2 에피층으로 구성된다.
이때, 제 2 에피층은 제 1 에피층으로부터 출력되는 광을 흡수하고, 이를 바탕으로 새로운 광을 출력하도록 구성되는 것으로, 상기 제 2 에피층(330)의 형성 조건을 조절함으로써 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광과 동일한 파장 또는 다른 파장을 가지는 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
따라서, 상기 제 2 에피층(330)이 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광과 동일한 파장을 가지는 광을 출력하도록 구성된 경우, 발광 출력 향상에 기여할 수 있다.
또한, 상기 제 2 에피층(330)이 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광과 다른 파장을 가지는 광을 출력하도록 구성된 경우, 이중 발광 스펙트럼을 가지는 에피 구조를 형성할 수 있다.
도 1a 내지 1d는 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 일반적인 제조방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드를 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 구조도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드에 형성되는 형광체의 다양한 구조도들이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드로부터 출력되는 광의 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드로부터 출력되는 다양한 광의 경로를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 7d는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드의 제조방법을 설명하기 위한 개략도들이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드를 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드(200)는 기판(210)과 기판(210)의 일면 및 타면에 각각 형성되는 제 1 에피층(220) 및 제 2 에피층(230)으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 제 1 에피층(220)은 LED용으로 형성되는 것으로, 기판(210)의 일면에 순차적으로 형성되는 n-반도체층(221), 활성층(223) 및 p-반도체층(225)으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 제 2 에피층(230)은 박막 형광체로서, 기판(210)의 타면에 순차적으로 형성되는 제 1 캐리어 구속층(231), 형광층(233) 및 제 2 캐리어 구속층(235)으로 구성될 수 있다.
상기 제 1 에피층(220)은 n-반도체층(221) 및 p-반도체층(225)에서 공급되는 전자와 정공을 활성층(223)에서 재결합시켜 여분의 에너지를 광으로 변환시켜 출력한다.
상기 제 2 에피층(230)은 제 1 에피층(220)에서 출력되는 광의 일부를 흡수하여, 흡수된 광의 파장보다 긴 파장을 가지는 광을 형성하여 출력한다.
따라서, 도 2의 구조를 갖는 발광 다이오드(200)는 제 1 에피층(220)으로부터 출력되며, 제 1 스펙트럼을 갖는 제 1 광과, 제 2 에피층(230)으로부터 출력되며, 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 구조도이고, 도 4a 및 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드에 형성되는 형광체의 다양한 구조도들이다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드(300)는 기판(310), 기판(310)의 일면 및 타면에 각각 형성되는 제 1 에피층(320) 및 제 2 에피층(330)으로 구성될 수 있다.
이에 더하여, 상기 발광 다이오드(300)는 기판(210)과 상기 제 1 에피층(320) 사이에 개재되는 버퍼층(340), 상기 제 1 에피층(320) 상에 형성되는 제 1 전극(360) 및 제 2 전극(370)을 더 포함할 수 있다.
상기 기판(310)은 질화갈륨(GaN) 박막을 성장시키기 위해 구성되며, 질화갈륨(GaN) 단결정 기판이 가장 바람직하지만, 질화갈륨(GaN) 단결정 기판은 제작하기가 까다로우며 가격이 비싸기 때문에, 상대적으로 구하기 쉽고 가격이 싼 사파이어(Al2O3)나 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC)와 같은 이종 기판을 일반적으로 사용한다.
그러나, 사파이어(Al2O3)나 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC)에 제 1 에피층(320)을 바로 성장시키면 격자 부정합에 의해서 좋은 품질의 소자를 제조하기 어렵기 때문에, 제 1 에피층(320)을 성장시키기 전에, 버퍼층(340)을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 에피층(320)은 발광 소자용 에피 구조를 가지며, 공급되는 전자와 정공을 재결합시키고, 여분의 에너지를 광으로 변환시켜 출력한다.
이때, 상기 제 1 에피층(320)은 기판(310)의 일면에 순차적으로 형성되는 n-반도체층(321), 활성층(323) 및 p-반도체층(325)으로 구성될 수 있다.
상기 n-반도체층(321)은 n형 불순물이 도핑된 질화갈륨(GaN) 반도체층(n-GaN)으로서, 전자를 공급하는 역할을 한다.
상기 p-반도체층(325)은 p형 불순물이 도핑된 질화갈륨(GaN) 반도체층(p-GaN)으로서, 정공을 공급하는 역할을 한다.
상기 활성층(323)은 n-반도체층(321)과 p-반도체층(325)으로부터 공급받은 전자와 정공을 재결합시키고, 여분의 에너지를 광으로 변환하여 출력하는 역할을 한다.
상기 n-반도체층(321), 상기 활성층(323) 및 상기 p-반도체층(325)의 기능에 따른 광 출력은 공지된 것으로 이에 대한 상세할 설명은 생략한다.
상기의 질화갈륨(GaN)계 에피(Epi)층들(321, 323, 325)은 금속유기화학증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) 방법을 통해서 성장시키는 것이 바람직하다.
이때, 상기 p-반도체층(325)의 상부에는 p-콘택층(350)이 위치하고, p-콘택층(350)의 상부에는 제 1 전극(360)이 위치하고, 식각에 의해 노출된 n-반도체층(321)의 노출 영역(321a)에는 제 2 전극(370)이 위치한다.
한편, 상기 제 2 에피층(330)은 제 1 에피층(320)에서 출력되는 일부를 흡수하여, 흡수된 광의 파장과 동일하거나 상이한 파장을 가지는 광을 형성하여 출력한다.
이때, 상기 제 2 에피층(330)은 기판(310)의 타면에 순차적으로 형성되는 제 1 캐리어 구속층(331), 형광층(333) 및 제 2 캐리어 구속층(335)으로 구성될 수 있다.
상기 제 2 에피층(330)은 형성 조건을 조절함으로써 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광과 동일한 파장 또는 다른 파장을 가지는 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 제 2 에피층(330)은 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광의 스펙트럼과 동일한 스펙트럼을 갖는 광을 출력하거나, 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광의 스펙트럼과 상이한 스펙트럼을 갖는 광을 출력할 수 있다.
이때, 상기 제 2 에피층(330)이 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광과 동일한 파장을 가지는 광을 출력하도록 구성된 경우, 발광 출력 향상에 기여할 수 있다.
또한, 상기 제 2 에피층(330)이 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광과 다른 파장을 가지는 광을 출력하도록 구성된 경우, 이중 발광 스펙트럼을 가지는 에피 구조를 형성할 수 있다.
한편, 상기 기판(310)의 일면에 형성된 제 1 에피층(320)이 열화되는 것을 방지하기 위하여, 제 2 에피층(330)을 형성하는 경우에는 일반적으로 MOCVD의 에피 성장 온도보다 수백도 낮은 성장온도 특성을 갖는 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 및 제 2 캐리어 구속층들(331, 335)은 상기 형광층(333)의 일면 및 타면에 각각 위치하여 상기 형광층(333)에서 여기되는 캐리어들의 재결합 효율을 높인다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 캐리어 구속층들(331, 335)은 형광층(333)보다 에너지 밴드갭이 큰 것을 특징으로 한다.
한편, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 형광층(333)은 15nm 두께 이상의 단일층의 벌크 웰(bulk well) 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 형광층(333)은 배리어(333a)와 양자 웰(quantum well, 333b)이 교대로 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다.
상기 형광층(333)이 도 4b에 도시된 바와 같은 구조로 이루어지는 경우 결합 효율을 극대화시킬 수 있다.
여기서, 상기 배리어(333a)는 양자 웰(333b)보다 에너지 밴드갭이 커서, 양자 웰(333b)에서의 캐리어 재결합 효율을 높일 수 있으며, 상기 양자 웰(333b)은 캐리어의 재결합이 이루어져 빛이 발생되는 층이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드로부터 출력되는 광의 스펙트럼을 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드로부터 출력되는 다양한 광의 경로를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 발광 다이오드에 전원을 인가하면, 제 1 에피층(320)에서 450nm 발광 파장의 스펙트럼을 갖는 광이 출력되고, 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광의 일부분은 기판(310)을 투과하여 제 2 에피층(330)에 의해 흡수되고, 제 2 에피층(330)은 흡수한 광을 바탕으로 650nm 형광 파장의 스펙트럼을 갖는 광(점선)을 출력한다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드를 이용하는 경우, 하나의 발광 다이오드를 이용하여 피크(peak) 파장이 다른 2개의 스펙트럼을 동시에 얻을 수 있다.
도 7a 내지 7d는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드의 제조방법을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 기판(310)에 제 1 에피층(320)을 형성하기 위하여, 기판(310)의 일면에 n-반도체층(321), 활성층(323) 및 p-반도체층(324)를 순차적으로 형성한다.
이때, 기판(310)이 사파이어(Al2O3)나 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC)의 재질로 형성되는 경우, n-반도체층(321)을 바로 성장시키면 격자 부정합에 의해서 좋은 품질의 소자를 제조하기 어렵기 때문에, n-반도체층(321)을 성장시키기 전에, 버퍼층(340)을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, n-반도체층(321), 활성층(323) 및 p-반도체층(324)은 금속유기화학증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) 방법을 통해서 성장시킬 수 있다.
이후, 도 7b에 도시된 바와 같이, 기판(310)의 타면에 제 2 에피층(330)을 형성하게 되는데, 이때, 공정 편의를 위하여 기판(310)을 뒤집은 상태에서 제 1 캐리어 구속층(331), 형광층(333) 및 제 2 캐리어 구속층(335)를 순차적으로 형성한다.
이때, 기판(310)의 일면에 제 1 에피층(320)을 형성한 후, 원하는 기판의 두께, 평평도를 유지하기 위해, 기판(310)의 타면에 래핑(lapping) 가공 및 폴리싱(polishing) 가공을 한 후, 제 2 에피층(330)을 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 기판(310)의 일면에 형성된 제 1 에피층(320)이 열화되는 것을 방지하기 위하여, 제 2 에피층(330)을 형성하는 경우에는 일반적으로 MOCVD의 에피 성장 온도보다 수백도 낮은 성장온도 특성을 갖는 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하는 것이 바람직하다.
이후, 도 7c에 도시된 바와 같이, p-반도체층(325) 상부의 일부 영역에서 n-반도체층(321) 상부의 일정 깊이까지 식각하여 n-반도체층(321)을 노출시킨다.
이때, 도 7c의 공정에서 이루어지는 식각은 메사(Mesa) 식각일 수 있다.
이후, 도 7d에 도시된 바와 같이, p-반도체층(325) 상부에 p-콘택층(350)을 형성하고, p-콘택층(350)의 상부에는 제 1 전극(360)을 형성하고, 식각에 의해 노출된 n-반도체층(321)의 노출 영역(321a)에 제 2 전극(370)을 형성한다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 발광 다이오드는 기판 일면에 형성되는 발광 소자용 제 1 에피층과, 기판의 타면에 형성되는 형광층을 포함하는 제 2 에피층으로 구성된다.
이때, 제 2 에피층은 제 1 에피층으로부터 출력되는 광을 흡수하고, 이를 바탕으로 새로운 광을 출력하도록 구성되는 것으로, 상기 제 2 에피층(330)의 형성 조건을 조절함으로써 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광과 동일한 파장 또는 다른 파장을 가지는 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
따라서, 상기 제 2 에피층(330)이 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광과 동일한 파장을 가지는 광을 출력하도록 구성된 경우, 발광 출력 향상에 기여할 수 있다.
또한, 상기 제 2 에피층(330)이 제 1 에피층(320)으로부터 출력되는 광과 다른 파장을 가지는 광을 출력하도록 구성된 경우, 이중 발광 스펙트럼을 가지는 에피 구조를 형성할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 발광 다이오드 및 그 제조방법을 본 발명의 실시를 위한 바람직한 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
300 : 발광 다이오드 310 : 기판
320 : 제 1 에피층 321 : n-반도체층
323 : 활성층 325 : p-반도체층
330 : 제 2 에피층 331, 335 : 캐리어 구속층
333 : 형광층 340 : 버퍼층
350 : p-콘택층 360 : 제 1 전극
370 : 제 2 전극

Claims (14)

  1. 기판의 일면에 형성되며, 공급되는 전자 및 정공의 재결합에 따라 생성되며, 제 1 스펙트럼을 갖는 제 1 광을 출력하는 제 1 에피층; 및
    상기 기판의 타면에 형성되며, 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하는 제 2 에피층으로 구성되고,
    상기 제 2 에피층은 상기 기판의 타면에 순차적으로 형성되는 제 1 캐리어 구속층, 형광층 및 제 2 캐리어 구속층으로 구성되는 발광 다이오드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 에피층은,
    상기 기판의 일면에 순차적으로 형성되는 n-반도체층, 활성층 및 p-반도체층으로 구성되는 발광 다이오드.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 에피층은 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 상기 제 1 스펙트럼과 동일한 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하는 발광 다이오드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 에피층은 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 상기 제 1 스펙트럼과 상이한 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하는 발광 다이오드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 캐리어 구속층은 상기 형광층보다 에너지 밴드갭이 큰 발광 다이오드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광층은 단일층의 벌크 웰(bulk well) 구조로 형성되는 발광 다이오드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광층은 배리어와 양자 웰(quantum well)이 교대로 적층된 다층 구조로 형성되는 발광 다이오드.
  9. 기판의 일면에 순차적으로 n-반도체층, 활성층 및 p-반도체층을 형성하여, 제 1 스펙트럼을 갖는 제 1 광을 출력하는 제 1 에피층을 형성하고,
    상기 기판의 타면에 순차적으로 제 1 캐리어 구속층, 형광층 및 제 2 캐리어 구속층을 형성하여, 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하는 제 2 에피층을 형성하는 발광 다이오드의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 n-반도체층, 상기 활성층 및 상기 p-반도체층은 금속유기화학증착 방법을 통해 형성되는 발광 다이오드의 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 캐리어 구속층, 상기 형광층 및 상기 제 2 캐리어 구속층은 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하여 형성되는 발광 다이오드의 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 에피층을 형성하기 전에, 상기 기판의 타면에 래핑(lapping) 가공 및 폴리싱(polishing) 가공을 한 후, 상기 제 2 에피층을 형성하는 발광 다이오드의 제조방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 에피층은 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 상기 제 1 스펙트럼과 상이한 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하도록 형성되는 발광 다이오드의 제조방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 에피층은 상기 제 1 광의 일부를 흡수하여, 상기 제 1 스펙트럼과 동일한 제 2 스펙트럼을 갖는 제 2 광을 출력하도록 형성되는 발광 다이오드의 제조방법.
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