KR101976446B1 - Light emitting device and light emitting device package - Google Patents
Light emitting device and light emitting device package Download PDFInfo
- Publication number
- KR101976446B1 KR101976446B1 KR1020120116006A KR20120116006A KR101976446B1 KR 101976446 B1 KR101976446 B1 KR 101976446B1 KR 1020120116006 A KR1020120116006 A KR 1020120116006A KR 20120116006 A KR20120116006 A KR 20120116006A KR 101976446 B1 KR101976446 B1 KR 101976446B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- semiconductor layer
- emitting structure
- nanostructure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
- H01L33/12—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 stress relaxation structure, e.g. buffer layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/28—Materials of the light emitting region containing only elements of group II and group VI of the periodic system
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
- H01L33/42—Transparent materials
Abstract
발광 소자는 기판 상에 배치된 나노 구조물과, 나노 구조물 상에 배치된 발광 구조물을 포함한다. 나노 구조물은 기판 상에 배치된 다수의 그래핀 패턴과, 그래핀 패턴 상에 배치된 다수의 나노 텍스쳐를 포함한다.The light emitting device includes a nanostructure disposed on a substrate and a light emitting structure disposed on the nanostructure. The nanostructure includes a plurality of graphene patterns disposed on the substrate and a plurality of nanotextures disposed on the graphene pattern.
Description
실시예는 발광 소자에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting element.
실시예는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting device package.
발광 소자를 구비한 발광 소자 패키지에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다.Researches on a light emitting device package having a light emitting element are actively underway.
발광 소자는 예컨대 반도체 물질로 형성되어 전기 에너지를 빛으로 변환하여 주는 반도체 발광 소자 또는 반도체 발광 다이오드이다. The light emitting device is, for example, a semiconductor light emitting device or a semiconductor light emitting diode formed of a semiconductor material and converting electrical energy into light.
반도체 발광 소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 반도체 발광 소자로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. Semiconductor light emitting devices have advantages of low power consumption, semi-permanent lifetime, fast response speed, safety, and environmental friendliness compared with conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps. Therefore, much research is underway to replace an existing light source with a semiconductor light emitting element.
반도체 발광 소자는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.Semiconductor light emitting devices are increasingly used as light sources for various lamps used in indoor and outdoor, lighting devices such as liquid crystal display devices, electric sign boards, and street lamps.
실시예는 전류 스프레딩에 의한 발광 효율을 향상시킬 수 있는 발광 소자를 제공한다.Embodiments provide a light emitting device capable of improving light emission efficiency by current spreading.
실시예는 전기적 특성과 광학적 특성을 향상시킬 수 있는 발광 소자를 제공한다. The embodiment provides a light emitting device capable of improving electrical characteristics and optical characteristics.
실시예에 따르면, 발광 소자는, 기판; 상기 기판 상에 배치된 나노 구조물; 및 상기 나노 구조물 상에 배치된 발광 구조물을 포함한다. 상기 나노 구조물은, 상기 기판 상에 배치된 다수의 그래핀 패턴; 및 상기 그래핀 패턴 상에 배치된 다수의 나노 텍스쳐를 포함한다.According to an embodiment, the light emitting element comprises: a substrate; A nanostructure disposed on the substrate; And a light emitting structure disposed on the nanostructure. Wherein the nanostructure comprises: a plurality of graphene patterns disposed on the substrate; And a plurality of nanotextures disposed on the graphene pattern.
실시예에 따르면, 발광 소자는, 전극층; 상기 전극층 상에 배치된 발광 구조물; 및 상기 발광 구조물 상에 배치된 나노 구조물을 포함한다. 상기 나노 구조물은, 상기 기판 상에 배치된 다수의 그래핀 패턴; 및 상기 그래핀 패턴 상에 배치된 다수의 나노 텍스쳐를 포함한다.According to an embodiment, the light emitting element includes an electrode layer; A light emitting structure disposed on the electrode layer; And a nanostructure disposed on the light emitting structure. Wherein the nanostructure comprises: a plurality of graphene patterns disposed on the substrate; And a plurality of nanotextures disposed on the graphene pattern.
실시예에 따르면, 발광 소자 패키지는, 몸체; 상기 몸체 상에 배치된 제1 및 제2 리드 전극; 상기 몸체, 상기 제1 및 제2 리드 전극 중 어느 하나의 위에 배치되는 발광 소자; 및 상기 발광 소자를 포위하는 몰딩 부재를 포함한다.According to an embodiment, a light emitting device package includes: a body; First and second lead electrodes disposed on the body; A light emitting element disposed on one of the body, the first and second lead electrodes; And a molding member surrounding the light emitting element.
실시예는 발광 구조물과 상기 기판 사이에 발광 구조물보다 작으며 기판보다 큰 격자 상수를 갖는 나노 구조물을 배치함으로써, 발광 구조물을 전위(dislocation) 없이 우수한 결정성으로 성장시킬 수 있다. 이와 같이 성장된 발광 구조물은 전기적 특성과 광학적 특성이 향상되어 발광 효율이 향상될 수 있다.An embodiment can grow a light emitting structure with excellent crystallinity without dislocations by disposing a nanostructure between the light emitting structure and the substrate that is smaller than the light emitting structure and has a lattice constant larger than that of the substrate. The light emitting structure thus grown can improve the light emitting efficiency by improving the electrical characteristics and the optical characteristics.
실시예는 수평형 발광 소자에 나노 구조물을 적용함으로써, 나노 구조물을 전자 차단층으로 활용하여 반도체층의 전자가 기판으로 주입되는 것을 차단하여 발광 효율을 향상시킬 수 있다.In the embodiment, by applying the nano structure to the horizontal light emitting device, the nanostructure can be used as the electron blocking layer to prevent the electrons of the semiconductor layer from being injected into the substrate, thereby improving the light emitting efficiency.
실시예는 수평형 발광 소자에 나노 구조물을 적용함으로써, 나노 구조물을 전류 스프레딩으로 활용하여 나노 구조물과 투명 도전층 사이의 전 영역으로 전류가 흐르도록 하여 활성층의 전 영역으로 광이 생성되어 발광 효율이 향상될 수 있다.In this embodiment, by applying the nanostructure to the horizontal light emitting device, the nanostructure is used as the current spreading so that the current flows in the entire region between the nanostructure and the transparent conductive layer, so that light is generated in the entire region of the active layer, Can be improved.
실시예는 수직형 발광 소자에 나노 구조물을 적용함으로서, 나노 구조물을 전류 스프레딩으로 활용하여 나노 구조물과 전극층 사이의 전 영역으로 전류가 흐르도록 하여 활성층의 전 영역으로 광이 생성되어 발광 효율이 향상될 수 있다. By applying a nanostructure to a vertical type light emitting device, the current is allowed to flow to the entire region between the nanostructure and the electrode layer by utilizing the nanostructure as current spreading, so that light is generated in the entire region of the active layer, .
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 2는 나노 구조물의 일 예시를 도시한 평면도이다.
도 3은 나노 구조물의 또 다른 예시를 도시한 평면도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 발광 소자를 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 도 4의 발광 소자를 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 4의 발광 소자에서 전류의 흐름을 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 14는 제2 실시예에 따른 발광 소자를 제조하기 위한 공정도이다.
도 15는 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a first embodiment.
2 is a plan view showing an example of a nanostructure.
3 is a plan view showing another example of the nanostructure.
4 is a plan view showing a light emitting device according to the second embodiment.
5 is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 4 taken along line AA '.
6 is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 4 taken along line BB '.
FIG. 7 is a view showing a current flow in the light emitting device of FIG. 4; FIG.
8 to 14 are process drawings for manufacturing the light emitting device according to the second embodiment.
15 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package according to an embodiment.
발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In describing an embodiment according to the invention, in the case of being described as being formed "above" or "below" each element, the upper (upper) or lower (lower) Directly contacted or formed such that one or more other components are disposed between the two components. Also, in the case of "upper (upper) or lower (lower)", it may include not only an upward direction but also a downward direction based on one component.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a first embodiment.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광 소자(1)는 기판(10), 다수의 나노 구조물(19), 발광 구조물(30), 투명 도전층(33) 및 제1 및 제2 전극(35, 38)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.1, a
상기 발광 구조물(30)은 제1 도전형 반도체층(25), 활성층(27) 및 제2 도전형 반도체층(29)을 포함하지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
상기 나노 구조물(19)은 그래핀(grapheme) 패턴(13)과 다수의 나노 텍스쳐(nanotexture)(16)를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
실시예에 따른 발광 소자(1)는 상기 기판(10)과 상기 발광 구조물(30) 사이에 배치된 버퍼층(22)을 더 포함할 수 있다. The
실시예에 따른 발광 소자(1)는 상기 발광 구조물(30)의 아래 및/또는 위에 배치된 또 다른 반도체층(미도시)을 더 포함할 수 있다. The
실시예에 따른 발광 소자(1)는 상기 버퍼층(22)과 상기 발광 구조물(30) 사이에 배치된 언도프트 반도체층(미도시)을 더 포함할 수 있다.The
상기 기판(10)은 상기 발광 구조물(30)을 용이하게 성장시켜 주는 역할을 하지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
상기 발광 구조물(30)을 안정적으로 성장시키기 위해서 상기 기판(10)은 상기 발광 구조물(30)과의 격자 상수가 가급적 작은 차이를 갖는 물질로 형성될 수 있다.In order to stably grow the
상기 기판(10)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다.The
상기 기판(10)과 상기 발광 구조물(30) 사이에 상기 버퍼층(22)이 배치될 수 있다. 상기 버퍼층(22)은 상기 기판(10)과 상기 발광 구조물(30) 사이의 격자 상수 차이를 완화하여 주기 위해 형성될 수 있다.The buffer layer (22) may be disposed between the substrate (10) and the light emitting structure (30). The
상기 버퍼층(22)과 상기 발광 구조물(30)은 II-VI족 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있다. The
상기 버퍼층(22)이 상기 발광 구조물(30)을 용이하게 성장시켜 주기 위해 형성되더라도, 상기 발광 구조물(30)과 상기 기판(10) 사이의 격자 상수 차이로 인한 격자 결함, 예컨대 전위(dislocation)가 발생될 수 있다. 이러한 전위는 기판과 발광 구조물 사이의 격자 결함으로 인해 상기 발광 구조물에 수직 방향으로 형성된 경계선을 의미할 수 있다. 이러한 전위는 발광 소자의 전기적 및 광학적 특성을 저하시키며 발광 자체가 되지 않을 수도 있다.Even if the
이러한 문제를 해결하기 위해, 제1 실시예에서는 상기 기판(10)과 상기 버퍼층(22) 사이에 다수의 나노 구조물(19)을 배치시킬 수 있다.In order to solve such a problem, in the first embodiment, a plurality of
도시되지 않았지만, 상기 버퍼층(22)을 사용하지 않는 경우, 상기 나노 구조물(19)은 상기 기판(10)과 상기 발광 구조물(30) 사이에 배치될 수 있다.Although not shown, the
상기 나노 구조물(19) 각각은 그래핀 패턴(13)과 상기 그래핀 패턴(13) 상에 형성된 다수의 나노 텍스쳐(16)를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Each of the
그래핀은 다양한 공정 방식에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 그래핀은 흑연의 산화-환원을 통한 화학적 합성법, CVD 성장법, 에피택시(epitaxy) 합성법 등을 이용하여 형성될 수 있다.Graphene can be formed by various process methods. For example, graphene can be formed by a chemical synthesis method through oxidation-reduction of graphite, a CVD growth method, an epitaxy synthesis method, or the like.
이와 같이 형성된 그래핀은 패터닝 공정을 통해 제1 실시예에 따른 그래핀 패턴(13)이 형성될 수 있다.The
상기 그래핀 패턴(13)은 지금까지 알려진 물질 중에서 가장 얇으면서도, 전기나 열을 가장 잘 전도할 수 있을 뿐만 아니라 가장 유연한 물질이며, 또한 탄성이 매우 뛰어나 늘리거나 구부릴 수 있으며, 광이 투과될 수 있는 투광성 기능을 가질 수 있다.The
상기 다수의 그래핀 패턴(13)은 상기 기판(10) 상에 형성될 수 있다. The plurality of
상기 그래핀 패턴(13) 사이의 간격(l)은 0.1㎛ 내지 100㎛일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 그래핀 패턴(13) 사이의 간격(l)은 바람직하게 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다. The distance l between the
따라서, 상기 버퍼층(22)은 상기 그래핀 패턴(13) 사이를 통해 상기 기판(10)과 접하도록 형성될 수 있다. Therefore, the
상기 그래핀 패턴(13)은 미리 형성한 후 상기 기판(10) 상에 부착될 수 있다.The
또는 상기 그래핀 패턴(13)은 상기 기판(10) 상에 직접 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 기판(10) 상에 부분적으로 보호막을 형성하고, 화학적 합성법, CVD 성장법, 에피택시 합성법 등을 이용하여 상기 기판(10) 상에 그래핀막을 형성한 다음, 상기 보호막을 제거하면 상기 기판(10) 상에 다수의 그래핀 패턴(13)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.Alternatively, the
상기 그래핀 패턴(13) 각각의 위에 다수의 나노 텍스쳐(16)를 형성할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.A plurality of
상기 그래핀 패턴(13) 상에 부분적으로 나노 텍스쳐(16)를 성장시키기 위해 상기 나노 텍스쳐(16)를 용이하게 형성시키기 위한 시드 패턴이 상기 그패핀 패턴(13) 상에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. A seed pattern for easily forming the
상기 나노 텍스쳐(16)는 산화 아연(ZnO)로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
산화 아연의 격자 상수는 대략 3.25이다.The lattice constant of zinc oxide is approximately 3.25.
상기 기판(10)으로 사용되는 사파이어의 격자 상수는 대략 4.78이며, 상기 발광 구조물(30)로 사용될 수 있는 GaN의 격자 상수는 대략 3.18이다.The lattice constant of sapphire used for the
따라서, 산화 아연의 격자 상수는 사파이어의 격자 상수와 GaN의 격자 상수의 사이에 위치하게 되므로, 산화 아연으로 인해 GaN가 사파이어 상에서 전위(dislocation)의 발생 없이 잘 성장될 수 있다.Thus, since the lattice constant of zinc oxide is located between the lattice constant of sapphire and the lattice constant of GaN, GaN can grow well on sapphire without occurrence of dislocation due to zinc oxide.
상기 나노 텍스쳐(16)는 다수의 나노 로드(nanorod)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 나노 로드는 서로 간에 일정한 간격으로 이격되거나 서로 간에 불규칙한 간격으로 이격될 수 있다.The
상기 나노 로드는 높이가 폭보다 더 큰 구조를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한전하지 않는다. The nanorods may have a structure whose height is larger than the width, but the nanorod is not limited thereto.
예컨대, 상기 나노 텍스쳐(16)의 폭(W)은 5nm 내지 500nm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 나노 텍스쳐(16)의 폭(W)은 바람직하게 50nm 내지 200nm일 수 있다.For example, the width W of the
예컨대, 상기 나노 텍스쳐(16)의 높이(h)는 10nm 내지 3㎛일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 나노 텍스쳐(16)의 높이(h)는 바람직하게 500nm 내지 1㎛일 수 있다.For example, the height h of the
이와 같이, 상기 나노 텍스쳐(16)의 높이(h)를 상기 나노 텍스쳐(16)의 폭(W)보다 크게 함으로써, 상기 나노 구조물(19) 상에 버퍼층(22)이나 발광 구조물(30)을 성장시킬 때, II-VI족 화합물 반도체 재질, 예컨대 GaN가 상기 나노 텍스쳐(16) 사이에서 주로 수직 방향으로 성장되고 상기 나노 텍스쳐(16) 상에서 수직 방향과 수평 방향으로 성장되게 되어, 궁극적으로 전위가 발생되지 않아 우수한 결정성(crystallinity)을 얻을 수 있어 발광 소자(1)의 전기적 특성과 광학적 특성이 향상될 수 있다.The
예컨대, 상기 버퍼층(22)의 두께는 20nm 내지 50nm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.For example, the thickness of the
이러한 경우, 상기 버퍼층(22)의 두께보다 상기 나노 텍스쳐(16)의 높이(h)가 더 클 수 있다. 따라서, 상기 버퍼층(22)의 상면보다 상기 나노 텍스쳐(16)의 상면이 더 높게 위치될 수 있다. 즉, 상기 상기 버퍼층(22)이 상기 나노 텍스쳐(16) 사이에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 나노 텍스쳐(16) 사이의 상기 버퍼층(22) 위 그리고 상기 나노 텍스쳐(16) 위로 상기 발광 구조물(30)이 형성될 수도 있다.In this case, the height h of the
만일 상기 나노 텍스쳐(16)의 높이(h)보다 상기 버퍼층(22)의 두께가 더 큰 경우, 상기 나노 텍스쳐(16) 사이 그리고 상기 나노 텍스쳐(16) 위로 상기 버퍼층(22)이 형성될 수 있다.If the thickness of the
아직 설명되지 않았지만, 상기 발광 구조물(30)의 제1 도전형 반도체층(25)의 두께는 2㎛ 내지 3㎛일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.Though the thickness of the first conductivity
만일 상기 나노 구조물(19) 상에 버퍼층(22)을 사용하지 않고 직접 상기 발광 구조물(30)이 형성되는 경우, 상기 나노 텍스쳐(16) 사이 그리고 상기 나노 텍스쳐(16) 위에 상기 발광 구조물(30)이 형성될 수 있다. If the
상기 나노 구조물(19)은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같은 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 그래핀 패턴(13)은 원형으로 형성될 수도 있고, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 그래핀 패턴(13)은 장방향으로 길게 연장된 바 형상으로 형성될 수도 있다.2, the
상기 그래핀 패턴(13) 사이는 서로 일정한 간격으로 또는 서로 불균일한 간격으로 이격될 수 있다.The
상기 나노 구조물(19) 상에 버퍼층(22)이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(22)은 II-VI족 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 버퍼층(22)은 GaN, InN, AlGaN 및 InGaN 중 하나 또는 이들의 다층 구조로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.A
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 버퍼층(22)은 상기 나노 구조물(19)의 그래핀 패턴(13) 사이를 통해 상기 기판(10)에 접하며, 상기 나노 구조물(19)의 다수의 나노 텍스쳐(16) 사이를 통해 상기 그래핀 패턴(13)에 접하며, 상기 나노 텍스펴(16) 위에 형성될 수 있다. 이는 상기 버퍼층(22)의 두께가 상기 나노 텍스쳐(16)의 높이보다 더 클 경우에 해당한다.1, the
도시되지 않았지만, 상기 버퍼층(22)의 두께가 상기 나노 텍스쳐(16)의 높이보다 더 작은 경우, 상기 버퍼층(22)은 상기 나노 구조물(19)의 그래핀 패턴(13) 사이를 통해 상기 기판(10)에 접하며, 상기 나노 구조물(19)의 다수의 나노 텍스쳐(16) 사이에 상기 나노 텍스쳐(16)의 상면보다 낮은 위치에 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 나노 텍스쳐(16) 위로는 상기 버퍼층(22)이 형성되지 않는다. 이는 상기 버퍼층(22)이 상기 나노 텍스쳐(16)를 시드로 하기보다는 상기 그래핀 패턴(13)이 상기 기판(10)을 시드로 하기 때문이다. 즉, 상기 버퍼층(22)은 상기 기판(10)으로부터 수직 방향으로 성장하고 또한 상기 나노 텍스쳐(16) 사이의 그래핀 패턴(13)으로부터 수직 방향으로 성장되지만, 상기 나노 텍스쳐(16) 위로부터는 성장되지 않기 때문에, 상기 버퍼층(22)이 상기 나노 텍스쳐(16) 위에는 형성되지 않게 된다. Although not shown, when the thickness of the
하지만, 도 1에 도시한 바와 같이, 만일 상기 버퍼층(22)의 두꼐가 상기 나노 텍스쳐(16)의 높이보다 큰 경우, 상기 버퍼층(22)은 상기 나노 텍스쳐(16) 사이의 상기 그래핀 패턴(13)으로부터 수직 방향으로 성장될 수 있다. 그리고 상기 나노 텍스쳐(16) 사이에서 상기 나노 텍스쳐(16)의 상면 이상부터 수직 방향과 수평 방향 모두로 성장됨에 따라 상기 나노 텍스쳐(16) 위에서 인접하는 나노 텍스쳐(16) 사이에서 성장된 버퍼층(22)이 서로 접하게 되어 상기 나노 텍스쳐(16) 상에서도 버퍼층(22)이 형성될 수 있다.1, if the thickness of the
이러한 버퍼층(22)의 나노 구조물(19) 상에서의 성장 원리는 버퍼층(22)을 사용하는 대신에 나노 구조물(19) 상에 발광 구조물(30)을 성장시킬 때에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.The growth principle of the
상기 버퍼층(22) 또는 상기 나노 구조물(19) 상에 발광 구조물(30)이 형성될 수 있다.The
상기 발광 구조물(30)은 예컨대, 제1 도전형 반도체층(25), 활성층(27) 및 제2 도전형 반도체층(29)을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(25)은 상기 버퍼층(22) 또는 상기 나노 구조물(19) 상에 형성되고, 상기 활성층(27)은 상기 제1 도전형 반도체층(25) 상에 형성되며, 상기 제2 도전형 반도체층(29)은 상기 활성층(27) 상에 형성될 수 있다. The
상기 제1 도전형 반도체층(25)은 예를 들어, n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층일 수 있다. 상기 제n형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재질, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 및 AlInN로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. The first
상기 제1 도전형 반도체층(25) 상에는 상기 활성층(27)이 형성될 수 있다.The
상기 활성층(27)은 상기 제1 도전형 반도체층(25)을 통해서 주입되는 제1 캐리어, 예컨대 전자와 상기 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 제2 캐리어, 예컨대 정공이 서로 결합되어, 상기 활성층(27)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 상응하는 파장을 갖는 빛을 방출하는 층이다. The
상기 활성층(27)은 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성층(27)은 II-VI족 화합물 반도체들을 우물층과 장벽층의 주기로 반복 형성될 수 있다.The
예를 들면 InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기, InGaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기, InGaN우물층/InGaN 장벽층의 주기 등으로 형성될 수 있다. 상기 장벽층의 밴드갭은 상기 우물층의 밴드갭보다 크게 형성될 수 있다.For example, the period of the InGaN well layer / GaN barrier layer, the period of the InGaN well layer / AlGaN barrier layer, the period of the InGaN well layer / the InGaN barrier layer, and the like. The band gap of the barrier layer may be formed to be larger than the band gap of the well layer.
상기 활성층(27) 상에 상기 제2 도전형 반도체층(29)이 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(29)은 예를 들어, p형 도펀트를 포함하는 p형 반도체층일 수 있다. 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재질, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 및 AlInN로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.The second
상기 제2 도전형 반도체층(29) 상에는 투명 도전층(33)이 형성되고, 상기 투명 도전층(33) 상의 일부 영역에 제2 전극(38)이 형성될 수 있다. A transparent
상기 발광 구조물(30)의 제1 도전형 반도체층(25) 상의 일부 영역에 제1 전극(35)이 형성될 수 있다. 이를 위해, 메사 식각에 의해 상기 제2 도전형 반도체층(29)과 상기 활성층(27)이 제거되고 상기 제1 도전형 반도체층(25)의 상면의 일부분이 제거될 수 있다. 이와 같이 제거된 제1 도전형 반도체층(25) 상에 상기 제1 전극(35)이 형성될 수 있다.The
상기 제2 전극(38)은 발광 소자(1)의 최상부에 형성되고, 상기 제1 전극(35)은 발광 소자(1)의 측면 상에 형성됨에 따라, 제1 및 제2 전극((35, 38)에 전원이 인가되면 전류가 제1 및 제2 전극(35, 38) 사이의 최단 경로에 해당하는 발광 구조물(30)로 흐르기 때문에 발광 구조물(30)의 활성층(27)의 전 영역에서 발광이 되지 않을 수 있다. The
따라서, 상기 제2 도전형 반도체층(29)과 상기 제2 전극(38) 사이에 상기 제2 도전형 반도체층(29)의 전 영역 상에 투명 도전층(33)을 형성하여 줌으로써, 제2 전극(38)을 통해 투명 도전층(33)의 전 영역으로 전류가 스프레딩되어 상기 제1 전극(35)과 상기 투명 전극층(33)의 전 영역 사이로 전류가 흐르게 되어 발광 구조물(30)의 활성층(27)의 전 영역에서 발광이 되어 발광 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, by forming the transparent
상기 제1 및 제2 전극(35, 38)은 동일한 전극 물질 또는 상이한 전극 물질로 형성될 수 있다.The first and
상기 제1 및 제2 전극(35, 38)은 불투명한 금속 재질을 포함하는데, 예컨대 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 이들의 합금을 포함할 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.The first and
상기 투명 도전층(33)은 광을 투과시키는 우수한 투광성과 전기적 전도도를 갖는 도전성 물질로 형성되는데, 예컨대 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The transparent
도 4는 제2 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4의 발광 소자를 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이며, 도 6은 도 4의 발광 소자를 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 4 is a plan view illustrating a light emitting device according to a second embodiment, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. 4, and FIG. 6 is a cross- Fig.
제1 실시예의 제1 및 제2 전극(35, 38)을 대신하여, 제2 실시예에서는 나노 구조물(19)가 전극 역할을 할 수 있다. 따라서, 나노 구조물(19)과 전극층(50)은 서로 수직으로 중첩되는 구조로 배치될 수 있다. 아울러, 제2 실시예에서, 전극층(50)은 적어도 발광 구조물(30)의 활성층(27)보다 큰 사이즈를 가지고 반사 특성을 가지므로, 상기 활성층(27)에서 생성된 광을 전방으로 반사시켜 주어 발광 효율이 향상될 수 있다. Instead of the first and
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광 소자(1A)는 지지 기판(41), 접합층(43), 전극층(50), 채널층(47), 발광 구조물(30), 나노 구조물(19) 및 보호층(57)을 포함할 수 있다.4 to 6, the
상기 지지 기판(41), 상기 접합층(43) 및 상기 전극층(50)은 전원을 공급하여 주기 위한 전극 부재를 형성할 수 있다.The supporting
상기 지지 기판(41)은 그 위에 형성되는 복수의 층들을 지지할 뿐만 아니라 전극으로서의 기능을 가질 수 있다. 상기 지지 기판(41)은 상기 나노 구조물(19)과 함께 상기 발광 구조물(30)에 전원을 공급하여 줄 수 있다. The supporting
상기 지지 기판(41)은 금속 물질 또는 반도체 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 지지 기판(41)은 전기 전도성과 열 전도성이 높은 물질로 형성될 수 있다. 상기 지지 기판(41)은 예를 들어, 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 구리(Cu), 구리합금(Cu Alloy), 몰리브덴(Mo) 및 구리-텅스텐(Cu-W)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 금속 물질일 수 있다. 상기 지지 기판은 예를 들어, Si, Ge, GaAs, GaN, ZnO, SiGe 및 SiC로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 반도체 물질일 수 있다. The
상기 지지 기판(41)은 상기 발광 구조물(30) 아래에 도금 또는/및 증착되거나, 시트(sheet) 형태로 부착될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 지지 기판(41) 상에는 상기 접합층(43)이 형성될 수 있다. 상기 접합층(43)은 상기 전극층(50)과 상기 지지 기판(41) 사이에 형성된다. 상기 접합층(43)은 전극층(50)과 상기 지지 기판(41) 사이의 접착력을 강화시켜 주는 매개체 역할을 할 수 있다. The
상기 접합층(43)은 배리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함할 수 있다. 상기 접합층(43)은 접합성과 열 전도성이 높은 금속 물질로 형성될 수 있다. 상기 접합층(43)은 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Nb, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 및 Ta로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
상기 접합층(43) 상에는 도시되지 않은 배리어층이 형성될 수 있다. 상기 배리어층은 그 하부에 형성된 상기 접합층(43)과 상기 지지 기판(41)에 포함된 물질이 그 상부에 형성된 전극층(50)이나 발광 구조물(30)로 확산되어 발광 소자(1A)의 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. A barrier layer (not shown) may be formed on the
상기 배리어층은 Ni, Pt, Ti, W, V, Fe 및 Mo로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 단일 층 또는 이들의 두 개 이상의 적층을 포함할 수 있다.The barrier layer may comprise a single layer selected from the group consisting of Ni, Pt, Ti, W, V, Fe, and Mo, or a stack of two or more thereof.
상기 배리어층은 상기 전극층(50)의 하면과 접하도록 형성될 수 있다.The barrier layer may be formed to be in contact with the lower surface of the
상기 접합층(43)의 상면은 중심 영역에 대해 주변 영역이 상부 방향, 즉 상기 발광 구조물(30)로 더 연장되도록 형성된 그루브(groove)를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 접합층(43)의 상면의 중심 영역에 접하거나 상기 그루브에 전극층(50)이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The upper surface of the
도시되지 않았지만, 상기 접합층(43)의 상면은 중심 영역과 주변 영역 모두 동일 라인 상에 위치될 수 있다. Although not shown, the upper surface of the
다시 말해, 상기 접합층(43)의 상면의 전 영역은 평평한 면을 가질 수 있다. 이러한 경우, 상기 전극층(50)은 상기 접합층(43)의 상면의 중심 영역 상에 형성되거나 상기 접합층(43)의 상면의 전 영역 상에 형성될 수 있다. In other words, the entire area of the upper surface of the
다시 말해, 상기 전극층(50)의 사이즈는 상기 접합층(43)의 사이즈보다 작거나 상기 접합층(43)의 사이즈와 동일할 수 있다. In other words, the size of the
상기 전극층(50)의 상면과 상기 채널층(47)의 상면이 동일 라인 상에 형성될 수 있다.The upper surface of the
상기 전극층(50)의 하면과 상기 채널층(47)의 하면은 상이한 위치로 형성될 수 있다. 즉, 상기 전극층(50)이 상기 접합층(43)의 그루브가 형성된 상기 접합층(43)의 중심 영역 상에 형성되고 상기 채널층(47)이 상기 접합층(43)의 주변 영역 상에 형성되기 때문에, 상기 전극층(50)의 하면이 상기 채널층(47)의 하면보다 더 낮은 위치에 형성될 수 있다. The lower surface of the
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 전극층(50)의 일부 영역은 상기 채널층(47)의 하면과 수직 방향으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 채널층(47)의 내측 영역은 상기 전극층(50)의 끝단을 지나 내측으로 연장되도록 형성될 수 있다. 5 and 6, a portion of the
상기 전극층(50)은 상기 발광 구조물(30)로부터 입사되는 광을 반사시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. The
상기 전극층(50)은 상기 발광 구조물(30)과 오믹 콘택(ohmic contact)되어, 전류가 발광 구조물(30)로 흐르도록 할 수 있다. The
상기 전극층(50)은 도시되지 않았지만, 상기 접합층(43)의 상면에 접촉하여 형성된 반사층과 상기 반사층의 상면과 상기 발광 구조물의 하면 사이에 형성된 오믹 콘택층을 포함할 수 있다. The
상기 전극층은 반사 물질과 오믹 콘택 물질이 혼합된 단일 층으로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 전극층(50)은 반사층과 오믹 콘택층을 별개로 형성할 필요가 없다.The electrode layer may be formed of a single layer in which a reflective material and an ohmic contact material are mixed. In this case, the
상기 반사 물질로는 예를 들어, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나 또는 둘 이상의 합금이 사용되지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 오믹 콘택 물질로는 투명한 도전 물질이 사용될 수 있는데, 예를 들어 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au,및 Ni/IrOx/Au/ITO로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있다. At least one or more alloys selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au and Hf are used as the reflective material. I never do that. The ohmic contact material may be a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO) gallium zinc oxide (IGTO), aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), gallium zinc oxide (GZO), IrOx, RuOx, RuOx / ITO, Ni, Ag, Ni / IrOx / Au, and at least one selected from the group consisting of Ni / IrOx / Au / ITO may be used.
상기 전극층(50)은 예를 들어, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni 및 AZO/Ag/Ni 중 어느 하나를 포함하는 다층으로 구성될 수 있다. The
상기 전극층(50)은 적어도 상기 발광 구조물(30)과 오믹 콘택될 수 있다. 따라서, 상기 전극층(50)과 오믹 콘택되는 상기 발광 구조물(30)로 원활하게 전류가 공급되어 발광 효율이 향상될 수 있다. The
상기 전극층(50)은 발광 구조물(30) 및 상기 채널층(47)의 하면에 중첩되도록 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(30)로부터의 광을 모두 반사시키기 위해 상기 전극층(50)은 적어도 상기 발광 구조물(30), 특히 활성층(27)보다 큰 면적을 가질 수 있다. The
상기 전극층(50) 상에 채널층(47)이 형성될 수 있다. 상기 채널층(47)은 제2 도전형 반도체층(29)의 주변 영역을 따라 형성될 수 있다. 상기 전극층(50)의 에지 영역의 둘레를 따라 상기 채널층(47)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 채널층(47)은 상기 발광 구조물(30)과 상기 전극층(50) 사이의 둘레 영역에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 채널층(47)은 상기 전극층(50) 및 상기 발광 구조물(30)에 적어도 일부가 둘러싸이도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 채널층(47)의 상면의 일부 영역은 제2 도전형 반도체층(29)과 접촉되고, 상기 채널층(47)의 내측면 및 하면의 일부 영역은 상기 전극층(50)과 접촉될 수 있지만, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 채널층(47)의 하면의 다른 영역은 상기 접합층(43)의 상면의 주변 영역과 접하여 형성될 수 있다. A
상기 채널층(47)은 외부의 이물질에 의한 상기 접합층(43)의 측면과 상기 발광 구조물(30)의 측면 사이의 전기적인 쇼트를 방지하여 줄 수 있다. 만일 전극층(50)이 상기 접합층(43)의 전 영역 상에 형성되어 상기 전극층(50)의 외측면이 외부에 노출되는 경우, 상기 채널층(47)은 상기 전극층(50)의 측면과 상기 발광 구조물(30)의 측면 사이의 전기적인 쇼트를 방지하여 줄 수 있다.The
아울러 상기 채널층(47)은 상기 발광 구조물(30)과 접촉하는 면적을 가능한 확보하여 복수개의 칩을 개별 칩 단위로 분리하는 레이저 스크라이빙(Laser Scribing) 공정과 기판을 제거하는 레이저 리프트 오프(LLO) 공정시 상기 발광 구조물(30)이 상기 전극층(50)으로부터 박리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. In addition, the
칩 분리 공정시 발광 구조물(30)이 과식각(ever-etching)되는 경우, 전극층(50)이 노출될 수 있다. 이러한 경우, 측 영역에서 이물질 등에 의해 전극층(50)과 발광 구조물(30)의 활성층(27) 간의 전기적인 쇼트가 발생할 수 있다. 상기 채널층(47)은 칩 분리 공정시 발광 구조물(30)의 과식각(ever-etching)에 의해 상기 전극층(50)이 노출되는 것을 방지하여 줄 수 있다. If the
상기 채널층(47)은 절연 물질 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 채널층(47)은 금속 물질로 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
상기 발광 구조물(30)이 상기 전극층(50) 및 상기 채널층(47) 상에 형성될 수 있다. The
상기 발광 구조물(30)의 측면은 복수개의 칩을 개별 칩 단위로 구분하는 식각에 의해 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조물(30)의 측면은 아이솔레이션 식각 (isolation etching)에 의해 형성될 수 있다.The side surface of the
상기 발광 구조물(30)은 복수의 2족 내지 6족 원소의 화합물 반도체 재료들을 포함할 수 있다. The
상기 발광 구조물(30)은 제2 도전형 반도체층(29), 상기 제2 도전형 반도체층(29) 상에 활성층(27) 그리고 상기 활성층(27) 상에 제1 도전형 반도체층(25)을 포함할 수 있다. The
이러한 경우, 상기 제2 도전형 반도체층(29)의 하면은 상기 전극층(50)의 상면 그리고 상기 채널층(47)의 상면과 접하도록 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.In this case, the lower surface of the second conductive
아울러, 상기 활성층(27)에서 생성된 광이 모두 반사될 수 있도록 하기 위해 상기 활성층(27)의 사이즈는 상기 전극층(50)의 사이즈보다 더 작게 형성될 수 있다.In addition, the size of the
상기 채널층(47)은 상기 제2 도전형 반도체층(29)과 수직 방향으로 중첩되는 제1 채널 영역과 상기 제2 도전형 반도체층(29)과 중첩되지 않는 제2 채널 영역을 포함할 수 있다.The
상기 제1 채널 영역은 상기 제2 도전형 반도체층(29)의 끝단으로부터 내측으로 연장되어 상기 제1 도전형 반도체층(25)과 수직 방향으로 중첩될 수 있다.The first channel region may extend inward from an end of the second conductivity
상기 제2 채널 영역은 상기 제1 채널 영역으로부터 상기 접합층(43)의 끝단까기 외측으로 연장될 수 있다.The second channel region may extend outward from the first channel region to the end of the
상기 제2 도전형 반도체층(29)은 상기 전극층(50) 및 상기 채널층(47) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(29)은 p형 도펀트를 포함하는 p형 반도체층일 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(29)은 2족 내지 6족 원소의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(29)은 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP 및 AlGaInP로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 p형 도펀트는 Mg, Zn, Ga, Sr, Ba 등일 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(25)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The second
상기 제2 도전형 반도체층(29)은 복수의 캐리어들, 예컨대 정공들을 상기 활성층(27)으로 공급하여 주는 역할을 한다.The second
상기 활성층(27)은 상기 제2 도전형 반도체층(29) 상에 형성되며, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
상기 활성층(27)은 2족 내지 6족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층의 주기로 형성될 수 있다. 상기 활성층(27)으로 사용하기 위한 화합물 반도체 재료로는 GaN, InGaN, AlGaN일 수 있다. 따라서, 상기 활성층(27)은 예를 들면 InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기, InGaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기, InGaN 우물층/InGaN 장벽층의 주기 등을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
상기 활성층(27)은 상기 제2 도전형 반도체층(29)으로부터 공급된 정공들과 상기 제1 도전형 반도체층(25)으로부터 공급된 전자들을 재결합(recombination)시켜, 상기 활성층(27)의 반도체 재질에 의해 결정된 밴드 갭(bandgap)에 상응하는 파장의 빛을 생성할 수 있다.The
도시되지 않았지만, 상기 활성층(27)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층이 형성될 수도 있으며, 상기 도전형 클래드층은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(29)과 상기 활성층(27) 사이에는 p형 도펀트를 포함하는 p형 클래드층이 형성되고, 상기 활성층(27)과 상기 제1 도전형 반도체층(25) 사이에는 n형 도펀트를 포함하는 n형 클래드층이 형성될 수 있다. Although not shown, a conductive cladding layer may be formed on and / or below the
상기 도전형 클래드층은 상기 활성층(27)으로 공급된 복수의 홀과 복수의 전자가 제1 도전형 반도체층(25)과 제2 도전형 반도체층(29)으로 이동되지 않도록 하는 가이드의 역할을 한다. 따라서, 상기 도전형 클래드층에 의해 상기 활성층(27)으로 공급된 홀과 전자가 보다 많이 재결합하여, 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.The conductive cladding layer serves as a guide for preventing a plurality of holes and a plurality of electrons supplied to the
상기 제1 도전형 반도체층(25)은 상기 활성층(27) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(25)은 n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층일 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(25)은 2족 내지 6족 원소의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(25)은 예를 들어, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP 및 AlGaInP로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 n형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등일 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(25)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The first
발광 구조물(30)의 성장시, 제1 도전형 반도체층(25), 활성층(27) 및 제2 도전형 반도체층(29)의 순서로 성장될 수 있다. The first conductivity
도 5를 참조하면, 상기 발광 구조물(30), 구체적으로 상기 제1 도전형 반도체층(25) 상에 다수의 나노 구조물(19)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 5, a plurality of
상기 나노 구조물(19)은 도 4에 도시한 바와 같이, 다수의 그래핀 패턴(13), 상기 각 그래핀 패턴(13) 상에 형성되 다수의 나노 텍스쳐(16) 및 상기 그래핀 패턴(13) 사이를 연결시켜 주는 연결부(20)를 포함할 수 있다.4, the
상기 그래핀 패턴(13)과 상기 나노 텍스쳐(16)는 이미 제1 실시예에서 상세히 설명한 바 있으므로 여기에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the
상기 연결부(20) 또한 상기 그래핀 패턴(13)과 동일한 물질, 예컨대 흑연으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 그래핀 패턴(13)을 형성할 때 상기 연결부(20) 또한 동시에 형성될 수 있다.The connecting
상기 그래핀 패턴(13)은 인접하는 모든 그래핀 패턴(13)과 상기 연결부(20)를 이용하여 연결될 수 있다. The
여기서의 연결이라 함은 물리적 연결과 함께 전기적 연결도 포함할 수 있다.The connection here may include an electrical connection as well as a physical connection.
상기 연결 부(20)에 의해 상기 각 그래핀 패턴(13)이 연결됨에 따라, 상기 그래핀 패턴(13) 중 어느 하나의 패턴에 전원이 인가되는 겨우, 상기 어느 하나의 그래핀 패턴(13)에서 이에 인접하는 다수의 그래핀 패턴(13)으로 상기 연결부(20)를 통해 전류가 흐를 수 있게 된다. 다시 말해, 상기 어느 하나의 그래핀 패턴으로부터 이에 인접하는 다수의 그래핀 패턴(13)으로 전류 스프레딩이 발생될 수 있다. The
따라서, 도 7에 도시한 바와 같이, 전극층(50)의 모든 영역에 대응하도록 다수의 그래핀 패턴(13)과 연결부(20)가 형성됨에 따라, 상기 전극층(50)의 전 영역과 상기 나노 구조물(19)의 전 영역 사이에 면대 면으로 전류가 수직 방향으로 흐르게 되어, 발광 구조물(30) 구체적으로 활성층(27)의 전 영역에서 발광이 되어 발광 효율이 향상될 수 있다.7, a plurality of
상기 그래핀 패턴(13)의 하면 상으로 다수의 나노 텍스쳐(16)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 나노 텍스쳐(16)는 상기 그래핀 패턴(13)의 하면으로부터 상기 제1 도전형 반도체층(25)의 내부로 연장 형성될 수 있다. A plurality of
상기 나노 텍스쳐(16)는 산화 아연(ZnO)로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 나노 텍스쳐(16)는 상기 발광 구조물(30)에 전위(dislocation)가 발생되지 않고 우수한 결정성으로 성장될 수 있도록 하여 줄 수 있다.As described in the first embodiment, the
상기 나노 구조물(19)에 관한 수치 범위는 제1 실시예에 기재된 것과 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The numerical range with respect to the
상기 그래핀 패턴(13) 사이의 간격은 0.1㎛ 내지 100㎛일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 그래핀 패턴(13) 사이의 간격은 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다. The gap between the
따라서, 상기 상기 제1 도전형 반도체층(25)은 상기 그래핀 패턴(13) 사이에 형성될 수 있고 그렇지 않을 수도 있다. 예컨대, 상기 제1 도전형 반도체층(25)은 상기 그래핀 패턴(13) 사이를 통해 상기 그래핀 패턴(13)의 상면과 동일한 위치까지 연장 형성될 수 있다. Accordingly, the first
상기 나노 텍스쳐(16)는 다수의 나노 로드(nanorod)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 나노 로드는 서로 간에 일정한 간격으로 이격되거나 서로 간에 불규칙한 간격으로 이격될 수 있다.The
상기 나노 텍스쳐(16)는 높이가 폭보다 더 큰 구조를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
상기 나노 텍스쳐(16)의 높이와 폭은 제1 실시예의 나노 텍스쳐(16)와 실질적으로 동일할 수 있다. The height and width of the
도 5 및 도 6에서는 나노 구조물(19)이 상기 제1 도전형 반도체층(25) 내에 형성되고 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.Although the
상기 나노 구조물(19)은 버퍼층(미도시)에 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 상기 제1 도전형 반도체층(25) 상에 버퍼층이 형성되고, 상기 버퍼층에 상기 나노 구조물(19)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 나노 텍스쳐(16)는 상기 그래핀 패턴(13)의 하면으로부터 상기 버퍼층의 내부로 형성될 수 있다.The
상기 나노 텍스쳐(16)의 높이가 상기 버퍼층의 두께보다 큰 경우, 상기 나노 텍스쳐(16)는 상기 버퍼층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층(25)의 내부로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. When the height of the
상기 발광 구조물 상에 보호층(57)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조물(30)의 적어도 측면상에는 보호층(57)이 형성될 수 있다. 구체적으로는, 상기 보호층(57)은 일단이 상기 제1 도전형 반도체층(25)의 상면의 둘레 영역에 형성되고, 상기 제1 도전형 반도체층(25)의 측면, 상기 활성층(27)의 측면 및 제2 도전형 반도체층(29)의 측면을 경유하거나 가로질러 타단이 상기 채널층(47)의 상면의 일부 영역에 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. A
상기 보호층(57)은 상기 발광 구조물(30)과 지지 기판(41) 사이의 전기적 쇼트를 방지하는 한편 상기 발광 소자(1A)를 외부의 충격으로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 보호층(57)은 투명성과 절연성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 상기 보호층(57)은 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, TiO2 및 Al2O3로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 보호층(57)은 상기 채널층(47)과 동일한 물질을 포함할 수 있지만, 이에 대해 한정하지 않는다.The
제2 실시예의 발광 소자(1A)에서는 전극이 구비된 것이 도시되고 있지만, 나노 구조물(19)의 그래핀 패턴(13)이 전극으로서의 기능을 가지므로, 별도의 전극을 형성하지 않아도 상기 나노 구조물(19)과 상기 전극층(50)으로 전원을 인가하여 발광 소자(1A)를 발광시킬 수 있다. In the
아울러, 나노 구조물(19)이 그래핀 패턴(13)이나 산화 아연은 투명한 재질이므로, 발광 구조물(30)에서 생성된 광은 상기 나노 구조물(19)을 통해 상부 방향으로 출사될 수 있다. 다시 말해, 상기 나노 구조물(19)의 광 투과율은 매우 우수하므로, 상기 발광 구조물(30)에서 생성된 광은 손실 없이 나노 구조물(19)을 투과할 수 있다.In addition, since the
실시예의 나노 구조물(19)은 제1 실시예의 수평형 발광 소자와 제2 실시예의 수직형 발광 소자뿐만 아니라 플립형 발광 소자에도 동일하게 적용될 수 있다. 플립형 발광 소자인 경우, 상기 나노 구조물(19)은 도 1(제1 실시예)에 도시된 투명 도전층(33) 대신에 반사율이 우수한 금속 물질로 이루어지는 반사층이 형성될 수 있다. 이러한 경우, 발광 구조물(30)에서 생성된 광이 반사층에 의해 반사되어 기판(10)을 통해 외부로 출사될 수 있다. The
도 8 내지 도 14는 제2 실시예에 따른 발광 소자를 제조하기 위한 공정도이다.8 to 14 are process drawings for manufacturing the light emitting device according to the second embodiment.
도 8을 참조하면, 성장 기판(100) 상에 나노 구조물(19)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 8, a
상기 성장 기판(100)은 상기 발광 구조물을 성장시키기 위한 기판으로서, 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 즉 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 또한, 상기 성장 기판(100)은 상기 발광 구조물과 격자 상수가 유사하고 열적 안정성을 갖는 재질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다.The
상기 성장 기판(100)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다.The
상기 나노 구조물(19)은 다수의 그래핀 패턴(13), 연결부(20) 및 다수의 나노 텍스쳐(16)를 포함할 수 있다.The
상기 그래핀 패턴(13)과 상기 연결부(20)는 동시에 형성될 수 있다.The
상기 그래핀 패턴(13)과 상기 연결부(20)는 미리 형성되어 상기 성장 기판(100) 상에 부착될 수 있다.The
또는 상기 성장 기판(100) 상에 예컨대, 화학적 합성법, CVD 성장법, 에피택시 합성법 등을 이용하여 그래핀 막이 형성되고, 상기 그래핀 막을 패터닝하여 다수의 그래핀 패턴(13)과 이들 그래핀 패턴(13)을 연결하여 주는 다수의 연결부(20)가 형성될 수 있다.Alternatively, a graphene film is formed on the
이어서, 상기 성장 기판(100) 상에 산화 아연을 이용하여 증착 공정이나 성장 공정을 이용하여 상기 그래핀 패턴(13) 상에 다수의 나노 텍스쳐(16)가 형성될 수 있다.Next, a plurality of
상기 나노 텍스쳐(16)는 예컨대 CVD 성장법이나 스퍼터링 방식을 이용하여 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
상기 나노 텍스쳐(16)는 산화 아연(ZnO)로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
따라서, 상기 다수의 그래핀 패턴(13), 다수의 연결부(20) 및 다수의 나노 텍스쳐(16)에 의해 나노 구조물(19)이 형성될 수 있다.Accordingly, the
도 9를 참조하면, 상기 나노 구조물(19) 상에 제1 도전형 반도체층(25), 활성층(27) 및 제2 도전형 반도체층(29)이 순차적으로 성장되어 발광 구조물(30)이 형성될 수 있다. 9, a first conductivity
상기 발광 구조물(30)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 발광 구조물(30) 및 상기 성장 기판(100) 사이에는 둘 사이의 격자 상수 차이를 완화하기 위해 버퍼층(미도시)이 형성될 수도 있다. 즉, 상기 버퍼층이 상기 나노 구조물(19) 상에 성장되고, 상기 버퍼층 상에 상기 발광 구조물(19)이 성장될 수 있다.A buffer layer (not shown) may be formed between the
상기 제1 도전형 반도체층(25)은 상기 성장 기판(100)과 상기 나노 구조물(19) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(25)은 n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층일 수 있다.The first
구체적으로, 상기 제1 도전형 반도체층(25)은 상기 나노 구조물(19)의 그래핀 패턴(13) 사이의 상기 성장 기판(100) 상에 형성되고, 상기 나노 구조물(19)의 나노 텍스쳐(16) 사이의 그래핀 패턴(13) 상에 형성될 수 있다. The first conductivity
산화 아연의 격자 상수는 대략 3.25이고, 상기 성장 기판(100)으로 사용되는 사파이어의 격자 상수는 대략 4.78이며, 상기 제1 도전형 반도체층(25)으로 사용될 수 있는 GaN의 격자 상수는 대략 3.18이다.The lattice constant of zinc oxide is about 3.25, the lattice constant of sapphire used in the
따라서, 상기 제1 도전형 반도체층(25)과 상기 성장 기판(100) 사이의 격자 상수의 차이보다 상기 제1 도전형 반도체층(25)과 상기 나노 구조물(19), 구체적으로 나노 텍스쳐(16) 사이의 격자 상수의 차이보다 작으므로, 상기 제1 도전형 반도체층(25)이 상기 나노 구조물(19) 상에 전위(dislocation)의 발생 없이 잘 성장될 수 있다.The first conductivity
상기 활성층(27)은 상기 제1 도전형 반도체층(25) 상에 형성되며, 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
상기 활성층(27)은 상기 제1 도전형 반도체층(25)으로부터 공급된 전자들과 상기 제2 도전형 반도체층(29)으로부터 공급된 정공들을 재결합(recombination)시켜, 상기 활성층(27)의 반도체 재질에 의해 결정된 밴드 갭에 상응하는 파장의 빛을 생성할 수 있다.The
상기 제2 도전형 반도체층(29)은 상기 활성층(27) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(29)은 p형 도펀트를 포함하는 p형 반도체층일 수 있다. The second
도 10을 참조하면, 상기 제2 도전형 반도체층(29) 상에 채널층(47)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 10, a
상기 채널층(47)은 상기 제2 도전형 반도체층(29) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 채널층(47)은 상기 제2 도전형 반도체층(29)의 둘레 영역 상에 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.The
상기 채널층(47)은 절연 물질은 앞서 설명한 바 있으므로, 생략한다. Since the insulating material of the
도 11을 참조하면, 상기 채널층(47) 및 상기 제2 도전형 반도체층(29) 상에 전극층(50), 접합층(43) 및 지지 기판(41)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 11, an
상기 전극층(50)은 상기 제2 도전형 반도체층(29) 상에 순차적으로 적층된 오믹 콘택층 및 반사층을 포함할 수 있다.The
상기 전극층(50)은 상기 제2 도전형 반도체층(29) 상에 오믹 콘택 물질과 반사 물질이 혼합된 단일층을 포함할 수 있다.The
상기 반사 물질로는, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나 또는 둘 이상의 합금이 사용되지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 오믹 콘택 물질로는 전도성 물질과 금속 물질을 선택적으로 사용할 수 있다. 즉, 상기 오믹 콘택 물질로는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있다. As the reflective material, at least one or more alloys selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au and Hf are used. As the ohmic contact material, a conductive material and a metal material may be selectively used. The ohmic contact material may be at least one of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), indium gallium zinc oxide (IGZO) tin oxide, AZO (aluminum zinc oxide), ATO (antimony tin oxide), GZO (gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx / ITO, Ni, Ag, Ni / IrOx / Au, At least one selected from the group consisting of ITO can be used.
상기 접합층(43)은 상기 지지 기판(41)과 상기 전극층(50) 사이의 접착력을 강화하기 위해 형성될 수 있다. The
상기 접합층(43)은 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Nb, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 및 Ta로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
상기 지지 기판(41)은 그 위에 형성되는 복수의 층들을 지지할 뿐만 아니라 전극으로서의 기능을 가질 수 있다. 상기 지지 기판(41)은 상기 전극과 함께 상기 발광 구조물(30)에 전원을 공급할 수 있다. The supporting
상기 지지 기판(41)은 예를 들어, 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 구리-텅스텐(Cu-W) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
상기 지지 기판(41)은 상기 발광 구조물(30) 상에 도금 또는/및 증착되거나, 시트(sheet) 형태로 부착될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
도 12를 참조하면, 상기 성장 기판(100)을 180°뒤집은 다음, 상기 성장 기판(100)이 제거될 수 있다. Referring to FIG. 12, after the
상기 성장 기판(100)은 레이저 리프트 오프(LLO, Laser Lift Off), 화학적 식각(CLO, Chemical Lift Off), 또는 물리적인 연마 방법 등에 의해 제거될 수 있으며, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
상기 레이저 리프트 오프(LLO) 방법을 통하여 상기 성장 기판(100)을 제거할 경우, 상기 성장 기판(100)과 상기 제1 도전형 반도체층(25) 사이의 계면에 레이저를 집중적으로 조사하여 상기 성장 기판(100)이 상기 나노 구조물(19)로부터 분리되도록 할 수 있다.When the
상기 화학적 식각 방법을 통하여 상기 성장 기판(100)을 제거할 경우, 습식 식각을 이용하여 상기 제1 도전형 반도체층(25)이 노출되도록 상기 성장 기판(100)을 제거할 수 있다. When the
상기 물리적인 연마 방법 이용하여 상기 성장 기판(100)을 제거할 경우, 물리적으로 상기 성장 기판(100)을 직접 연마하여 상기 제1 도전형 반도체층(25)이 노출되도록 상기 성장 기판(100)의 상면부터 순차적으로 제거할 수 있다.When the
제2 실시예에서는 발광 구조물(30)과 성장 기판(100) 사이에 나노 구조물(19)이 형성되는데, 상기 나노 구조물(19)은 상기 성장 기판(100)과의 접합력이 비교적 약하므로, 레이저의 조사에 의해 성장 기판(100)이 상기 나노 구조물(19)로부터 용이하게 분리될 수 있다. 다시 말해, 상기 나노 구조물(19)은 성장 기판(100)을 용이하게 분리하여 주는 역할을 할 수 있다. 따라서, 성장 기판(100)이 용이하게 분리되지 않는 경우, 레이저가 오랜 시간 동안 조사되게 되어 레이저 파워에 의한 충격으로 발광 구조물(30)에 크랙과 같은 결함이 발생되는 것을 차단하여 할 수 있다. In the second embodiment, a
도 13을 참조하면, 상기 발광 구조물(30)의 측면 및 상기 채널층(47)의 측면이 경사지게 노출되도록 메사 식각이 수행될 수 있다. 이러한 메사 식각에 의해 상기 채널층(47) 상에 발광 구조물(30)이 존재하지 않는 그루브(groove)가 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 메사 식각에 의해 상기 채널층(47) 상에 형성된 상기 제2 도전형 반도체층(29), 상기 활성층(27) 및 상기 제1 도전형 반도체층(25)이 제거되어 그루브가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 13, a mesa etching may be performed so that a side surface of the
상기 채널층(47)은 스토퍼(stopper)로서의 역할을 하므로, 메사 식각에 의해 상기 그루브의 외곽 영역에 있는 상기 제1 도전형 반도체층(25), 상기 활성층(27) 및 상기 제2 도전형 반도체층(29)의 일부 영역이 제거되지만, 상기 채널층(47)의 아래에 있는 전극층(50), 접합층(43) 및 지지 기판(41)은 제거되지 않게 된다. Since the
도 14를 참조하면, 상기 발광 구조물(30) 상에 보호층(57)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 14, a
즉, 상기 보호층(57)은 상기 발광 구조물(30), 구체적으로 상기 제1 도전형 반도체층(25)의 상면의 둘레 영역으로부터, 상기 제1 도전형 반도체층(25)의 측면, 상기 활성층(27)의 측면, 상기 제2 도전형 반도체층(29)의 측면을 경유하여 상기 보호층(57)의 상면의 일부 영역까지 형성될 수 있다. That is, the
상기 보호층(57)은 상기 발광 구조물(30)과 지지 기판(41) 사이의 전기적 쇼트를 방지하는 역할을 할 수 있다. 상기 보호층(57)은 투명성과 절연성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 상기 보호층(57)은 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, TiO2 및 Al2O3로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 보호층(57)은 상기 채널층(47)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.The
도 15는 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.15 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package according to an embodiment.
도 15를 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 몸체(101)와, 상기 몸체(101)에 설치된 제1 리드 전극(103) 및 제2 리드 전극(105)과, 상기 몸체(101)에 설치되어 상기 제1 리드 전극(103) 및 제2 리드 전극(105)으로부터 전원을 공급받는 제1 실시예 및 제2 실시예들에 따른 발광 소자(1)와, 상기 발광 소자(1)를 포위하는 몰딩부재(113)를 포함한다.Referring to FIG. 15, a light emitting device package according to an embodiment includes a
상기 몸체(101)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(1)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The
상기 제1 리드 전극(103) 및 제2 리드 전극(105)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(1)에 전원을 제공한다.The first
또한, 상기 제1 및 제2 리드 전극(103, 105)은 상기 발광 소자(1)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(1)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The first and second
상기 발광 소자(1)는 상기 제1 리드 전극(103), 제2 리드 전극(105) 및 상기 몸체(101) 중 어느 하나 위에 설치될 수 있으며, 와이어 방식, 다이 본딩 방식 등에 의해 상기 제1 및 제2 리드 전극(103, 105)에 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
실시예에서는 한 개의 와이어(109)를 통해 발광 소자(1)를 상기 제1 및 제2 리드 전극(103, 105) 중 하나의 리드 전극에 전기적으로 연결시키는 것이 예시되어 있으나, 이에 한정하지 않고 2개의 와이어를 이용하여 발광 소자(1)를 상기 제1 및 제2 리드 전극(103, 15)에 전기적으로 연결시킬 수도 있으며, 와이어를 사용하지 않고 발광 소자(1)를 상기 제1 및 제2 리드 전극(103, 105)에 전기적으로 연결시킬 수도 있다.The
상기 몰딩부재(113)는 상기 발광 소자(1)를 포위하여 상기 발광 소자(1)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(113)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(1)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The
실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 COB(Chip On Board) 타입을 포함하며, 상기 몸체(101)의 상면은 평평하고, 상기 몸체(101)에는 복수의 발광 소자가 설치될 수도 있다.The light emitting device package 200 according to the embodiment includes a COB (Chip On Board) type. The upper surface of the
실시예에 따른 발광 소자나 발광 소자 패키지는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 표시 장치와 조명 장치, 예컨대 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판, 지시등과 같은 유닛에 적용될 수 있다.The light emitting device or the light emitting device package according to the embodiment can be applied to a light unit. The light unit can be applied to a display device and a lighting device such as a lighting lamp, a traffic light, a vehicle headlight, an electric signboard, and an indicator lamp.
10, 100: 기판
13: 그래핀 패턴
16: 나노 텍스쳐
19: 나노 구조물
20: 연결부
22: 버퍼층
25: 제1 도전형 반도체층
27: 활성층
29: 제2 도전형 반도체층
30: 발광 구조물
33: 투명 도전층
35: 제1 전극
38: 제2 전극
41: 지지 기판
43: 접합층
47: 채널층
50: 전극층
57: 보호층10, 100: substrate
13: Graphene pattern
16: Nano-texture
19: Nano structures
20: Connection
22: buffer layer
25: First conductive type semiconductor layer
27:
29: second conductive type semiconductor layer
30: Light emitting structure
33: transparent conductive layer
35: first electrode
38: Second electrode
41: Support substrate
43: bonding layer
47: channel layer
50: electrode layer
57: Protective layer
Claims (19)
상기 기판 상에 배치된 전극층;
상기 전극층 상에 제2도전형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층 상에 활성층, 상기 활성층 상에 제1도전형 반도체층을 구비하는 발광 구조물; 및
상기 제1도전형 반도체층 상에 다수의 나노 구조물을 포함하고,
상기 나노 구조물은,
상기 제1도전형 반도체층 상에 서로 이격되어 배치된 다수의 그래핀 패턴; 및
상기 그래핀 패턴의 하면으로부터 상기 제1도전형 반도체층 내부로 연장되며 상기 다수의 그래핀 패턴 각각에 배치되는 다수의 나노 텍스쳐; 및
상기 그래핀 패턴 상에 형성되어 상기 다수의 그래핀 패턴 사이를 연결시켜주는 연결부를 포함하고,
상기 나노 구조물은 상기 전극층과 수직으로 중첩되는 발광 소자.Board;
An electrode layer disposed on the substrate;
A light emitting structure having a second conductivity type semiconductor layer on the electrode layer, an active layer on the second conductivity type semiconductor layer, and a first conductivity type semiconductor layer on the active layer; And
A plurality of nanostructures on the first conductive semiconductor layer,
The nanostructure may be formed,
A plurality of graphene patterns spaced apart from each other on the first conductive type semiconductor layer; And
A plurality of nanotextures extending from the bottom surface of the graphene pattern into the first conductive type semiconductor layer and disposed in each of the plurality of graphene patterns; And
And a connection part formed on the graphene pattern and connecting the plurality of graphene patterns,
Wherein the nanostructure is vertically overlapped with the electrode layer.
상기 그래핀 패턴과 상기 연결부는 동일한 물질로 형성되는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the graphene pattern and the connection portion are formed of the same material.
상기 나노 텍스쳐는 상기 그래핀 패턴 및 상기 연결부와 다른 재료로 형성되는 발광 소자.3. The method of claim 2,
Wherein the nanotexture is formed of a material different from the graphene pattern and the connecting portion.
상기 나노 텍스쳐는 상기 제1도전형 반도체층과 접촉하는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the nanotexture is in contact with the first conductive semiconductor layer.
상기 발광 구조물과 상기 전극층 사이의 둘레 영역에 형성되는 채널층을 포함하고,
상기 채널층의 상면 일부 영역은 상기 제2도전형 반도체층과 접촉하고 상기 채널층의 내측면 및 하면의 일부 영역은 상기 전극층과 접촉하는 발광 소자.5. The method of claim 4,
And a channel layer formed in a peripheral region between the light emitting structure and the electrode layer,
Wherein a part of the top surface of the channel layer is in contact with the second conductivity type semiconductor layer, and the inner surface and the bottom surface of the channel layer are in contact with the electrode layer.
상기 제1도전형 반도체층 상면 일부는 외부로 노출되는 발광 소자.6. The method according to claim 2 or 5,
And a part of the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer is exposed to the outside.
상기 연결부의 폭은 상기 그래핀 패턴의 폭보다 좁은 발광 소자.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein a width of the connection portion is narrower than a width of the graphene pattern.
상기 나노 텍스쳐의 높이는 상기 나노 텍스쳐의 폭보다 큰 발광 소자.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein a height of the nanotexture is greater than a width of the nanotexture.
상기 발광 구조물의 측면 및 상기 그래핀 패턴의 상면 일부에는 보호층이 배치되는 발광 소자.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
And a protective layer is disposed on a side surface of the light emitting structure and a part of a top surface of the graphene pattern.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120116006A KR101976446B1 (en) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | Light emitting device and light emitting device package |
EP13187893.6A EP2722889B1 (en) | 2012-10-18 | 2013-10-09 | Light emitting diode with improved efficiency though current spreading |
JP2013216121A JP5816243B2 (en) | 2012-10-18 | 2013-10-17 | Light emitting device and light emitting device package |
US14/056,278 US9202970B2 (en) | 2012-10-18 | 2013-10-17 | Light emitting device and light emitting device package having the same |
CN201310488036.4A CN103779459B (en) | 2012-10-18 | 2013-10-17 | Luminescent device |
US14/925,098 US9548416B2 (en) | 2012-10-18 | 2015-10-28 | Light emitting device and light emitting device package having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120116006A KR101976446B1 (en) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | Light emitting device and light emitting device package |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140049780A KR20140049780A (en) | 2014-04-28 |
KR101976446B1 true KR101976446B1 (en) | 2019-05-09 |
Family
ID=50655222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120116006A KR101976446B1 (en) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | Light emitting device and light emitting device package |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101976446B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102234117B1 (en) * | 2014-09-11 | 2021-04-01 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device and lighting system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110129675A1 (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Material including graphene and an inorganic material and method of manufacturing the material |
US20120141799A1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Francis Kub | Film on Graphene on a Substrate and Method and Devices Therefor |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101072034B1 (en) * | 2009-10-15 | 2011-10-10 | 엘지이노텍 주식회사 | Semiconductor light emitting device and fabrication method thereof |
-
2012
- 2012-10-18 KR KR1020120116006A patent/KR101976446B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110129675A1 (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Material including graphene and an inorganic material and method of manufacturing the material |
US20120141799A1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Francis Kub | Film on Graphene on a Substrate and Method and Devices Therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140049780A (en) | 2014-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101081135B1 (en) | Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package | |
KR101014155B1 (en) | Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package | |
KR101047721B1 (en) | Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package | |
JP5816243B2 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
US8492782B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP2013229598A (en) | Light emitting element and light emitting element package | |
KR101039988B1 (en) | Light emitting device and method for fabricating the light emitting device | |
US20110220945A1 (en) | Light emitting device and light emitting device package having the same | |
EP2405495B1 (en) | Light emitting diode | |
KR20120129449A (en) | Ultraviolet light emitting device | |
US20100127297A1 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
EP2731149B1 (en) | Light emitting device | |
KR101976446B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR102053415B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR20110101427A (en) | Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package | |
KR20110092728A (en) | Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package | |
KR20140047803A (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR102042540B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR101750207B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR102181503B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package thereof | |
KR102304120B1 (en) | Light emitting device and method for fabricating the same, and light emitting device package | |
KR101976450B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR102330022B1 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
KR101990899B1 (en) | Light emitting device, method of manufacturing the same and light emitting device package | |
KR20160049747A (en) | Light emitting device and light emitting device package thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |