KR20140037500A - 반도체 발광 다이오드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 디바이스인 발광 다이오드 구조에 관한 것이다.
즉, 본 발명인 발광 다이오드는 n-형(또는 p-형) 반도체 층인 제 1클래드 층과, 제 1클래드 층 상부의 일부에 형성된 다 양자 우물(multi-quantum-well) 구조의 활성층과, 활성층의 상부에 형성된 p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층과, n-형(또는 p-형) 반도체 층인 제 1클래드 층 상부의 일부에 형성된 n-형(또는 p-형) 제 1전극과, p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층의 상부에 형성된 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 구성된 제 2전도성 층과, 제 2전도성 층의 상부에 형성된 p-형(또는 n-형) 제 2전극과, 범프(bump)를 이용하여 상기 제 1전극 및 제 2전극과 접착된 플립칩 기판과, 제 1클래드 층의 하부에 형성된 제 1클래드 층 보다 전기 전도율이 높은 n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막을 포함하여 이루어진다. 특히, 제 1전극 및 제 2전극은 광 반사율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 금속 또는 전도성 박막으로 형성되고, 제 1클래드 층의 하부에 형성된 제 1전도성 층은 광 투과율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 n-형(또는 p-형) 투명성 금속 또는 전도성 박막이며, 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체체로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
즉, 본 발명인 발광 다이오드는 n-형(또는 p-형) 반도체 층인 제 1클래드 층과, 제 1클래드 층 상부의 일부에 형성된 다 양자 우물(multi-quantum-well) 구조의 활성층과, 활성층의 상부에 형성된 p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층과, n-형(또는 p-형) 반도체 층인 제 1클래드 층 상부의 일부에 형성된 n-형(또는 p-형) 제 1전극과, p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층의 상부에 형성된 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 구성된 제 2전도성 층과, 제 2전도성 층의 상부에 형성된 p-형(또는 n-형) 제 2전극과, 범프(bump)를 이용하여 상기 제 1전극 및 제 2전극과 접착된 플립칩 기판과, 제 1클래드 층의 하부에 형성된 제 1클래드 층 보다 전기 전도율이 높은 n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막을 포함하여 이루어진다. 특히, 제 1전극 및 제 2전극은 광 반사율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 금속 또는 전도성 박막으로 형성되고, 제 1클래드 층의 하부에 형성된 제 1전도성 층은 광 투과율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 n-형(또는 p-형) 투명성 금속 또는 전도성 박막이며, 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체체로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
Description
본 발명은 반도체 소자인 발광 다이오드 구조에 관한 것이다.
종래의 발광 다이오드의 개발은 빛의 삼원색에 해당하는 청색 발광 다이오드를 고출력화, 고효율화 하려는 노력이 계속되어 왔으며, 기존의 청색 발광 다이오드를 제작하는 기술은 질화물 반도체 에피를 성장시키기 위하여 사파이어(Al2O3)나 실리콘카바이드(SiC) 기판을 사용하였다. 절연체인 사파이어를 기판으로 사용하는 발광다이오드 구조의 전형적인 예는 IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics, vol.8. No.2. March/April, 2002, p.271에 발표되어 있다.
종래의 질화물 반도체 발광다이오드의 구조는, 도 1에 도시된 바와 같으며, 이하, 도면을 참조하여 종래의 기술을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 사파이어 기판(11) 위에 n-GaN 질화물반도체 층인 제 1클래드 층(12)을 성장시킨 후, 전자와 정공이 결합하여 광을 방출할 수 있는 InGaN/GaN 질화물 다 양자 우물(multi-quantum-well)(13) 구조의 활성층을 형성하고, 다시 p-GaN 질화물반도체 층인 제 2클래드 층(14)을 성장시킨다.
다음으로, 제 1클래드 층(12)의 일부를 노출시켜 전극을 형성하기 위하여 사진 석판술을 이용한 메사 식각을 행한다.
그리고, 메사 식각을 한 영역의 n-GaN 질화물반도체 층인 제 1클래드 층(12)의 상부에 n-형 전극(15)을 형성하고, p-GaN 질화물반도체 층인 제 2클래드 층(14) 위에 빛이 투과할 수 있는 얇은 p-형 금속 막(16)을 입히고, 다시 그 p-형 금속 막(16)의 상부에 두꺼운 p-형 전극(17)을 증착한다.
종래의 반도체 발광소자 기술중 그래핀을 사용한 발광 다이오드 구조는 대한민국 특허인 [공개번호:10-2012-0044545], [발명의 명칭:반도체 발광 소자], [출원인:삼성엘이디주식회사]을 들 수 있으며, 이 기술은 도 1에서 p-형 투명성 금속 막(16)과 p-형 전극(17) 사이에 그래핀을 개재하는 것을 특징으로 한다.
종래의 방법에 의하여 제조된 종래의 발광 다이오드는, 도 2에 도시된 바와 같이, p형 전극(17)과 n형 전극(15)이 서로 마주보고 있지 않고 옆으로 나란히 위치하고 있으면서, n-GaN 질화물반도체 층인 제 1클래드 층(12)의 전기 전도율이 낮은 관계로 활성층을 흐르는 전류(A1)가 n-형 전극(15) 쪽으로 편향되어 흐르게 되므로, 활성층(13)에서 균일한 전류 분포를 얻지 못하여 발광 다이오드의 효율과 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었던 것이다. 그리고, 이러한 종래의 발광 다이오드에서 방출되는 빛은 얇은 p-형 금속 막(16)을 통하여 p-형 전극(17) 쪽으로 방출이 되므로, p-형 전극(17)에 의하여 빛이 투과되지 못하는 영역(S2)이 발생하여, 빛이 방출될 수 있는 영역(S1)은 p-형 전극(17)을 제외한 일부 영역으로만 한정이 되었던 것이다.
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하여, 활성층에서 균일한 전류 분포가 되도록 하여 광 출력의 효율을 높히고, 신뢰성을 향상시키며, 빛이 방출되는 영역을 넓힌 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 제공하려는 것이다.
과제를 해결하기 위해 본 발명은 n-형(또는 p-형) 반도체 층인 제 1클래드 층과, 상기 제 1클래드 층 상부의 일부에 형성된 다 양자 우물 구조의 활성층과, 상기 활성층의 상부에 형성된 p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층과 상기 n-형(또는 p-형) 반도체 층인 제 1클래드 층 상부의 일부에 형성된 n-형(또는 p-형) 제 1전극과, 상기 p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층의 상부에 형성된 전도성이 우수한 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 구성된 제 2전도성 층과, 상기 제 2전도성 층의 상부에 형성된 p-형(또는 n-형) 제 2전극과, 범프(bump)를 이용하여 상기 제 1전극 및 제 2전극과 접착된 플립칩 기판과, 상기 제 1클래드 층의 하부에 형성된 제 1 클래드 층 보다 전기 전도율이 높은 n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막인 제 1전도성 층을 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 제 1전극 및 제 2전극은 광 반사율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 금속 또는 전도성 박막으로 형성되고, 상기 제 1클래드 층의 하부에 형성된 제 1전도성 층은 광 투과율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 n-형(또는 p-형) 투명성 금속 또는 전도성 박막이며, 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명은 두 전극이 기판의 한 쪽에 형성되어 있는 발광 다이오드에서, 전극이 있는 쪽의 클래딩 층 위에 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 구성된 전도성 층을 생성하고, 기판의 다른 한쪽 클래딩 층 위에 금속 또는 전도성 박막을 형성하여 전기 전도도를 높임으로써 활성층을 흐르는 전류의 분포를 균일하게 하고, 한쪽은 광 반사율이 높은 전극을 형성하고 다른 한쪽은 광 투과율이 높은 금속 또는 전도성 박막을 형성함으로써, 광 투과율이 높은 금속 쪽으로 광을 모두 반사시켜 방출함으로써 광 방출의 효율과 소자의 신뢰성을 높인 발광 다이오드 구조를 제공하였다.
도 1은 종래의 발광 다이오드 구조 단면도.
도 2는 종래의 발광 다이오드의 작용을 나타낸 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명인 발광 다이오드 구조 단면도.
도 4는 본 발명인 발광 다이오드의 작용을 나타낸 개략적인 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11: 사파이어기판 또는 실리콘 카바이드 기판
12, 22: n-형(혹은 p-형) 반도체 제 1클래드 층
13, 23: 다 양자 우물(multi-quantum-well) 활성층
14, 24: p-형(혹은 n-형) 반도체 제 2클래드 층
15: n-형 전극
16: p-형 투명성 전극
17: p-형 전극
25: n-형(혹은 p-형) 반사형 제 1전극
26: 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체인 제 2전도성 층
27: p-형(혹은 n-형) 반사형 제 2전극
28: 플립칩(flip-chip) 기판
29: 범프(bump)
30: n-형(혹은 p-형) 투명성 금속 또는 전도성 박막인 제 1전도성 층
S1 : 빛 방출면 S2 : 빛 차단면
A, A1 : 전류 e : 전자의 흐름
L1, L2 : 레이저 광
도 2는 종래의 발광 다이오드의 작용을 나타낸 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명인 발광 다이오드 구조 단면도.
도 4는 본 발명인 발광 다이오드의 작용을 나타낸 개략적인 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11: 사파이어기판 또는 실리콘 카바이드 기판
12, 22: n-형(혹은 p-형) 반도체 제 1클래드 층
13, 23: 다 양자 우물(multi-quantum-well) 활성층
14, 24: p-형(혹은 n-형) 반도체 제 2클래드 층
15: n-형 전극
16: p-형 투명성 전극
17: p-형 전극
25: n-형(혹은 p-형) 반사형 제 1전극
26: 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체인 제 2전도성 층
27: p-형(혹은 n-형) 반사형 제 2전극
28: 플립칩(flip-chip) 기판
29: 범프(bump)
30: n-형(혹은 p-형) 투명성 금속 또는 전도성 박막인 제 1전도성 층
S1 : 빛 방출면 S2 : 빛 차단면
A, A1 : 전류 e : 전자의 흐름
L1, L2 : 레이저 광
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명인 발광 다이오드의 구조 단면도이고, 도 4는 본 발명인 발광 다이오드의 작용을 나타낸 개략적인 단면도이다.
본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, n-형(또는 p-형) 반도체 층인 제 1클래드 층(22)과, 제 1클래드 층(22) 상부의 일부에 형성된 다 양자 우물(multi-quantum-well) 구조의 활성층(23)과, 활성층(23)의 상부에 형성된 p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층(24)과, n-형(또는 p-형) 반도체 층인 제 1클래드 층(22) 상부의 일부에 형성된 n-형(또는 p-형) 제 1전극(25)과, p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층(24)의 상부에 형성된 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 구성된 제 2전도성 층(26)과, 제 2전도성 층의 상부에 형성된 p-형(또는 n-형) 제 2전극(27)과, 범프(bump)(29)를 이용하여 상기 제 1전극(25) 및 제 2전극(27)과 접착된 플립칩 기판(28)과, 제 1클래드 층(22)의 하부에 형성된 제 1 클래드 층 보다 전기 전도율이 높은 n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막인 제 1전도성 층(30)을 포함하여 이루어진다.
따라서, 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 제 1전극(25) 및 제 2전극(27)이 서로 마주보지 않고 나란히 형성되고, 제 1클래드 층(22)인 n-형(또는 p-형) 반도체 층의 전기 전도율이 낮은 것을 보완하기 위하여, 제 1클래드 층(22)의 하부에 제 1클래드 층 보다 전기 전도율이 높은 n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막인 제 1전도성 층(30)을 형성시킴으로써, n-형(또는 p-형) 전극(25)으로부터 공급되는 전자(e)가 n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막인 제 1전도성 층(30)을 통하여 제 1클래드 층(22)의 전체 면에 잘 전달될 수 있도록 하기 때문에, 활성층(23)을 통하여 흐르는 전류(A)의 분포를 균일하게 하여 발광 다이오드의 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
이와 동시에, p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층(24)의 상부에 형성된 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체, 또는 이들의 혼합물로 구성된 제 2전도성 층(26)도 전도성이 매우 뛰어나 제 2클래드 층(24)의 전체 면에 전하 운반자들을 잘 전달될 수 있도록 하기 때문에, 활성층(23)을 통하여 흐르는 전류(A)의 분포를 균일하게 하여 활성층의 넓은 면적에서 빛이 방사되도록 함으로써 발광 다이오드의 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
그리고, 제 1전극(25) 및 제 2전극(27)은 광 반사율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 금속 층으로 형성하여, 발광 다이오드에서 발생하여 방출되는 빛이 광 반사율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 이상적인 전극(25, 27)을 통하여 반사되어 제 1전도성 층(30) 쪽으로 방출되도록 함으로써, 발광 다이오드의 효율을 높이고, 이때, 제 1전도성 층(30)은 광 투과율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 n-형(또는 p-형) 투명성 금속 또는 전도성 박막으로 형성함으로써, 제 1전도성 층(30) 쪽으로 방출되는 빛(light)을 차단시키지 않고 제 1전도성 층(30)의 전체 면으로 빛이 방출되도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 여기에서 광 반사율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 n-형 및 p-형 전극(25, 27)을 형성하기 위한 금속 층으로는 금(Au) 또는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 등의 금속으로 형성되거나, 이들 중의 일부를 포함하는 금속 혼합물로 형성된 것이 바람직하고, 광 투과율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 제 1전도성 층(30)을 형성하기 위하여, n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막은 금 또는 은, 알루미늄, 구리, 니켈 등의 금속 또는, 이들 중의 일부를 포함하는 금속 혼합물로 형성되거나, ITO(Indium Tin Oxide ; In2O3, SnO2)로 형성되며, 특히 전도성이 매우 뛰어난 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체, 또는 이들의 혼합물로 구성되는 것이 더욱 바람직하다. 여기에서 n-형 전극 및 p-형 전극(25, 27), 제 1전도성 층(30)을 형성하기 위한 금속 혼합물은 금-주석(Au-Sn) 혼합물 또는 금-게르마늄(Au-Ge) 혼합물, 금-아연(Au-Zn) 혼합물, 금-베릴륨(Au-Be) 혼합물 등의 금-혼합물로 형성할 수 있다. 그리고, n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막인 제 1전도성 층(30)을 50%와 100% 사이 값을 갖는 투과율을 보장하기 위하여, 제 1전도성 층(30)이 금(Au) 또는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 등의 금속, 또는 이들 중의 일부를 포함하는 금속 혼합물로 형성되는 경우에는 그 박막(30)의 두께가 약 300nm이하(1nm 내지 300nm)로 형성되어야 하며, 제 1전도성 층(30)이 ITO(Indium Tin Oxide ; In2O3, SnO2)로 형성되는 경우에는 그 박막(30)의 두께가 500nm이하(1nm 내지 500nm)로 형성되어야 한다. 즉, 금(Au) 또는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 등의 금속 또는 이들 중의 일부를 포함하는 금속 혼합물로 제 1전도성 층(30)을 형성할 경우에 그 박막의 두께가 약 300nm이상이 되면 광 투과율이 50%에 도달하지 못하므로 상기 금속 또는 금속 혼합물을 이용하여 금속 또는 전도성 박막을 형성할 때에는 그 박막(30)의 두께를 300nm이하(1nm 내지 300nm)로 제한한 것이며, ITO로 제 1전도성 층(30)을 형성할 경우에는 제 1전도성 층(30)의 두께를 500nm이하(1nm 내지 500nm)로 제한함으로써, ITO로 형성된 투명성 제 1전도성 층(30)의 광 투과율을 50%이상이 되도록 형성한 것이다.
따라서, 상기와 같은 본 발명인 발광 다이오드는 제 2클래드 층(24)의 상부에 형성된 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 구성된 제 2전도성 층(26)에 의하여 전류 퍼짐을 증가시키고, 그리고 n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막인 제 1전도성 층(30)에 의하여 제 1클래드 층(22)의 전기 전도율이 낮은 것을 보완함으로써 활성층(23)을 흐르는 전류가 균일하게 분포되어 흐를 수 있고, 활성층(23)을 흐르는 전류에 의하여 발생하여 소자 쪽으로 방출되는 빛을 광 반사율이 높은 p-형 또는 n-형 전극(27, 25)에 의하여 소자 반대쪽으로 반사시킴으로써 소자의 광방출 효율을 높였고, n-형(또는 p-형) 투명성 금속 또는 전도성 박막인 제 1전도성 층(30)의 전체면을 통하여 빛(light)이 차단되지 않고 방출되므로, 본 발명인 발광 다이오드는 빛의 방출 효율을 높인 것이다.
그리고, 상기 제 2전도성 층과 p-형(또는 n-형) 제 2전극의 적층 순서가 제 2전도성 층의 상부에 제 2전극의 형태 또는 제 2전극의 상부에 제 2전도성 층의 형태로 형성되고, 상기 제 2전도성 층이 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 형성되거나, 이들의 복수 층과 전도성 박막의 복수 층이 교대로 적층된 형태로 하더라도 향상된 전류 퍼짐과 광반사 효과를 달성할 수 있다. 여기에서 복수 층이라 함은 한 층 혹은 그 이상을 사용한 것을 의미한다.
또한, 상기 제 1 전도성 층이 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 형성되거나, 이들의 복수 층과 투명성 금속 또는 전도성 박막의 복수 층이 교대로 적층된 형태로 하더라도 향상된 전류 퍼짐과 광투과 효과를 달성할 수 있다. 여기에서 복수 층이라 함은 한 층 혹은 그 이상을 사용한 것을 의미한다.
그래핀(graphene)과 탄소나노튜브(carbon nano tube)는 일반 금속과 비교하여 전기 전도율이 높으며, 구리의 저항률이 1.72×10-5Ω㎝이고, 은의 저항률이 1.59×10-5Ω㎝이며, 그래핀의 저항률은 1.0×10-5Ω㎝이고, 탄소나노튜브의 저항률은 1.6×10-5Ω㎝이다. 상온에서 실리콘의 전자 이동도는 약 1,400(㎝2/Vsec)이고, 갈륨비소의 전자 이동도는 약 77,000(㎝2/Vsec)이고, 그래핀의 전자 이동도는 약 200,000(㎝2/Vsec)이고, 탄소나노튜브의 전자 이동도는 약 100,000(㎝2/Vsec)이다. 열전도율은 그래핀이 탄소나노튜브의 2배이고 다이아몬드의 5배이어서, 그래핀을 사용한 경우 방열효과의 향상을 꾀함으로써 소자의 신뢰성을 높일 수 있다.
그래핀과 고분자의 복합체에 사용되는 고분자는 폴리에틸렌이민, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리티오펜, 키토산, 폴리아닐린, 폴리(p-페닐렌 비닐렌)유도체, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 아라비아검, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴아미드, PSMI(poly(styrene-alt-maleimide)), SSEBS(sulfonated poly(styrene-ethylene-butadiene-styrene)), 나피온(nafion), SPEEK(sulfonated poly(ether ether ketone)), 또는 이들의 혼합물 등 일 수 있고 그 밖의 매우 다양한 예가 가능하다. 탄소나노튜브는 탄소동소체인 플러린 (Fullerene, C60), 나노와이어 (nanowire), 나노로드 (nano rod) 등과 같이 막대 형상을 가진 나노물질 또는 나노점 (nano dot)이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예인 질화물 반도체를 이용한 발광 다이오드에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (5)
- n-형(또는 p-형) 반도체 층인 제 1클래드 층과;
상기 제 1클래드 층 상부의 일부에 형성된 다 양자 우물(multi-quantum-well) 구조의 활성층과;
상기 활성층의 상부에 형성된 p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층과;
상기 n-형(또는 p-형) 반도체 층인 제 1클래드 층 상부의 일부에 형성된 n-형(또는 p-형) 제 1전극과;
p-형(또는 n-형) 반도체 층인 제 2클래드 층의 상부에 형성된 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 형성된 제 2전도성 층과;
제 2전도성 층의 상부에 형성된 p-형(또는 n-형) 제 2전극과;
범프(bump)를 이용하여 상기 제 1전극 및 제 2전극과 접착된 플립칩 기판과;
상기 제 1클래드 층의 하부에 형성된 상기 제 1클래드 층 보다 전기 전도율이 높은 n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막으로 구성된 제 1전도성 층을 포함하는 것이 특징인 발광 다이오드. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1전극 및 제 2전극은 광 반사율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 금속 또는 전도성 박막으로 형성되고, 상기 제 1전도성 층은 광 투과율이 50%와 100% 사이 값을 갖는 n-형(또는 p-형) 투명성 금속 또는 전도성 박막으로 형성된 것이 특징인 발광 다이오드. - 제 1항에 있어서,
상기 제 2전도성 층과 p-형(또는 n-형) 제 2전극의 적층 순서가 제 2전도성 층의 상부에 제 2전극의 형태 또는 제 2전극의 상부에 제 2전도성 층의 형태로 형성되고, 상기 제 2전도성 층이 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 형성되거나, 이들의 복수 층과 전도성 박막의 복수 층이 교대로 적층된 것이 특징인 발광 다이오드. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 전도성 층이 그래핀(graphene), 또는 그래핀과 고분자의 복합체, 또는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 또는 탄소나노튜브와 고분자의 복합체로 형성되거나, 이들의 복수 층과 투명성 금속 또는 전도성 박막의 복수 층이 교대로 적층된 것이 특징인 발광 다이오드. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 n-형 및 p-형 전극을 형성하는 금속 층은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 티타늄(Ti)인 금속으로 형성되거나, 이들 중의 일부를 포함하는 금속 혼합물로 형성되고,
상기 n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막은 전기 전도율이 높은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 티타늄(Ti)인 금속, 또는 이들 중의 일부를 포함하는 금속 혼합물로 형성되거나, ITO(Indium Tin Oxide ; In2O3, SnO2)로 형성되고,
상기 n-형 전극 및 p-형 전극, n-형(또는 p-형) 금속 또는 전도성 박막을 형성하는 금속 혼합물은 금-주석(Au-Sn) 혼합물, 금-게르마늄(Au-Ge) 혼합물, 금-아연(Au-Zn) 혼합물 또는 금-베릴륨(Au-Be) 혼합물인 금-혼합물로 형성된 것이 특징인 발광 다이오드.
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