KR102003391B1 - Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents
Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102003391B1 KR102003391B1 KR1020120053529A KR20120053529A KR102003391B1 KR 102003391 B1 KR102003391 B1 KR 102003391B1 KR 1020120053529 A KR1020120053529 A KR 1020120053529A KR 20120053529 A KR20120053529 A KR 20120053529A KR 102003391 B1 KR102003391 B1 KR 102003391B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- light
- light emitting
- pdms
- delete delete
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 claims abstract description 48
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims abstract description 48
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 32
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 229920002454 poly(glycidyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229920002189 poly(glycerol 1-O-monomethacrylate) polymer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 23
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 5
- -1 ITO Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 20
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 abstract description 19
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 abstract description 9
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 155
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 23
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010093 LiAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 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
- 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 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
- H01L33/36—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 electrodes
- H01L33/38—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 electrodes with a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
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 반도체 발광소자에 관한 것으로, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 및 상기 발광구조물 상에 형성되며, 광 투과성을 갖는 투광성 박막층 및 상기 투광성 박막층 상에 형성되는 복수의 나노 로드를 포함하는 나노 로드층을 구비하는 광 추출층; 을 포함하고, 상기 광 추출층은 PDMS(Polydimethyl siloxane), PDMS에 ZrO2 나노파티클을 첨가한 화합물, PGMA(poly(glycidyl methacrylate))에 TiO2 나노 파티클을 첨가한 화합물, PMMA(Polymethyl Methacrylate)에 BaTiO3 나노 파티클을 첨가한 화합물, 에폭시에 금속화합물을 첨가한 화합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 반도체 발광소자를 제공한다.The present invention relates to a semiconductor light emitting device, including: a light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer; And a nano-loading layer formed on the light-emitting structure and including a light-transmitting thin film layer having light transmittance and a plurality of nano-rods formed on the light-transmitting thin film layer; The light extracting layer may be formed of a compound selected from the group consisting of PDMS (polydimethyl siloxane), a compound in which ZrO 2 nanoparticles are added to PDMS, a compound in which TiO 2 nanoparticles are added to PGMA (poly (glycidyl methacrylate)), BaTiO3 nanoparticle-added compound, and epoxy compound with a metal compound. The present invention also provides a semiconductor light emitting device comprising:
Description
본 발명은 반도체 발광소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a manufacturing method thereof.
반도체 발광소자는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 반도체 발광소자는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역의 빛을 발광할 수 있는 III족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
A semiconductor light emitting device is a semiconductor device capable of generating light of various colors due to recombination of electrons and holes at the junction portion of p and n type semiconductors when an electric current is applied. Such a semiconductor light emitting device has many advantages such as a long lifetime, a low power supply, an excellent initial driving characteristic, and a high vibration resistance as compared with a light emitting device based on a filament, and the demand thereof is continuously increasing. Particularly, in recent years, group III nitride semiconductors capable of emitting light in a short-wavelength region of the blue system have been spotlighted.
이와 같은 반도체 발광소자에서, 발광 효율, 즉 광 추출 효율을 향상시키기 위하여 발광 소자의 광 추출 영역에 요철 구조를 형성시켜 광 추출 효율을 향상시키고자 하는 연구가 진행되고 있다. In order to improve the luminous efficiency, that is, the light extraction efficiency in such a semiconductor light emitting device, research is being conducted to improve the light extraction efficiency by forming a concave-convex structure in the light extraction region of the light emitting device.
서로 다른 굴절율을 지닌 물질층들의 계면에서는 각 물질층의 굴절율에 따른 광의 진행이 제한을 받는다. 평탄한 계면의 경우, 굴절률이 큰(n>1) 반도체층으로부터 굴절률이 작은 공기층(n=1)으로 광이 진행되는 경우 계면의 수직 방향을 기준으로 소정 각도(임계각) 미만으로 평탄한 계면에 입사해야 한다. 소정 각도 이상으로 입사하는 경우 평탄한 계면에서 전반사가 되어 광 추출 효율이 크게 감소하게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 계면에 요철 구조를 도입하는 방법이 시도되었다.
At the interface of the material layers having different refractive indexes, the progress of the light depends on the refractive index of each material layer. In the case of a flat interface, when light travels from an (n> 1) semiconductor layer having a high refractive index to an air layer (n = 1) having a low refractive index, it must enter a flat interface at a predetermined angle (critical angle) do. When the light is incident at a predetermined angle or more, the light is totally reflected at a flat interface, and the light extraction efficiency is greatly reduced. Therefore, a method of introducing a concavo-convex structure at the interface has been attempted to prevent this.
본 발명의 목적은 광 추출 효율이 향상된 반도체 발광소자를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device having improved light extraction efficiency.
또한 본 발명의 목적은 보다 용이하게 광 추출 효율이 향상된 반도체 발광소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor light emitting device with improved light extraction efficiency.
본 발명의 일 측면은,According to an aspect of the present invention,
제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 및 상기 발광구조물 상에 형성되며, 투광성 박막층 및 상기 투광성 박막층 상에 형성되는 복수의 나노 로드를 포함하는 나노 로드층을 구비하는 광 추출층; 을 포함하고, 상기 광 추출층은 PDMS(Polydimethyl siloxane), PDMS에 ZrO2 나노파티클을 첨가한 화합물, PGMA(poly(glycidyl methacrylate))에 TiO2 나노 파티클을 첨가한 화합물, PMMA(Polymethyl Methacrylate)에 BaTiO3 나노 파티클을 첨가한 화합물, 에폭시에 금속화합물을 첨가한 화합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 반도체 발광소자를 제공한다.A light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer; And a nano-loading layer formed on the light-emitting structure and including a light-transmitting thin film layer and a plurality of nano-rods formed on the light-transmitting thin film layer; The light extracting layer may be formed of a compound selected from the group consisting of PDMS (polydimethyl siloxane), a compound in which ZrO 2 nanoparticles are added to PDMS, a compound in which TiO 2 nanoparticles are added to PGMA (poly (glycidyl methacrylate)), BaTiO3 nanoparticle-added compound, and epoxy compound with a metal compound. The present invention also provides a semiconductor light emitting device comprising:
상기 에폭시에 첨가된 금속화합물은 TiO2, ZrO2 및 ZnO 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.The metal compound added to the epoxy may be any one selected from the group consisting of TiO 2 , ZrO 2, and ZnO.
상기 광 추출층은 상기 발광구조물 보다 더 작은 굴절률을 갖는 것을 특징으로 한다.And the light extracting layer has a smaller refractive index than the light emitting structure.
상기 광 추출층은 광 투과성을 갖는 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.And the light extracting layer is made of a material having light transmittance.
상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되도록 형성된 제1 전극; 및 상기 투광성 박막층 상에 형성되며 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A first electrode formed to be electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer; And a second electrode formed on the light-transmitting thin film layer and electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer.
그 일면에 상기 발광구조물의 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층이 순차적으로 형성된 반도체 성장용 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a semiconductor growth substrate on which a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer of the light emitting structure are sequentially formed.
상기 광 추출층은 1 내지 2.5의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 한다.
And the light extracting layer has a refractive index of 1 to 2.5.
본 발명의 다른 측면은,According to another aspect of the present invention,
나노 패턴이 형성된 마스터 몰드를 준비하는 단계; 상기 마스터 몰드 상에 주제(elastomer precursor)와 경화제(curing agent)를 혼합하여 형성된 PDMS(Polydimethyl siloxane)를 도포하는 단계; 상기 도포된 PDMS를 경화시키는 단계; 상기 경화된 PDMS를 상기 마스터 몰드에서 분리하여 나노 패턴이 형성된 광 추출층을 형성하는 단계; 및 상기 광 추출층을 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하여 형성된 발광구조물 상에 부착하는 단계;를 포함하는 반도체 발광 소자 제조 방법을 제공한다.Preparing a master mold having a nano pattern formed thereon; Applying PDMS (Polydimethyl siloxane) formed by mixing an elastomer precursor and a curing agent on the master mold; Curing the coated PDMS; Separating the cured PDMS from the master mold to form a nanostructured light extraction layer; And attaching the light extracting layer on the light emitting structure including the first conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer.
상기 마스터 몰드는 사파이어, 단결정 실리콘, ITO 및 금속으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.The master mold may be made of any one material selected from the group consisting of sapphire, single crystal silicon, ITO, and metal.
상기 주제는 실가드184 A(Sylgard 184 A)일 수 있다.The subject may be thread guard 184A (Sylgard 184A).
상기 경화제는 실가드184 B(Sylgard 184B)일 수 있다.The curing agent may be a sealant 184B (Sylgard 184B).
상기 도포된 PDMS를 경화시키는 단계는 50°C 내지 100°C의 온도로 가열하여 경화시킬 수 있다.The step of curing the applied PDMS may be cured by heating to a temperature of 50 ° C to 100 ° C.
상기 도포된 PDMS를 경화시키는 단계는 초음파로 가열하여 경화시킬 수 있다.The step of curing the applied PDMS may be cured by heating with ultrasonic waves.
상기 도포된 PDMS를 경화시키는 단계 후 상온에서 소성 변형시키는 단계를 더 포함할 수 있다.And curing the applied PDMS, followed by plastic deformation at room temperature.
상기 마스터 몰드에서 분리하여 형성된 상기 광 추출층을 상기 발광구조물 상에 부착하기 전에, 상기 광 추출층의 표면에 O2 플라즈마 처리 또는 UV 노광처리 하는 단계를 더 포함할 수 있다.The light extraction layer formed separately from the master mold prior to attachment on the light emitting structure, O 2 on the surface of the light extraction layer Plasma treatment or UV exposure treatment.
상기 광 추출층은 상기 발광구조물 보다 더 작은 굴절률을 갖는 물질인 것을 특징으로 한다.
And the light extracting layer is a material having a smaller refractive index than the light emitting structure.
본 발명의 또 다른 측면은,According to another aspect of the present invention,
나노 패턴이 형성된 마스터 몰드를 준비하는 단계; 상기 마스터 몰드 상에 PDMS에 ZrO2 나노파티클을 첨가한 화합물, PGMA(poly(glycidyl methacrylate))에 TiO2 나노 파티클을 첨가한 화합물, PMMA(Polymethyl Methacrylate)에 BaTiO3 나노 파티클을 첨가한 화합물, 에폭시에 금속화합물을 첨가한 화합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 물질을 도포하는 단계; 상기 마스터 몰드 상에 도포된 물질을 경화시키는 단계; 상기 경화된 물질을 상기 마스터 몰드에서 분리하여 나노 패턴이 형성된 광 추출층을 형성하는 단계; 및 상기 광 추출층을 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하여 형성된 발광구조물 상에 부착하는 단계;를 포함하는 반도체 발광 소자 제조 방법을 제공한다.Preparing a master mold having a nano pattern formed thereon; A compound in which ZrO 2 nanoparticles are added to PDMS, a compound in which TiO 2 nanoparticles are added to PGMA (poly (glycidyl methacrylate)), a compound in which BaTiO 3 nanoparticles are added to PMMA (polymethyl methacrylate) Applying a substance made of any one material selected from the group consisting of a compound in which a metal compound is added; Curing the applied material on the master mold; Separating the cured material from the master mold to form a nanopatterned light extraction layer; And attaching the light extracting layer on the light emitting structure including the first conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer.
상기 에폭시에 첨가된 금속화합물은 TiO2, ZrO2 및 ZnO 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.The metal compound added to the epoxy may be any one selected from the group consisting of TiO2, ZrO2, and ZnO.
상기 광 추출층은 굴절율이 1 내지 2.5의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 한다.
And the light extracting layer has a refractive index of 1 to 2.5.
본 발명에 따르면, 활성 영역에서 방출된 빛이 반도체층 상에 형성된 나노 패턴을 통해 외부로 방출되는 비율이 높아짐에 따라, 반도체 발광소자의 외부 광추출 효율이 증가할 수 있다.According to the present invention, as the ratio of the light emitted from the active region to the outside through the nano pattern formed on the semiconductor layer increases, the external light extraction efficiency of the semiconductor light emitting device can be increased.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 보다 용이하게 반도체층 상에 나노 패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.
According to one embodiment of the present invention, nanopatterns can be formed on the semiconductor layer more easily.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시형태에 의한 광 추출층을 형성하는 방법을 나타내기 위한 공정도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view schematically showing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2A to 2D are process drawings showing a method of forming a light extracting layer according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view schematically showing a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
4 is a perspective view schematically showing a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
5 is a perspective view schematically showing a semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 반도체 발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(21), 활성층(22) 및 제2 도전형 반도체층(23)을 포함하는 발광구조물(20)과 상기 발광구조물(20) 상에 형성되는 광 추출층(30)을 포함한다. 상기 광 추출층(30)은 투명한 투광성 박막층(31)과, 상기 투광성 박막층(31) 상에 형성되는 복수의 나노 로드를 포함하는 나노 로드층(32)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 상기 나노 로드를 원뿔형상으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 삼각뿔, 사각뿔, 원기둥 등 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.1, a semiconductor
상기 발광구조물(20)은 반도체 성장용 기판(10) 상에 형성될 수 있으며, 상기 발광구조물(20)의 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23) 상에는 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23) 각각과 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 전극(21a, 23a)이 형성될 수 있다.
The
상기 반도체 성장용 기판(10)은 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등의 물질로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 사파이어는 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a축 방향의 격자상수가 각각 13.001Å과 4.758Å이며, C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다. 버퍼층(미도시)은 질화물 등으로 이루어진 언도프 반도체층으로 채용될 수 있으며, 그 위에 성장되는 반도체층의 격자 결함을 완화시킬 수 있다.
The
본 실시 형태에서, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23)은 각각 n형 및 p형 반도체층이 될 수 있으며, 질화물 반도체로 이루어질 수 있다. 따라서, 이에 제한되는 것은 아니지만, 본 실시 형태의 경우, 제1 및 제2 도전형은 각각 n형 및 p형을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 가지며, 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN 등의 물질이 이에 해당될 수 있다. In the present embodiment, the first and second conductivity
제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23) 사이에 형성되는 활성층(22)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출하며, 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조, 예컨대, InGaN/GaN 구조가 사용될 수 있다. 한편, 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23)과 활성층(22)은 당 기술 분야에서 공지된 MOCVD, MBE, HVPE 등과 같은 반도체층 성장 공정을 이용하여 형성될 수 있을 것이다.
The
상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23) 상에는 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(21, 23) 각각과 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 전극(21a, 23a)이 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극(21a)은 상기 제2 도전형 반도체층(23), 활성층(22) 및 제1 도전형 반도체층(21)의 일부가 식각되어 노출된 제1 도전형 반도체층(21) 상에 형성될 수 있으며, 상기 제2 전극(23a)은, 상기 제2 도전형 반도체층(23) 상에 형성될 수 있다.First and
이 경우, 제2 도전형 반도체층(23)과 제2 전극(23a) 사이의 오믹 컨택 기능을 향상시키기 위하여 ITO, ZnO 등과 같은 투명 전극이 더 구비될 수 있다. 도 1에 도시된 구조의 경우, 제1 및 제2 전극(21a, 23a)이 동일한 방향을 향하도록 형성되어 있으나, 상기 제1 및 제2 전극(21a, 23a)의 위치 및 연결 구조는 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있을 것이다. 또한, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 전류의 균일한 분배를 위해 상기 제1 전극(21a)으로부터 연장되는 가지 전극을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 전극(21a)은 본딩 패드로 이해될 수 있을 것이다.
In this case, a transparent electrode such as ITO, ZnO, or the like may be further provided to improve the ohmic contact function between the second conductivity
상기 광 추출층(30)은 상기 제2 도전형 반도체층(23) 상에 형성될 수 있으며, 투광성 박막층(31) 및 나노 로드층(32)을 포함할 수 있다. 여기서 상기 투광성 박막층(31) 및 나노 로드층(32)은 공기와 발광구조물(20) 사이의 굴절율을 갖는 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 즉 상기 투광성 박막층(31) 및 나노 로드층(32)은 1 내지 2.5 사이의 굴절율을 갖는 유기 물질 또는 유무기 하이브리드 물질을 이용하여 형성할 수 있다.The
구체적으로, 상기 광 추출층(30)을 구성하는 투광성 박막층(31) 및 나노 로드층(32)은 PDMS(Polydimethyl siloxane), PMMA(Polymethyl Methacrylate), PGMA(poly(glycidyl methacrylate)) 또는 에폭시(Epoxy)에 금속화합물을 혼합한 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. More specifically, the light-transmitting
즉, 광 추출층(30)을 형성하기 위한 물질로 PDMS에 ZrO2 나노파티클(nano particle)을 첨가한 화합물(굴절율 1.65이하), PMMA에 BaTiO3 나노 파티클(nano particle) 을 첨가한 화합물(굴절율 1.82이하), PGMA(poly(glycidyl methacrylate))에 TiO2 나노 파티클(nano particle)을 첨가한 화합물(굴절율 1.8이하), 에폭시에 금속화합물, 예를 들어 TiO2, ZrO2, ZnO를 첨가한 화합물을 사용할 수 있다.
That is, as a material for forming the
이때, 상기 투광성 박막층(31)이 상기 제2 도전형 반도체층(23)보다 작은 굴절률을 가짐으로써 제2 도전형 반도체층(23)으로부터 광이 외부로 효과적으로 방출될 수 있다.
At this time, the light-transmitting
이에 대하여 상세히 설명하면, 광이 굴절률이 높은 영역에서 낮은 영역으로 진행할 때, 임계각 이상으로 입사하는 빛은 굴절하지 않고 전반사되며, 굴절률 차이가 큰 경우에 더 많은 빛이 전반사 되게 된다. 본 실시형태의 경우, 발광구조물(20)에서 외부(공기의 굴절률: 1)로 진행하는 빛이 전반사되어 발광구조물(20) 내부에서 소멸되는 비율을 감소시키기 위해, 상기 발광구조물(20)보다 작은 굴절률을 갖는 광 추출층(30)을 구비함으로써 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다. 또한 광 추출층(30)에 형성된 나노 로드에 의하여 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
In detail, when light travels from a region having a high refractive index to a region having a low refractive index, light incident at a critical angle or more is totally reflected without being refracted, and more light is totally reflected when the refractive index difference is large. In the present embodiment, in order to reduce the ratio of the light emitted from the
이하, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시형태에 의한 광 추출층을 형성하는 방법을 나타내기 위한 공정도이다.Hereinafter, Figs. 2A to 2D are process drawings showing a method of forming a light extracting layer according to an embodiment of the present invention.
도 2a 에 도시된 바와 같이, 전자빔리소그래피, 홀로리소그래피, 양극산화알루미늄법(AAO)을 이용하여 기판에 나노 패턴이 형성된 마스터몰드(M)를 제작한다.As shown in FIG. 2A, a master mold M having nanopatterns formed on a substrate is manufactured using electron beam lithography, holography, and anodic aluminum (AAO).
마스터몰드(M)를 형성하기 위한 기판은 사파이어, 단결정 실리콘, ITO 또는 금속 등의 물질을 이용할 수 있다.
As the substrate for forming the master mold M, a material such as sapphire, monocrystalline silicon, ITO or metal may be used.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 주제(elastomer precursor)인 실가드184 A(Sylgard 184 A)와 경화제(curing agent)인 실가드184 B(Sylgard 184B)의 혼합액인 PDMS(Polydimethyl siloxane, 50)를 나노 패턴이 형성된 상기 마스터몰드(M)에 도포한 뒤 약 50°C 내지 약 100°C의 온도에서 약 2시간 정도 가열하여 경화시킨다. 이때 상기 마스터몰드(M)에 형성된 나노 패턴의 미세한 부분까지 PDMS(Polydimethyl siloxane, 50)를 충전하기 위하여 초음파 환경에서 가열공정을 진행할 수 있다.Next, as shown in FIG. 2B, PDMS (polydimethyl siloxane, 50%), which is a mixture of a sealant 184A (Sylgard 184A) as an elastomer precursor and a sealant 184B (Sylgard 184B) as a curing agent, ) Is applied to the master mold (M) having the nanopattern formed thereon and then cured by heating at a temperature of about 50 ° C to about 100 ° C for about 2 hours. At this time, a heating process may be performed in an ultrasonic environment in order to fill PDMS (polydimethyl siloxane) to a fine portion of the nano pattern formed in the master mold M.
상기 경화된 PDMS(Polydimethyl siloxane, 50)는 고분자의 탄성에 의한 복원을 방지하기 위하여 상온에서 1시간 정도 유지하여 소성변형을 유도한다.
The cured PDMS (Polydimethyl siloxane 50) is maintained at room temperature for 1 hour to induce plastic deformation in order to prevent the polymer from being restored by elasticity.
다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, PDMS(Polydimethyl siloxane, 50)의 경화에 의하여, 상기 마스터몰드(M)의 상부에 일정 두께로 형성된 투광성 박막층(31) 및 상기 마스터몰드(M)의 나노 패턴에 의하여 형성된 나노 로드층(32)을 포함하는 광 추출층(30)이 형성된다.Next, as shown in FIG. 2C, a light-transmitting
이후 상기 광 추출층(30)을 상기 마스터몰드(M)로부터 분리한다. 상기 경화된 PDMS(Polydimethyl siloxane, 50)는 낮은 표면 에너지(22-24 mJ/m2) 와 탄성을 가지므로 상기 마스터몰드(M)로부터 쉽게 분리 가능하다. Then, the
다음으로, 광 추출층(30)의 표면을 O2 플라즈마 처리 또는 UV 노광처리를 통해 표면 에너지를 증가시켜 소자와의 접촉력을 향상시킨다.
Next, the surface of the
다음으로, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 광 추출층(30)을 상기 발광구조물(20)상에 부착한다. 여기서 상기 발광구조물(20) 상에서 제1 및 제2 전극(21a, 23a)이 형성된 영역과 대응하는 상기 광 추출층(30) 영역은 패터닝에 의하여 제거할 수 있다.
Next, as shown in FIG. 2 (d), the
이와 같이 나노 패턴이 형성된 마스터몰드(M)에 PDMS(Polydimethyl siloxane)를 도포하고 경화시켜, PDMS(Polydimethyl siloxane)에 나노 패턴을 전사하여 광 추출층을 형성하는 방법은, 저온공정이 가능하고, 단가가 저렴하고, 동시에 대면적 구현이 가능하다는 장점이 있다. 또한 나노 패턴을 외부에서 형성하여 발광소자에 직접 부착하면, 발광구조물 상에 직접 나노 패턴을 형성할 경우 발광소자에 발생할 수 있는 데미지(damage)가 발생하지 않으며, 나노 패턴을 형성하는 공정이 더욱 간단해지는 효과가 있다.
The method of applying PDMS (polydimethyl siloxane) to the master mold M having the nanopattern formed therein and curing it and transferring the nanopattern to PDMS (Polydimethyl siloxane) to form the light extraction layer can be performed at low temperature, And it is possible to realize a large area at the same time. In addition, when the nano-pattern is formed externally and directly attached to the light-emitting device, damage to the light-emitting device does not occur when the nano-pattern is directly formed on the light-emitting structure, There is an effect of canceling.
이상에서는 PDMS(Polydimethyl siloxane)를 이용하여 나노 패턴이 형성된 광 추출층을 형성하는 방법에 대하여 설명하였다.In the foregoing, a method of forming a nanostructured optical extraction layer using PDMS (polydimethyl siloxane) has been described.
그러나, 나노 패턴을 형성하기 위한 물질로 PDMS에 ZrO2 나노파티클(nano particle)을 첨가한 화합물(굴절율 1.65이하), PMMA(Polymethyl Methacrylate)에 BaTiO3 나노 파티클(nano particle) 을 첨가한 화합물(굴절율 1.82이하), PGMA(poly(glycidyl methacrylate))에 TiO2 나노 파티클(nano particle) 을 첨가한 화합물(굴절율 1.8이하) 및 에폭시에 금속화합물, 예를 들어 TiO2, ZrO2, ZnO를 첨가한 화합물을 사용하여 광 추출층을 형성할 수 있다.
However, as a material for forming a nano pattern, a compound in which ZrO 2 nanoparticle is added to PDMS (refractive index: 1.65 or less), a compound in which BaTiO 3 nanoparticle is added to PMMA (polymethyl methacrylate) 1.82 or less), compounds obtained by adding TiO 2 nanoparticles (refractive index: 1.8 or less) to PGMA (poly (glycidyl methacrylate)), and compounds prepared by adding metal compounds such as TiO 2, ZrO 2 and ZnO to epoxy Thereby forming a light extracting layer.
이하, 도 1에서와 같은 구조를 갖는 반도체 발광소자(100)를 제조하는 공정을 설명한다. Hereinafter, a process for manufacturing the semiconductor
우선, 반도체 성장용 기판(10) 위에 버퍼층(미도시), 제1 도전형 반도체층(21), 활성층(22) 및 제2 도전형 반도체층(23)을 MOCVD, MBE, HVPE 등과 같은 반도체층 성장 공정을 이용하여 순차적으로 성장시켜 발광구조물(20)을 형성한다. 이 경우, 구조적인 면에서는 발광구조물(20)을 제2 도전형 반도체층(23), 활성층(22) 및 제1 도전형 반도체층(21)을 포함하는 구조로 정의하였으나, 성장 및 식각 공정 측면에서는, 버퍼층(미도시)도 발광구조물을 구성하는 요소로 볼 수 있다. First, a buffer layer (not shown), a first conductivity
다음으로, 상기 발광구조물(20) 상면에 광 추출층(30)을 부착한다. 상기 광 추출층(30)의 표면에 O2 플라즈마 처리 또는 UV 노광처리를 하여 표면 에너지를 증가시켜 상기 발광구조물(20)과의 접촉성을 높일 수 있다. Next, the
이와 같이 발광구조물(20) 상면에 상기 발광구조물(20)보다 작은 굴절률을 갖는 광 추출층(30)을 구비함으로써 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다. 또한 광 추출층(30)에 형성된 나노 로드에 의하여 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
As described above, the
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 3 is a perspective view schematically showing a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 반도체 발광소자(200)는 도전성 기판(140), 상기 도전성 기판(140) 상에 형성된 발광구조물(120), 상기 발광구조물(120) 상에 형성되며 PDMS(Polydimethyl siloxane), PMMA(Polymethyl Methacrylate), PGMA(poly(glycidyl methacrylate)) 또는 에폭시(Epoxy)에 금속화합물을 혼합한 물질로 이루어지는 광 추출층(130)을 포함할 수 있다. 상기 광 추출층(130)은 투명한 투광성 박막층(131)과, 상기 투광성 박막층(131) 상에 형성되는 복수의 나노 로드를 포함하는 나노 로드층(132)을 포함할 수 있다.
3, the semiconductor
상기 발광구조물(120)은 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(122) 및 제2 도전형 반도체층(123)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(121) 상에는 상기 제1 도전형 반도체층(121)에 외부 전기 신호를 인가하기 위한 제1 전극(121a)을 포함할 수 있다.
The
상기 도전성 기판(140)은, 반도체 성장용 기판(미도시) 상에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(122) 및 제2 도전형 반도체층(123)으로부터 반도체 성장용 기판을 제거하기 위한 레이저 리프트 오프 등의 공정에서 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(121, 123)과 활성층(122)을 포함하는 발광구조물을 지지하는 지지체의 역할을 수행할 수 있으며, Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se, GaAs 중 어느 하나를 포함하는 물질, 예컨대, Si 기판에 Al이 도핑된 물질로 이루어질 수 있다. The
본 실시 형태의 경우, 도전성 기판(140)은 도전성 접착층(미도시)을 매개로 발광구조물과 접합될 수 있다. 도전성 접착층은 예컨대, AuSn와 같은 공융 금속 물질을 이용할 수 있을 것이다. 또한 상기 도전성 기판(140)은 상기 제2 도전형 반도체층(123)으로 전기 신호를 인가하는 제2 전극으로 기능할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 전극이 수직 방향으로 형성되는 경우, 전류 흐름 영역이 확대되어 전류 분산 기능이 향상될 수 있다.
In the case of the present embodiment, the
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view schematically showing a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 반도체 발광소자(300)는 반도체 성장용 기판(210), 상기 반도체 성장용 기판(210) 상에 형성된 발광구조물(220) 및 상기 반도체 성장용 기판(210)의 상기 발광구조물(220)이 형성된 면과 대향하는 면에 형성되며 PDMS(Polydimethyl siloxane), PMMA(Polymethyl Methacrylate), PGMA(poly(glycidyl methacrylate)) 또는 에폭시(Epoxy)에 금속화합물을 혼합한 물질로 이루어지는 광 추출층(230)을 포함할 수 있다. 상기 광 추출층(230)은 투명한 투광성 박막층(231)과, 상기 투광성 박막층(231) 상에 형성되는 복수의 나노 로드를 포함하는 나노 로드층(232)을 포함할 수 있다.4, the semiconductor
상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(221, 223) 상에는 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(221, 223) 각각과 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 전극(221a, 223a)을 포함할 수 있다.
The first and second conductivity type semiconductor layers 221 and 223 include first and
본 실시형태의 경우, 도 1에 도시된 제1 실시형태와는 달리, 상기 광 추출층은(230) 상기 반도체 성장용 기판(210)의 일면에 형성될 수 있으며, 이때, 상기 광추출층(230)이 형성된 면은 발광소자의 주된 광 추출면으로 제공될 수 있다. 상기 광추출층(230)은 상기 반도체 성장용 기판(210)보다 작은 굴절률을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
1, the
도 5는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타내는 사시도이다.5 is a perspective view schematically showing a semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 반도체 발광소자(400)는 광 추출층(330)의 형상을 제외한 다른 구성은 모두 본 발명의 제1 실시형태와 동일하다.5, except for the shape of the
즉 본 실시형태에 따른 반도체 발광소자(400)는 제1 도전형 반도체층(321), 활성층(322) 및 제2 도전형 반도체층(323)을 포함하는 발광구조물(320)과 상기 발광구조물(320) 상에 형성되며 PDMS(Polydimethyl siloxane), PMMA(Polymethyl Methacrylate), PGMA(poly(glycidyl methacrylate)) 또는 에폭시(Epoxy)에 금속화합물을 혼합한 물질로 이루어지는 광 추출층(330)을 포함한다. 상기 광 추출층(330)은 투명한 투광성 박막층(331)과, 상기 투광성 박막층(331) 상에 형성되는 복수의 나노 로드를 포함하는 나노 로드층(332)을 포함할 수 있다.That is, the semiconductor
여기서 상기 나노 로드는 도 5에 도시된 바와 같이 원기둥 형상일 수 있다.The nano-rod may have a cylindrical shape as shown in FIG.
상기 발광구조물(320)은 반도체 성장용 기판(310) 상에 형성될 수 있으며, 상기 발광구조물(320)의 제1 및 제2 도전형 반도체층(321, 323) 상에는 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(321, 323) 각각과 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 전극(321a, 323a)이 형성될 수 있다.
The light emitting structure 320 may be formed on the
이와 같이 본 발명의 실시형태에서 광 추출층은 다양한 형태의 반도체 발광소자에서 적용할 수 있으며, 나노 로드는 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
As described above, the light extracting layer in the embodiment of the present invention can be applied to various types of semiconductor light emitting devices, and the nano rod can be modified into various forms.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is defined by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims, As will be described below.
100, 200, 300, 400: 반도체 발광소자
10, 210, 310: 반도체 성장용 기판
21, 121, 221, 321: 제1 도전형 반도체층
22, 122, 222, 322: 활성층
23, 123, 223, 323: 제2 도전형 반도체층
21a, 121a, 221a, 321a: 제1 전극
23a, 223a, 323a: 제2 전극
30, 130, 230, 330: 광 추출층
31, 131, 231, 331: 투광성 박막층
32, 132, 232, 323: 나노 로드층
140: 도전성 기판100, 200, 300, 400: semiconductor light emitting element
10, 210 and 310: substrate for semiconductor growth
21, 121, 221, 321: a first conductivity type semiconductor layer
22, 122, 222, 322:
23, 123, 223, 323: the second conductivity type semiconductor layer
21a, 121a, 221a, and 321a:
23a, 223a, and 323a:
30, 130, 230, 330: light extracting layer
31, 131, 231, 331: Transparent thin film layer
32, 132, 232, 323: nano-rod layer
140: conductive substrate
Claims (19)
상기 마스터 몰드 상에 주제(elastomer precursor)와 경화제(curing agent)를 혼합하여 형성된 PDMS(Polydimethyl siloxane)를 도포하는 단계;
상기 도포된 PDMS를 경화시키는 단계;
상기 경화된 PDMS를 상기 마스터 몰드에서 분리하여 나노 패턴이 형성된 광 추출층을 형성하는 단계; 및
상기 광 추출층을 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하여 형성된 발광구조물 상에 부착하는 단계;
를 포함하는 반도체 발광 소자 제조 방법.
Preparing a master mold having a nano pattern formed thereon;
Applying PDMS (Polydimethyl siloxane) formed by mixing an elastomer precursor and a curing agent on the master mold;
Curing the coated PDMS;
Separating the cured PDMS from the master mold to form a nanostructured light extraction layer; And
Attaching the light extracting layer on the light emitting structure including the first conductive semiconductor layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer;
Gt; a < / RTI > semiconductor light emitting device.
상기 마스터 몰드는 사파이어, 단결정 실리콘, ITO 및 금속으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 반도체 발광 소자 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the master mold comprises any one material selected from the group consisting of sapphire, single crystal silicon, ITO, and metal.
상기 도포된 PDMS를 경화시키는 단계는, 초음파 환경에서 50°C 내지 100°C의 온도로 가열하여 경화시키는 반도체 발광 소자 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the step of curing the applied PDMS comprises curing by heating at a temperature of 50 ° C to 100 ° C in an ultrasonic environment.
상기 도포된 PDMS를 경화시키는 단계 후 상온에서 소성 변형시키는 단계를 더 포함하는 반도체 발광 소자 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Further comprising the step of plasticizing the coated PDMS at room temperature after curing the coated PDMS.
상기 마스터 몰드에서 분리하여 형성된 상기 광 추출층을 상기 발광구조물 상에 부착하기 전에, 상기 광 추출층의 표면에 O2 플라즈마 처리 또는 UV 노광처리 하는 단계를 더 포함하는 반도체 발광 소자 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Further comprising performing O 2 plasma treatment or UV exposure treatment on the surface of the light extracting layer before attaching the light extracting layer formed by separation from the master mold onto the light emitting structure.
상기 마스터 몰드 상에 PDMS에 ZrO2 나노파티클을 첨가한 화합물, PGMA(poly(glycidyl methacrylate))에 TiO2 나노 파티클을 첨가한 화합물, PMMA(Polymethyl Methacrylate)에 BaTiO3 나노 파티클을 첨가한 화합물, 에폭시에 금속화합물을 첨가한 화합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 물질을 도포하는 단계;
상기 마스터 몰드 상에 도포된 물질을 경화시키는 단계;
상기 경화된 물질을 상기 마스터 몰드에서 분리하여 나노 패턴이 형성된 광 추출층을 형성하는 단계; 및
상기 광 추출층을 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하여 형성된 발광구조물 상에 부착하는 단계;
를 포함하는 반도체 발광 소자 제조 방법.Preparing a master mold having a nano pattern formed thereon;
A compound in which ZrO 2 nanoparticles are added to PDMS, a compound in which TiO 2 nanoparticles are added to PGMA (poly (glycidyl methacrylate)), a compound in which BaTiO 3 nanoparticles are added to PMMA (polymethyl methacrylate) A compound having a metal compound added thereto;
Curing the applied material on the master mold;
Separating the cured material from the master mold to form a nanopatterned light extraction layer; And
Attaching the light extracting layer on the light emitting structure including the first conductive semiconductor layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer;
Gt; a < / RTI > semiconductor light emitting device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120053529A KR102003391B1 (en) | 2012-05-21 | 2012-05-21 | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120053529A KR102003391B1 (en) | 2012-05-21 | 2012-05-21 | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130129555A KR20130129555A (en) | 2013-11-29 |
| KR102003391B1 true KR102003391B1 (en) | 2019-07-24 |
Family
ID=49856124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120053529A KR102003391B1 (en) | 2012-05-21 | 2012-05-21 | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102003391B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11996435B2 (en) | 2020-10-30 | 2024-05-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Polydimethylsiloxane antireflective layer for an image sensor |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103681989B (en) * | 2013-12-09 | 2016-04-06 | 广州有色金属研究院 | A kind of preparation method of LED light output surface nano barium titanate salt deposit |
| WO2020146318A1 (en) * | 2019-01-07 | 2020-07-16 | Glint Photonics, Inc. | Antireflective structures for light emitting diodes |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101143085B1 (en) * | 2010-07-08 | 2012-05-08 | 고려대학교 산학협력단 | A light-emitting diode and method for fabricating the same |
-
2012
- 2012-05-21 KR KR1020120053529A patent/KR102003391B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11996435B2 (en) | 2020-10-30 | 2024-05-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Polydimethylsiloxane antireflective layer for an image sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130129555A (en) | 2013-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101785235B1 (en) | Process for forming ultra-micro leds and illumination structure | |
| KR100966367B1 (en) | Light emitting device and manufacturing method for the same | |
| US8405095B2 (en) | Light-emitting device and method for manufacturing the same | |
| KR20150143648A (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| JP2013106051A (en) | Semiconductor light emitting device | |
| US8674339B2 (en) | Light-emitting devices and methods of manufacturing the same | |
| TWI455357B (en) | Light emitting device and method of manufacturing the same | |
| KR101916274B1 (en) | Semiconductor light emitting device and manufacturing method for the same | |
| KR102003391B1 (en) | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same | |
| TWI591854B (en) | Light emitting diode comprising porous transparent electrode | |
| KR20120077188A (en) | Nano imprint mold manufacturing method, light emitting diode manufacturing method and light emitting diode using the nano imprint mold manufactured by the method | |
| JP2014195069A (en) | Semiconductor light-emitting element, manufacturing method of the same and optical base material | |
| KR100887111B1 (en) | Manufacturing method of vertical semiconductor light emitting device | |
| KR101811689B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor light emitting device and paste application apparatus used for the same | |
| KR20120085027A (en) | Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof | |
| KR20120128961A (en) | Semiconductor Light Emitting Device and Manufacturing Method of The Same | |
| KR101264159B1 (en) | Gallium nitride-based nanowire light emitting diode device array and fabricating method thereof | |
| KR102237134B1 (en) | Light emitting device and lighting system | |
| KR20140036396A (en) | Light emitting diode comprising porous transparent electrode and method of fabricating the same | |
| KR101346802B1 (en) | Light emitting diode with improved light extraction efficiency and method of fabricating the same | |
| KR101707116B1 (en) | A light emitting Device, and a method of fabricating the light emitting device | |
| KR101251340B1 (en) | Light emitting diode and manufacturing method of the same | |
| KR101728545B1 (en) | Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package | |
| KR100826395B1 (en) | Manufacturing method vertical nitride semiconductor light emitting device | |
| Chen et al. | Extraction efficiency improvement of GaN light-emitting diode using sub-wavelength nanoimprinted patterns on sapphire substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |