KR20090052721A - Gan-based light emitting diode having omnidirectional reflector with 3-dimensional structure and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식각 등의 패터닝 공정 또는 재성장(regrowth) 공정의 요구 없이 전방향 반사경을 형성시킴으로써 발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자는 기판과, 상기 기판 상에 구비되며, 양자점을 포함한 3차원 구조를 포함하여 구성되는 전방향 반사경 및 상기 전방향 반사경을 포함한 기판 상에 구비되는 질화물계 반도체층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention provides a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure that can improve the light extraction efficiency of the light emitting device by forming an omnidirectional reflector without requiring a patterning process such as etching or a regrowth process. According to the present invention, a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to the present invention includes a substrate, an omnidirectional reflector comprising a three-dimensional structure including a quantum dot and provided on the substrate; And a nitride-based semiconductor layer provided on the substrate including the omnidirectional reflector.

발광소자, 3차원구조, 자가형성 Light Emitting Device, 3D Structure, Self Formation

Description

3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자 및 그 제조방법{GaN-based Light Emitting Diode having omnidirectional reflector with 3-dimensional structure and method for fabricating the same}GaN-based Light Emitting Diode having omnidirectional reflector with 3-dimensional structure and method for fabricating the same

본 발명은 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식각 등의 패터닝 공정 또는 재성장(regrowth) 공정의 요구 없이 전방향 반사경을 형성시킴으로써 발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitride based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure, and a method of manufacturing the same. A nitride-based light emitting device having a three-dimensional omnidirectional reflector capable of improving the light extraction efficiency of the device and a manufacturing method thereof.

발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED라 칭함)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED 등이 정보통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 광원으로 이용되고 있다. Light Emitting Diodes (hereinafter referred to as LEDs) are semiconductor devices that convert current into light.In 1962, red LEDs using GaAsP compound semiconductors were commercialized. It is used as a display light source of electronic devices including.

최근에는 질화물계 화합물 반도체를 이용한 발광소자가 주목받고 있다. 그 이유 중 하나는, GaN을 In, Al 등의 원소와 조합하여 녹색, 청색 및 백색광을 방출하는 반도체층들을 제조할 수 있기 때문이다. 이러한 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자는 평판표시장치, 신호등, 실내 조명, 고해상도 출력 시스템, 광통신 등 다양한 분야에 널리 이용되고 있다. Recently, a light emitting device using a nitride compound semiconductor has attracted attention. One reason is that semiconductor layers emitting green, blue and white light can be produced by combining GaN with elements such as In and Al. BACKGROUND ART A nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure is widely used in various fields such as a flat panel display, a traffic light, an indoor light, a high resolution output system, and optical communication.

이러한 질화물계 화합물 반도체를 이용한 발광소자는 통상, 기판 상에 질화물계 반도체층이 구비된 구조를 갖으며 상기 질화물계 반도체층은 n형 클래드층, 활성층, p형 클래드층을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구조 하에서, 상기 활성층 내에서 전자와 정공의 재결합에 의해 광자(photon)가 발생되고, 상기 광자가 발광소자의 외부로 탈출하면서 빛이 발생된다. A light emitting device using such a nitride compound semiconductor generally has a structure in which a nitride semiconductor layer is provided on a substrate, and the nitride semiconductor layer includes an n-type cladding layer, an active layer, and a p-type cladding layer. Under such a structure, photons are generated by recombination of electrons and holes in the active layer, and light is generated while the photons escape to the outside of the light emitting device.

한편, 발광소자의 활성층에서 발생된 빛이 발광소자의 외부로 용이하게 탈출하기 위해서는 발광소자 내부에서의 전반사가 최소화되어야 한다. 활성층에서 발생된 빛이 p형 클래드층, n형 클래드층 등에 의해 전반사가 반복되면, 빛이 발광소자 내부에서 흡수되는 현상이 발생되어 광추출 효율(light extraction efficiency)이 저하되기 때문이다. Meanwhile, in order for light generated in the active layer of the light emitting device to easily escape to the outside of the light emitting device, total reflection inside the light emitting device should be minimized. This is because when the light generated in the active layer is totally reflected by the p-type cladding layer, the n-type cladding layer, or the like, light is absorbed inside the light emitting device, and the light extraction efficiency is lowered.

이를 방지하기 위해 발광소자 내에 난반사층을 형성하여 광추출 효율을 향상시키는 기술이 제시되고 있다. 대표적인 기술로서, 1) p형 클래드층의 표면을 식각하여 p형 클래드층 표면 상에 6각형 형상의 난반사층을 형성하는 방법(Wei Chin Peng and YewChung Sermon Wu, Applied Physics Letters 88, 181117(2006)), 2) p형 클래드층 상에 광결정(photonic crystal)을 형성하는 방법(Ya-Ju Lee, Hao-Chung Kuo, Tien-Chang Lu and Shing-Chung Wang, IEEE Journal of Quantum Electronics, 42(12), 1196(2006)), 3) 사파이어 기판 표면 상에 PSS(patterned sapphire substrate)를 형성함과 함께 p형 클래드층 표면 상에 난반사층을 형성하는 방법(Hung-Wen Hung, C. C. Kao, J. T. Chu, H. C. Kuo, S. C. Wang, C. C. Yu, IEEE Photonics Technology Letters, 17(5), 983(2005)) 등이 있다. In order to prevent this, a technique for improving light extraction efficiency by forming a diffuse reflection layer in a light emitting device has been proposed. As a representative technique, 1) a method of forming a hexagonal diffuse reflection layer on the surface of the p-type cladding layer by etching the surface of the p-type cladding layer ( Wei Chin Peng and Yew Chung Sermon Wu, Applied Physics Letters 88, 181117 (2006) ), 2) a method of forming a photonic crystal on the p-type cladding layer ( Ya-Ju Lee, Hao-Chung Kuo, Tien-Chang Lu and Shing-Chung Wang, IEEE Journal of Quantum Electronics, 42 (12) , 1196 (2006) ), 3) forming a diffused reflection layer on the surface of the p-type cladding layer while forming a patterned sapphire substrate (PSS) on the surface of the sapphire substrate ( Hung-Wen Hung, CC Kao, JT Chu, HC Kuo, SC Wang, CC Yu, IEEE Photonics Technology Letters, 17 (5), 983 (2005) ).

그러나, 상술한 종래 기술들은 p형 클래드층 표면을 식각하거나 p형 클래드층 상에 증착 공정을 통해 광결정을 형성함에 따라, 추가적인 공정이 요구될 뿐만 아니라 수율에 악영향을 끼치게 된다. 특히, 기판 상에 PSS를 형성하는 기술의 경우, PSS 형성을 위해 식각 공정 및 재성장 공정이 모두 요구됨에 따라 수율 향상에 저해 요인이 되며 제조단가를 상승시키게 된다. However, the above-described conventional techniques require not only an additional process but also adversely affect the yield by etching the surface of the p-type cladding layer or forming a photonic crystal on the p-type cladding layer through a deposition process. In particular, in the case of forming the PSS on the substrate, as both the etching process and the regrowth process are required to form the PSS, it becomes a detrimental factor in improving the yield and increases the manufacturing cost.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 식각 등의 패터닝 공정 또는 재성장(regrowth) 공정의 요구 없이 전방향 반사경을 형성시킴으로써 발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made in order to solve the above problems, a three-dimensional structure that can improve the light extraction efficiency of the light emitting device by forming an omnidirectional reflector without the need for patterning or regrowth process such as etching It is an object of the present invention to provide a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector and a method of manufacturing the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자는 기판과, 상기 기판 상에 구비되며, 양자점을 포함한 3차원 구조(이하, '3차원 구조'라 칭함)를 포함하여 구성되는 전방향 반사경 및 상기 전방향 반사경을 포함한 기판 상에 구비되는 질화물계 반도체층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to the present invention is provided on a substrate and the substrate, and includes a three-dimensional structure including quantum dots (hereinafter, 'three-dimensional structure'). And a nitride-based semiconductor layer provided on the substrate including the omnidirectional reflector and the omnidirectional reflector.

상기 3차원 구조는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물이며, 상세하게는 Ⅲ족 원소와 질소의 화합물일 수 있으며, Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성된다. 또한, 상기 3차원 구조는 5nm∼10㎛의 크기를 갖는 것이 바람직하다. The three-dimensional structure is a group III-V compound, in detail may be a compound of the group III element and nitrogen, In x (Al y Ga 1-y ) N (0≤x≤1, 0≤y≤1) Consists of substances included in the general formula of. In addition, the three-dimensional structure preferably has a size of 5nm ~ 10㎛.

상기 기판은 사파이어 기판 또는 실리콘 기판이며, 상기 질화물계 반도체층은 n형 클래드층, 발광층, p형 클래드층을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 p형 클래드층 상에 난반사층이 더 구비될 수 있으며, 상기 난반사층은 광결정이다. 이에 부가하여, 상기 기판의 표면은 1nm∼10㎛의 표면 거칠기를 갖는다. The substrate may be a sapphire substrate or a silicon substrate, and the nitride-based semiconductor layer may include an n-type cladding layer, a light emitting layer, and a p-type cladding layer. In addition, a diffuse reflection layer may be further provided on the p-type cladding layer, and the diffuse reflection layer is a photonic crystal. In addition to this, the surface of the substrate has a surface roughness of 1 nm to 10 mu m.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법은 챔버 내에 사파이어 기판을 구비시키는 단계와, 상기 챔버 내에 질소를 포함하는 반응 가스를 공급하는 단계 및 상기 질소를 포함하는 반응 가스와 상기 사파이어 기판이 반응하여 자가형성(S-K, Stranski-Krastanov) 3차원 구조를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure, including: providing a sapphire substrate in a chamber, and supplying a reaction gas containing nitrogen into the chamber. And reacting the reaction gas containing nitrogen with the sapphire substrate to form a self-forming (SK, Stranski-Krastanov) three-dimensional structure.

상기 3차원 구조는 AlN으로 구성될 수 있으며, 상기 반응 가스는 NH3일 수 있다. 또한, 상기 사파이어 기판의 표면에 반응 후 1nm∼10㎛의 표면 거칠기가 형성될 수 있다. The three-dimensional structure may be composed of AlN, the reaction gas may be NH 3 . In addition, after the reaction, a surface roughness of 1 nm to 10 μm may be formed on the surface of the sapphire substrate.

상기 3차원 구조는 분자선 결정성장법(MBE, Molecular Beam Epitaxy), 금속-유기 화학기상증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 원자층 적층법(Atomic Layer Epitaxy), 기상적층법(Vapor Phase Epitaxy) 등을 포함한 제반 박막 성장 방법 중 어느 하나에 의해 형성될 수 있다. The three-dimensional structure may be Molecular Beam Epitaxy (MBE), Metal Organic Chemical Vapor Deposition (Atomic Layer Epitaxy), Atomic Layer Epitaxy, Vapor Phase Epitaxy, etc. It may be formed by any one of a general thin film growth method including.

상기 3차원 구조가 형성된 상태에서, 상기 3차원 구조를 포함한 기판 전면 상에 질화물계 반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다. In the state in which the three-dimensional structure is formed, the method may further include forming a nitride-based semiconductor layer on the entire surface of the substrate including the three-dimensional structure.

또한, 본 발명에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법은 실리콘 기판을 준비하는 단계와, 상기 실리콘 기판 상에 Ⅲ족 원소를 적층하는 단계와, 상기 실리콘 기판을 챔버 내에 구비시킨 상태에서, 상기 챔버 내에 질소를 포함하는 반응 가스를 공급하고 플라즈마화하는 단계 및 상기 Ⅲ족 원소와 질소의 반응 또는 상기 Ⅲ족 원소, 질소 및 실리콘 기판의 반응에 의해 상기 실리콘 기판 상에 3차원 구조를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, a method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to the present invention comprises the steps of preparing a silicon substrate, laminating a group III element on the silicon substrate, In the state provided in the chamber, supplying and plasmalizing a reaction gas containing nitrogen into the chamber and reacting the group III element with nitrogen or the reaction of the group III element, nitrogen, and silicon substrate on the silicon substrate. It characterized in that it comprises a step of forming a three-dimensional structure.

상기 Ⅲ족 원소는 Al, Ga 또는 In 일 수 있으며, 상기 질소를 포함하는 반응 가스는 N2일 수 있다. 또한, 상기 3차원 구조는 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성될 수 있다. The group III element may be Al, Ga, or In, and the reaction gas containing nitrogen may be N 2 . In addition, the three-dimensional structure may be composed of a material included in the general formula of In x (Al y Ga 1-y ) N (0≤x≤1, 0≤y≤1).

이에 부가하여, 본 발명에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법은 실리콘 기판을 준비하는 단계와, 상기 실리콘 기판을 챔버 내에 구비시킨 상태에서 상기 챔버 내에 Ⅲ족 원소를 포함하는 가스와 Ⅳ족 원소를 포함하는 반응 가스를 공급하는 단계 및 상기 Ⅲ족 원소를 포함하는 가스와 Ⅳ족 원소를 포함하는 반응 가스가 상기 실리콘 기판과 반응하여 상기 실리콘 기판 상에 3차원 구조를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, the method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to the present invention comprises the steps of preparing a silicon substrate, the group III element in the chamber with the silicon substrate in the chamber; Supplying a gas including a gas and a reactive gas including a group IV element, and a gas including the group III element and a reactive gas including a group IV element react with the silicon substrate to form a three-dimensional structure on the silicon substrate. Characterized in that it comprises a step of forming.

상기 Ⅳ족 원소를 포함하는 반응 가스는 N2일 수 있으며, 상기 Ⅲ족 원소를 포함하는 가스는 Al, Ga, In 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 반응 가스일 수 있다. The reaction gas including the group IV element may be N 2 , and the gas including the group III element may be a reaction gas including at least one of Al, Ga, and In.

본 발명에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention, the nitride-based light emitting device having the omnidirectional reflector having the three-dimensional structure and the manufacturing method thereof have the following effects.

사파이어 기판 또는 실리콘 기판 상에 전방향 반사경을 구성하는 양자점을 포함한 3차원 구조가 자가 형성(self-assembling)됨에 따라, 별도의 식각 등의 패터닝 공정이나 재성장 공정이 요구되지 않아 생산 수율을 향상시킬 수 있으며 제조원가를 낮출 수 있게 된다. As the three-dimensional structure including the quantum dots constituting the omnidirectional reflector on the sapphire substrate or the silicon substrate is self-assembling, a separate patterning process such as etching or regrowth process is not required, thereby improving production yield. And lower manufacturing costs.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 단면 구성도이다. Hereinafter, a nitride based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a cross-sectional view of a nitride-based light emitting device having a three-dimensional omnidirectional reflector according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자는 크게 기판(101)과 상기 기판(101) 상에 구비되는 질화물계 반도체층(110)으로 구성된다. First, as shown in FIG. 1, a nitride based light emitting device having a three-dimensional omnidirectional reflector according to an exemplary embodiment of the present invention has a substrate 101 and a nitride based semiconductor provided on the substrate 101. It consists of layer 110.

상기 기판(101)은 사파이어(Al2O3) 기판(101) 또는 실리콘(Si) 기판(101)이 사용될 수 있으며, 기판(101) 전면 상에는 전방향 반사경(120)이 구비된다. 상기 전방향 반사경(120)은 양자점(quantum dot)을 포함한 3차원 구조(이하, '3차원 구조'라 칭함)(121) 또는 상기 3차원 구조(121)와 상기 3차원 구조가 위치하는 기판의 표면(122)을 포괄한 것을 일컫는다. 따라서, 상기 전방향 반사경(120)은 3차원 구조를 갖는다할 수 있다. As the substrate 101, a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate 101 or a silicon (Si) substrate 101 may be used, and an omnidirectional reflector 120 is provided on the entire surface of the substrate 101. The omnidirectional reflector 120 may include a three-dimensional structure (hereinafter, referred to as a “three-dimensional structure”) 121 including a quantum dot or a substrate on which the three-dimensional structure 121 and the three-dimensional structure are located. Refers to covering the surface 122. Thus, the omnidirectional reflector 120 may have a three-dimensional structure.

한편, 상기 3차원 구조(121)는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물로 구성되며, 일 실시예 Ⅲ족 원소와 질소의 화합물로 구성될 수 있으며 바람직하게는 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성될 수 있다. On the other hand, the three-dimensional structure 121 is composed of a group III-V compound, an embodiment may be composed of a group III element and a compound of nitrogen, preferably In x (Al y Ga 1-y ) N (0 It may be composed of a material included in the general formula of ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1).

상기 3차원 구조(121)는 Al, Ga 또는 In이 포함된 반응 가스 또는 NH3, N2 등의 반응 가스와 상기 기판(101)을 구성하는 물질 즉, Al2O32 또는 Si가 반응하여 형성된 것으로서, 상기 기판(101)을 구성하는 물질이 상기 기판(101)과 반응함에 따라 상기 기판(101)의 표면에는 Al2O3 또는 Si의 빈자리가 존재하게 되며 이에 따라, 상기 기판(101)의 표면은 울퉁불퉁하게 되며 1nm∼10㎛의 표면 거칠기를 갖게 된다. The three-dimensional structure 121 is formed by reacting a reaction gas containing Al, Ga, or In, or a reaction gas such as NH 3 , N 2 , and a material constituting the substrate 101, that is, Al 2 O 3 2 or Si. As the material constituting the substrate 101 reacts with the substrate 101, an empty space of Al 2 O 3 or Si is present on the surface of the substrate 101. The surface becomes rugged and has a surface roughness of 1 nm to 10 mu m.

상기 3차원 구조(121) 또는 상기 3차원 구조(121)와 표면 거칠기를 갖는 기판(101)의 표면(122)으로 구성되는 전방향 반사경(120)은 질화물계 반도체층(110)에서 발생되는 빛을 난반사하는 역할을 수행한다. 여기서, 상기 3차원 구조(121)의 형성에 대한 상세한 설명은 후술하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법에서 상세히 설명하기로 한다. The omnidirectional reflector 120, which is composed of the three-dimensional structure 121 or the surface 122 of the substrate 101 having the surface roughness with the three-dimensional structure 121, has light generated from the nitride-based semiconductor layer 110. Diffuse reflection. Here, a detailed description of the formation of the three-dimensional structure 121 will be described in detail in the method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure to be described later.

한편, 상기 질화물계 반도체층(110)은 n형 클래드층(111), 활성층(112) 및 p형 클래드층(113)이 순차적으로 적층된 구조를 갖으며, 상기 n형 클래드층(111), 활성층(112) 및 p형 클래드층(113)은 모두 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 일반 식에 포함되는 물질로 구성될 수 있으며, n형 클래드층(111)과 p형 클래드층(113)의 경우 도전성질을 갖기 위해 Si, Mg 등의 불순물이 첨가될 수 있다. 일 예로, 상기 n형 클래드층(111)에는 불순물로 Si이 첨가되며, p형 클래드층(113)에는 Mg가 첨가된다. 여기서, 도면에 도시하지 않았지만 질화물계 반도체층(110)을 구성하는 구성요소로서 상기 기판(101)과 상기 n형 클래드층(111) 사이에 버퍼층, n형 접촉층이 더 구비되며, 상기 p형 클래드층(113) 상부에 p형 접속층이 더 구비될 수 있다. On the other hand, the nitride-based semiconductor layer 110 has a structure in which the n-type cladding layer 111, the active layer 112 and the p-type cladding layer 113 is sequentially stacked, the n-type cladding layer 111, Both the active layer 112 and the p-type cladding layer 113 may be made of a material included in the general formula of In x (Al y Ga 1-y ) N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1). In the case of the n-type cladding layer 111 and the p-type cladding layer 113, impurities such as Si and Mg may be added to have conductivity. For example, Si is added as an impurity to the n-type cladding layer 111 and Mg is added to the p-type cladding layer 113. Although not shown in the drawings, a buffer layer and an n-type contact layer are further provided between the substrate 101 and the n-type cladding layer 111 as components of the nitride-based semiconductor layer 110. The p-type connection layer may be further provided on the clad layer 113.

상기 3차원 구조(121)를 포함하여 구성되는 전방향 반사경(120) 이외에 부가적인 난반사층(도시하지 않음)이 더 구비될 수 있다. 일 예로, 상기 p형 클래드층(113)의 표면을 습식 식각하여 상기 p형 클래드층(113)의 표면에 일정 정도의 표면 거칠기를 갖도록 하여 해당 p형 클래드층(113)의 표면이 난반사층의 역할을 수행하도록 하거나, 상기 p형 클래드층(113) 상에 증착 공정을 통해 광결정(photonic crystal)을 형성하여 해당 광결정이 난반사층의 역할을 수행하도록 할 수 있다. An additional diffuse reflection layer (not shown) may be further provided in addition to the omnidirectional reflector 120 including the three-dimensional structure 121. For example, the surface of the p-type cladding layer 113 may be wet-etched to have a certain level of surface roughness on the surface of the p-type cladding layer 113 so that the surface of the p-type cladding layer 113 is a diffuse reflection layer. A photonic crystal may be formed on the p-type cladding layer 113 through a deposition process so that the photonic crystal may serve as a diffuse reflection layer.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 구조에 대해 살펴보았다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법에 대해 설명하기로 한다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이고, 도 3a 및 도 3b 그리고 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3 차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다. 상기 제 1 실시예는 기판으로서 사파이어 기판을 이용하는 경우이며, 상기 제 2 실시예는 실리콘 기판을 이용하는 경우이다. In the above, the structure of the nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a method of manufacturing a nitride based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to an embodiment of the present invention will be described. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 3A and 3B and FIGS. 4A and 4B. 4B is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the nitride-based light emitting device including the omnidirectional reflector having the three-dimensional structure according to the second embodiment of the present invention. The first embodiment is a case where a sapphire substrate is used as the substrate, and the second embodiment is a case where a silicon substrate is used.

먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법을 살펴보면, 도 2a에 도시한 바와 같이 사파이어 기판(101)을 준비한다. 상기 사파이어 기판(101)이 준비된 상태에서 분자선 결정성장법(MBE, Molecular Beam Epitaxy), 금속-유기 화학기상증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 원자층 적층법(Atomic Layer Epitaxy), 기상적층법(VPE, Vapor Phase Epitaxy) 등을 포함한 제반 에피택셜 성장 기법을 이용하여 상기 사파이어 기판(101) 상에 양자점(quantum dot)을 포함한 3차원 구조를 형성한다. First, referring to a method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2A, a sapphire substrate 101 is prepared. Molecular Beam Epitaxy (MBE), Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (Atomic Layer Epitaxy), Atomic Layer Epitaxy, and Vapor Deposition A three-dimensional structure including quantum dots is formed on the sapphire substrate 101 by using epitaxial growth techniques including VPE and Vapor Phase Epitaxy.

구체적으로, 상기 사파이어 기판(101)을 챔버 내에 구비시키고 상기 챔버 내에 반응 가스 NH3을 공급한다. 챔버 내에 NH3이 공급되면 상기 NH3 가스와 상기 사파이어 기판(101) 표면의 Al2O3이 아래의 반응식 1과 같이 반응하게 되며, 그 결과 상기 사파이어 기판(101) 상에 AlN으로 구성되는 양자점을 포함한 3차원 구조(이하, '3차원 구조'라 칭함)(121)가 자가 형성(self-assembling)된다. 이 때, 형성되는 3차원 구조(121)의 형상은 돔, 피라미드, 원통, 원반, 사각형 등의 형태를 이룰 수 있다. Specifically, the sapphire substrate 101 is provided in the chamber and the reaction gas NH 3 is supplied into the chamber. When NH 3 is supplied into the chamber, the NH 3 gas and Al 2 O 3 on the surface of the sapphire substrate 101 react as shown in Scheme 1 below, and as a result, a quantum dot composed of AlN on the sapphire substrate 101 is obtained. The three-dimensional structure (hereinafter, referred to as 'three-dimensional structure') 121 including the self-assembling (self-assembling). At this time, the shape of the three-dimensional structure 121 is formed may be in the form of a dome, pyramid, cylinder, disk, square.

<반응식 1> <Scheme 1>

Al2O3 + 2NH3 → 2AlN + 3H2OAl 2 O 3 + 2NH 3 → 2AlN + 3H 2 O

이 때, 상기 사파이어 기판(101) 표면의 Al2O3이 NH3과 반응함에 따라, 상기 사파이어 기판(101) 표면에는 Al2O3의 빈자리가 형성되며, 이와 같은 Al2O3의 빈자리가 사파이어 기판(101) 전면에 걸쳐 분포함에 따라, 상기 사파이어 기판(101) 표면(122)은 울퉁불퉁한 형태로 되며 달리 표현하여 1nm∼10㎛의 표면 거칠기를 갖게 된다. 도 5를 참조하면, 사파이어 기판(101) 상에 다양한 크기의 3차원 구조(121)가 형성된 것을 확인할 수 있다. Here, the sapphire substrate 101 as the Al 2 O 3 in the surface of NH 3 and reaction, the sapphire substrate (101) surface is formed with a vacancy of the Al 2 O 3, that this replacement for Al 2 O 3, such As distributed over the entire surface of the sapphire substrate 101, the surface 122 of the sapphire substrate 101 becomes uneven and has different surface roughness of 1 nm to 10 μm. Referring to FIG. 5, it can be seen that three-dimensional structures 121 of various sizes are formed on the sapphire substrate 101.

상기 NH3 가스와 Al2O3의 반응에 의해 형성된 3차원 구조(121)와, 상기 일정 정도의 표면 거칠기를 갖는 사파이어 기판(101)의 표면(122)은 전방향 반사경(120)을 구성한다. 한편, 상기 NH3 가스의 양과 사파이어 기판(101) 온도의 조절을 통해 3차원 구조(121) 즉, AlN의 크기 및 사파이어 기판(101) 상에서의 AlN의 분포 밀도 그리고 사파이어 기판(101) 표면의 표면 거칠기를 조절할 수 있게 된다. 참고로, 상기 3차원 구조(121)는 5nm∼10㎛의 크기를 갖는 것이 바람직하다. The three-dimensional structure 121 formed by the reaction of the NH 3 gas and Al 2 O 3 , and the surface 122 of the sapphire substrate 101 having the predetermined surface roughness constitute the omnidirectional reflector 120. . Meanwhile, the three-dimensional structure 121, that is, the size of AlN and the distribution density of AlN on the sapphire substrate 101 and the surface of the surface of the sapphire substrate 101 are controlled by adjusting the amount of NH 3 gas and the temperature of the sapphire substrate 101. Roughness can be adjusted. For reference, the three-dimensional structure 121 preferably has a size of 5nm ~ 10㎛.

상기 사파이어 기판(101) 상에 3차원 구조(121)가 형성된 상태에서, 도 2b에 도시한 바와 같이 상기 3차원 구조(121)를 포함한 사파이어 기판(101) 전면 상에 질화물계 반도체층(110)을 적층하는 공정이 진행된다. In the state where the three-dimensional structure 121 is formed on the sapphire substrate 101, as shown in FIG. 2B, the nitride-based semiconductor layer 110 is formed on the entire surface of the sapphire substrate 101 including the three-dimensional structure 121. The process of laminating | stacking is advanced.

구체적으로, 상기 사파이어 기판(101) 전면 상에 질화물계 반도체층(110)을 에피택셜(epitaxial)하게 성장시킨다. 상기 질화물계 반도체층(110)은 복수의 층으로 구분될 수 있으며, 상기 복수의 층은 버퍼층, n형 접촉층, n형 클래드층(111), 발광층, p형 클래드층(113), p형 접촉층이 순차적으로 적층된 것을 포함한다. 여기서, 상기 버퍼층, n형 접촉층 및 p형 접촉층은 도시하지 않았다. 또한, 상기 질화물계 반도체층(110)을 구성하는 각각의 층은 금속유기화학증착법(MOCVD) 또는 분자빔에피택셜법(MBE) 등의 방법으로 성장된다. 이 때, 상기 버퍼층, n형 접촉층, n형 클래드층(111), 발광층, p형 클래드층(113) 및 p형 접촉층은 모두 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성될 수 있다.Specifically, the nitride-based semiconductor layer 110 is epitaxially grown on the entire sapphire substrate 101. The nitride based semiconductor layer 110 may be divided into a plurality of layers, and the plurality of layers may include a buffer layer, an n-type contact layer, an n-type cladding layer 111, an emission layer, a p-type cladding layer 113, and a p-type layer. It includes that the contact layer is laminated sequentially. Here, the buffer layer, the n-type contact layer and the p-type contact layer are not shown. In addition, each layer constituting the nitride semiconductor layer 110 is grown by a method such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxial method (MBE). In this case, the buffer layer, the n-type contact layer, the n-type cladding layer 111, the light emitting layer, the p-type cladding layer 113 and the p-type contact layer are all In x (Al y Ga 1-y ) N (0≤x It may be composed of a material included in the general formula of ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1).

상기 질화물계 반도체층(110)이 형성된 상태에서, 도면에 도시하지 않았지만 투명전극, p-전극, n-전극 형성 공정을 진행하면 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법은 완료된다. Although the nitride-based semiconductor layer 110 is formed, the transparent reflector, the p-electrode, and the n-electrode are formed in the process of forming the omnidirectional reflector according to the first embodiment of the present invention, although not shown in the drawing. The manufacturing method of the nitride-based light emitting element provided is completed.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다. Next, a method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to a second embodiment of the present invention will be described.

먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이 실리콘(Si) 기판(101)을 준비한다. 그런 다음, 에피택셜 성장 기법을 이용하여 상기 실리콘 기판(101) 상에 3차원 구조(121)를 형성한다. 상기 에피택셜 성장 기법으로는, 분자선 결정성장법(MBE), 금속-유기 화학기상증착법(MOCVD), 원자층 적층법, S-K(Stranski-Krastanov) 성장법 등을 포함한 제반 박막 성장 방법이 이용될 수 있다. First, as shown in FIG. 3A, a silicon (Si) substrate 101 is prepared. Then, a three-dimensional structure 121 is formed on the silicon substrate 101 using an epitaxial growth technique. As the epitaxial growth technique, various thin film growth methods including molecular beam crystal growth (MBE), metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), atomic layer deposition, SK (Stranski-Krastanov) growth, and the like can be used. have.

구체적인 공정을 살펴보면, 먼저 상기 실리콘 기판(101) 상에 Al 금속, Ga 금속 또는 In 금속을 증착시킨다. 이 때, 상기 Al 금속, Ga 금속, In 금속의 3가지 금속 중 둘 이상을 함께 증착할 수도 있다. 그런 다음, 소정의 챔버 내에 상기 실리콘 기판(101)을 구비시킨 상태에서 챔버 내에 N2 가스를 공급하고, 해당 N2 가스를 플라즈마화하여 질소(N)와 Al 금속, Ga 금속 또는 In 금속 중 적어도 하나 이상과 반응하도록 한다. 이 때, 질소(N)와 <Al 금속, Ga 금속, In 금속 중 적어도 어느 하나 이상>의 반응뿐만 아니라 질소(N), <Al 금속, Ga 금속, In 금속 중 적어도 어느 하나 이상> 및 실리콘 기판(101)의 반응도 발생할 수 있다. Looking at a specific process, first, Al metal, Ga metal or In metal is deposited on the silicon substrate 101. In this case, two or more of the three metals of Al metal, Ga metal, and In metal may be deposited together. Then, the N 2 gas is supplied into the chamber while the silicon substrate 101 is provided in a predetermined chamber, and the N 2 gas is converted into plasma to form at least nitrogen (N), Al metal, Ga metal or In metal. React with one or more. At this time, not only the reaction of nitrogen (N) with <at least one of Al metal, Ga metal, In metal> but also nitrogen (N), <at least one of Al metal, Ga metal, In metal> and silicon substrate A reaction of 101 may also occur.

이에 따라, Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되는 3차원 구조(121)가 형성된다. 상기 3차원 구조(121)는 전방향 반사경(120)의 역할을 수행하게 된다. As a result, a three-dimensional structure 121 formed of a material included in the general formula of In x (Al y Ga 1-y ) N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) is formed. The three-dimensional structure 121 serves as the omnidirectional reflector 120.

한편, 상기와 같이 Al 금속, Ga 금속 또는 In 금속을 이용하여 3차원 구조(121)를 형성하는 방법 이외에 Al, Ga, In 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된 반응 가스를 이용하여 3차원 구조(121)를 형성할 수도 있다. Meanwhile, in addition to the method of forming the three-dimensional structure 121 using Al metal, Ga metal, or In metal as described above, the three-dimensional structure 121 using a reaction gas containing at least one of Al, Ga, and In. ) May be formed.

구체적으로, 상기 실리콘 기판(101)을 챔버 내에 구비시킨 상태에서 도 4a에 도시한 바와 같이 상기 챔버 내에 Al, Ga, In 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된 반응 가스 및 N2 가스를 함께 공급한다. 그런 다음, Al, Ga, In 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된 반응 가스 및 N2 가스를 플라즈마화 하여 <Al, Ga, In 중 적어도 어느 하나> 및 질소(N)가 실리콘 기판(101) 표면의 실리콘(Si)과 반응하도록 하여 상기 실리콘 기판(101) 상에 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되는 3차원 구조(121)가 형성한다. 도 6을 참조하면, 사파이어 기판(101) 상에 다양한 크기의 3차원 구조(121)가 형성된 것을 확인할 수 있다. Specifically, in a state where the silicon substrate 101 is provided in a chamber, as shown in FIG. 4A, a reaction gas and an N 2 gas including at least one of Al, Ga, and In are supplied together in the chamber. Then, the reaction gas and N 2 gas containing at least one of Al, Ga, and In are converted into plasma so that <at least one of Al, Ga, In> and nitrogen (N) are formed on the surface of the silicon substrate 101. Reacted with silicon (Si) to form a material included in the general formula of In x (Al y Ga 1-y ) N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) on the silicon substrate 101. The three-dimensional structure 121 is formed. Referring to FIG. 6, it can be seen that three-dimensional structures 121 of various sizes are formed on the sapphire substrate 101.

상술한 바와 같은 두 가지 방법 중 어느 한 방법을 통해 실리콘 기판(101) 상에 3차원 구조(121)가 형성된 상태에서 도 3c 및 도 4b에 도시한 바와 같이 상기 3차원 구조(121)를 포함한 실리콘 기판(101) 전면 상에 질화물계 반도체층(110)을 적층한다. 상기 질화물계 반도체층(110)의 제반 공정 조건은 상기 제 1 실시예의 질화물계 반도체층(110)에 상응한다. With the three-dimensional structure 121 formed on the silicon substrate 101 through any one of the two methods described above, the silicon including the three-dimensional structure 121 as shown in FIGS. 3C and 4B. The nitride based semiconductor layer 110 is stacked on the entire surface of the substrate 101. General process conditions of the nitride based semiconductor layer 110 correspond to the nitride based semiconductor layer 110 of the first embodiment.

상기 질화물계 반도체층(110)이 형성된 상태에서, 도면에 도시하지 않았지만 투명전극, p-전극, n-전극 형성 공정을 진행하면 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법은 완료된다. Although the nitride-based semiconductor layer 110 is formed, the transparent reflector, the p-electrode, and the n-electrode forming process may be performed by performing the process of forming the omnidirectional reflector according to the second embodiment of the present invention. The manufacturing method of the nitride-based light emitting element provided is completed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 단면 구성도. 1 is a cross-sectional view of a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.2A and 2B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to a first embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b 그리고 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.3A and 3B and FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법에 의해 제조된 사파이어 기판의 표면을 나타낸 AFM(atomic force microscopy) 사진. FIG. 5 is an AFM (atomic force microscopy) photograph showing the surface of a sapphire substrate manufactured by a method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to a first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법에 의해 제조된 사파이어 기판의 표면을 나타낸 AFM 사진. FIG. 6 is an AFM photograph showing a surface of a sapphire substrate manufactured by a method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to a second embodiment of the present invention. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

101 : 기판 120 : 전방향 반사경101 substrate 120 omnidirectional reflector

121 : 양자점을 포함한 3차원 구조 122 : 기판의 표면121: three-dimensional structure including a quantum dot 122: the surface of the substrate

110 : 질화물계 반도체층 111 : n형 클래드층110 nitride layer semiconductor layer 111 n-type cladding layer

112 : 활성층 113 : p형 클래드층112: active layer 113: p-type cladding layer

Claims (29)

기판; Board; 상기 기판 상에 구비되며, 양자점을 포함한 3차원 구조를 포함하여 구성되는 전방향 반사경; 및An omnidirectional reflector provided on the substrate and configured to include a three-dimensional structure including quantum dots; And 상기 전방향 반사경을 포함한 기판 상에 구비되는 질화물계 반도체층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. A nitride-based light emitting device having a three-dimensional structure with an omnidirectional reflector, characterized in that it comprises a nitride-based semiconductor layer provided on the substrate including the omnidirectional reflector. 제 1 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. The nitride-based light emitting device of claim 1, wherein the three-dimensional structure including the quantum dots is a group III-V compound. 제 1 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조는 Ⅲ족 원소와 질소의 화합물인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. The nitride-based light emitting device according to claim 1, wherein the three-dimensional structure including the quantum dots is a compound of group III element and nitrogen. 제 1 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조는 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. The method of claim 1, wherein the three-dimensional structure including the quantum dot is characterized in that composed of a material contained in the general formula of In x (Al y Ga 1-y ) N (0≤x≤1, 0≤y≤1). A nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure. 제 1 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조는 5nm∼10㎛의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. The nitride based light emitting device of claim 1, wherein the three-dimensional structure including the quantum dots has a size of 5 nm to 10 μm. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 사파이어 기판 또는 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. The nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure according to claim 1, wherein the substrate is a sapphire substrate or a silicon substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 질화물계 반도체층은 n형 클래드층, 발광층, p형 클래드층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. The nitride based light emitting device of claim 1, wherein the nitride based semiconductor layer comprises an n-type cladding layer, a light emitting layer, and a p-type cladding layer. 제 7 항에 있어서, 상기 p형 클래드층 상에 난반사층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. 8. The nitride-based light emitting device having a three-dimensional structure with an omnidirectional reflector according to claim 7, wherein a diffuse reflection layer is further provided on the p-type cladding layer. 제 8 항에 있어서, 상기 난반사층은 광결정인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. 9. The nitride-based light emitting device having a three-dimensional structure with an omnidirectional reflector according to claim 8, wherein the diffuse reflection layer is a photonic crystal. 제 1 항에 있어서, 상기 전방향 반사경은 양자점을 포함한 3차원 구조와 기판의 표면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. The nitride-based light emitting device according to claim 1, wherein the omnidirectional reflector comprises a three-dimensional structure including a quantum dot and a surface of the substrate. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 기판의 표면은 1nm∼10㎛의 표면 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자. The nitride-based light emitting device according to claim 1 or 10, wherein the surface of the substrate has a surface roughness of 1 nm to 10 µm. 챔버 내에 사파이어 기판을 구비시키는 단계;Providing a sapphire substrate in the chamber; 상기 챔버 내에 질소를 포함하는 반응 가스를 공급하는 단계; 및 Supplying a reaction gas comprising nitrogen into the chamber; And 상기 질소를 포함하는 반응 가스와 상기 사파이어 기판이 반응하여 양자점을 포함한 3차원 구조를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. And forming a three-dimensional structure including a quantum dot by reacting the reactant gas containing nitrogen with the sapphire substrate to form a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure. 제 12 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조는 AlN으로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. The method according to claim 12, wherein the three-dimensional structure including the quantum dots is made of AlN. 제 12 항에 있어서, 상기 반응 가스는 NH3인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. The method of manufacturing a nitride based light emitting device having a three-dimensional reflector according to claim 12, wherein the reaction gas is NH 3 . 제 12 항에 있어서, 상기 사파이어 기판의 표면에 1nm∼10㎛의 표면 거칠기가 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. The method according to claim 12, wherein a surface roughness of 1 nm to 10 [mu] m is formed on the surface of the sapphire substrate. 제 12 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조의 크기는 5nm∼10㎛인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. The method according to claim 12, wherein the size of the three-dimensional structure including the quantum dots is 5 nm to 10 µm. 제 12 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조가 형성된 상태에서, The method of claim 12, wherein the three-dimensional structure including the quantum dot is formed, 상기 3차원 구조를 포함한 기판 전면 상에 질화물계 반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. And forming a nitride based semiconductor layer on the entire surface of the substrate including the three dimensional structure. 실리콘 기판을 준비하는 단계;Preparing a silicon substrate; 상기 실리콘 기판 상에 Ⅲ족 원소를 적층하는 단계; Depositing a group III element on the silicon substrate; 상기 실리콘 기판을 챔버 내에 구비시킨 상태에서, 상기 챔버 내에 질소를 포함하는 반응 가스를 공급하고 플라즈마화하는 단계; 및Supplying and plasmalizing a reaction gas containing nitrogen in the chamber with the silicon substrate in the chamber; And 상기 Ⅲ족 원소와 질소의 반응 또는 상기 Ⅲ족 원소, 질소 및 실리콘 기판의 반응에 의해 상기 실리콘 기판 상에 양자점을 포함한 3차원 구조를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법.Forming a three-dimensional structure including quantum dots on the silicon substrate by reaction of the group III element with nitrogen or by reaction of the group III element with nitrogen and a silicon substrate. A method of manufacturing a nitride-based light emitting device having a directional reflector. 제 18 항에 있어서, 상기 Ⅲ족 원소는 Al, Ga 또는 In 인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. 19. The method of claim 18, wherein the group III element is Al, Ga, or In. 제 18 항에 있어서, 상기 질소를 포함하는 반응 가스는 N2인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. 19. The method of claim 18, wherein the reaction gas containing nitrogen is N 2 . 제 18 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조는 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. 19. The method of claim 18, wherein the three-dimensional structure including the quantum dot is composed of a material contained in the general formula of In x (Al y Ga 1-y ) N (0≤x≤1, 0≤y≤1) A method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure. 제 18 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조의 크기는 5nm∼10㎛인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. 19. The method of claim 18, wherein the size of the three-dimensional structure including the quantum dots is 5 nm to 10 [mu] m. 제 18 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조가 형성된 상태에서, 19. The method of claim 18, wherein the three-dimensional structure including the quantum dot is formed, 상기 3차원 구조를 포함한 기판 전면 상에 질화물계 반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. And forming a nitride based semiconductor layer on the entire surface of the substrate including the three dimensional structure. 실리콘 기판을 준비하는 단계;Preparing a silicon substrate; 상기 실리콘 기판을 챔버 내에 구비시킨 상태에서 상기 챔버 내에 Ⅲ족 원소를 포함하는 가스와 Ⅳ족 원소를 포함하는 반응 가스를 공급하는 단계; 및Supplying a gas containing a group III element and a reactive gas containing a group IV element in the chamber with the silicon substrate in the chamber; And 상기 Ⅲ족 원소를 포함하는 가스와 Ⅳ족 원소를 포함하는 반응 가스가 상기 실리콘 기판과 반응하여 상기 실리콘 기판 상에 양자점을 포함한 3차원 구조를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. And reacting the gas containing the group III element and the reaction gas containing the group IV element with the silicon substrate to form a three-dimensional structure including quantum dots on the silicon substrate. A method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector. 제 24 항에 있어서, 상기 Ⅳ족 원소를 포함하는 반응 가스는 N2인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. 25. The method of claim 24, wherein the reactive gas containing a group IV element is N 2 . 제 24 항에 있어서, 상기 Ⅲ족 원소를 포함하는 가스는 Al, Ga, In 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된 반응 가스인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. 25. The nitride-based light emitting device of claim 24, wherein the gas containing a group III element is a reaction gas containing at least one of Al, Ga, and In. Manufacturing method. 제 24 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조는 Inx(AlyGa1-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 일반식에 포함되는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. 25. The method of claim 24, wherein the three-dimensional structure including the quantum dot is composed of a material contained in the general formula of In x (Al y Ga 1-y ) N (0≤x≤1, 0≤y≤1) A method of manufacturing a nitride-based light emitting device having an omnidirectional reflector having a three-dimensional structure. 제 24 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조의 크기는 5nm∼10㎛인 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. 25. The method of claim 24, wherein the size of the three-dimensional structure including the quantum dots is 5 nm to 10 [mu] m. 제 24 항에 있어서, 상기 양자점을 포함한 3차원 구조가 형성된 상태에서, 25. The method of claim 24, wherein the three-dimensional structure including the quantum dot is formed, 상기 3차원 구조를 포함한 기판 전면 상에 질화물계 반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 전방향 반사경을 구비한 질화물계 발광소자의 제조방법. And forming a nitride based semiconductor layer on the entire surface of the substrate including the three dimensional structure.
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