KR20220139995A - 공진 캐비티를 갖는 발광 다이오드 구조 및 그 제조 방법 - Google Patents

공진 캐비티를 갖는 발광 다이오드 구조 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20220139995A
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Abstract

LED 구조는 기판, 상기 기판 상에 형성된 LED 유닛, 상기 기판과 상기 LED 유닛 사이에 형성된 제1 반사체층, 및 상기 LED 유닛 상에 형성된 제2 반사체층을 포함한다. 상기 LED 유닛의 공통 애노드층은 상기 제1 반사체층 상에 형성된다. 상기 제1 반사체층, 상기 LED 유닛 및 상기 제2 반사체층은 공진 캐비티를 공통으로 제공하도록 구성된다.

Description

공진 캐비티를 갖는 발광 다이오드 구조 및 그 제조 방법
관련 출원의 교차 인용
본 출원은 2020년 04월 14일에 출원된 출원 번호가 63/009,995이며, 발명의 명칭이 ‘공진 캐비티가 있는 마이크로-LED’인 미국 가출원의 우선권, 및 2021년 03월 23일에 출원된 출원 번호가 17/209,658이며, 발명의 명칭이 ‘공진 캐비티를 갖는 발광 다이오드 구조 및 그 제조 방법’인 미국 정규출원의 우선권을 주장하고, 그 전체 내용은 본 출원에 인용으로 결합된다.
기술분야
본 개시는 발광 다이오드(LED) 구조 및 LED 구조의 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 공진 캐비티를 갖는 LED 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 몇 년 동안, LED는 조명 응용 분야에서 인기를 얻고 있다. 광원으로서 LED는 더 높은 광 효율, 더 낮은 에너지 소비, 더 긴 수명, 더 작은 크기, 더 빠른 스위칭 등 많은 장점을 가지고 있다.
마이크로-스케일 LED를 갖는 디스플레이는 마이크로-LED로 알려져 있다. 마이크로-LED 디스플레이에는 개별 화소 요소를 형성하는 마이크로-LED 어레이가 있다. 화소는 디스플레이 화면의 미세한 조명 영역일 수 있으며, 그중의 하나는 이미지를 구성한다. 즉,　화소는 디스플레이에 상에서 이미지를 함께 구성하는 작은 개별 요소일 수 있다. 화소는 일반적으로 2차원(2D) 매트릭스로 배열되며 점, 정사각형, 직사각형 또는 기타 모양을 사용하여 표현된다. 화소는 디스플레이 또는 디지털 이미지의 기본 빌딩 블록이 될 수 있으며 기하학적 좌표가 있다.
마이크로-LED의 발광 재료의 랜덤 방출 광자 때문에 종래의 마이크로-LED는 발광각이 큰 물리적 특성을 갖는다. 가상/증강 현실 안경이나 프로젝터와 같이 평행 발광이 필요한 다양한 응용에 마이크로-LED를 사용하는 경우, 빛의 감소는 상당할 것이고 디스플레이 이미지의 수축도 영향을 받을 것이다.
종래의 마이크로-LED의 또 다른 단점은 소위 말하는 적색 편이이다. LED는 직접 에너지 갭 반도체로 제조되기 때문에 방출된 빛의 스펙트럼과 관련하여 에너지 갭으로 정의되는 특정 파장과 그 주위에 집중된다. 연속 사용으로 인한 온도를 높이면 밴드 갭 에너지가 감소되고 방출되는 파장이 증가된다. 피크 파장이 더 긴 파장(즉, 적색광의 파장)으로 편이하므로 이러한 편이를 일반적으로 적색 편이라고 한다. 따라서 열적 안정성은 마이크로-LED를 사용하는 컬러 디스플레이의 중요한 이슈 중 하나이다.
종래의 마이크로-LED의 또 다른 단점은 발광 효율이다. 대형 LED에 비해 마이크로-LED의 외부 양자 효율은 상대적으로 낮다. 마이크로-LED가 스마트 안경과 같은 배터리로 구동되는 가전제품에 적용될 때, 발광 효율은 요구를 만족시키지 못한다.
본 개시의 실시예는 공진 캐비티를 갖는 LED 구조 및 그 제조 방법을 제공하고 상기 문제를 해결함으로써, 광 감소, 적색 편이 및 낮은 발광 효율의 단점을 완화할 수 있다.
LED 구조 및 상기 LED 구조를 형성하는 방법의 실시예가 여기에 개시된다.
일 예시에서, LED 구조가 개시된다. 상기 LED 구조는 기판, 상기 기판 상에 형성된 LED 유닛, 상기 기판과 상기 LED 유닛 사이에 형성된 제1 반사체층, 및 상기 LED 유닛 상에 형성된 제2 반사체층을 포함한다. 상기 LED 유닛의 공통 애노드층은 상기 제1 반사체층 상에 형성된다. 상기 제1 반사체층, 상기 LED 유닛 및 상기 제2 반사체층은 공진 캐비티를 공통으로 제공하도록 구성된다.
다른 예시에서, LED 구조가 개시된다. 상기 LED 구조는 기판, 상기 기판 상에 형성된 제1 반사체층, 상기 제1 반사체층 상에 형성된 광학 캐비티 구조, 및 상기 광학 캐비티 구조 상에 형성된 제2 반사체층을 포함한다. 상기 광학 캐비티 구조는 이온 주입 재료로 둘러싸인 적어도 하나의 LED 유닛에 의해 형성된다.
또 다른 예시에서, LED 구조를 제조하는 방법이 개시된다. 제1 기판 상에 제1 반사체층 및 반도체 구조를 형성한다. 상기 반도체 구조에서 적어도 하나의 광학 캐비티 유닛을 둘러싸는 격리 재료를 형성하기 위해 주입 공정을 수행한다. 상기 반도체 구조 상에 제2 반사체층을 형성한다. 상기 제1 반사체층, 각 광학 캐비티 유닛 및 상기 제2 반사체층은 공진 캐비티를 공통으로 제공하도록 구성된다.
본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 개시의 실시예를 예시하고, 명세서와 함께, 더한층 본 개시를 설명하고 통상의 기술자는 본 개시를 제조하고 사용할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 LED 구조의 평면도를 예시한다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 LED 구조의 단면도를 예시한다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 LED 구조의 발광 방향성을 예시한다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 LED 구조의 스펙트럼을 예시한다.
도 5a 내지 도 5h는 본 개시의 일부 실시예에 따른 제조 공정의 상이한 단계에서의 예시적인 LED 구조의 단면을 예시한다.
도 6a 내지 도 6e는 본 개시의 일부 실시예에 따른 제조 공정의 상이한 단계에서의 예시적인 LED 구조의 평면도를 예시한다.
도 7은 본 개시의 일부 실시예에 따른 LED 구조를 제조하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예를 설명한다.
구체적인 구성과 배열이 논의되지만, 그 목적은 단지 설명을 위한 것임을 이해해야 한다. 이와 같이, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다른 구성 및 배열이 사용될 수 있다. 또한, 본 개시는 상이한 다른 응용에 사용될 수도 있다. 본 개시에 설명된 기능적 및 구조적 특징은 도면에 구체적으로 도시되지 않은 방식으로 서로 결합, 조정 및 수정될 수 있으므로, 이러한 결합, 조정 및 수정은 본 개시의 범위에 속한다.
일반적으로, 용어는 문맥에서의 용법으로부터 적어도 부분적으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 사용된 용어 '하나 이상'은 문맥에 따라 적어도 부분적으로 임의의 특징, 구조 또는 특성을 단수로 설명하는 데 사용될 수 있고, 특징, 구조 또는 특성의 조합을 복수의 의미로 설명하는 데 사용될 수도 있다. 또한, 유사하게, '하나' 또는 '상기'와 같은 용어는 문맥에 따라 적어도 부분적으로 단수 용법을 전달하거나 복수 용법을 전달하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, '기초하여'라는 용어는 배타적 요인 세트를 전달하도록 반드시 의도된 것은 아닌 것으로 이해될 수 있으며, 대신에 적어도 부분적으로 문맥에 따라 반드시 명시적으로 설명되지 않은 추가 요인의 존재를 허용하는 것으로 이해할 수 있다.
쉽게 이해해야 할 것은, 본 명세서의 '상에', '위에' 및 '상방'에서, '상에'와 같은 용어의 의미는 최대한 큰 범위로 해석되어야 하고, ‘상에’가'바로 위에'를 의미할 뿐만 아니라 그 사이에 중간 특징이나 층을 갖는 '위에'의 의미도 포함하며, '위에' 및 '상방'의 의미는 '위에' 및 '상방'을 의미할 뿐만 아니라 그 사이에 중간 특징이나 층이 없는(즉, 바로 위에) 의미도 포함할 수 있다.
또한, '하방', '아래', '하부', '위에', '상부' 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 예시된 바와 같이 하나의 요소 또는 특징과 다른 요소(들) 또는 특징(들)의 관계를 설명하기 위한 설명의 용이함을 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 방향 이외에 사용 또는 공정 중인 장치의 다른 방향을 포함하도록 의도된다. 장치는 다른 방향으로(90도 회전되거나 다른 배향으로) 배치될 수 있으며, 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 설명도 그에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 '층'은 두께를 갖는 영역을 포함하는 재료 부분을 지칭한다. 층은 아래에 있는 또는 위에 있는 구조 전체를 가로질러 연장될 수 있거나 아래에 있는 또는 위에 있는 구조의 범위보다 작은 범위를 가질 수 있다. 또한, 층은 연속 구조의 두께보다 작은 두께를 갖는 균질 또는 불균일 연속 구조의 영역일 수 있다. 예를 들어, 층은 연속 구조의 상표면과 하표면 또는 그 사이에 있는 임의의 한 쌍의 수평면 사이에 위치할 수 있다. 층은 수평, 수직 및/또는 테이퍼 표면을 따라 연장될 수 있다. 기판은 층일 수 있고, 내부에 하나 이상의 층을 포함할 수 있거나 그 위, 상방 및/또는 아래에 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 층은 복수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체층은 하나 이상의 도핑되거나 도핑되지 않은 반도체층을 포함할 수 있고 동일하거나 상이한 재료를 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 '기판'은 후속 재료층이 추가되는 재료를 지칭한다. 기판 자체는 패턴화될 수 있다. 기판 위에 추가된 재료는 패턴화되거나 패턴화되지 않은 상태로 남을 수 있다. 또한, 기판은 실리콘, 탄화규소, 질화갈륨, 게르마늄, 비화갈륨, 인화인듐 등과 같은 광범위한 반도체 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로, 기판은 유리, 플라스틱 또는 사파이어 웨이퍼와 같은 전기 비도전성 재료로 제조될 수 있다. 또한, 대안적으로, 기판은 내부에 형성된 반도체 장치 또는 회로를 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, '마이크로' LED, '마이크로' p-n 다이오드 또는 '마이크로' 장치라는 용어는 본 개시의 실시예에 따른 특정 장치 또는 구조의 설명적 크기를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, '마이크로' 장치 또는 구조라는 용어는 0.1 내지 100㎛의 스케일을 지칭하는 것을 의미한다. 그러나, 본 개시의 실시예가 반드시 그렇게 제한되는 것은 아니며 구현의 어떤 면에서 더 크고 가능하게는 더 작은 크기 스케일에 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
본 개시의 실시예는 공진 캐비티를 갖는 LED 구조 또는 마이크로-LED 구조 및 그 구조를 제조하는 방법을 설명한다. LED 구조는 LED 유닛의 상부와 하방에 형성된 제1 반사체층 및 제2 반사체층을 갖고, LED 유닛에 의해 방출된 광은 제2 반사체층으로부터 LED 구조에서 지향적으로 출사된다. 도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 LED 구조(100)의 평면도를 예시하고, 도 2는 본 개시의 일부 실시예에 따른 A-A' 라인을 따른 LED 구조(100)의 단면도를 예시한다. 실시예를 더 잘 설명할 목적으로, 도 1의 LED 구조(100)의 평면도 및 도 2의 LED 구조(100)의 단면도가 함께 설명될 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, LED 구조(100)의 최상층은 제2 반사체층(110)이고, 다른 층, 예를 들어, 전극층(122)은 제2 반사체층(110)에 의해 덮이고 따라서 평면도에서 점선으로 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, LED 구조(100)는 제1 기판(102), 제1 반사체층(106), 적어도 하나의 LED 유닛(108), 및 제2 반사체층(110)을 포함한다. 제1 반사체층(106)은 본딩층(104)을 통해 제1 기판(102) 상에 본딩된다.
일부 실시예에서, 제1 기판(102)은 실리콘, 실리콘 카바이드, 갈륨 질화물, 게르마늄, 갈륨 비소, 인듐 인화물과 같은 반도체 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 기판(102)은 유리, 플라스틱 또는 사파이어 웨이퍼와 같은 비도전성 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 기판(102)은 내부에 형성된 구동 회로를 가질 수 있고, 제1 기판(102)은 CMOS 백플레인 또는 TFT 유리 기판일 수 있다. 구동 회로는 휘도를 제어하기 위해 LED 유닛(108)에 전자 신호를 제공한다. 일부 실시예에서, 구동 회로는 능동 매트릭스 구동 회로를 포함할 수 있고, 여기서 각 개별 LED 유닛(108)은 독립 구동기에 대응한다. 일부 실시예에서, 구동 회로는 복수의 LED 유닛(108)이 어레이로 배열되고 구동 회로에 의해 구동되는 데이터 라인 및 스캔 라인에 연결되는 패시브 매트릭스 구동 회로를 포함할 수 있다.
본딩층(104)은 제1 기판(102)과 제1 반사체층(106)을 본딩하기 위해 제1 기판(102) 상에 형성된 접착 재료의 층이다. 일부 실시예에서, 본딩층(104)은 금속 또는 금속 합금과 같은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본딩층(104)은 Au, Sn In Cu 또는 Ti를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본딩층(104)은 폴리이미드(PI), 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 비도전성 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본딩층(104)은 SU-8 포토레지스트와 같은 포토레지스트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본딩층(104)은 수소 실세스퀴옥산(HSQ) 또는 디비닐실록산-비스-벤조시클로부텐(DVS-BCB)일 수 있다. 이해해야 할 것은, 본딩층(104)의 재료에 대한 설명은 단지 예시적이고 제한적이지 않으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 요구에 따라 변경할 수 있으며, 이 모두는 본 출원의 범위에 속한다.
제1 반사체층(106)은 본딩층(104) 상에 형성된다. 일부 실시예에서, 제1 반사체층(106)은 반사성 p-형 오믹 콘택층을 포함할 수 있다. 제1 반사체층(106)은 LED 유닛(108)에서 본딩층(104)으로의 전류 전도를 제공할 수 있다. 제1 반사체층(106)은 또한 LED 유닛(108)에 의해 방출된 광을 제2 반사체층(110)으로 반사시키는 금속 거울로서 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 반사체층(106)은 높은 반사율을 갖는 금속 또는 금속 합금 층, 예를 들어, 은, 알루미늄, 금 및 이들의 합금일 수 있다. 이해해야 할 것은, 제1 반사체층(106)의 재료에 대한 설명은 단지 예시적이고 제한적이지 않으며, 다른 재료도 고려되며, 이 모두는 본 출원의 범위에 속한다.
LED 유닛(108)은 제1 반사체층(106) 상에 형성된다. 일부 실시예에서, LED 유닛(108)은 제1 도핑형 반도체층(112), 제2 도핑형 반도체층(116), 및 제1 도핑형 반도체층(112)과 제2 도핑형 반도체층(116) 사이에 형성된 다중 양자 우물(MQW)층(114)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도핑형 반도체층(112) 및 제2 도핑형 반도체층(116)은 ZnSe 또는 ZnO와 같은 II-VI 재료, GaN, AlN, InN, InGaN, GaP, AlInGaP, AlGaAs 및 이들의 합금과 같은 III-V 질화물 재료에 기초한 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 도핑형 반도체층(112)은 복수의 LED 유닛(108)을 가로질러 연장되고 이들 LED 유닛(108)의 공통 애노드를 형성하는 p-형 반도체층일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도핑형 반도체층(112)은 p-형 GaN을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도핑형 반도체층(112)은 GaN에 마그네슘(Mg)을 도핑하여 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도핑형 반도체층(112)은 p-형 InGaN을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도핑형 반도체층(112)은 p-형 AlInGaP를 포함할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 제1 반사체층(106)은 반사성 p-형 오믹 콘택층을 포함할 수 있고, 따라서 제1 반사체층(106)은 p-형 반도체층에서 본딩층(104)으로의 전류 전도를 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 도핑형 반도체층(116)은 n-형 반도체층일 수 있고 LED 유닛(108)의 캐소드를 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 도핑형 반도체층(116)은 n-형 GaN을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 도핑형 반도체층(116)은 n-형 InGaN을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 도핑형 반도체층(116)은 n-형 AlInGaP을 포함할 수 있다. 상이한 LED 유닛(108)의 제2 도핑형 반도체층(116)은 전기적으로 격리되고, 따라서 각 LED 유닛(108)은 다른 유닛과 상이한 전압 레벨을 가질 수 있는 캐소드를 갖는다.
개시된 실시예의 결과로서, 복수의 개별적으로 기능 가능한 LED 유닛(108)은 인접한 LED 유닛을 가로질러 수평으로 연장된 제1 도핑형 반도체층(112) 및 인접한 LED 유닛 사이에서 전기적으로 격리된 제2 도핑형 반도체층(116)으로 형성된다. 각 LED 유닛(108)은 제1 도핑형 반도체층(112)과 제2 도핑형 반도체층(116) 사이에 형성된 MQW 층(114)을 더 포함한다. MQW 층(114)은 LED 유닛(108)의 활성 영역이다.
일부 실시예에서, 제2 도핑형 반도체층(116)은 격리 재료(118)에 의해 분할된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 도핑형 반도체층(116)은 격리 재료(118)에 의해 둘러싸여 있다. 일부 실시예에서, 격리 재료(118)는 이온 주입 재료일 수 있다. 일부 실시예에서, 격리 재료(118)는 제2 도핑형 반도체층(116)에 이온 재료를 주입함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 격리 재료(118)는 제2 도핑형 반도체층(116)에 H+, He+, N+, O+, F+, Mg+, Si+ 또는 Ar+ 이온을 주입함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 도핑형 반도체층(116)은 격리 재료(118)를 형성하기 위해 하나 이상의 이온 재료로 주입될 수 있다. 격리 재료(118)는 전기적 절연의 물리적 특성을 갖는다. 제2 도핑형 반도체층(116)의 정의된 영역에 이온 재료를 주입함으로써, 정의된 영역의 제2 도핑형 반도체층(116)의 재료는 복수의 LED 유닛(108)의 LED 메사를 서로 전기적으로 격리시키는 격리 재료(118)로 변환될 수 있다.
격리 재료(118)는 제2 도핑형 반도체층(116)을 둘러싸여 형성되고, 격리 재료(118)는 비도전성이며 따라서 전류 흐름을 광 구경 영역(124) 내로 제한할 수 있다. 그 결과, LED 유닛(108)에 광학 캐비티가 형성된다. 제2 도핑형 반도체층(116)과 격리 재료(118)는 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 격리 재료(118)의 굴절률은 제2 도핑형 반도체층(116)의 굴절률보다 낮다. 이온 주입 공정은 제2 도핑형 반도체층(116)의 단결정 구조를 격리 재료(118)의 부분 비정질 구조로 전이시킬 수 있고 부분 비정질 영역은 단결정 구조보다 낮은 굴절률을 나타내기 때문에, 제2 도핑형 반도체층(116)에 굴절률 변화가 있다.
위에서 언급된 바와 같이, LED 유닛(108)은 제1 도핑형 반도체층(112), 제2 도핑형 반도체층(116) 및 MQW층(114)을 포함하고, 격리 재료(118)는 주입을 통해 제2 도핑형 반도체층(116)에 형성된다. 격리 재료(118)는 전기적 절연의 물리적 특성을 갖고 전류 흐름을 제2 도핑형 반도체층(116)에 의해 형성된 광 구경 영역(124) 내로 제한할 수 있기 때문에, LED 유닛(108)에 광 구경 영역(124)과 같은 개구 크기를 갖는 광학 캐비티가 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, LED 유닛(108)은 격리 재료(118) 및 제2 도핑형 반도체층(116) 상에 형성된 패시베이션층(120) 및 전극층(122)을 더 포함할 수 있다. 패시베이션층(120)은 LED 유닛(108)을 보호하고 격리하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 패시베이션층(120)은 SiO2, Al2O3, SiN 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 패시베이션층(120)은 폴리이미드, SU-8 포토레지스트, 또는 다른 광-패턴화 가능한 폴리머를 포함할 수 있다. 전극층(122)은 패시베이션층(120)의 일부 상에 형성되고, 전극층(122)은 패시베이션층(120) 상의 개구(126)를 통해 제2 도핑형 반도체층(116)과 전기적으로 연결된다. 일부 실시예에서, 전극층(122)은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 아연 산화물(ZnO)과 같은 투명 도전성 재료일 수 있다.
도 2를 참조하면, 패시베이션층(120) 상의 개구(126)는 제2 도핑형 반도체층(116)에 의해 형성된 광 구경 영역(124)보다 크다. 광 구경 영역(124)의 전체 영역은 투명 전극층(122)에 의해 덮인다. 따라서 광 구경 영역(124)으로부터 방출된 광은 패시베이션층(120)에 의해 차단되거나 간섭되지 않을 것이다.
제2 반사체층(110)은 LED 유닛(108) 상에 형성된다. 일부 실시예에서, 제2 반사체층(110)은 분산 브래그 반사체(DBR)일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 반사체층(110)은 복수의 쌍의 TiO2/SiO2 층 또는 복수의 쌍의 SiO2/HfO2 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 반사체층(110)은 3 내지 10쌍의 TiO2/SiO2층 또는 3 내지 10쌍의 SiO2/HfO2층을 포함할 수 있다.
제1 반사체층(106)의 제1 반사율은 제2 반사체층(110)의 제2 반사율보다 크다. 개시된 실시예의 결과로서, 제1 반사체층(106), LED 유닛(108) 및 제2 반사체층(110)은 공진 캐비티를 공통으로 제공하고, LED 유닛(108)에 의해 방출된 광은 제2 반사체층(110)으로부터 LED 구조(100)에서 출사된다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예에 따른 LED 구조(100)의 발광 방향성을 예시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 개시된 실시예에 의해 약 27°내지 30°의 더 작은 전력 반치각(half-power angle)이 획득될 수 있다. 공진 캐비티 효과는 LED 구조(100)의 광파의 방향성을 증가시킬 수 있기 때문에 추출 효율이 향상된다. 추출 효율은 광학 효율이라고도 한다. 광자가 LED 구조 내에서 형성될 때 발광 효과를 형성하기 위해 결정에서 탈출해야 한다. 추출 효율은 활성 영역에서 형성된 광자가 LED 구조에서 벗어나는 비율이다. 공진 캐비티를 이용하여 LED 구조(100)의 광파의 방향성이 개선되기 때문에, LED 구조(100)의 제2 반사체층(110)으로부터 탈출하는 광자가 증가되고 추출 효율이 개선된다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예에 따른 종래의 LED 구조와 LED 구조(100) 사이의 스펙트럼의 비교를 예시한다. 도 4는 더 좁은 공진 파장 피크를 가질 수 있는 공진 캐비티를 갖는 LED 구조(100)의 광학 특성을 도시한다. 즉, LED 구조(100)의 반전치폭(FWHM 1)은 종래의 LED의 FWHM 2보다 현저히 작다. LED는 대역폭이 좁은 순수하고 포화된 방출 색상을 특징으로 하며, 더 좁은 FWHM을 가진 광원은 더 넓은 색 영역으로 이어진다. 더 작은 FWHM으로, 공진 캐비티를 갖는 LED 구조(100)의 스펙트럼 순도가 개선된다.
제1 반사체층(106)을 이용하여, LED 유닛(108) 및 제2 반사체층(110)은 공진 캐비티를 공통으로 형성하고, LED 유닛(108)에 의해 하향 또는 측방으로 방출된 광은 제1 반사체층(106)에 의해 반사될 수 있고, 격리 재료(118)는 전류 흐름을 광 구경 영역(124) 내로 제한할 수 있고 우수한 광학 제한을 제공할 수 있다. 그 결과, LED 유닛(108)에 의해 방출된 광은 제2 반사체층(110)으로부터 LED 구조(100)에서 지향적으로 출사된다. 따라서, 개시된 실시예는 방출된 광의 우수한 방향성, 안정적인 피크 파장, 스펙트럼 순도 및 높은 외부 양자 효율을 갖는다.
도 5a 내지 도 5h는 본 개시의 일부 실시예에 따른 제조 공정의 상이한 단계에서의 LED 구조(100)의 단면을 예시한다. 도 6A 내지 도 6E는 본 개시의 일부 실시예에 따른 제조 공정의 상이한 단계에서의 LED 구조(100)의 평면도를 예시한다. 도 7은 본 개시의 일부 실시예에 따른 LED 구조(100)를 제조하는 방법(700)의 흐름도이다. 본 개시를 보다 잘 설명하기 위한 목적으로, 도 5a 내지 도 5h, 도 6a 내지 도 6e 및 도7이 함께 설명될 것이다.
도 5a에서, 구동 회로(미도시)는 제1 기판(102)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 구동 회로는 실리콘 웨이퍼 상에 제조된 CMOS 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 구동 회로는 유리 기판 상에 제조된 TFT를 포함할 수 있다. 도 7의 공정(702)에 도시된 바와 같이, 반도체층은 제2 기판(130) 상에 형성되고, 반도체층은 제1 도핑형 반도체층(112), 제2 도핑형 반도체층(116) 및 MQW층(114)을 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 기판(102) 또는 제2 기판(130)은 실리콘, 실리콘 카바이드, 갈륨 질화물, 게르마늄, 갈륨 비소, 인듐 인화물과 같은 반도체 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 기판(102) 또는 제2 기판(130)은 유리, 플라스틱 또는 사파이어 웨이퍼와 같은 전기 비도전성 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 기판(102)은 내부에 형성된 구동 회로를 가질 수 있고, 제1 기판(102)은 CMOS 백플레인 또는 TFT 유리 기판을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도핑형 반도체층(112) 및 제2 도핑형 반도체층(116)은 ZnSe 또는 ZnO와 같은 II-VI 재료, GaN, AlN, InN, InGaN, GaP, AlInGaP, AlGaAs 및 이들의 합금과 같은 III-V 질화물 재료에 기초한 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도핑형 반도체층(112)은 p-형 반도체층을 포함할 수 있고, 제2 도핑형 반도체층(116)은 n-형 반도체층을 포함할 수 있다.
도 5b 및 도 7의 공정(704)을 참조하면, 제1 반사체층(106)은 제1 도핑형 반도체층(112) 상에 형성된다. 일부 실시예에서, 제1 반사체층(106)은 반사성 p-형 오믹 콘택층일 수 있다. 제1 반사체층(106)은 제1 도핑형 반도체층(112)에서 후속 형성된 본딩층(104)으로의 전류 전도를 제공할 수 있다. 제1 반사체층(106)은 또한 LED 유닛(108)에 의해 방출된 광을 제2 반사체층(110)으로 반사시키는 금속 거울로서 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 반사체층(106)은 높은 반사율을 갖는 금속 또는 금속 합금 층, 예를 들어, 은, 알루미늄, 금 및 이들의 합금일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 반사체층(106)은 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 원자층 증착(ALD), 플라즈마 강화 CVD(PECVD), 플라즈마 강화 ALD(PEALD), 다른 적절한 공정, 및/또는 이들의 조합을 사용하여 형성될 수 있다.
도 5c 및 도 7의 공정(706)에 도시된 바와 같이, 제2 기판(130), 제1 반사체층(106) 및 제1 도핑형 반도체층(112), 제2 도핑형 반도체층(116) 및 MQW 층(114)을 포함하는 반도체층은 뒤집혀서 본딩층(104)을 통해 제1 기판(102)에 본딩된다. 일부 실시예에서, 본딩층(104)은 금속 또는 금속 합금과 같은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본딩층(104)은 Au, Sn In Cu 또는 Ti를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본딩층(104)은 폴리이미드(PI), 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 비도전성 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본딩층(104)은 SU-8 포토레지스트와 같은 포토레지스트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본딩층(104)은 수소 실세스퀴옥산(HSQ) 또는 디비닐실록산-비스-벤조시클로부텐(DVS-BCB)을 포함할 수 있다.
다음, 도 5d 및 도 7의 공정(708)에 도시된 바와 같이, 제2 기판(130)은 반도체층으로부터 제거될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 도핑형 반도체층(116)의 일부를 제거하기 위해 제2 도핑형 반도체층(116)에 대해 선택적으로 씨닝 공정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 6A는 제2 도핑형 반도체층(116) 또는 씨닝 공정 후의 제2 도핑형 반도체층(116)의 평면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 씨닝 공정은 건식 에칭 또는 습식 에칭 공정을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 씨닝 공정은 화학적 기계적 연마(CMP) 공정을 포함할 수 있다.
도 5e 및 도 7의 공정(710)을 참조 하면, 주입 공정을 수행하여 제2 도핑형 반도체층(116)에 격리 재료(118)를 형성하고, 주입의 결과로서, 제2 도핑형 반도체층(116)은 격리 재료(118)에 의해 둘러싸인다. 주입 후, LED 유닛(108)의 제2 도핑형 반도체층(116)은 격리 재료(118)에 의해 인접한 LED 유닛(108)의 다른 제2 도핑형 반도체층(116)으로부터 전기적으로 격리된다. 예를 들어, 도 6B는 주입 공정 후의 LED 구조(100)의 평면도를 도시한다.
일부 실시예에서, 격리 재료(118)는 제2 도핑형 반도체층(116)의 정의된 영역에 이온 재료를 주입함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 격리 재료(118)는 제2 도핑형 반도체층(116)에 H+, He+, N+, O+, F+, Mg+, Si+ 또는 Ar+ 이온을 주입함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 도핑형 반도체층(116)은 격리 재료(118)를 형성하기 위해 하나 이상의 이온 재료로 주입될 수 있다. 격리 재료(118)는 전기적 절연의 물리적 특성을 갖는다. 일부 실시예에서, 주입 공정은 약 10keV 내지 약 300keV의 주입 전력으로 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 주입 공정은 약 15keV 내지 약 250keV의 주입 전력으로 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 주입 공정은 약 20keV 내지 약 200keV의 주입 전력으로 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 격리 재료(118)는 MQW 층(114)을 관통하기에 충분하지 않은 깊이로 제2 도핑형 반도체층(116)에 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 격리 재료(118)의 주입 깊이는 격리 재료(118)가 MQW층(114)과 접촉하기 위해 더 짧지 않도록 제어될 수 있다.　이해해야 할 것은, 격리 재료(118)의 위치, 형상 및 깊이는 단지 예시적이며 제한적이지 않으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 요구에 따라 변경할 수 있으며, 이 모두는 본 출원의 범위에 속한다.
LED 유닛(108)은 제1 도핑형 반도체층(112), 제2 도핑형 반도체층(116) 및 MQW층(114)을 포함하고, 격리 재료(118)는 주입을 통해 제2 도핑형 반도체층(116)을 둘러싸여 형성된다. 격리 재료(118)가 제2 도핑형 반도체층(116)을 둘러싸여 형성되기 때문에, 도 5e에 도시된 바와 같이, 광 구경 영역(124)이 형성된다. 격리 재료(118)는 전류 흐름을 광 구경 영역(124) 내로 제한할 수 있고 광학 캐비티는 LED 유닛(108)에 형성된다.
또한, 제2 도핑형 반도체층(116)과 격리 재료(118)는 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 격리 재료(118)의 굴절률은 제2 도핑형 반도체층(116)의 굴절률보다 낮다. 이온 주입 공정은 제2 도핑형 반도체층(116)의 단결정 구조를 격리 재료(118)의 부분 비정질 구조로 전이시킬 수 있고 부분 비정질 영역은 단결정 구조보다 낮은 굴절률을 나타내기 때문에, 굴절률 변화가 제2 도핑형 반도체층(116) 및 격리 재료(118)에서 발생된다. 굴절률 변화는 광학적 제한을 더　제공할 수 있고 방출광의 전반사 확률이 광 구경 영역에서 증가된다.
도 5f 및 도 7의 공정(712)을 참조 하면, 패시베이션층(120)은 격리 재료(118) 상에 형성되고, 격리 재료(118)의 일부 및 제2 도핑형 반도체층(116)을 노출시키는 개구(126)는 패시베이션층(120) 상에 형성된다. 패시베이션층(120)의 개구(126)는 제2 도핑형 반도체층(116)에 의해 형성된 광 구경 영역(124)보다 크다. 광 구경 영역(124)의 전체 영역은 후속 형성된 투명 전극층(122)에 의해 덮인다. 따라서 광 구경 영역(124)으로부터 방출된 광은 패시베이션층(120)에 의해 차단되거나 간섭되지 않을 것이다. 예를 들어, 도 6c는 패시베이션층(120)을 형성한 후의 LED 구조(100)의 평면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 패시베이션층(120)은 SiO2, Al2O3, SiN 또는 격리 및 보호를 위한 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 패시베이션층(120)은 폴리이미드, SU-8 포토레지스트, 또는 다른 광-패턴화 가능한 폴리머를 포함할 수 있다.
도 5g 및 도 7의 공정(714)을 참조 하면, 전극층(122)은 패시베이션층(120) 상에 형성되고 개구(126)를 덮는다. 전극층(122)은 제2 도핑형 반도체층(116)과 제1 기판(102)의 구동 회로를 전기적으로 연결한다. 구동 회로는 전극층(122)을 통해 제2 도핑형 반도체층(116)의 전압 및 전류 레벨을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 6D는 전극층(122)을 형성한 후의 LED 구조(100)의 평면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 전극층(122)은 인듐 주석 산화물(ITO), Cr, Ti, Pt, Au, Al, Cu, Ge 또는 Ni와 같은 도전성 재료를 포함할 수 있다.
도 5h 및 도 7의 공정(716)을 참조 하면, 제2 반사체층(110)은 패시베이션층(120) 및 전극층(122) 상에 형성된다. 도 6E는 제2 반사체층(110)을 형성한 후의 LED 구조(100)의 평면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 제2 반사체층(110)은 분산 브래그 반사체(DBR)일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 반사체층(110)은 복수의 쌍의 TiO2/SiO2 층 또는 복수의 쌍의 SiO2/HfO2 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 반사체층(110)은 3 내지 10쌍의 TiO2/SiO2층 또는 3 내지 10쌍의 SiO2/HfO2층을 포함할 수 있다.
제1 반사체층(106)의 제1 반사율은 제2 반사체층(110)의 제2 반사율보다 크다. 개시된 실시예의 결과로서, 제1 반사체층(106), LED 유닛(108) 및 제2 반사체층(110)은 공진 캐비티를 공통으로 제공하고, LED 유닛(108)에 의해 방출된 광은 제2 반사체층(110)으로부터 LED 구조(100)에서 출사된다.
제1 반사체층(106)을 이용하여, LED 유닛(108) 및 제2 반사체층(110)은 공진 캐비티를 공통으로 형성하고, LED 유닛(108)에 의해 하향 또는 측방으로 방출된 광은 제1 반사체층(106)에 의해 반사될 수 있고, 격리 재료(118)는 전류 흐름을 광 구경 영역(124) 내로 제한할 수 있고 우수한 광학 제한을 제공할 수 있다. 그 결과, LED 유닛(108)에 의해 방출된 광은 제2 반사체층(110)으로부터 LED 구조(100)에서 지향적으로 출사된다. 따라서, 개시된 실시예는 방출된 광의 우수한 방향성, 안정적인 피크 파장, 스펙트럼 순도 및 높은 외부 양자 효율을 갖는다.
본 개시의 일 측면에 따르면, LED 구조가 개시된다. LED 구조는 기판, 기판 상에 형성된 LED 유닛, 기판과 LED 유닛 사이에 형성된 제1 반사체층, 및 LED 유닛 상에 형성된 제2 반사체층을 포함한다. LED 유닛의 공통 애노드층은 제1 반사체층 상에 형성된다. 제1 반사체층, LED 유닛 및 제2 반사체층은 공진 캐비티를 공통으로 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 제1 반사체층의 제1 반사율은 제2 반사체층의 제2 반사율보다 크고, LED 유닛에 의해 방출된 광은 제2 반사체층으로부터 LED 구조에서 출사된다. 일부 실시예에서, 제2 반사체층은 분산 브래그 반사체(DBR)이다. 일부 실시예에서, DBR은 복수의 TiO2/SiO2 층 또는 복수의 SiO2/HfO2 층을 포함한다.
일부 실시예에서, LED 유닛은 제1 도핑형 반도체층, 다중 양자 우물(MQW)층 및 제2 도핑형 반도체층을 포함한다. 제1 반사체층 상에 제1 도핑형 반도체층이 형성된다. 제1 도핑형 반도체층 상에 MQW층이 형성된다. MQW층 상에 제2 도핑형 반도체층이 형성된다. 제2 도핑형 반도체층은 주입에 의해 제조된 격리 재료를 포함하고, 격리 재료는 제2 도핑형 반도체층을 복수의 LED 메사로 분할한다. 격리 재료의 제1 굴절률은 LED 메사의 제2 굴절률보다 낮다.
일부 실시예에서, 제1 반사체층은 제1 도핑형 오믹 콘택층이다. 일부 실시예에서, LED 유닛은 제2 도핑형 반도체층 상에 형성된 패시베이션층, 및 패시베이션층 상에 형성된 전극층을 더 포함하고, 전극층은 패시베이션층 상의 개구를 통해 제2 도핑형 반도체층의 일부와 접촉한다. LED 메사의 구경은 패시베이션층의 개구보다 작다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, LED 구조가 개시된다. LED 구조는 기판, 제1 반사체층, 광학 캐비티 구조 및 제2 반사체층을 포함한다. 제1 반사체층은 기판 상에 형성된다. 광학 캐비티 구조는 제1 반사체층 상에 형성된다. 제2 반사체층은 광학 캐비티 구조 상에 형성된다. 광학 캐비티 구조는 이온 주입 재료로 둘러싸인 적어도 하나의 LED 유닛에 의해 형성된다.
일부 실시예에서, 제2 반사체층은 분산 브래그 반사체(DBR)이다. 일부 실시예에서, DBR은 복수의 TiO2/SiO2 층 또는 복수의 SiO2/HfO2 층을 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 반사체층의 제1 반사율은 제2 반사체층의 제2 반사율보다 크다.
일부 실시예에서, LED 유닛은 제1 도핑형 반도체층, 다중 양자 우물(MQW)층 및 제2 도핑형 반도체층을 포함한다. 제1 반사체층 상에 제1 도핑형 반도체층이 형성된다. 제1 도핑형 반도체층 상에 MQW층이 형성된다. MQW층 상에 제2 도핑형 반도체층이 형성된다. 제2 도핑형 반도체층은 주입에 의해 제조된 격리 재료를 포함하고, 격리 재료는 제2 도핑형 반도체층을 복수의 LED 메사로 분할한다. 격리 재료의 제1 굴절률은 LED 메사의 제2 굴절률보다 낮다.
일부 실시예에서, 제1 반사체층은 제1 도핑형 오믹 콘택층이다. 일부 실시예에서, LED 유닛은 제2 도핑형 반도체층 상에 형성된 패시베이션층, 및 패시베이션층 상에 형성된 전극층을 더 포함하고, 전극층은 패시베이션층 상의 개구를 통해 제2 도핑형 반도체층의 일부와 접촉한다. LED 메사의 구경은 패시베이션층의 개구보다 작다.
본 개시의 또 다른 측면에 따르면, LED 구조의 제조 방법이 개시된다. 제1 반사체층 및 반도체 구조가 제1 기판 상에 형성된다. 반도체 구조에서 적어도 하나의 광학 캐비티 유닛을 둘러싸는 격리 재료를 형성하기 위해 주입 공정이 수행된다. 제2 반사체층이 반도체 구조 상에 형성된다. 제1 반사체층, 각 광학 캐비티 유닛 및 제2 반사체층은 공진 캐비티를 공통으로 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 제1 도핑형 반도체층이 제1 반사체층 상에 형성된다. 제1 도핑형 반도체층 상에 다중 양자 우물(MQW)층이 형성된다. MQW층 상에 제2 도핑형 반도체층이 형성된다.
일부 실시예에서, 주입 공정은 제2 도핑형 반도체층에 이온 주입 재료를 형성하여 제2 도핑형 반도체층을 복수의 LED 메사로 분할하기 위해 수행된다. 각 LED 메사는 이온 주입 재료에 의해 전기적으로 격리된다.
일부 실시예에서, 이온 주입 재료의 제1 굴절률은 LED 메사의 제2 굴절률보다 낮다. 일부 실시예에서, 분산 브래그 반사체(DBR)가 반도체 구조에 형성된다. DBR은 복수의 TiO2/SiO2층 또는 복수의 SiO2/HfO2층을 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 반사체층의 제1 반사율은 제2 반사체층의 제2 반사율보다 크다.
전술한 특정 실시예에 대한 설명은 다양한 애플리케이션에 쉽게 수정 및/또는 적응될 수 있다.　따라서, 이러한 적응 및 수정은 본 명세서에 제시된 교시 및 지침에 기초하여 개시된 실시예의 의미와 동등한 범위 내에 있도록 의도된다.
본 개시의 폭 및 범위는 상술한 어느 하나의 예시적인 실시예에 의해 제한되어서는 안 되며, 다음의 청구범위 및 그 등가물에 따라 정의되어야 한다.

Claims (20)

  1. 발광 다이오드(LED) 구조에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 형성된 LED 유닛;
    상기 기판과 상기 LED 유닛 사이에 형성된 제1 반사체층; 및
    상기 LED 유닛 상에 형성된 제2 반사체층을 포함하고,
    여기서, 상기 LED 유닛의 공통 애노드층은 상기 제1 반사체층 상에 형성되고; 상기 제 1 반사체층, 상기 LED 유닛 및 상기 제 2 반사체층은 공진 캐비티를 공통으로 제공하도록 구성된,
    LED 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사체층의 제1 반사율은 상기 제2 반사체층의 제2 반사율보다 크고, 상기 LED 유닛에 의해 방출된 광은 상기 제2 반사체층으로부터 상기 LED 구조에서 출사되는,
    LED 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 반사체층은 분산 브래그 반사체(DBR)인,
    LED 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 DBR은 복수의 TiO2/SiO2층 또는 복수의 SiO2/HfO2층을 포함하는,
    LED 구조.
  5. 제1항에 있어서, 상기 LED 유닛은,
    상기 제1 반사체층 상에 형성된 제1 도핑형 반도체층;
    상기 제1 도핑형 반도체층 상에 형성된 다중 양자 우물(MQW)층; 및
    상기 MQW층 상에 형성된 제2 도핑형 반도체층을 포함하고, 여기서, 상기 제2 도핑형 반도체층은 주입을 통해 제조된 격리 재료를 포함하고, 상기 격리 재료는 상기 제2 도핑형 반도체층을 복수의 LED 메사로 분할하고,
    상기 격리 재료의 제1 굴절률은 상기 LED 메사의 제2 굴절률보다 낮은,
    LED 구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 반사체층은 제1 도핑형 오믹 콘택층인,
    LED 구조.
  7. 제5항에 있어서, 상기 LED 유닛은,
    상기 제2 도핑형 반도체층 상에 형성된 패시베이션층; 및
    상기 패시베이션층 상에 형성된 전극층을 더 포함하고, 상기 전극층은 상기 패시베이션층 상의 개구를 통해 상기 제2 도핑형 반도체층의 일부와 접촉하고,
    여기서, 상기 LED 메사의 구경은 상기 패시베이션층 상의 상기 개구보다 작은,
    LED 구조.
  8. 발광 다이오드(LED) 구조에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 형성된 제1 반사체층;
    상기 제1 반사체층 상에 형성된 광학 캐비티 구조; 및
    상기 광학 캐비티 구조 상에 형성된 제2 반사체층을 포함하고,
    여기서, 상기 광학 캐비티 구조는 이온 주입 재료로 둘러싸인 적어도 하나의 LED 유닛에 의해 형성된,
    LED 구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 반사체층은 분산 브래그 반사체(DBR)인,
    LED 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 DBR은 복수의 TiO2/SiO2층 또는 복수의 SiO2/HfO2층을 포함하는,
    LED 구조.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 반사체층의 제1 반사율은 상기 제2 반사체층의 제2 반사율보다 큰,
    LED 구조.
  12. 제8항에 있어서, 상기 LED 유닛은,
    상기 제1 반사체층 상에 형성된 제1 도핑형 반도체층;
    상기 제1 도핑형 반도체층 상에 형성된 다중 양자 우물(MQW)층; 및
    상기 MQW층 상에 형성된 제2 도핑형 반도체층을 포함하고, 여기서, 상기 제2 도핑형 반도체층은 주입을 통해 제조된 격리 재료를 포함하고, 상기 격리 재료는 상기 제2 도핑형 반도체층을 복수의 LED 메사로 분할하고,
    상기 격리 재료의 제1 굴절률은 상기 LED 메사의 제2 굴절률보다 낮은,
    LED 구조.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 반사체층은 제1 도핑형 오믹 콘택층인,
    LED 구조.
  14. 제12항에 있어서, 상기 LED 유닛은,
    상기 제2 도핑형 반도체층 상에 형성된 패시베이션층; 및
    상기 패시베이션층 상에 형성된 전극층을 더 포함하고, 상기 전극층은 상기 패시베이션층 상의 개구를 통해 상기 제2 도핑형 반도체층의 일부와 접촉하고,
    여기서, 상기 LED 메사의 구경은 상기 패시베이션층 상의 상기 개구보다 작은,
    LED 구조.
  15. 발광 다이오드(LED) 구조를 제조하는 방법에 있어서,
    제1 기판 상에 제1 반사체층 및 반도체 구조를 형성하는 단계;
    상기 반도체 구조의 적어도 하나의 광학 캐비티 유닛을 둘러싸는 격리 재료를 형성하기 위해 주입 공정을 수행하는 단계; 및
    상기 반도체 구조 상에 제2 반사체층을 형성하는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 제1 반사체층, 각 광학 캐비티 유닛 및 상기 제2 반사체층은 공진 캐비티를 공통으로 제공하도록 구성된,
    방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 반도체 구조를 형성하는 단계는,
    상기 제1 반사체층 상에 제1 도핑형 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제1 도핑형 반도체층 상에 다중 양자 우물(MQW)층을 형성하는 단계; 및
    상기 MQW층 상에 제2 도핑형 반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 반도체 구조의 적어도 하나의 광학 캐비티 유닛을 둘러싸는 격리 재료를 형성하기 위해 주입 공정을 수행하는 단계는,
    상기 주입 공정을 수행하여 상기 제2 도핑형 반도체층에 이온 주입 재료를 형성하여 상기 제2 도핑형 반도체층을 복수의 LED 메사로 분할하는 단계를 더 포함하고, 여기서, 각 LED 메사는 상기 이온 주입 재료에 의해 전기적으로 격리된,
    방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 이온 주입 재료의 제1 굴절률은 상기 LED 메사의 제2 굴절률보다 낮은,
    방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 반도체 구조 상에 상기 제2 반사체층을 형성하는 단계는,
    상기 반도체 구조 상에 분산 브래그 반사체(DBR)를 형성하는 단계를 더 포함하고, 여기서, 상기 DBR은 복수의 TiO2/SiO2층 또는 복수의 SiO2/HfO2층을 포함하는,
    방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제1 반사체층의 제1 반사율은 상기 제2 반사체층의 제2 반사율보다 큰,
    방법.
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