KR20070081934A - 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20070081934A
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Abstract

본 발명은 반도체층 내부에 나노 패턴을 지닌 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 반도체 발광소자에 있어서, 내부에 다수의 나노 패턴을 포함하는 반도체층; 및 상기 반도체층 상에 형성된 활성층;을 포함하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자를 제공하여, 광 추출 효율을 향상시키면서 발광 소자의 내부 결함을 감소시키는 효과가 있다.

Description

나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법{Semiconductor Emitting Device with nano pattern structure and Manufacturing Method for the Same}
도 1은 종래 기술에 의한 요철 구조를 포함하는 반도체 발광 소자들을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 나노 패넌 구조를 지닌 반도체 발광 소자 구조를 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자의 제조 공정 중의 이미지 사진을 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 발광 소자 및 종래 기술에 의한 반도체 발광 소자의 발광 특성을 나타낸 그래프이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
111... 사파이어 기판 112... n-GaN
113... n-AlGaN 114... 활성층
115... p=AlGaN 116... p-GaN
117... p-전극 118... n-전극
21... 기판 22, 37... 제 1반도체층
23, 36... 나노 패턴 24, 35... 제 2반도체층
25, 34... 활성층 26, 33... 제 3반도체층
27, 32... 제 1전극 28, 38... 제 2전극
41... 기판 42... 제 1반도체층
42a... 식각 영역 43... 내부 결함
44... 중간층 45... 제 2반도체층
본 발명은 반도체 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 발광 소자에 내부에 나노 패턴 구조를 형성하여 반도체 발광 소자의 광 추출 효율을 향상시킨 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 발광 소자(light emitting diode : LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여, 전기 에너지를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시킨 신호를 발신하는데 사용되는 소자이다. 발광 다이오드는 EL의 일종이며, 현재 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 이용한 발광 다이오드가 실용화 되고 있다.
Ⅲ족 질화물계 화합물 반도체는 직접천이형 반도체이며, 다른 반도체를 이용한 소자보다 고온에서 안정된 동작을 얻을 수 있어서, 발광 다이오드(LED)나 레이 저 다이오드(laser diode : LD) 등의 발광 소자에 널리 응용되고 있다. 이와 같은 Ⅲ족 질화물계 화합물 반도체는 통상 사파이어(sapphire : Al2O3)를 기판으로 이용하여 그 위에 형성되는 것이 일반적이며, 발광 효율, 즉 광의 추출 효율의 향상시키기 위하여 다양한 구조의 발광 다이오드에 관한 연구가 진행되고 있다. 현재 발광 소자의 광 추출 영역에 요철 구조를 형성시켜 광 추출 효율을 향상시키고자 하는 연구가 진행되고 있다.
서로 다른 굴절율을 지닌 물질층들의 계면에서는 각 물질층의 굴절율에 따른 광의 진행이 제한을 받는다. 평탄한 계면의 경우, 굴절률이 큰(n=2.5) 반도체층으로부터 굴절률이 작은 공기층(n=1)으로 광이 진행되는 경우 계면의 수직 방향을 기준으로 소정 각도 이하로 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.
도 1는 종래 기술에 의한 요철 구조를 포함하는 반도체 발광 소자를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 사파이어 기판(111) 상에 n-GaN층(112)이 형성되어 있으며, n-GaN층(112)의 일부 영역 상에 n-AlGaN층(113), 활성층(114), p-AlGaN층(115), p-GaN(116) 및 p전극(117)이 순차적으로 형성되어 있다. 그리고, n-GaN층(112)의 n-AlGaN층(113)이 형성되지 않은 영역 상에 n-전극(118)이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 이러한 구조는 플립 칩(flip-chip) 형태로서 활성층(114)에서 방생한 광을 주로 투광성인 사파이어 기판(111) 방향으로 추출시켜 이용하게 된다. 여기서는 사파이어 기판(111) 표면에 요철 구조(120)를 형성시킴으로써 광추출 효율을 향상시키는 것이다.
이와 같은 종래 기술에 의한 요철 구조를 포함하는 반도체 발광 소자의 경우, 주로 광 추출 효율을 향상시키기 위해 요철 구조를 도입한 것이다. 그러나, 특히 도 1에 나타낸 바와 같이 사파이어 기판(111)을 패터닝하여 요철 구조를 도입하는 경우 사파이어 기판(111)과 그 상부에 형성되는 반도체층의 결정 구조가 맞지 않아 반도체층의 결함이 발생하기 쉬워 균질한 반도체층의 성장이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 내부적인 결정 결함에 의해 광효율이 감소하는 문제점이 있다.
본 발명에서는 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 반도체 발광 소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있으며, 또한 반도체 발광 소자 내부의 결정 결함을 감소시킬 수 있는 반도체 발광 소자의 구조 및 이를 형성시키는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 상기 목적을 달성하기 위하여,
반도체 발광소자에 있어서,
내부에 다수의 나노 패턴을 포함하는 반도체층; 및
상기 반도체층 상에 형성된 활성층;을 포함하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 반도체층은, 상기 나노 패턴이 그 표면 영역에 함입되어 형성된 제 1반도체층; 및 상기 제 1반도체층의 상기 나노 패턴이 형성된 영역 상에 형성된 제 2반도체층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1반도체층 및 제 2반도체층은 GaN을 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 활성층 상에 형성된 제 3반도체층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 나노 패턴은 굴절률이 2.5 이하의 광투과성 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 나노 패턴은 투명 절연체로서 SiO2, SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 나노 패턴은 투명 전도체로서 ZnO로 형성시키거나, In 산화물에 Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Mn, Hg, Pr 또는 La 중 적어도 어느 하나의 첨가물이 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반도체층은 사파이어 기판 상에 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제 3반도체층 상에 형성된 제 1전극; 및 상기 제 2반도체층의 상기 활성층이 형성되지 않은 영역에 형성된 제 2전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 반도체 발광 소자의 제조 방법에 있어서,
(가) 기판 상에 제 1반도체층을 형성시키는 단계;
(나) 상기 제 1반도체층을 패턴하여 요철 구조를 형성시키는 단계;
(다) 상기 제 1반도체층의 패턴 영역에 광 투과성 물질로 충진시켜 나노 패턴을 형성하는 단계; 및
(라) 상기 제 1반도체층 상에 제 2반도체층, 활성층 및 제 3반도체층을 순차적으로 형성시키는 단계;를 포함하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 (나) 단계는 H3PO4 또는 KOH를 사용하여 식각을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명항에 있어서, 상기 (다) 단계는,
상기 노출된 기판 및 요철 구조의 상기 제 1반도체층 상에 광투과성 물질을 도포하는 단계; 및
상기 제 1반도체층의 표면이 노출되도록 레벨링 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광 투과성 물질을 도포한 후 열처리를 실시하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법에 대해 보다 상세하게 설명하고자 한다. 참고로 도면에 나타낸 각층의 두께는 설명을 위하여 다소 과장되게 도시하였음을 명심하여 야 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자를 포함하는 반도체 발광 소자를 나타낸 도면이다. 도 2는 플립 칩(flip chip) 형태의 반도체 발광 소자를 나타내며, 도 3은 버티컬(vertical) 형태의 반도체 발광 소자를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면 기판(21)의 제 1면에 제 1반도체층(22)이 형성되어 있으며, 제 1반도체층(22) 내부에 나노 패턴(23)이 형성되어 있다. 그리고, 나노 패턴(23)이 형성된 제 1반도체층(22) 표면에는 제 2반도체층(24)의 제 1영역에는 활성층(25), 제 3반도체층(26), 제 1전극(27)이 순차적으로 형성되어 있다. 제 2반도체층(24) 제 2영역에는 제 2전극(28)이 형성되어 있다.
각 층의 물질을 예시적으로 서술하면 다음과 같다. 기판(21)은 일반적으로 널리 사용되는 사파이어(Al2O3)외에 GaN, ZnO, SiC, Si 또는 GaO 기판을 사용할 수 있으며, 제 1반도체층(22)과 제 2반도체층(24)은 p-GaN으로 형성될 수 있다. 그리고, 나노 패턴(23)은 굴절률이 2.5 이하의 투명 절연체 또는 투명 전도체로 형성시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 투명 절연체로는 SiO2, SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO를 사용할 수 있다. 그리고, 투명 전도체로는 ZnO와 Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Mn, Hg, Pr 또는 La 중 적어도 어느 하나의 첨가물이 포함된 In 산화물을 사용할 수 있다. 나노 패턴(23)의 크기(폭 및 깊이)는 수 나노 미터 내지 수 마이크로 미터의 크기로 형성된 것으로, 임의 로 조절하여 형성될 수 있다.
활성층(25)은 통상 반도체 발광소자 또는 레이저 발광 소자에 사용되는 물질로 형성시킬 수 있으며, 다중 양자 장벽 구조의 다층 구조로 형성될 수 있다. 제 3반도체층(26)은 p-GaN으로 형성될 수 있으며, 이때, 제 1전극(27)은 p형 전도성 물질로 형성시키고, 제 2전극(28)은 n형 전도성 물질로 형성시킬 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1반도체층(22) 내에 형성된 나노 패턴(23)들은 그 사이의 거리는 일정한 것이 아니며, 제조 공정 중에 제 1반도체층(22) 내의 결함, 특히 screw dislocation에 의해 결정될 수 있다. 이에 대해서는 후술하는 제조 공정에서 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴을 포함하는 반도체 발광 소자의 구조에 의하면, 제 1반도체층(22)의 결함 영역에 나노 패턴(23)이 형성되며, 그 상부에 다시 제 2반도체층(24)이 형성되어 반도체 발광 소자 내부의 결정 결함을 감소시킬 수 있으며, 활성층(25)에서 발생하는 광의 외부 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴을 포함하는 버티컬 형태의 반도체 발광 소자에 관한 도면이다. 도 3을 참조하면, 하부 구조체(31) 상에 제 1전극(32), 제 3반도체층(33), 활성층(34), 제 2반도체층(35)이 순차적으로 형성되어 있다. 그리고, 제 2반도체층 (35) 상에는 나노 패턴(36)을 포함하는 제 1반도체층(37)이 형성되어 있다. 그리고, 제 1반도체층(37) 상에는 제 2전극(38)이 형성되어 있다.
도 3에 나타낸 버티컬 형태의 반도체 발광 소자의 각 구성 층들의 물질을 나 타내면 다음과 같다. 제 1반도체층(37)과 제 2반도체층(35)은 p-GaN으로 형성될 수 있다. 그리고, 나노 패턴(36)은 굴절률이 2.5 이하의 투명 절연체 또는 투명 전도체로 형성시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 투명 절연체로는 SiO2, SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO를 사용할 수 있다. 그리고, 투명 전도체로는 ZnO와 Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Mn, Hg, Pr 또는 La 중 적어도 어느 하나의 첨가물이 포함된 In 산화물을 사용할 수 있다. 활성층(34)은 통상 반도체 발광 소자 또는 레이저 발광 소자에 사용되는 물질로 형성시킬 수 있으며, 다중 양자 장벽 구조의 다층 구조로 형성될 수 있다. 제 3반도체층(33)은 p-GaN으로 형성될 수 있으며, 이때, 제 1전극(32)은 p형 전도성 물질로 형성시키고, 제 2전극(38)은 n형 전도성 물질로 형성시킬 수 있다.
나노 패턴(36)들 사이의 거리는 일정한 것이 아니고, 제 1반도체층(37) 내의 결함, 특히 screw dislocation에 의해 결정될 수 있다. 이와 같은 반도체 발광 소자의 구조에 따르면, 제 1반도체층(37)의 결함 영역에 나노 패턴(36)이 형성되며, 그 상부에 다시 제 2반도체층(35)이 형성되어 반도체 발광 소자 내부의 결정 결함을 감소시킬 수 있으며, 나노 패턴 구조를 도입하여 활성층(33) 내에서 발생하는 광의 외부 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자의 제조 방법에 대해 상세히 살펴보도록 한다. 도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자의 제조 방법을 나타낸 도면으로 구체적으로 나노 패턴의 형성 방법을 중심으로 도시된 것이다.
도 4a를 참조하면, 기판(41) 상에 제 1반도체층(42)을 형성시킨다. 여기서, 기판(41)은 예를 들어 사파이어 기판(굴절률 n = 1.78)을 사용하며, 제 1반도체층(42)은 예를 들어 n-GaN으로 형성시킨다.
도 4b를 참조하면, 제 1반도체층(42)의 표면에 대해 H3PO4 또는 KOH 등으로 식각 공정을 실시한다. 일반적으로 사파이어 물질과 GaN은 서로 결정 구조가 다르기 때문에, 그 내부적으로 결정 결함이 발생할 수 있다. 예를 들어 기판(41)으로부터 제 1반도체층(42)의 표면 방향으로 내부 결함(43)(screw dislocation 등)이 형성될 수 있다. H3PO4에 의해 습식 식각 공정을 제 1반도체층(42)의 표면에 대해 실시하면, 특히, 결정 결함(43) 영역에서 주로 식각이 진행되어 식각 패턴(etch pit)(42a)이 형성된다. 이때의 식각 방향은 결정 결함(43)의 방향에 따른 하방으로 진행될 뿐만 아니라, 측방향으로도 진행된다. 도 6a에서는 제 1반도체층(42)에 대해 H3PO4으로 습식 식각 공정을 실시한 경우의 제 1반도체층(42)을 나타낸 이미지이다. KOH에 의해 식각 공정을 실시하는 경우에는 기판(41) 방향으로 식각이 진행되는 경향이 있다. 따라서, 식각 공정을 실시하는 경우에는 선택적으로 식각 패턴의 폭 및 깊이를 조절 가능함을 알 수 있다. 식각 패턴(42a)의 형태는 그 단면이 사다리꼴의 요철 형태이며, 식각 패턴(42a)들 사이의 거리는 대체로 제 1반도체층(42) 내에 형성된 결정 결함(43)에 영향을 받는다.
도 4c를 참조하면, 기판(41) 상에 요철 형상으로 패턴된 제 1반도체층(42) 상에 나노 패턴(44) 물질을 도포한다. 활성층으로부터 발생된 광이 요철 형상을 통하여 외부로 추출되므로 나노 패턴(44) 영역은 광 투과성이 높은 물질로 형성시키는 것이 바람직하다. 구체적으로 굴절률이 2.5 이하의 투명 절연체 또는 투명 전도체로 형성시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 투명 절연체로는 SiO2, SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO를 사용할 수 있다. 그리고, 투명 전도체로는 ZnO와 Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Mn, Hg, Pr 또는 La 중 적어도 어느 하나의 첨가물이 포함된 In 산화물을 사용할 수 있다. 이들을 전반적으로 약 1.4 내지 1.8의 굴절률을 지닌다. 여기서, 나노 패턴(44) 물질을 제 1반도체층 상에 도포한 후, 어닐링 공정을 더 실시할 수 있다. 예를 들어, MOCVD의 H2 분위기 하에서 섭씨 약 1100에서 약 1시간 정도 실시한다.
도 4d를 참조하면, 나노 패턴(44) 물질이 도포된 제 1반도체층(42)의 상부를 노출시키기 위하여 레벨링(leveling) 공정을 실시한다. 따라서, 제 1반도체층(42)의 노출된 영역 사이에는 나노 패턴(44)이 형성된 구조가 된다. 이때 나노 패턴(44)의 크기는 상술한 바와 같이 식각 공정을 제어하여 수십 nm 내지 수백 nm 크기, 또는 그 이상의 크기로 원하는 대로 조절할 수 있다.
도 4e를 참조하면, 노출된 제 1반도체층(42) 및 나노 패턴(44) 상에 제 2반도체층(45)을 형성한다. 제 2반도체층(45)은 제 1반도체층(42)과 동일한 물질로 형성시키는 것이 바람직하며, 예를 들어 n-GaN으로 형성시킨다. 이 경우, 상대적으로 결정 결함이 없는 제 1반도체층(42) 상에서 제 2반도체층(45)이 성장하기 때문에 사파이어 기판(41) 표면에서 바로 형성시키는 경우에 비해 결정 결함이 크게 감소하게 된다. 도 5b에서는 나노 패턴(44)을 SiO2로 형성하고 그 상부에 제 2반도체층(45)을 형성시킨 구조를 나타내었다. 나노 패턴(44) 상에는 결정 결함이 매우 감소한 것을 확인할 수 있다.
결과적으로 도 4a 내지 도 4e 공정에 의해 나노 패턴(44)을 제 1반도체층(42) 및 제 2반도체층(45)의 경계 영역에 형성시킬 수 있다. 기타 제 2반도체층(45) 상에 형성되는 활성층, 제 3반도체층 등은 종래 기술에 의한 반도체 발광 소자의 제조 공정을 이용하면 용이하게 형성할 수 있다. 이와 같이 형성한 나노 패턴을 지닌 반도체 소자의 구조는 플립-칩 형태로 사용할 수 있으며, 기판(41)을 제거하고, 전극을 더 형성시켜 버티컬 구조로 이용할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴을 포함하는 반도체 발광 소자를 종래 기술에 의한 반도체 발광 소자와 그 발광 특성을 비교하여 나타낸 그래프이다.
구체적으로 도 6a에서는 인가 전류에 대한 발광량, 즉 광추출량을 나타낸 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴을 포함하는 반도체 발광 소자 (DENS : Dielectric Embedded Nitride Structure, n=1.4) 일반적인 평면 구조(Ref. LED)의 반도체 발광 소자에 비해 dir 23%의 발광량의 증가 효과를 나타내었다.
도 6b에서는 각 파장에 따른 광밀도를 나타낸 그래프로써, 약 396nm 파장의 추출 광밀도에서 본 발명의 실시예에 의한 나노 패턴을 포함하는 반도체 발광 소자 가 종래 기술에 의한 반도체 발광 소자에 비해 매우 향상된 결과를 나타내는 것을 알 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
본 발명에 의하면, 반도체 발광 소자의 반도체층에 나노 패턴 구조를 삽입함으로써, 반도체 소자의 제조 공정 시 발생할 수 있는 내부 결함을 크게 감소시킬 수 있으며, 활성층에서 발생한 광의 추출 효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 반도체 발광소자에 있어서,
    내부에 다수의 나노 패턴을 포함하는 반도체층; 및
    상기 반도체층 상에 형성된 활성층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 반도체층은,
    상기 나노 패턴이 그 표면 영역에 함입되어 형성된 제 1반도체층; 및
    상기 제 1반도체층의 상기 나노 패턴이 형성된 영역 상에 형성된 제 2반도체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1반도체층 및 제 2반도체층은 GaN을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 활성층 상에 형성된 제 3반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 나노 패턴은 굴절률이 2.5 이하의 광투과성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 나노 패턴은 투명 절연체로서 SiO2, SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 나노 패턴은 투명 전도체로서 ZnO로 형성시키거나, In 산화물에 Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Mn, Hg, Pr 또는 La 중 적어도 어느 하나의 첨가물이 포함된 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체층은 사파이어, GaN, ZnO, SiC, Si 또는 GaO 기판 상에 형성된 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 제 3반도체층 상에 형성된 제 1전극; 및
    상기 제 2반도체층의 상기 활성층이 형성되지 않은 영역에 형성된 제 2전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자.
  10. 반도체 발광 소자의 제조 방법에 있어서,
    (가) 기판 상에 제 1반도체층을 형성시키는 단계;
    (나) 상기 제 1반도체층을 패턴하여 요철 구조를 형성시키는 단계;
    (다) 상기 제 1반도체층의 패턴 영역에 광 투과성 물질로 충진시켜 나노 패턴을 형성하는 단계; 및
    (라) 상기 제 1반도체층 상에 제 2반도체층, 활성층 및 제 3반도체층을 순차적으로 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 (나) 단계는 H3PO4 또는 KOH를 사용하여 식각을 행하는 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 (다) 단계는,
    상기 노출된 기판 및 요철 구조의 상기 제 1반도체층 상에 광투과성 물질을 도포하는 단계; 및
    상기 제 1반도체층의 표면이 노출되도록 레벨링 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 광 투과성 물질은 투명 절연체로서 SiO2, SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 광 투과성 물질은 투명 전도체로서 ZnO로 형성시키거나, In 산화물에 Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Mn, Hg, Pr 또는 La 중 적어도 어느 하나의 첨가물이 포함하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 나노 패턴 구조를 지닌 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 광 투과성 물질을 도포한 후 열처리를 실시하는 공정을 더 포함하는 것 을 특징으로 하는 요철 구조를 포함하는 반도체 발광 소자의 제조 방법.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009035218A2 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Wooree Lst Co., Ltd. Gan-based light emitting diode and method for fabricating the same
WO2010076929A1 (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 전북대학교산학협력단 에어갭층을 갖는 발광소자 및 그 제조방법
US8460949B2 (en) 2008-12-30 2013-06-11 Chang Hee Hong Light emitting device with air bars and method of manufacturing the same
WO2013095037A1 (ko) * 2011-12-23 2013-06-27 서울옵토디바이스(주) 발광다이오드 및 그 제조 방법
WO2013115614A1 (ko) * 2012-02-03 2013-08-08 서울옵토디바이스주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR101403539B1 (ko) * 2013-12-13 2014-06-03 부경대학교 산학협력단 나노입자 배열방법
KR20140127567A (ko) * 2013-04-25 2014-11-04 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102299225B (zh) * 2010-06-22 2013-08-28 联胜光电股份有限公司 具有高反射与低缺陷密度的发光二极管结构
KR101227373B1 (ko) 2011-01-28 2013-01-30 전북대학교산학협력단 마이크로 패턴을 갖는 발광소자 및 그 제조방법
FR2985609B1 (fr) * 2012-01-05 2014-02-07 Commissariat Energie Atomique Substrat structure pour leds a forte extraction de lumiere
CN103378249A (zh) * 2012-04-13 2013-10-30 璨圆光电股份有限公司 发光二极管的具有介电材料层的半导体层及其制作方法
KR101982626B1 (ko) * 2012-10-17 2019-05-27 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치
KR101399460B1 (ko) 2012-10-23 2014-05-28 한국기계연구원 이종 재료 나노패턴이 내장된 기판 제조방법
CN103560079A (zh) * 2013-09-24 2014-02-05 西安神光皓瑞光电科技有限公司 一种通过缺陷钝化减少GaN外延缺陷的方法
CN104505444B (zh) * 2014-12-09 2018-03-06 西安神光安瑞光电科技有限公司 一种减少外延层缺陷密度的外延生长方法
KR20210018731A (ko) * 2019-08-09 2021-02-18 현대자동차주식회사 트레일러 장착 차량의 주행 지원 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3712770B2 (ja) * 1996-01-19 2005-11-02 豊田合成株式会社 ３族窒化物半導体の製造方法及び半導体素子
JP4644942B2 (ja) * 2001-01-18 2011-03-09 ソニー株式会社 結晶膜、結晶基板および半導体装置の製造方法
JP3988018B2 (ja) * 2001-01-18 2007-10-10 ソニー株式会社 結晶膜、結晶基板および半導体装置
JP3832313B2 (ja) * 2001-11-02 2006-10-11 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体
DE10234977A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Dünnschicht-Halbleiterbauelement auf GaN-Basis
JP2004153089A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子及びその製造方法
US7071494B2 (en) * 2002-12-11 2006-07-04 Lumileds Lighting U.S. Llc Light emitting device with enhanced optical scattering
KR100581831B1 (ko) * 2004-02-05 2006-05-23 엘지전자 주식회사 발광 다이오드
KR101079415B1 (ko) * 2004-02-27 2011-11-02 엘지전자 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
TWI237903B (en) * 2004-06-24 2005-08-11 Epistar Corp High efficiency light emitting device
KR100568300B1 (ko) * 2004-03-31 2006-04-05 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100616596B1 (ko) * 2004-07-09 2006-08-28 삼성전기주식회사 질화물 반도체 소자 및 제조방법
KR100624449B1 (ko) * 2004-12-08 2006-09-18 삼성전기주식회사 요철 구조를 포함하는 발광 소자 및 그 제조 방법

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009035218A2 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Wooree Lst Co., Ltd. Gan-based light emitting diode and method for fabricating the same
WO2009035218A3 (en) * 2007-09-14 2009-05-07 Wooree Lst Co Ltd Gan-based light emitting diode and method for fabricating the same
WO2010076929A1 (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 전북대학교산학협력단 에어갭층을 갖는 발광소자 및 그 제조방법
US8460949B2 (en) 2008-12-30 2013-06-11 Chang Hee Hong Light emitting device with air bars and method of manufacturing the same
WO2013095037A1 (ko) * 2011-12-23 2013-06-27 서울옵토디바이스(주) 발광다이오드 및 그 제조 방법
US9236533B2 (en) 2011-12-23 2016-01-12 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode and method for manufacturing same
US9508909B2 (en) 2011-12-23 2016-11-29 Seoul Viosys Co., Ltd. Light-emitting diode and method for manufacturing same
US9991424B2 (en) 2011-12-23 2018-06-05 Seoul Viosys Co., Ltd. Light-emitting diode and method for manufacturing same
WO2013115614A1 (ko) * 2012-02-03 2013-08-08 서울옵토디바이스주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR20140127567A (ko) * 2013-04-25 2014-11-04 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템
KR101403539B1 (ko) * 2013-12-13 2014-06-03 부경대학교 산학협력단 나노입자 배열방법

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