KR20200079122A - 마이크로 led 소자 및 마이크로 led 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

마이크로 LED 소자가 개시된다. 마이크로 LED 소자는, n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층, 제1 반도체층의 하면의 기 설정된 제1 영역에 배치되고, p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층, 제1 반도체층 및 제2 반도체층 사이에 배치되어, 광을 생성하는 활성층, 제1 반도체층의 하면의 기 설정된 제2 영역에 배치된 제1 전극 패드 및 제2 반도체층의 하면에 배치된 제2 전극 패드를 포함하고, 제1 반도체층은 수직의 제1 측면을 가지고, 활성층과 제2 반도체층 각각은 상부 영역으로 넓으며 제1 측면에 대해 경사진 제2 측면을 가지며, 제1 측면 및 제2 측면을 둘러싸도록 배치된 절연층 및 절연층의 일부 영역에 제2 측면을 둘러싸도록 배치된 반사층을 더 포함한다.

Description

마이크로 LED 소자 및 마이크로 LED 제조 방법{MICRO LIGHT EMITTING DIODE AND MANUFACTURING METHOD OF MICRO EMITTING DIODE}
본 개시는 광 효율 및 제조 효율이 개선된 마이크로 LED 소자 및 마이크로 LED 소자 제조 방법에 관한 것이다.
마이크로 LED 소자는 초소형 무기 발광물질로 형성되고, 스스로 빛을 내어 영상을 표시한다. 구체적으로, 마이크로 LED 소자는 일반 발광 다이오드(LED) 칩 보다 길이가 10분의 1, 면적은 100분의 1 정도이며, 가로, 세로 및 높이가 10 ~ 250 마이크로미터(μm) 크기의 초소형 LED를 지칭할 수 있다.
마이크로 LED 소자는 디스플레이의 기판 상에 배치되어 전방을 향해 광을 생성하여 조사함으로써, 디스플레이 화면을 구현할 수 있다. 다만, 마이크로 LED 소자는 전방을 향하는 상면뿐만 아니라, 측면으로도 광을 조사하므로, 디스플레이 화면을 구현함에 있어서, 마이크로 LED 소자의 측면으로 조사되는 광이 이용되기 어려웠다. 이에 따라, 마이크로 LED 소자의 광 효율이 떨어지고, 디스플레이 장치의 소비전력이 증가하는 문제점이 있었다.
아울러, 마이크로 LED 소자의 측광을 이용하기 위해, 마이크로 LED 소자의 측면을 경사진 면으로 형성하여 측광을 마이크로 LED 소자의 상면으로 굴절 및 반사시켰으나, 마이크로 LED 소자의 경사진 면으로 인해 하나의 성장기판 상에 생성할 수 있는 마이크로 LED 소자의 개수가 감소하는 문제점이 있었다.
본 개시는 광 효율 및 제조 효율이 개선된 마이크로 LED 소자 및 마이크로 LED 소자 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시는, n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층의 하면의 기 설정된 제1 영역에 배치되고, p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층, 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층 사이에 배치되어, 광을 생성하는 활성층, 상기 제1 반도체층의 하면의 기 설정된 제2 영역에 배치된 제1 전극 패드 및 상기 제2 반도체층의 하면에 배치된 제2 전극 패드를 포함하고, 상기 제1 반도체층은 수직의 제1 측면을 가지고, 상기 활성층과 상기 제2 반도체층 각각은 상부 영역으로 넓으며 상기 제1 측면에 대해 경사진 제2 측면을 가지며, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면을 둘러싸도록 배치된 절연층 및 상기 절연층의 일부 영역에 상기 제2 측면을 둘러싸도록 배치된 반사층을 더 포함하는 마이크로 LED 소자를 제공한다.
상기 반사층은 상기 활성층에 대해 대칭적으로 배치될 수 있다.
상기 반사층은 상기 제1 측면에 대해 40 내지 50도의 각도로 배치될 수 있다.
상기 제2 측면은 상기 제1 반도체층의 일부를 포함할 수 있다.
상기 제1 측면의 일부는 상기 제2 측면과 연속적으로 연결되며, 상기 절연층은 상기 제1 측면의 일부와 상기 제2 측면 상에 일체로 형성될 수 있다.
상기 절연층은, 상기 제1 측면 상에 배치된 제1 절연부 및 상기 제2 측면 상에 배치된 제2 절연부를 포함하며, 상기 제1 절연부와 상기 제2 절연부는 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드는, 상기 제1 반도체층에 대한 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드의 높이가 동일할 수 있다.
상기 제1 반도체층의 일면에 배치된 성장기판 및 상기 제1 반도체층과 상기 성장기판 사이에 배치된 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
상기 마이크로 LED 소자의 길이는 250μm이하일 수 있다.
상기 제1 반도체층, 상기 절연층 및 상기 제2 반도체층의 두께의 합에 대한 상기 마이크로 LED 소자의 길이의 비는 50보다 작을 수 있다.
아울러, 상기 목적을 달성하기 위한 본 개시는, 성장기판 상에 n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층, 광을 생성하는 활성층 및 p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 활성층 및 상기 제2 반도체층이 상부 영역으로 넓으며 상기 제1 반도체층에 대해 경사진 제2 측면을 형성하고, 상기 제1 반도체층에 대해 단차지도록, 상기 활성층 및 상기 제2 반도체층을 식각하는 단계, 상기 제2 측면의 일부로부터 연장되고 상기 제1 반도체층에 대해 수직한 제1 측면을 형성하도록, 기 설정된 크기로 상기 제1 반도체층을 식각하는 단계, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면을 둘러싸는 절연층을 형성하는 단계, 상기 절연층의 일부 영역에 상기 제2 측면을 둘러싸는 반사층을 형성하는 단계, 상기 제1 반도체층과 연결되는 제1 전극 패드와 상기 제2 반도체층과 연결되는 제2 전극 패드를 형성하는 단계 및 상기 성장기판으로부터 상기 제1 반도체층을 분리하는 단계를 포함하는 마이크로 LED 소자 제조 방법을 제공할 수 있다.
상기 반사층은 상기 활성층에 대해 대칭적으로 형성될 수 있다.
상기 반사층은 상기 제1 측면에 대해 40 내지 50도의 각도로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드는, 상기 제1 반도체층에 대한 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드의 높이가 동일하도록 형성될 수 있다.
상기 성장기판으로부터 상기 제1 반도체층을 분리하는 단계는 레이저 또는 화학적 리프트 오프 방식으로 상기 성장기판으로부터 상기 제1 반도체층을 분리할 수 있다.
상기 활성층 및 상기 제2 반도체층을 식각하는 단계는, 등방성 에칭(isotropic etaching)으로 상기 활성층 및 상기 제2 반도체층을 식각할 수 있다.
상기 제1 반도체층을 식각하는 단계는, 이방성 에칭(unisotropic etching)으로 상기 제1 반도체층을 식각할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 소자를 나타낸 사시도이다.
도 2a는 도 1의 A-A를 따라 나타낸 단면도이다.
도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 소자의 저면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 소자의 동작을 나타낸 단면도이다.
도 4는 성장기판 상에 제1 반도체층, 활성층, 제2 반도체층이 순차적으로 형성된 것을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 구조에서 p-전극이 형성된 것을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 구조에서 활성층 및 제2 반도체층을 식각한 것을 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 6의 구조에서 제1 반도체층의 제1 측면을 식각한 것을 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7의 구조에서 n-전극을 형성한 것을 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 8의 구조에서 절연층을 형성한 것을 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 9의 구조에서 반사층을 형성한 것을 나타낸 단면도이다.
도 11은 도 10의 구조에서 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 형성한 것을 나타낸 단면도이다.
도 12는 레이저 리프트 오프 방식으로 성장기판으로부터 복수의 마이크로 LED 소자를 분리하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 13a는 본 개시의 일 실시예에 따른 성장기판상에 복수의 마이크로 LED 소자 각각의 제2 측면이 형성된 것을 나타낸 단면도이다.
도 13b는 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 마이크로 LED 소자 각각의 제1 측면이 형성된 것을 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시에에 따른 마이크로 LED 소자 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은` 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "접하여" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 상에" 있다거나 "직접 접하여" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "～사이에"와 "직접 ～사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 소자(1)의 구조에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 소자(1)를 나타낸 사시도이고, 도 2a는 도 1의 A-A를 따라 나타낸 단면도이며, 도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 소자(1)의 저면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로 LED 소자(1)는 n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층(10), 제1 반도체층(10)의 하면(10b)의 기 설정된 제1 영역(E1)에 배치되고, p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층(30), 제1 반도체층(10) 및 제2 반도체층(30) 사이에 배치되어, 광을 생성하는 활성층(20), 제1 반도체층(10)의 하면(10b)의 기 설정된 제2 영역(E2)에 배치되는 제1 전극 패드(40) 및 제2 반도체층(30)의 하면(30b)에 배치된 제2 전극 패드(50)를 포함할 수 있다.
제1 반도체층(10)은 성장기판(90, 도 4 참조)에서 성장되어 형성된 반도체 층으로서, n형의 도전형을 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 반도체층(10)은 n형 도펀트가 도핑된 층으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 반도체층(10)은 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑되어 n형의 도전성을 가질 수 있다.
또한, 제1 반도체층(10)은 마이크로 LED 소자(1)의 크기를 결정하는 것으로서, 제1 반도체층(10)의 크기를 마이크로 LED 소자(1)의 크기로 볼 수 있다. 즉, 평면(XY평면)상에서 제1 반도체층(10)의 면적이 마이크로 LED 소자(1)의 면적과 대응될 수 있다.
따라서, 도 1, 도 2b, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 하나의 성장기판(90)상에서 결정된 길이(D1) 및 폭(W1)으로 제1 반도체층(10)을 식각하는 경우, 결정된 길이(D1) 및 폭(W1)을 포함하는 구조와 동일한 크기의 복수의 마이크로 LED 소자(1, 2)가 생성될 수 있다.
예를 들어, 하나의 성장기판(90)상에서 결정된 길이(D1) 및 폭(W1)으로 제1 반도체층(10)을 식각함으로써, 동일한 구조의 복수의 마이크로 LED 소자(1, 2)를 형성할 수 있다.
아울러, 성장기판(90) 상에서 형성되는 복수의 마이크로 LED 소자(1)의 수는 다양할 수 있다.
그러므로, 제1 반도체층(10)의 결정된 길이(D1) 및 폭(W1)에 따라, 하나의 성장기판(90) 상에서 생성할 수 있는 마이크로 LED 소자(1)의 수가 달라질 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 결정된 길이(D1)는 250μm이하일 수 있다. 즉, 하나의 마이크로 LED 소자(1)의 길이(D1)는 250μm이하일 수 있다.
아울러, 마이크로 LED 소자(1)의 폭(W1)은 마이크로 LED 소자(1)의 길이(D1)와 같을 수 있다. 예를 들어, 마이크로 LED 소자(1)의 길이(D1)는 100μm일 경우, 하나의 마이크로 LED(1) 소자의 폭(W1) 또한 100μm일 수 있다. 이에 따라, 마이크로 LED 소자(1)의 상면은 정사각형 형상일 수 있다.
또한, 제1 반도체층(10)은 가장자리에 수직의 제1 측면(S1)을 가질 수 있다. 여기서, 수직은 제1 반도체층(10)의 평편한 상면(10a) 또는 하면(10b)에 대해 수직한 방향(Z축 방향)을 의미할 수 있다. 즉, 제1 반도체층(10)의 측면(10c)은 수직의 제1 측면(S1)을 구성할 수 있다.
이에 따라, 제1 반도체층(10)이 수직의 제1 측면(S1)을 가짐에 따라, 하나의 성장기판(90) 상에서 생성할 수 있는 마이크로 LED 소자의 개수가 늘어날 수 있다.
예를 들어, 제1 반도체층(10)의 측면이 경사진 면으로 이루어진 경우, 제1 반도체층(10)의 면적이 넓어지게 되며, 이에 따라, 하나의 성장기판(90) 상에서 생성할 수 있는 마이크로 LED 소자의 개수가 줄어든다.
그러나, 제1 반도체층(10)이 수직의 제1 측면(S1)을 가지는 경우, 제1 반도체층(10)의 넓이는 제1 반도체층(10)의 측면이 경사진 면으로 이루어진 구조보다 더 작을 수 있다.
따라서, 제1 반도체층(10)이 수직의 제1 측면(S1)을 가지는 구조를 통해, 생성되는 마이크로 LED 소자(1)의 수를 극대화할 수 있으며 제조 효율이 향상될 수 있다.
아울러, 제1 반도체층(10)은 광이 통과할 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 활성층(20)에서 생성된 제1 광(L1)과 제2 광(L2)이 제1 반도체층(10)을 통과하더라도 손실되는 광이 줄어들어, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
제2 반도체층(30)은 p형의 도전형을 가질 수 있다. 구체적으로, 제2 반도체층(30)은 p형 도펀트가 도핑된 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체층(30)은 Zn, Mg, Co, Ni, Cu, Fe, C 등의 p형 도펀트가 도핑되어 p형의 도전성을 가질 수 있다.
아울러, 제2 반도체층(30)은 제1 반도체층(10)의 하면(10b)의 기 설정된 제1 영역(E1)에 배치될 수 있다.
여기서, 기 설정된 제1 영역(E1)이란, 제1 반도체층(10)의 하면(10b)의 일부 영역을 의미할 수 있다. 또한, 제1 영역(E1)은 제1 반도체층(10)의 가장자리를 포함할 수 있다. 즉, 활성층(20)이 얇게 형성되는 경우, 제2 반도체층(30)의 측면은 제1 반도체층(10)의 제1 측면(S1)과 이어질 수 있다. 아울러, 기 설정된 제1 영역(E1)은 기 설정된 제1 영역(E1)의 제1 반도체층(10)의 하면(10b)의 나머지 영역에 제1 전극 패드(40)가 형성될 영역을 남겨두고 결정될 수 있다.
제2 반도체층(30)은 제1 반도체층(10)과 동일한 기반 물질로 구성될 수 있으나, 도펀트가 상이하므로 제1 반도체층(10)과 상보적인 도전형을 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 반도체층(10)은 전자를 제공할 수 있으며, 제2 반도체층(30)은 정공을 제공할 수 있다.
또한, 제2 반도체층(30)은 상부 영역(Z 축 방향)으로 넓으며 제1 측면(S1)에 대해 경사진 제1 경사 측면(30c)을 가질 수 있다. 여기서 상부 영역이란, 제2 반도체층(30)을 기준으로 제1 반도체층(10)이 배치된 방향을 의미할 수 있다.
즉, 제2 반도체층(30)은 제1 반도체층(10)에서 하부 방향으로 멀어짐에 따라 단면적이 점진적으로 감소할 수 있다.
활성층(20)은 제1 반도체층(10)과 제2 반도체층(30) 사이에 배치되어 광을 생성할 수 있다. 즉, 제2 반도체층(30), 활성층(20) 및 제1 반도체층(10)은 순차적으로 적층된 구조일 수 있다.
활성층(20)은 제1 반도체층(10)에서 제공된 전자와 제2 반도체층(30)에서 제공된 정공이 재결합되면서 소정 파장의 광을 출력하는 층으로서, 우물층(well layer)과 장벽층(barrier layer)을 교대로 적층하여 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(multi-quantum well; MQW)를 가질 수 있다.
이에 따라, 활성층(20)에서 생성되는 광은 활성층(20)의 상하면 및 측면으로 조사될 수 있다.
또한, 활성층(20)은 상부 영역(Z축 방향)으로 넓으며, 제1 측면(S1)에 대해 경사진 제2 경사 측면(20c)을 가질 수 있다. 여기서 상부 영역이란, 활성층(20)을 기준으로 제1 반도체층(10)이 배치된 방향을 의미할 수 있다.
즉, 활성층(20)은 제1 반도체층(10)에서 하부 방향으로 멀어짐에 따라 단면적이 점진적으로 감소할 수 있다.
또한, 활성층(20)의 단면적은, 제1 반도체층(10)의 단면적보다 작고 제2 반도체층(30)의 단면적보다 클 수 있다.
이에 따라, 활성층(20)과 제2 반도체층(30)은 제1 반도체층(10)의 수직의 제1 측면(S1)에 대해 경사진 제2 측면(S2)을 가질 수 있다. 구체적으로, 제2 반도체층(30)의 제1 경사 측면(30c)과 활성층(20)의 제2 경사 측면(20c)은 제2 측면(S2)을 구성할 수 있다.
아울러, 제2 측면(S2)은 제1 반도체층(10)의 일부를 포함할 수 있다. 즉, 제1 반도체층(10)의 일부도 경사진 측면을 포함할 수 있다.
제1 전극 패드(40)는 제1 반도체층(10)의 하면(10b)의 기 설정된 제2 영역(E2)에 배치될 수 있다. 여기서, 제2 영역(E2)은 제1 영역(E1)의 이외의 제1 반도체층(10)의 하면(10b)의 영역을 의미하며, 제2 영역(E2)의 크기는 다양할 수 있다.
제1 전극 패드(40)는 도전성 물질로 구성되며, 제1 반도체층(10)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 마이크로 LED 소자(1)가 실장되는 박막 트랜지스터 기판(미도시)과 연결되어 마이크로 LED 소자(1)에 전기적 신호를 전달할 수 있다.
구체적으로, 제1 전극 패드(40)는 제1 반도체층(10)과 전기적으로 연결되어 제1 반도체층(10)의 하면(10b)에 돌출 형성된 n-전극(40-1)과 전기적으로 연결됨과 동시에 n-전극(40-1)을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
여기서, n-전극(40-1)은 Au, Cu, ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 구성될 수 있다.
따라서, 마이크로 LED 소자(1)가 박막 트랜지스터 기판 상에 납땜 등의 방식으로 실장되는 경우, n-전극이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 제1 반도체층(10)으로부터 제1 전극 패드(40)의 높이는 제2 전극 패드(50)의 높이와 동일할 수 있다. 따라서, 마이크로 LED 소자(1)가 박막 트랜지스터 기판 상에 실장되는 경우, 마이크로 LED 소자(1)가 일측으로 기울어지지 않고 박막 트랜지스터 기판에 평편하게 배치될 수 있다.
제2 전극 패드(50)는 제2 반도체층(30)의 하면(30b)에 배치되며, 도전성 물질로 구성되고 제2 반도체층(30)과 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 제2 전극 패드(50)는 제2 반도체층(30)과 전기적으로 연결되어 제2 반도체층(30)의 하면(30b)에 돌출 형성된 p-전극(50-1)과 전기적으로 연결됨과 동시에 p-전극을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
여기서, p-전극(50-1)은 Au, Cu, ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 구성될 수 있다.
따라서, 마이크로 LED 소자(1)가 박막 트랜지스터 기판(미도시) 상에 납땜 등의 방식으로 실장되는 경우, p-전극(50-1)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 제1 전극 패드(40)와 제2 전극 패드(50)는, 제1 반도체층(10)에 대한 제1 전극 패드(40)와 제2 전극 패드(50)의 높이가 동일할 수 있다.
또한, 제1 전극 패드(40)와 제2 전극 패드(50)는 마이크로 LED 소자(1)의 하면에 형성될 수 있다.
즉, 마이크로 LED 소자(1)는 제1 및 제2 전극 패드(40, 50)가 마이크로 LED 소자(1)의 하부에 배치됨으로써, 플립칩(Flip chip) 타입으로 형성될 수 있다.
이러한 플립칩 타입의 마이크로 LED 소자(1)는 소자의 소형화, 경량화 및 고집적화에 유리하다. 또한, 디스플레이 장치의 제작에 있어서 마이크로 LED 소자(1)는 구조상 전극이 발광 영역을 제한하지 않아 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 박막 트랜지스터 기판과의 결합에 있어 와이어와 같은 중간 매체를 사용하지 않기 때문에 전사 공정의 효율성 등을 향상시킬 수 있다.
아울러, 마이크로 LED 소자(1)는 절연층(70)을 포함할 수 있다. 절연층(70)은 수직의 제1 측면(S1) 및 제1 측면(S1)에 대해 경사진 제2 측면(S2)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 절연층(70)은 제1 측면(S1)을 둘러싸는 제1 절연부(70a)와 경사진 제2 측면(S2)을 둘러싸는 제2 절연부(70b)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 절연층(70)은 제1 반도체층(10)의 상면(10a), 제1 영역(E1)을 제외한 하면(10b), 제2 반도체층(30)의 하면(30b)을 제외한 마이크로 LED 소자(1)의 측면을 전체적으로 감쌀 수 있다.
또한, 절연층(70)은 비도전성 물질로 구성될 수 있다.
따라서, 절연층(70)은 마이크로 LED 소자(1)에서 광을 생성하기 위한 전자가 마이크로 LED 소자(1)의 외부로 이탈되는 것을 방지하여, 마이크로 LED 소자(1)의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 절연층(70)은 마이크로 LED 소자(1)가 외부의 인접한 도체 또는 전자 기기와 전기적 쇼트(short)가 일어나는 것을 방지하여 마이크로 LED 소자(1)의 구조 안정성을 향상 시킬 수 있다.
또한, 절연층(70)은 마이크로 LED 소자(1)의 가장자리 영역을 전체적으로 감싸는 구조로 배치되어, 마이크로 LED 소자(1)가 포함하는 각 층들을 구조적 내구성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 절연층(70)은 일정 이상의 광 투과성을 지니는 물질로 구성될 수 있다. 이에 따라, 활성층(20)에서 생성되는 광이 절연층(70)에 흡수되는 것을 방지하여, 마이크로 LED 소자(1)의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
절연층(70)은 제1 측면(S1)의 일부와 제2 측면(S2) 상에 일체로 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 측면(S1)의 일부는 제2 측면(S2)과 연속적으로 연결된 구조이므로, 절연층(70)의 제1 절연부(70a)와 제2 절연부(70b)는 일체로 형성될 수 있다.
따라서, 마이크로 LED 소자(1)의 수직의 제1 측면(S1)과 경사진 제2 측면(S2) 사이에 모진 부분이 형성되더라도, 절연층(70)의 제1 절연부(70a)와 제2 절연부(70b)는 일체로 형성되므로 모진 부분으로 마이크로 LED 소자(1)의 전자가 이탈되거나, 구조적으로 취약한 부분을 감쌈으로써, 구조 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 마이크로 LED 소자(1)는 절연층(70)의 일부 영역에 제2 측면(S2)을 둘러싸도록 배치되어, 활성층(20)에서 생성된 광을 제1 반도체층(10) 방향으로 반사 및 굴절시키는 반사층(80)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 반사층(80)은 절연층(70)의 제2 절연부(70b) 상에 적층되어, 활성층(20)에서 생성되어 절연층(70)을 통과하는 광을 마이크로 LED 소자(1) 상부로 반사 및 굴절시킬 수 있다.
또한, 반사층(80)은 활성층(20)의 경사진 측면(30c)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 마이크로 LED 소자(1)의 활성층(20)에서 생성되는 측광을 디스플레이 화면을 구현하는데 필요한 상측 방향으로 방향을 전환시켜, 마이크로 LED 소자(1)의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 반사층(80)은 광을 반사시키기 위하여 반사율이 높은 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 반사층(80)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni) 등과 같은 금속으로 이루어질 수 있다.
또한, 반사층(80)은 활성층(20)에 대해 대칭적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 반사층(80)은 4개의 활성층(20)의 경사진 측면(30c)에 활성층(20)을 중심으로 대칭적으로 배치되어, 4개의 활성층(20)의 경사진 측면(30c)에서 조사되는 광을 일괄적으로 제1 반도체층(10)이 배치된 방향으로 굴절 및 반사시킬 수 있다.
이에 따라, 마이크로 LED 소자(1)에서 생성되는 광이 마이크로 LED 소자(1)의 일측 방향으로 집중되는 것을 방지하여, 마이크로 LED 소자(1)의 균일한 휘도를 구현할 수 있다.
아울러, 반사층(80)은 제1 측면(S1)에 대해 40 내지 50의 각도로 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 측면(S1)에 대해 반사층(80)은 R 각도로 배치될 수 있다. 여기서, R 각도는 활성층(20)에서 생성된 광을 마이크로 LED 소자(1)의 상부로 굴절 및 반사시킬 수 있는 각도이다. 예를 들어, R 각도는 40 내지 50도일 수 있다.
이하에서는, 도 3를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 소자(1)의 동작에 대해 설명한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 소자(1)의 동작을 나타낸 단면도이다.
마이크로 LED 소자(1)는 제1 전극 패드(40) 및 제2 전극 패드(50)에 전기적 신호가 유입됨으로써, 제1 반도체층(10)에서 제공된 전자와 제2 반도체층(30)에서 제공된 정공이 재결합되어 활성층(20)에서 광이 생성될 수 있다.
구체적으로, 광은 활성층(20)에 수직한 방향으로 조사되는 제1 광(L1) 및 활성층(20)의 평면 방향으로 나란히 조사되는 제2 광(L2) 및 제3 광(L3)으로 구성될 수 있다.
즉, 제1 광(L1)은 제1 반도체층(10)이 배치된 상측 방향으로 조사되며, 제2 광(L2) 및 제3 광(L3)은 활성층(20)의 측면(20c)으로 조사될 수 있다.
이후, 제2 광(L2) 및 제3 광(L3)은 활성층(20)의 측면(20c)상에 배치된 절연층(70)을 통과하여, 절연층(70)에 적층된 반사층(80)에서 제1 반도체층(10)이 배치된 방향으로 굴절 빛 반사될 수 있다.
즉, 제2 광(L2) 및 제3 광(L3)은 반사층(80)을 통해, 제1 광(L1)과 동일한 방향으로 방향이 전환될 수 있다.
이에 따라, 마이크로 LED 소자(1)의 상면으로 조사되는 제1 광(L1)이 디스플레이 화면을 구현함과 더하여, 제2 광(L2) 및 제3 광(L3) 또한, 제1 광(L1)과 동일한 방향으로 전환됨으로써, 제1 광(L1)과 동일한 디스플레이 화면을 구현함으로써, 마이크로 LED 소자(1)의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 마이크로 LED 소자(1)의 측면을 구성하는 제1 반도체층(10)의 측면(10c)이 수직으로 형성됨으로써, 하나의 성장기판(90)에서 생산할 수 있는 마이크로 LED 소자(1)의 개수를 늘릴 수 있다.
즉, 본 개시의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 소자(1)의 수직의 제1 측면 및 일부 경사진 제2 측면에 배치된 반사층(80)을 통해, 마이크로 LED 소자(1)의 광 효율을 향상시킴과 동시에 많은 수의 마이크로 LED 소자(1)를 생산할 수 있다.
이에 따라, 마이크로 LED 소자(1)의 광 효율 및 제조 효율을 동시에 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 도 14를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 소자(1)의 제조 과정에 대해 구체적으로 설명한다.
도 4는 성장기판 상에 제1 반도체층, 활성층, 제2 반도체층이 순차적으로 형성된 것을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 구조에서 p-전극(50-1)이 형성된 것을 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 구조에서 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)을 식각한 것을 나타낸 단면도이며, 도 7은 도 6의 구조에서 제1 반도체층(10)의 제1 측면(S1)을 식각한 것을 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 7의 구조에서 n-전극(40-1)을 형성한 것을 나타낸 단면도이며, 도 9는 도 8의 구조에서 절연층(70)을 형성한 것을 나타낸 단면도이고, 도 10은 도 9의 구조에서 반사층(80)을 형성한 것을 나타낸 단면도이며, 도 11은 도 10의 구조에서 제1 전극 패드(40) 및 제2 전극 패드(50)를 형성한 것을 나타낸 단면도이고, 도 12는 레이저 리프트 오프 방식으로 성장기판(90)으로부터 복수의 마이크로 LED 소자(1,2)를 분리하는 것을 나타낸 개략도이며, 도 13a는 본 개시의 일 실시예에 따른 성장기판(90)상에 복수의 마이크로 LED 소자(1 ,2) 각각의 제2 측면(S2)이 형성된 것을 나타낸 단면도이고, 도 13b는 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 마이크로 LED 소자(1, 2) 각각의 제1 측면(S1)이 형성된 것을 나타낸 단면도이며, 도 14는 본 개시의 일 실시에에 따른 마이크로 LED 소자 제조(1) 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 성장기판(90) 상에 제1 반도체층(10), 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다(F1).
즉, 제1 반도체층(10)의 일면에 성장기판(90)이 배치될 수 있다.
여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 성장기판(90) 상에 적층되어 형성된 제1 반도체층(10), 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)의 두께의 합(t1)은 50μm이하일 수 있다.
아울러, 제1 반도체층(10), 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)의 두께(t1)에 대한 하나의 마이크로 LED 소자(1)의 길이(D1)의 비는 50보다 작을 수 있다.
즉, 마이크로 LED 소자(1)의 크기는 제1 반도체층(10), 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)의 총 두께(t1)에 대한 하나의 마이크로 LED 소자(1)의 길이(D1)의 비가 50보다 작도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 하나의 마이크로 LED 소자(1)의 길이(D1)가 100μm로 형성되는 경우, 제1 반도체층(10), 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)의 총 두께(t1)는 2μm보다 크도록 형성될 수 있다.
아울러, 하나의 마이크로 LED 소자(1)의 제1 반도체층(10), 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)의 총 두께(t1)가 5 μm로 형성되는 경우, 하나의 마이크로 LED 소자(1)의 길이(D1)는 250μm보다 작도록 형성될 수 있다.
아울러, 성장기판(90)은 제1 반도체층(10)을 성장시키기 위한 모기판으로서, 사파이어(Al2O3), 실리콘 카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN), 질화인듐갈륨(InGaN), 질화알루미늄갈륨(AlGaN), 질화알루미늄(AlN), 갈륨 산화물(Ga2O3), 갈륨비소(GaAs), 또는 실리콘 기판 등으로 구성될 수 있다.
아울러, 성장기판(90)과 제1 반도체층(10) 사이에는 버퍼층(100)이 형성될 수 있다. 버퍼층(100)은 완성된 마이크로 LED 소자(1)를 성장기판(90)으로부터 분리시키는 경우, 마이크로 LED 소자(1)가 위치한 부분에 대한 선택적 에칭이 가능하게 하며, 성장기판(90)과 마이크로 LED 소자(1) 사이의 격자 불일치도를 감소시킬 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 반도체층(30)의 일면에 제2 반도체층(30)과 전기적으로 연결되는 p-전극(50-1)을 형성할 수 있다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 반도체층(30) 및 활성층(20)이 상부 영역으로 넓으며, 제1 반도체층(10)에 대해 경사진 제2 측면(S2)을 형성하고, 제1 반도체층(10)에 대해 단차지도록 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)을 식각할 수 있다(F2).
이때, 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)은 등방성 식각(isotropic etching)으로 제2 측면(S2)을 형성할 수 있다. 여기서, 제2 측면(S2)은 제1 반도체층(10)의 수직한 측면에 대해 40 내지 50도 경사지도록 형성될 수 있다.
또한, 제1 반도체층(10)의 일부가 경사진 제2 측면(S2)을 형성하도록 식각될 수 있다. 다만, 이제 제한되지 않고, 제1 반도체층(10)이 식각되지 않고 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)만이 식각되어 제2 측면(S2)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 측면(S2)의 일부로부터 연장되고 제1 반도체층(10)에 대해 수직한 제1 측면(S1)을 형성하도록 기 설정된 크기로 제1 반도체층(10)을 식각할 수 있다(F3).
여기서 기 설정된 크기는, 결정된 길이(D1)를 포함하는 크기이며, 제조하고자 하는 마이크로 LED 소자(1)의 크기를 의미할 수 있다.
따라서, 결정된 길이(D1)를 포함하는 기 설정된 크기에 따라 제1 반도체층(10)을 식각하는 경우, 하나의 성장기판(90)상에 복수 개의 마이크로 LED 소자(1)가 제조될 수 있다.
예를 들어, 결정된 길이(D1)를 포함하는 기 설정된 크기가 클수록, 하나의 성장기판(90) 상에서 제조되는 마이크로 LED 소자(1)의 수는 적어진다. 아울러, 결정된 길이(D1)를 포함하는 기 설정된 크기가 작을수록, 하나의 성장기판(90) 상에서 제조되는 마이크로 LED 소자(1)의 수는 많아진다.
아울러, 제1 반도체층(10)은 이방성 식각(unisotropic etching)으로 제1 측면(S1)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 반도체층(10)의 일면 중 활성층(20)과 제2 반도체층(30)이 형성되지 않은 제1 반도체층(10)의 일면에 제1 반도체층(10)과 전기적으로 연결되는 n-전극(40-1)이 형성될 수 있다.
이후, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 반도체층(10)의 수직의 제1 측면(S1)과 활성층(20) 및 제2 반도체층(30)의 경사진 제2 측면(S2)을 둘러싸는 절연층(70)을 형성할 수 있다(F4).
구체적으로, 제1 측면(S1)을 둘러싸는 제1 절연부(70a) 및 제2 측면(S2)을 둘러싸는 제2 절연부(70b)가 형성될 수 있다. 즉, 제1 측면(S1) 및 제2 측면(S2) 상에 절연층(70)이 적층되어 형성될 수 있다.
아울러, 절연층(70)은 증착 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연층(70)은 MOCVD(metalorganic chemical vapor deposition)를 통해 증착 형성될 수 있다.
또한, 절연층(70)은 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 마이크로 LED 소자(1)의 수직의 제1 측면(S1)과 경사진 제2 측면(S2) 사이에 모진 부분이 형성되더라도, 절연층(70)은 일체로 형성되므로 모진 부분으로 마이크로 LED 소자(1)의 전자가 이탈되거나, 구조적으로 취약한 부분을 감쌈으로써, 구조 안정성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 절연층(70)의 일부 영역에 제2 측면(S2)을 둘러싸는 반사층(80)이 형성될 수 있다(F5). 구체적으로, 절연층(70)의 제2 절연부(70b) 상에 반사층(80)이 적층될 수 있다.
아울러, 반사층(80)은 제1 측면(S1)에 대해 40 내지 50도로 기울어져 배치될 수 있다. 따라서, 마이크로 LED 소자(1)의 활성층(20)에서 생성되는 측광을 디스플레이 화면을 구현하는데 필요한 상측 방향으로 방향을 전환시켜, 마이크로 LED 소자(1)의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 반사층(80)은 활성층(20)에 대해 대칭적으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 반사층(80)은 활성층(20)의 모든 측면에서, 활성층(20)의 측광을 반사시켜, 마이크로 LED 소자(1)에서 생성되는 광이 마이크로 LED 소자(1)의 일측 방향으로 집중되는 것을 방지하여, 마이크로 LED 소자(1)의 균일한 휘도를 구현할 수 있다.
이후, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 반도체층(10)과 연결되는 제1 전극 패드(40)와 제2 반도체층(30)과 연결되는 제2 전극 패드(50)를 형성할 수 있다(F6).
구체적으로, 제1 전극 패드(40)는 n-전극(40-1) 상에서 n-전극(40-1)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 아울러, 제2 전극 패드(50)는 p-전극(50-1) 상에서 p-전극(50-1)을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
또한, 제1 전극 패드(40)는 제1 반도체층(10)의 일면 상에 형성될 수 있으며, 제2 전극 패드(50)는 제2 반도체층(30)의 일면 상에 형성될 수 있다.
아울러, 제1 전극 패드(40)와 제2 전극 패드(50)는 제1 반도체층(10)에 대한 제1 전극 패드(40)와 제2 전극 패드(50)의 높이가 동일하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 전극 패드(40)의 높이(H1)와 제2 전극 패드(50)의 높이(H2)는 상이하나, 제1 반도체층(10)의 일면을 기준으로 할 때, 제1 전극 패드(40)와 제2 전극 패드(50)의 높이가 동일하도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 마이크로 LED 소자(1)가 플립 칩 타입으로서, 박막 트랜지스터 기판(미도시) 상에 실장되는 경우, 마이크로 LED 소자(1)가 기울어져 배치되지 않고 평행을 유지한 채로 실장될 수 있다.
따라서, 마이크로 LED 소자(1)에서 방출되는 광이 일 방향으로 기울어져 조사되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 마이크로 LED 소자(1)가 성장기판(90)과 결합된 상태에서, 성장기판(90)상에 레이저를 가하여, 성장기판(90)으로부터 제1 반도체층(10)을 분리할 수 있다. 즉, 제조된 마이크로 LED 소자(1)는 레이저 리프트 오프(laser lift-off, LLO) 방식으로 성장기판(90)으로부터 분리될 수 있다(F7).
예를 들어, 성장기판(90) 상에 마스크(110)를 배치한 후, 분리하고자 하는 마이크로 LED 소자(1)가 위치한 성장기판(90)의 대응되는 위치에 마스크(110)에 레이저 광(Z)을 조사할 수 있다. 이에 따라, 레이저 광(Z)으로부터의 열을 전달받은 영역에 위치한 마이크로 LED 소자(1)는 성장기판(90)으로부터 떨어질 수 있다.
또한, 사용자의 선택에 따라, 제1 반도체층(10)은 레이저 리프트 오프 방식에 제한되지 않고, 화학적 리프트 오프(chemical life-off, CLO) 방식으로 성장기판(90)으로부터 분리될 수 있다.
이상에서는 본 개시의 다양한 실시예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시예들과 조합되어 구현될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 마이크로 LED 소자 10: 제1 반도체층
20: 활성층 30: 제2 반도체층
40: 제1 전극 패드 50: 제2 전극 패드
70: 절연층 80: 반사층

Claims (17)

  1. n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층;
    상기 제1 반도체층의 하면의 기 설정된 제1 영역에 배치되고, p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층;
    상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층 사이에 배치되어, 광을 생성하는 활성층;
    상기 제1 반도체층의 하면의 기 설정된 제2 영역에 배치된 제1 전극 패드; 및
    상기 제2 반도체층의 하면에 배치된 제2 전극 패드;를 포함하고,
    상기 제1 반도체층은 수직의 제1 측면을 가지고,
    상기 활성층과 상기 제2 반도체층 각각은 상부 영역으로 넓으며 상기 제1 측면에 대해 경사진 제2 측면을 가지며,
    상기 제1 측면 및 상기 제2 측면을 둘러싸도록 배치된 절연층; 및
    상기 절연층의 일부 영역에 상기 제2 측면을 둘러싸도록 배치된 반사층;을 더 포함하는 마이크로 LED 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 활성층에 대해 대칭적으로 배치된 마이크로 LED 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 제1 측면에 대해 40 내지 50도의 각도로 배치된 마이크로 LED 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 측면은 상기 제1 반도체층의 일부를 포함하는 마이크로 LED 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 측면의 일부는 상기 제2 측면과 연속적으로 연결되며,
    상기 절연층은 상기 제1 측면의 일부와 상기 제2 측면 상에 일체로 형성된 마이크로 LED 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연층은,
    상기 제1 측면 상에 배치된 제1 절연부; 및
    상기 제2 측면 상에 배치된 제2 절연부를 포함하며,
    상기 제1 절연부와 상기 제2 절연부는 일체로 형성된 마이크로 LED 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드는, 상기 제1 반도체층에 대한 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드의 높이가 동일한 마이크로 LED 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체층의 일면에 배치된 성장기판; 및
    상기 제1 반도체층과 상기 성장기판 사이에 배치된 버퍼층;을 더 포함하는 마이크로 LED 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 LED 소자의 길이는 250μm이하인 마이크로 LED 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체층, 상기 절연층 및 상기 제2 반도체층의 두께의 합에 대한 상기 마이크로 LED 소자의 길이의 비는 50보다 작은 마이크로 LED 소자.
  11. 마이크로 LED 소자 제조 방법에 있어서,
    성장기판 상에 n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층, 광을 생성하는 활성층 및 p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 활성층 및 상기 제2 반도체층이 상부 영역으로 넓으며 상기 제1 반도체층에 대해 경사진 제2 측면을 형성하고, 상기 제1 반도체층에 대해 단차지도록, 상기 활성층 및 상기 제2 반도체층을 식각하는 단계;
    상기 제2 측면의 일부로부터 연장되고 상기 제1 반도체층에 대해 수직한 제1 측면을 형성하도록, 기 설정된 크기로 상기 제1 반도체층을 식각하는 단계;
    상기 제1 측면과 상기 제2 측면을 둘러싸는 절연층을 형성하는 단계;
    상기 절연층의 일부 영역에 상기 제2 측면을 둘러싸는 반사층을 형성하는 단계;
    상기 제1 반도체층과 연결되는 제1 전극 패드와 상기 제2 반도체층과 연결되는 제2 전극 패드를 형성하는 단계; 및
    상기 성장기판으로부터 상기 제1 반도체층을 분리하는 단계;를 포함하는 마이크로 LED 소자 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 활성층에 대해 대칭적으로 형성되는 마이크로 LED 소자 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 제1 측면에 대해 40 내지 50도의 각도로 형성되는 마이크로 LED 소자 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드는, 상기 제1 반도체층에 대한 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드의 높이가 동일하도록 형성되는 마이크로 LED 소자 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 성장기판으로부터 상기 제1 반도체층을 분리하는 단계는 레이저 또는 화학적 리프트 오프 방식으로 상기 성장기판으로부터 상기 제1 반도체층을 분리하는 마이크로 LED 소자 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 활성층 및 상기 제2 반도체층을 식각하는 단계는, 등방성 에칭(isotropic etaching)으로 상기 활성층 및 상기 제2 반도체층을 식각하는 마이크로 LED 소자 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 반도체층을 식각하는 단계는, 이방성 에칭(unisotropic etching)으로 상기 제1 반도체층을 식각하는 마이크로 LED 소자 제조 방법.
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