KR20040074328A

KR20040074328A - 발광 다이오드 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20040074328A
Application number: KR1020030009885A
Authority: KR
Inventors: 전지나
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2004-08-25

Abstract

본 발명은 발광 다이오드 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 기판의 상부에 N-화합물 반도체층, 활성층, P-화합물 반도체층과 발광효율을 증가시키는 투명전극을 순차적으로 적층하는 단계와; 상기 투명전극에서 상기 N-화합물 반도체층의 일부까지 나선형 형상으로 식각하는 단계와; 상기 식각된 N-화합물 반도체층 상부에 N-전극패드를 형성하고, 상기 투명전극 상부에 P-전극패드를 형성하는 단계로 발광 다이오드를 제조한다.

따라서, 본 발명은 나선형 형상으로 활성영역과 전극패드들을 형성하여, 종래의 구조보다 전류 퍼짐을 증가시키고, 이격되어 있는 나선형 형상의 상부로부터 광을 방출시킴으로 발광 효율을 증가시키고 열을 쉽게 방출할 수 있는 효과가 발생한다.

Description

발광 다이오드 및 그의 제조 방법{Light emitting diode and method of manufacturing the same}

본 발명은 발광 다이오드 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나선형 형상으로 발광다이오드를 제작하여, 종래의 구조보다 전류 퍼짐을 증가시키고, 이격되어 있는 나선형 형상의 상부로 부터 광을 방출시킴으로 발광 효율을 증가시키고 열을 쉽게 방출할 수 있는 발광 다이오드 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 고휘도 발광 다이오드의 결정적인 역할을 하는 변수는 발광 효율을 높이는 일이다.

따라서, 다이오드 반도체 물질에서 빛을 효과적으로 방출하는 것은 발광 다이오드의 설계에 있어서 중요하다.

즉, 발광에 참여하는 주입된 전자와 정공들을 활성층에서 이중 이종 접합(Double hetero structure)이나 하나 혹은 다중 양자 우물로 잘 구속시켜 발광 효율을 증가시키거나 전류의 퍼짐(Current spreading)에 영향을 주는 에피층의 성장 또는 접촉 저항을 줄이는 에피층의 성장과 투명도가 높은 전극등이 발광 효율을 결정한다고 할 수 있다.

도 1은 일반적인 발광 다이오드의 단면도로서, 기판(10)의 상부에 형성되어 상부의 일부가 식각된 N-화합물 반도체층(11)과; 상기 N-화합물 반도체층(11)의 식각되지 않은 상부에 형성된 활성층(12)과; 상기 활성층(12)의 상부에 형성된 P-화합물 반도체층(13)과; 상기 P-화합물 반도체층(13)의 상부에 형성된 발광 효율을 높이는 투명전극(14)과; 투명전극(14)의 위에 형성된 P-전극(15)과; 상기 N-화합물 반도체층(11)의 식각된 상부에 형성된 N-전극(16)으로 구성된다.

이렇게 구성된 발광 다이오드는 상기 P-전극(15)과 N-전극(16)으로 정공과 전자가 주입되면, 상기 활성층(12)에서 정공과 전자가 재결합하여 광을 방출하게된다.

하지만 이런 발광 다이오드에서는 P-금속과 N-금속 사이의 거리가 너무 멀어 전류의 퍼짐이 전 면적에서 일어나지 않아 발광 효율을 감소시킬 뿐만 아니라, P-화합물 반도체층(11)의 상부에 작은 면적의 P-전극(16)을 증착하여 형성함으로써, 소자 구동시 발생하는 열을 효과적으로 방출시킬 수 없는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 나선형 형상으로 활성영역과 전극패드들을 형성하여, 종래의 구조보다 전류 퍼짐을 증가시키고, 이격되어 있는 나선형 에피층의 상부로부터 광을 방출시킴으로 발광 효율을 증가시키고 열을 쉽게 방출할 수 있는 발광 다이오드 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 기판의 상부에 형성되고, 상부의 일부가 제거되어 나선형으로 돌출되어 있는 N-화합물 반도체층과;

상기 N-화합물 반도체층의 상부에 활성층, P-화합물 반도체층과 투명전극이 순차적으로 적층된 나선형 에피층과;

상기 투명전극 상부에 형성된 P-전극패드과;

상기 N-화합물 반도체층에 형성된 N-전극패드로 구성된 발광 다이오드가 제공된다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 기판의 상부에 N-화합물 반도체층, 활성층, P-화합물 반도체층과 투명전극을 순차적으로 적층하는 단계와;

상기 투명전극에서 상기 N-화합물 반도체층의 일부까지 나선형 형상으로 식각하는 단계와;

상기 식각된 N-화합물 반도체층 상부에는 N-전극패드를 형성하고, 상기 투명전극 상부에는 P-전극패드를 형성하는 단계로 구성된 발광 다이오드의 제조방법이 제공된다.

도 1은 일반적인 발광 다이오드의 단면도이다.

도 2a 에서 2c는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 제조 공정단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드의 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 다른 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10,100 : 기판 11,110 : N-화합물 반도체층

12,111 : 활성층 13,112 : P-화합물 반도체층

14,113 : 투명전극 15 : P-전극

16 : N-전극 121,121a,121b : P-전극패드

122, 122a,122b : N-전극패드

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2a 에서 2c는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 제조 공정단면도로서, 먼저, 기판(100)의 상부에 N-화합물 반도체층(110), 활성층(111), P-화합물 반도체층(112)과 투명전극(113)을 순차적으로 적층한다.(도 2a)

그 다음, 상기 투명전극(113)에서 상기 N-화합물 반도체층(110)의 일부까지 나선형 형상으로 건식 식각한다.(도 2b)

상기 나선형 형상은 후술되는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 평면도를 도시한 도 3과 4에 잘 도시되어 있다.

마지막으로, 상기 식각된 나선형 형상의 N-화합물 반도체층(110)의 위에는 N-전극패드(122)를 형성하고, 상기 나선형 형상의 투명 전극 상부에는 P-전극패드(121)를 형성한다.(도 2c)

따라서, 전술된 공정에 의해 제조되는 본 발명의 발광 다이오드는 기판(100)의 상부에 형성되고, 상부의 일부가 제거되어 나선형으로 돌출되어 있는 N-화합물 반도체층(110)과; 상기 N-화합물 반도체층(110)의 상부에 활성층(111), P-화합물 반도체층(112)과 투명전극(113)이 순차적으로 적층된 나선형 에피층과; 상기 투명전극의 상부에 형성된 P-전극패드(121)와; 상기 N-화합물 반도체층에 형성된 N-전극패드(122)로 구성된다.

이렇게 제조된 본 발명에 따른 발광 다이오드는 나선형으로 전극패드들이 배치되어 있어, 종래의 구조보다 전류 퍼짐이 증가하게 되고, 이격되어 있는 나선형 상부에서 광을 방출시키므로 발광 효율을 증가시키고 열을 쉽게 방출할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드의 평면도로서, 식각된 N-화합물 반도체층(110a)이 있고, 상기 투명전극의 상부의 일부분에는 P-전극패드(121)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 P-전극패드(121)는 발광 다이오드의 중심부에 있는 제 1 P-전극패드(121b)와 외곽에 있는 제 2 P-전극패드(121a)를 연결한다.

그리고, 상기 나선형 형상의 N-화합물 반도체층(110a)의 위에는 N-전극패드(122)가 형성되고, 상기 N-전극패는(122)는 발광 다이오드의 중심부에 있는 제 1 N-전극패드(122b)와 외곽에 있는 제 2 N-전극패드(122a)를 연결한다.

그리고, 참고로 도 3의 A-A'선 단면도가 도 2c이다.

더불어, 전류의 흐름을 용이하게 하기위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 나선형 형상을 원형 패턴으로 형성 할 수도 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 나선형 형상으로 활성영역과 전극패턴들을 형성하여, 종래의 구조보다 전류 퍼짐을 증가시키고, 이격되어 있는 나선형 형상 상부에서 광을 방출시킴으로 발광 효율을 증가시키고, 열을 쉽게 방출할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

기판의 상부에 형성되고, 상부의 일부가 제거되어 나선형으로 돌출되어 있는 N-화합물 반도체층과;

상기 N-화합물 반도체층의 상부에 활성층, P-화합물 반도체층과 투명전극이 순차적으로 적층된 나선형 에피층과;

상기 투명전극 상부에 형성된 P-전극패드과;

상기 N-화합물 반도체층에 형성된 N-전극패드로 구성된 발광 다이오드.
제 1 항에 있어서,

상기 P-전극패드는 발광 다이오드의 중심부에 있는 제 1 P-전극패드와 외곽에 있는 제 2 P-전극패드에 연결되어 있고,

상기 N-전극패드는 발광 다이오드의 중심부에 있는 제 1 N-전극패드와 외곽에 있는 제 2 N-전극패드에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
제 1 항에 있어서,

상기 나선형 에피층은 사각 형상의 패턴인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
기판의 상부에 N-화합물 반도체층, 활성층, P-화합물 반도체층과 투명전극을순차적으로 적층하는 단계와;

상기 투명전극에서 상기 N-화합물 반도체층의 일부까지 나선형 형상으로 식각하는 단계와;

상기 식각된 N-화합물 반도체층 상부에는 N-전극패드를 형성하고, 상기 투명전극 상부에는 P-전극패드를 형성하는 단계로 구성된 발광 다이오드의 제조 방법.