KR20120084841A - 발광 다이오드 소자 및 그의 제조 방법 - Google Patents

발광 다이오드 소자 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20120084841A KR1020110006117A KR20110006117A KR20120084841A KR 20120084841 A KR20120084841 A KR 20120084841A KR 1020110006117 A KR1020110006117 A KR 1020110006117A KR 20110006117 A KR20110006117 A KR 20110006117A KR 20120084841 A KR20120084841 A KR 20120084841A
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이준석
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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 일측 표면에 복 수개의 철부를 구비한 기판; 상기 철부들 사이에 구비된 반사 패턴들; 및 상기 철부들과 반사 패턴들 상에 구비된 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자가 제공된다.

Description

발광 다이오드 소자 및 그의 제조 방법{LIGHT EMITTING DIODE DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
본 발명은 발광 다이오드 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드는 기본적으로 P형 반도체와 N형 반도체의 접합인 PN 접합 다이오드이다.
상기 발광 다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합한 뒤, 상기 P형 반도체와 N형 반도체에 전압을 인가하여 전류를 흘려주면, 상기 P형 반도체의 정공은 상기 N형 반도체 쪽으로 이동하고, 이와는 반대로 상기 N형 반도체의 전자는 상기 P형 반도체 쪽으로 이동하여 상기 전자 및 정공은 상기 PN 접합부로 이동하게 된다.
상기 PN 접합부로 이동된 전자는 전도대(conduction band)에서 가전대(valence band)로 떨어지면서 정공과 결합하게 된다. 이때 상기 전도대와 가전대의 높이 차이 즉, 에너지 차이에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 상기 에너지가 빛의 형태로 방출된다.
이러한 발광 다이오드는 빛을 발하는 반도체 소자로서 친환경, 저 전압, 긴 수명 및 저 가격 등의 특징이 있으며, 종래에는 표시용 램프나 숫자와 같은 단순 정보표시에 많이 응용되어 왔으나, 최근에는 산업기술의 발전, 특히 정보표시 기술과 반도체 기술의 발전으로 디스플레이 분야, 조명 장치, 자동차 헤드램프, 프로젝터 등 다방면에 걸쳐서 사용되기에 이르렀다.
현재 많은 발명자들 또는 연구자들은 이러한 발광 다이오드의 발광 효율을 향상시키기 위해 많은 노력을 하고 있다.
본 발명의 목적은 광 추출 효율을 향상시킨 발광 다이오드 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 일측 표면에 복 수개의 철부를 구비한 기판; 상기 철부들 사이에 구비된 반사 패턴들; 및 상기 철부들과 반사 패턴들 상에 구비된 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자가 제공된다.
상기 반사 패턴들은 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 반사 패턴들은 적어도 둘 이상의 반사층을 구비하되, 적어도 하나의 반사층은 다른 반사층과는 다른 굴절율을 갖을 수 있다.
상기 복 수개의 철부 각각은 상기 기판의 일측 표면으로부터 일정 높이로 돌출되어 있되, 상부는 평평한 평면 형태이고, 측면은 굴곡진 형태로 구비될 수 있다.
상기 기판은 사파이어 기판이며, 상기 제1형 반도체층은 상기 철부들의 상부 영역으로부터 성장된 에피층을 포함할 수 있다.
상기 반사 패턴들의 두께는 상기 철부들이 상기 기판으로부터 돌출된 높이 보다는 작을 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 일측 표면 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 기판의 일부를 식각하여 복 수개의 철부를 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 철부들이 형성된 기판 상에 반사 패턴 형성 물질층을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 반사 패턴 형성 물질층을 복 수개의 반사 패턴으로 형성하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 소자 제조 방법이 제공된다.
상기 발광 다이오드 소자 제조 방법은 상기 반사 패턴들을 형성하는 단계 이후, 상기 철부들과 반사 패턴들이 형성된 기판 상에 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 형성하는 단계는 상기 철부들과 반사 패턴들이 형성된 기판 상에 제1형 반도체층 형성층을 에피텍셜 성장법으로 성장시키는 단계; 상기 제1형 반도체층 형성층 상에 활성층 형성층 및 제2형 반도체층 형성층을 순차적으로 형성하는 단계; 및 상기 활성층 형성층 및 제2형 반도체층 형성층을 식각하되, 상기 제1형 반도체층 형성층의 일부가 노출되도록 식각하여 상기 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1형 반도체 형성층은 상기 철부들의 상부 영역으로부터 상기 기판의 일측 표면과 수직 및 수평하는 방향으로 에피텍셜 성장하여 형성될 수 있다.
상기 반사 패턴들 각각은 상기 철부들 사이에 형성될 수 있다.
상기 포토레지스트 패턴의 제거는 포토레지스트 리프트 오프법을 이용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 광 추출 효율이 향상된 발광 다이오드 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 소자를 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 소자를 제조하는 방법을 도시한 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 소자를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 소자(100)는 기판(110), 복 수개의 철부(120), 복 수개의 반사 패턴(130), 제1형 반도체층(140), 활성층(150) 및 제2형 반도체층(160)을 포함한다.
이때, 상기 발광 다이오드 소자(100)는 투명 전극(170), 제1전극 패드(180) 및 제2전극 패드(190)를 더 포함할 수 있다.
상기 기판(110)은 사파이어 기판일 수 있다.
상기 철부(120)들은 상기 기판(110)의 일측 표면 상에 구비되되, 상기 기판(110)의 일측 표면 상에 일정 높이(T1)로 돌출된 형태로 구비될 수 있다. 이때, 상기 철부(120)들은 상기 기판(110)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 철부(120)들은 상기 기판(110)의 일정 영역들을 식각하여 상기 기판(110)의 다른 영역들을 돌출시켜 형성할 수 있다.
상기 철부(120)들은 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 철부(120)들 각각의 형상은 상기 활성층(150)에서 발광된 광 중 상기 기판(110) 방향, 특히 상기 철부(129)들로 입사되는 광을 반사시킬 수 있는 형상이라면 어떤 형상이라도 무방하다. 예컨대, 상기 철부(120)들은 반구형, 원뿔형, 피라미드형, 삼각뿔형, 반구대형, 원뿔대(circular truncated cone)형, 절두-피라미드형 또는 삼각뿔대형일 수 있다.
상기 철부(120)들은 일정 간격으로 이격되어 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 철부(120)들 각각은 동일한 폭으로 구비되며, 상기 철부(120)들의 피치(pitch)는 상기 철부(120)의 폭의 배가 되도록 이격되어 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서는 상기 철부(120)들 각각은 도 1에 도시하고 있는 바와 같이 상부(122)는 평평한 평면 형태로 이루어지고, 측면(124)은 굴곡진 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 반사 패턴(130)들 각각은 상기 철부(120)들 사이에 구비될 수 있다. 상기 반사 패턴(130)들은 그 두께(T2)는 적어도 상기 철부(120)들의 높이(T1) 보다는 작게 구비될 수 있다.
상기 반사 패턴(130)들 각각은 금속 물질로 이루어질 수 있다. 상기 반사 패턴(130)들 각각은 반사 특성이 우수한 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 특히, 상기 반사 패턴(130)들은 에피텍셜 성장 등의 고온 공정, 약 1000℃ 이상에서 견딜 수 있는 반사 특성이 우수한 금속 물질, 예컨대, 크롬(Cr) 등과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 반사 패턴(130)들은 단일층으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 두 층 이상의 복수 층으로도 이루어질 수 있다.
상기 반사 패턴(130)이 복수 층으로 이루어질 경우, 적어도 한 층은 다른 층과는 굴절률이 다르도록 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 반사 패턴(130)들은 크롬층과 실리콘 산화물층 또는 크롬층과 니켈층으로 이루어진 이중 층으로 이루어질 수 있으며, 하부층인 크롬층과 상부층인 실리콘 산화물층 또는 니켈이 다른 물질로 구성되어 하부층과 상부층이 다른 굴절률을 갖는 형태로 구비될 수 있다.
따라서, 상기 반사 패턴(130)들은 적어도 반사 특성이 우수한 금속 물질로 이루어져 상기 활성층(150)에서 발광된 광이 상기 기판(110)으로 진행할 때, 상기 철부들(120) 사이로 입사되는 광을 반사시키는 역할을 한다. 이때, 상기 반사 패턴(130)이 복수 층으로 이루어지고, 적어도 하나의 층이 다른 층과 다른 굴절률을 가지게 되는 경우, 각각 다른 파장을 갖는 광을 반사시키는 역할을 할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 소자(100)는 기판(110) 상에 구비된 상기 철부(120)들과 상기 철부(120)들 사이에 배치된 반사 패턴(130)들을 구비하므로써, 상기 기판(110) 방향으로 입사된 광을 대부분 반사시켜 상기 기판(110) 방향의 반대 방향인 제2형 반도체층(160)으로 진행시켜 높은 광 추출 효율을 이룰 수 있다.
상기 제1형 반도체층(140)은 상기 철부(120)들과 반사 패턴(130)들을 구비한 기판(110) 상에 구비될 수 있다.
상기 제1형 반도체층(140)은 n-GaN로 이루어질 수 있다. 또한 상기 제1형 반도체층(140)은 상기 철부(120)들 각각의 상부(122)와 상기 상부(122)와 인접하며 상기 반사 패턴(130)이 덮지 않는 측면(124)의 일부를 포함하는 상부 영역으로부터 성장되어 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제1형 반도체층(140)은 상기 철부(120)들의 상부 영역과 접하며, 에피 성장 방향이 상기 기판(110)의 일측 표면에 대해 수직 및 수평하는 방향으로 복 수의 성장 방향으로 성장하여 그 결정 상태가 매우 복잡하며, 결정 결함이 다수 존재하는 하부 영역과 상기 기판(110)의 일측 표면에 대해 수직하는 방향으로 하나의 에피 성장 방향으로 성장하여 결정 방향이 일정하고 결정 결함이 거의 존재하지 않는 상부 영역으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제1형 반도체층(140)은 n-GaN의 단일 층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1형 반도체층(140)은 클래드층을 포함할 수 있으며, 또한 초격자층을 포함할 수 있다.
상기 활성층(150)은 상기 제1형 반도체층(140) 상에 구비될 수 있으며, 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자우물 구조일 수 있다.
상기 제2형 반도체층(160)은 상기 활성층(150) 상에 구비될 수 있으며, p-GaN로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제2형 반도체층(160)은 p-GaN의 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2형 반도체층(160)은 클래드층을 포함할 수 있으며, 또한 초격자층을 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 제1형 반도체층(140)이 n-GaN이고, 상기 제2형 반도체층(160)이 p-GaN인 것으로 설명하고 있으나, 이와는 반대로 상기 제1형 반도체층(140)이 p-GaN이고, 상기 제2형 반도체층(160)이 n-GaN일 수 있으며, 또한, Ⅲ-N 계열의 다른 화합물 반도체, 예컨대 (Al, Ga, In)N 반도체로 형성될 수 있다.
상기 제2형 반도체층(160) 상에는 상기 제2형 반도체층(160)을 덮는 투명 전극(170)을 구비할 수 있다. 상기 투명 전극(170)은 광 투과성이 우수할 뿐만 아니라 전기 전도도 역시 높은 물질, 예컨대, ITO, IZO 또는 ZnO 등과 같은 TCO(transparent conductive oxide)로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제1형 반도체층(140)은 그 층 상에 구비된 상기 활성층(150) 및 제2형 반도체층(160)의 일부를 식각하여 상기 제1형 반도체층(140)의 일부가 노출되도록 하는 메사 식각을 통해 일부의 표면이 노출된 형태로 구비될 수 있다. 상기 노출된 상기 제1형 반도체층(140)의 표면 상에는 전원을 공급하기 위한 제1전극 패드(180)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제2형 반도체층(160), 바람직하게는 상기 투명 전극(170) 상에 제2전극 패드(190)를 구비할 수 있다.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 소자를 제조하는 방법을 도시한 단면도들이다.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 소자를 제조하는 방법을 설명한다.
도 2를 참조하여 설명하면, 우선, 기판(110)을 준비한다. 이때, 상기 기판(110)은 발광 다이오드 소자를 형성할 수 있는 어떤 재질 또는 종류의 기판이여도 무방하나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 소자를 제조하는 방법에서는 사파이어 기판을 이용할 수 있다.
상기 기판(110)의 일측 표면 상에 포토레지스트 패턴(112)을 형성한다.
이때, 상기 포토레지스트 패턴(112)은 이후 형성되는 복 수개의 철부(120)의 형상 및 배열 등에 직접 영향을 준다. 따라서, 상기 포토레지스트 패턴(112)은 이후 형성되는 복 수개의 철부(120)의 형태 및 배열 등을 고려하여 형성하는 것이 바람직하다.
이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 소자를 제조하는 방법에서 제조되는 발광 다이오드 소자(100)의 철부(120)들은 그들의 피치가 상기 철부(120)의 폭의 배가 되도록 형성될 수 있으며, 그 형태가 반구형, 원뿔형, 피라미드형, 삼각뿔형, 반구대형, 원뿔대형, 절두-피라미드형 또는 삼각뿔대형일 수 있으며, 바람직하게는 상부는 평평한 평면 형태로 이루어지고, 측면은 굴곡진 형태로 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 포토레지스트 패턴(112)은 패턴들의 피치가 패턴의 폭의 배가 되도록 구비되며, 그 형태, 즉, 평면적인 형태가 삼각형 또는 사각형을 포함하는 다각형 및 원형 중 어느 한 형태로 구비될 수 있으며, 그 두께는 이후 설명되는 기판(110)을 식각하는 공정 및 포토레지스트 리프트 오프(lift-off)법을 실시하여 반사 패턴(130)들을 형성하는 공정을 진행할 수 있을 정도로 두껍게 형성될 수 있다.
일례로써, 상기 포토레지스트 패턴(112)은 그 폭이 2㎛이고, 그 피치는 4㎛이며, 그 두께(T3)는 3㎛로 형성할 수 있고, 그 평면적인 형태는 원형으로 형성할 수 있으며, 점도가 20cP 내지 35cP의 폴리머를 이용하여 형성할 수 있다.
도 3을 참조하여 설명하면, 상기 포토레지스트 패턴(112)을 마스크로 이용하여 상기 기판(110)의 일부를 식각하여 복 수개의 철부(120)를 형성한다. 즉, 상기 철부(120)들은 상기 포토레지스트 패턴(112)에 의해 노출된 상기 기판(110)의 일측 표면의 일부 영역을 식각하므로써, 상기 포토레지스트 패턴(112)이 덮인 상기 기판(110)의 일측 표면의 다른 영역은 돌출되어 철부(120)들을 형성하게 된다.
이때, 상기 철부(120)들을 형성하는 방법은 다양한 식각 방법으로 이루어질 수 있다.
일례로써, 상기 철부(120)들을 형성하는 방법은 상기 기판(110)을 건식 식각공정으로 이루어질 수 있으며, 상기 건식 식각 공정은 식각 가스로 BCl3 가스, Cl2 가스 또는 BCl3와 Cl2가 혼합된 혼합 가스를 이용할 수 있으며, 소스 파워(source power)를 바이어스 파워(bias power)의 1.5배 내지 3배가 되도록 인가하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 포토레지스트 패턴(112)은 상기 식각 공정, 예컨대, 건식 식각 공정에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 그 두께(T4)가 식각 공정 이전의 두께(T3) 보다 얇아지고, 측면이 굴곡지게 된다. 이는 상기 식각 가스가 상기 노출된 기판(110)의 표면 뿐만 아니라 상기 포토레지스트 패턴(112') 역시 식각하기 때문이며, 상기 측면이 굴곡지게 되는 것은 상기 포토레지스트 패턴(112')의 모서리 부위가 더 많이 식각되기 때문이다.
이때, 상기 식각 공정 후의 포토레지스트 패턴(112')은 그 두께(T4)가 적어도 0.5㎛ 이상, 바람직하게는 0.5 내지 2.0㎛ 일 수 있다. 이는 상기 식각 공정 후의 포토레지스트 패턴(112')은 반사 패턴(130)들을 형성하기 위한 마스크로 이용될 수 있기 때문이다.
한편, 상기 포토레지스트 패턴(112')의 하부에 위치한 철부(120)들은 상기 포토레지스트 패턴(112')과 마찬가지로 모서리 부위가 더 많이 식각되어 그 측면(124)은 굴곡지고, 상기 포토레지스트 패턴(112')의 하부면에 의해 보호되는 상부(122)는 평평한 평면을 유지하게 되어, 굴곡진 측면(114)과 평평한 평면으로 이루어진 상부(122)를 구비하게 된다.
도 4를 참조하여 설명하면, 상기 철부(120)들을 구비한 기판(110) 상에 상기 포토레지스트 패턴(112')을 마스크로 이용하여 반사 패턴 형성 물질층(132,134)을 형성한다.
이때, 상기 반사 패턴 형성 물질층(132,134)은 도면 부호 132로 도시한 바와 같이 상기 철부(120)들 사이에 형성될 수도 있고, 도면 부호 134로 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트 패턴(112') 상에 형성될 수도 있다.
상기 반사 패턴 형성 물질층(132,134)은 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 반사 패턴 형성 물질층(132,134)은 금속 물질 바람직하게는 반사 특성이 우수한 금속 물질인 크롬 등으로 이루어진 단일층으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 반사 패턴 형성 물질층(132,134)은 적어도 한 층은 다른 층과는 굴절률이 다르도록 형성된 복수층, 예컨대, 크롬층과 실리콘 산화물층 또는 크롬층과 니켈층으로 이루어진 이중 층으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 철부(120)들 사이에 형성된 반사 패턴 형성 물질층(132)과 상기 포토레지스트 패턴(112') 상에 형성된 반사 패턴 형성 물질층(134)은 서로 분리되어 형성될 수 있다.
도 5를 참조하여 설명하면, 상기 반사 패턴 형성 물질층(132,134)을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴(112')을 제거하여 상기 철부(120)들 사이에만 상기 반사 패턴 형성 물질층(132)을 남기고, 상기 포토레지스트 패턴(112') 상에 형성된 반사 패턴 형성 물질츨(134)를 제거하므로써, 상기 철부(120)들 사이에 위치하는 복 수개의 반사 패턴(130)을 형성한다.
이때, 상기 포토레지스트 패턴(112')은 다양한 방법으로 제거할 수 있으나, 상기 포토레지스트 패턴(112') 및 상기 포토레지스트 패턴(112') 상에 형성된 반사 패턴 형성 물질층(134)을 동시에 제거하기 위해 포토레지스트 리프트 오프법을 이용하여 제거할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 상기 철부(120)들 및 상기 반사 패턴(130)들이 형성된 기판(110) 상에 제1형 반도체층 형성층(142)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 제1형 반도체층 형성층(142)은 다양한 방법을 형성할 수 있으나, 상기 철부(120)들 및 상기 반사 패턴(130)들이 형성된 기판(110) 상에서 에피텍셜 성장법으로 성장시켜 형성할 수 있다.
이때, 상기 제1형 반도체층 형성층(142)은 그 성장 초기에는 상기 기판(110)의 철부(120)들, 특히, 상기 반사 패턴(130)들에 의해 덮히지 않은 상기 철부(120)들의 측면(122)과 상부(124)를 포함하는 상부 영역에서 수직하는 방향, 즉, 도 6에서 도시된 화살표들 방향과 같이 복 수의 방향으로 에피 성장 방향이 혼재되어 성장하는 초기 제1형 반도체층 형성층(142')들을 형성할 수 있다.
이후, 상기 초기 제1형 반도체층 형성층(142')들은 성장하여 이웃하는 초기 제1형 반도체층 형성층(142')과 접촉하여 합쳐지면서 계속 성장하여 상기 제1형 반도체층 형성층(142)을 형성하게 된다. 이때, 상기 제1형 반도체층 형성층(142)은 도 7에 도시된 화살표 방향과 같이 상기 기판의 일측 표면과 수직하는 방향으로 에피 성장하는 제1형 반도체층 형성층(142)을 형성할 수 있다.
따라서, 도에서 자세히 도시하고 있지는 않지만, 상기 철부(120)들이 구비된 기판(110)과 접하는 상기 제1형 반도체층 형성층(142)의 하부 영역은 에피 성장 방향이 복 수로 그 결정 상태가 매우 복잡하며, 결정 결함이 다수 존재할 수 있으나, 상기 제1형 반도체층 형성층(142)의 상부 영역은 상기 기판(110)의 일측 표면에 대해 수직하는 방향으로 하나의 에피 성장 방향으로 성장하여 결정 방향이 일정하고 결정 결함이 거의 존재하지 않을 수 있다.
도 8을 참조하여 설명하면, 상기 제1형 반도체층 형성층(142)이 성장된 기판(110) 상에 활성층 형성층(미도시) 및 제2형 반도체층 형성층(미도시)을 순차적으로 형성할 수 있다.
이때, 상기 활성층 형성층(미도시) 및 제2형 반도체층 형성층(미도시)은 상기 제1형 반도체층 형성층(142)과 동일한 방법인 에피텍셜 성장법으로 성장시켜 형성할 수도 있고, 물리적 기상 증착법 또는 화학적 기상 증착법 등과 같은 다른 반도체층 형성 방법을 이용하여 형성할 수도 있다.
이어서, 상기 활성층 형성층(미도시) 및 제2형 반도체층 형성층(미도시)을 식각하되, 상기 제1형 반도체층 형성층(142)의 일부가 노출되도록 식각하여 도 8에 도시된 바와 같은 제1형 반도체층(140), 활성층(150) 및 제2형 반도체층(160)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 활성층 형성층(미도시) 및 제2형 반도체층 형성층(미도시)을 식각할 때, 상기 제1형 반도체층 형성층(142)의 일부도 식각되도록 하여 도 8에서 도시된 바와 같이 상기 제1형 반도체층(140)의 일부가 단차진 형태로 구비될 수도 있다.
이때, 상기 활성층 형성층(미도시) 및 제2형 반도체층 형성층(미도시)을 식각하기 전에 상기 제2형 반도체층 형성층(미도시) 상에 투명 전극 형성층(미도시)을 형성한 후, 상기 투명 전극 형성층(미도시)과 상기 활성층 형성층(미도시) 및 제2형 반도체층 형성층(미도시)을 순차적으로 식각하여 상기 제2형 반도체층(160) 상에 투명 전극(170)을 형성하는 공정을 더 포함할 수도 있다.
그리고 상기 제1형 반도체층(140)의 노출된 표면 상에 제1전극 패드(180)와 상기 제2반도체층(160) 상, 바람직하게 상기 투명 전극(170) 상에 제2전극 패드(190)를 형성할 수 있다.
이상 본 발명을 상기 실시 예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
110 : 기판 120 : 철부
130 : 반사 패턴 140 : 제1형 반도체층
150 : 활성층 160 : 제2형 반도체층

Claims (12)

  1. 일측 표면에 복 수개의 철부를 구비한 기판;
    상기 철부들 사이에 구비된 반사 패턴들; 및
    상기 철부들과 반사 패턴들 상에 구비된 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 포함하는 발광 다이오드 소자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 반사 패턴들은 금속 물질을 포함하는 발광 다이오드 소자.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 반사 패턴들은 적어도 둘 이상의 반사층을 구비하되, 적어도 하나의 반사층은 다른 반사층과는 다른 굴절율을 갖는 발광 다이오드 소자.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 복 수개의 철부 각각은 상기 기판의 일측 표면으로부터 일정 높이로 돌출되어 있되, 상부는 평평한 평면 형태이고, 측면은 굴곡진 형태인 발광 다이오드 소자.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 기판은 사파이어 기판이며, 상기 제1형 반도체층은 상기 철부들의 상부 영역으로부터 성장된 에피층을 포함하는 발광 다이오드 소자.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 반사 패턴들의 두께는 상기 철부들이 상기 기판으로부터 돌출된 높이 보다는 작은 발광 다이오드 소자.
  7. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판의 일측 표면 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 기판의 일부를 식각하여 복 수개의 철부를 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 철부들이 형성된 기판 상에 반사 패턴 형성 물질층을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 반사 패턴 형성 물질층을 복 수개의 반사 패턴으로 형성하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 소자 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 반사 패턴들을 형성하는 단계 이후, 상기 철부들과 반사 패턴들이 형성된 기판 상에 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하는 발광 다이오드 소자 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 형성하는 단계는
    상기 철부들과 반사 패턴들이 형성된 기판 상에 제1형 반도체층 형성층을 에피텍셜 성장법으로 성장시키는 단계;
    상기 제1형 반도체층 형성층 상에 활성층 형성층 및 제2형 반도체층 형성층을 순차적으로 형성하는 단계; 및
    상기 활성층 형성층 및 제2형 반도체층 형성층을 식각하되, 상기 제1형 반도체층 형성층의 일부가 노출되도록 식각하여 상기 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 소자 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1형 반도체 형성층은 상기 철부들의 상부 영역으로부터 상기 기판의 일측 표면과 수직하는 방향으로 에피텍셜 성장하는 발광 다이오드 소자 제조 방법.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 반사 패턴들 각각은 상기 철부들 사이에 형성되는 발광 다이오드 소자 제조 방법.
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 포토레지스트 패턴의 제거는 포토레지스트 리프트 오프법을 이용하는 발광 다이오드 소자 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160055439A (ko) * 2014-11-10 2016-05-18 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 발광 소자 패키지
CN112652687A (zh) * 2020-12-22 2021-04-13 至芯半导体(杭州)有限公司 一种复合衬底及其制造方法
CN115986019A (zh) * 2022-12-12 2023-04-18 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 复合衬底及制备方法以及包含该衬底的外延结构和芯片

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