KR101679502B1 - Fabriction of nanostructure embedded LED device - Google Patents
Fabriction of nanostructure embedded LED device Download PDFInfo
- Publication number
- KR101679502B1 KR101679502B1 KR1020150017826A KR20150017826A KR101679502B1 KR 101679502 B1 KR101679502 B1 KR 101679502B1 KR 1020150017826 A KR1020150017826 A KR 1020150017826A KR 20150017826 A KR20150017826 A KR 20150017826A KR 101679502 B1 KR101679502 B1 KR 101679502B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nanostructure
- light emitting
- emitting diode
- layer
- diode device
- Prior art date
Links
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 7
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 10
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 9
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 8
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 2
- -1 nitride compound Chemical class 0.000 description 2
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 2
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1204—Optical Diode
- H01L2924/12041—LED
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 나노구조체를 이용하여 높은 광추출효율을 갖는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적 달성을 위하여 본 발명은, 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자에 있어서, 상기 발광다이오드는 피형 전극이 접촉하는 보호층 상단에 형성되는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.An object of the present invention is to provide a light emitting diode device in which a nanostructure having a high light extraction efficiency is inserted using a nanostructure.
In order to achieve the above object, the present invention provides a light emitting diode device having a nanostructure inserted therein, wherein the light emitting diode further includes a nanostructure formed on an upper surface of a protective layer, the electrode being in contact with the nanostructure.
Description
본 발명은 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 광추출효율을 제공하는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a light emitting diode device having a nanostructure inserted therein, and more particularly, to a light emitting diode device having a nanostructure inserted therein to provide high light extraction efficiency.
근래 엘이디 소자는 기존 조명을 대체할 수 있는 부품으로 각광받으면서, 수요가 급격히 늘고있다.Recently, the demand for LED devices has been rapidly increasing, as it is widely regarded as a substitute for existing lighting.
엘이디 소자는 높은 효율을 기반으로 적은 전력으로 높은 휘도의 빛을 얻을 수 있는 장점은 있으며, 추가적인 특성 향상을 위하여 다양한 연구들이 진행되고 있다.The LED device is advantageous in that it can obtain high luminance light with low power based on high efficiency, and various studies are being carried out in order to further improve the characteristics.
예를 들면, 공개특허 제2001-0084332호에는 질화물 반도체 발광소자에 이차여기 가시광 발광층을 추가로 형성하여 발광소자 내부에서 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 발광을 구현하여 상기 발광소자의 내부에서 직접 발광하는 형식의 질화물 반도체 발광소자를 제공하기 위하여, 기판 상에 n형 접촉층, 질화물 반도체 활성층, p형 접촉층이 순차적으로 적층되고, 상기 n형 및 p형 접촉층 상에 각각 n형 및 p형 전극이 형성되는 질화물 반도체 발광소자에 있어서, 상기 p형 접촉층과 상기 p형 전극 사이에 형성되는 이차여기 가시광 발광층을 포함하는 발광소자의 구성이 개시되어 있다.For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-0084332 discloses a nitride-based semiconductor light emitting device in which a secondary excitation visible light emitting layer is additionally formed to realize three primary colors of red, green and blue in the light emitting device, Type nitride semiconductor active layer and a p-type contact layer are sequentially laminated on a substrate, and an n-type and p-type contact layer are formed on the n-type and p- And a second excited visible light emitting layer formed between the p-type contact layer and the p-type electrode, the nitride semiconductor light emitting device comprising:
또한, 등록특허 제1035866호에는 미세구조에 의한 양자 구속 효과(quantum confinement effect)를 이용하여, 실리콘질화물 내 형성된 실리콘 나노 구조로부터 발광을 얻을 수 있는 발광 소자의 구성이 개시되어 있다.In addition, Japanese Patent No. 1035866 discloses a structure of a light emitting device capable of emitting light from a silicon nanostructure formed in silicon nitride by using a quantum confinement effect due to a microstructure.
또한, 공개특허 제2009-0103343호에는 n형 오믹접촉 전극구조체; 상기 n형 오믹접촉 전극구조체 하부에 n형 질화물계 클래드층, 질화물계 활성층, p형 질화물계 클래드층, 커런트스프레딩층이 순차적으로 적층된 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 다층구조체; 상기 발광다이오드 소자용 다층구조체의 상부에 형성된 참호(trench) 형태의 커런트 블라킹 구조를 포함한 p형 전극구조체; 상기 p형 전극구조체가 형성된 발광다이오드 소자용 다층구조체 하부에 형성된 히트씽크 지지대;로 구비된 것을 주요한 특징으로 함으로써, 질화물계 활성층에서의 빛 생성 효율 및 외부 양자 효율을 증가시킬 수 있는 이점이 있는 발광 소자의 구성이 개시되어 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-0103343 discloses an n-type ohmic contact electrode structure; A multi-layer structure for a group III nitride-based semiconductor light-emitting diode device in which an n-type nitride-based clad layer, a nitride-based active layer, a p-type nitride-based clad layer, and a current spreading layer are sequentially laminated below the n-type ohmic contact electrode structure; A p-type electrode structure including a current blocking structure in the form of a trench formed on an upper portion of the multilayer structure for the light emitting diode device; And a heat sink support formed below the multi-layer structure for a light emitting diode device in which the p-type electrode structure is formed. According to an aspect of the present invention, the light generation efficiency and the external quantum efficiency The structure of the device is disclosed.
상기의 구성들은 소자의 구조 또는 재질의 변화시켜 다양한 형태의 발광소자를 제공하는 장점이 있는 구성들에 해당한다.The above-described configurations correspond to configurations in which the structure or material of the device is changed to provide various types of light emitting devices.
한편, 나노 구조체 또는 나노 와이어는 직경이 나노미터 영역이고, 길이가 직경에 비해 훨씬 큰 수백 나노미터, 마이크로미터 또는 더 큰 밀리미터 단위를 갖는 선형 재료로 자체의 물성은 그들이 갖는 직경과 길이에 의존한다.On the other hand, nanostructures or nanowires are linear materials with hundreds of nanometers, micrometers or even larger millimeters in diameter, and are much larger in diameter than their diameter, and their physical properties depend on their diameter and length .
상기 나노와이어는 작은 크기로 인하여 미세 소자에 다양하게 응용될 수 있으며, 특정 방향에 따른 전자의 이동 특성이나 편광 현상을 나타내는 광학 특성을 이용할 수 있는 장점이 있어, FET와 같이 각종 전자소자의 핵심부품인 트랜지스터로 이용될 수 있고, 각종 화학센서 및 바이오센서 등에 응용이 가능한 장점이 있다.Since the nanowire has a small size, it can be applied to various kinds of fine devices and has an advantage of being able to use an optical characteristic that shows the movement characteristic of electrons or the polarization phenomenon according to a specific direction. Thus, And can be applied to various chemical sensors and biosensors.
따라서, 상기와 같은 나노구조체를 발광다이이오드와 결합하는 경우 높은 광특성을 가진 발광다이오드를 제공할 수 있을 것으로 예상되므로 상기와 같은 새로운 형태의 발광다이오드가 필요한 실정이다.Therefore, it is expected that a light emitting diode having a high optical characteristic can be provided when the above-described nano structure is coupled with a light emitting diode. Thus, a new type of light emitting diode as described above is needed.
본 발명은 상기와 같은 필요에 의하여 안출된 것으로, 나노구조체를 이용하여 높은 광추출효율을 갖는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light emitting diode device in which a nanostructure having a high light extraction efficiency is inserted using a nanostructure.
상기의 목적 달성을 위하여 본 발명은, 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자에 있어서, 상기 발광다이오드는 피형 전극이 접촉하는 보호층 상단에 형성되는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a light emitting diode device having a nanostructure inserted therein, wherein the light emitting diode further includes a nanostructure formed on an upper surface of a protective layer, the electrode being in contact with the nanostructure.
바람직하게는, 상기 발광다이오드의 측면에 형성되는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the light emitting diode further includes a nanostructure formed on a side surface of the light emitting diode.
더욱 바람직하게는, 상기 발광다이오드는 엔형 전극이 접촉하는 보호층 상단에 형성되는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the light emitting diode further includes a nanostructure formed on an upper end of a protection layer contacting the circular electrode.
더욱 바람직하게는, 상기 나노 구조체의 직경은 1 내지 100nm인 것을 특징으로 한다.More preferably, the nanostructure has a diameter of 1 to 100 nm.
더욱 바람직하게는, 상기 나노 구조체의 길이는 0.001 내지 50㎛인 것을 특징으로 한다.More preferably, the length of the nanostructure is 0.001 to 50 mu m.
더욱 바람직하게는, 상기 나노 구조체의 재질은 ITO, ZnO, AZO, IZGO, Al2O3 및 TiO2 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.More preferably, the material of the nanostructure is one selected from the group consisting of ITO, ZnO, AZO, IZGO, Al 2 O 3, and TiO 2 .
바람직하게는, 상기 나노 구조체의 재질은 GaN, GaAs, Si 및 Glass 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Preferably, the material of the nanostructure is any one selected from GaN, GaAs, Si, and Glass.
바람직하게는, 상기 나노 구조체는 화학기상증착법, 물리기상증착법 또는 공침법에 의하여 생성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the nanostructure is formed by chemical vapor deposition, physical vapor deposition, or coprecipitation.
바람직하게는, 상기 보호층의 재질은 SiO2, Al2O3 및 TiO2 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Preferably, the material of the protective layer is selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3, and TiO 2 .
바람직하게는, 상기 나노 구조체는 별도의 공정에 의하여 선 제조된 뒤 상기 보호층에 부착되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the nanostructure is pre-fabricated by a separate process and then attached to the protective layer.
본 발명에 따른 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자는 보호층 상단에 나노 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하고, 상기 나노 구조체는 종래 발광다이오드에 비하여 20%이상의 광추출 효율 증가를 나타내는 효과가 있다.The light emitting diode device having the nanostructure embedded therein according to the present invention is characterized by forming a nanostructure on the top of the protective layer, and the nanostructure has an effect of increasing the light extraction efficiency by 20% or more as compared with the conventional light emitting diode.
도 1은 본 발명에 따른 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자의 모식도이며,
도 2는 나노 구조체의 일실시예이며,
도 3은 도 2의 투과율 그래프이며,
도 4는 도 2의 적분구 내의 투과율 그래프이며,
도 5는 본 발명에 따른 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자의 L-I 그래프이며,
도 6은 종래 방식의 발광다이오드의 발광 이미지이며,
도 7은 본 발명에 따른 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자의 발광 이미지이며,
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram of a light emitting diode device in which a nanostructure according to the present invention is inserted,
2 is an embodiment of a nanostructure,
3 is a graph of the transmittance of FIG. 2,
4 is a graph of transmittance in the integrating sphere of FIG. 2,
5 is an LI graph of a light emitting diode device having a nanostructure inserted therein according to the present invention,
6 is a light emission image of a conventional light emitting diode,
7 is a light emission image of a light emitting diode device having a nanostructure embedded therein according to the present invention,
8 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 본 발명에 따른 발광다이드 소자(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(10), 상기 기판(10) 상단에 적층되는 버퍼층(20), 상기 버퍼층(20) 상단에 형성되는 엔형 클래드층(30), 상기 엔형 클래드층(30) 상단에 형성되는 활성층(40), 상기 활성층(40) 상단에 형성되는 피형 클래드층(50), 상기 피형 클래드층(50) 상단에 형성되는 컨택트층(60), 상기 컨택트층(60) 상단에 형성되는 피형 전극(70), 상기 엔형 클래드층(30) 중 일부에 식각되어 제거된 함몰부(31), 상기 함몰부(31) 상단에 형성되는 엔형 전극(80), 상기 컨택트층(60) 상단, 비함몰부(32)의 측면(33)과 함몰부(31)에 형성되는 엔형 클래드층(30) 상단에 형성되는 보호층(65), 상기 보호층(65) 중 비함몰부(32)에 형성되는 나노 구조체(90)를 포함하여 구성된다.1, a light
여기서 상기 활성층(40), 피형 클래드층(50), 컨택트층(60)은 상기 함몰부(31)를 제외한 비함몰부(32) 상단에만 형성된다.The
한편, 상기 기판(10)은 사파이어(Al2O3), 실리콘카바이드(SiC), 아연산화물(ZnO), 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 또는 이미 많은 문헌 등에서 공지된 일렉트로프레이팅(electroplating)/본딩 트랜스퍼(bonding transfer) 방법에 의해서 형성되는 금속(Cu, Ni, Al, 등) 또는 합금(alloy)등과 같은 물질들 중 어느 하나로 형성된 것이 바람직하다.The
그리고, 버퍼층(20)으로부터 피형 클래드층(50)까지의 각 층은 3족 질화물계 화합물의 일반식인 AlxInyGazN(x, y, z : 정수) 중 선택된 어느 화합물을 기본으로 하여 형성되고, 엔형 클래드층(30) 및 피형 클래드층(60)은 해당 도펀트가 첨가되나, 본 발명에서는 일실시예로 질화갈륨(GaN)로 적용한다.Each layer from the
또한, 활성층(40)은 단층, 다중 양자 우물(multi quantum well : MQW), 다중 양자 점/선(multiquantum dot/wire), 또는 양자 점/선 및 우물이 섞여 있는 층 등 공지된 다양한 방식으로 구성될 수 있다.The
상기와 같이, 질화갈륨(GaN) 화합물을 적용하는 경우, 버퍼층(20)은 GaN으로 형성되고, 엔형 클래드층(30)은 GaN에 엔형 도펀트로서 Si, Ge, Se, Te등이 첨가되어 형성되고, 활성층(40)은 InGaN/GaN MQW 또는 AlGaN/GaN MQW로 형성되며, 피형 질화물계 클래드층(50)은 GaN에 피형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등이 첨가되어 형성된다.As described above, when a gallium nitride (GaN) compound is applied, the
상기 컨택트층(60)은 ITO로 구성하는 것이 바람직하다.The
상기 피형 전극(70) 및 엔형 전극(80)은 니켈(Ni)/금(Au), 은(Ag)/금(Au), 타이타늄(Ti)/금(Au), 니켈(Ni)/금(Au), 팔라듐(Pd)/금(Au), 또는 크롬(Cr)/금(Au) 등이 순차적으로 적층된 층구조가 적용될 수 있다.The
이때 각 층의 형성방법은 전자빔 또는 열 증착기(e-beam or thermal evaporator), 레이저 에너지원을 이용한 PLD(pulsed laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 스퍼터링(sputtering) 등의 물리적인 증착 방법(physical vapor deposition : PVD)와 일렉트로플레이팅(electroplating), 금속 유기 화학 증기 증착법(metaloganic chemical vapor deposition)등의 화학반응을 이용하는 화학적인 증착 방법(chemical vapor deposition : CVD)에 의해 형성 된다.At this time, the formation method of each layer may be physical (eg, physical or chemical) such as electron beam or thermal evaporator, pulsed laser deposition (PLD) using a laser energy source, and dual-type thermal evaporator sputtering Is formed by chemical vapor deposition (CVD) using a chemical reaction such as physical vapor deposition (PVD), electroplating, and metaloganic chemical vapor deposition .
한편, 본 발명은 상기 컨택트층(60) 상단에 위치하는 보호층(65)에 나노 구조체(90)를 추가적으로 형성하는 것에 그 특징이 있다.The present invention is characterized in that the
상기 보호층(65)은 SiO2, Al2O3 및 TiO2 중 선택된 어느 하나의 재질로 구성하는 것이 바람직하다.The
한편, 상기 나노 구조체(90)는 화학기상증착법, 물리기상증착법 또는 공침법에 의하여 생성할 수 있으며, 재질은 ITO, ZnO, AZO, IZGO, Al2O3 및 TiO2 중 선택된 어느 하나로 구성할 수 있다.The
또한 상기 나노 구조체(90)의 재질은 GaN, GaAs, Si 및 Glass 중 선택된 어느 하나로 구성할 수 있다.The material of the
물리기상증착법을 이용하여 생성한 나노 구조체(90)의 일 실시예를 도 2에 도시하였다.An embodiment of the
이때 구체적인 조건은 e-beam evaporation에서 증착 방법 중 하나인 Oblique angle deposition(OAD)에서 온도를 변화시키고, 증착 분위기는 -6 torr로 Vacuum 분위기에서 아무런 reactive Gas를 삽입 하지 않고 생성하였다.At this time, the specific conditions were changed by oblique angle deposition (OAD), which is one of the deposition methods in e-beam evaporation, and the deposition atmosphere was formed without introducing any reactive gas in a vacuum atmosphere at -6 torr.
즉, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 종래 평면 구조의 보호층(65)은 3차원적인 구조를 적용하는 것을 그 특징으로 한다.That is, as shown in FIG. 2, the
또한 상기 나노 구조체(90)의 단위 구조체의 직경은 1 내지 100nm의 직경으로 구성하는 것이 바람직하다.The diameter of the unit structure of the
상기 직경이 1nm미만인 경우에는 나노 구조체(90)로 생성이 어려운 단점이 있으며, 100nm를 초과하는 경우 광특성이 저하되는 단점이 있다.When the diameter is less than 1 nm, it is difficult to produce the
또한 상기 나노 구조체(90)의 길이는 0.001 내지 50㎛가 바람직하다.The length of the
여기서, 상기 나노 구조체(90)의 길이가 0.001㎛ 미만인 경우에는 광특성이 미미한 단점이 있으며, 50㎛를 초과하는 경우에는 투과율이 저하되며, 또한 제조가 어려운 단점이 있다.If the length of the
또한 상기 나노 구조체(90)는 필요한 경우 상기 보호층(65)과 일정한 경사로 성장하는 형태로도 구성할 수 있다.
In addition, the
나노 구조체의 투과율 시험Transmittance test of nanostructure
한편, 상기와 같은 나노 구조체(90)의 광특성을 파악하기 위하여 유리 기판에 옥사이드(oxide) 소스를 이용하여 나노 구조체(90)를 길이별로 형성한 후, 각 나노 구조체(90)의 투과율 변화를 측정하였다.In order to understand the optical characteristics of the
투과율 측정 결과를 도 3에 도시하였으며, 상기 도 3에 따라, 나노구조체의 길이가 커짐에 따라 투과율이 현저하게 떨어지는 것을 확인 할 수 있다. The results of the measurement of the transmittance are shown in FIG. 3. As shown in FIG. 3, the transmittance is remarkably decreased as the length of the nanostructure increases.
하지만, 나노 구조체(90)를 적분구 내에 투과율을 측정하는 경우 도 4에 도시된 바와 같이, 길이가 길어짐에 따라 투과율의 변화는 없는 것을 관찰 할 수 있다. 이는 일반적인 측정방법(도 3)으로 측정될 경우 나노 구조체(90)의 광스케터링 현상에 따라 입사된 광이 나노 구조체(90)를 통하여 스케터링현상이 발생하게 되며, 이에 정확하게 측정부에서 측정이 어렵다. 이를 통하여 나노 구조체(90)를 적분구 내에서 측정한 경우 나노 구조체(90)에 의하여 광흡수는 발생하지 않는 것을 확인 할 수 있으며, 이는 나노 구조체(90)에 의하여 광흡수가 존재 하지 않음을 확인할 수 있었다.
However, when the transmittance of the
나노 구조체를 포함하는 발광다이오드의 발광 실험Luminescence experiments of light emitting diodes containing nanostructures
본 발명에 따라 제조된 발광다이오(나노 구조체의 길이 2㎛)로 출력을 시험한 결과를 도 5에 도시하였다.The output of the light emitting diode manufactured according to the present invention (the length of the nanostructure is 2 mu m) is shown in FIG.
상기 도 5를 통하여 본 발명에 따른 나노 구조체(90)가 삽입된 발광 다이오드의 경우 일반적인 발광다이오드에 비하여 20% 이상의 높은 광특성을 보이는 것을 확인 할 수 있었다.5, it can be seen that the light emitting diode having the
또한 그림 7에서와 같이 발광다이오드의 전면에서 나노 구조체(90)에 의하여 발생된 빛이 더 많이 탈출 하는 것을 종래 발광다이오드 발광 이미지인 도 6과 대비하여 확인 할 수 있었다.Also, as shown in FIG. 7, it is possible to confirm that the light generated by the
즉, PVD 방법을 이용하여 나노 구조체(90)롤 먼저 제조하고, 이렇게 제조된 나노 구조체(90)를 이용하여 발광다이오드에 삽입하였을 경우 광추출효율 향상을 가져 온 것을 확인 할 수 있었다.
That is, it was confirmed that the light extraction efficiency was improved when the
한편, 상기 도 1은 나노 구조체(90) 피형 전극(70)이 부착되는 비함몰부(32)의 보호층(65)에만 형성되는 것으로 설명하였으나, 도 8에 도시된 바와 같이, 측면(33)과 엔형 전극(80)이 위치하는 보호층(65)에도 추가로 형성될 수 있으며, 필요한 경우 전체 보호층(65)에 형성될 수도 있다.1, only the
또한, 도 1에 도시된 수평형 발광다이오드 이외에 플립형(flip chip) 및 수직형에 형성된 보호층에도 적용할 수 있다.
In addition to the horizontal light emitting diode shown in FIG. 1, the present invention can be applied to a flip chip and a vertical protection layer.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And all of the various forms of embodiments that can be practiced without departing from the technical spirit.
10: 기판 20: 버퍼층
30: 엔형 클래드층 31: 함몰부
32: 비함몰부 33: 측면
40: 활성층 50: 피형 클래드층
60: 컨택트층 65: 보호층
70: 피형 전극 80: 엔형 전극
90: 나노 구조체 100: 발광다이오드10: substrate 20: buffer layer
30: Yen-shaped cladding layer 31:
32: non-depressed portion 33: side surface
40: active layer 50:
60: contact layer 65: protective layer
70: Specified electrode 80:
90: nano structure 100: light emitting diode
Claims (10)
상기 발광다이오드는 피형 전극이 접촉하는 컨텍트층 상단에 피형 전극을 제외한 컨택트층 상단에 형성되는 보호층과 상기 보호층 상단에 형성되는 3차원 구조이며, 1 nm 내지 10 nm 의 직경과 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 길이를 갖는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 나노 구조체의 재질은 ITO, AZO, IZGO, GaN, Si 및 Glass 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자.
In a light emitting diode device in which a nanostructure is inserted,
The light emitting diode has a three-dimensional structure formed on the top of the contact layer and the top of the contact layer except for the electrode under the contact layer on which the electrode is to be contacted. The light emitting diode has a diameter of 1 nm to 10 nm, M < / RTI > length,
Wherein the material of the nanostructure is one selected from the group consisting of ITO, AZO, IZGO, GaN, Si, and Glass.
The light emitting diode device according to claim 1, further comprising a nanostructure formed on a side surface of the light emitting diode.
[3] The light emitting diode device of claim 2, wherein the light emitting diode further comprises a nanostructure formed on an upper end of a protective layer in contact with the circular electrode.
The light emitting diode device according to claim 1, wherein the nanostructure is formed by chemical vapor deposition, physical vapor deposition, or coprecipitation.
The method according to claim 3, the material of the protective layer is a nano-structure, characterized in that any one selected from SiO 2, Al 2 O 3 and TiO 2 inserted into the light-emitting diode device.
[4] The light emitting diode device of claim 3, wherein the nanostructure is pre-fabricated by a separate process and then attached to the protective layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150017826A KR101679502B1 (en) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Fabriction of nanostructure embedded LED device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150017826A KR101679502B1 (en) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Fabriction of nanostructure embedded LED device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160096746A KR20160096746A (en) | 2016-08-17 |
KR101679502B1 true KR101679502B1 (en) | 2016-11-25 |
Family
ID=56873510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150017826A KR101679502B1 (en) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Fabriction of nanostructure embedded LED device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101679502B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102116400B1 (en) | 2018-08-01 | 2020-05-28 | 이경현 | Survival Apparatus for Distress Rescue Ship |
KR102116397B1 (en) | 2018-12-17 | 2020-06-05 | 이경현 | Survival Apparatus for Distress Rescue Ship |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011187961A (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Lg Innotek Co Ltd | Light emitting element |
KR101296265B1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-08-14 | 순천대학교 산학협력단 | Semiconductor light emitting device, semiconductor light emitting device package and methods for manufacturing the same |
-
2015
- 2015-02-05 KR KR1020150017826A patent/KR101679502B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011187961A (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Lg Innotek Co Ltd | Light emitting element |
KR101296265B1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-08-14 | 순천대학교 산학협력단 | Semiconductor light emitting device, semiconductor light emitting device package and methods for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20160096746A (en) | 2016-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6896708B2 (en) | Ultraviolet light emitting device incorporating two-dimensional hole gas | |
US9269876B2 (en) | Light emitting diodes with low refractive index material layers to reduce light guiding effects | |
CN101017869B (en) | Nitride-based semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same | |
JP4637781B2 (en) | GaN-based semiconductor light emitting device manufacturing method | |
US8907320B2 (en) | Light-emitting diode for emitting ultraviolet light | |
KR101197385B1 (en) | Light emitting devices having a reflective bond pad and methods of fabricating light emitting devices having reflective bond pads | |
KR20080033545A (en) | Gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device and production method thereof | |
WO2010146390A2 (en) | Light emitting diodes | |
KR20110046011A (en) | Light emitting device and fabrication method thereof | |
US20110297955A1 (en) | Semiconductor Light Emitting Diode | |
KR101033298B1 (en) | Zinc Oxide Light Emitting Diode | |
CN107068827A (en) | Efficient LED | |
JP2010056423A (en) | Electrode for semiconductor light-emitting element, and semiconductor light emitting element | |
KR102005236B1 (en) | Semiconductor light emitting device comprising contact layer for reflective layer | |
KR101368687B1 (en) | Manufacturing Method of nitride semiconductor light emitting device using superlattice structure | |
KR101679502B1 (en) | Fabriction of nanostructure embedded LED device | |
US20210091270A1 (en) | Light-emitting devices having an anti reflective silicon carbide or sapphire substrate and methods of forming the same | |
US11557698B2 (en) | Conversion element and radiation-emitting semiconductor device comprising a conversion element of said type | |
JP4998701B2 (en) | III-V compound semiconductor light emitting diode | |
KR102295780B1 (en) | Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof | |
CN101226980A (en) | LED device for inhibiting side direction emitting light using photon crystallographic structure | |
KR102260691B1 (en) | Light-emitting diodes and method of manufacturing the same | |
JP2010206230A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING GaN-BASED SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITTING ELEMENT, AND LAMP | |
JP2019526938A (en) | Optoelectronic element | |
KR101243741B1 (en) | Semiconductor light emitting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |