KR20120019062A - 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 및 이를 위한 제조 방법, ｌｅｄ 칩 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르는 본 발명에 따르는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법은, (a) 제1절연기판, 상기 제1절연기판위에 형성된 다수개의 제1금속층, 상기 다수개의 제1금속층 위에 각각 형성된 다수개의 p 타입 나노 와이어 모듈을 포함하는 p 타입 나노 와이어층을 제조하는 단계; (b) 제2절연기판, 상기 제2절연기판 위에 형성된 다수개의 제2금속층, 상기 다수개의 제2금속층 위에 각각 형성된 다수개의 n 타입 나노 와이어 모듈을 포함하는 n 타입 나노 와이어 층을 제조하는 단계; (c) 상기 p 타입 나노 와이어층과 상기 n 타입 나노 와이어층을 서로 대향시켜 상기 다수개의 p 타입 나노 와이어 모듈과 상기 다수개의 n 타입 나노 와이어 모듈이 서로 맞물리게 결합하여 본딩하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 및 이를 위한 제조 방법, ＬＥＤ 칩{Method for fabricating thermoelement array module using Silicon Nanowires and Thermoelement array module thereof, and LED Module}
본 발명은 열전 소자 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 및 이를 위한 제조 방법, LED 칩에 관한 것이다.
열전소자가 구비된 발광 다이오드는 벌크(bulk)기반의 열전소자를 이용하여 냉각 시스템을 형성하고 있다.
상기한 벌크기반의 열전소자는 BiTe, PbTe 물질을 기반으로 하며, 현재 소형 냉장고 및 냉온수기 등 많이 사용되고 있으며, 폭넓은 응용을 위하여 효율을 높이는 연구가 진행되고 있다.
그러나 상기 BiTe, PbTe 물질은 환경적으로 유해한 물질이므로, 환경적으로 무해한 물질인 실리콘을 이용한 열전소자 제조기술에 대한 연구가 진행되고 있다. 특히 낮은 효율을 향상시키기 위하여 실리콘 나노 와이어 형태의 열전소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
그러나 아직까지는 단일(single) 실리콘 나노 와이어 형태에서의 열전소자 연구가 대부분이어서 발광 다이오드 칩에 응용하기에는 한계가 있었다.
본 발명은 LED 칩에 대한 나노 쿨러로서의 역할을 이행하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 및 이를 위한 제조 방법, LED 칩을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법은, (a) 제1절연기판, 상기 제1절연기판위에 형성된 다수개의 제1금속층, 상기 다수개의 제1금속층 위에 각각 형성된 다수개의 p 타입 나노 와이어 모듈을 포함하는 p 타입 나노 와이어층을 제조하는 단계; (b) 제2절연기판, 상기 제2절연기판 위에 형성된 다수개의 제2금속층, 상기 다수개의 제2금속층 위에 각각 형성된 다수개의 n 타입 나노 와이어 모듈을 포함하는 n 타입 나노 와이어 층을 제조하는 단계; (c) 상기 p 타입 나노 와이어층과 상기 n 타입 나노 와이어층을 서로 대향시켜 상기 다수개의 p 타입 나노 와이어 모듈과 상기 다수개의 n 타입 나노 와이어 모듈이 서로 맞물리게 결합하여 본딩하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다수개의 단일 열전 소자를 어레이로 구성하여 LED 칩에 대한 나노 쿨러로서의 역할을 이행할 수 있게 한다.
또한 본 발명은 LED 칩과 다수개의 단일 열전 소자로 구성된 어레이와 히트 싱크를 일체화하여 효과적인 쿨링이 이루어질 수 있게 하는 효과를 야기한다.
도 1은 본 발명에 따른 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈의 구조도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조방법의 절차도.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조과정을 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 웨이퍼 형성 예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 실리콘 나노 와이어 모듈 형성 방법의 흐름도.
도 7은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 실리콘 나노 와이어 모듈을 형성하는 과정을 예시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈이 장착된 LED 칩의 구조도.
도 9는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈의 제조과정을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈의 제조과정을 도시한 도면.
<실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈>
본 발명에 따른 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈을 도 1을 참조하여 설명한다.
상기 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈은, p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈(100)과, n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈(102)과, 상기 p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈(100)의 제1단부(S1)와 상기 n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈(102)의 제1단부(S2)를 서로 연결하는 제1금속층(104)을 구비하는 다수 개의 단일 열전 소자들(1061~1064), 및 각 단일 열전 소자의 p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈의 제2단부와 인접한 단일 열전 소자의 n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈의 제2단부를 연결하는 다수 개의 제2금속층(1081~1083)으로 구성되며, 상기 다수 개의 단일 열전 소자(1061~1064)는 어레이 형태로 배치된다.
특히 상기 p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈(100)은 p 타입 반도체 기판위에 형성된 다수 개의 p 타입의 나노 와이어들로 이루어지며, 상기 n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈(102)은 n 타입 반도체 기판위에 형성된 다수 개의 n 타입의 나노 와이어들로 이루어진다.
그리고 상기 제1 및 제2금속층들의 외측에는 절연기판들(108,110)이 위치한다.
<실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈의 제조>
이제 상기 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈의 제조과정을 상세히 설명한다.
<제1실시예 - 탑 다운(top-down) 방식>
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈을 제조하는 방법을 도 2와 도 4의 (i)를 참조하여 설명한다.
상기 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈은, 제1절연기판, 상기 제1절연기판위에 형성된 다수 개의 제1금속층들, 상기 제1금속층들위에 각각 형성된 다수 개의 p 타입 나노 와이어 모듈들을 포함하는 p 타입 나노 와이어층(A)을 제조하는 단계(S10)와, 제2절연기판, 상기 제2절연기판위에 형성된 다수 개의 제2금속층들, 상기 제2금속층들위에 각각 형성된 다수 개의 n 타입 나노 와이어 모듈들을 포함하는 n 타입 나노 와이어 층(B)을 제조하는 단계(S12)와, 상기 p 타입 나노 와이어층(A)과 상기 n 타입 나노 와이어층(B)을 도 4의 (i)에 도시한 바와 같이 서로 맞물리게 결합시켜 본딩하는 단계(S14)에 따라 제조된다.
<p/n 타입 나노 와이어층의 제조>
상기한 p/n 타입 나노 와이어층(A,B)의 제조 과정을 도 3 및 도 4를 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.
상기 p/n 타입 나노 와이어층은, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 절연기판(204)의 표면에 금속층(202)을 형성하는 단계(S20)와, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 금속층(202)위에 p/n 타입 반도체층(200)을 형성하는 단계(S22)와, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이 상기 p/n 타입 반도체층(200)을 50~100um 등 미리 정해둔 일정 높이까지 연마하는 단계(S24)와, 도 4의 (d)에 도시한 바와 같이 상기 p/n 타입 반도체층(200)에서 나노 와이어가 형성되지 않는 영역을 건식 또는 습식 식각하여 금속층(202)의 표면을 노출시켜 나노 와이어 모듈들이 형성될 모듈 영역들을 패터닝하는 단계(S26)와, 도 4의 (e)에 도시한 바와 같이 각 모듈 영역들이 서로 인접한 모듈 영역들과 절연되도록 상기 금속층(202)의 일부 영역을 건식 또는 습식 식각하여 다수 개의 금속층을 형성하는 단계(S28)와, 도 4의 (f),(g)에 도시한 바와 같이 상기 p/n 타입 반도체층(200)의 상기 모듈 영역들을 패터닝하여 각 모듈 영역들에 p/n 타입 나노 와이어들(208)을 형성하는 단계(S30)와, 도 4의 (h)에 도시한 바와 같이 p/n 타입 나노 와이어들(208)의 상면에 금속층(contact metal)(210)을 형성하는 단계(S32)에 따라 제조된다.
상기 절연기판(204)으로는 Al2O3 또는 유리 또는 세라믹 기판, Sic 또는 GaN 기판이 채용될 수 있다. 그리고 상기 금속층으로는 Pt, Au, Ni, Ti, Al,Co, Mo, W 등이 채용될 수 있다.
그리고 상기 금속층(202)위에 p/n 타입 반도체층(200)을 형성하는 것은 웨이퍼 본딩 기술을 이용한 접합 방식으로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 금속층(202)과 상기 p/n 타입 반도체층(200) 사이에는 도 5에 도시한 규소 화합물 층(silicide layer)(300)이 더 구비될 수 있다. 상기 규소 화합물 층은, 금속층(202)과 p/n 타입 반도체층(200) 사이의 저항을 최소화하며, 식각시에 식각 제한 층(etching stop layer)으로의 역할을 이행한다.
<p/n 타입 나노 와이어들을 생성하는 과정>
이제 상기 p/n 타입 나노 와이어들을 생성하는 과정을 도 4 및 도 6 및 도 7을 참조하여 좀 더 설명한다.
상기 p/n 타입 나노 와이어들은, 상기 p/n 타입 반도체층(200)의 상부 표면에 Ag(206)로 나노 파티클을 형성하는 단계(S40)와, 상기 나노 파티클을 마스크로 하여, 상기 p/n 타입 반도체층(200)을 식각하여 나노 와이어(208)를 형성한 후에 나노 파티클을 제거하는 단계(S42);로 제조된다.
상기 p/n 타입 반도체층(200)의 상면에 Ag(206)로 나노 파티클을 형성하는 과정은, e-beam evap. 또는 thermal evap. 또는 스퍼터(sputter) 방식이나 화학적 코팅 방식(chemical coating method)이 채용될 수 있다.
여기서, 상기 식각은 도 7에 도시한 바와 같이 H2O2 및 HF 용액을 이용한 습식 식각이 채용될 수 있다.
<제2실시예 - 바텀 업(bottom-up) 방식>
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈을 제조하는 방법은 다음과 같다.
상기 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈은, 제1절연기판, 상기 제1절연기판위에 형성된 다수 개의 제1금속층들, 상기 제1금속층들위에 각각 형성된 다수 개의 p 타입 나노 와이어 모듈들을 포함하는 p 타입 나노 와이어층을 제조하는 단계와, 제2절연기판, 상기 제2절연기판위에 형성된 다수 개의 제2금속층들, 상기 제2금속층들위에 각각 형성된 다수 개의 n 타입 나노 와이어 모듈들을 포함하는 n 타입 나노 와이어 층을 제조하는 단계와, 상기 p 타입 나노 와이어층과 상기 n 타입 나노 와이어층을 서로 대향시킨 후에 맞물리게 결합시켜 본딩하는 단계에 따라 제조된다.
<p/n 타입 나노 와이어층의 제조>
상기한 p/n 타입 나노 와이어층(A,B)의 제조 과정을 도 9를 참조하여 좀더 상세히 설명한다.
상기 p/n 타입 나노 와이어층은, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이 절연기판(500)의 표면에 금속층(502)을 형성하는 단계와, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 금속층(502)위에 선택적으로 p/n 타입 반도체층(504)을 증착시켜 형성하는 단계와, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이 상기 금속층(502) 중 나노 와이어 모듈 영역이 서로 인접한 영역들과 절연되도록 상기 금속층(502)의 일부 영역을 건식 또는 습식 식각하여 다수 개의 금속층을 형성하는 단계와, 도 9의 (d)에 도시한 바와 같이 상기 p/n 타입 반도체층(504)의 상면에 Au 촉매(catalyst)를 증착하는 단계와, 도 9의 (e)에 도시한 바와 같이 CVD(chemical vapor deposition, 화학 기상 증착법)에 따라 Si 나노 선을 수직 성장시켜 p/n 타입 나노 와이어들(508)을 생성하는 단계와, 상기 p/n 타입 나노 와이어들(508)의 상면에 금속층(contact metal)(510)을 형성하는 단계에 따라 제조된다.
상기 절연기판(500)으로는 Al2O3 또는 유리 또는 세라믹 기판 또는 Sic 또는 GaN 기판이 채용될 수 있다. 그리고 상기 금속층으로는 W, Mo, Pt, Ti, Ni, Cr, Pd 등이 채용될 수 있다.
<제3실시예 - 바텀 업(bottom-up) 방식>
본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈을 제조하는 방법은 다음과 같다.
상기 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈은, 제1절연기판, 상기 제1절연기판위에 형성된 다수 개의 제1금속층들, 상기 제1금속층들위에 각각 형성된 다수 개의 p 타입 나노 와이어 모듈들을 포함하는 p 타입 나노 와이어층을 제조하는 단계와, 제2절연기판, 상기 제2절연기판위에 형성된 다수 개의 제2금속층들, 상기 제2금속층들위에 각각 형성된 다수 개의 n 타입 나노 와이어 모듈들을 포함하는 n 타입 나노 와이어 층을 제조하는 단계와, 상기 p 타입 나노 와이어층과 상기 n 타입 나노 와이어층을 서로 대향시킨 후에 맞물리게 결합시켜 본딩하는 단계에 따라 제조된다.
<p/n 타입 나노 와이어층의 제조>
상기한 p/n 타입 나노 와이어층(A,B)의 제조 과정을 도 10을 참조하여 좀더 상세히 설명한다.
상기 p/n 타입 나노 와이어층은, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이 절연기판(600)의 표면에 나노 와이어 모듈 영역에 대응되는 영역들에 금속층인 그라핀(graphene)층(602)들을 형성하는 단계와, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 그라핀층(602)위에 그 상면에 상면에 Au 촉매(catalyst)를 증착하는 단계와, 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이 CVD(chemical vapor deposition, 화학 기상 증착법)에 따라 Si 나노 선을 수직 성장시켜 p/n 타입 나노 와이어들(606)을 생성하는 단계와, 도 10의 (d)에 도시한 바와 같이 상기 p/n 타입 나노 와이어들(606)의 상면에 금속층(contact metal)(608)을 형성하는 단계에 따라 제조된다.
상기 절연기판(600)으로는 Al2O3 또는 유리 또는 세라믹 기판 또는 Sic 또는 GaN 기판이 채용될 수 있다.
<열전소자 어레이 모듈을 이용한 LED 칩 >
이제 상기한 바와 같은 열전소자 어레이 모듈을 이용한 LED 칩의 구조를 도 8을 참조하여 설명한다.
상기 LED 칩은, P형 반도체층(p-GaN)(402), 활성층(quantum well)(404), N형 반도체층(n-GaN)(406), 제1 및 제2투명 전극층(400, 408)으로 구성되는 LED 소자와, LED 소자의 기판 하부에 배치된 방열 소자(412)와 및 상기 LED 소자의 기판 하부와 상기 방열 소자(412)의 사이에 장착된 열전소자 어레이 모듈(410)로 구성된다. 여기서, 상기 방열 소자(412)는 히트 싱크이다.
100 : p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈
102 : n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈
104 : 제1금속층
1061 ~1065 : 다수 개의 단일 열전 소자들
1081~1084 : 다수 개의 제2금속층

Claims (20)

  1. 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법에 있어서,
    (a) 제1절연기판, 상기 제1절연기판위에 형성된 다수개의 제1금속층, 상기 다수개의 제1금속층 위에 각각 형성된 다수개의 p 타입 나노 와이어 모듈을 포함하는 p 타입 나노 와이어층을 제조하는 단계;
    (b) 제2절연기판, 상기 제2절연기판 위에 형성된 다수개의 제2금속층, 상기 다수개의 제2금속층 위에 각각 형성된 다수개의 n 타입 나노 와이어 모듈을 포함하는 n 타입 나노 와이어 층을 제조하는 단계;
    (c) 상기 p 타입 나노 와이어층과 상기 n 타입 나노 와이어층을 서로 대향시켜 상기 다수개의 p 타입 나노 와이어 모듈과 상기 다수개의 n 타입 나노 와이어 모듈이 서로 맞물리게 결합하여 본딩하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) 제1절연기판의 표면에 금속층을 형성하는 단계;
    (a2) 상기 금속층 위에 p 타입 반도체층을 형성하는 단계;
    (a3) 상기 p 타입 반도체층을 일정 높이까지 연마하는 단계;
    (a4) 상기 p 타입 반도체층에서 p 타입 나노 와이어가 형성되지 않는 영역을 식각하여 금속층의 표면을 노출시켜 p 타입 나노 와이어 모듈들이 형성될 모듈 영역들을 패터닝하는 단계;
    (a5) 상기 모듈 영역들 각각이 서로 인접한 모듈 영역들과 절연되도록 상기 금속층의 일부 영역을 식각하여 다수개의 제1금속층을 형성하는 단계;
    (a6) 상기 모듈 영역들 각각을 패터닝하여 상기 모듈 영역들 각각에 p 타입 나노 와이어들을 형성하여 다수개의 p 타입 나노 와이어층을 형성하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 제2절연기판의 표면에 금속층을 형성하는 단계;
    (b2) 상기 금속층 위에 n 타입 반도체층을 형성하는 단계;
    (b3) 상기 n 타입 반도체층을 일정 높이까지 연마하는 단계;
    (b4) 상기 n 타입 반도체층에서 n 타입 나노 와이어가 형성되지 않는 영역을 식각하여 금속층의 표면을 노출시켜 n 타입 나노 와이어 모듈들이 형성될 모듈 영역들을 패터닝하는 단계;
    (b5) 상기 모듈 영역들 각각이 서로 인접한 모듈 영역들과 절연되도록 상기 금속층의 일부 영역을 식각하여 다수개의 제2금속층을 형성하는 단계;
    (b6) 상기 모듈 영역들 각각을 패터닝하여 상기 모듈 영역들 각각에 n 타입 나노 와이어들을 형성하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 (a6) 단계 또는 상기 (b6) 단계는,
    상기 p 타입 반도체층 또는 상기 n 타입 반도체층의 모듈 영역의 상부 표면에 나노 파티클을 형성하는 단계;
    상기 나노 파티클을 마스크로 하여, 상기 p 타입 반도체층 또는 상기 n 타입 반도체층을 식각하여 p 타입 나노 와이어들 또는 상기 n 타입 나노 와이어들을 형성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 나노 파티클은 Ag로 구성됨을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 반도체층의 식각은 H2O2 및 HF 용액을 이용한 습식 식각임을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 p 타입 나노 와이어층의 나노 와이어들이 n 타입 나노 와이어층의 제2금속층과 본딩되고, n 타입 나노 와이어층의 나노 와이어들이 p 타입 나노 와이어층의 제1금속층과 본딩되는 것임을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 금속층과 반도체층 사이에 규소 화합물 층(silicide layer)이 더 구비됨을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 p타입 나노 와이어 모듈 위에 금속층이 형성하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) 제1절연기판의 표면에 금속층을 형성하는 단계;
    (a2) 상기 금속층의 상면 중 다수개의 p 타입 나노 와이어 모듈이 형성될 다수개의 모듈영역에 p 타입 반도체를 증착하는 단계;
    (a3) 상기 다수개의 모듈 영역 각각이 서로 인접한 영역들과 절연되도록 상기 금속층의 일부 영역을 식각하여 다수개의 제1금속층을 형성하는 단계;
    (a4) 상기 다수개의 모듈영역에 증착된 p 타입 반도체의 상면에 촉매물질을 각각 증착하는 단계;
    (a5) 상기 촉매물질이 증착된 p 타입 반도체의 상면에 화학 기상 증착법에 따라 p 타입 나노 와이어들을 수직 성장시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 제2절연기판의 표면에 금속층을 형성하는 단계;
    (b2) 상기 금속층의 상면 중 다수개의 n 타입 나노 와이어 모듈이 형성될 다수개의 영역에 n 타입 반도체를 증착하는 단계;
    (b3) 상기 다수개의 모듈 영역 각각이 서로 인접한 영역들과 절연되도록 상기 금속층의 일부 영역을 식각하여 다수개의 제2금속층을 형성하는 단계;
    (b4) 상기 다수개의 모듈영역에 증착된 n 타입 반도체의 상면에 촉매물질을 각각 증착하는 단계;
    (b5) 상기 촉매물질이 증착된 n 타입 반도체의 상면에서 화학 기상 증착법에 따라 n 타입 나노 와이어들을 수직 성장시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 촉매물질은 Ag임을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) 제1절연기판의 표면에 다수개의 p 타입 나노 와이어 모듈이 형성될 다수개의 모듈영역에 다수개의 제1금속층을 형성하는 단계;
    (a2) 상기 다수개의 제1금속층 위에 p 타입 반도체를 각각 증착하는 단계;
    (a3) 상기 다수개의 제1금속층 위에 각각 증착된 p 타입 반도체의 상면에 촉매물질을 증착하는 단계;
    (a4) 상기 촉매물질이 증착된 p 타입 반도체의 상면에 화학 기상 증착법에 따라 p 타입 나노 와이어들을 수직 성장시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 제2절연기판의 표면에 다수개의 n 타입 나노 와이어 모듈이 형성될 다수개의 모듈영역에 다수개의 제2금속층을 형성하는 단계;
    (b2) 상기 다수개의 제2금속층 위에 n 타입 반도체를 각각 증착하는 단계;
    (b3) 상기 다수개의 제2금속층 위에 각각 증착된 n 타입 반도체의 상면에 촉매물질을 증착하는 단계;
    (b4) 상기 촉매물질이 증착된 n 타입 반도체의 상면에 화학 기상 증착법에 따라 n 타입 나노 와이어들을 수직 성장시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 촉매물질은 Ag이며,
    상기 제1금속층은 그라핀(graphene)임을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈 제조 방법.
  16. LED 소자;
    LED 소자의 기판의 하부에 배치된 방열 소자; 및
    상기 LED 소자의 기판과 상기 방열 소자의 사이에 장착된 열전소자 어레이 모듈;를 구비하고,
    상기 열전소자 어레이 모듈은,
    p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈, n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈, 및 상기 p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈의 제1단부와 상기 n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈의 제1단부를 서로 연결하는 제1금속층을 구비하는 다수개의 단일 열전 소자들; 및
    단일 열전 소자의 p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈의 제2단부와 인접한 단일 열전 소자의 n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈의 제2단부를 연결하는 다수 개의 제2금속층;을 구비하여 다수 개의 단일 열전 소자들이 어레이 형태로 순차적으로 배치된 것을 특징으로 하는 LED 칩.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 방열 소자는 히트 싱크 인 것을 특징으로 하는 LED 칩.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈은 p 타입 반도체 기판에 형성된 다수 개의 p 타입의 나노 와이어로 이루어지며,
    상기 n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈은 n 타입 반도체 기판에 형성된 다수 개의 n 타입의 나노 와이어들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 칩.
  19. 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈에 있어서,
    p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈, n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈, 및 상기 p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈의 제1단부와 상기 n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈의 제1 단부를 서로 연결하는 제1금속층을 구비하는 다수 개의 단일 열전 소자들; 및
    단일 열전 소자의 p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈의 제2단부와 인접한 단일 열전 소자의 n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈의 제2단부를 연결하는 다수 개의 제2금속층;을 구비하여,
    다수 개의 단일 열전 소자들이 어레이 형태로 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 p 타입 실리콘 나노 와이어 모듈은 p 타입 반도체 기판에 형성된 다수 개의 p 타입의 나노 와이어들로 이루어지며,
    상기 n 타입 실리콘 나노 와이어 모듈은 n 타입 반도체 기판에 형성된 다수 개의 n 타입의 나노 와이어들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 와이어를 이용한 열전소자 어레이 모듈.
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