KR20080043199A - 실리콘 나노점을 포함하는 발광층을 갖는 마이크로 크기의반도체 발광 소자, 이를 이용한 반도체 발광 소자 어레이,및 그 제조방법 - Google Patents
실리콘 나노점을 포함하는 발광층을 갖는 마이크로 크기의반도체 발광 소자, 이를 이용한 반도체 발광 소자 어레이,및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자는 실리콘 기판 상부에 형성되고 실리콘 나노점(silicon nano-dot)을 포함하는 발광층과, 발광층을 사이에 두고 서로 대향하여 형성된 정공 주입층 및 전자 주입층과, 전자 주입층 상에 형성된 투명 전도성 전극층과, 정공 주입층 및 투명 전도성 전극층에 각각 외부로부터 전류를 주입하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하여 이루어진다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 크기의 반도체 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 도 1의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자를 배열한 반도체 발광 소자 어레이를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 반도체 발광 소자 어레이의 광학현미경 사진이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 반도체 발광 소자 어레이의 전기적 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 3 및 도 4의 반도체 발광 소자 어레이의 전기 발광을 보여주는 광학 현미경 사진이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
200: 마이크로 크기의 반도체 발광 소자, 100: 실리콘 기판, 102: 제1 절연층, 104: 정공 주입층, 106: 발광층, 108: 제1 전극, 110: 전자 주입층, 112: 투명 전도성 전극층, 114: 제2 절연층, 118: 제2 전극
본 발명은 마이크로 크기의 반도체 발광 소자, 이를 이용한 반도체 발광 소자 어레이, 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 반도체 발광 소자는 표시소자(디스플레이 소자)에 많이 이용되고 있다. 종래의 반도체 발광 소자는 주로 갈륨아세나이드(GaAs)계 및 갈륨나이트라이드(GaN)계의 화합물 반도체 박막을 이용하여 제조한다.
갈륨아세나이드계 및 갈륨나이트라이드계 화합물 반도체 박막을 이용하여 반도체 발광 소자를 제조할 때, 기판 상에 양질의 화합물 반도체 박막을 성장하기가 어렵고 기판 가격이나 화합물 반도체 박막을 성장하기 위한 가스 소스의 가격이 비싸다. 따라서, 종래의 반도체 발광 소자는 제조 비용이 높은 단점이 있다.
또한, 종래의 반도체 발광 소자에 이용되는 화합물 반도체 박막은 주로 비실리콘 계열의 기판 위에 성장되기 때문에, 종래의 반도체 발광 소자는 표시 소자 구동에 이용되는 실리콘 전자 소자와 집적이나 접합 측면에서 많은 어려움을 가지고 있다.
더욱이, 갈륨아세나이드계 및 갈륨나이트라이드계 화합물 반도체 박막을 이용하여 제조된 반도체 발광 소자는 대략적으로 가로 및 세로의 크기가 300㎛ 정도로 매우 큰 단점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제조 비용이 저렴하고 실리콘 전자 소자와의 집적이나 접합 측면에서 매우 용이하면서 마이크로 크기의 반도체 발광 소자를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상술한 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(단위 반도체 발광 소자)를 가로 및 세로 방향으로 복수개 배열한 반도체 발광 소자 어레이를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상술한 마이크로 크기의 반도체 발광 소자를 제조하는 데 적합한 제조방법을 제공하는 데 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자는 실리콘 기판 상부에 형성되고 실리콘 나노점(silicon nano-dot)을 포함하는 발광층과, 발광층을 사이에 두고 서로 대향하여 형성된 정공 주입층 및 전자 주입층과, 전자 주입층 상에 형성된 투명 전도성 전극층과, 정공 주입층 및 투명 전도성 전극층에 각각 외부로부터 전류를 주입하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하여 이루어진다.
발광층은 비정질 실리콘 나이트라이드(SiN)막으로 이루어지는 것이 바람직하 다. 정공 주입층 및 전자 주입층은 각각 p형 실리콘 카바이드계 물질막 및 n형의 실리콘 카바이드계 물질막으로 이루어지는 것이 바람직하다. 정공 주입층은 실리콘 기판 상부에 형성되고, 발광층은 정공 주입층 상에 형성되고, 전자주입층은 발광층 상에 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 가로 방향 및 세로 방향으로 복수개 배열된 단위 반도체 발광 소자들을 포함하는 반도체 발광 소자 어레이를 제공한다. 단위 반도체 발광 소자는 실리콘 기판 상부에 형성되고 실리콘 나노점(silicon nano-dot)을 포함하는 발광층과, 발광층을 사이에 두고 서로 대향하여 형성된 정공 주입층 및 전자 주입층과, 전자 주입층 상에 형성된 투명 전도성 전극층과, 정공 주입층 및 투명 전도성 전극층에 각각 외부로부터 전류를 주입하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하여 이루어진다. 단위 반도체 발광 소자는 제1 전극 및 제2 전극을 이용하여 발광 여부를 조절한다.
상술한 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자의 제조 방법은 실리콘 기판 상부에 실리콘 나노점(silicon nano-dot)을 포함하는 발광층을 형성하는 것을 포함한다. 발광층을 사이에 두고 서로 대향하여 정공 주입층 및 전자 주입층을 형성한다. 전자 주입층 상에 투명 전도성 전극층을 형성한다. 정공 주입층 및 투명 전극층에 각각 외부로부터 전류를 주입하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 형성하여 마이크로 크기의 반도체 발광 소자를 완성한다.
발광층은 비정질 실리콘 나이트라이드(SiN)막으로 형성하는 것이 바람직하 다. 정공 주입층은 실리콘 기판 상에 p형 실리콘 카바이드계 물질막을 형성하여 얻어지고, 전자 주입층은 발광층 상에 n형 실리콘 카바이드계 물질막을 형성하여 얻어질 수 있다. 투명 전도성 전극층을 형성한 후에, 투명 전도성 전극층을 상온 내지 1000℃에서 열처리할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 도면에서 막 또는 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어진 것이다.
본 명세서에서 마이크로 크기의 반도체 발광 소자는 일백 마이크로미터(100㎛) 이하의 반도체 발광 소자를 의미한다. 다시 말해, 본 발명에 의한 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)는 가로 및 세로의 크기를 백 마이크로(100㎛) 이하, 바람직하게는 예컨대 5∼20㎛ 크기를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 크기의 반도체 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)는 실리콘 기판(100)을 이용하여 구성된다. 실리콘 기판(100)을 이용할 경우, 본 발명의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)는 실리콘 전자 소자와 집적이나 접합 측면 이 유리하다. 또한, 본 발명의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)는 실리콘 기판(100)을 이용하기 때문에 실리콘 기판(100)의 가격이 종래 보다 저렴하고, 실리콘 기판(100) 상에 형성되는 막들 형성을 위한 소스 가스들의 비용이 저렴하다. 따라서, 본 발명의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)는 제조 비용이 저렴하다.
본 발명에 따른 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)의 구성을 살펴보면, 실리콘 기판(100) 상에 제1 절연층(102)이 형성되어 있다. 제1 절연층(102)은 실리콘 산화막으로 구성한다. 제1 절연층(102) 상에 정공 주입층(104, hole injecting layer)이 형성되어 있다. 정공 주입층(104)은 p형 실리콘막, 예컨대 p형 실리콘 카바이드계 박막으로 구성한다. 정공 주입층(104) 상에 발광층(106, emission material layer)이 형성되어 있다. 발광층(106)은 실리콘 나노점을 포함하는 박막으로 구성한다. 발광층(106)은 실리콘 나노점을 포함하는 실리콘 나이트라이드(SiN)막을 이용하여 구성한다. 발광층(106)을 실리콘 나노점을 포함하는 박막으로 구성할 경우 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
정공 주입층(104)의 일측에 정공 주입층에 전류를 인가할 수 있는 제1 전극(108), 즉 p형 전극이 형성되어 있다. 제1 전극(108)은 도전성의 금속 물질로서 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 플라티늄(Pt) 또는 금(Au)으로 구성한다. 발광층(106) 상에 전자 주입층(110, electron injecting layer)이 형성되어 있다. 전자 주입층(110)은 n형 실리콘막, 예컨대 n형 실리콘 카바이드계 박막으로 구성한다. 정공 주입층(104)나 전자 주입층(110)을 구성하는 실리콘 카바이드계 박막의 예로는 SiC 나 SiCN 박막을 들 수 있다. 그리고, 정공 주입층(104) 및 전자 주입층(110)은 발광층(106)을 사이에 두고 서로 대향하여 형성되어 있다.
전자 주입층(110) 상에 투명 전도성 전극층(112)이 형성되어 있다. 투명 전도성 전극층(112)은 ITO(Indium tin oxide), SnO2, In2O3, Cd2SnO4 및 ZnO중에서 선택된 어느 하나의 막질로 구성한다. 투명 전도성 전극층(112), 제1 전극(108), 정공 주입층(104) 상에, 투명 전도성 전극층(112)의 표면 일부를 노출하는 홀(116)을 갖는 제2 절연층(114)이 형성되어 있다. 제2 절연층(114)은 실리콘 산화막으로 구성한다. 홀(116) 내에는 투명 전도성 전극층(112)에 전류를 인가할 수 있는 제2 전극(118), 즉 n형 전극이 형성되어 있다. 제2 전극(118)은 도전성의 금속 물질로서 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 플라티늄(Pt) 또는 금(Au)으로 구성한다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 마이크로 반도체 발광소자(200)는 발광층(106)을 사이에 두고 서로 대향하여 정공 주입층(104) 및 전자 주입층(110)이 형성되어 있다. 그리고, 본 발명의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)는 제1 전극(108) 및 제2 전극(118)을 통해 정공 주입층(104) 및 투명 전도성 전극층(112)에 전류가 주입됨으로써 발광층(110)에 정공 및 전자가 주입되어 빛을 발산하게 된다.
도 2는 도 1의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
구체적으로, 도 1 및 도 2를 이용하여 본 발명의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)의 제조방법을 설명한다. 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나 타낸다. 실리콘 기판(100) 상에 제1 절연층(102)을 형성한다(스텝 130). 제1 절연층(102)은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)방법으로 실리콘 산화막을 증착하여 형성한다. 제1 절연층(102) 상에 정공 주입층(104)을 증착하여 형성한다(스텝 132). 정공 주입층(104)은 p형 실리콘막, 예컨대 p형 실리콘 카바이드계 박막을 PECVD법을 이용하여 형성한다. 정공 주입층(104)은 p형 실리콘막을 형성한 후 패터닝하여 형성한다. p형의 실리콘 카바이드계 박막의 예로는 SiC나 SiCN 박막을 들 수 있다. 정공 주입층(104)으로 이용되는 p형 실리콘 카바이드계 박막은 1Å 이상의 두께로 형성한다.
정공 주입층(104) 상에 발광층(106)을 형성한다(스텝 134). 발광층(106)은 실리콘 나노점을 포함하는 박막으로 형성한다. 발광층(106)은 실리콘 나노점을 포함하는 실리콘 나이트라이드(SiN)막으로 형성하며, 그 두께는 40nm로 형성한다. 발광층(106)을 구성하는 실리콘 나노점을 포함하는 비정질 실리콘 나이트라이드막은 PECVD 방법에 의해 증착하여 형성한다. 비정질 실리콘 나이트라이드막은 성장 가스로 아르곤이 용해된(argon-diluted) 10% 실란(silane)과 암모니아(NH3)를 이용하고, 실리콘 기판의 온도는 250 ℃, 챔버의 압력은 0.5Torr 및 RF 플라즈마 전력(plasma power)은 5W로 하여 형성한다.
발광층(106) 상에 전자 주입층(110)을 형성한다(스텝 136). 이에 따라, 정공 주입층(104) 및 전자 주입층(110)은 발광층(106)을 사이에 두고 서로 대향하여 형성된다. 전자 주입층(110)은 n형 실리콘막, 예컨대 n형 실리콘 카바이드계 박막으 로 형성한다. n형의 실리콘 카바이드계 박막의 예로는 SiC나 SiCN 박막을 들 수 있다. 전자 주입층(110)으로 이용되는 n형 실리콘 카바이드계 박막은 1Å 이상의 두께로 형성하면 족하다.
본 실시예에서, 전자 주입층(110)은 n형 실리콘 카바이드계(SiC) 박막을 이용하며, PECVD 방법에 의해 10 nm의 두께로 형성한다. n형 실리콘 카바이드계 박막은 성장 가스로 아르곤이 용해된 10 % 실란과 메탄(methane; CH4)을 이용하고, 도핑 가스로는 트리에틸-포스파이트(try-methyl-phosphite; TMP) 메탈올가닉(metalorganic) 소스를 이용하고, 실리콘 기판의 온도는 300℃, 챔버의 압력은 0.2 Torr 및 RF 플라즈마의 전력은 40W로 하였다.
전자 주입층(110) 상에 투명 전도성 전극층(112)을 형성한다(스텝 138). 투명 전도성 전극층(112)은 ITO(Indium tin oxide), SnO2, In2O3, Cd2SnO4 및 ZnO중에서 선택된 어느 하나의 막질로 형성한다. 투명 전도성 전극층(112)은 1Å 이상의 두께로 형성하면 족하다. 본 실시예에서는, 투명 전도성 전극층(112)은 100nm 두께의 ITO막을 펄스 레이저 증착(pulsed laser deposition; PLD)법을 이용하여 형성한다.
PLD 챔버 내에서 투명 전도성 전극층(112)을 상온 내지 1000℃ 온도에서 10초 내지 1시간 동안 열처리하여 전자주입층, 즉 n형 실리콘 카바이드막(SiC)과 투명 전도성 전극층(112), 즉 ITO막 사이에 오믹(Ohmic) 접합이 형성되도록 한다(스텝 140). 본 실시예에서, PLD 챔버 내에서 투명 전도성 전극층(112)을 300℃ 온도 로 30 분간 열처리한다.
그리고, 본 실시예에서, 발광층(106), 전자주입층(110) 및 투명 전도성 전극층(112)은 실리콘 나노점을 포함하는 비정질 실리콘 나이트라이드층, n형 실리콘 카바이드층(SiC) 및 ITO층을 형성한 후 포토리소그라피(photolithograpy) 및 식각(etching) 공정을 통하여 형성한다.
정공 주입층(104)의 일측에 정공 주입층(104)에 전류를 인가할 수 있는 제1 전극(108)을 형성한다(스텝 142). 제1 전극(108)은 도전성의 금속 물질로서 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 플라티늄(Pt) 또는 금(Au)으로 구성한다. 본 실시예에서, 제1 전극(108)은 니켈(Ni)과 금(Au)을 열적 증착(thermal evaporation) 방법을 사용하여 각각 30 nm 및 150 nm 두께로 형성한다.
투명 전도성 전극층(112), 제1 전극(108), 정공 주입층(104) 상에, 투명 전도성 전극층(112)의 표면 일부를 노출하는 홀(116)을 갖는 제2 절연층(114)을 형성한다(스텝 144). 제2 절연층(114)은 PECVD 방법으로 실리콘 산화막을 증착하여 형성한다.
홀(116) 내에는 투명 전도성 전극층(112)에 전류를 인가할 수 있는 제2 전극(118)을 형성한다(스텝 146). 제2 전극(118)은 도전성의 금속 물질로서 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 플라티늄(Pt) 또는 금(Au)으로 형성한다. 본 실시예에서, 제2 전극(118)은 니켈(Ni)과 금(Au)을 열적 증착(thermal evaporation) 방법을 사용하여 각각 30 nm 및 150 nm 두께로 형성한다.
본 실시예에서는, 제1 절연층(102), 정공 주입층(104), 발광층(106), 전자 주입층(110) 및 제2 절연층(118)을 PECVD법과 같은 화학적 기상 증착법으로 형성하였으나, 물리 기상 증착법 등의 통상적인 방법에 의해 형성될 수 도 있다.
도 3은 도 1의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자를 배열한 반도체 발광 소자 어레이를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 반도체 발광 소자 어레이의 광학현미경 사진이다.
구체적으로, 편의상, 본 실시예의 도 3 및 도 4의 반도체 발광 소자 어레이(300)는 가로 방향으로 8개, 세로 방향으로 8개의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)를 배열한 것이다. 물론, 본 발명의 반도체 발광 소자 어레이(300)는 가로 및 세로 방향으로 2개 이상만 형성하여도 무방하다.
본 발명에 의한 반도체 발광 소자 어레이(300)는 도 1의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)를 가로 방향 및 세로 방향으로 복수개 배열한 형태이다. 본 발명에 의한 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)는 가로 및 세로의 크기를 백 마이크로(100㎛) 이하, 바람직하게는 예컨대 5∼20㎛ 크기를 갖게 구성한 것이다. 이에 따라, 본 발명의 반도체 발광 소자 어레이는 마이크로 미니 디스플레이에 이용할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)의 정공 주입층(104)을 제1 전극 라인(108, 제1 전극)으로 연결하고, 각각의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)의 투명 전도성 전극층(112)을 제2 전극 라인(118, 제2 전극)으로 연결되어 있다. 이에 따라, 본 발명의 반도체 발광 소자 어레이(300)는 제1 전극 라인(108) 및 제2 전극 라인(118)을 이용하여 개개의 발광 소자의 발광 여부를 조절할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 소자 어레이(300)는 실리콘 기판 상에 형성되기 때문에 실리콘 기판 상에서 개개의 반도체 발광 소자(200)를 조절할 수 있는 회로부를 구성하기가 용이하다. 따라서, 본 발명의 반도체 발광 소자 어레이(300)는 제조 비용이 적게 들고, 제작 공정이 간단한 옥내외 미니 디스플레이에 이용될 수 있다.
도 5는 도 3 및 도 4의 반도체 발광 소자 어레이의 전기적 특성을 나타낸 그래프이다.
구체적으로, 본 발명의 반도체 발광 소자 어레이중 8, 16, 24, 32 및 64개의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자에 대하여 전압 대 전류를 측정하였다. 도 5에서, 참조부호 a, b, c, d, 및 e는 각각 마이크로 크기의 반도체 발광 소자의 수가 8개, 16개, 24개, 32개 및 64개를 나타낸다. 도 5에 도시한 바와 같이 마이크로 크기의 반도체 발광 소자의 개수가 많아질수록 동일 전압에서 전류가 증가함을 알 수 있다. 또한, 마이크로 크기의 반도체 발광 소자의 개수가 64일 경우 낮은 전압에서 전류가 크게 증가함을 알 수 있다.
도 6은 도 3 및 도 4의 반도체 발광 소자 어레이의 전기 발광을 보여주는 광학 현미경 사진이다.
구체적으로, 도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자 어레이(300)에 15V의 전압을 가해서 측정한 전기 발광 사진이다. 도 6에 보듯이, 64개의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자(200)로부터 매우 균일한 전기 발광을 보여주고 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 마이크로 크기의 반도체 발광 소자는 실리콘 기판을 이용하여 구성하기 때문에 실리콘 전자 소자와 집적이나 접합 측면이 유리하고, 제조 비용이 저렴한 장점이 있다. 본 발명에 의한 마이크로 크기의 반도체 발광 소자는 발광층을 실리콘 나노점을 포함하는 박막으로 구성하여 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 의한 마이크로 크기의 반도체 발광 소자는 수 내지 수십 마이크로 크기를 가져 마이크로 미니 디스플레이에 이용할 수 있다.
본 발명에 의한 반도체 발광 소자 어레이는 정공 주입층과 투명 전도성 전극층에 형성된 제1 및 제2 전극을 이용하여 개개의 마이크로 반도체 발광 소자의 발광 여부를 조절할 수 있다. 본 발명의 반도체 발광 소자 어레이는 실리콘 기판 상에 형성되기 때문에 실리콘 기판 상에서 개개의 반도체 발광 소자를 조절할 수 있는 회로부를 구성하기가 용이하다. 따라서, 본 발명의 반도체 발광 소자 어레이는 제조 비용이 적게 들고, 제작 공정이 간단한 옥내외 미니 디스플레이에 이용될 수 있다.
Claims (12)
- 실리콘 기판 상부에 형성되고 실리콘 나노점(silicon nano-dot)을 포함하는 발광층;상기 발광층을 사이에 두고 서로 대향하여 형성된 정공 주입층 및 전자 주입층;상기 전자 주입층 상에 형성된 투명 전도성 전극층; 및상기 정공 주입층 및 상기 투명 전도성 전극층에 각각 외부로부터 전류를 주입하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 크기의 반도체 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 발광층은 비정질 실리콘 나이트라이드(SiN)막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 크기의 반도체 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 정공 주입층 및 전자 주입층은 각각 p형 실리콘 카바이드계 물질막 및 n형의 실리콘 카바이드계 물질막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 크기의 반도체 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 투명 전도성 전극층은 ITO(Indium tin oxide), SnO2, In2O3, Cd2SnO4 및 ZnO으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 크기의 반도체 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 정공 주입층은 상기 실리콘 기판 상부에 형성되고, 상기 발광층은 상기 정공 주입층 상에 형성되고, 상기 전자주입층은 상기 발광층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 크기의 반도체 발광 소자.
- 가로 방향 및 세로 방향으로 복수개 배열된 단위 반도체 발광 소자들을 포함하는 반도체 발광 소자 어레이에 있어서,상기 단위 반도체 발광 소자는 실리콘 기판 상부에 형성되고 실리콘 나노점(silicon nano-dot)을 포함하는 발광층과, 상기 발광층을 사이에 두고 서로 대향하여 형성된 정공 주입층 및 전자 주입층과, 상기 전자 주입층 상에 형성된 투명 전도성 전극층과, 상기 정공 주입층 및 상기 투명 전도성 전극층에 각각 외부로부터 전류를 주입하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하여 이루어지고,상기 단위 반도체 발광 소자는 상기 제1 전극 및 제2 전극을 이용하여 발광 여부를 조절하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자 어레이.
- 제6항에 있어서, 상기 발광층은 비정질 실리콘 나이트라이드(SiN)막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자 어레이.
- 제6항에 있어서, 상기 단위 반도체 발광 소자의 가로 및 세로의 크기는 100㎛ 이하로 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자 어레이.
- 실리콘 기판 상부에 실리콘 나노점(silicon nano-dot)을 포함하는 발광층을 형성하는 단계;상기 발광층을 사이에 두고 서로 대향하여 정공 주입층 및 전자 주입층을 형성하는 단계;상기 전자 주입층 상에 투명 전도성 전극층을 형성하는 단계; 및상기 정공 주입층 및 상기 투명 전극층에 각각 외부로부터 전류를 주입하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 크기의 반도체 발광 소자의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 발광층은 비정질 실리콘 나이트라이드(SiN)막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 크기의 반도체 발광 소자의 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 정공 주입층은 상기 실리콘 기판 상에 p형 실리콘 카바이드계 물질막을 형성하여 얻어지고, 상기 전자 주입층은 상기 발광층 상에 n형 실리콘 카바이드계 물질막을 형성하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 크기의 반도체 발광 소자의 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 투명 전도성 전극층을 형성하는 단계 후에, 투명 전도성 전극층을 상온 내지 1000℃에서 열처리하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 크기의 반도체 발광 소자의 제조방법.
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