KR20230095255A - 나노 입자가 적용된 led 구조체, 이의 제조 방법, 및 복수의 led 구조체를 포함하는 led 칩 - Google Patents
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Abstract
LED 구조체는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층, 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층, 및 상기 활성층의 표면에 반영구적으로 코팅되고, 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 나노 입자를 포함할 수 있다. 상기 나노 입자는 디웨팅(dewetting) 공정을 사용하는 제1 코팅방식, 및 전기영동(electrophoresis) 공정을 사용하는 제2 코팅방식 중 적어도 하나를 이용하여 코팅될 수 있다. LED 구조체는 나노 입자가 활성층 표면에 지속적으로 고정되어 있으므로, 내부 양자효율이 증가할 수 있다.
Description
본 발명은 LED 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 입자가 적용된 LED 구조체, 및 나노 입자가 적용된 LED 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.
플라즈모닉(Plasnmonic) 효과는 외부의 빛에 의해 금속 내의 자유전자가 집단적으로 진동하는 현상으로 금속에서 나타나는 광-전자효과에 해당한다. 이러한 플라즈모닉 효과는 특정 파장의 입사광에서 대부분의 광 에너지가 자유전자로 전이되는 공명 현상에 의한다.
나노 사이즈의 금속 입자의 경우 가시광선 내지 근적외선 대역 빛의 전기장과 플라즈몬이 짝지어지면서 광흡수가 일어나 선명한 색을 띠게 된다. 이러한 현상을 표면 플라스몬 공명(surface plasmon resonance)이라고 하며, 표면 플라즈몬 공명은 국소적으로 매우 증가된 전기장을 발생시킬 수 있다.
이러한 전기장은 빛 에너지가 표면 플라즈몬에 의해 변환되어 금속의 나노 입자 표면에 축적됨으로써 발생할 수 있다. 또한, 전기장의 발생은 빛의 회절 한계보다 작은 영역에서 광 제어가 가능함을 의미할 수 있다.
금속 나노 입자는 표면 플라즈몬 공명 현상 등, 전자기파와의 강하고 특징적인 상호 작용을 하며, 이에 의해 광흡수 대역의 증폭과 제어가 가능하므로, 형광 분광학, 다양한 종류의 센서, 광전자소자 등, 다양한 분야로의 적용이 예상된다.
다만, 종래기술에 따른 LED 구조체에 금속 나노 입자를 코팅 방법은, 공정 단계가 복잡하고, 금속 나노 입자를 LED 구조체에 반영구적으로 코팅하는데 한계가 있는 문제가 있었다.
본 발명의 일 목적은 나노 입자가 활성층 표면에 반영구적으로 코팅된 LED 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 나노 입자가 활성층 표면에 반영구적으로 코팅된 LED 구조체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층, 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층, 및 상기 활성층의 표면에 반영구적으로 코팅되고, 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 나노 입자를 포함할 수 있다. 상기 나노 입자는 디웨팅(dewetting) 공정을 사용하는 제1 코팅방식, 및 전기영동(electrophoresis) 공정을 사용하는 제2 코팅방식 중 적어도 하나를 이용하여 코팅될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 열처리하여 입자화함으로써 상기 나노 입자를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 제1 보호막을 증착하고, 상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성하고, 상기 금속층 상에 제2 보호막을 증착하고, 상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 제1 보호막을 증착하고, 상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자를 형성하고, 상기 나노 입자 상에 제2 보호막을 증착할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 제1 보호막을 증착하고, 상기 제1 보호막 상에 상기 활성층의 위치보다 낮은 높이의 고분자층을 형성하고, 상기 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성하고, 상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 금속층 중 적어도 일부분을 에칭(etching)하고, 상기 고분자층을 제거하고, 상기 금속층 상에 제2 보호막을 증착하고, 상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 제1 보호막을 증착하고, 상기 제1 보호막 상에 상기 활성층의 위치보다 낮은 높이의 고분자층을 형성하고, 상기 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성하고, 상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 금속층 중 적어도 일부분을 에칭(etching)하고, 상기 고분자층을 제거하고, 상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자를 형성하고, 상기 나노 입자 상에 제2 보호막을 증착할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 코팅방식은 기제조된 상기 나노 입자를 전기장 조건에서 이동시킴으로써, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 상기 나노 입자를 부착할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 보호막을 증착하고, 상기 보호막 상에 전기영동으로 코어 나노 입자를 부착하고, 상기 보호막 상에 고분자층을 형성하고, 상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고, 상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층의 상부를 노출시키고, 상기 고분자층을 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 코팅방식은 상기 활성층의 위치보다 낮은 높이의 제1 고분자층을 형성하고, 상기 제1 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 보호막을 증착하고, 상기 보호막 상에 전기영동으로 코어 나노 입자를 부착하고, 상기 보호막 상에 제2 고분자층을 형성하고, 상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 제2 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고, 상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층의 상부를 노출시키고, 상기 제1 고분자층, 및 상기 제2 고분자층을 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 나노 입자는 코어-쉘 구조를 가지는 코어-쉘 나노 입자일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 전기영동으로 상기 코어-쉘 나노 입자를 부착하고, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 보호막을 증착하고, 상기 보호막 상에 고분자층을 형성하고, 상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고, 상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층의 상부를 노출시키고, 상기 고분자층을 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 코팅방식은 상기 활성층의 위치보다 낮은 높이의 제1 고분자층을 형성하고, 상기 제1 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 전기영동으로 상기 코어-쉘 나노 입자를 부착하고, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 보호막을 증착하고, 상기 보호막 상에 제2 고분자층을 형성하고, 상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 제2 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고, 상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층의 상부를 노출시키고, 상기 제1 고분자층, 및 상기 제2 고분자층을 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 나노 입자는 상기 활성층과의 거리가 1nm 내지 150nm일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED 구조체는 다양한 형상의 입체구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 도전형 반도체층의 하부에서 상기 제2 도전형 반도체층의 상부까지의 길이는 10nm 내지 100μm일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED 구조체는 오믹(ohmic) 접합을 위한 금속 전극층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체의 제조 방법은 제1 도전형 반도체층을 형성하는 단계, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층을 형성하는 단계, 상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층을 형성하는 단계, 및 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 나노 입자를 상기 활성층의 표면에 반영구적으로 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 나노 입자를 상기 활성층의 표면에 반영구적으로 코팅하는 단계는 금속층을 열처리하여 입자화하는 디웨팅(dewetting) 공정을 사용하는 제1 코팅방식, 및 전기장 조건에서 입자를 이동시키는 전기영동(electrophoresis) 공정을 사용하는 제2 코팅방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 나노 입자를 코팅할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 복수의 LED 구조체를 포함하는 LED 칩은 기판, 및 상기 기판 상에 형성된 복수의 LED 구조체를 포함할 수 있다. 복수의 LED 구조체 각각은 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층, 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층, 및 상기 활성층의 표면에 반영구적으로 코팅되고, 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 나노 입자를 포함할 수 있다. 상기 나노 입자는 디웨팅(dewetting) 공정을 사용하는 제1 코팅방식, 및 전기영동(electrophoresis) 공정을 사용하는 제2 코팅방식 중 적어도 하나를 이용하여 코팅될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체 및 LED 구조체의 제조 방법은 디웨팅 공정 또는 전기영동 공정을 사용하여 나노 입자를 활성층 표면에 반영구적으로 부착할 수 있다. 또한, LED 구조체 및 LED 구조체의 제조 방법은 나노 입자가 활성층 표면에 지속적으로 고정되어 있으므로, 내부 양자효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 LED 구조체는 원통(rod), 육각기둥, 정육면체, 및 직육면체 등 다양한 형상의 입체구조를 가짐으로써, 다양한 용도로 사용될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 코팅방식을 이용하여 나노 입자를 활성층 표면에 코팅하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 2의 제조 방법에 따라 보호막 증착 후 디웨팅 공정으로 나노 입자를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 제조 방법에 따라 디웨팅 공정 후 보호막을 증착하여 나노 입자를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 제조 방법에 따라 고분자층을 형성하고, 보호막 증착 후 디웨팅 공정으로 활성층 근처에서 나노 입자를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 제조 방법에 따라 고분자층을 형성하고, 디웨팅 공정 후 보호막을 증착하여 활성층 근처에서 나노 입자를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7은 제2 코팅방식을 이용하여 나노 입자를 활성층 표면에 코팅하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7의 제조 방법에 따라 코어 나노 입자를 LED 구조체 표면 전체에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7의 제조 방법에 따라 코어 나노 입자를 활성층 표면 근처에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 7의 제조 방법에 따라 코어-쉘 나노 입자를 LED 구조체 표면 전체에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 7의 제조 방법에 따라 코어-쉘 나노 입자를 활성층 표면 근처에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체의 다른 예시들을 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 코팅방식을 이용하여 나노 입자를 활성층 표면에 코팅하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 2의 제조 방법에 따라 보호막 증착 후 디웨팅 공정으로 나노 입자를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 제조 방법에 따라 디웨팅 공정 후 보호막을 증착하여 나노 입자를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 제조 방법에 따라 고분자층을 형성하고, 보호막 증착 후 디웨팅 공정으로 활성층 근처에서 나노 입자를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 제조 방법에 따라 고분자층을 형성하고, 디웨팅 공정 후 보호막을 증착하여 활성층 근처에서 나노 입자를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7은 제2 코팅방식을 이용하여 나노 입자를 활성층 표면에 코팅하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7의 제조 방법에 따라 코어 나노 입자를 LED 구조체 표면 전체에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7의 제조 방법에 따라 코어 나노 입자를 활성층 표면 근처에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 7의 제조 방법에 따라 코어-쉘 나노 입자를 LED 구조체 표면 전체에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 7의 제조 방법에 따라 코어-쉘 나노 입자를 활성층 표면 근처에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체의 다른 예시들을 나타내는 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체는 제1 도전형 반도체층(100), 활성층(200), 제2 도전형 반도체층(300), 및 나노 입자(NP)를 포함할 수 있다.
구체적으로, LED 구조체는 제1 도전형 반도체층(100) 상에 형성된 활성층(200), 활성층(200) 상에 형성된 제2 도전형 반도체층(300), 및 활성층(200)의 표면에 반영구적으로 코팅되고, 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 나노 입자(NP)를 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(100) 및 제2 도전형 반도체층(300)은 각각 n형 반도체층 또는 p형 반도체층이 될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(100) 및 제2 도전형 반도체층(300)은 질화물 반도체로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 제1 도전형 반도체층(100) 및 제2 도전형 반도체층(300)은 GaN, AlGaN, InGaN 등의 물질로 구성될 수 있다. 상기 n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 등이 사용될 수 있다. 상기 p형 불순물로는 Mg, Zn, Be 등이 사용될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(100) 및 제2 도전형 반도체층(300)은 MOCVD, MBE, HVPE 공정 등으로 형성될 수 있다.
활성층(200)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 활성층(200)은 InGaN 등의 단일 물질로 이루어진 층일 수도 있다. 다른 예를 들어, 활성층(200)은 양자장벽층과 양자우물층이 서로 교대로 배치된 다중 양자우물(MQW) 구조로 형성될 수도 있다.
제1 도전형 반도체층(100), 활성층(200), 제2 도전형 반도체층(300)은 하나의 LED 구조체를 형성할 수 있다. LED 구조체는 다양한 형상의 입체구조를 가질 수 있다. 예를 들어, LED 구조체는 원통(rod), 육각기둥, 정육면체, 및 직육면체 등의 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 LED 구조체는 원통(rod), 육각기둥, 정육면체, 및 직육면체 등 다양한 형상의 입체구조를 가짐으로써, 다양한 용도로 사용될 수 있다.
LED 구조체의 직경은 10nm 내지 100μm 일 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(100)의 하부에서 제2 도전형 반도체층(200)의 상부까지의 길이는 10nm 내지 100μm일 수 있다. 예를 들어, LED 구조체는 나노 구조체일 수 있다.
나노 입자(NP)는 활성층(200)의 표면에 반영구적으로 코팅될 수 있다. 나노 입자(NP)는 표면 플라즈몬 공명을 일으킬 수 있다. 나노 입자(NP)는 표면 플라스몬 현상을 이용하기에 적합한 물질로서, 외부 자극에 의해 전자의 방출이 쉽고 음의 유전상수를 갖는 금속들로 구성될 수 있다.
예를 들어, 나노 입자(NP)는 Ag, Au, Al, Ni, Ti, 및 Pt 중 적어도 하나 또는 이들의 결합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 나노 입자(NP)는 구형, 직육면체, 정팔면체 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
나노 입자(NP)는 활성층(200)과의 거리가 1nm 내지 150nm가 되도록 활성층(200) 표면에 코팅될 수 있다.
예를 들어, 나노 입자(NP)는 디웨팅(dewetting) 공정을 사용하는 제1 코팅방식, 및 전기영동(electrophoresis) 공정을 사용하는 제2 코팅방식 중 적어도 하나를 이용하여 코팅될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체는 디웨팅 공정 또는 전기영동 공정을 사용하여 나노 입자(NP)를 활성층(200) 표면에 반영구적으로 부착할 수 있다. 따라서, LED 구조체는 나노 입자(NP)가 활성층(200) 표면에 지속적으로 고정되어 있으므로, 내부 양자효율이 증가할 수 있다.
도 2는 제1 코팅방식을 이용하여 나노 입자(NP)를 활성층(200) 표면에 코팅하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, LED 구조체는 제1 도전형 반도체층(100)을 형성(S100)하고, 제1 도전형 반도체층(100) 상에 활성층(200)을 형성(S200)하며, 활성층(200) 상에 제2 도전형 반도체층(300)을 형성(S300)하고, 금속층을 열처리하여 입자화하는 디웨팅 공정을 사용하여 나노 입자(NP)를 활성층(200) 표면에 반영구적으로 코팅(S400)하는 공정 단계를 통해 제조될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 코팅방식은 제1 도전형 반도체층(100), 활성층(200), 및 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 열처리하여 입자화함으로써 나노 입자(NP)를 형성할 수 있다.
도 3은 도 2의 제조 방법에 따라 보호막 증착 후 디웨팅 공정으로 나노 입자(NP)를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 제1 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층(100), 상기 활성층(200), 및 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 제1 보호막을 증착할 수 있다. 제1 보호막은 나노 입자(NP)가 표면 플라즈몬 공명을 일으키게 하기 위하여 활성층(200)과 나노 입자(NP) 사이에 소정의 거리를 확보할 수 있다. 예를 들어, 제1 보호막은 1nm 내지 150nm 두께로 형성될 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성할 수 있다. 금속층은 표면 플라즈몬 공명을 일으킬 수 있는 금속 물질로 구성될 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 금속층 상에 제2 보호막을 증착할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자(NP)를 형성할 수 있다.
제1 코팅방식은 물방물 형상을 가지는 복수의 나노 입자(NP)를 형성함으로써, 디웨팅 공정을 이용한 LED 구조체(10a)를 형성할 수 있다.
도 4는 도 2의 제조 방법에 따라 디웨팅 공정 후 보호막을 증착하여 나노 입자(NP)를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층(100), 상기 활성층(200), 및 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 제1 보호막을 증착할 수 있다. 제1 보호막은 나노 입자(NP)가 표면 플라즈몬 공명을 일으키게 하기 위하여 활성층(200)과 나노 입자(NP) 사이에 소정의 거리를 확보할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성할 수 있다. 금속층은 표면 플라즈몬 공명을 일으킬 수 있는 금속 물질로 구성될 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자(NP)를 형성할 수 있다. 제1 코팅방식은 금속층을 열처리함으로써 물방물 형상을 가지는 복수의 나노 입자(NP)를 형성할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 나노 입자(NP) 상에 제2 보호막을 증착함으로써, 디웨팅 공정을 이용한 LED 구조체(10a)를 형성할 수 있다.
도 5는 도 2의 제조 방법에 따라 고분자층을 형성하고, 보호막 증착 후 디웨팅 공정으로 활성층(200) 근처에서 나노 입자(NP)를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층(100), 상기 활성층(200), 및 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 제1 보호막을 증착할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 제1 보호막 상에 상기 활성층(200)의 위치보다 낮은 높이의 고분자층을 형성할 수 있다. 고분자층이 형성됨에 따라, LED 구조체 중 활성층(200) 근처에 집중적으로 나노 입자(NP)가 코팅될 수 있다.
상기 고분자층은 폴리머층일 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자층은 포토레지스트, 레진, 폴리이미드 등으로 구성될 수 있다. 상기 고분자층은 스핀-온-글래스(spin-on-glass)일 수 있다. 다만, 이는 상기 고분자층 소재의 일 예시들일 뿐, 본 발명의 고분자층의 소재를 한정하지는 않는다.
제1 코팅방식은 상기 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 활성층(200)의 위치보다 높은 위치의 상기 금속층 중 적어도 일부분을 에칭(etching)할 수 있다. 상기 금속층 중 일부가 에칭됨에 따라, LED 구조체 중 활성층(200) 이외의 부분에 불필요하게 나노 입자(NP)가 코팅되는 것을 방지할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 고분자층을 제거하고, 상기 금속층 상에 제2 보호막을 증착할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자(NP)를 형성함으로써, 디웨팅 공정을 이용한 LED 구조체(10b)를 형성할 수 있다.
도 6은 도 2의 제조 방법에 따라 고분자층을 형성하고, 디웨팅 공정 후 보호막을 증착하여 활성층(200) 근처에서 나노 입자(NP)를 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층(100), 상기 활성층(200), 및 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 제1 보호막을 증착할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 제1 보호막 상에 상기 활성층(200)의 위치보다 낮은 높이의 고분자층을 형성할 수 있다. 고분자층이 형성됨에 따라, LED 구조체 중 활성층(200) 근처에 집중적으로 나노 입자(NP)가 코팅될 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 활성층(200)의 위치보다 높은 위치의 상기 금속층 중 적어도 일부분을 에칭(etching)할 수 있다. 상기 금속층 중 일부가 에칭됨에 따라, LED 구조체 중 활성층(200) 이외의 부분에 불필요하게 나노 입자(NP)가 코팅되는 것을 방지할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 고분자층을 제거하고, 상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자(NP)를 형성할 수 있다.
제1 코팅방식은 상기 금속층 상에 제2 보호막을 증착함으로써, 디웨팅 공정을 이용한 LED 구조체(10b)를 형성할 수 있다.
도 7은 제2 코팅방식을 이용하여 나노 입자(NP)를 활성층(200) 표면에 코팅하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, LED 구조체는 제1 도전형 반도체층(100)을 형성(S100)하고, 제1 도전형 반도체층(100) 상에 활성층(200)을 형성(S200)하며, 활성층(200) 상에 제2 도전형 반도체층(300)을 형성(S300)하고, 전기장 조건에서 입자를 이동시키는 전기영동 공정을 사용하여 나노 입자(NP)를 활성층(200) 표면에 반영구적으로 코팅(S500)하는 공정 단계를 통해 제조될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 코팅방식은 기제조된 나노 입자(NP)를 전기장 조건에서 이동시킴으로써, 제1 도전형 반도체층(100), 활성층(200), 및 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 나노 입자(NP)를 부착할 수 있다.
도 8은 도 7의 제조 방법에 따라 코어 나노 입자(Core NP)를 LED 구조체 표면 전체에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 제2 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층(100), 상기 활성층(200), 및 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 보호막을 증착할 수 있다. 보호막은 코어 나노 입자(Core NP)가 표면 플라즈몬 공명을 일으키게 하기 위하여 활성층(200)과 나노 입자(NP) 사이에 소정의 거리를 확보할 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 보호막 상에 전기영동으로 코어 나노 입자(Core NP)를 부착할 수 있다. 예를 들어, 제2 코팅방식은 기제조된 상기 코어 나노 입자(Core NP)를 전기장 조건에서 전기영동으로 이동시킴으로써 코어 나노 입자(Core NP)를 LED 구조체 표면에 코팅할 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 보호막 상에 고분자층을 형성하고, 상기 활성층(200)의 위치보다 높은 위치의 상기 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고, 상기 활성층(200)의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 상부를 노출시킬 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 고분자층을 제거함으로써, 전기영동 공정을 이용한 LED 구조체(10c)를 형성할 수 있다.
도 9는 도 7의 제조 방법에 따라 코어 나노 입자(Core NP)를 활성층(200) 표면 근처에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 제2 코팅방식은 상기 활성층(200)의 위치보다 낮은 높이의 제1 고분자층을 형성할 수 있다. 제1 고분자층이 형성됨에 따라, LED 구조체 중 활성층(200) 근처에 집중적으로 나노 입자(NP)가 코팅될 수 있다.
상기 제1 고분자층은 폴리머층일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 고분자층은 포토레지스트, 레진, 폴리이미드 등으로 구성될 수 있다. 상기 제1 고분자층은 스핀-온-글래스(spin-on-glass)일 수 있다. 다만, 이는 상기 제1 고분자층 소재의 일 예시들일 뿐, 본 발명의 제1 고분자층의 소재를 한정하지는 않는다.
제2 코팅방식은 상기 제1 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 도전형 반도체층(100), 상기 활성층(200), 및 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 보호막을 증착할 수 있다. 보호막은 코어 나노 입자(Core NP)가 표면 플라즈몬 공명을 일으키게 하기 위하여 활성층(200)과 나노 입자(NP) 사이에 소정의 거리를 확보할 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 보호막 상에 전기영동으로 코어 나노 입자(Core NP)를 부착할 수 있다. 예를 들어, 제2 코팅방식은 기제조된 상기 코어 나노 입자(Core NP)를 전기장 조건에서 전기영동으로 이동시킴으로써 코어 나노 입자(Core NP)를 LED 구조체 표면에 코팅할 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 보호막 상에 제2 고분자층을 형성하고, 상기 활성층(200)의 위치보다 높은 위치의 상기 제2 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고, 상기 활성층(200)의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 상부를 노출시킬 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 제1 고분자층, 및 상기 제2 고분자층을 제거함으로써, 전기영동 공정을 이용한 LED 구조체(10d)를 형성할 수 있다.
도 10은 도 7의 제조 방법에 따라 코어-쉘 나노 입자(Core-Shell NP)를 LED 구조체 표면 전체에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다. 예를 들어, 상기 나노 입자(NP)는 코어-쉘 구조를 가지는 코어-쉘 나노 입자(Core-Shell NP)일 수 있다.
도 10을 참조하면, 제2 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층(100), 상기 활성층(200), 및 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 전기영동으로 상기 코어-쉘 나노 입자(Core-Shell NP)를 부착할 수 있다. 코어-쉘 나노 입자(Core-Shell NP)는 쉘이 코어를 소정의 두께로 감싸고 있으므로, 별도의 보호막 없이 직접 LED 구조체에 코팅될 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층(100), 상기 활성층(200), 및 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 보호막을 증착하고, 상기 보호막 상에 고분자층을 형성할 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 활성층(200)의 위치보다 높은 위치의 상기 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고, 상기 활성층(200)의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 상부를 노출시킬 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 고분자층을 제거함으로써, 전기영동 공정을 이용한 LED 구조체(10e)를 형성할 수 있다.
도 11은 도 7의 제조 방법에 따라 코어-쉘 나노 입자(Core-Shell NP)를 활성층(200) 표면 근처에 코팅하는 실시예를 나타내는 도면이다. 예를 들어, 상기 나노 입자(NP)는 코어-쉘 구조를 가지는 코어-쉘 나노 입자(Core-Shell NP)일 수 있다.
도 11을 참조하면, 제2 코팅방식은 상기 활성층(200)의 위치보다 낮은 높이의 제1 고분자층을 형성할 수 있다. 제1 고분자층이 형성됨에 따라, LED 구조체 중 활성층(200) 근처에 집중적으로 나노 입자(NP)가 코팅될 수 있다.
상기 제1 고분자층은 폴리머층일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 고분자층은 포토레지스트, 레진, 폴리이미드 등으로 구성될 수 있다. 상기 제1 고분자층은 스핀-온-글래스(spin-on-glass)일 수 있다. 다만, 이는 상기 제1 고분자층 소재의 일 예시들일 뿐, 본 발명의 제1 고분자층의 소재를 한정하지는 않는다.
제2 코팅방식은 상기 제1 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 도전형 반도체층(100), 상기 활성층(200), 및 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 전기영동으로 상기 코어-쉘 나노 입자(Core-Shell NP)를 부착할 수 있다. 코어-쉘 나노 입자(Core-Shell NP)는 쉘이 코어를 소정의 두께로 감싸고 있으므로, 별도의 보호막 없이 직접 LED 구조체에 코팅될 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 제1 도전형 반도체층(100), 상기 활성층(200), 및 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 표면에 보호막을 증착하고, 상기 보호막 상에 제2 고분자층을 형성할 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 활성층(200)의 위치보다 높은 위치의 상기 제2 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고, 상기 활성층(200)의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층(300)의 상부를 노출시킬 수 있다.
제2 코팅방식은 상기 제1 고분자층, 및 상기 제2 고분자층을 제거함으로써, 전기영동 공정을 이용한 LED 구조체(10f)를 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체는 디웨팅 공정 또는 전기영동 공정을 사용하여 나노 입자(NP)를 활성층(200) 표면에 반영구적으로 부착할 수 있다.
따라서, LED 구조체는 나노 입자가 활성층 표면에 지속적으로 고정되어 있으므로, 내부 양자효율이 증가할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 LED 구조체의 다른 예시들을 나타내는 도면이다. 도 12를 참조하면, 제1 도전형 반도체층(100), 활성층(200), 제2 도전형 반도체층(300), 금속 전극층(400), 및 나노 입자(NP)를 포함할 수 있다.
즉, LED 구조체는 오믹(ohmic) 접합을 위한 금속 전극층(400)을 더 포함할 수 있다. 금속 전극층(400)은 금속 물질을 포함할 수 있다. 금속 전극층(400)은 제2 도전형 반도체층 상부에 형성될 수 있다.
또한, 도 12의 예시와는 달리, 금속 전극층(400)은 제1 도전형 반도체층 하부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 전극층(400)은 n형 반도체층 또는 p형 반도체층의 일면에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 금속 전극층(400)은 나노 입자가 코팅되기 전에 형성될 수 있다. 예를 들어, 나노 입자는 금속 전극층(400)이 형성된 LED 구조체 상에 코팅될 수 있다.
일 실시예에서, 금속 전극층(400)은 나노 입자가 코팅된 이후 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 전극층(400)은 나노 입자가 코팅된 LED 구조체 상에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 LED 구조체는 기판 상에서 하나의 LED 칩을 형성할 수 있다. 즉, 복수의 LED 구조체를 포함하는 LED 칩은 기판, 및 상기 기판 상에 형성된 복수의 LED 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 LED 구조체는 상기 기판 상에서 도 2의 제조 방법에 따라 제조될 수 있다.
복수의 LED 구조체 각각은 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층, 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층, 및 상기 활성층의 표면에 반영구적으로 코팅되고, 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 나노 입자를 포함할 수 있다.
상기 나노 입자는 디웨팅(dewetting) 공정을 사용하는 제1 코팅방식, 및 전기영동(electrophoresis) 공정을 사용하는 제2 코팅방식 중 적어도 하나를 이용하여 코팅될 수 있다.
따라서, 나노 입자가 활성층 표면에 지속적으로 고정되어 내부 양자효율이 증가한 LED 구조체가 번들로 형성되어 있는 LED 칩으로부터, LED 구조체를 선택하여 다양한 용도로 사용할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f: LED 구조체
100: 제1 도전형 반도체층
200: 활성층
300: 제2 도전형 반도체층
NP: 나노 입자
100: 제1 도전형 반도체층
200: 활성층
300: 제2 도전형 반도체층
NP: 나노 입자
Claims (18)
- 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층;
상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층; 및
상기 활성층의 표면에 반영구적으로 코팅되고, 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 나노 입자를 포함하고,
상기 나노 입자는,
디웨팅(dewetting) 공정을 사용하는 제1 코팅방식, 및 전기영동(electrophoresis) 공정을 사용하는 제2 코팅방식 중 적어도 하나를 이용하여 코팅되는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제1항에 있어서,
상기 제1 코팅방식은,
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 열처리하여 입자화함으로써 상기 나노 입자를 형성하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제2항에 있어서,
상기 제1 코팅방식은,
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 제1 보호막을 증착하고,
상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성하고,
상기 금속층 상에 제2 보호막을 증착하고,
상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자를 형성하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제2항에 있어서,
상기 제1 코팅방식은,
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 제1 보호막을 증착하고,
상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성하고,
상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자를 형성하고,
상기 나노 입자 상에 제2 보호막을 증착하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제2항에 있어서,
상기 제1 코팅방식은,
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 제1 보호막을 증착하고,
상기 제1 보호막 상에 상기 활성층의 위치보다 낮은 높이의 고분자층을 형성하고,
상기 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성하고,
상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 금속층 중 적어도 일부분을 에칭(etching)하고,
상기 고분자층을 제거하고,
상기 금속층 상에 제2 보호막을 증착하고,
상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자를 형성하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 상기 제1 코팅방식은,
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 제1 보호막을 증착하고,
상기 제1 보호막 상에 상기 활성층의 위치보다 낮은 높이의 고분자층을 형성하고,
상기 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 보호막 상에 상기 금속층을 형성하고,
상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 금속층 중 적어도 일부분을 에칭(etching)하고,
상기 고분자층을 제거하고,
상기 금속층을 열처리하여 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 상기 나노 입자를 형성하고,
상기 나노 입자 상에 제2 보호막을 증착하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제1항에 있어서,
상기 제2 코팅방식은,
기제조된 상기 나노 입자를 전기장 조건에서 이동시킴으로써, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 상기 나노 입자를 부착하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제7항에 있어서,
상기 제2 코팅방식은,
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 보호막을 증착하고,
상기 보호막 상에 전기영동으로 코어 나노 입자를 부착하고,
상기 보호막 상에 고분자층을 형성하고,
상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고,
상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층의 상부를 노출시키고,
상기 고분자층을 제거하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제7항에 있어서,
상기 제2 코팅방식은,
상기 활성층의 위치보다 낮은 높이의 제1 고분자층을 형성하고,
상기 제1 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 보호막을 증착하고,
상기 보호막 상에 전기영동으로 코어 나노 입자를 부착하고,
상기 보호막 상에 제2 고분자층을 형성하고,
상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 제2 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고,
상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층의 상부를 노출시키고,
상기 제1 고분자층, 및 상기 제2 고분자층을 제거하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제7항에 있어서,
상기 나노 입자는 코어-쉘 구조를 가지는 코어-쉘 나노 입자인 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제10항에 있어서,
상기 제2 코팅방식은,
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 전기영동으로 상기 코어-쉘 나노 입자를 부착하고,
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 보호막을 증착하고,
상기 보호막 상에 고분자층을 형성하고,
상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고,
상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층의 상부를 노출시키고,
상기 고분자층을 제거하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제10항에 있어서,
상기 제2 코팅방식은,
상기 활성층의 위치보다 낮은 높이의 제1 고분자층을 형성하고,
상기 제1 고분자층이 형성되지 않은 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 전기영동으로 상기 코어-쉘 나노 입자를 부착하고,
상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층의 표면에 보호막을 증착하고,
상기 보호막 상에 제2 고분자층을 형성하고,
상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 제2 고분자층의 일부를 에싱(ashing)하고,
상기 활성층의 위치보다 높은 위치의 상기 보호막의 일부를 제거함으로써 상기 제2 도전형 반도체층의 상부를 노출시키고,
상기 제1 고분자층, 및 상기 제2 고분자층을 제거하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제1항에 있어서,
상기 나노 입자는 상기 활성층과의 거리가 1nm 내지 150nm인 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제1항에 있어서,
다양한 형상의 입체구조를 가지는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제1항에 있어서,
상기 제1 도전형 반도체층의 하부에서 상기 제2 도전형 반도체층의 상부까지의 길이는 10nm 내지 100μm인 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제1항에 있어서,
오믹(ohmic) 접합을 위한 금속 전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체. - 제1 도전형 반도체층을 형성하는 단계;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층을 형성하는 단계;
상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층을 형성하는 단계; 및
표면 플라즈몬 공명을 일으키는 나노 입자를 상기 활성층의 표면에 반영구적으로 코팅하는 단계를 포함하고,
상기 나노 입자를 상기 활성층의 표면에 반영구적으로 코팅하는 단계는,
금속층을 열처리하여 입자화하는 디웨팅(dewetting) 공정을 사용하는 제1 코팅방식, 및 전기장 조건에서 입자를 이동시키는 전기영동(electrophoresis) 공정을 사용하는 제2 코팅방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 나노 입자를 코팅하는 것을 특징으로 하는,
LED 구조체의 제조 방법. - 기판; 및
상기 기판 상에 형성된 복수의 LED 구조체를 포함하고,
상기 복수의 LED 구조체 각각은,
제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층;
상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층; 및
상기 활성층의 표면에 반영구적으로 코팅되고, 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 나노 입자를 포함하고,
상기 나노 입자는,
디웨팅(dewetting) 공정을 사용하는 제1 코팅방식, 및 전기영동(electrophoresis) 공정을 사용하는 제2 코팅방식 중 적어도 하나를 이용하여 코팅되는 것을 특징으로 하는,
복수의 LED 구조체를 포함하는 LED 칩.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210184547A KR20230095255A (ko) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 나노 입자가 적용된 led 구조체, 이의 제조 방법, 및 복수의 led 구조체를 포함하는 led 칩 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210184547A KR20230095255A (ko) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 나노 입자가 적용된 led 구조체, 이의 제조 방법, 및 복수의 led 구조체를 포함하는 led 칩 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230095255A true KR20230095255A (ko) | 2023-06-29 |
Family
ID=86946353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210184547A KR20230095255A (ko) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 나노 입자가 적용된 led 구조체, 이의 제조 방법, 및 복수의 led 구조체를 포함하는 led 칩 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230095255A (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101197741B1 (ko) | 2010-05-18 | 2012-11-06 | 경희대학교 산학협력단 | 나노로드를 구비하는 표면 플라즈몬 공명 센서 |
| KR102317872B1 (ko) | 2015-03-19 | 2021-10-26 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 자외선 발광소자 및 조명시스템 |
-
2021
- 2021-12-22 KR KR1020210184547A patent/KR20230095255A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101197741B1 (ko) | 2010-05-18 | 2012-11-06 | 경희대학교 산학협력단 | 나노로드를 구비하는 표면 플라즈몬 공명 센서 |
| KR102317872B1 (ko) | 2015-03-19 | 2021-10-26 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 자외선 발광소자 및 조명시스템 |
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