KR20230004454A - 풀컬러 발광 다이오드 구조물 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20230004454A
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Abstract

LED 구조물은 기판, 제1 반도체층, 제2 반도체층, 및 색상 변환층을 포함한다. 제1 반도체층은 기판 상에 형성되고, 제1 반도체층은 내부에 형성된 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛을 포함한다. 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛은 제1 색상의 빛을 방출한다. 제2 반도체층은 제1 반도체층 위에 형성되고, 제2 반도체층은 내부에 형성된 제3 LED 유닛을 포함한다. 제3 LED 유닛은 제1 색상과 상이한 제2 색상의 빛을 방출한다. 색상 변환층은 제1 LED 유닛 상에 형성되어 제1 색상의 빛을 제1 색상 및 제2 색상과 상이한 제3 색상의 빛으로 변환시킨다.

Description

풀컬러 발광 다이오드 구조물 및 그 제조 방법
<관련 출원에 대한 상호 참조>
본 출원은 2020년 5월 5일에 출원된, 출원 번호는 63/020,061이며, 발명의 명칭은 "풀컬러 마이크로 LED 마이크로 디스플레이(Full color micro-LED micro-display)"인 미국 임시출원의 우선권을 주장하고, 또한 2021년 4월 29일에 출원된, 출원 번호는 17/244,147이며, 발명의 명칭은 "풀컬러 발광 다이오드 구조물 및 그 제조 방법(FULL Color light emitting diode structure and method for manufacturing the same)"인 미국 정규출원의 우선권을 주장하며, 이들 전체 내용은 인용되어 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 발광 다이오드(LED) 구조물 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 풀컬러 LED 구조물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 몇 년 동안 LED는 조명 응용 분야에서 대중화되고 있다. 광원으로서 LED는 더 높은 광 효율, 더 낮은 에너지 소비, 더 긴 수명, 더 작은 사이즈, 더 빠른 스위칭 등 많은 장점을 가지고 있다.
마이크로 스케일 LED를 적용한 디스플레이를 마이크로 LED라고 한다. 마이크로 LED 디스플레이는 각각의 픽셀 요소를 형성하는 마이크로 LED 어레이를 포함한다. 픽셀은 이미지를 구성하는 디스플레이 화면 상의 많은 미세한 조명 영역들 중 하나일 수 있다. 다시 말해, 픽셀은 디스플레이에서와 같이 이미지를 함께 구성하는 작은 이산 요소일 수 있다. 픽셀은 일반적으로 2차원(2D) 매트릭스로 배열되며, 점, 정사각형, 직사각형 또는 기타 모양으로 표현된다. 픽셀은 디스플레이 또는 디지털 이미지의 기본 구성 블록으로서, 기하학적 좌표를 가질 수 있다.
풀컬러 이미지 형성 시에, 픽셀은 상이한 색상의 빛을 방출하는 복수의 서브픽셀들로 구성될 수 있으며, 각 서브픽셀은 상이한 색상의 빛을 방출하도록 제어되거나 구동될 수 있다. 색상이 상이한 LED들은 제조 과정 또는 재료가 상이하므로, 풀컬러 LED 디스플레이 제조 시에, 상이한 색상의 빛을 방출하는 서브픽셀들은 별도로 제작된다. 이어서 서브픽셀들이 집적되어 풀컬러 픽셀이 형성된다. 그러나 제조 과정에서 복수의 서브픽셀들을 집적하여 풀컬러 픽셀을 형성하는 데 어려움이 있으며, 이러한 문제점은 마이크로 LED 메사가 더 작을수록 더욱 심각하다. 고해상도 마이크로 디스플레이의 경우, 물질 전달 방식을 통해 동일한 플랫폼에 복수의 마이크로 LED들을 집적하는 것이 거의 불가능하다.
본 개시의 실시예는 풀컬러 LED 구조물 및 그 제조 방법을 제공함으로써 상기 문제점을 해결하며, 따라서 상이한 색상들을 방출하는 복수의 서브픽셀들은 물질 전달의 단점 없이 동일한 플랫폼에 집적될 수 있다.
본 명세서에는 LED 구조물 및 그 제조 방법의 실시예가 개시된다.
일 실시예에서, LED 구조물이 개시된다. LED 구조물은 기판, 제1 반도체층, 제2 반도체층, 및 색상 변환층을 포함한다. 제1 반도체층은 기판 상에 형성되고, 제1 반도체층은 내부에 형성된 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛을 포함한다. 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛은 제1 색상의 빛을 방출한다. 제2 반도체층은 제1 반도체층 위에 형성되고, 제2 반도체층은 내부에 형성된 제3 LED 유닛을 포함한다. 제3 LED 유닛은, 제1 색상과 상이한 제2 색상의 빛을 방출한다. 색상 변환층은 제1 LED 유닛 상에 형성되어 제1 색상의 빛을 제1 색상 및 제2 색상과 상이한 제3 색상의 빛으로 변환시킨다.
다른 실시예에서, LED 구조물이 개시된다. LED 구조물은 기판, 및 기판 상에 형성된 복수의 LED 유닛을 포함한다. 각각의 LED 유닛은 제1 도핑 반도체층, 제1 도핑 반도체층 상에 형성된 다중양자우물(MQW)층, 및 MQW층 상에 형성된 제2 도핑 반도체층을 포함한다. 복수의 LED 유닛은 기판 상에 형성되어 수평으로 서로 인접하는 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛을 포함한다. 제1 LED 유닛의 제2 도핑 반도체층은 제1 도핑 반도체층 및 MQW층 위에 형성된 이온-주입된 물질에 의해 제2 LED 유닛의 제2 도핑 반도체층과 전기적으로 격리된다. 복수의 LED 유닛은 이온-주입된 물질 위에 형성된 제3 LED 유닛을 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, LED 구조물의 제조 방법이 개시된다. 제1 기판 상에 제1 반도체층이 형성된다. 제1 반도체층은 제1 도핑 반도체층, 제1 도핑 반도체층 상의 제1 다중양자우물(MQW)층, 및 제1 MQW층 상의 제2 도핑 반도체층을 포함한다. 제1 주입 작업이 수행되어 제2 도핑 반도체층에 제1 주입 영역 및 제1 비주입 영역이 형성된다. 제1 반도체층 상에 제2 반도체층이 형성된다. 제2 반도체층은 제3 도핑 반도체층, 제3 도핑 반도체층 상의 제2 MQW층, 및 제2 MQW층 상의 제4 도핑 반도체층을 포함한다. 제2 주입 작업이 수행되어 제4 도핑 반도체층에 제2 주입 영역 및 제2 비주입 영역이 형성된다. 제1 에칭 작업이 수행되어 제2 반도체층의 일부가 제거되고 제2 도핑 반도체층의 적어도 제1 비주입 영역이 노출된다. 제2 에칭 작업이 수행되어 제1 기판에 형성된 구동 회로의 복수의 접점이 노출된다. 제2 도핑 반도체층의 제1 비주입 영역과 제4 도핑 반도체층의 제2 비주입 영역은 복수의 접점과 전기적으로 연결된다.
본 명세서에 포함되고 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 개시의 실시 형태를 예시하고, 또한 설명과 함께 본 개시를 해석하고 관련 기술분야의 통상의 기술자가 본 개시를 제조 및 사용할 수 있도록 하기 위한 것으로 의도된다.
도 1은 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른 예시적인 LED 구조물의 평면도를 예시한다.
도 2a 내지 도 2b는 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른 예시적인 LED 구조물의 단면을 예시한다.
도 3은 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른 다른 예시적인 LED 구조물의 평면도를 예시한다.
도 4a 내지 도 4b는 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른 다른 예시적인 LED 구조물의 단면을 예시한다.
도 5 내지 도 15b는 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른, LED 구조물의 제조 과정의 상이한 단계에서 예시적인 LED 구조물의 단면을 예시한다.
도 16 내지 도 21은 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른, LED 구조물의 제조 과정의 상이한 단계에서의 예시적인 LED 구조물의 평면도를 예시한다.
도 22는 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른, LED 구조물을 제조하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 23 내지 도 24는 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른 예시적인 LED 구조물의 평면도를 예시한다.
본 발명의 실시 형태들은 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
특정 구성 및 배치가 기술되지만, 이는 단지 설명의 목적을 위한 것임을 이해해야 한다. 따라서, 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 다른 구성 및 배치가 사용될 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 다른 응용들에 적용될 수 있다. 본 개시에 기술된 기능적 및 구조적 특징은 본 개시의 범위 내에서 도면에 구체적으로 도시되지 않은 방식으로 서로 결합, 조정 및 변경될 수 있으며, 이러한 조합, 조정 및 변경은 본 개시의 범위 내에 포함되야 한다.
일반적으로, 용어는 문맥에서의 사용으로부터 적어도 부분적으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 사용된 용어 "하나 이상"은 문맥에 따라 적어도 부분적으로 단수의 의미로 임의의 특징, 구조 또는 특성을 설명하는 데 사용될 수 있거나 복수의 의미로 특징, 구조 또는 특성의 조합을 설명하는 데 사용될 수 있다. 유사하게, "일", "하나" 또는 "해당"과 같은 용어는 적어도 문맥에 따라 부분적으로 단수 용법을 전달하거나 또는 복수 용법을 전달하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, "~에 기반한"이라는 용어는 반드시 배타적 요소 집합을 전달하는 것으로 의도하는 것은 아닌 것으로 이해될 수 있으며, 반면에 또한 적어도 부분적으로 문맥에 따라, 반드시 명시적으로 설명된 것은 아닌 추가 요소의 존재를 허용할 수 있다.
본 개시에서 "~ 상에", "~ 위에" 및 "~ 상부에"의 의미에 대해, "~ 상에"의 경우 "직접 (무언가) 상에"의 의미뿐만 아니라, 사이에 중간 특징 또는 층이 존재하는 상태로 "(무언가) 상에"의 의미도 포함하고, "~ 위에" 또는 "~ 상부에"의 경우 "(무언가) 위에" 또는 "(무언가) 상부에"의 의미뿐만 아니라, 사이에 중간 특징 또는 층이 없는 상태로 "(무언가) 위에" 또는 "(무언가) 상부에"(즉, 직접 (무언가) 상에)의 의미도 포함할 수 있도록 가장 광의적인 방식으로 해석되어야 함을 쉽게 이해해야 한다.
또한, 설명의 편의를 위해 본 명세서에서는 "~ 밑에", "~ 아래에", "하부", "~ 위에", "상부" 등과 같은 공간 상대적인 용어를 사용하여 도면에 예시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소(들) 또는 특징(들) 사이의 관계를 설명한다. 공간 상대적인 용어는 도면에 도시된 방향 외에 디바이스의 사용 또는 작동 중의 방향도 포함하는 것으로 의도된다. 디바이스는 달리 지향(90도 또는 다른 방향으로 회전)할 수 있으며 본 명세서에서 사용된 공간 상대적인 설명도 유사하게 그에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 "층"이라는 용어는 두께를 갖는 영역을 포함하는 물질 부분을 의미한다. 층은 하측 또는 상측 구조 전체에 걸쳐 연장될 수 있거나 또는 그 크기가 하측 또는 상측 구조의 크기보다 작을 수 있다. 또한, 층은 연속 구조의 두께보다 얇은 두께를 갖는 균질 또는 비균질 연속 구조의 영역일 수 있다. 예를 들어, 층은 연속 구조의 상단 표면과 하단 표면에 위치하거나 또는 그들 사이의 임의의 한 쌍의 수평면 사이에 위치할 수 있다. 층은 수평, 수직 및/또는 테이퍼형 표면을 따라 연장될 수 있다. 기판은 층일 수 있고, 그 내부에 하나 이상의 층을 포함할 수 있고/있거나, 그 상에, 그 위에 및/또는 그 아래에 하나 이상의 층이 구성될 수 있다. 층은 복수의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체층은 하나 이상의 도핑되거나 도핑되지 않은 반도체층을 포함할 수 있고 동일하거나 상이한 소재로 구성될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "기판"은 그 상에 후속 물질층이 추가되는 소재를 지칭한다. 기판 자체는 패턴화될 수 있다. 기판 상에 추가되는 물질은 패턴화되거나 패턴화되지 않은 상태로 남을 수 있다. 또한, 기판은 실리콘, 실리콘 카바이드, 갈륨질화물, 게르마늄, 갈륨비소화물, 인듐인화물 등과 같은 광범위한 반도체 물질을 포함할 수 있다. 대안적으로, 기판은 유리, 플라스틱 또는 사파이어 웨이퍼 등과 같은 전기 비전도성 물질로 구성될 수 있다. 또한 대안적으로, 기판은 내부에 반도체 디바이스 또는 회로가 형성될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "마이크로" LED, "마이크로" p-n 다이오드 또는 "마이크로" 디바이스라는 용어는 본 발명의 실시 형태에 따른 특정 디바이스 또는 구조의 설명적 사이즈를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "마이크로" 디바이스 또는 구조라는 용어는 0.1 내지 100㎛의 스케일을 지칭하는 것을 의미한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태가 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 실시 형태의 특정 측면이 더 큰, 가능하게는 더 작은 사이즈 스케일에 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
본 개시의 실시 형태는 풀컬러 LED 구조물 또는 풀컬러 마이크로 LED 구조물 및 해당 구조물의 제조 방법을 설명한다. 풀컬러 마이크로 LED 디스플레이를 제조하기 위해, 상이한 발광 색상(예: 적색, 녹색 및 청색)을 가진 복수의 서브픽셀들이 일체로 형성되어 풀컬러 픽셀을 구성한다. 서브픽셀 마이크로 LED들은 하나 이상의 구동 회로들에 의해 개별적으로 구동되어 해당 색상 스케일로 원색을 각각 방출하고, 복수의 서브픽셀로 구성된 풀컬러 픽셀의 전체 색상 범위는 육안으로 볼 수 있다.
동일한 기판 상에 상이한 색상들, 예를 들어 3원색을 방출하는 복수의 서브픽셀 LED들 또는 마이크로 LED들을 일체로 형성하기 위해, LED 유닛의 적층 구조가 개시된다. LED 유닛은 실질적으로 평탄한 상부 표면을 포함하여 적층 구조를 구현한다. LED 유닛의 두 층은 두 가지 상이한 색상을 방출한다. 또한, 첫번째 층에서의 LED 유닛 중 하나에 색상 변환층이 증착되어, LED 유닛의 발광 색상을 상이한 제3 색상으로 변환시킨다.
도 1은 본 개시의 일부 실시 형태에 따른 예시적인 LED 구조물(100)의 평면도를 예시한다. 본 개시의 일부 실시 형태에 따라, 도 2a는 LED 구조물(100)의 라인 A-A'를 따른 단면을 예시하고, 도 2b는 LED 구조물(100)의 라인 B-B'를 따른 단면을 예시한다. 본 개시를 보다 명백하게 설명하기 위해, 도 1의 LED 구조물(100)의 평면도 및 도 2a 내지 도 2b의 LED 구조물(100)의 단면들이 함께 설명된다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, LED 구조물(100)은 제1 기판(102), 제1 기판(102) 상에 형성된 제1 반도체층(104), 및 제1 반도체층(104) 상에 형성된 제2 반도체층(106)을 포함한다. 제1 반도체층(104)은 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)을 포함하고, 제2 반도체층(106)은 제3 LED 유닛(112)을 포함한다. 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)은 동일한 수평 레벨에 있고 수평으로 서로 인접한다. 제3 LED 유닛(112)은 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110) 위의 제2 반도체층(106) 내부에 형성된다.
제1 기판(102)은 실리콘, 실리콘 카바이드, 갈륨질화물, 게르마늄, 갈륨비소화물, 또는 인듐인화물과 같은 반도체 소재를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 제1 기판(102)은 유리, 플라스틱 또는 사파이어 웨이퍼와 같은 전기 비전도성 소재로 구성될 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 제1 기판(102)은 내부에 구동 회로가 형성되어 있을 수 있으며, 제1 기판(102)은 CMOS 백플레인 또는 TFT 유리 기판일 수 있다. 구동 회로는 휘도를 제어하기 위해 LED 구조물(100)에 전자 신호를 제공한다. 일부 실시 형태들에서, 구동 회로는, 각각의 개별 LED 유닛이 하나의 독립적인 드라이버와 대응되도록 구성된 하나의 액티브 매트릭스 구동 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 구동 회로는 하나의 패시브 매트릭스 구동 회로를 포함할 수 있으며, 이 패시브 매트릭스 구동 회로에서의 LED 유닛은, 어레이로 정렬되고, 구동 회로에 의해 구동되는 데이터 라인 및 스캔 라인에 연결된다.
제1 반도체층(104)은 제1 도핑 반도체층(114), 제1 도핑 반도체층(114) 상에 형성된 제1 다중양자우물(MQW)층(116), 및 제1 MQW층(116) 상에 형성된 제2 도핑 반도체층(118)을 포함한다. 일부 실시 형태들에서, 제1 도핑 반도체층(114) 및 제2 도핑 반도체층(118)은 ZnSe 또는 ZnO와 같은 II-VI 족 물질, 또는 GaN, AlN, InN, InGaN, GaP, AlInGaP, AlGaAs 및 그들의 합금과 같은 III-V 족 질화물 소재로 형성된 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 제1 도핑 반도체층(114)은 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)에 걸쳐 연장되고 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)의 공통 애노드를 형성하는 p형 반도체층일 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 제1 도핑 반도체층(114)은 p형 GaN을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 제1 도핑 반도체층(114)은 GaN에 마그네슘(Mg)을 도핑함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 제1 도핑 반도체층(114)은 p형 InGaN을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 제1 도핑 반도체층(114)은 p형 AlInGaP를 포함할 수 있다.
복수의 LED 유닛, 예를 들어 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)에 걸친 연속적인 제1 도핑 반도체층(114)의 얇은 층을 가짐으로써, 제1 기판(102)과 복수의 LED 유닛 사이의 본딩 영역이 확대된다. 따라서, 제1 기판(102)과 복수의 LED 유닛 사이의 본딩 강도가 증가되고 LED 구조물(100)의 박리 리스크가 감소될 수 있다.
일부 실시 형태들에서, 제2 도핑 반도체층(118)은 n형 반도체층일 수 있고 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)의 캐소드를 형성할 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 제2 도핑 반도체층(118)은 n형 GaN을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 제2 도핑 반도체층(118)은 n형 InGaN을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 제2 도핑 반도체층(118)은 n형 AlInGaP를 포함할 수 있다. 상이한 LED 유닛들, 예를 들어 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)의 제2 도핑 반도체층(118)은 전기적으로 격리되고, 따라서 각각의 LED 유닛은 다른 유닛과 상이한 전압 레벨을 가질 수 있는 캐소드를 갖는다. 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)은 제1 도핑 반도체층(114)과 제2 도핑 반도체층(118) 사이에 형성된 제1 MQW층(116)을 더 포함한다. 제1 MQW층(116)은 제1 LED 유닛(108)과 제2 LED 유닛(110)의 활성 영역이다.
개시된 실시 형태의 결과로서, 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)은, 그들의 제1 도핑 반도체층(114)이 수평으로 인접한 LED 유닛에 걸쳐 연장되고 그들의 제2 도핑 반도체층(118)이 인접한 LED 유닛으로부터 전기적으로 격리되도록 형성된다. 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)의 제2 도핑 반도체층(118)은 제1 이온-주입된 물질(120)의 주입 영역에 의해 격리된다. 또한, 제1 이온-주입된 물질(120)의 비주입 영역은 제1 LED의 발광 영역을 정의할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 이온-주입된 물질(120)은 제2 도핑 반도체층(118)에 이온 물질이 주입됨으로써 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 이온-주입된 물질(120)은 H+, He+, N+, O+, F+, Mg+, Si+　또는 Ar+의 이온이 제2 도핑 반도체층(118)에 주입됨으로써 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서는, 제2 도핑 반도체층(118)에 하나 이상의 이온 물질이 주입됨으로써 제1 이온-주입된 물질(120)이 형성될 수 있다. 제1 이온-주입된 물질(120)은 전기적 격리의 물리적 특성을 갖는다. 제2 도핑 반도체층(118)의 정의된 영역에 이온 물질이 주입됨으로써, 제2 도핑 반도체층(118)의 정의된 영역 내의 물질은, 제1 LED유닛(108)과 제2 LED 유닛(110)의 제2 도핑 반도체층(118)을 서로 전기적으로 격리시키는 제1 이온-주입된 물질(120)로 변환될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 이온-주입된 물질(120)의 주입 깊이는 제1 MQW층(116) 위에서 멈추도록 제어될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 이온-주입된 물질(120)의 주입 깊이는 제1 MQW층(116)을 관통하지 않고 제1 이온-주입된 물질(120)이 제1 도핑 반도체층(114)과 접촉하지 않도록 제어될 수 있다. 도 2a 내지 도 2b에 도시된 제1 이온-주입된 물질(120)의 위치, 형상, 및 깊이는 단지 예시적이며 제한적이지 않고, 본 분야의 통상적인 기술자에 의해 수요에 따라 변경될 수 있으며, 이들 모두 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이 제1 반도체층(104)은 제1 본딩층(122)을 통해 제1 기판(102)에 본딩될 수 있다. 제1 본딩층(122)은 제1 기판(102)과 제1 반도체층(104)을 본딩하기 위해 제1 기판(102) 상에 형성된 접착 소재의 층이다. 일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 금속 또는 금속 합금과 같은 전도성 소재를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 Au, Sn, In, Cu 또는 Ti를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 폴리이미드(PI), 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 비전도성 소재를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 SU-8 포토레지스트와 같은 포토레지스트를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 수소 실세스퀴옥산(HSQ) 또는 디비닐실록산-비스-벤조시클로부텐(DVS-BCB)일 수 있다. 제1 본딩층(122)의 소재에 대한 설명은 단지 예시적이며 제한적이지 않으며, 본 분야의 통상적인 기술자에 의해 수요에 따라 변경될 수 있으며, 이들 모두 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
LED 구조물(100)은 제1 반도체층(104)과 제1 본딩층(122) 사이에 형성된 제1 반사층(124)을 더 포함할 수 있다. 제1 반사층(124)은 제1 본딩층(122) 상에 형성된다. 일부 실시 형태에서, 제1 반사층(124)은 반사성 p-형 오믹접촉층을 포함할 수 있다. 제1 반사층(124)은 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)으로부터 제1 본딩층(122)으로의 전류 전도를 제공할 수 있다. 제1 반사층(124)은 또한 금속 미러로서 기능하여 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)에 의해 방출된 빛을 반사할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 반사층(124)은 예를 들어, 은, 알루미늄, 금 및 이들의 합금과 같이 높은 반사율을 갖는 금속 또는 금속 합금층일 수 있다. 제1 반사층(124)의 소재에 대한 설명은 단지 예시적이며 제한적이지 않고, 다른 소재도 고려될 수 있으며, 이들 모두는 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
제2 반도체층(106)은 제1 반도체층(104) 위에 형성된다. 제2 반도체층(106)은 제3 도핑 반도체층(126), 제3 도핑 반도체층(126) 상에 형성된 제2 MQW층(128), 및 제2 MQW층(128) 상에 형성된 제4 도핑 반도체층(130)을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 제3 도핑 반도체층(126) 및 제4 도핑 반도체층(130)은 ZnSe 또는 ZnO와 같은 II-VI족 물질, 또는 GaN, AlN, InN, InGaN, GaP, AlInGaP, AlGaAs 및 이들의 합금과 같은 III-V족 질화물 소재로 형성된 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제3 도핑 반도체층(126)은 p형 반도체층일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제3 도핑 반도체층(126)은 p형 GaN을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제3 도핑 반도체층(126)은 GaN에 마그네슘(Mg)을 도핑함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제3 도핑 반도체층(126)은 p형 InGaN을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제3 도핑 반도체층(126)은 p형 AlInGaP를 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제4 도핑 반도체층(130)은 n형 반도체층이고 제3 LED 유닛(112)의 캐소드를 형성할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제4 도핑 반도체층(130)은 n형 GaN을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제4 도핑 반도체층(130)은 n형 InGaN을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제4 도핑 반도체층(130)은 n형 AlInGaP를 포함할 수 있다. 제3 LED 유닛(112)은 제3 도핑 반도체층(126)과 제4 도핑 반도체층(130) 사이에 형성된 제2 MQW층(128)을 더 포함한다. 제2 MQW층(128)은 제3 LED 유닛(112)의 활성 영역이다.
제3 LED 유닛(112)의 제4 도핑 반도체층(130)에 제2 이온-주입된 물질(132)이 형성되어 제3 LED 유닛(112)의 발광 영역이 정의될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 이온-주입된 물질(132)은, 이온 물질이 제4 도핑 반도체층(130)에 주입됨으로써 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 이온-주입된 물질(132)은 제4 도핑 반도체층(130)에 H+, He+, N+, O+, F+, Mg+, Si+　또는 Ar+의 이온이 주입됨으로써 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제4 도핑 반도체층(130)에 하나 이상의 이온 물질이 주입됨으로써 제2 이온-주입된 물질(132)이 형성될 수 있다. 제2 이온-주입된 물질(132)은 전기적 격리의 물리적 특성을 갖는다. 제4 도핑 반도체층(130)의 정의된 영역에 이온 물질을 주입함으로써, 제4 도핑 반도체층(130)의 정의된 영역 내의 물질은 제2 이온-주입된 물질(132)로 변환될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 이온-주입된 물질(132)의 주입 깊이는 제2 MQW층(128) 위로 제어될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 이온-주입된 물질(132)의 주입 깊이는 제2 MQW층(128)을 관통하지 않고 제2 이온-주입된 물질(132)이 제3 도핑 반도체층(126)과 접촉하지 않도록 제어될 수 있다. 도 2a 내지 도 2b에 도시된 제2 이온-주입된 물질(132)의 위치, 형상, 및 깊이는 단지 예시적이며 제한적이지 않고, 본 분야의 통상적인 기술자에 의해 수요에 따라 변경될 수 있으며, 이들 모두는 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 반도체층(106)은 제2 본딩층(134)을 통해 제1 반도체층(104)에 본딩될 수 있다. 제2 본딩층(134)은 제2 반도체층(106)과 제1 반도체층(104)을 본딩하기 위해 제1 반도체층(104) 상에 형성된 접착 소재의 층이다. 일부 실시 형태에서, 제2 본딩층(134)은 금속 또는 금속 합금과 같은 전도성 소재를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 본딩층(134)은 Au, Sn, In, Cu 또는 Ti를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 본딩층(134)은 폴리이미드(PI), 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 비전도성 소재를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 본딩층(134)은 SU-8 포토레지스트와 같은 포토레지스트를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 본딩층(134)은 수소 실세스퀴옥산(HSQ) 또는 디비닐실록산-비스-벤조시클로부텐(DVS-BCB)일 수 있다. 제1 본딩층(122)의 소재에 대한 설명은 단지 예시적이며 제한적이지 않고, 본 분야의 통상적인 기술자에 의해 수요에 따라 변경될 수 있으며, 이들 모두는 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
LED 구조물(100)은 제2 반도체층(106)과 제2 본딩층(134) 사이에 형성된 제2 반사층(136)을 더 포함할 수 있다. 제2 반사층(136)은 제2 본딩층(134) 상에 형성된다. 일부 실시 형태에서, 제2 반사층(136)은 반사성 p-형 오믹접촉층을 포함할 수 있다. 제2 반사층(136)은 제3 LED 유닛(112)으로부터 제2 본딩층(134)으로의 전류 전도를 제공할 수 있다. 제2 반사층(136)은 또한 금속 미러로서 기능하여 제3 LED 유닛(112)에 의해 방출된 빛을 반사할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 반사층(136)은 예를 들어, 은, 알루미늄, 금 및 이들의 합금과 같이 높은 반사율을 갖는 금속 또는 금속 합금의 층일 수 있다. 제2 반사층(136)의 소재에 대한 설명은 단지 예시적이며 제한적이지 않고, 다른 소재도 고려되며, 이들 모두는 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 반도체층(106)의 일부가 제거되어 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)의 발광 영역(제2 도핑 반도체층(118))이 노출된다. 또한, 제1 반도체층(104) 및 제2 반도체층(106)의 다른 일부가 제거되어 구동 회로의 접점(138)이 노출된다. 제1 반도체층(104) 및 제2 반도체층(106)을 피복하고 제2 도핑 반도체층(118), 제4 도핑 반도체층(130), 및 접점(138)을 노출시키도록 패시베이션층(140)이 형성된다. 일부 실시 형태에서, 패시베이션층(140)은 SiO2, Al2O3, SiN 또는 다른 적절한 소재를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 패시베이션층(140)은 폴리이미드, SU-8 포토레지스트, 또는 다른 광패턴화 가능한 폴리머를 포함할 수 있다. 제2 도핑 반도체층(118)을 접점(138)과 전기적으로 연결시키고 제4 도핑 반도체층(130)을 접점(138)과 전기적으로 연결시키도록 전극 층이 형성된다. 일부 실시 형태에서, 전극 층(142)은 인듐주석산화물(ITO), Cr, Ti, Pt, Au, Al, Cu, Ge 또는 Ni과 같은 전도성 소재일 수 있다.
제1 이온-주입된 물질(120)을 사용하여 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)을 격리시키고 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)의 발광 영역을 정의함으로써, 발광 영역(제2 도핑 반도체층(118)) 및 비발광 영역(제1 이온-주입된 물질(120))의 상단 표면이 동일 평면에 형성될 수 있고, 또한 제1 반도체층(104)의 상단 표면이 실질적으로 평탄하게 유지될 수 있다. 따라서, 제1 반도체층(104) 상에 제2 반도체층(106)이 형성되거나 또는 본딩될 수 있다.
제1 반도체층(104) 및 제2 반도체층(106)이 상이한 소재를 사용하여 형성됨으로써, 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)은 제1 색상의 빛을 방출하도록 제조될 수 있고, 제3 LED 유닛(112)은 제2 색상의 빛을 방출하도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체층(104)이 InGaN으로 형성되거나 또는 마그네슘(Mg)이 도핑된GaN으로 형성됨으로써, 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)은 청색광을 방출할 수 있다. 다른 예로서, 제2 반도체층(106)이 인듐 조성이 더 높은 InGaN으로 형성됨으로써, 제3 LED 유닛(112)은 녹색광을 방출할 수 있다.
본 개시의 실시 형태는 제1 반도체층(104) 및 제2 반도체층(106)의 적층 구조를 포함한다. 제1 반도체층(104) 및 제2 반도체층(106)은 상이한 소재로 형성될 수 있어, 상이한 색상의 빛을 방출하는 LED 유닛들이 제조될 수 있다. 따라서, LED 구조물(100)은 대량 전사의 문제점을 방지하는 동시에 복수의 LED 유닛들에 의한 상이한 색상의 발광을 구현할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른 다른 예시적인 LED 구조물(200)의 평면도를 예시한다. 본 개시의 일부 실시 형태에 따라, 도 4a는 LED 구조물(200)의 라인 A-A'를 따른 단면을 예시하고, 도 4b는 LED 구조물(200)의 라인 B-B'를 따른 단면을 예시한다. 본 개시를 보다 명백하게 설명하기 위해, 도 3의 LED 구조물(200)의 평면도와, 도 4a 및 도 4b의 LED 구조물(200)의 단면을 함께 설명한다.
LED 구조물(200)은 LED 구조물(100)과 유사하며, 제1 기판(102), 제1 기판(102) 상에 형성된 제1 반도체층(104), 및 제1 반도체층(104) 상에 형성된 제2 반도체층(106)을 포함한다. 제1 반도체층(104)은 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)을 포함하고, 제2 반도체층(106)은 제3 LED 유닛(112)을 포함한다. 제1 LED 유닛(108)과 제2 LED 유닛(110)은 수평으로 서로 인접한다. 제3 LED 유닛(112)은 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110) 위의 제2 반도체층(106) 내부에 형성된다.
전술한 바와 같이, 제1 반도체층(104) 상단 표면은 실질적으로 평탄할 수 있고, 제2 반도체층(106)은 제1 반도체층(104) 상에 형성되거나 또는 본딩될 수 있다. 또한, 제1 반도체층(104) 및 제2 반도체층(106)이 상이한 소재로 형성됨으로써, 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)은 제1 색상의 빛을 방출할 수 있고, 제3 LED 유닛(112)은 제2 색상의 빛을 방출할 수 있다. 도 3 및 도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 LED 유닛(108) 상에 색상 변환층(144)이 형성된다. 색상 변환층(144)은 제1 색상의 빛을 제3 색으로 변환시킬 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색상 변환층(144)은 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 색상 변환층(144)은 세륨(III)이 도핑된 YAG(YAG: Ce3+ 또는 Y3Al5O12: Ce3+)를 포함하여 청색광을 흡수하고 적색광을 방출할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색상 변환층(144)은 양자점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 LED 유닛(108) 상에 형성된 양자점은 청색광을 적색광으로 변환시킬 수 있다. 일부 실시 형태에서, 상이한 컬러의 양자점을 사용함으로써, 제1 LED 유닛(108)의 빛을 다른 색상으로 변환시킬 수 있다.
일부 실시 형태에서, 색상 변환층(144)은 프린팅 기술을 통해 제1 LED 유닛(108) 상에 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색상 변환층(144)은 포토리소그래피 공정을 통해 제1 LED 유닛(108) 상에 형성될 수 있다. 색상 변환층(144)의 소재 및 제조 방법에 대한 설명은 단지 예시적인 것이며 제한적이지 않고, 본 분야의 통상적인 기술자에 의해 수요에 따라 변경될 수 있으며, 이들 모두 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
제1 LED 유닛(108) 상에 색상 변환층(144)이 형성되어 제1 LED 유닛(108)에 의해 방출된 제1 색상이 제3 색상으로 변환됨으로써, LED 구조물(200)은 적어도 3개의 상이한 색상을 방출할 수 있다. 제1 LED 유닛(108), 제2 LED 유닛(110), 및 제3 LED 유닛(112)(즉 3개의 서브픽셀)에 각각 상이한 바이어스 전압이 인가되면, 3개의 원색, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색은 통합적으로 풀컬러 픽셀을 형성할 수 있다.
도 5 내지 도 15b는 본 개시의 일부 실시 형태에 따른 제조 과정의 상이한 단계에서의 예시적인 LED 구조물(300)의 단면을 예시한다. 도 16 내지 도 21은 본 개시의 일부 실시 형태에 따른 제조 과정의 상이한 단계에서의 LED 구조물(300)의 평면도를 예시한다. 도 22는 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른, LED 구조물(300)을 제조하기 위한 예시적인 방법(400)의 흐름도이다. 본 개시를 보다 명백하게 설명하기 위해, 도 5 내지 도 15b의 LED 구조물(300)의 단면, 도 16 내지 도 21의 LED 구조물(300)의 평면도, 및 도 22의 방법(400)의 흐름도를 함께 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 구동 회로는 제1 기판(102) 내부에 형성되고 구동 회로는 복수의 접점(138)을 포함한다. 예를 들어, 구동 회로는 실리콘 웨이퍼 상에 제조된 CMOS 디바이스를 포함할 수 있고, 일부 웨이퍼 레벨 패키징층 또는 팬아웃 구조들이 CMOS 디바이스 상에 적층되어 접점(138)을 형성한다. 다른 예를 들어, 구동 회로는 유리 기판 상에 제조된 TFT를 포함할 수 있고, 일부 웨이퍼 레벨 패키징층 또는 팬아웃 구조들이 TFT 상에 적층되어 접점(138)을 형성한다. 제2 기판(150) 상에 제1 반도체층(104)이 형성되고, 제1 반도체층(104)은 제1 도핑 반도체층(114), 제2 도핑 반도체층(118) 및 제1 MQW층(116)을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 제1 기판(102) 또는 제2 기판(150)은 실리콘, 실리콘 카바이드, 갈륨질화물, 게르마늄, 갈륨비소화물, 인듐인화물과 같은 반도체 소재를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 기판(102) 또는 제2 기판(150)은 유리, 플라스틱 또는 사파이어의 웨이퍼와 같은 전기 비전도성 소재로 구성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 기판(102)은 내부에 구동 회로가 형성되어 있을 수 있고, 제1 기판(102)은 CMOS 백플레인 또는 TFT 유리 기판을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 도핑 반도체층(114) 및 제2 도핑 반도체층(118)은 ZnSe 또는 ZnO와 같은 II-VI족 물질, 또는 GaN, AlN, InN, InGaN, GaP, AlInGaP, AlGaAs 및 이들의 합금과 같은 III-V족 질화물 소재에 기초한 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 도핑 반도체층(114)은 p형 반도체층을 포함할 수 있고, 제2 도핑 반도체층(118)은 n형 반도체층을 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 반사층(124)은 선택적으로 제1 반도체층(104) 상에 형성된다. 일부 실시 형태에서, 제1 반사층(124)은 반사성 p-형 오믹접촉층을 포함할 수 있다. 제1 반사층(124)은 또한 금속 미러로서 기능하여 LED 유닛에 의해 방출된 빛을 반사할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 반사층(124)은 예를 들어 은, 알루미늄, 금 및 이들의 합금과 같이 높은 반사율을 갖는 금속 또는 금속 합금의 층일 수 있다.
이어서, 도 22의 동작 402에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 기판(150), 제1 반사층(124), 그리고, 제1 도핑 반도체층(114), 제2 도핑 반도체층(118) 및 제1 MQW층(116)을 포함하는 제1 반도체층(104)이 전복되어, 제1 본딩층(122)을 통해 제1 기판(102)에 본딩된다. 이어서, 제2 기판(150)은 제1 반도체층(104)으로부터 제거된다.
일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 금속 또는 금속 합금과 같은 전도성 소재를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 Au, Sn, In, Cu 또는 Ti를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 폴리이미드(PI) 또는 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 비전도성 소재를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 SU-8 포토레지스트와 같은 포토레지스트를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 수소 실세스퀴옥산(HSQ) 또는 디비닐실록산-비스-벤조시클로부텐(DVS-BCB)을 포함할 수 있다. 도 7은 제1 본딩층(122)의 단일층 구조를 도시하지만, 일부 실시 형태에서, 제1 본딩층(122)은 제1 기판(102)과 제1 반사층(124)을 본딩하기 위한 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 본딩층(122)은 단일한 전도성 또는 비전도성 층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 제1 본딩층(122)은 접착층과, 전도성 또는 비전도성 층을 포함할 수 있다. 제1 본딩층(122)의 소재에 대한 설명은 단지 예시적이며 제한적이지 않고, 본 분야의 통상적인 기술자에 의해 수요에 따라 변경될 수 있으며, 이들 모두는 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
도 22의 동작 404에서, 제1 주입 작업을 수행하여 제2 도핑 반도체층(118)에 제1 주입 영역(160) 및 제1 비주입 영역(162)을 형성한다. 도 16은 제1 주입 작업이 수행된 후의 LED 구조물(300)의 평면도를 예시한다. 도 8a는 도 16의 LED 구조물(300)의 라인 A-A'를 따른 단면을 예시하고, 도 8b는 도 16의 LED 구조물(300)의 라인 B-B'를 따른 단면을 예시한다.
선택적으로, 제1 주입 작업이 수행되기 전에, 제2 도핑 반도체층(118)이 미리 결정된 두께로 되도록, 제2 도핑 반도체층(118)에 대해 씨닝(thinning) 작업을 수행하여 그 일부를 제거할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 씨닝 작업은 건식 에칭 작업 또는 습식 에칭 작업을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 씨닝 작업은 화학적 기계적 연마(CMP) 작업을 포함할 수 있다.
제1 주입 작업 후에, 제2 도핑 반도체층(118)에서 제1 주입 영역(160) 및 제1 비주입 영역(162)이 정의된다. 제1 비주입 영역(162) 중의 물질은 제2 도핑 반도체층(118)과 동일할 수 있다. 제1 주입 영역(160)의 물질은 제2 도핑 반도체층(118)에서 제1 주입 작업을 통해 제1 이온-주입된 물질(120)로 변환될 수 있다. 제1 주입 영역(160)(제1 이온-주입된 물질(120))은 나중에 제1 반도체층(104) 내부에 형성되는 LED 유닛들(108, 110)을 격리할 수 있고, 제1 비주입 영역(162)(제2 도핑 반도체층(118))은 나중에 제1 반도체층(104) 내부에 형성되는 LED 유닛들(108, 110)의 발광 영역을 정의할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제1 이온-주입된 물질(120)은 제2 도핑 반도체층(118)에 H+, He+, N+, O+, F+, Mg+, Si+　또는 Ar+의 이온을 주입함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 도핑 반도체층(118)에 하나 이상의 이온 물질이 주입되어 제1 이온-주입된 물질(120)이 형성될 수 있다. 제1 이온-주입된 물질(120)은 전기적 격리의 물리적 특성을 갖는다. 제2 도핑 반도체층(118)의 정의된 영역에 이온 물질을 주입함으로써, 제2 도핑 반도체층(118)의 정의된 영역 내 물질이 제1 이온-주입된 물질(120)로 변환될 수 있고 제1 LED 유닛(108) 의 LED 메사 및 제2 LED 유닛(110)의 LED 메사를 전기적으로 격리할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제1 이온-주입된 물질(120)은 제1 MQW층(116)을 관통하기에 부족한 깊이로 제2 도핑 반도체층(118)에 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 제1 이온-주입된 물질(120)의 주입 깊이는 제1 이온-주입된 물질(120)이 제1 MQW층(116)과 접촉하기 전에 멈추도록 제어된다. 각 LED 메사 아래의 제1 MQW층(116), 제1 도핑 반도체층(114), 제1 반사층(124) 및 본딩층(122)은, 인접한 LED 메사 아래의 제1 MQW층(116), 제1 도핑 반도체층(114), 제1 반사층(124) 및 본딩층(122)까지 수평으로 연장될 수 있다.
제1 이온-주입된 물질(120)을 사용하여 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)을 격리하고 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)의 발광 영역을 정의함으로써, 발광 영역(제2 도핑 반도체층(118))의 상단 표면과 비발광 영역(제1 이온-주입된 물질(120))의 상단 표면이 동일 평면에 형성될 수 있고, 또한 제1 반도체층(104)의 상단 표면이 실질적으로 평탄하게 유지될 수 있다. 따라서, 제1 반도체층(104) 상에 나중에 제2 반도체층(106)이 형성되거나 또는 본딩될 수 있다.
도 22의 동작 406, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제1 반도체층(104) 상에 제2 반도체층(106)이 형성된다. 제2 반도체층(106)은 제3 도핑 반도체층(126), 제3 도핑 반도체층(126) 상의 제2 MQW층(128), 및 제2 MQW층(128) 상의 제4 도핑 반도체층(130)을 포함한다. 제1 반도체층(104)의 제조 공정과 유사하게, 제2 반도체층(106)은 우선 제3 기판(미도시) 상에 형성될 수 있고, 제2 반사층(136)은 선택적으로 제2 반도체층(106) 상에 형성될 수 있다. 이어서, 제3 기판, 제2 반도체층(106) 및 제2 반사층(136)은 전복되고 제2 본딩층(134)을 통해 제1 반도체층(104)에 본딩된다. 이어서, 제3 기판은 제2 반도체층(106)으로부터 제거된다.
도 22의 동작 408을 참조하면, 제2 주입 작업이 수행되어 제4 도핑 반도체층(130)에 제2 주입 영역(164) 및 제2 비주입 영역(166)이 형성된다. 도 17은 제2 주입 작업이 수행된 후의 LED 구조물(300)의 평면도를 예시한다. 도 10a는 도 17의 LED 구조물(300)의 라인 A-A'를 따른 단면을 예시하고, 도 10b는 도 17의 LED 구조물(300)의 라인 B-B'를 따른 단면을 예시한다.
선택적으로, 제2 주입 작업이 수행되기 전에, 제4 도핑 반도체층(130)이 미리 정의된 두께로 되도록 제4 도핑 반도체층(130)에 대해 씨닝(thinning) 작업을 수행하여 그 일부를 제거할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 씨닝 작업은 건식 에칭 또는 습식 에칭 작업을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 씨닝 작업은 화학적 기계적 연마(CMP) 작업을 포함할 수 있다.
제2 주입 작업 후에, 제4 도핑 반도체층(130)에서 제2 주입 영역(164) 및 제2 비주입 영역(166)이 정의된다. 제2 비주입 영역(166)의 물질은 제4 도핑 반도체층(130)과 동일할 수 있다. 제2 주입 영역(164)의 물질은 제2 주입 작업에 의해 제4 도핑 반도체층(130)에서 제2 이온-주입된 물질(132)로 변환될 수 있다. 제2 주입 영역(164)(제2 이온-주입된 물질(132))은 나중에 제2 반도체층(106)에 형성되는 제3 LED 유닛(112)을 다른 LED 유닛과 격리할 수 있고, 제2 비주입 영역(166)(제4 도핑 반도체층(130))은 제2 반도체층(106)에 나중에 형성되는 제3 LED 유닛(112)의 발광 영역을 정의할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제2 이온-주입된 물질(132)은 제4 도핑 반도체층(130)에 H+, He+, N+, O+, F+, Mg+, Si+　또는 Ar+의 이온이 주입됨으로써 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제4 도핑 반도체층(130)에 하나 이상의 이온 물질이 주입되어 제2 이온-주입된 물질(132)이 형성될 수 있다. 제2 이온-주입된 물질(132)은 전기적 격리의 물리적 특성을 갖는다. 제4 도핑 반도체층(130)의 정의된 영역에 이온 물질을 주입함으로써, 제4 도핑 반도체층(130)의 정의된 영역 내 물질이 제2 이온-주입된 물질(132)로 변환되고 제3 LED 유닛(112)의 LED 메사를 다른 LED 유닛으로부터 전기적으로 격리할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제2 이온-주입된 물질(132)은 제2 MQW층(128)을 관통하기에 부족한 깊이로 제4 도핑 반도체층(130) 내부에 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 제2 이온-주입된 물질(132)의 주입 깊이는 제2 이온-주입된 물질(132)이 제2 MQW층(128)과 접촉하기 전에 멈추도록 제어된다.
도 22의 동작 410에서, 제1 에칭 작업이 수행되어 제2 반도체층(106)의 일부, 제2 반사층(136)의 일부, 및 제2 본딩층의 일부가 제거되고, 제2 도핑 반도체층(118)의 적어도 제1 비주입 영역(162)이 노출된다. 도 18은 제1 에칭 작업이 수행된 후의 LED 구조물(300)의 평면도를 예시한다. 도 11a는 도 18의 LED 구조물(300)의 라인 A-A'를 따른 단면을 예시하고, 도 11b는 도 18의 LED 구조물(300)의 라인 B-B'를 따른 단면을 예시한다. 일부 실시 형태에서, 제1 에칭 작업은 건식 에칭, 습식 에칭, 또는 다른 적절한 공정일 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 제2 반도체층(106)으로부터 2개의 사각형 영역이 제거되고, 이들 2개의 사각형 영역은 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)의 영역일 수 있다. 노출된 영역은 제2 도핑 반도체층(118) 및 제1 이온-주입된 물질(120)의 일부를 포함한다. 제1 에칭 작업이 수행되어 제2 반도체층(106)에서 제1 반도체층(104)의 발광 영역 위의 일부가 제거되고, 또한 제1 반도체층(104)에서 나중에 노출될 복수의 접점들(138) 위의 일부가 노출된다. 도 18 및 도 11a 내지 도 11b에 도시된 노출된 제2 도핑 반도체층(118) 및 제1 이온-주입된 물질(120)의 위치 및 형상은 단지 예시적이며 제한적이지 않고, 본 분야의 통상적인 기술자에 의해 수요에 따라 변경될 수 있으며, 이들 모두는 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
도 22의 동작 412에서, 제2 에칭 작업이 수행되어 제1 기판(102)에 형성된 구동 회로의 복수의 접점들(138)이 노출된다. 도 19는 제2 에칭 작업이 수행된 후의 LED 구조물(300)의 평면도를 예시한다. 도 12a는 도 19의 LED 구조물(300)의 라인 A-A'를 따른 단면을 예시하고, 도 12b는 도 19의 LED 구조물(300)의 라인 B-B'를 따른 단면을 예시한다. 이어서, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 제1 반도체층(104) 및 제2 반도체층(106) 위에 패시베이션층(140)이 형성되고, 제2 도핑 반도체층(118)의 제1 비주입 영역(162), 제4 도핑 반도체층(130)의 제2 비주입 영역(166), 및 복수의 접점들(138)이 노출된다. 일부 실시 형태에서, 패시베이션층(140)은 SiO2, Al2O3, SiN 또는 격리 및 보호를 위한 다른 적절한 소재를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 패시베이션층(140)은 폴리이미드, SU-8 포토레지스트, 또는 다른 광패턴화 가능한 폴리머를 포함할 수 있다.
도 22의 동작 414에서, 제2 도핑 반도체층(118)의 제1 비주입 영역(162)은 전극층(142)을 통해 접점(138)에 전기적으로 연결되고, 제4 도핑 반도체층(130)의 제2 비주입 영역(166)도 전극층(142)을 통해 접점(138)에 전기적으로 연결된다. 도 20은 전극층(142)이 형성된 후의 LED 구조물(300)의 평면도를 예시한다. 도 14a는 도 20의 LED 구조물(300)의 라인 A-A'를 따른 단면을 예시하고, 도 14b는 도 20의 LED 구조물(300)의 라인 B-B'를 따른 단면을 예시한다. 전극층(142)은 제2 도핑 반도체층(118) 또는 제4 도핑 반도체층(130)을 접점(138)과 전기적으로 연결시키고, LED 유닛을 제1 기판(102)의 구동 회로와 연결시키기 위한 전기적 경로를 형성한다. 구동 회로는 접점(138) 및 전극층(142)을 통해 제1 LED 유닛(108), 제2 LED 유닛(110) 및 제3 LED 유닛(112)의 전압과 전류 레벨을 제어할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 전극층(142)은 인듐주석산화물(ITO), Cr, Ti, Pt, Au, Al, Cu, Ge 또는 Ni을 포함할 수 있다.
이어서, 도 21 및 도 15a 내지 도 15b에 도시된 바와 같이, 제1 LED 유닛(108) 상에 색상 변환층(144)이 형성될 수 있다. 도 21은 색상 변환층(144)이 형성된 후의 LED 구조물(300)의 평면도를 예시한다. 도 15a는 도 21의 LED 구조물(300)의 라인 A-A'를 따른 단면을 예시하고, 도 15b는 도 21의 LED 구조물(300)의 라인 B-B'를 따른 단면을 예시한다. 색상 변환층(144)은 제1 색상의 빛을 제3 색상으로 변환시킬 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색상 변환층(144)은 형광체를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색상 변환층(144)은 양자점을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색상 변환층(144)은 프린팅 기술을 통해 제1 LED 유닛(108) 상에 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색상 변환층(144)은 포토리소그래피 공정을 통해 제1 LED 유닛(108) 상에 형성될 수 있다. 색상 변환층(144)의 소재 및 제조 방법에 대한 설명은 단지 예시적인 것이며 제한적이지 않고, 본 분야의 통상적인 기술자에 의해 수요에 따라 변경될 수 있으며, 이들 모두는 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
제1 LED 유닛(108) 상에 색상 변환층(144)을 형성하여 제1 LED 유닛(108)에 의해 방출된 제1 색상을 제3 색상으로 변환시킴으로써, LED 구조물(200)은 적어도 3개의 상이한 색상을 방출할 수 있다. 제1 LED 유닛(108), 제2 LED 유닛(110) 및 제3 LED 유닛(112)(즉 3개의 서브픽셀)에 각각 상이한 바이어스 전압이 인가되는 경우, 3개의 원색, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색은 통합적으로 풀컬러 픽셀을 형성할 수 있다.
도 23은 본 개시의 일부 실시 형태들에 따른 예시적인 LED 구조물(500)의 평면도를 예시한다. 도 23에 도시된 실시 형태에서, 풀컬러 픽셀은 3개보다 많은 서브픽셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 23에 도시된 바와 같이, LED 구조물(500)은 디스플레이에서 풀컬러 픽셀을 형성하고, LED 구조물(500)은 4개의 서브픽셀인 LED 유닛들(502 내지 508)을 포함한다. 예를 들어, LED 유닛들(502, 504, 506)은 제1 반도체층에 형성될 수 있고, LED 유닛(508)은 제2 반도체층에 형성될 수 있다. LED 유닛들(502, 504, 506)은 청색광을 방출할 수 있고, LED 유닛(508)은 녹색광을 방출할 수 있다. 이어서, 색상 변환층이 LED 유닛(506) 상에 형성되어 LED 유닛(506)의 색상을 청색광에서 적색광으로 변환시킬 수 있다. 따라서, LED 구조물(500)에 의해 형성된 풀컬러 픽셀은 하나의 녹색 서브픽셀, 하나의 적색 서브픽셀, 및 2개의 청색 서브픽셀을 포함한다.
도 24는 본 개시의 일부 실시 형태에 따른 3개의 예시적인 LED 구조물들(600, 700 및 800)의 평면도를 예시한다. LED 구조물(600, 700, 800) 각각은, 상이한 패턴으로 배열되어 각각의 LED 구조물에서 다양한 픽셀을 형성하도록 구성된 서브픽셀을 포함한다. 도 24에 도시된 바와 같이, 풀컬러 픽셀에서 서브픽셀의 배열은 다양할 수 있다. 예를 들어, LED 구조물(600)은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 3개의 서브픽셀을 포함한다. 이러한 서브픽셀의 배열은 LED 구조물(600)의 각각의 픽셀에서 반복된다. 다른 예에서, LED 구조물(700)도 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀도 3개의 서브픽셀을 포함한다. 그러나 각 픽셀 내 서브픽셀 배열은 인터레이스된다. 보다 구체적으로, LED 구조물(700)에서 인접한 픽셀은 서브픽셀 배열이 180도 회전한다. 또 다른 예에서, LED 구조물(800)도 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀도 3개의 서브픽셀을 포함한다. 그러나, LED 구조물(800)에서 인접한 픽셀은 서브픽셀의 배열이 90도 회전한다. 풀컬러 픽셀 내 서브픽셀의 배열 및 개수 또는 디스플레이 내 복수의 풀컬러 픽셀의 배열은 제한적이지 않고, 본 분야의 통상적인 기술자에 의해 수요에 따라 변경될 수 있으며, 이들 모두는 본 출원의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
본 개시는 제1 이온-주입된 물질(120)을 이용하여 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)을 격리하고 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)의 발광 영역을 정의한다. 따라서, 제1 반도체층(104)의 상단 표면은 실질적으로 평탄하게 유지될 수 있어, 제1 반도체층(104) 상에 제2 반도체층(106)이 형성되거나 또는 본딩될 수 있다. 또한, 본 개시는 상이한 소재를 이용하여 제1 반도체층(104)과 제2 반도체층(106)을 형성하여, 제1 LED 유닛(108) 및 제2 LED 유닛(110)은 제1 색상의 빛을 방출할 수 있고, 제3 LED 유닛(112)은 제2 색상의 빛을 방출할 수 있다. 이어서, 제1 LED 유닛(108) 상에 색상 변환층(144)이 형성되어 제1 LED 유닛(108)에 의해 방출되는 제1 색상이 제3 색상으로 변환될 수 있다. 제1 LED 유닛(108), 제2 LED 유닛(110) 및 제3 LED 유닛(112)(즉 3개의 서브픽셀)에 바이어스 전압이 인가되는 경우, 3개의 원색, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색은 풀컬러 픽셀을 통합적으로 형성할 수 있다.
본 개시의 실시 형태는 복수의 반도체층의 적층 구조를 포함함으로써 적어도 2가지 색상의 빛을 방출하는 LED 유닛들을 제조한다. 색상 변환층이 적어도 2개의 색상 중의 하나를 제3 색상으로 변환시키므로, 개시된 LED 구조물은, LED 유닛의 대량 전사 관련 문제점을 방지하는 동시에, 복수의 LED 유닛에 의한 풀컬러 발광을 구현할 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따르면, LED 구조물이 개시된다. LED 구조물은 기판, 제1 반도체층, 제2 반도체층, 및 색상 변환층을 포함한다. 제1 반도체층은 기판 상에 형성되고, 제1 반도체층은 내부에 형성된 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛을 포함한다. 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛은 제1 색상의 빛을 방출한다. 제2 반도체층은 제1 반도체층 위에 형성되고, 제2 반도체층은 내부에 형성된 제3 LED 유닛을 포함한다. 제3 LED 유닛은 제1 색상과 상이한 제2 색상의 빛을 방출한다. 색상 변환층은 제1 LED 유닛 상에 형성되어 제1 색상의 빛을 제1 색상 및 제2 색상과 상이한 제3 색상의 빛으로 변환시킨다.
일부 실시 형태에서, 제1 반도체층은 제1 LED 유닛과 제2 LED 유닛 사이에 형성된 격리 물질을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제3 LED 유닛은 격리 물질 위에 형성되고 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛으로부터 전기적으로 격리된다.
일부 실시 형태에서, 제1 색상의 빛은 청색광이고, 제2 색상의 빛은 녹색광이다. 일부 실시 형태에서, 제3 색상의 빛은 적색광이다.
본 개시의 다른 양태에 따르면, LED 구조물이 개시된다. LED 구조물은 기판, 및 기판 상에 형성된 복수의 LED 유닛을 포함한다. 각각의 LED 유닛은 제1 도핑 반도체층, 제1 도핑 반도체층 상에 형성된 다중양자우물(MQW)층, 및 MQW층 상에 형성된 제2 도핑 반도체층을 포함한다. 복수의 LED 유닛은 기판 상에 형성되며 수평으로 서로 인접하는 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛을 포함한다. 제1 LED 유닛의 제2 도핑 반도체층은 제1 도핑 반도체층 및 MQW층 위에 형성된 이온-주입된 물질에 의해 제2 LED 유닛의 제2 도핑 반도체층과 전기적으로 격리된다. 복수의 LED 유닛은 이온-주입된 물질 위에 형성된 제3 LED 유닛을 더 포함한다.
일부 실시 형태에서, 각각의 LED 유닛은 제2 도핑 반도체층 상에 형성된 패시베이션층, 및 패시베이션층 상에 형성된 전극층을 더 포함한다. 전극층은 패시베이션층 상의 제1 개구를 통해 제2 도핑 반도체층의 일부와 접촉하고 제2 개구를 통해 기판에 형성된 구동 회로의 접점과 접촉하도록 구성된다.
일부 실시 형태에서, 제3 LED 유닛의 제2 개구는 제3 LED 유닛의 제1 도핑 반도체층, 제3 LED 유닛의 MQW층, 제3 LED 유닛의 제2 도핑 반도체층, 및 제1 LED 유닛과 제2 LED 유닛 사이의 이온-주입된 물질을 관통하도록 형성된다. 일부 실시 형태에서, 제1 LED 유닛의 제2 도핑 반도체층, 제2 LED 유닛의 제2 도핑 반도체층, 및 이온-주입된 물질 상단 표면은 실질적으로 동일 평면에 있다.
일부 실시 형태에서, 제1 LED 유닛의 MQW층 및 제1 도핑 반도체층은 제2 LED 유닛의 MQW층 및 제1 도핑 반도체층까지 수평으로 연장된다. 일부 실시 형태에서, 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛은 제1 색상의 빛을 방출하고, 제3 LED 유닛은 제1 색상과 상이한 제2 색상의 빛을 방출한다.
일부 실시 형태에서, 제1 LED 유닛 상에 색상 변환층이 형성되어 제1 색상의 빛을 제1 색상 및 제2 색상과 상이한 제3 색상의 빛으로 변환시킨다. 일부 실시 형태에서, 제1 색상의 빛은 청색광이고, 제2 색상의 빛은 녹색광이며, 제3 색상의 빛은 적색광이다. 일부 실시 형태에서, 제1 LED 유닛, 제2 LED 유닛 및 제3 LED 유닛은 전극층을 통해 구동 회로의 상이한 접점에 개별적으로 연결된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, LED 구조물의 제조 방법이 개시된다. 제1 기판 상에 제1 반도체층이 형성된다. 제1 반도체층은 제1 도핑 반도체층, 제1 도핑 반도체층 상의 제1 다중양자우물(MQW)층, 및 제1 MQW층 상의 제2 도핑 반도체층을 포함한다. 제1 주입 작업이 수행되어 제2 도핑 반도체층에 제1 주입 영역 및 제1 비주입 영역이 형성된다. 제1 반도체층 상에 제2 반도체층이 형성된다. 제2 반도체층은 제3 도핑 반도체층, 제3 도핑 반도체층 상의 제2 MQW층, 및 제2 MQW층 상의 제4 도핑 반도체층을 포함한다. 제2 주입 작업이 수행되어 제4 도핑 반도체층에 제2 주입 영역 및 제2 비주입 영역이 형성된다. 제1 에칭 작업이 수행되어 제2 반도체층의 일부가 제거되고 제2 도핑 반도체층의 적어도 제1 비주입 영역이 노출된다. 제2 에칭 작업이 수행되어 제1 기판에 형성된 구동 회로의 복수의 접점이 노출된다. 제2 도핑 반도체층의 제1 비주입 영역과 제4 도핑 반도체층의 제2 비주입 영역은 복수의 접점과 전기적으로 연결된다.
일부 실시 형태에서, 구동 회로가 제1 기판 내부에 형성되고, 제1 반도체층이 제2 기판 상에 형성되고, 제1 반도체층이 제1 본딩층을 통해 제1 기판 상에 본딩되고, 제2 기판이 제거된다. 일부 실시 형태에서, 제2 반도체층은 제3 기판 상에 형성되고, 제2 반도체층은 제2 본딩층을 통해 제1 반도체층 상에 본딩되고, 제3 기판은 제거된다.
일부 실시 형태에서, 제2 주입 작업이 수행되어 제1 주입 영역 상에 제2 비주입 영역이 형성된다. 일부 실시 형태에서, 제1 에칭 작업이 수행되어 제2 반도체층의 일부가 제거됨으로써, 제2 도핑 반도체층의 제1 비주입 영역이 노출되고, 제2 도핑 반도체층의 제1 주입 영역에서 복수의 접점 위의 일부가 노출된다.
일부 실시 형태에서, 제1 반도체층 및 제2 반도체층 위에 패시베이션층이 형성되고, 패시베이션층의 일부가 제거되어 제2 도핑 반도체층의 제1 비주입 영역, 제4 도핑 반도체층의 제2 비주입 영역, 및 복수의 접점이 노출된다. 제2 도핑 반도체층의 제1 비주입 영역 및 제4 도핑 반도체층의 제2 비주입 영역을 복수의 접점과 전기적으로 연결시키도록 패시베이션층 상에 전극층이 형성된다.
특정 실시 형태에 대한 전술한 설명은 다양한 응용에 대해 쉽게 수정 및/또는 적응될 수 있다. 따라서, 이러한 적응 및 수정은 본 명세서에 제시된 교시 및 가이드에 기반하여, 개시된 실시 형태의 균등물의 의미 및 범위 내에 포함되도록 의도된다.
본 개시의 폭 및 범위는 상술한 예시적인 실시 형태들 중 어느 하나에 의해 제한되는 것이 아니라, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 제1 반도체층 - 상기 제1 반도체층은 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛을 포함하되, 상기 제1 LED 유닛 및 상기 제2 LED 유닛은 제1 색상의 빛을 방출함 - ;
    상기 제1 반도체층 위에 형성된 제2 반도체층 - 상기 제2 반도체층은 제3 LED 유닛을 포함하되, 상기 제3 LED 유닛은 상기 제1 색상과 상이한 제2 색상의 빛을 방출함 - ; 및
    상기 제1 LED 유닛 상에 형성되어 상기 제1 색상의 빛을 상기 제1 색상 및 상기 제2 색상과 상이한 제3 색상의 빛으로 변환시키는 색상 변환층을 포함하는, LED 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체층은 상기 제1 LED 유닛과 상기 제2 LED 유닛 사이에 형성된 격리 물질을 포함하는, LED 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 LED 유닛은 상기 격리 물질 위에 형성되고 상기 제1 LED 유닛 및 상기 제2 LED 유닛과 전기적으로 격리되는, LED 구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색상의 빛은 청색광이고, 상기 제2 색상의 빛은 녹색광인, LED 구조물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 색상의 빛은 적색광인, LED 구조물.
  6. 기판; 및
    상기 기판 상에 형성된 복수의 LED 유닛을 포함하되, 각각의 LED 유닛은,
    제1 도핑 반도체층;
    상기 제1 도핑 반도체층 상에 형성된 MQW층; 및
    상기 MQW층 상에 형성된 제2 도핑 반도체층을 포함하며,
    상기 복수의 LED 유닛은, 상기 기판 상에 형성되고 수평으로 인접하는 제1 LED 유닛 및 제2 LED 유닛을 포함하고,
    상기 제1 LED 유닛의 상기 제2 도핑 반도체층은 상기 제1 도핑 반도체층 및 상기 MQW층 위에 형성된 이온-주입된 물질에 의해 상기 제2 LED 유닛의 상기 제2 도핑 반도체층과 전기적으로 격리되고,
    상기 복수의 LED 유닛은 상기 이온-주입된 물질 위에 형성된 제3 LED 유닛을 더 포함하는, LED 구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    각 LED 유닛은,
    상기 제2 도핑 반도체층 상에 형성된 패시베이션층; 및
    상기 패시베이션층 상에 형성된 전극층을 포함하되,
    상기 전극층은 상기 패시베이션층 상의 제1 개구를 통해 상기 제2 도핑 반도체층의 일부와 접하고 제2 개구를 통해 상기 기판에 형성된 구동 회로의 접점과 접하도록 구성되는, LED 구조물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 LED 유닛의 상기 제2 개구는, 상기 제3 LED 유닛의 상기 제1 도핑 반도체층, 상기 제3 LED 유닛의 상기 MQW층, 상기 제3 LED 유닛의 상기 제2 도핑 반도체층, 및 상기 제1 LED 유닛과 상기 제2 LED 유닛 사이의 상기 이온-주입된 물질을 관통하도록 형성된, LED 구조물.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 LED 유닛의 상기 제2 도핑 반도체층, 상기 제2 LED 유닛의 상기 제2 도핑 반도체층, 및 상기 이온-주입된 물질은 상단 표면들이 실질적으로 동일 평면에 있는, LED 구조물.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 LED 유닛의 상기 MQW층 및 상기 제1 도핑 반도체층은 상기 제2 LED 유닛의 상기 MQW층 및 상기 제1 도핑 반도체층까지 수평으로 연장된, LED 구조물.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제1 LED 유닛 및 상기 제2 LED 유닛은 제1 색상의 빛을 방출하고, 상기 제3 LED 유닛은 상기 제1 색상과 상이한 제2 색상의 빛을 방출하는, LED 구조물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 LED 유닛 상에 형성되어 상기 제1 색상의 빛을 상기 제1 색상 및 상기 제2 색상과 상이한 제3 색상의 빛으로 변환시키는 색상 변환층을 더 포함하는, LED 구조물.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 색상의 빛은 청색광이고, 상기 제2 색상의 빛은 녹색광이며, 상기 제3 색상의 빛은 적색광인, LED 구조물.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제1 LED 유닛, 상기 제2 LED 유닛 및 상기 제3 LED 유닛은 상기 전극층을 통해 상기 구동 회로의 상이한 접점들에 각각 연결되는, LED 구조물.
  15. 제1 기판 상에 제1 반도체층을 형성하는 것 - 상기 제1 반도체층은 제1 도핑 반도체층, 상기 제1 도핑 반도체층 상의 제1 MQW층, 및 상기 제1 MQW층 상의 제2 도핑 반도체층을 포함함 - ;
    제1 주입 작업을 수행하여 상기 제2 도핑 반도체층에 제1 주입 영역 및 제1 비주입 영역을 형성하는 것;
    상기 제1 반도체층 상에 제2 반도체층을 형성하는 것 - 상기 제2 반도체층은 제3 도핑 반도체층, 상기 제3 도핑 반도체층 상의 제2 MQW층, 및 상기 제2 MQW층 상의 제4 도핑 반도체층을 포함함 - ;
    제2 주입 작업을 수행하여 상기 제4 도핑 반도체층에 제2 주입 영역 및 제2 비주입 영역을 형성하는 것;
    제1 에칭 작업을 수행하여 상기 제2 반도체층의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도핑 반도체층의 적어도 상기 제1 비주입 영역을 노출시키는 것;
    제2 에칭 작업을 수행하여 상기 제1 기판에 형성된 구동 회로의 복수의 접점을 노출시키는 것; 및
    상기 제2 도핑 반도체층의 상기 제1 비주입 영역 및 상기 제4 도핑 반도체층의 상기 제2 비주입 영역을 상기 복수의 접점과 전기적으로 연결시키는 것을 포함하는, LED 구조물의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 상기 제1 반도체층을 형성하는 것은,
    상기 제1 기판에 상기 구동 회로를 형성하는 것;
    제2 기판 상에 상기 제1 반도체층을 형성하는 단계;
    제1 본딩층을 통해 상기 제1 기판에 상기 제1 반도체층을 본딩하는 것; 및
    상기 제2 기판을 제거하는 것을 포함하는, LED 구조물의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 반도체층 상에 상기 제2 반도체층을 형성하는 것은,
    제3 기판 상에 상기 제2 반도체층을 형성하는 것;
    제2 본딩층을 통해 상기 제1 반도체층에 상기 제2 반도체층을 본딩하는 것; 및
    상기 제3 기판을 제거하는 것을 포함하는, LED 구조물의 제조 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 주입 작업을 수행하여 상기 제4 도핑 반도체층에 상기 제2 주입 영역 및 상기 제2 비주입 영역을 형성하는 것은,
    상기 제2 주입 작업을 수행하여 상기 제1 주입 영역 상에 상기 제2 비주입 영역을 형성하는 것을 포함하는, LED 구조물의 제조 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 에칭 작업을 수행하여 상기 제2 반도체층의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도핑 반도체층의 적어도 상기 제1 비주입 영역을 노출시키는 것은,
    상기 제1 에칭 작업을 수행하여 상기 제2 반도체층의 일부를 제거하고, 상기 제2 도핑 반도체층의 상기 제1 비주입 영역을 노출시키고, 상기 제2 도핑 반도체층의 상기 제1 주입 영역에서 상기 복수의 접점 위의 일부를 노출시키는 것을 포함하는, LED 구조물의 제조 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제2 도핑 반도체층의 상기 제1 비주입 영역 및 상기 제4 도핑 반도체층의 상기 제2 비주입 영역을 상기 복수의 접점과 전기적으로 연결시키는 것은,
    상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층 위에 패시베이션층을 형성하는 것;
    상기 패시베이션층의 일부를 제거하여 상기 제2 도핑 반도체층의 상기 제1 비주입 영역, 상기 제4 도핑 반도체층의 상기 제2 비주입 영역, 및 상기 복수의 접점을 노출시키는 것; 및
    상기 제2 도핑 반도체층의 상기 제1 비주입 영역 및 상기 제4 도핑 반도체층의 상기 제2 비주입 영역을 상기 복수의 접점과 전기적으로 연결시키도록 상기 패시베이션층 상에 전극층을 형성하는 것을 포함하는, LED 구조물의 제조 방법.
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