KR101762176B1 - Nano rod light emitting device - Google Patents
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Abstract
발광 소자가 개시된다. 개시된 발광 소자는 관통홀을 구비하는 마스크층; 상기 관통홀 내에 형성된 것으로, 상기 관통홀의 길이 방향으로 하나 이상의 에너지 장벽이 형성된 에너지 밴드 구조를 가지는 나노 삽입층; 상기 나노 삽입층으로부터 상기 관통홀 외부로 성장된 것으로, 제1형으로 도핑된 반도체 나노코어; 상기 반도체 나노코어의 표면을 둘러싸며 형성된 활성층; 상기 활성층의 표면을 둘러싸며 형성된 것으로, 제2형으로 도핑된 제2반도체층; 상기 반도체 나노코어 및 제2반도체층 각각에 전기적으로 연결되는 제1전극 및 제2전극;을 포함한다.A light emitting device is disclosed. The disclosed light emitting device includes a mask layer having a through hole; A nano-insertion layer formed in the through-hole and having an energy band structure in which at least one energy barrier is formed in the longitudinal direction of the through-hole; A semiconductor nanocrystal grown from the nano-insertion layer to the outside of the through-hole and doped with a first type; An active layer formed to surround the surface of the semiconductor nanocore; A second semiconductor layer formed to surround the surface of the active layer and doped with a second type; And a first electrode and a second electrode electrically connected to the semiconductor nanocore and the second semiconductor layer, respectively.
Description
본 개시는 나노로드 발광소자에 대한 것이다. This disclosure is directed to a nanodrode light emitting device.
발광소자(Light Emitting Device; LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN접합을 통해 발광원을 구성함으로서, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다. 최근, 물리적, 화학적 특성이 우수한 질화물을 이용하여 구현된 청색 LED 및 자외선 LED가 등장하였고, 또한 청색 또는 자외선 LED와 형광물질을 이용하여 백색광 또는 다른 단색광을 만들 수 있게 됨으로써 발광소자의 응용범위가 넓어지고 있다.A light emitting device (LED) refers to a semiconductor device that can emit light of various colors by forming a light emitting source through a PN junction of a compound semiconductor. In recent years, blue LEDs and ultraviolet LEDs realized using nitrides excellent in physical and chemical properties have appeared, and since blue or ultraviolet LEDs and fluorescent materials can be used to form white light or other monochromatic light, ought.
발광소자의 기본 동작 원리는, 활성층에 주입된 전자와 정공들이 결합하여 빛을 방출하는 것이다. 그런데, 질화물계 화합물 반도체 결정 내에는 일반적으로 결정결함이 다수 존재하고 있어, 이 결정결함을 통해 전자와 정공이 결합하는 경우, 빛에너지가 아닌 열에너지로 방출하게 된다. 이러한 비발광 재결합을 감소시키는 것이 반도체 발광소자의 발광효율 향상을 위해 중요하다.The basic operation principle of the light emitting device is that electrons and holes injected into the active layer combine to emit light. However, in a nitride-based compound semiconductor crystal, many crystal defects generally exist, and when electrons and holes are coupled through the crystal defects, they are emitted as heat energy instead of light energy. Reducing such non-luminescent recombination is important for improving the luminous efficiency of the semiconductor light emitting device.
비발광 재결합의 원인이 되는 결정 결함은 성장 기판과 화합물 반도체 사이의 격자 상수 부정합이나 열팽창 계수의 차이 등에 의해 발생한다. 이러한 단점을 개선하기 위하여, 나노로드의 형태를 가지는 나노 스케일의 발광 구조를 형성하는 기술이 연구되고 있다. 이와 같은 구조는 1차원적 성장의 경우 박막 형태의 경우보다 기판과의 격자상수 불일치나 열팽창 계수의 차이에 의한 영향을 덜 받기 때문에 이종의 기판 위에서도 쉽게 대면적 성장이 가능한 것으로 알려져 있다. The crystal defects responsible for the non-luminescent recombination are caused by the lattice constant mismatch between the growth substrate and the compound semiconductor, the difference in the thermal expansion coefficient, and the like. In order to overcome such disadvantages, a technique for forming a nanoscale light emitting structure having a nanorod shape has been studied. Such a structure is known to be capable of large area growth easily on a heterogeneous substrate because it is less affected by the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient from the substrate in the case of one-dimensional growth.
최근, 코어/셀 (Core/Shell) 형태의 나노로드 구조가 제안되고 있다. 이러한구조의 장점으로는, 첫째 결정결함을 최소화한다는 것이다. 일반적인 평면박막구조 발광소자는 크게 2가지 종류의 결정결함을 가지고 있다. 하나는 InGaN으로 구성되는 양자우물층과 GaN으로 구성되는 양자장벽층 사이의 격자 부정합에 기인하여 형성되는 부정합 전위로, 이 경우 전위는 성장면내에 평행하게 존재하게 된다. 다른 하나는 사파이어와 질화갈륨의 계면에서 형성되어 발광소자 구조가 성장 동안 성장방향으로 길어지면서 발광층까지 도달하게 되는 관통 전위이다. 나노로드 구조에서는 GaN층이 수평방향으로의 변형 또한 가능하기에 일반적인 평면박막 발광소자에 비해 격자부정합 전위 형성을 줄일 수 있다. 또한 기판상에서 차지하는 면적이 적으므로, 관통전위의 일부만이 활성층으로 전파되고, 전위가 형성되어도, 가까운 표면으로 이동, 소멸될 가능성이 크다. 둘째, 활성층이 껍질(Shell) 층의 형태로 코어(Core) 표면을 따라 형성되어 발광표면적이 증가하게 되고 실질적인 전류밀도가 감소하여 광효율이 향상된다. Recently, a nano-rod structure in the form of a core / shell has been proposed. One advantage of this structure is that it minimizes the first crystal defect. A typical planar thin film light emitting device has two types of crystal defects. One is a mismatch dislocation formed due to the lattice mismatch between the quantum well layer made of InGaN and the quantum barrier layer made of GaN. In this case, the dislocations are parallel to the growth plane. And the other is a threading dislocation which is formed at the interface between sapphire and gallium nitride and reaches the light emitting layer as the structure of the light emitting device becomes longer in the growth direction during growth. In the nano-rod structure, since the GaN layer can be deformed in the horizontal direction, formation of lattice mismatch dislocation can be reduced as compared with a general planar thin-film light-emitting device. In addition, since the area occupied on the substrate is small, there is a high possibility that only a part of the threading potential is propagated to the active layer, and even if a potential is formed, it moves and disappears to a near surface. Secondly, the active layer is formed along the surface of the core in the form of a shell layer to increase the light emitting surface area and reduce the actual current density, thereby improving the light efficiency.
본 개시는 코어-셀 구조의 발광 나노로드에 효율적으로 전류를 전달하고 발광 효율을 높일 수 있는 나노로드 발광소자의 구조를 제시하고자 한다. The present disclosure provides a structure of a nano-rod light-emitting device capable of effectively transferring current to a light-emitting nano-rod having a core-cell structure and increasing the light-emitting efficiency.
일 유형에 따르는 발광 소자는 관통홀을 구비하는 마스크층; 상기 관통홀 내에 형성된 것으로, 상기 관통홀의 길이 방향으로 하나 이상의 에너지 장벽이 형성된 에너지 밴드 구조를 가지는 나노 삽입층; 상기 나노 삽입층으로부터 상기 관통홀 외부로 성장된 것으로, 제1형으로 도핑된 반도체 나노코어; 상기 반도체 나노코어의 표면을 둘러싸며 형성된 활성층; 상기 활성층의 표면을 둘러싸며 형성된 것으로, 제2형으로 도핑된 제2반도체층; 상기 반도체 나노코어 및 제2반도체층 각각에 전기적으로 연결되는 제1전극 및 제2전극;을 포함한다. A light emitting device according to one type includes: a mask layer having a through hole; A nano-insertion layer formed in the through-hole and having an energy band structure in which at least one energy barrier is formed in the longitudinal direction of the through-hole; A semiconductor nanocrystal grown from the nano-insertion layer to the outside of the through-hole and doped with a first type; An active layer formed to surround the surface of the semiconductor nanocore; A second semiconductor layer formed to surround the surface of the active layer and doped with a second type; And a first electrode and a second electrode electrically connected to the semiconductor nanocore and the second semiconductor layer, respectively.
상기 나노 삽입층은 다중 양자우물구조를 포함하여 이루어질 수 있다. The nano-insertion layer may include a multiple quantum well structure.
상기 나노삽입층은 AlxGa1-xN층, GaN층, InxGa1-xN층, GaN층으로 구성될 수 있으며, 상기 나노삽입층의 최상층은 상기 반도체 나노코어와 동일한 제1형으로 도핑될 수 있다. The nano-insertion layer may include an Al x Ga 1-x N layer, a GaN layer, an In x Ga 1-x N layer, and a GaN layer. The uppermost layer of the nano- Lt; / RTI >
상기 마스크층은 SiO2, TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. The mask layer may include at least one of SiO 2 , TiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , TiN, AlN, ZrO 2 , TiAlN, and TiSiN.
상기 반도체 나노코어의 수평 단면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형 형상일 수 있다. The horizontal cross-sectional shape of the semiconductor nanocore may be circular, elliptical or polygonal.
상기 제2반도체층을 덮는 투명전극층을 더 포함하며, 상기 투명전극층 상에 상기 제2전극이 마련될 수 있다. And a transparent electrode layer covering the second semiconductor layer, and the second electrode may be provided on the transparent electrode layer.
상기 투명전극층과 상기 마스크층 사이에 절연층이 더 구비될 수 있다. An insulating layer may further be provided between the transparent electrode layer and the mask layer.
상기 마스크층의 하면에 제1형으로 도핑된 제1반도체층이 더 마련되고, 상기 제1전극은 상기 제1반도체층의 상면 일영역에 마련될 수 있고, 이 경우, 상기 제1반도체층의 하부에는 반사금속층이 마련될 수 있다. A first semiconductor layer doped with a first type may be further provided on a bottom surface of the mask layer, and the first electrode may be provided on one surface of the first semiconductor layer. In this case, And a reflective metal layer may be provided on the bottom.
상기 제1전극은 상기 마스크층의 하면에 마련될 수 있으며, 이 경우, 상기 제1전극은 반사금속 물질로 이루어질 수 있다. The first electrode may be provided on a lower surface of the mask layer. In this case, the first electrode may be formed of a reflective metal material.
상기 제2전극은 반사금속 물질로 이루어지며, 상기 제2반도체층의 표면 전체를 덮는 형태로 마련되고, 상기 제1전극은 투명전극 물질로 이루어지며, 상기 마스크층의 하면에 마련될 수 있다. The second electrode is made of a reflective metal material and covers the entire surface of the second semiconductor layer. The first electrode is made of a transparent electrode material, and may be provided on a lower surface of the mask layer.
상술한 발광 소자는 코어-셀 형태의 발광 구조에서 코어 하부에 나노삽입층을 채용하고 있어, 누설 전류가 줄어들고, 나노코어의 길이 방향으로 효율적인 전류 전달이 가능해진다.The above-described light emitting element employs a nano-inserted layer below the core in the core-cell type light emitting structure, thereby reducing the leakage current and enabling efficient current transmission in the longitudinal direction of the nanocore.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구성을 보인다.
도 2는 도 1의 발광 소자에 채용된 나노삽입층의 상세한 구조를 보인 부분확대도이다.
도 3은 도 2의 나노삽입층에서 화살표 방향으로의 에너지 밴드 구조를 보인다.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구성을 보인다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구성을 보인다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>
100, 200, 300... 발광소자 110...기판
120...제1반도체층 130...마스크층
140...발광 나노로드 142...나노삽입층
144... 반도체 나노코어 146... 활성층
148...제2반도체층 160...투명전극층
170, 174...제2전극 180, 182, 184...제1전극
190...반사전극층1 shows a schematic configuration of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a partially enlarged view showing a detailed structure of a nano-insertion layer employed in the light emitting device of FIG.
FIG. 3 shows the energy band structure in the direction of the arrow in the nano-inserted layer of FIG.
4 shows a schematic configuration of a light emitting device according to another embodiment.
FIG. 5 shows a schematic structure of a light emitting device according to another embodiment.
Description of the Related Art [0002]
100, 200, 300 ...
120 ...
140 ... light emitting nano-
144
148 ...
170, 174 ...
190 ... reflective electrode layer
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size and thickness of each element may be exaggerated for clarity of explanation.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구성을 보이며, 도 2는 도 1의 발광 소자에 채용된 나노삽입층의 상세한 구조를 보이며, 도 3은 도 2의 나노삽입층에서 화살표 방향으로의 에너지 밴드 구조를 보인다.FIG. 1 shows a schematic structure of a light emitting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a detailed structure of a nano-inserted layer employed in the light emitting device of FIG. 1, Directional energy band structure.
도면들을 참조하면, 발광 소자(100)는 발광 나노로드(140)를 포함하며, 발광 나노로드(140)는 제1반도체층(120)으로부터 성장된 나노삽입층(142), 나노삽입층(142)으로부터 성장된 것으로 제1형으로 도핑된 반도체 나노코어(144)와 반도체 나노코어(144)의 표면을 둘러싸는 활성층(146), 활성층(146)의 표면을 둘러싸며, 제2형으로 도핑된 제2반도체층(148)을 포함한다. Referring to the drawings, a
보다 구체적인 구성을 전체적으로 살펴보면 다음과 같다. The more specific configuration is as follows.
기판(110)은 반도체 단결정 성장을 위한 성장 기판으로서, 실리콘(Si) 기판, 실리콘 카바이드(SiC) 기판, 사파이어(Sapphire) 기판 등이 사용될 수 있고, 이 외에도, 기판(110) 상에 형성될 제1반도체층(120)의 성장에 적합한 물질, 예를 들어, ZnO, GaAs, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 으로 이루어진 기판이 사용될 수 있다. The
기판(110) 상에 다수의 관통홀을 구비하는 마스크층(130)이 마련된다. 마스크층(130)은 절연물질로서, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함하여 이루어질 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SiN, TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 등으로 이루어질 수 있다. 마스크층(130)은 이러한 절연물질로 된 막을 제1반도체층(120) 위에 형성한 후, 리소그래피 공정에 의해 원하는 관통홀 패턴으로 식각하여 형성될 수 있다. 관통홀은 원형, 타원형, 다각형 등의 단면 형상을 가질 수 있다. A
기판(110)과 마스크층(130) 사이에는 제1형으로 도핑된 제1반도체층(120)이 더 형성될 수 있다. 제1반도체층(120)은 제1형으로 도핑된 반도체층으로, Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, n형 불순물이 도핑된 AlxGayInzN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으로 된 반도체 물질로 형성될 수 있다. n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 등이 사용될 수 있다. 제1반도체층(120)은 혼성 기상 결정 성장(hydride vapor phase epitaxy;HVPE), 분자선 결정 성장(molecular beam epitaxy;MBE), 유기 금속 기상 결정 성장(metal organic vapor phase epitaxy;MOVPE), 금속 유기 화학 증착법(metal organic chemical vapor deposition;MOCVD)등의 방법으로 형성될 수 있다.A
기판(110)과 제1반도체층(120) 사이에는 도시되지는 않았으나, 필요에 따라, 에피텍시 성장에 필요한 버퍼층이 더 형성될 수 있으며, 제1반도체층(120)이 복수층 구성을 가질 수도 있다. 제1반도체층(120)은 경우에 따라 생략될 수도 있다.Although not shown, a buffer layer may be formed between the
나노삽입층(142)은 관통홀 내에 형성된 것으로, 반도체 나노코어(142)로의 전류 주입시 누설전류를 줄이기 위해 마련된다. 이를 위하여, 나노삽입층(142)은 관통홀의 길이 방향으로 하나 이상의 에너지 장벽이 형성된 에너지 밴드 구조를 가지는 형태를 가질 수 있다. 나노삽입층(142)은 단일양자우물 (single quantum well) 또는 다중양자우물(multi quantum well) 구조로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, AlxGa1 - xN층(0≤x≤1), GaN층, InxGa1-xN층(0≤x≤1), GaN층을 포함하여 구성될 수 있다. 다만, 이러한 4층 구조에 한정되는 것은 아니며, 4보다 작은 복수층 또는 단일층으로 구성될 수 있다. 또는 상술한 구조가 반복되는 형태, 예를 들어, Al 함량이 변하는 형태로 상술한 구조가 반복되는 형태를 가질 수 있다. 나노삽입층(142)의 최상층은 반도체 나노코어(144)와 동일한 제1형으로 도핑될 수 있으며, 도핑 농도는 반도체 나노코어(144)와 같거나, 또는 이보다 낮게 형성될 수 있다.The nano-
도 3을 참조하면, 도 2의 화살표 방향에 따라, 나노삽입층(142)의 에너지 밴드 구조를 예시적으로 보인다. 나노삽입층(142)을 가로지르는 방향, 즉, 관통홀의 길이 방향으로 높이가 다른 두 개의 에너지 장벽이 형성된 구조이다. 이러한 나노삽입층(142)이 구비됨에 따라, 반도체 나노코어(144)와 나노삽입층(142) 간의 계면에서 발생할 수 있는 전류 누설이 차단되고, 코어-셀 발광구조로의 효율적인 전류 전달이 가능해진다.Referring to FIG. 3, the energy band structure of the nano-inserted
반도체 나노코어(144)는 나노삽입층(142)으로부터 관통홀 외부로 수직 성장된 것으로, 제1형으로 도핑된 반도체 물질로 이루어진다. n-AlxGayInzN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으로 이루어질 수 있다. 반도체 나노코어(144)는 관통홀의 단면 형상을 따라 원형, 타원형, 다각형 등의 단면 형상을 갖게 된다. The
도면에서, 반도체 나노코어(144)의 폭은 전체적으로 관통홀의 폭과 동일하게 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이아. 반도체 나노코어(144)가 관통홀 외부로 성장된 부분은 통상, 관통홀의 폭보다 다소 넓게 형성된다. 또한, 반도체 나노코어(144)의 상단 형상이 평탄하게 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이며, 제조 공정에 따라, 위쪽으로 갈수록 폭이 좁아지는 뿔 형상이나 뿔대 형상을 가질 수 있다.In the drawing, the width of the
활성층(146)은 전자-정공 재결합에 의해 빛을 발광하는 층으로, AlxGayInzN에서 x, y, z 값을 주기적으로 변화시켜 띠 간격을 조절하여 만든 단일양자우물 (single quantum well) 또는 다중양자우물(multi quantum well) 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 양자우물층과 장벽층이 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, InGaN/AlGaN 또는 InGaN/InAlGaN의 형태로 쌍을 이루어 양자우물구조를 형성할 수 있으며, InGaN층에서의 In 몰분율에 따라 밴드갭 에너지가 제어되어 발광파장대역이 조절될 수 있다. 통상적으로, In의 몰분율이 1% 변화할 때 발광 파장은 약 5nm 정도 시프트된다. The
제2반도체층(148)은 활성층(146)의 표면을 덮는 형태로 마련된다. 제2반도체층(148)은 p-AlxGayInzN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으로 이루어질 수 있으며, p형 불순물로는 Mg, Zn, Be 등이 사용될 수 있다.The
제2반도체층(148)과 활성층(146) 사이에는 n형인 제1반도체층(120)으로부터 유입된 전자가 p형인 제2반도체층(148)으로 이동하는 것을 차단하기 위한 전자차단층(electron blocking layer)이 더 마련될 수 있다. An electron blocking layer (not shown) is formed between the
제1전극(180) 및 제2전극(170)은 각각 제1반도체층(120) 및 제2반도체층(146)과 전기적으로 연결되어, 활성층(143)에 전자, 정공 주입을 위한 전압이 인가되도록 마련된다. 제1전극(180)은 제1반도체층(120) 상에 형성될 수 있다. 또한, 제2전극(170)은, 다수의 발광 나노로드(140)를 덮는 형태로 마련된 투명전극층(160) 상에 마련될 수 있다. 투명전극층(160)은 발광 나노로드(140)에 전류를 공급하는 경로가 되고, 또한, 발광 나노로드(140)에서 발광된 광을 투과시킬 수 있도록 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide;TCO)로 형성될 수 있다. 예를 들어 ITO(Indium tin Oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있다.The
마스크층(130)과 투명전극층(160) 사이에는 도시되지는 않았으나, 절연층이 더 마련될 수 있으며, 삽입되는 절연층의 두께는 효율적인 전류 경로를 위해 적절히 정해질 수 있다. Although not shown, an insulating layer may be further provided between the
기판(110)의 하면에는 반사전극층(190)이 더 마련될 수 있다. 반사전극층(190)은 발광 나노로드(140)에서 발광된 광을 위쪽으로 반사시키기 위한 것이다. 발광 나노로드(140)의 활성층(146)에서 생성되는 광은 자발 방출(spontaneous emission)이기 때문에 특별한 방향성이 없어서 모든 방향을 향하는데, 이 중, 아래쪽을 향하는 광을 위쪽으로 반사시켜 발광 방향을 앞쪽(front)으로 형성하기 위한 것이다. 반사전극층(190)은 반사성이 좋은 반사 금속, 예를 들어, 은(Ag), 알루미늄(Al), 또는 은이나 알루미늄을 포함하는 합금 등을 포함하여 이루어질 수 있다. A
도 4는 다른 실시예에 따른 발광 소자(200)의 개략적인 구성을 보인다. 본 실시예는 제1전극(182)의 위치에서 도 1의 발광 소자(100)와 차이가 있다. 반도체 성장기판으로 사용된 기판(도 1의 110)을 떼어내고, 제1반도체층(120)의 하면에 제1전극(182)을 형성하고 있다. 기판(도 1의 110)이 전도성이 있는 기판인 경우, 기판(도 1의 110)을 떼어내지 않고, 기판의 하면에 제1전극(182)을 형성하는 것도 가능하다. 제1전극(182)은 또한, 발광 나노로드(140)에서 생성되어 하부를 향한 광을 다시 전면으로 반사시킬 수 있도록 반사금속 물질로 형성될 수 있다. 4 shows a schematic configuration of a
도 5는 또 다른 실시예에 따른 발광 소자(300)의 개략적인 구성을 보인다. 본 실시예는 발광 방향이 배면이 되도록 구성한 점에서 도 1의 발광 소자(100), 도 4의 발광 소자(200)와 차이가 있다. 제2전극(174)은 반사금속 물질로 형성되어 발광 나노로드(140)의 표면을 둘러싸는 형태로 마련된다. 제1전극(184)은 투명전극 물질로 이루어지고, 제1반도체층(120)의 하면에 마련된다. 이에 따라, 발광 나노로드(140)에서 생성된 광은 발광 나노로드(140)의 표면에 접한 반사금속 물질에 의해 반사되고 모두 배면쪽을 향하게 된다. FIG. 5 shows a schematic configuration of a
이상, 마스크층(130)의 관통홀 내의, 반도체 나노코어(144) 하부에 나노삽입층(142)이 구비된 발광 나노로드(140)를 이용한 다양한 구조의 발광소자를 설명하였다. 설명에서의 구체적인 사항은 모두 예시적인 것이며, 예를 들어, 전극 구조나, 발광 나노로드의 상단부의 구체적인 형상등은 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 제1형은 n형, 제2형은 p형을 예시하여 설명하였으나 이는 서로 바뀔 수 있다. The light emitting device having various structures using the light emitting nano-
이러한 본원 발명인 발광소자는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.Although the light emitting device of the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings for the sake of understanding, the light emitting device of the present invention is merely an example, and various modifications and equivalent embodiments can be made by those skilled in the art I will understand the point. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the appended claims.
Claims (13)
상기 관통홀 내에 형성된 것으로, 상기 관통홀의 길이 방향으로 하나 이상의 에너지 장벽이 형성된 에너지 밴드 구조를 가지는 나노 삽입층;
상기 나노 삽입층으로부터 상기 관통홀 외부로 성장된 것으로, 제1형으로 도핑된 반도체 나노코어;
상기 반도체 나노코어의 표면을 둘러싸며 형성된 활성층;
상기 활성층의 표면을 둘러싸며 형성된 것으로, 제2형으로 도핑된 제2반도체층;
상기 반도체 나노코어 및 제2반도체층 각각에 전기적으로 연결되는 제1전극 및 제2전극;을 포함하는 발광 소자. A mask layer having a through hole;
A nano-insertion layer formed in the through-hole and having an energy band structure in which at least one energy barrier is formed in the longitudinal direction of the through-hole;
A semiconductor nanocrystal grown from the nano-insertion layer to the outside of the through-hole and doped with a first type;
An active layer formed to surround the surface of the semiconductor nanocore;
A second semiconductor layer formed to surround the surface of the active layer and doped with a second type;
And a first electrode and a second electrode electrically connected to the semiconductor nanocore and the second semiconductor layer, respectively.
상기 나노 삽입층은 다중 양자우물구조를 포함하여 이루어지는 발광 소자. The method according to claim 1,
Wherein the nano-inserted layer comprises a multiple quantum well structure.
상기 나노삽입층은 AlxGa1 - xN(0≤x≤1)층, GaN층, InxGa1 - xN(0≤x≤1)층, GaN층으로 구성되는 발광 소자. The method according to claim 1,
Wherein the nano-insertion layer is composed of an Al x Ga 1 -xN (0 ? X ? 1) layer, a GaN layer, an In x Ga 1 -xN (0 ? X ? 1) layer, and a GaN layer.
상기 나노삽입층의 최상층은 상기 반도체 나노코어와 동일한 제1형으로 도핑된 발광소자.The method of claim 3,
Wherein the uppermost layer of the nano-inserted layer is doped with a first type same as that of the semiconductor nanocore.
상기 제2반도체층을 덮는 투명전극층을 더 포함하며,
상기 투명전극층 상에 상기 제2전극이 마련된 것을 특징으로 하는 발광 소자.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And a transparent electrode layer covering the second semiconductor layer,
And the second electrode is provided on the transparent electrode layer.
상기 마스크층의 하면에 제1형으로 도핑된 제1반도체층이 더 마련되고,
상기 제1전극은 상기 제1반도체층의 상면 일영역에 마련된 것을 특징으로 하는 발광 소자.8. The method of claim 7,
A first semiconductor layer doped with a first type is further provided on a lower surface of the mask layer,
Wherein the first electrode is provided in one region of the upper surface of the first semiconductor layer.
상기 제1반도체층의 하부에는 반사금속층이 마련된 것을 특징으로 하는 발광 소자.10. The method of claim 9,
And a reflective metal layer is formed under the first semiconductor layer.
상기 마스크층의 하면에 제1형으로 도핑된 제1반도체층이 더 마련되고,
상기 제1전극은 상기 제1 반도체층의 하면에 마련된 것을 특징으로 하는 발광 소자.8. The method of claim 7,
A first semiconductor layer doped with a first type is further provided on a lower surface of the mask layer,
Wherein the first electrode is provided on a lower surface of the first semiconductor layer.
상기 제1전극은 반사금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자.12. The method of claim 11,
Wherein the first electrode is made of a reflective metal material.
상기 제2전극은 반사금속 물질로 이루어지며, 상기 제2반도체층의 표면 전체를 덮는 형태로 마련되고,
상기 마스크층의 하면에 제1형으로 도핑된 제1반도체층이 더 마련되고,
상기 제1전극은 투명전극 물질로 이루어지며, 상기 제1반도체층의 하면에 마련되는 것을 특징으로 하는 발광소자.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the second electrode is made of a reflective metal material and is provided so as to cover the entire surface of the second semiconductor layer,
A first semiconductor layer doped with a first type is further provided on a lower surface of the mask layer,
Wherein the first electrode is made of a transparent electrode material and is provided on a lower surface of the first semiconductor layer.
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