KR20020081551A - Light-emitting diode and method for manufacturing it and light-emitting device apparatus employing it - Google Patents

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KR20020081551A
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이은경
최병룡
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삼성전자 주식회사
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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals

Abstract

PURPOSE: A light emitting device and a method for manufacturing the same are provided to improve luminous efficiency and light intensity by forming a shallow doping region having quantum confinement effect at p-n junction. CONSTITUTION: The light emitting device comprises a first and a second substrate(11,21), a first and a second doping region(15,25) formed at both surfaces of the substrates, a reflective film(30) formed on the second doping region(25), and electrodes(17,27). The light emitting device further includes control layers(13,23) for controlling the depth of the first and second doping regions(15,25) so as to have an ultra-shallow depth. Thereby, light emitting due to the quantum confinement effect is generated at p-n junction parts(14,24) between the substrates(11,21) and the doping regions(15,25).

Description

발광 소자 및 그 제조방법 및 이를 적용한 발광 디바이스 장치{Light-emitting diode and method for manufacturing it and light-emitting device apparatus employing it}Light emitting device and method for manufacturing same and light emitting device apparatus using the same

본 발명은 출사되는 광의 강도를 높일 수 있는 구조의 발광 소자 및 그 제조방법 및 이를 적용한 발광 디바이스 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device having a structure capable of increasing the intensity of emitted light, a method of manufacturing the same, and a light emitting device device using the same.

실리콘 반도체 기판에는 논리 소자, 연산 소자 및 드라이브 소자 등을 높은 신뢰성을 가지고 고집적도로 집적할 수 있으며, 실리콘의 가격이 싸기 때문에 화합물 반도체에 비해 훨씬 저가로, 고집적 회로를 실현할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 대부분의 집적 회로는 실리콘(Si)을 기본 재료로 사용하고 있다.In the silicon semiconductor substrate, logic devices, arithmetic devices, and drive devices can be integrated with high reliability and high integration. Since silicon is cheap, the silicon semiconductor substrate can be realized at a much lower cost than a compound semiconductor, thereby realizing a highly integrated circuit. Therefore, most integrated circuits use silicon (Si) as a base material.

상기와 같은 실리콘이 가지는 이점을 충분히 살려, 집적 회로와의 제조 공정 상의 호환성 및 저가의 광전자 디바이스를 구현할 수 있도록, 실리콘에 기반을 둔 발광 소자를 만들려는 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 다공성 실리콘(Porous silicon) 및 나노크리스털 실리콘(Nano-crystal silicon)은 발광 특성을 가지는 것이 실험적으로 확인되었으며, 이에 대한 연구가 계속하여 진행중이다.In order to fully utilize the advantages of silicon as described above, researches are being made to make silicon-based light emitting devices so that compatibility with integrated circuits and manufacturing low-cost optoelectronic devices can be realized. It has been experimentally confirmed that porous silicon and nano-crystal silicon have luminescent properties, and research on this is ongoing.

도 1은 벌크형의 단결정 실리콘 표면에 형성된 다공성 실리콘 영역의 단면 및 그 다공성 실리콘 영역에서의 가전자대(valence band)와 전도대(conduction band) 사이의 에너지 밴드 갭을 보인 도면이다.1 is a cross-sectional view of a porous silicon region formed on a bulk monocrystalline silicon surface and an energy band gap between a valence band and a conduction band in the porous silicon region.

다공성 실리콘은, 벌크형의 단결정 실리콘(Si)을 예컨대, 불산(HF)이 포함된 전해질 용액에 넣어, 그 벌크형 Si의 표면을 전기화학적으로 양극 처리(anodic electrochemical dissolution)함으로써 제조될 수 있다.Porous silicon can be prepared by placing bulk monocrystalline silicon (Si) in an electrolyte solution containing, for example, hydrofluoric acid (HF), and anodically electrochemically dissolving the surface of the bulk Si.

벌크형 실리콘을 불산 용액에 넣은 채로 양극 처리할 때, 그 벌크형 실리콘 표면쪽에는 도 1에 보여진 바와 같이, 다수의 포어(1a:pore)을 가지는 다공성 실리콘 영역(1)이 형성된다. 상기 포어(1a) 부분에는 볼록한 부분(1b:불산에 의해 융해되지 않은 부분)에 비해 Si-H 결합이 보다 많이 존재한다. 다공성 실리콘 영역(1)에서의 가전자대 에너지(Ev)와 전도대 에너지(Ec) 사이의 에너지 밴드 갭은 다공성 실리콘 영역(1)의 형상과 반대로 나타난다.When anodizing bulk silicon in hydrofluoric acid solution, a porous silicon region 1 having a plurality of pores 1a: pore is formed on the bulk silicon surface side as shown in FIG. The Si-H bond is more present in the pore 1a portion than in the convex portion 1b: the portion not melted by hydrofluoric acid. The energy band gap between the valence band energy Ev and the conduction band energy Ec in the porous silicon region 1 is opposite to the shape of the porous silicon region 1.

따라서, 에너지 밴드 갭 도면에서 볼록한 부분에 둘러싸인 포어 부분(다공성 실리콘 영역(1) 도면에서는 포어 부분(1a)에 둘러싸인 볼록 부분(1b))은 양자 구속 효과(quantum confinement effect)를 나타내어 벌크형 실리콘의 에너지 밴드 갭보다 커지게 되고, 이 부분에 전자와 홀이 트랩되어 발광 결합을 하게 된다.Therefore, the pore portion surrounded by the convex portion in the energy band gap diagram (the convex portion 1b surrounded by the pore portion 1a in the porous silicon region 1 diagram) exhibits a quantum confinement effect, so that the energy of the bulk silicon The band gap is larger than the band gap, and electrons and holes are trapped in the portion to emit light.

예를 들어, 다공성 실리콘 영역(1)에서, 포어(1a)에 둘러싸인 볼록 부분(1b)을 양자 구속 효과를 나타내는 단결정 실리콘 와이어 형태로 형성하면, 전자와 홀은 이 와이어에 트랩되어 발광 결합을 하며, 와이어의 크기(폭과 길이)에 따라 발광 파장은 근 적외선에서 청색 파장까지 가능하다. 이때, 포어(1a) 주기는 도 1에표시한 바와 같이, 예컨대, 대략 5nm, 다공성 실리콘 영역의 최대 두께는 예컨대, 3nm 정도이다.For example, in the porous silicon region 1, when the convex portion 1b surrounded by the pores 1a is formed in the form of a single crystal silicon wire having a quantum confining effect, electrons and holes are trapped in the wire to emit light-coupled bonds. Depending on the size (width and length) of the wire, the emission wavelength can range from near infrared to blue. At this time, as shown in Fig. 1, the pore 1a period is, for example, approximately 5 nm, and the maximum thickness of the porous silicon region is, for example, about 3 nm.

따라서, 다공성 실리콘에 기반을 둔 발광 소자를 제조하고, 다공성 실리콘 영역(1)이 형성된 단결정 실리콘에 소정의 전압을 인가하면, 다공성 특성에 따라 원하는 파장영역의 광을 발광시킬 수 있다.Accordingly, when a light emitting device based on porous silicon is manufactured and a predetermined voltage is applied to the single crystal silicon on which the porous silicon region 1 is formed, light of a desired wavelength region may be emitted according to the porous characteristics.

그러나, 상기와 같은 다공성 실리콘에 기반을 둔 발광 소자는 아직 발광 소자로서의 신뢰성이 확보되지 못하였으며, 외부 양자 효율(EQE:External Quantum Efficiency)이 0.1% 정도로 낮은 문제점이 있다.However, the light emitting device based on the porous silicon has not yet been secured as a light emitting device, and has an external quantum efficiency (EQE) of about 0.1%.

도 2는 나노크리스털 실리콘을 이용한 발광 소자의 일 예를 개략적으로 보인 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a light emitting device using nanocrystal silicon.

도면을 참조하면, 나노크리스털 실리콘을 이용한 발광 소자는, p형 단결정 실리콘 기판(2)과, 상기 기판(2) 상에 형성된 비정질(amorphous) 실리콘층(3)과, 상기 비정질 실리콘층(3) 상에 형성된 절연막(5)과, 상기 기판(2) 하면과 상기 절연막(5) 상에 각각 형성된 하,상부전극(6)(7)을 포함하는 층구조를 가지며, 상기 비정질 실리콘층(3) 내에 형성된 quantum dot 형태의 나노크리스털 실리콘(4)을 구비한다.Referring to the drawings, a light emitting device using nanocrystal silicon includes a p-type single crystal silicon substrate 2, an amorphous silicon layer 3 formed on the substrate 2, and the amorphous silicon layer 3. The amorphous silicon layer 3 has a layer structure including an insulating film 5 formed on the upper surface and lower and upper electrodes 6 and 7 formed on the lower surface of the substrate 2 and the insulating film 5, respectively. Nanocrystalline silicon 4 in the form of a quantum dot formed therein is provided.

상기 비정질 실리콘층(3)을 산소분위기 속에서 700℃로 급승온시켜 재 결정화시키면 quantum dot 형태의 나노크리스털 실리콘(4)이 형성된다. 이때, 상기 비정질 실리콘층(3)의 두께는 3nm이고, 나노크리스털 실리콘(4)의 크기는 대략 2~3nm이다.When the amorphous silicon layer 3 is rapidly crystallized by raising the temperature to 700 ° C. in an oxygen atmosphere, nanocrystalline silicon 4 having a quantum dot form is formed. At this time, the thickness of the amorphous silicon layer 3 is 3nm, the size of the nanocrystal silicon 4 is approximately 2 ~ 3nm.

상기와 같은 나노크리스털 실리콘(4)을 이용한 발광 소자는 상기 상,하부전극(7)(6)을 통하여 역방향으로 전압을 걸면, 실리콘 기판(2)과 나노크리스털 실리콘(4) 사이의 비정질 실리콘 양단에 큰 전계가 발생하여 높은 에너지 상태의 전자와 정공이 생성되고, 이들이 나노크리스털 실리콘(4) 내로 터널링되어 발광 결합을 한다. 이때, 나노크리스털 실리콘(4)을 이용한 발광 소자에서 발광 파장은 나노크리스털 실리콘 quantum dot의 크기가 작을수록 짧아진다.In the light emitting device using the nanocrystal silicon 4 as described above, when the voltage is reversed through the upper and lower electrodes 7 and 6, both ends of the amorphous silicon between the silicon substrate 2 and the nanocrystal silicon 4 are provided. A large electric field is generated in the electrons and holes in the high energy state, and they are tunneled into the nanocrystal silicon 4 to emit light bonds. In this case, the light emission wavelength of the light emitting device using the nanocrystal silicon 4 becomes shorter as the size of the nanocrystal silicon quantum dot is smaller.

이러한 나노크리스털 실리콘(4)을 이용한 발광 소자는 나노크리스털 실리콘 quantum dot의 크기 제어 및 균일성(uniformity) 확보가 어렵고, 효율이 아주 낮다.The light emitting device using the nanocrystal silicon 4 is difficult to control the size and uniformity of the nanocrystal silicon quantum dot, and the efficiency is very low.

본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 다공성 실리콘 및 나노크리스털 실리콘을 이용한 발광소자보다 발광 효율이 우수할 뿐만 아니라, 출사되는 광의 강도를 높일 수 있도록 된 구조를 갖는 발광 소자 및 그 제조방법 및 이를 적용한 발광 디바이스 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to improve the above-mentioned disadvantages, the light emitting device having a structure that is not only excellent in luminous efficiency than the light emitting device using porous silicon and nanocrystal silicon, but also can increase the intensity of the emitted light and It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a light emitting device apparatus using the same.

도 1은 벌크형의 단결정 실리콘 표면에 형성된 다공성 실리콘 영역의 단면 및 그 다공성 실리콘 영역에서의 가전자대(valence band)와 전도대(conduction band) 사이의 에너지 밴드 갭을 보인 도면,1 is a cross-sectional view of a porous silicon region formed on a bulk monocrystalline silicon surface and an energy band gap between a valence band and a conduction band in the porous silicon region;

도 2는 나노크리스털 실리콘을 이용한 발광 소자의 일 예를 개략적으로 보인 단면도,2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a light emitting device using nanocrystal silicon;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 보인 단면도,3 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention;

도 4a는 도핑 영역을 비평형 확산에 의해 극도로 얕은 깊이로 형성할 때, p-n 접합 부위의 구조를 개략적으로 보인 도면,4A schematically shows the structure of a p-n junction when forming a doped region at an extremely shallow depth by non-equilibrium diffusion,

도 4b는 비평형 확산에 의해 도 5a에 보여진 p-n 접합 부위(14)에 표면의 길이 방향(longitudinal), 측 방향(lateral)으로 형성되는 양자 우물(quantum well: QW)의 에너지 밴드를 보인 도면,4B shows the energy band of a quantum well (QW) formed in the longitudinal and lateral direction of the surface at the p-n junction 14 shown in FIG. 5A by non-equilibrium diffusion,

도 5a 내지 도 5d는 기본 발광 소자를 형성하는 단계를 보인 도면,5A to 5D illustrate a step of forming a basic light emitting device;

도 6은 한쌍의 기본 발광 소자를 접합하는 단계를 보인 도면,6 is a view illustrating a step of bonding a pair of basic light emitting devices;

도 7은 발광 소자의 일 도핑영역 상에 반사막을 형성하여 본 발명에 따른 발광 소자의 제조를 완료하는 단계를 보인 도면.7 is a view showing a step of completing the manufacture of a light emitting device according to the present invention by forming a reflective film on one doped region of the light emitting device.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11,21...제1 및 제2기판 13,23...제어막(실리콘 산화막)11, 21 ... first and second substrates 13, 23 ... control film (silicon oxide film)

14,24...p-n 접합 부위 15,25...제1 및 제2도핑영역14,24 ... p-n junction 15,25 ... first and second doped region

17,27...제1전극 19...제2전극17,27 ... first electrode 19 ... second electrode

30...반사막30 ... Reflective Screen

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 소자는, n형 또는 p형 기판과; 상기 기판 양면에 각각 형성되며, 상기 기판과의 p-n접합 부위에서 양자 구속효과에 의해 발광이 일어나도록 소정의 도판트에 의해 상기 기판과 반대형으로 극도로 얕게 도핑된 제1 및 제2도핑영역과; 제1 및 제2도핑영역 중 일 도핑영역 상에 형성되어 그 도핑영역쪽에서 발광된 광을 다른 도핑영역쪽으로 반사시키는 반사막과; 정공과 전자를 주입하기 위한 전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A light emitting device according to the present invention for achieving the above object is an n-type or p-type substrate; First and second doped regions respectively formed on both sides of the substrate and doped with an extremely shallow dopant opposite to the substrate by a predetermined dopant such that light is emitted by a quantum confinement effect at a pn junction with the substrate; ; A reflection film formed on one of the first and second doped regions to reflect light emitted from the doped region toward the other doped region; And an electrode for injecting holes and electrons.

여기서, 상기 기판은, 제1 및 제2기판으로 이루어지고, 상기 전극은, 상기 제1 및 제2도핑영역쪽에 각각 형성된 한쌍의 제1전극과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 투명한 제2전극;을 포함할 수 있다.The substrate may include a first substrate and a second substrate, and the electrode may include a pair of first electrodes formed on the first and second doped regions, respectively; And a transparent second electrode formed between the first and second substrates.

상기 제1 및 제2도핑영역 형성시 마스크로서 기능을 하며, 상기 제1 및 제2도핑영역이 극도로 얕은 도핑 깊이로 형성되도록 하는 제어막;을 더 구비할 수 있다.A control layer may function as a mask when the first and second doped regions are formed, and the first and second doped regions may be formed to an extremely shallow doping depth.

상기 기판은 실리콘을 포함하는 소정 반도체 물질로 이루어지고, 상기 제어막은, 상기 제1 및 제2도핑영역이 극도로 얕은 도핑 깊이로 형성되도록 적정 두께를 갖는 실리콘 산화막인 것이 바람직하다.The substrate may be formed of a predetermined semiconductor material including silicon, and the control layer may be a silicon oxide layer having an appropriate thickness such that the first and second doped regions are formed at an extremely shallow doping depth.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 소자 제조방법은, n형 또는 p형 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 도핑영역 형성을 위한 마스크로서 기능을 하며 극도로 얕은 도핑이 가능하도록 하는 제어막을 증착하는 단계, 상기 기판과의 p-n접합 부위에서 양자 구속효과에 의해 발광이 일어나도록 소정의 도판트로 상기 기판의 일측을 도핑하여 상기 기판과 반대형의 극도로 얕은 도핑영역을 형성하는 단계, 상기 도핑영역 쪽에 제1전극 및/또는 상기 기판의 반대면에 투명한 제2전극을 형성하는 단계를 통하여, 복수의 기본 발광 소자를 형성하는 단계와; 적어도 하나가 투명한 제2전극을 가지는 한쌍의 기본 발광 소자를 도핑영역이 형성되지 않은 면이 서로 마주하도록 접합하는 단계와; 쌍을 이루는 기본 발광 소자의 일 도핑영역 상에 형성되어 그 도핑영역쪽에서 발광된 광을 대응하는 다른 도핑영역쪽으로 반사시키는 반사막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the light emitting device manufacturing method according to the present invention for achieving the above object, the step of preparing an n-type or p-type substrate, the control to function as a mask for forming a doped region on the substrate and to enable extremely shallow doping Depositing a film, doping one side of the substrate with a predetermined dopant to emit light by a quantum confinement effect at a pn junction with the substrate to form an extremely shallow doped region opposite to the substrate; Forming a plurality of basic light emitting devices by forming a first electrode on a doped region and / or a second transparent electrode on an opposite surface of the substrate; Bonding a pair of basic light emitting devices having at least one transparent second electrode such that the surfaces on which the doped regions are not formed face each other; And forming a reflective film formed on one doped region of the pair of basic light emitting devices to reflect light emitted from the doped region toward the corresponding doped region.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 적어도 하나의 발광 소자를 구비하는 발광 디바이스 장치에 있어서, 상기 발광 소자는, n형 또는 p형 기판과; 상기 기판 양면에 각각 형성되며, 상기 기판과의 p-n접합 부위에서 양자 구속효과에 의해 발광이 일어나도록 소정의 도판트에 의해 상기 기판과 반대형으로 극도로 얕게 도핑된 제1 및 제2도핑영역과; 제1 및 제2도핑영역 중 일 도핑영역 상에 형성되어 그 도핑영역쪽에서 발광된 광을 다른 도핑영역쪽으로 반사시키는 반사막과; 정공과 전자를 주입하기 위한 전극;을 포함하며, 조명 시스템 또는 디스플레이 시스템에 적용되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a light emitting device comprising at least one light emitting element, the light emitting element comprising: an n-type or p-type substrate; First and second doped regions respectively formed on both sides of the substrate and doped with an extremely shallow dopant opposite to the substrate by a predetermined dopant such that light is emitted by a quantum confinement effect at a pn junction with the substrate; ; A reflection film formed on one of the first and second doped regions to reflect light emitted from the doped region toward the other doped region; An electrode for injecting holes and electrons, and is applied to an illumination system or a display system.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 보인 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는, 기판과, 상기 기판의 양면에 형성된 제1 및 제2도핑영역(15)(25)과, 상기 제2도핑영역(25) 상에 형성되어 입사되는 광을 완전히 반사시킬 수 있도록 높은 반사율을 갖는 반사막(30)과, 정공과 전자를 주입하기 위한 전극을 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명에 따른 발광 소자는 상기 제1 및 제2도핑영역(15)(25) 형성시 마스크로서 기능을 하며, 상기 제1 및 제2도핑영역(15)(25)이 극도로 얕은(ultra-shallow) 깊이로 형성되도록 하는 제어막(13)(23)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이제어막(13)(23)은 본 발명에 따른 발광 소자의 제1 및 제2도핑영역(15)(25)을 형성하기 위해서는 반드시 필요한 것으로, 제1 및 제2도핑영역(15)(25) 형성후에 선택적으로 제거될 수도 있다.Referring to the drawings, a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a substrate, first and second doped regions 15 and 25 formed on both surfaces of the substrate, and on the second doped region 25. And a reflective film 30 having a high reflectance so as to completely reflect the light incident to the incident light, and an electrode for injecting holes and electrons. In addition, the light emitting device according to the present invention functions as a mask when the first and second doped regions 15 and 25 are formed, and the first and second doped regions 15 and 25 are extremely shallow ( It is preferable to further provide a control film 13 (23) to be formed to an ultra-shallow depth. The thin film layers 13 and 23 are necessary to form the first and second doped regions 15 and 25 of the light emitting device according to the present invention. The first and second doped regions 15 and 25 are necessary. It may optionally be removed after formation.

상기 기판은 제1 및 제2기판(11)(21)으로 이루어진다. 상기 제1 및 제2기판(11)(21)으로는 실리콘(Si)를 포함하는 소정의 반도체 물질 예컨대, Si, SiC 또는 다이아몬드로 이루어지고, n형으로 도핑된 것이 바람직하다.The substrate is composed of first and second substrates 11 and 21. The first and second substrates 11 and 21 may be formed of a predetermined semiconductor material including silicon (Si), for example, Si, SiC, or diamond, and doped with n-type.

상기 제1 및 제2도핑영역(15)(25)은 소정의 도판트 예컨대, 붕소(boron) 또는 인(phosphorous)를 상기 제어막(13)(23)의 개구를 통하여 상기 기판 내로 확산시켜 상기 제1 및 제2기판(11)(21)과 반대형 예컨대, p+형으로 도핑 형성된 영역이다.The first and second doped regions 15 and 25 may diffuse a predetermined dopant such as boron or phosphorous into the substrate through the openings of the control layers 13 and 23. It is a region doped with the first and second substrates 11 and 21 oppositely to, for example, p +.

도핑시 상기 제1 및 제2도핑영역(15)(25)의 상기 제1 및 제2기판(11)(21)과의 경계 부분 즉, p-n 접합 부위(14)(24)에 양자 우물(quantum well), 양자 점(quantum dot) 및 양자 선(quantum wire) 중 적어도 어느 하나가 형성되어 양자구속효과에 의한 발광이 일어날 수 있도록, 상기 제1 및 제2도핑영역(15)(25)은 극도로 얕은 깊이로 도핑 형성된 것이 바람직하다.Quantum wells at the boundary portions of the first and second doped regions 15 and 25 with the first and second substrates 11 and 21, that is, at pn junction sites 14 and 24, when doped. At least one of a well, a quantum dot, and a quantum wire is formed so that the first and second doped regions 15 and 25 are extremely extreme so that light emission due to the quantum confinement effect can occur. It is preferred to be doped to a shallow depth.

여기서, 상기 p-n 접합 부위(14)(24)에는 주로는 양자 우물이 형성되며, 양자 점이나 양자 선이 형성될 수도 있다. 또한, 상기 p-n 접합 부위(14)(24)에는 상기 양자 우물, 양자 점, 양자 선 중 두 가지 이상이 복합되게 형성될 수도 있다. 이하에서는, 표현의 간략화를 위해 p-n 접합 부위(14)(24)에 양자 우물이 형성된 것으로 설명한다. 이하에서 p-n 접합 부위(14)(24)에 양자 우물이 형성된 것으로설명한다 해도, 이는 양자 우물, 양자 점 및 양자 선 중 적어도 어느 하나를 의미하는 것으로 간주된다.In this case, a quantum well is mainly formed at the p-n junction sites 14 and 24, and a quantum dot or a quantum line may be formed. In addition, two or more of the quantum wells, the quantum dots, and the quantum lines may be formed in the p-n junction sites 14 and 24. In the following, quantum wells are formed at the p-n junction sites 14 and 24 for the sake of simplicity. Although quantum wells are formed in the p-n junction sites 14 and 24 hereinafter, they are considered to mean at least one of quantum wells, quantum dots, and quantum lines.

도 4a는 도핑 영역(15)을 비평형 확산에 의해 극도로 얕은 깊이로 형성할 때, p-n 접합 부위(14)의 구조를 보여준다. 도 4b는 비평형 확산에 의해 도 4a에 보여진 p-n 접합 부위(14)에 표면의 길이 방향(longitudinal), 측 방향(lateral)으로 형성되는 양자 우물(quantum well: QW)의 에너지 밴드를 보여준다. 도 4b에서 Ec는 전도대 에너지 준위, Ev는 가전자대 에너지 준위, Ef는 페르미 에너지 준위를 나타내며, 이러한 에너지 준위에 대해서는 반도체 관련 기술 분야에서는 잘 알려져 있이므로, 자세한 설명은 생략한다.4A shows the structure of the p-n junction site 14 when the doped region 15 is formed to an extremely shallow depth by non-equilibrium diffusion. FIG. 4B shows the energy band of quantum wells (QW) formed longitudinally and laterally of the surface at the p-n junction site 14 shown in FIG. 4A by non-equilibrium diffusion. In FIG. 4B, Ec represents a conduction band energy level, Ev represents a valence band energy level, and Ef represents a Fermi energy level. Such energy levels are well known in the semiconductor related art, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

도 4a 및 도 4b에 보여진 바와 같이, p-n 접합 부위(14)는 다른 도핑층이 교대로 형성된 양자 우물구조를 가지는데, 우물과 barrier는 예컨대, 대략 2nm, 3nm 정도가 된다.As shown in FIGS. 4A and 4B, the p-n junction site 14 has a quantum well structure in which different doping layers are alternately formed, and the wells and barriers are, for example, approximately 2 nm and 3 nm.

여기서, p-n 접합 부위(24)의 구조 및 그 p-n 접합 부위(24)에 형성되는 양자 우물의 에너지 밴드도 도 4a 및 도 4b에서와 같이 나타내진다.Here, the structure of the p-n junction site 24 and the energy band of the quantum well formed in the p-n junction site 24 are also shown as in FIGS. 4A and 4B.

이와 같이 p-n 접합 부위(14)(24)에 양자 우물을 형성하는 극도로 얕은 도핑은 상기 제어막(13)(23)의 두께 및 확산 공정 조건 등을 최적으로 제어함으로써 형성될 수 있다.As such, extremely shallow doping to form quantum wells in the p-n junction sites 14 and 24 may be formed by optimally controlling the thicknesses of the control layers 13 and 23 and the diffusion process conditions.

확산 공정 중 적정한 확산 온도 및 기판 표면의 변형된 포텐셜(deformed potential)에 의해 확산 프로파일(profile)의 두께가 예컨대, 10-20 nm로 조절될 수 있으며, 이와 같이 극도로 얕은 확산 프로파일에는 양자 우물 시스템이 생성되게 된다. 여기서, 기판 표면은 초기 제어막의 두께와 표면전처리에 의해 변형되고 공정이 진행됨에 따라 심화된다.Due to the proper diffusion temperature during the diffusion process and the modified potential of the substrate surface, the thickness of the diffusion profile can be controlled, for example, 10-20 nm, such as in a quantum well system Will be generated. Here, the substrate surface is deformed by the thickness of the initial control film and the surface pretreatment and deepens as the process proceeds.

상기 제1 및 제2기판(11)(21)이 실리콘을 포함하는 소정 반도체 물질로 이루어진 경우, 상기 제어막(13)(23)은 제1 및 제2도핑영역(15)(25)이 극도로 얕은 도핑 깊이로 형성되도록 하는 적정 두께를 갖는 실리콘 산화막(SiO2)인 것이 바람직하다. 이 제어막(13)(23)은 예를 들어, 제1 및 제2기판(11)(21) 상에 실리콘 산화막을 형성한 다음, 확산 공정을 위한 개구 부분을 포토리소그라피 공정을 이용하여 식각해냄으로써 마스크 구조로 형성된다.When the first and second substrates 11 and 21 are made of a predetermined semiconductor material including silicon, the control layers 13 and 23 may have extreme first and second doped regions 15 and 25. It is preferable that the silicon oxide film (SiO 2 ) have an appropriate thickness to be formed with a shallow doping depth. The control films 13 and 23 form, for example, silicon oxide films on the first and second substrates 11 and 21, and then etch the opening portions for the diffusion process using a photolithography process. By forming a mask structure.

확산 기술분야에서 알려진 바에 의하면, 실리콘 산화막의 두께가 적정 두께(수천 Å)보다 두껍거나 저온이면, vacancy(빈자리)가 주로 확산에 영향을 미쳐 확산이 깊이 일어나게 되며, 실리콘 산화막의 두께가 적정 두께보다 얇거나 고온이면, Si self-interstitial(자기 틈새)이 주로 확산에 영향을 미쳐 확산이 깊이 일어나게 된다. 따라서, 실리콘 산화막을 Si self-interstitial 및 vacancy가 유사한 비율로 발생되는 적정 두께로 형성하면, Si self-interstitial과 vacancy가 서로 결합되어 도판트의 확산을 촉진하지 않게 되므로, 극도로 얕은 도핑이 가능해진다. 여기서, vacancy 및 self-interstitial과 관련한 물리적인 성질은 확산과 관련한 기술분야에서는 잘 알려져 있으므로, 보다 자세한 설명은 생략한다.As known in the diffusion arts, if the thickness of the silicon oxide film is thicker or lower than the appropriate thickness (thousands of kPa), the vacancy mainly affects the diffusion, and the diffusion occurs deeply, and the thickness of the silicon oxide film is larger than the appropriate thickness. At thin or high temperatures, Si self-interstitial mainly affects diffusion, causing deep diffusion. Therefore, when the silicon oxide film is formed to an appropriate thickness in which Si self-interstitial and vacancy are generated at a similar rate, the Si self-interstitial and vacancy are bonded to each other and do not promote diffusion of the dopant, thereby enabling extremely shallow doping. . Here, since physical properties related to vacancy and self-interstitial are well known in the art related to diffusion, a detailed description thereof will be omitted.

여기서, 상기 제1 및 제2기판(11)(21)은 p형으로 도핑되고, 상기 제1 및 제2도핑영역(15)(25)은 n+형으로 도핑되는 것도 가능하다.Here, the first and second substrates 11 and 21 may be doped in a p-type, and the first and second doped regions 15 and 25 may be doped in an n + type.

상기 전극은, 상기 제1 및 제2도핑영역(15)(25)쪽에 각각 형성된제1전극(17)(27)과, 상기 제1 및 제2기판(11)(21) 사이 형성된 제2전극(19)으로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 제2전극(19)은 광을 투과시키는 투명 전극 예컨대, ITO로 이루어진 것이 바람직하다.The electrode is a second electrode formed between the first electrodes 17 and 27 formed on the first and second doped regions 15 and 25, respectively, and the first and second substrates 11 and 21. It is preferable that it consists of (19). The second electrode 19 is preferably made of a transparent electrode for transmitting light, for example, ITO.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는, 상기 제1전극(17)(27)과 제2전극(19)에 전원(전류)을 가함에 의해 p-n 접합 부위(14)(24)에 주입된 전자와 정공 쌍의 소멸 결합이 일어날 수 있는 양자 우물이 p-n 접합 부위(14)(24)에 형성되어 있으므로, 양자구속효과에 의해 임의의 혹은 특정 파장의 광을 방출하게 된다. 방출되는 광량 및 파장은 인가되는 전류량에 의존한다. 이때, 제2도핑영역(25) 아래면에 형성된 반사막(30)이 그 발광 소자의 아래쪽 방향으로 발생되는 광을 제1도핑영역(15) 쪽으로 반사시키므로, 큰 강도의 광이 제1도핑영역(15) 상의 윈도우(31)를 통하여 출사된다. 여기서, 상기 반사막(30)에 입사되는 광은 제2도핑영역(25)의 p-n 접합 부위(14)(24)에서 생성된 광 중 일부 및 제1도핑영역(15)의 p-n 접합 부위(14)(24)에서 생성되어 제2도핑영역(25)쪽으로 진행하는 광을 포함한다.In the light emitting device according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above, the pn junction portions 14 and 24 are applied by applying power (current) to the first electrodes 17 and 27 and the second electrode 19. Since the quantum wells in which the evanescent coupling of the electrons and hole pairs injected into the pn may occur are formed at the pn junction sites 14 and 24, light of an arbitrary or specific wavelength is emitted by the quantum confinement effect. The amount of light emitted and the wavelength depend on the amount of current applied. At this time, since the reflective film 30 formed on the lower surface of the second doped region 25 reflects the light generated in the downward direction of the light emitting device toward the first doped region 15, the light having a large intensity is applied to the first doped region ( 15 is emitted through the window 31 on. Here, the light incident on the reflective film 30 is a portion of the light generated at the pn junction regions 14 and 24 of the second doped region 25 and the pn junction region 14 of the first doped region 15. Light generated at 24 and traveling toward the second doped region 25.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 발광 소자는 디스플레이 시스템 또는 조명 시스템에 발광 디바이스 장치로서 적용될 수 있으며, 디스플레이 시스템 또는 조명 시스템에 적용시 종래의 발광 소자를 적용한 경우보다 많은 발광량을 얻을 수 있다. 이때, 상기 발광 디바이스 장치는 본 발명에 따른 발광 소자를 적어도 1개 구비한다. 디스플레이 시스템용인 경우, 상기 발광 디바이스 장치는 2차원으로 배열된 다수의 본 발명에 따른 발광 소자로 이루어진다. 본 발명에 따른 발광 소자는반도체 물질을 이용하여 반도체 제조 공정을 통해 초소형으로 형성될 수 있으므로, 이를 디스플레이 시스템 특히, 박형 고체상 디스플레이(flat panel solid state display)에 응용할 수 있음은 분명하다. 조명 시스템용인 경우, 상기 발광 디바이스 장치는 조명 시스템의 용도 및 조도 요구에 대응하여 적어도 1개 이상의 본 발명에 따른 발광 소자로 이루어진다. 상기와 같이, 본 발명에 따른 발광 소자를 적용한 발광 디바이스 장치의 구조는 이상의 설명을 통하여 충분히 유추할 수 있으므로, 보다 자세한 설명 및 도시는 생략한다.The light emitting device according to the present invention as described above can be applied to the display system or the lighting system as a light emitting device device, when applied to the display system or the lighting system can obtain a larger amount of light emission than when applying a conventional light emitting device. In this case, the light emitting device device includes at least one light emitting device according to the present invention. In the case of a display system, the light emitting device device comprises a plurality of light emitting elements according to the invention arranged in two dimensions. Since the light emitting device according to the present invention can be formed into a microminiature through a semiconductor manufacturing process using a semiconductor material, it is obvious that it can be applied to a display system, in particular, a flat panel solid state display. In the case of a lighting system, the light emitting device device comprises at least one light emitting element according to the invention in response to the use of the lighting system and the illuminance requirement. As described above, the structure of the light emitting device device to which the light emitting element according to the present invention is applied can be sufficiently inferred through the above description, and thus, detailed description and illustration are omitted.

이하에서는, 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 발광 소자를 제조하는 방법의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a method of manufacturing a light emitting device according to the present invention having a structure as shown in FIG.

도 5a 내지 도 5d는 기본 발광 소자를 형성하는 단계를 보인 도면, 도 6은 한쌍의 기본 발광 소자를 접합하는 단계를 보인 도면, 도 7은 발광 소자의 일 도핑영역상에 반사막(30)을 형성하여 본 발명에 따른 발광 소자의 제조를 완료하는 단계를 보인 도면이다.5A to 5D illustrate a step of forming a basic light emitting device, FIG. 6 illustrates a step of bonding a pair of basic light emitting devices, and FIG. 7 forms a reflective film 30 on one doped region of the light emitting device. To show the step of completing the manufacturing of the light emitting device according to the present invention.

본 발명에 따른 발광 소자를 제조하기 위해 먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, n형 또는 p형의 실리콘을 포함하는 기판(11) 예컨대, n형으로 도핑된 Si-기판을 준비한다.In order to manufacture the light emitting device according to the present invention, first, as shown in FIG. 5A, a substrate 11 including n-type or p-type silicon, for example, an Si-type doped with n-type is prepared.

준비된 기판(11) 상에 도 5b에 도시된 바와 같이, 개구를 가지는 원하는 얇은 두께의 제어막(13) 예컨대, 실리콘 산화막을 증착한다. 이 실리콘 산화막은 도핑영역 형성을 위한 도핑동안, 마스크로서 기능을 하는 동시에 극도로 얕은 도핑이 가능하도록 하는 적정 두께로 형성된다.On the prepared substrate 11, as shown in Fig. 5B, a desired thin thickness control film 13 having an opening, for example, a silicon oxide film, is deposited. This silicon oxide film is formed to an appropriate thickness to function as a mask and to allow extremely shallow doping during the doping for forming the doped region.

다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 붕소 또는 인 등의 도판트를 적절한 확산 온도에서 상기 개구에 노출된 표면으로부터 기판(11) 내부쪽으로 확산시키는 비평형 확산에 의해 기판(11)과 반대형 예컨대, p+형의 도핑영역(15)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5C, the dopant such as boron or phosphorus is opposite to the substrate 11 by non-equilibrium diffusion which diffuses from the surface exposed to the opening into the substrate 11 at an appropriate diffusion temperature. For example, the p + type doped region 15 is formed.

다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 기판(11)의 도핑영역(13)쪽에 제1전극(17), 그 반대면에 투명한 제2전극(19)을 형성하여, 기본 발광 소자를 완성한다. 상기 제1전극(17)은 도핑영역(15) 상의 광이 출사되는 윈도우(31)를 제외한 영역에 형성된다.Next, as shown in FIG. 5D, the first electrode 17 is formed on the doped region 13 side of the substrate 11, and the transparent second electrode 19 is formed on the opposite side of the substrate 11 to complete the basic light emitting device. do. The first electrode 17 is formed in a region excluding the window 31 from which light on the doped region 15 is emitted.

도 5a 내지 도 5d에서는 발광 소자를 이루는 부재, 그 부재를 이루는 물질 및 그 물리적인 기능 등을 불필요하게 반복하여 설명하는 것을 피하기 위하여, 도 3에서와 동일 참조부호를 사용하였다. 이때, 도 5a 내지 도 5d에서는 제1기판(11) 및 제1도핑영역(15)을 포함하는 일 기본 발광 소자에 대해서 설명하였는데, 이 제조 과정은 실질적으로 제2기판(21) 및 제2도핑영역(25)을 포함하는 다른 기본 발광 소자에 대해서도 마찬가지이다. 상기와 같은 일 기본 발광 소자 및 다른 기본 발광 소자는 동일 제조 공정 중에 일괄적으로 제조하거나, 서로 다른 제조 공정을 통하여 제조할 수 있다.In FIG. 5A to FIG. 5D, the same reference numerals are used as in FIG. 3 in order to avoid unnecessarily repeatedly explaining the members constituting the light emitting device, the materials constituting the members, and the physical functions thereof. 5A to 5D illustrate one basic light emitting device including the first substrate 11 and the first doped region 15, and the manufacturing process is substantially the second substrate 21 and the second doping. The same applies to other basic light emitting elements including the region 25. One basic light emitting device and the other basic light emitting device as described above may be produced in a batch during the same manufacturing process, or may be manufactured through different manufacturing processes.

도 5d 및 앞서의 설명을 바탕으로 하면, 쌍을 이루는 기본 발광 소자 각각은 투명한 제2전극(19)을 구비하는 것으로 되는데, 반드시 쌍을 이루는 기본 발광 소자 각각이 투명한 제2전극(19)을 구비할 필요는 없다. 즉, 서로 대응되게 접합함으로써 본 발명에 따른 발광 소자를 형성하는 한쌍의 기본 발광 소자의 어느 한 쪽에만 투명한 제2전극(19)을 형성하는 것도 가능하다. 상기와 같은 기본 발광 소자는반도체 공정을 통해 하나의 대형 기판에 대량 제작이 가능하므로, 어레이 구조는, 하나의 대형 기판에 요구되는 구조의 기본 발광 소자를 형성하고, 이들을 적절히 절단해 낸 다음 서로 접합시켜 본 발명에 따른 발광 소자를 형성하거나, 서로 다른 대형 기판에 요구되는 구조로 기본 발광 소자를 형성하고, 이들을 서로 대응되게 접합하면 된다.Based on FIG. 5D and the foregoing description, each pair of basic light emitting devices has a transparent second electrode 19, and each pair of basic light emitting devices must have a transparent second electrode 19. There is no need to do it. That is, it is also possible to form the transparent second electrode 19 only on one side of the pair of basic light emitting elements forming the light emitting element according to the present invention by joining correspondingly. Since the basic light emitting device as described above can be mass-produced on one large substrate through a semiconductor process, the array structure forms a basic light emitting device having a structure required for one large substrate, cuts them appropriately, and then bonds them together. The light emitting device according to the present invention may be formed, or a basic light emitting device may be formed in a structure required for different large substrates, and these may be bonded to each other.

다음으로, 상기와 같은 제조 과정을 통해 완성된 기본 발광 소자 한쌍을 도 6에 도시된 바와 같이, 도핑영역(15)(25)이 형성되지 않은 면이 서로 마주하도록 접합한다. 접합은 접착제를 사용하여 할 수 있다. 접착제로는 전도성 접착제를 사용하는 것이 바람직한데, 특히 쌍을 이루는 기본 발광 소자 중 어느 한쪽에만 투명한 제2전극(19)이 형성된 경우에는, 그 제2전극(19)이 제1 및 제2기판(11)(21) 모두에 전기적으로 연결되도록, 접착제로 반드시 전도성 접착제를 사용할 필요가 있다.Next, as shown in FIG. 6, a pair of basic light emitting devices completed through the manufacturing process as described above are bonded to face each other without the doped regions 15 and 25 formed thereon. Bonding can be done using an adhesive. It is preferable to use a conductive adhesive as the adhesive. In particular, when the transparent second electrode 19 is formed on only one of the paired basic light emitting devices, the second electrode 19 is formed of the first and second substrates. It is necessary to use a conductive adhesive as the adhesive so as to be electrically connected to all of 11) (21).

마지막으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2도핑영역(25) 상에 높은 반사율을 갖는 반사막(30)을 형성한다. 여기서, 상기 반사막(30)을 제2도핑영역(25) 상에 먼저 형성한 다음, 한쌍의 기본 발광 소자를 서로 접합하는 것도 가능하다.Finally, as shown in FIG. 7, the reflective film 30 having a high reflectance is formed on the second doped region 25. Here, the reflective film 30 may be first formed on the second doped region 25, and then a pair of basic light emitting devices may be bonded to each other.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 발광 소자는 출사되는 광의 강도를 높일 수 있도록 극도로 얕게 도핑되어 그 p-n 접합 부위에서 양자 구속효과에 의해 발광을 낼 수 있는 도핑영역을 구비하므로, 다공성 실리콘 및 나노크리스털 실리콘을 이용한 발광소자보다 발광 효율이 우수하다. 또한, 상기 도핑 영역이 양쪽에 형성되고, 일 도핑영역 상에 반사막을 형성되어 있으므로, 출사되는 광의 강도를 크게 높일 수 있다.As described above, the light emitting device according to the present invention has a doped region which is extremely shallowly doped to increase the intensity of emitted light and emits light due to quantum confinement effect at its pn junction, thereby providing porous silicon and nanocrystals. The light emitting efficiency is higher than that of the light emitting device using silicon. In addition, since the doped regions are formed on both sides and a reflective film is formed on one doped region, the intensity of the emitted light can be greatly increased.

Claims (10)

n형 또는 p형 기판과;an n-type or p-type substrate; 상기 기판 양면에 각각 형성되며, 상기 기판과의 p-n접합 부위에서 양자 구속효과에 의해 발광이 일어나도록 소정의 도판트에 의해 상기 기판과 반대형으로 극도로 얕게 도핑된 제1 및 제2도핑영역과;First and second doped regions respectively formed on both sides of the substrate and doped with an extremely shallow dopant opposite to the substrate by a predetermined dopant such that light is emitted by a quantum confinement effect at a pn junction with the substrate; ; 제1 및 제2도핑영역 중 일 도핑영역 상에 형성되어 그 도핑영역쪽에서 발광된 광을 다른 도핑영역쪽으로 반사시키는 반사막과;A reflection film formed on one of the first and second doped regions to reflect light emitted from the doped region toward the other doped region; 정공과 전자를 주입하기 위한 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.Light emitting device comprising a; electrode for injecting holes and electrons. 제1항에 있어서, 상기 기판은, 제1 및 제2기판으로 이루어지고,The method of claim 1, wherein the substrate is composed of a first and a second substrate, 상기 전극은,The electrode, 상기 제1 및 제2도핑영역쪽에 각각 형성된 한쌍의 제1전극과;A pair of first electrodes formed on the first and second doped regions, respectively; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 투명한 제2전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.And a transparent second electrode formed between the first and second substrates. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제1 및 제2도핑영역 형성시 마스크로서 기능을 하며, 상기 제1 및 제2도핑영역이 극도로 얕은 도핑 깊이로 형성되도록 하는 제어막;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.And a control layer which functions as a mask when the first and second doped regions are formed, and wherein the first and second doped regions are formed to an extremely shallow doping depth. 제3항에 있어서, 상기 기판은 실리콘을 포함하는 소정 반도체 물질로 이루어지고,The method of claim 3, wherein the substrate is made of a predetermined semiconductor material including silicon, 상기 제어막은, 상기 제1 및 제2도핑영역이 극도로 얕은 도핑 깊이로 형성되도록 적정 두께를 갖는 실리콘 산화막인 것을 특징으로 하는 발광 소자.The control film is a light emitting device, characterized in that the silicon oxide film having a suitable thickness so that the first and second doped region is formed to an extremely shallow doping depth. n형 또는 p형 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 도핑영역 형성을 위한 마스크로서 기능을 하며 극도로 얕은 도핑이 가능하도록 하는 제어막을 증착하는 단계, 상기 기판과의 p-n접합 부위에서 양자 구속효과에 의해 발광이 일어나도록 소정의 도판트로 상기 기판의 일측을 도핑하여 상기 기판과 반대형의 극도로 얕은 도핑영역을 형성하는 단계, 상기 도핑영역 쪽에 제1전극 및/또는 상기 기판의 반대면에 투명한 제2전극을 형성하는 단계를 통하여, 복수의 기본 발광 소자를 형성하는 단계와;preparing an n-type or p-type substrate, depositing a control film that functions as a mask for forming a doped region on the substrate and enables extremely shallow doping, and has a quantum confinement effect at a pn junction with the substrate Doping one side of the substrate with a predetermined dopant so as to cause light emission to form an extremely shallow doped region opposite to the substrate, the first electrode on the doped region and / or transparent to the opposite side of the substrate Forming a plurality of basic light emitting elements by forming a second electrode; 적어도 하나가 투명한 제2전극을 가지는 한쌍의 기본 발광 소자를 도핑영역이 형성되지 않은 면이 서로 마주하도록 접합하는 단계와;Bonding a pair of basic light emitting devices having at least one transparent second electrode such that the surfaces on which the doped regions are not formed face each other; 쌍을 이루는 기본 발광 소자의 일 도핑영역 상에 형성되어 그 도핑영역쪽에서 발광된 광을 대응하는 다른 도핑영역쪽으로 반사시키는 반사막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 제조방법.And forming a reflective film formed on one doped region of the pair of basic light emitting elements to reflect the light emitted from the doped region toward the corresponding doped region. 제5항에 있어서, 상기 기판은 실리콘을 포함하는 소정 반도체 물질로 이루어지고,The method of claim 5, wherein the substrate is made of a predetermined semiconductor material including silicon, 상기 제어막은, 상기 제1 및 제2도핑영역이 극도로 얕은 도핑 깊이로 형성되도록 적정 두께를 갖는 실리콘 산화막인 것을 특징으로 하는 발광 소자 제조방법.And the control film is a silicon oxide film having an appropriate thickness such that the first and second doped regions are formed with an extremely shallow doping depth. 적어도 하나의 발광 소자를 구비하는 발광 디바이스 장치에 있어서,A light emitting device device comprising at least one light emitting element, 상기 발광 소자는,The light emitting device, n형 또는 p형 기판과;an n-type or p-type substrate; 상기 기판 양면에 각각 형성되며, 상기 기판과의 p-n접합 부위에서 양자 구속효과에 의해 발광이 일어나도록 소정의 도판트에 의해 상기 기판과 반대형으로 극도로 얕게 도핑된 제1 및 제2도핑영역과;First and second doped regions respectively formed on both sides of the substrate and doped with an extremely shallow dopant opposite to the substrate by a predetermined dopant such that light is emitted by a quantum confinement effect at a pn junction with the substrate; ; 제1 및 제2도핑영역 중 일 도핑영역 상에 형성되어 그 도핑영역쪽에서 발광된 광을 다른 도핑영역쪽으로 반사시키는 반사막과;A reflection film formed on one of the first and second doped regions to reflect light emitted from the doped region toward the other doped region; 정공과 전자를 주입하기 위한 전극;을 포함하며, 조명 시스템 또는 디스플레이 시스템에 적용되는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 장치.And an electrode for injecting holes and electrons, wherein the light emitting device device is applied to an illumination system or a display system. 제7항에 있어서, 상기 기판은, 제1 및 제2기판으로 이루어지고,The method of claim 7, wherein the substrate is composed of a first and a second substrate, 상기 전극은,The electrode, 상기 제1 및 제2도핑영역쪽에 각각 형성된 제1전극과;First electrodes formed on the first and second doped regions, respectively; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 투명한 제2전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 장치.And a transparent second electrode formed between the first and second substrates. 제7항 또는 제8항에 있어서,The method according to claim 7 or 8, 상기 발광 소자는, 상기 제1 및 제2도핑영역 형성시 마스크로서 기능을 하며, 상기 제1 및 제2도핑영역이 극도로 얕은 도핑 깊이로 형성되도록 하는 제어막;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 장치.The light emitting device may further include a control layer that functions as a mask when the first and second doped regions are formed, and allows the first and second doped regions to be formed with an extremely shallow doping depth. Light emitting device device. 제9항에 있어서, 상기 기판은 실리콘을 포함하는 소정 반도체 물질로 이루어지고,The method of claim 9, wherein the substrate is made of a predetermined semiconductor material including silicon, 상기 제어막은, 상기 제1 및 제2도핑영역이 극도로 얕은 도핑 깊이로 형성되도록 적정 두께를 갖는 실리콘 산화막인 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 장치.And the control film is a silicon oxide film having an appropriate thickness such that the first and second doped regions are formed with an extremely shallow doping depth.
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