KR20130101299A - 반도체 발광소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

반도체 발광소자 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20130101299A
KR20130101299A KR1020120022327A KR20120022327A KR20130101299A KR 20130101299 A KR20130101299 A KR 20130101299A KR 1020120022327 A KR1020120022327 A KR 1020120022327A KR 20120022327 A KR20120022327 A KR 20120022327A KR 20130101299 A KR20130101299 A KR 20130101299A
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손유리
천주영
김영선
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 발광 소자에 관한 것으로,
본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광 소자는 일부가 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 갖는 제1 도전형 반도체층; 및 상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층 및 제2 도전형 반도체층;을 포함하며, 상기 활성층은 상기 돌출부의 상면에 형성된 영역의 두께가 상기 측면에 형성된 영역의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 발광소자 및 그 제조 방법{Semiconductor Light Emitting Device and Method of Manufacturing the Same}
본 발명은 반도체 발광소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 발광소자의 일 종인 발광 다이오드(LED)는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 의하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 반도체 발광소자는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 소비전력, 우수한 초기 구동 특성 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역의 빛을 발광할 수 있는 3족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
이러한 질화물 반도체 발광소자가 개발된 후에, 많은 기술적 발전을 이루어져 그 활용 범위가 확대되어 일반 조명 및 전장용 광원으로 많은 연구가 되고 있다. 특히, 종래에는 질화물 발광소자는 주로 저전류/저출력의 모바일 제품에 적용되는 부품으로 사용되었으며, 최근에는 점차 그 활용범위가 고전류/고출력 분야로 확대되고 있다.
한편, 청색 계열의 빛을 발광하는 반도체 발광소자의 경우, 청색광을 발광하는 발광소자에 황색 계열의 형광체를 도포하거나, 적색과 녹색을 발광하는 발광소자를 함께 혼합하여 사용함으로써 백색 광을 얻는 것이 일반적이다.
본 발명의 목적 중 하나는 형광체 및 적색 또는 녹색 LED 없이 백색광을 낼 수 있는 반도체 발광 소자를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면은,
일부가 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 갖는 제1 도전형 반도체층; 및 상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층 및 제2 도전형 반도체층;을 포함하며, 상기 활성층은 상기 돌출부의 상면에 형성된 영역의 두께가 상기 측면에 형성된 영역의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 돌출부를 제외한 영역으로부터의 높이에 따라 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 활성층은 상면 및 측면에서 서로 다른 파장의 빛이 방출될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 돌출부와의 경계면을 포함하는 상기 돌출부를 제외한 일부 영역에 형성된 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연층에 의하여 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층이 서로 분리될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 돌출부를 제외한 일부 영역 중 상기 절연층이 형성되지 않은 영역에 제1 전극을 더 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
기판 상에 제1 도전형 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 갖도록 에칭하는 단계; 및 상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 적층하는 단계;를 포함하며, 상기 활성층은 상기 돌출부의 상면에 형성된 영역의 두께가 상기 측면에 형성된 영역의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 돌출부를 제외한 영역으로부터의 높이에 따라 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 활성층은 상면 및 측면에서 서로 다른 파장의 빛이 방출될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 도전형 반도체층을 에칭하는 단계는, 제1 도전형 반도체층에서 에칭할 부분을 제외한 영역에 마스크를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계는 상기 제1 도전형 반도체층의 돌출부를 제외한 영역에 절연층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연층에 의하여 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층이 서로 분리될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연층의 일부 영역을 제거한 후, 상기 제거한 영역에 제1 전극을 형성하고, 상기 돌출부의 상면을 덮는 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은,
기판 상에 제1 도전형 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1 도전형 반도체층 상의 일부 영역에 제1 도전형 반도체층을 더 형성하여 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 형성하는 단계; 및 상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 적층하는 단계;를 포함하며, 상기 활성층은 상기 돌출부의 상면에 형성된 영역의 두께가 상기 측면에 형성된 영역의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 돌출부를 제외한 영역으로부터의 높이에 따라 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 활성층은 상면 및 측면에서 서로 다른 파장의 빛이 방출될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 돌출부를 형성하는 단계는, 돌출부를 형성할 부분을 제외한 영역에 절연층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연층에 의하여 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층이 서로 분리될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연층의 일부 영역을 제거한 후, 상기 제거한 영역에 제1 전극을 형성하고, 상기 돌출부의 상면을 덮는 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 형광체 및 적색 또는 녹색 LED 없이 백색광을 낼 수 있는 반도체 발광 소자를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도3a 내지 도3f는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법을 나타내기 위한 공정 단면도이다.
도4a 내지 도4f는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법을 나타내기 위한 공정 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서 개별적인 실시 형태는 서로 합쳐진 형태로 제공될 수 있음은 평균적인 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 반도체 발광소자는 기판(10), 제1 도전형 반도체층(20), 절연층(30), 활성층(40), 제2 도전형 반도체층(50)을 포함하며, 제1 도전형 반도체층(20) 및 제2 도전형 반도체층(50)의 상면에는 각각 제1 전극(60) 및 제2 전극(70)이 형성될 수 있다. 다만, 본 명세서에서, '상부', '상면', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다. 또한, 하기에서 설명하는 조성식에 사용되는 x, y, z 등의 밑 첨자의 경우, 서로 다른 물질에 사용된 것이라면 관련이 있다고 따로 언급되지 아니하는 한 동일한 밑 첨자로 표기되었다고 해도 서로 관련이 없는 것이다.
기판(10)은 반도체 성장용 기판으로 제공되며, 사파이어, Si, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등과 같이 절연성, 도전성, 반도체 물질을 이용할 수 있다. 이 경우, 가장 바람직하게 사용될 수 있는 것은 전기 절연성을 갖는 사파이어로서, 사파이어는 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a측 방향의 격자상수가 각각 13.001Å과 4.758Å이며, C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다.
다만, 상기 C면에 질화물 박막을 성장할 경우, 질화물 박막에는 압전 효과로 인하여 내부에 강한 전계가 형성될 수 있다. 한편, 기판(10)으로 사용하기에 적합한 물질로는 Si 기판을 들 수 있으며, 대구경화에 보다 적합하고 상대적으로 가격이 낮은 Si 기판을 사용하여 양산성이 향상될 수 있다. Si 기판을 이용하는 경우, 기판(10) 상에 AlxGa1 - xN (0 ≤ x ≤ 1)과 같은 물질로 이루어진 핵생성층을 형성한 후 그 위에 원하는 구조의 질화물 반도체를 성장할 수 있을 것이다.
제1 및 제2 도전형 반도체층(20, 50)은 질화물 반도체, 예컨대, AlxInyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성을 갖는 물질로 이루어질 수 있으며, 각각의 층은 단일층으로 이루어질 수도 있지만, 도핑 농도, 조성 등의 특성이 서로 다른 복수의 층을 구비할 수도 있다. 다만, 제1 및 제2 도전형 반도체층(20, 50)은 질화물 반도체 외에도 AlInGaP나 AlInGaAs 계열의 반도체를 이용할 수도 있을 것이다. 제1 및 제2 도전형 반도체층(20, 50) 사이에 배치된 활성층(40)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출하며, 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조, 예컨대, 질화물 반도체일 경우, 양자우물층은 InGaN (In, Ga 함량은 변화될 수 있음)으로 이루어지고 양자장벽층(103a)은 GaN, InGaN (In, Ga 함량은 변화될 수 있으며, 양자우물층보다 In 함량이 낮을 수 있음), AlInGaN (Al, In, Ga 함량은 변화될 수 있음) 등으로 이루어진 영역을 구비할 수 있다.
발광구조물을 구성하는 제1 및 제2 도전형 반도체층(20, 50)과 활성층(40)은 유기 금속 화학 증착(Metal Organic Chemical Vapor Epitaxy, MOCVD) 이나 분자선에피택시(Molecular Beam Epitaxy, MBE) 등과 같이 당 기술 분야에서 공지된 공정을 이용하여 성장될 수 있다. 또한, 따로 도시하지는 않았지만, 제1 도전형 반도체층(20)에 작용하는 응력을 완화하여 결정성을 향상시킬 수 있는 제1 도전형(20) 형성 전에 버퍼층을 기판(10) 상에 미리 형성하여 둘 수도 있을 것이다. 또한, 도시하지는 않았지만, 활성층(40)과 제2 도전형 반도체층(50) 사이에는 에너지 밴드갭이 상대적으로 높은 전자차단층이 형성될 수 있으며, 활성층(40)을 지나 전자가 오버플로우 되는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 제2 도전형 반도체층(20)과 제2 전극(70)의 사이에는 이들 사이의 오믹컨택 특성의 향상을 위하여 투명 전극이 형성될 수 있으며, 상기 투명 전극은 ITO, ZnO 로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 전극(60, 70)은 당 기술 분야에서 공지된 전기전도성 물질, 예컨대, Ag, Al, Ni, Cr 등의 물질 중 하나 이상을 증착하거나 스퍼터링하는 등의 공정으로 형성될 수 있다.
본 실시 형태에서 제1 도전형 반도체층(20)은 일부가 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 갖도록 형성되고, 활성층(40) 및 제2 도전형 반도체층(50)은 상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된다.
상기 제1 도전형 반도체층의 돌출부는 도2에 도시된 바와 같이, 단면이 사다리꼴 형상을 갖도록 형성되는 것이 바람직하지만, 측면이 상면에 대하여 수직으로 이루어져, 직사각형 형상을 갖는 것도 가능하다.
상기 제1 도전형 반도체층이 도2와 같이 경사면을 갖고, 그 위에 활성층이 형성될 때, 결정면에 따라 성장되는 속도가 다른 특성에 의하여 성장속도가 비교적 빠른 제1 도전형 반도체층(20)의 상면에 형성된 영역의 활성층(40)은 두껍게 형성되고, 돌출부의 측면에 형성된 영역의 활성층(40)은 성장 속도가 상대적으로 느리기 때문에, 상면에 형성된 영역의 활성층(40)에 비해 얇게 형성된다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(20)의 돌출부의 측면의 결정면이 위치에 따라 다른 경우, 결정면에 따라 성장되는 활성층(40)의 두께도 달라질 수 있다. 상기 활성층(40)의 두께가 얇은 영역의 양자 우물은 양자효과로 인하여 에너지 밴드 갭이 커지게 되어 활성층(40)의 두께가 두꺼운 영역에 비하여 짧은 파장의 빛을 발생시키게 된다.
따라서, 활성층(40)의 성장 시간과 돌출부 측면의 기울기를 조절하여 활성층(40)의 두께를 조절한다면 돌출부의 상면에서는 적색 및 녹색 계열의 파장을 가진 빛을 발생시키게 하고, 돌출부의 측면에서는 청색 계열의 파장을 가진 빛을 발생시키게 하여 백색에 가까운 빛을 발광하게 할 수 있다.
또한, 활성층으로부터 발생되는 빛의 파장을 다양하게 변화시켜 형광체 없이 발광 소자만으로도 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
상기 절연층(30)은 제1 도전형 반도체층(20)의 돌출부 상에 형성된 제2 도전형 반도체층(50)을 제1 도전형 반도체층(20)과 접촉하지 않도록 서로 분리시키는 역할을 한다. 상기 절연층(30)에 사용되는 물질로는 SiO2가 사용될 수 있다.
도3a 내지 도3f는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법을 나타내기 위한 공정 단면도이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법은 기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(120)을 형성하는 단계, 상기 제1 도전형 반도체층(120)의 일부가 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 갖도록 에칭하는 단계, 상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 활성층(140) 및 제2 도전형 반도체층(150)을 순차적으로 적층하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법은 우선, 도3a와 같이 기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(120)을 형성할 수 있다.
기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(120)이 형성되면, 도3b와 같이 상기 제1 도전형 반도체층(120)의 일부를 에칭하여 일부가 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 갖는 제1 도전형 반도체층(120)을 형성할 수 있다. 상기와 같이 제1 도전형 반도체층(120)의 일부를 에칭하기 위해서는 에칭할 영역을 제외한 영역에 패턴(pattern) 형성을 위한 마스크(mask)를 형성한 후, 마스크가 형성되지 않은 영역을 에칭을 통해 제거할 수 있다. 상기 패턴 형성을 위한 마스크 물질로는 GaN 계에서 흔히 사용하는 SiO2, 또는 SiNx 등이 사용될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(120)의 일부가 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 갖도록 에칭되면, 도3c와 같이 상기 제1 도전형 반도체층(120)의 돌출부를 제외한 영역에 절연층(130)을 형성한다. 상기 제1 도전형 반도체층(120)의 일부 영역에 형성되는 절연층(130)은 제1 도전형 반도체층(120)의 전체 영역에 절연층(130)을 형성한 후, 활성층(140) 및 제2 도전형 반도체층(150)이 형성될 영역인 상기 돌출부 상에 형성된 절연층(130)을 에칭을 통하여 제거하는 방법으로 형성될 수 있다. 상기 돌출부 상에 형성된 절연층(130)을 제거하는 과정에서, 오버 에칭(over etching) 현상으로 인하여 상기 돌출부의 주변 부위의 절연층까지 제거될 수 있다. 이 경우, 상기 돌출부 상에 제1 도전형 반도체층(120)을 더 형성하여, 상기 돌출부가 절연층(130)에 인접하도록 할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(120)의 돌출부를 제외한 영역에 절연층(130)이 형성되면, 도3d와 같이, 상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 활성층(140) 및 제2 도전형 반도체층(150)을 순차적으로 적층한다.
상기 활성층(140) 및 제2 도전형 반도체층(150)이 형성되면 도3e와 같이, 상기 절연층(130)의 일부 영역을 제거하여, 제1 전극(60)을 형성할 공간을 확보한다. 상기 절연층(130)의 일부 영역은 에칭을 통하여 제거될 수 있으며, 절연층(130)의 일부 영역을 제거하는 이유는 상기 제1 전극(160)과 제1 도전형 반도체층(120)이 전기적으로 접촉할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 절연층(130)의 일부 영역이 제거되고 나면, 상기 제거한 영역에 제1 전극(160)을 형성하고, 상기 돌출부의 상면을 덮는 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극(170)을 형성한다.
도4a 내지 도4f는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법을 나타내기 위한 공정 단면도이다.
본 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법은 기판(210) 상에 제1 도전형 반도체층(220)을 형성하는 단계, 상기 제1 도전형 반도체층(220)의 일부 영역 상에 제1 도전형 반도체층(220)을 더 형성하여 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 형성하는 단계, 상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 제1 도전형 반도체층(220) 상에 활성층(240) 및 제2 도전형 반도체층(250)을 순차적으로 적층하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법은 우선, 도4a와 같이 기판(210) 상에 제1 도전형 반도체층(220)을 형성한다.
기판(210) 상에 제1 도전형 반도체층(220)이 형성되면, 도4b와 같이 상기 제1 도전형 반도체층(220)의 돌출부를 형성할 부분을 제외한 영역에 절연층(240)을 형성한다. 상기 제1 도전형 반도체층(220)의 일부 영역에 절연층(240)을 형성하는 방법은 제1 도전형 반도체층(220)의 전체 영역에 절연층(240)을 형성한 후, 제1 도전형 반도체층을 더 형성할 영역을 에칭을 통하여 제거할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(220)의 일부 영역에 절연층이 형성되면, 도4c와 같이 상기 절연층이 형성된 영역을 제외한 영역에 제1 도전형 반도체층을 더 형성하여 돌출부를 형성할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(220)에 돌출부를 형성하면, 도4d와 같이, 상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 활성층(240) 및 제2 도전형 반도체층(250)을 순차적으로 적층한다.
상기 활성층(240) 및 제2 도전형 반도체층(250)이 형성되면 도4e와 같이, 상기 절연층(230)의 일부 영역을 제거하여, 제1 전극(260)을 형성할 공간을 확보한다. 상기 절연층(230)의 일부 영역은 에칭을 통하여 제거될 수 있다.
상기 절연층(230)의 일부 영역이 제거되고 나면, 도4f와 같이, 상기 제거한 영역에 제1 전극(260)을 형성하고, 상기 돌출부의 상면을 덮는 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극(270)을 형성한다.
본 발명의 실시형태에 따른 반도체 발광소자 및 그 제조 방법은 돌출부의 상면에서는 적색 및 녹색 계열의 파장을 가진 빛을 발생시키게 하고, 돌출부의 측면에서는 청색 계열의 파장을 가진 빛을 발생시키게 하여 백색에 가까운 빛을 발광할 수 있는 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공한다. 또한, 활성층으로부터 발생되는 빛의 파장을 다양하게 변화시켜 형광체 없이 발광 소자만으로도 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있는 반도체 발광소자 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
10, 110, 210: 기판 20, 120, 220: 제1 도전형 반도체층
30, 130, 230: 절연층 40, 140, 240: 활성층
50, 150, 250: 제2 도전형 반도체층
60, 160, 260: 제1 전극 70, 170, 270: 제2 전극

Claims (19)

  1. 일부가 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 갖는 제1 도전형 반도체층; 및
    상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층 및 제2 도전형 반도체층;
    을 포함하며, 상기 활성층은 상기 돌출부의 상면에 형성된 영역의 두께가 상기 측면에 형성된 영역의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 돌출부를 제외한 영역으로부터의 높이에 따라 서로 다른 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 활성층은 상면 및 측면에서 서로 다른 파장의 빛이 방출되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 돌출부와의 경계면을 포함하는 상기 돌출부를 제외한 일부 영역에 형성된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연층에 의하여 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층이 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 돌출부를 제외한 일부 영역 중 상기 절연층이 형성되지 않은 영역에 제1 전극을 더 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  7. 기판 상에 제1 도전형 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 갖도록 에칭하는 단계; 및
    상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 적층하는 단계;
    를 포함하며, 상기 활성층은 상기 돌출부의 상면에 형성된 영역의 두께가 상기 측면에 형성된 영역의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 돌출부를 제외한 영역으로부터의 높이에 따라 서로 다른 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 활성층은 상면 및 측면에서 서로 다른 파장의 빛이 방출되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층을 에칭하는 단계는, 제1 도전형 반도체층에서 에칭할 부분을 제외한 영역에 마스크를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계는 상기 제1 도전형 반도체층의 돌출부를 제외한 영역에 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 절연층에 의하여 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층이 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 절연층의 일부 영역을 제거한 후, 상기 제거한 영역에 제1 전극을 형성하고, 상기 돌출부의 상면을 덮는 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  14. 기판 상에 제1 도전형 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제1 도전형 반도체층 상의 일부 영역에 제1 도전형 반도체층을 더 형성하여 상부를 향하여 돌출된 돌출부를 형성하는 단계; 및
    상기 돌출부의 상면 및 측면을 덮도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 적층하는 단계;
    를 포함하며, 상기 활성층은 상기 돌출부의 상면에 형성된 영역의 두께가 상기 측면에 형성된 영역의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 돌출부를 제외한 영역으로부터의 높이에 따라 서로 다른 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 활성층은 상면 및 측면에서 서로 다른 파장의 빛이 방출되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 돌출부를 형성하는 단계는, 돌출부를 형성할 부분을 제외한 영역에 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 절연층에 의하여 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층이 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 절연층의 일부 영역을 제거한 후, 상기 제거한 영역에 제1 전극을 형성하고, 상기 돌출부의 상면을 덮는 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170047752A (ko) * 2015-10-23 2017-05-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 발광소자 패키지
KR20200008894A (ko) * 2018-07-17 2020-01-29 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지
US12046628B2 (en) 2018-07-06 2024-07-23 Plessey Semiconductors Limited Monolithic LED array and a precursor thereto

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170047752A (ko) * 2015-10-23 2017-05-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 발광소자 패키지
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