KR20070105577A - 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자 - Google Patents

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KR20070105577A
KR20070105577A KR20060037876A KR20060037876A KR20070105577A KR 20070105577 A KR20070105577 A KR 20070105577A KR 20060037876 A KR20060037876 A KR 20060037876A KR 20060037876 A KR20060037876 A KR 20060037876A KR 20070105577 A KR20070105577 A KR 20070105577A
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Abstract

본 발명은 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자에 관한 것으로서, 구조지지층; 상기 구조지지층 상에 형성된 p형 전극; 상기 p형 전극 상에 p형 질화갈륨층과, 활성층 및 n형 질화갈륨층이 순차 적층되어 형성된 발광 구조물; 상기 발광 구조물 상에 형성되며, 그 표면 내에 서로 소정간격 이격된 복수의 나노 패턴이 형성된 투명전극층; 및 상기 투명전극층 상에 형성된 n형 전극을 포함하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자를 제공한다.
수직구조, LED, 나노 패턴, 광방출

Description

수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자{Vertically structured GaN type light emitting diode device}
도 1은 종래기술에 따른 수직구조 질화갈륨계 LED 소자의 구조를 나타낸 단면도.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수직구조 질화갈륨계 LED 소자의 구조를 나타낸 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
210: 구조지지층 220: p형 전극
230: p형 질화갈륨층 240: 활성층
245: 전류확산층 250: n형 질화갈륨층
260: 발광 구조물 265: 언도프트 질화갈륨층
270: 투명전극층 280: 나노 패턴
290: n형 전극 300: 유전체층
본 발명은 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하, 'LED'라 칭함) 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 광방출 특성을 향상시킬 수 있는 수직구조 질화갈륨계 LED 소자에 관한 것이다.
일반적으로, 질화갈륨계 LED는 사파이어 기판 상에 성장하지만, 이러한 사파이어 기판은 단단하고 전기적으로 부도체이며 열전도 특성이 좋지 않아 질화갈륨계 LED의 크기를 줄여 제조원가를 절감하거나, 광출력 및 칩의 특성을 개선시키는데 한계가 있다. 특히, LED의 고출력화를 위해서는 대전류 인가가 필수이기 때문에 LED의 열 방출 문제를 해결하는 것이 중요하다.
이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로, 종래에는 레이저 리프트 오프(Laser Lift-Off; 이하, 'LLO' 라 칭함)를 이용하여 사파이어 기판을 제거한 수직구조 질화갈륨계 LED 소자가 제안되었다.
이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 수직구조 질화갈륨계 LED 소자에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 종래기술에 따른 수직구조 질화갈륨계 LED 소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 수직구조 질화갈륨계 LED 소자의 최하부에는, LED 소자의 지지 역할을 수행하는 구조지지층(110)이 형성되어 있다.
상기 구조지지층(110) 상에는 p형 전극(120)이 형성되어 있다.
상기 p형 전극(120) 상에는 p형 질화갈륨층(130)과, 활성층(140) 및 n형 질화갈륨층(150)이 순차 적층된 발광 구조물(160)이 형성되어 있다. 상기 발광 구조물(160) 중에서, 상기 n형 또는 p형 질화갈륨층(150, 130)은 각 도전형 불순물 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층일 수 있으며, 상기 활성층(140)은 InGaN/GaN층으로 구성된 다중 양자 우물(Multi Quantum Well)형 구조일 수 있다.
상기 n형 질화갈륨층(150) 상에는 n형 전극(180)이 형성되어 있다.
이러한 종래기술에 따른 수직구조 질화갈륨계 LED 소자에서는, 상기 n형 전극(180)이 형성되지 않은 n형 질화갈륨층(150)의 상면에 표면 요철(170)을 형성함으로써, 소자의 내부에서 외부로 빛이 방출될 때, 상기 소자를 구성하는 최상부 물질과 공기의 굴절율 차이에 의해 소자 내부로 전반사되는 빛의 양을 최소화하여 광방출 효율을 증가시키고 있다.
그러나, 상기 표면 요철(170)을 적용한 소자의 구조는, 단순히 기하 광학적으로 이상적인 빛의 굴절 및 반사만이 고려되었을 뿐, 상기 표면 요철(170)을 적용함으로써 얻을 수 있는 광방출 효율의 개선효과가 충분하지 않다.
따라서, 당 기술분야에서는 광방출 효율의 개선효과를 극대화할 수 있는 새로운 방안이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발 명의 목적은, 광방출 효율의 개선효과를 극대화함으로써 소자의 품질을 향상시킬 수 있는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자는, 구조지지층; 상기 구조지지층 상에 형성된 p형 전극; 상기 p형 전극 상에 p형 질화갈륨층과, 활성층 및 n형 질화갈륨층이 순차 적층되어 형성된 발광 구조물; 상기 발광 구조물 상에 형성되며, 그 표면 내에 서로 소정간격 이격된 복수의 나노 패턴이 형성된 투명전극층; 및 상기 투명전극층 상에 형성된 n형 전극을 포함한다.
여기서, 상기 n형 질화갈륨층과 상기 활성층의 사이에 형성된 전류확산층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 투명전극층과 상기 n형 질화갈륨층의 사이에 형성된 언도프트 질화갈륨층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명전극층 상에 상기 n형 전극을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴이 그 상면까지 연장된 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 n형 질화갈륨층과 상기 활성층의 사이에 형성된 전류확산층; 및 상기 투명전극층과 상기 n형 질화갈륨층의 사이에 형성된 언도프트 질화갈륨층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 n형 질화갈륨층과 상기 활성층의 사이에 형성된 전류확산층; 및 상기 투명전극층 상에 상기 n형 전극을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴이 그 상면까지 연장된 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명전극층과 상기 n형 질화갈륨층의 사이에 형성된 언도프트 질화갈륨층; 및 상기 투명전극층 상에 상기 n형 전극을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴이 그 상면까지 연장된 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 n형 질화갈륨층과 상기 활성층의 사이에 형성된 전류확산층; 상기 투명전극층과 상기 n형 질화갈륨층의 사이에 형성된 언도프트 질화갈륨층; 및 상기 투명전극층 상에 상기 n형 전극을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴이 그 상면까지 연장된 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다른 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자는, 구조지지층; 상기 구조지지층 상에 형성된 p형 전극; 상기 p형 전극 상에 p형 질화갈륨층과, 활성층 및 n형 질화갈륨층이 순차 적층되어 형성된 발광 구조물; 상기 발광 구조물 상에 형성되며, 그 표면 내에 서로 소정간격 이격된 복수의 나노 패턴이 형성된 언도프트 질화갈륨층; 및 상기 언도프트 질화갈륨층 상에 형성된 n형 전극을 포함한다.
여기서, 상기 언도프트 질화갈륨층 상에 상기 n형 전극을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴이 그 상면까지 연장된 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 또 다른 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자는, 구조지지층; 상기 구조지지층 상에 형성된 p형 전극; 상기 p형 전극 상에 p형 질화갈륨층과, 활성층 및 n형 질화갈륨층이 순차 적층되어 형성된 발광 구조물; 상기 발광 구조물 상에 형성된 n형 전극; 및 상기 n형 전극을 노출시키도록 상기 발광 구조물 상에 형성되며, 그 표면 내에 서로 소정간격 이격된 복수의 나노 패턴이 형성된 유전체층을 포함한다.
여기서, 상기 유전체층과 상기 n형 질화갈륨층의 사이에 형성된 투명전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 나노 패턴은, 최대한 상기 구조지지층의 상면까지 수직 연장된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 나노 패턴이 상기 활성층의 상면까지 연장되지 않는 경우, 상기 n형 전극의 하부에는, 나노 패턴이 형성되지 않거나, 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 나노 패턴이 상기 활성층을 지나도록 연장되는 경우, 상기 n형 전극의 하부에는, 나노 패턴이 형성되지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 나노 패턴이 상기 활성층을 지나도록 연장되는 경우, 상기 n형 전극의 하부에 형성되는 나노 패턴은 상기 활성층의 상면까지 연장되지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 나노 패턴은, 그 크기 및 배열 간격이 1 ㎚ 내지 5,000 ㎚인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 나노 패턴은, 홀, 뿔, 기둥 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 나노 패턴은, 그 형태, 크기 및 배열 간격이 주기적이거나 비주기적인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명전극층은 단층 또는 다층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명전극층은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IO(Indium-Oxide), ZnO 및 SnO2로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명전극층은 불순물이 도핑되어 전기적 특성이 변화된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유전체층은 단층 또는 다층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유전체층은 SixOy, AlxOy, TixOy, ZrO, HfO, SixNy, AlN 및 폴리머로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유전체층은 불순물이 도핑되어 유전율이 변화된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전류확산층은 고도핑 n형 GaN층, AlGaN층 및 초격자층으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하였다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 수직구조 질화갈륨계 LED 소자에 대하여 도 2 내지 도 10을 참고로 하여 설명한다.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수직구조 질화갈륨계 LED 소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 수직구조 질화갈륨계 LED 소자의 최하부에는, LED 소자의 지지 역할을 수행하는 구조지지층(210)이 형성되어 있다. 상기 구조지지층(210)은 Si, Ge, SiC, GaAs, 및 금속 등으로 이루어질 수 있다.
상기 구조지지층(210) 상에는 p형 전극(220)이 형성되어 있다. 상기 p형 전극(220)은, 전극 역할 및 반사 역할을 동시에 하도록 반사율이 높은 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 p형 전극(220) 상에는 p형 질화갈륨층(230)과, 활성층(240) 및 n형 질화갈륨층(250)이 순차 적층된 발광 구조물(260)이 형성되어 있다.
상기 발광 구조물(260) 중에서, 상기 p형 질화갈륨층(230)은 p형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층일 수 있고, 상기 활성층(240)은 InGaN/GaN층으로 구성된 다중 양자 우물(Multi Quantum Well)형 구조일 수 있으며, 상기 n형 질화갈륨층(250)은 n형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층일 수 있다.
상기 발광 구조물(260) 상에는 투명전극층(270)이 형성되어 있으며, 상기 투명전극층(270)의 표면 내에는 서로 소정간격 이격된 복수의 나노 패턴(280)이 형성되어 있다.
상기 나노 패턴(280)은, 광자격자 구조 효과에 의한 광방출 특성을 극대화시키기 위한 것으로, 상기 활성층(240)에서 방출되는 빛의 파장 범위와 유사한 크기 및 배열간격을 가지며, 예컨대 상기 나노 패턴(280)은, 1 ㎚ 내지 5,000 ㎚ 정도의 크기 및 배열간격을 갖는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 투명전극층(270)은 소자의 전류확산 효과를 향상시키기 위한 것으로서, 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있으며, 이 때, 상기 투명전극층(270)은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IO(Indium-Oxide), ZnO 및 SnO2로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 투명전극층(270)은 ITO층의 단층, 또는 ITO층 및 IZO층의 이중층, 또는 ITO층, IZO층 및 IO층의 삼중층 등의 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 투명전극층(270)의 전류확산 효과를 더욱 향상시키기 위해, 상기 투명전극층(270)에 소정의 불순물을 도핑시켜서, 그의 전기적 특성을 변화시킬 수도 있다.
상기 투명전극층(270) 상에는 n형 전극(290)이 형성되어 있다.
여기서, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수직구조 질화갈륨계 LED 소자는, 상기 n형 질화갈륨층(250)과 상기 활성층(240)의 사이에 형성된 전류확산층(current spreading layer, 245)과, 상기 투명전극층(270)과 상기 n형 질화갈륨층(250)의 사이에 형성된 언도프트(undoped) 질화갈륨층(265), 및 상기 투명전극층(270) 상에 상기 n형 전극(290)을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴(280)이 그 상면까지 연장된 유전체층(300)을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 도 3에서와 같이 상기한 층들(245,265,300)을 모두 포함하는 대신에, 상기한 전류확산층(245), 언도프트 질화갈륨층(265) 및 유전체층(300) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수도 있다.
상기 전류확산층(245)은 소자의 전류확산 효과를 더욱 향상시키기 위한 것으로서, 고도핑 n형 GaN층, AlGaN층, 또는 초격자(super lattice)층 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 유전체층(300)은, 소자가 그와 이웃하는 소자와 서로 전기적으로 단락되는 것을 방지하는 등의 역할을 한다. 이러한 유전체층(300)은, 상기한 투명전극층(270)과 마찬가지로 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있으며, 이 때 상기 유전체층(300)은 SixOy, AlxOy, TixOy, ZrO, HfO, SixNy, AlN 및 폴리머로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 유전체층(300)은 SixO층의 단층, 또는 SixO층 및 AlxOy층의 이중층, 또는 SixO층, AlxOy 및 TixOy층의 삼중층 등의 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 유전체층(300)의 절연 특성을 더욱 향상시키기 위해, 상기 유전체층(300)에 소정의 불순 물을 도핑시켜서, 그의 유전율을 변화시킬 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 LED 소자는, 앞서 참조한 도 2에서와 같이, n형 질화갈륨층(250)과 n형 전극(290) 사이에 나노 패턴(280)이 형성된 투명전극층(270)을 갖는 대신에, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 n형 질화갈륨층(250)과 n형 전극(290) 사이에, 상기 나노 패턴(280)이 형성된 언도프트 질화갈륨층(265)을 가질 수도 있다. 이 때, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 언도프트 질화갈륨층(265) 상에는, 상기 n형 전극(290)을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴(280)이 그 상면까지 연장된 유전체층(300)이 더 형성되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 소자에는, 상기한 바와 같이 n형 질화갈륨층(250) 상에, 나노 패턴(280)이 형성된 투명전극층(270) 및 언도프트 질화갈륨층(265)이 형성(도 2 및 도 4 참조)되는 대신에, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 n형 질화갈륨층(250) 상에 바로 n형 전극(290)이 형성되고, 상기 n형 전극(290)을 노출시키도록 상기 n형 질화갈륨층(250) 상에 나노 패턴(280)이 형성된 유전체층(300)이 형성될 수도 있다. 이 때, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 유전체층(300)과 상기 n형 질화갈륨층(250)의 사이에는, 투명전극층(270)이 더 형성되어 있을 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 LED 소자에 있어서, 상기 나노 패턴(280)은, 최대한 상기 구조지지층(210)의 상면까지 수직 연장될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 나노 패턴(280)은, LED 소자의 최상부층에 형성되는 것을 기본으로 하여, 그 연장은 발광 구조물(260) 및 p형 전극(220) 등을 지나서 최대 구조지지층(210)의 상면까지 가능한 것이다.
이 때, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 나노 패턴(280)이 활성층(240)의 상면까지 연장되지 않는 경우, 상기 n형 전극(290)의 하부에는 나노 패턴(280)이 형성되지 않을 수도 있고(도 7 참조), 또는 형성될 수도 있다(도 8 참조).
또한, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 나노 패턴(280)이 상기 활성층(240)을 지나도록 연장되는 경우, 상기 n형 전극(290)의 하부에는, 나노 패턴(280)이 형성되지 않거나(도 9 참조), 또는, 상기 n형 전극(290)의 하부에 형성되는 나노 패턴(280)은 상기 활성층(240)의 상면까지 연장되지 않는 것이 바람직하다(도 10 참조).
특히, 본 발명의 실시예에서는 나노 패턴(280)의 단면 형상을 홀(hole)로 나타냈으나, 이는 홀에 한정되는 것이 아니라, 뿔, 기둥 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 등의 다양한 형태로 구현할 수 있다.
이러한 나노 패턴(280)은, 그 형태, 크기 및 배열 간격이 주기적일 수도 있고, 비주기적일 수도 있다. 가장 바람직하게는, 상기 나노 패턴(280)이 동일한 형태, 크기 및 배열간격을 갖는 것이나, 공정상의 오차에 의해 원형 또는 정다각형의 형태보다는 타원이나 찌그러진 형태의 패턴이 형성될 확율이 높기 때문에, 이러한 공정 오차를 고려하여 나노 패턴(280)의 형태 및 배열간격은 모든 방향에 대해 ±50% 이내의 오차를 고려할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 수직구조 LED 소자의 최상부층 표면 내에 나노 패턴(280)을 형성하고, 상기 나노 패턴(280)이 최대한 구조지지층(210)의 상면까지 연장되도록 함으로써, 광자격자 구조 효과에 의한 광방출 특성을 극대화시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자에 의하면, 소자의 최상부층 표면 내에 소정 형태의 나노 패턴을 형성하는 것을 기본으로 하여, 상기 나노 패턴이 최대한 구조지지층의 상면까지 연장되도록 함으로써, 광자격자 구조 효과에 의한 광방출 효율을 극대화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 수직구조 질화갈륨계 LED 소자 및 이를 이용한 제품의 품질 향상에 크게 기여할 수 있다.

Claims (26)

  1. 구조지지층;
    상기 구조지지층 상에 형성된 p형 전극;
    상기 p형 전극 상에 p형 질화갈륨층과, 활성층 및 n형 질화갈륨층이 순차 적층되어 형성된 발광 구조물;
    상기 발광 구조물 상에 형성되며, 그 표면 내에 서로 소정간격 이격된 복수의 나노 패턴이 형성된 투명전극층; 및
    상기 투명전극층 상에 형성된 n형 전극을 포함하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  2. 구조지지층;
    상기 구조지지층 상에 형성된 p형 전극;
    상기 p형 전극 상에 p형 질화갈륨층과, 활성층 및 n형 질화갈륨층이 순차 적층되어 형성된 발광 구조물;
    상기 발광 구조물 상에 형성되며, 그 표면 내에 서로 소정간격 이격된 복수의 나노 패턴이 형성된 언도프트 질화갈륨층; 및
    상기 언도프트 질화갈륨층 상에 형성된 n형 전극을 포함하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  3. 구조지지층;
    상기 구조지지층 상에 형성된 p형 전극;
    상기 p형 전극 상에 p형 질화갈륨층과, 활성층 및 n형 질화갈륨층이 순차 적층되어 형성된 발광 구조물;
    상기 발광 구조물 상에 형성된 n형 전극; 및
    상기 n형 전극을 노출시키도록 상기 발광 구조물 상에 형성되며, 그 표면 내에 서로 소정간격 이격된 복수의 나노 패턴이 형성된 유전체층을 포함하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 n형 질화갈륨층과 상기 활성층의 사이에 형성된 전류확산층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명전극층과 상기 n형 질화갈륨층의 사이에 형성된 언도프트 질화갈륨층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투명전극층 상에 상기 n형 전극을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴이 그 상면까지 연장된 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 n형 질화갈륨층과 상기 활성층의 사이에 형성된 전류확산층; 및
    상기 투명전극층과 상기 n형 질화갈륨층의 사이에 형성된 언도프트 질화갈륨층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 n형 질화갈륨층과 상기 활성층의 사이에 형성된 전류확산층; 및
    상기 투명전극층 상에 상기 n형 전극을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴이 그 상면까지 연장된 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 투명전극층과 상기 n형 질화갈륨층의 사이에 형성된 언도프트 질화갈륨층; 및
    상기 투명전극층 상에 상기 n형 전극을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴이 그 상면까지 연장된 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 n형 질화갈륨층과 상기 활성층의 사이에 형성된 전류확산층;
    상기 투명전극층과 상기 n형 질화갈륨층의 사이에 형성된 언도프트 질화갈륨층; 및
    상기 투명전극층 상에 상기 n형 전극을 노출시키도록 형성되되, 상기 나노 패턴이 그 상면까지 연장된 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 언도프트 질화갈륨층 상에 상기 n형 전극을 노출시키도록 형성되되, 상 기 나노 패턴이 그 상면까지 연장된 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 유전체층과 상기 n형 질화갈륨층의 사이에 형성된 투명전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노 패턴은, 최대한 상기 구조지지층의 상면까지 수직 연장된 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 나노 패턴이 상기 활성층의 상면까지 연장되지 않는 경우, 상기 n형 전극의 하부에는, 나노 패턴이 형성되지 않거나, 형성되는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 나노 패턴이 상기 활성층을 지나도록 연장되는 경우, 상기 n형 전극의 하부에는, 나노 패턴이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 나노 패턴이 상기 활성층을 지나도록 연장되는 경우, 상기 n형 전극의 하부에 형성되는 나노 패턴은 상기 활성층의 상면까지 연장되지 않는 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노 패턴은, 그 크기 및 배열 간격이 1 ㎚ 내지 5,000 ㎚인 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노 패턴은, 홀, 뿔, 기둥 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발 광 다이오드 소자.
  19. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노 패턴은, 그 형태, 크기 및 배열 간격이 주기적이거나 비주기적인 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 투명전극층은 단층 또는 다층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 투명전극층은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IO(Indium-Oxide), ZnO 및 SnO2로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 투명전극층은 불순물이 도핑되어 전기적 특성이 변화된 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  23. 제3항에 있어서,
    상기 유전체층은 단층 또는 다층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 유전체층은 SixOy, AlxOy, TixOy, ZrO, HfO, SixNy, AlN 및 폴리머로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 유전체층은 불순물이 도핑되어 유전율이 변화된 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
  26. 제4항에 있어서,
    상기 전류확산층은 고도핑 n형 GaN층, AlGaN층 및 초격자층으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자.
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