KR20120001992A - 발광 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 소자에 있어서, 상기 발광소자는 기판과, 상기 기판 상부에 형성되는 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하며, 상기 기판은 그 상면에 복수의 돌출 패턴을 갖고, 상기 돌출 패턴 각각은 폭에 대한 높이의 비가 0.3 내지 0.5인 것을 특징으로 한다.

Description

발광 소자 및 그 제조방법{SUBSTRATE FOR LIGHT EMITTING DEVICE AND FABRICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 고효율 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 그 내부에 소정 패턴을 갖는 PSS(patterned sapphire substrate) 기판을 포함하는 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN) 등과 같은 Ⅲ족 원소의 질화물은 열적 안정성이 우수하고 직접 천이형의 에너지 밴드(band) 구조를 가지므로, 최근 가시광선 및 자외선 영역의 발광소자용 물질로 많은 각광을 받고 있다. 특히, GaN계 발광다이오드는 대규모 천연색 평판 표시 장치, 신호등, 실내 조명, 고밀도광원, 고해상도 출력 시스템과 광통신 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있다.
일반적으로, GaN계 발광다이오드는 예컨대, 사파이어 또는 SiC 등의 소재로 이루어진 기판 위에 GaN계의 N형 반도체층, 활성층(또는, 발광층), P형 반도체층을 순차적으로 적층하고, 투명전극을 형성하여 제조된다.
그러나, 종래의 GaN계 발광 다이오드에서는 광이 생성되면 전체 외부로 방출되지 않고 전반사되어 내부에 갇힘으로 인해 내부에서 손실되는 광이 많다. 광의 특성상, 광이 서로 다른 굴절율을 가지는 두 매질 사이를 통과할 때 그 경계면에서 반사와 투과가 일어나는데, 입사각이 임계각보다 커지게 되면 투과는 이루어지지 않고 전반사가 일어난다. 즉, 발광 다이오드의 활성층에서 생성된 광이 외부로 방출될 수 있는 임계각의 범위가 발광 다이오드를 구성하는 층들의 굴절률의 차이로 인하여 매우 한정되기 때문에, 종래의 발광 다이오드는 광 방출 효율이 낮은 문제가 있다. 따라서, 임계각 범위를 벗어난 대부분의 광은 외부로 진행하지 못하고 발광 다이오드 내부에서 흡수될 때까지 계속 전반사되며, 광 방출 효율 저하는 물론 발광 다이오드의 발열 문제까지 야기시킬 수 있다.
따라서, 이와 같은 질화물계 발광 다이오드의 한계를 극복하기 위하여 p-GaN 층 또는 투명 전극층에 소정의 패턴을 삽입하여 광의 난반사를 통하여 전반사를 줄이려는 시도가 있어 왔다.
또한, 최근에는 발광 다이오드의 기판으로서 패턴화된 사파이어 기판(patterned sapphire substrate; PSS)을 사용하여 광 방출 효율을 개선시키는 방법도 시도되고 있다. 원래 발광 다이오드에서 PSS는 사파이어 기판과 GaN 에피층과의 격자 불일치(lattice mismatch)에 따른 전위 밀도를 감소시켜 내부 양자 효율을 증가시키는 것을 목적으로 개발된 기술이지만, PSS를 사용하게 되면 광 추출 효율 역시 향상시킬 수 있다는 점이 알려지면서 현재 이와 관련한 많은 연구가 진행되고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 활성층에서 발생한 빛을 반도체 층과 기판의 계면에서 산란시켜, 활성층에서 발생한 빛이 전반사를 일으킬 확률을 낮춤으로써, 광추출 효율을 극대화시킬 수 있는 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는, 기판; 상기 기판 상부에 형성되는 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하며, 상기 기판은 그 상면에 복수의 돌출 패턴을 갖고, 상기 돌출 패턴 각각은 폭에 대한 높이의 비가 0.3 내지 0.5인 것을 특징으로 한다.
여기서, 바람직하게, 상기 기판은 투광성을 갖는 사파이어 단결정인 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게, 상기 돌출 패턴 각각은 높이가 높아질수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게, 상기 돌출 패턴의 형상은 원뿔, 원뿔대 또는 반구형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게, 상기 복수의 돌출 패턴 중 인접한 두 개의 돌출 패턴 사이의 거리는 상기 돌출 패턴의 하면의 폭의 길이의 0.2 내지 1의 길이와 같은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 발광 소자의 제조방법은, 마스크 패턴들을 형성하는 단계와, 상기 마스크 패턴을 이용하여 기판의 일부를 식각하여 상기 기판의 상부에 서로 이격된 복수의 돌출 패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 돌출 패턴 각각은 폭에 대한 높이의 비가 0.3 내지 0.5인 것을 특징으로 한다.
여기서, 바람직하게, 상기 기판은 투광성을 갖는 사파이어 단결정인 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게, 상기 돌출 패턴 각각은 높이가 높아질수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게, 상기 돌출 패턴의 형상은 원뿔, 원뿔대 또는 반구형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게, 상기 복수의 돌출 패턴 중 인접한 두 개의 돌출 패턴 사이의 거리는 상기 돌출 패턴의 하면의 폭의 길이의 0.2 내지 1의 길이와 같은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 사파이어 기판에 돌출된 패턴을 형성함으로써 발광 소자의 광 방출 효율이 현저하게 향상되는 효과가 있다. 즉, 기판의 상부에 형성된 돌출 패턴에 의해 활성층에서 발생한 빛이 전반사를 일으킬 확률이 낮아짐에 따라 발광 소자의 광방출 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 돌출 패턴이 형성된 PSS를 포함하는 발광소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 소정 패턴이 형성된 PSS 기판의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PSS의 패턴 형상을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PSS 패턴 형상에 따른 광의 진행 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PSS의 패턴 높이에 따른 광 추출 효율을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 PSS의 돌출 패턴의 단면도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 PSS의 돌출 패턴의 단면도들이다.
도 8은 종래기술에 따른 PSS의 돌출 패턴의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 돌출 패턴이 형성된 PSS를 포함하는 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는 소정의 돌출 패턴(41)이 형성된 기판(40), 및 상기 기판(40)의 상면에 형성된 반도체 적층 구조체(20)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기판(40)의 하면에는 반사층(30)이 추가로 형성될 수도 있으며, 상기 반사층(30)은 기판(40)의 하면에 은(Ag)을 증착하여 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 은(Ag) 이외에 알루미늄(Al) 등 반사율이 높은 금속 물질을 기판(40)의 하면에 증착하는 것도 가능하고, 이러한 반사층(30)은 SiO2 등의 접착제에 의하여 기판(40)에 접착될 수 있다.
한편, 기판(40)의 상면에는 반도체 적층 구조체(20)가 형성될 수 있고, 상기 반도체 적층 구조체(20)는 GaN계의 N형 반도체층(23), P형 반도체층(27), 및 이들 사이에 형성된 활성층(또는, 발광층)(25)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기판(40)은 사파이어 기판, 스피넬 기판, Si 기판, SiC 기판, ZnO 기판, GaAs 기판, GaN 기판 중 어느 하나의 기판일 수 있다. 다만, 바람직하게, 에피텍셜 성장 공정의 고온 암모니아 분위기 중의 안정성이 우수하기 때문에, 상기 기판(40)은 사파이어 기판으로 형성할 수 있다.
한편, 도 1에서 사파이어 기판(40)의 굴절률은 1.77이며, 상기 N형 반도체층(23), 활성층(또는, 발광층)(25), P형 반도체층(27)의 굴절률은 각각 2.43으로서 기판(40)의 굴절률과 상이하다. 따라서, 굴절률이 상이한 N형 반도체층(23)과 기판(40) 사이에서 빛의 투과 및 반사가 일어나고, 본 발명의 일 실시예에 따를 때, 기판(40)에 형성된 돌출 패턴(41)에 의해, N형 반도체층(23)과 기판(40)의 경계면의 광 산란이 증가됨으로써, 전체적으로 발광 소자의 광추출 효율이 증가된다.
또한, 돌출 패턴(41)은 공지의 포토리소그래피 공정에 따라 기판(40) 상면 위에 서로 이격된 마스크 패턴들(미도시)을 형성하고 그 마스크 패턴들에 따라 기판(40)의 일부를 식각함으로써 서로 이격된 패턴으로 형성될 수 있다. 다만, 이와 달리, 마스크층을 이용하여 상기 기판을 식각하는 방법은 임프린트법을 이용하여 서브 마이크론급 패턴을 갖는, 즉 수십 내지 수백 나노미터 범위의 돌출 패턴을 갖는 사파이어 기판을 제조하는 것도 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위가 기판에 패턴을 형성하는 특정 방법으로 제한되는 것은 아님을 이해하여야 한다. 이하, 돌출 패턴(41)에 대하여는 후술하기로 한다.
또한, N형 반도체층(23)은 N형 AlxInyGa1 -x- yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성될 수 있으며, N형 클래드층을 포함할 수 있다. 또한, P형 반도체층(27)은 P형 AlxInyGa1 -x-yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성될 수 있으며, P형 클래드층을 포함할 수 있다. N형 반도체층(23)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Si, Ge, Se, Te, 또는 C 등이 사용될 수 있다. 그리고, P형 반도체층(27)은 예를 들면, Zn, Mg 또는 Be과 같은 도펀트가 첨가되어 형성될 수 있다.
이들 반도체층(23, 27)은 유기금속 기상증착법(MOCVD), 분자빔 성장법(MBE), 또는 하이브리드 기상증착법(HVPE)과 같은 공지의 증착공정을 이용하여 성장될 수 있다.
또한, P형 반도체층(27) 상부에는 Ni/Au, ITO, TCO 또는 ZnO 등의 금속 또는 금속산화물로 이루어진 투명전극층(미도시)이 형성될 수 있으며, 그 투명전극층 윗면 일부 영역에 P형 전극패드(미도시)가 형성될 수 있다.
활성층(25)은 전자 및 정공이 재결합되는 영역으로서, InGaN을 포함하여 이루어진다. 활성층(25)을 이루는 물질의 종류에 따라 발광셀에서 추출되는 발광 파장이 결정된다. 활성층(25)은 양자우물층과 장벽층이 반복적으로 형성된 다층막일 수 있다. 장벽층과 우물층은 일반식 AlxInyGa1 -x- yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 표현되는 2원 내지 4원 화합물 반도체층들일 수 있다. 또한, 활성층(25)은 메사(mesa) 에칭에 의해 N형 반도체층(23)의 일부 영역 위에만 한정적으로 형성될 수 있으며, N형 반도체층(23)의 상면의 노출된 영역에 N형 전극패드(미도시)가 형성될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 소정 패턴이 형성된 PSS 기판의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PSS의 패턴 형상을 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 하면이 원형인 복수개의 원추 모양의 돌출 패턴(41)들이 기판(40)의 상면에 배치되어 있으며, 패턴들(41) 간의 간격(interval)및 패턴들의 크기, 즉 높이(h)와 폭(w) 과 패턴 모양 등의 조절에 의하여 광 추출 효율이 달라질 수 있다.
구체적으로는, 패턴들(41) 간의 간격이 좁을수록 광 추출 효율은 증가될 수 있는데, 다만, 기판(40)의 상면에 반도체 적층 구조체(20)를 성장시키기 위해서는 패턴(41)들 간에 최소한의 간격이 확보되어야 한다. 따라서, 광추출 효율과 반도체 적층 구조체(20)의 성장을 동시에 고려하면, 본 발명의 일 실시예에 따라서, 패턴들(41) 간의 간격은 폭(w)의 크기 대비 0.2 내지 1 사이의 크기로 조절되는 것이 바람직하다.
또한, 광 추출 효율은 원추 모양의 돌출 패턴(41)의 폭 또는 원추 하단의 직경(w)과 원추의 높이(h) 사이의 비율에 의하여, 변경되며, 폭(w) 대 높이(h)의 비가 0.3 내지 0.5일 때, 바람직하게는 0.5 일 때, 광 추출 효율이 최대화될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 5의 그래프를 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 돌출 패턴(41)의 형상이 변경되어, 측면이 도 8과 같이 두 개의 변(s1, s2)을 포함하게 되는 경우, 광 추출 효율이 달라질 수 있는데, 구체적으로, 예를들어, 도 8에서 폭(w)=3㎛, 높이(h1)=1.5㎛인 경우에는 동일한 사이즈를 갖는 원추 형상의 돌출패턴(41)의 경우에 비해서, 광 추출 효율이 약 1% 정도가 낮아지게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따를 때, 돌출 패턴(41)의 측면의 직선부의 기울기는 일정한 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PSS의 패턴 높이에 따른 광 추출 효율을 도시한 그래프이다. 도 5의 그래프는 패턴(41)들 간의 간격을 0.6㎛로 고정하고, 패턴(41)의 폭, 즉 원추 하단의 직경(w)을 3㎛로 하였을 때, 패턴(41)의 높이(h)에 따른 광추출 효율을 측정한 결과이다. 도 5를 참조하면, 가로축은 PSS의 높이(㎛)를 나타내고, 세로축은 광 추출 효율(%)을 나타낸다. 또한, 도 5에 도시된 PSS의 높이와 광 추출 효율과의 관계를 표로 나타내면, 아래 표 1 과 같다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 추출 효율의 측정 실험은, 사파이어 기판(40)의 두께를 140㎛로, N형 반도체층(23)을 4㎛로, P형 반도체층(27)을 0.2㎛로 형성한 경우에 해당하는 것이며, 전술한 바와 같이, 기판의 굴절률은 1.77이며, 반면 상기 N형 반도체층(23), 활성층(또는, 발광층)(25), P형 반도체층(27)의 굴절률은 각각 2.43으로서 기판(40)의 굴절률과 상이하다.
PSS 높이(um) 높이/폭 광 추출 효율
0.5 0.167 66.60%
0.7 0.233 68.60%
0.9 0.300 69.40%
1.1 0.367 69.40%
1.3 0.433 69.30%
1.5 0.500 69.60%
1.7 0.567 69.20%
1.9 0.633 68.80%
2.1 0.700 68.70%
2.3 0.767 68.40%
2.5 0.833 68.10%
2.7 0.900 67.90%
2.9 0.967 67.70%
3.1 1.033 67.40%
즉, PSS의 폭이 3㎛인 경우, 그 높이가 1.5㎛일 때, 즉, 높이/폭의 비가 0.5 일 때, 광 추출 효율이 69.60%로서 가장 높고, PSS의 높이가 각각 0.9㎛(높이/폭 비=0.3) 또는 1.1㎛(높이/폭 비=약 0.37) 일 때 광 추출 효율이 69.40%로서 그 다음으로 높으며, PSS의 높이가 1.3㎛(높이/폭 비=약 0.43) 일 때 69.30%로서 높다는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실험에서 PSS의 패턴(41)의 높이가 0.9㎛ 이하로 낮을 때(즉, 높이/폭 비가 0.3 이하 일 때)에는, 도 4의 (a)에서와 같이 광이 원추 패턴 내부에서 전반사되어 이탈하지 못하기 때문에 전체적인 광 추출 효율이 떨어지게 되고, PSS의 패턴(41)의 높이가 1.5㎛ 이상으로 높을 때(즉, 높이/폭 비가 0.5 이상일 때)에는, 도 4의 (b)에서와 같이 하나의 PSS의 패턴에서 출사된 광이 인접한 다른 패턴의 내부로 입사된 후 그 내부에서 전반사를 일으킴으로써 다시 외부로 이탈하지 못하기 때문에 전체적인 광 추출 효율이 떨어지게 된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따를 때, PSS의 패턴의 높이/폭의 비가 0.3 내지 0.5일 때, 바람직하게는 0.5일 때, 발광 소자의 광추출 효율이 최대화될 수 있다.
한편, 도 5의 그래프는 PSS의 패턴(41)의 폭을 고정하고, 높이를 변화시킨 경우의 광추출 효율을 도시한 것이지만, PSS의 패턴(41)의 높이/폭의 비율이 같다면, 반대로 PSS의 패턴(41)의 높이를 고정하고, 그 폭을 변화시키더라도 광 추출 효율 값은 도 5의 그래프와 동일하게 된다.도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 PSS의 돌출 패턴(42)의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 PSS 기판의 돌출 패턴(42)은 하면은 원형이고, 그 단면은 사다리꼴 형상인 원뿔대가 될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따를 때, 광추출 효율은 패턴들(42) 간의 간격과, 원뿔대의 높이(h) 및 원뿔대의 크기 내지 형상, 즉 하면의 폭(w1) 및 상면의 폭(w2)을 조절함에 따라 변경될 수 있다.
구체적으로는, 패턴들(42) 간의 간격이 좁을수록 광 추출 효율은 증가될 수 있는데, 예를들어, 원뿔대의 높이(h)=1.5㎛, 하면 폭(w1)=3㎛, 상면 폭(w2)=1.5㎛일 때, 패턴들의 간격을 1.5㎛로부터 0.7㎛로 감소시킬 경우, 광추출 효율은 각각 약 67.6% 로부터 약 68.4% 로서, 약 1.2% 증가될 수 있다.
다만, 패턴들(42) 간의 간격을 좁히는 경우, 광추출 효율은 증가될 수 있으나, 기판(40)의 상면에 반도체 적층 구조체(20)를 성장시키기 위해서는 패턴(42)들 간에 최소한의 간격이 확보되어야 한다. 따라서, 광추출 효율과 반도체 적층 구조체(20)의 성장을 동시에 고려하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라서, 패턴(42)간 간격은 하면 폭(w1)의 크기 대비 0.2 내지 1 사이의 크기로 조절되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 예의 경우, 패턴간(42)의 간격은 0.6㎛ 이상 3㎛로 조절되는 것이 바람직하다.
또한, 광추출 효율은 원뿔대의 패턴(42)의 하면 폭(w1)과 높이(h) 사이의 비율에 의하여 변경되며, 원뿔대의 하면 폭(w1) 대 높이(h)의 비가 0.3 내지 0.5일 때, 바람직하게는 0.5 일 때, 광 추출 효율이 최대화될 수 있다.
또한, 광추출 효율은 패턴(42)의 형상에 의해서도 영향을 받을 수 있는데, 상면의 폭(w2)이 넓을수록, 그 면에서 반사되어 이탈되지 못하는 광이 존재할 수 있기 때문에 광추출 효율은 떨어진다. 즉, 패턴(42)의 상면의 폭(w2)이 좁아져서 전체적으로 패턴(42)의 형상이 뽀족해질수록 광추출 효율이 높아질 수 있으며, 상면의 폭(w2)이 더욱 좁아져서 0이 되는 경우, 즉, 패턴(42)의 단면이 사다리꼴 형상이 아닌 삼각형 형상을 갖게 되는 경우, 광추출 효율은 최대가 된다.
예를들어, 패턴(42) 간 간격을 0.7㎛로 한 경우, 원뿔대의 높이(h)=0.7㎛, 하면 폭(w1)=3.5㎛, 상면 폭(w2)=3㎛일 때와 원뿔대의 높이(h)=1.5㎛, 하면 폭(w1)=3㎛, 상면 폭(w2)=1.5㎛일 때의 광추출 효율은 각각 약 64.9%와 약 68.4% 로서, 폭(w1) 대 높이(h)의 비가 증가함에 따라, 광추출 효율이 약 3.5% 증가한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 발광 소자의 광추출 효율을 최대화하기 위해, 사파이어 기판의 상면에 돌출 패턴을 형성하고, 이러한 돌출 패턴형상, 돌출 패턴의 높이와 폭의 비율, 또는 돌출 패턴들 간의 간격을 조절함으로써, 발광 소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 PSS의 돌출 패턴의 단면도들이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PSS의 돌출 패턴은 전술한 형태들 이외에도, 돌출 패턴의 하면은 원형이고 돌출 패턴의 단면 형상은 상부가 절단된 반구형상을 갖거나(도 7의 (a)) 또는 반구형상(도 7의 (b))을 취할 수 있다.
이 경우, 광추출 효율은 전술한 실시예들에서와 마찬가지로, PSS의 돌출 패턴들 간의 간격과, 패턴의 높이(h) 및 패턴 하면의 폭(w)을 조절함에 따라 변경될 수 있다.
이상, 본 발명의 몇몇 실시예들에 대해 예시적으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 앞서 설명된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 더 잘 이해할 수 있도록 설명하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 권리 범위는 이러한 실시예들에 의해 한정되지 않으며, 아래 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
23: N형 반도체 25: 활성층
27: P형 반도체 40: 기판
41: 원추형 패턴 42: 돌출 패턴

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상부에 형성되는 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하며,
    상기 기판은 그 상면에 복수의 돌출 패턴을 갖고,
    상기 돌출 패턴 각각은 폭에 대한 높이의 비가 0.3 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 투광성을 갖는 사파이어 단결정인 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌출 패턴 각각은 높이가 높아질수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 돌출 패턴의 형상은 원뿔, 원뿔대 또는 반구형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 돌출 패턴 중 인접한 두 개의 돌출 패턴 사이의 거리는 상기 돌출 패턴의 하면의 폭의 길이의 0.2 내지 1의 길이와 같은 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  6. 마스크 패턴들을 형성하는 단계와,
    상기 마스크 패턴을 이용하여 기판의 일부를 식각하여 상기 기판의 상부에 서로 이격된 복수의 돌출 패턴을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 돌출 패턴 각각은 폭에 대한 높이의 비가 0.3 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 기판은 투광성을 갖는 사파이어 단결정인 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 돌출 패턴 각각은 높이가 높아질수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 돌출 패턴의 형상은 원뿔, 원뿔대 또는 반구형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조방법.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 복수의 돌출 패턴 중 인접한 두 개의 돌출 패턴 사이의 거리는 상기 돌출 패턴의 하면의 폭의 길이의 0.2 내지 1의 길이와 같은 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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