WO2013012194A2 - Method for manufacturing substrate for light emitting diode, substrate for light emitting diode manufactured thereby, and method for manufacturing light emitting diode provided with substrate for light emitting diode - Google Patents
Method for manufacturing substrate for light emitting diode, substrate for light emitting diode manufactured thereby, and method for manufacturing light emitting diode provided with substrate for light emitting diode Download PDFInfo
- Publication number
- WO2013012194A2 WO2013012194A2 PCT/KR2012/005465 KR2012005465W WO2013012194A2 WO 2013012194 A2 WO2013012194 A2 WO 2013012194A2 KR 2012005465 W KR2012005465 W KR 2012005465W WO 2013012194 A2 WO2013012194 A2 WO 2013012194A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- substrate
- light emitting
- emitting diode
- substrate member
- manufacturing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
- H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system containing nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
The present invention relates to a method for manufacturing a substrate for a light emitting diode, a substrate for a light emitting diode manufactured thereby, and a method for manufacturing a light emitting diode provided with the substrate for a light emitting diode. The method for manufacturing a substrate for a light emitting diode, according to the present invention, comprises the steps of: coating the upper surface of a predetermined substrate member with a nanostructure, which comprises a material that is easier for dry etching than the substrate member; forming an upper surface uneven portion on the upper surface of the substrate member by dry etching the nanostructure and the substrate member, using the nanostructure as a mask; coating the lower surface of the substrate member with the nanostructure; and forming a lower surface uneven portion on the lower surface of the substrate member by dry etching the nanostructure and the substrate member, using the nanostructure as the mask. The present invention makes it possible to manufacture the substrate for a light emitting diode, which is provided with the uneven portion that is easily formed by coating the nanostructure and using same as the mask for dry etching, instead of using photolithography patterning, which has a high manufacturing cost and is complicated, and thus to reduce manufacturing time and cost of the substrate for a light emitting diode.
Description
본 발명은 발광다이오드용 기판의 제조방법, 이에 의해 제조된 발광다이오드용 기판 및 이 발광다이오드용 기판을 구비한 발광다이오드의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조 시간 및 단가를 절감할 수 있고, 발광다이오드의 광 추출효율을 더욱 향상시킬 수 있는 발광다이오드용 기판의 제조방법, 이에 의해 제조된 발광다이오드용 기판 및 이 발광다이오드용 기판을 구비한 발광다이오드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting diode substrate, a light emitting diode substrate manufactured by the same, and a method for manufacturing a light emitting diode having the light emitting diode substrate, and more particularly, to reduce manufacturing time and cost. The present invention relates to a method of manufacturing a light emitting diode substrate capable of further improving light extraction efficiency of a light emitting diode, a light emitting diode substrate manufactured by the same, and a method of manufacturing a light emitting diode having the light emitting diode substrate.
일반적으로 발광다이오드는 반도체의 p-n 접합에 전압을 인가하면 n영역에 있는 전자가 p영역의 정공과 만나서 재결합할 때에 빛을 방출하는 원리를 이용하여 전류를 직접 빛으로 변환시키는 소자로서, 에너지 변환 효율이 좋고, 수명이 길며, 빛의 지향성이 좋고, 저전압 구동이 가능할 뿐만 아니라, 예열 시간이나 복잡한 구동회로가 필요하지 않고, 충격 및 진동에도 강하기 때문에, 백열등, 형광등, 수은등과 같은 기존의 광원을 대체할 차세대 광원으로 주목받고 있다.In general, a light emitting diode converts current directly into light by using a principle of emitting light when electrons in the n region meet and recombine with holes in the p region when a voltage is applied to the pn junction of the semiconductor. Because of its good long life, good light directivity, low voltage driving, no preheating time, no complicated driving circuit, and strong resistance to shock and vibration, it replaces conventional light sources such as incandescent, fluorescent and mercury lamps. It is attracting attention as a next generation light source.
이러한 발광다이오드의 효율의 개선은 크게 두 가지 방향으로 이루어지는데, 그 첫째는 결정질 및 에피층 구조에 의해 결정되는 내부 양자 효율을 증가시키는 것이고, 둘째는 발생한 빛이 최대한 발광다이오드의 외부로 방출될 수 있도록 광 추출효율을 향상시키는 것이다.The improvement of the efficiency of the light emitting diode is made in two directions. The first is to increase the internal quantum efficiency determined by the crystalline and epilayer structure, and the second is that the generated light can be emitted to the outside of the light emitting diode as much as possible. So as to improve the light extraction efficiency.
이 중에서, 광 추출효율 향상의 경우, 용이한 열 방출 구조를 개발하거나 층간 계면에서의 전반사 등으로 인한 내부 광 손실을 최소화하는 형태로 이루어지는데, 이처럼 층간 계면에서의 전반사로 인한 내부 광 손실을 최소화하기 위해서는 층간 계면을 패터닝 처리함으로써 층간 계면의 전반사 특성을 감소시키는 방식이 알려져 있다.Among these, in the case of improving the light extraction efficiency, the internal light loss due to the development of easy heat dissipation structure or the total reflection at the interface between layers is minimized. Thus, the internal light loss due to the total reflection at the interface between layers is minimized. In order to achieve this, a method of reducing the total reflection characteristic of the interlayer interface by patterning the interlayer interface is known.
도 1은 이렇게 층간 계면의 전반사 특성을 감소시키기 위해 기판부재(11)의 상면에 패터닝 처리를 통해 요철부(11-1)가 형성된 질화갈륨계 수평형 발광다이오드의 개략적인 단면도이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride-based horizontal light emitting diode in which the uneven portion 11-1 is formed on the upper surface of the substrate member 11 to reduce the total reflection characteristic of the interlayer interface.
종래의 발광다이오드용 기판(10, 이하 줄여서 '기판'이라 한다)을 이용한 발광다이오드의 경우, 활성층(30)에서 생성된 빛이 제1반도체층(20)과 기판(10)을 순서대로 통과하여 발광다이오드의 전방측으로 방출될 때에, 제1반도체층(20)과 기판(10)의 계면에서 빛의 일부가 전반사 되면서 발광다이오드의 전방측으로 방출되지 못하고 내부에서 소실되는데, 기판부재(11)의 상면에 형성된 요철부(11-1)로 인해 제1반도체층(20)과 기판(10) 계면의 이러한 전반사 특성이 감소하여 발광다이오드 내부에서 소실되는 빛의 양이 줄어든다.In the case of a light emitting diode using a conventional light emitting diode substrate (hereinafter, referred to as a substrate), light generated in the active layer 30 passes through the first semiconductor layer 20 and the substrate 10 in order. When it is emitted to the front side of the light emitting diode, part of the light is totally reflected at the interface of the first semiconductor layer 20 and the substrate 10 is not emitted to the front side of the light emitting diode, but is lost inside, the upper surface of the substrate member 11 Due to the uneven portion 11-1 formed in the first semiconductor layer 20 and the substrate 10, the total reflection characteristic of the interface is reduced, thereby reducing the amount of light lost inside the light emitting diode.
종래의 기판(10)의 제조방법은, 기판부재(11)의 상면에 요철부(11-1)를 형성할 때에, 포토리소그래피 방식을 이용한다. 즉, 기판부재(11)의 상면에 건식 식각 보호막을 리소그래피를 이용하여 패턴 형성한 후, 건식 식각을 하는 방식이다.The conventional manufacturing method of the board | substrate 10 uses the photolithography system when forming the uneven | corrugated part 11-1 in the upper surface of the board | substrate member 11. As shown in FIG. That is, after the dry etching protective film is patterned on the upper surface of the substrate member 11 by lithography, dry etching is performed.
그러나 이러한 종래의 기판(10)의 제조방법에 사용되는 포토리소그래피 방식은 건식 식각 보호막을 패턴 형성하는 과정이 복잡할 뿐만 아니라, 장시간이 소요되고, 제조 단가도 높은 문제점이 있다.However, the photolithography method used in the conventional method of manufacturing the substrate 10 not only has a complicated process of forming a dry etching protective film, but also takes a long time and has a high manufacturing cost.
또한, 종래의 기판(10)을 이용한 발광다이오드는 기판(10)의 제1반도체층(20) 측의 계면의 전반사 특성만 감소시키므로 발광다이오드의 광 추출효율을 크게 향상시키지는 못하는 한계가 있다.In addition, since the conventional light emitting diode using the substrate 10 reduces only the total reflection characteristic of the interface on the side of the first semiconductor layer 20 of the substrate 10, there is a limit that does not significantly improve the light extraction efficiency of the light emitting diode.
뿐만 아니라, 포토리소그래피 방식에서 건식 식각 보호막이 위치했던 요철부의 돌출부분에 평평한 면이 존재하므로, 국소적으로 전반사 특성이 감소하지 않은 부분이 다수 존재하므로, 광 추출효율 향상의 효과도 비교적 크지 않은 단점이 있다.In addition, in the photolithography method, since a flat surface is present on the protrusion of the uneven portion where the dry etching protection film is located, there are many parts where the total reflection characteristic is not decreased locally, so that the effect of improving the light extraction efficiency is not relatively large. There is this.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 제조단가가 높고 복잡한 포토리소그래피 패터닝을 거치지 않고 간편하게 건식에칭을 위한 마스크를 기판부재의 표면에 형성하여 용이하게 요철부를 형성할 수 있고, 반도체층과 접한 기판의 상면뿐만 아니라 공기와 접한 기판의 표면의 전반사 특성도 감소시킬 수 있으며, 평평한 면이 존재하지 않게 요철부를 형성하여 전반사 특성 감소의 효과를 극대화시킬 수 있는 발광다이오드용 기판의 제조방법, 이에 의해 제조된 발광다이오드용 기판 및 이 발광다이오드용 기판을 구비한 발광다이오드의 제조방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention can easily form the uneven portion by easily forming a mask for dry etching on the surface of the substrate member without high manufacturing cost and complex photolithography patterning, A method of manufacturing a substrate for a light emitting diode that can maximize not only the upper surface of the substrate but also the total reflection characteristic of the surface of the substrate in contact with air, and by forming an uneven portion so that a flat surface does not exist, thereby maximizing the effect of reducing the total reflection characteristic. The present invention provides a substrate for a light emitting diode and a method for manufacturing the light emitting diode having the light emitting diode substrate.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 발광다이오드용 기판의 제조방법은, 제1반도체층, 활성층 및 제2반도체층이 상면에 순차 형성되는 발광다이오드용 기판의 제조방법으로서, 소정의 기판부재의 상면을 상기 기판부재에 비해 건식에칭이 용이한 물질로 이루어진 나노구조체로 코팅하는 단계; 상기 나노구조체를 마스크로 이용하여 상기 기판부재와 함께 건식에칭함으로써 상기 기판부재의 상면에 상면 요철부를 형성하는 단계; 상기 기판부재의 하면을 상기 나노구조체로 코팅하는 단계; 및 상기 나노구조체를 마스크로 이용하여 상기 기판부재와 함께 건식에칭함으로써 상기 기판부재의 하면에 하면 요철부를 형성하는 단계;를 포함한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the above subject, the manufacturing method of the light emitting diode board | substrate which concerns on this invention is a manufacturing method of the light emitting diode board | substrate with which the 1st semiconductor layer, the active layer, and the 2nd semiconductor layer are formed in order on the upper surface, Coating a top surface of the substrate member with a nanostructure made of a material that is easier to dry etch than the substrate member; Forming an upper surface uneven portion on the upper surface of the substrate member by dry etching together with the substrate member using the nanostructure as a mask; Coating the bottom surface of the substrate member with the nanostructures; And forming an uneven portion on the bottom surface of the substrate member by dry etching together with the substrate member using the nanostructure as a mask.
상기 나노구조체는 구형일 수 있다.The nanostructures may be spherical.
상기 나노구조체의 직경은 100nm ~ 3㎛일 수 있다.The nanostructure may have a diameter of 100 nm to 3 μm.
상기 나노구조체는 실리카(SiO2), 유리, 폴리스티렌(polystyrene) 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다.The nanostructures may be made of one or more selected from silica (SiO 2 ), glass, and polystyrene.
상기 나노구조체로 코팅하는 단계는, 상기 나노구조체가 균일한 단일층을 이루도록 스핀 코팅하는 단계;일 수 있다.Coating with the nanostructures may include spin coating the nanostructures to form a uniform single layer.
상기 발광다이오드용 기판의 제조방법은, 상기 상면 요철부 상에 상기 기판부재와 상기 제1반도체층의 원자 간의 간격차이나 열팽창률 차이로 인한 결함 발생을 방지하는 버퍼층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a substrate for a light emitting diode may further include forming a buffer layer on the upper concave and convex portions to prevent defects caused by gaps between the atoms of the substrate member and the first semiconductor layer or differences in thermal expansion rates. Can be.
본 발명에 따른 발광다이오드용 기판은, 제1반도체층, 활성층 및 제2반도체층이 상면에 순차 형성되는 발광다이오드용 기판으로서, 소정의 기판부재; 및 상기 기판부재의 상면과 하면을 상기 기판부재에 비해 건식에칭이 용이한 물질로 이루어진 나노구조체로 각각 코팅하고 건식에칭함으로써, 상기 기판부재의 상면과 하면에 각각 형성된 상하면 요철부;를 포함한다.A substrate for a light emitting diode according to the present invention is a substrate for a light emitting diode in which a first semiconductor layer, an active layer and a second semiconductor layer are sequentially formed on an upper surface thereof, comprising: a predetermined substrate member; And upper and lower concave-convex portions respectively formed on the upper and lower surfaces of the substrate member by coating the upper and lower surfaces of the substrate member with a nanostructure made of a material which is easier to dry etch than the substrate member and dry etching.
상기 상하면 요철부는, 상기 기판부재의 상면과 하면을 구형의 상기 나노구조체로 각각 코팅하고 건식에칭함으로써, 반구형으로 형성될 수 있다.The upper and lower concave-convex portions may be formed in a hemispherical shape by coating and etching the upper and lower surfaces of the substrate member with the spherical nanostructures, respectively.
상기 발광다이오드용 기판은, 상기 기판부재와 상기 제1반도체층의 원자 간의 간격차이나 열팽창률 차이로 인한 결함 발생을 방지하도록 상기 상면 요철부 상에 형성되는 버퍼층;을 더 포함할 수 있다.The substrate for light emitting diodes may further include a buffer layer formed on the top uneven portion to prevent defects caused by gaps between the atoms of the substrate member and the first semiconductor layer or differences in thermal expansion rates.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드의 제조방법은, 소정의 기판부재의 상면을 상기 기판부재에 비해 건식에칭이 용이한 물질로 이루어진 나노구조체로 코팅하는 단계; 상기 나노구조체를 마스크로 이용하여 상기 기판부재와 함께 건식에칭함으로써 상기 기판부재의 상면에 상면 요철부를 형성하는 단계; 상기 상면 요철부 상에 제1반도체층, 활성층 및 제2반도체층을 순차 형성하는 단계; 상기 기판부재의 하면을 상기 나노구조체로 코팅하는 단계; 및 상기 나노구조체를 마스크로 이용하여 상기 기판부재와 함께 건식에칭함으로써 상기 기판부재의 하면에 하면 요철부를 형성하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a light emitting diode according to a preferred embodiment of the present invention includes coating a top surface of a predetermined substrate member with a nanostructure made of a material that is easier to dry etch than the substrate member; Forming an upper surface uneven portion on the upper surface of the substrate member by dry etching together with the substrate member using the nanostructure as a mask; Sequentially forming a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer on the upper uneven portion; Coating the bottom surface of the substrate member with the nanostructures; And forming an uneven portion on the bottom surface of the substrate member by dry etching together with the substrate member using the nanostructure as a mask.
상기 나노구조체는 구형일 수 있다.The nanostructures may be spherical.
상기 나노구조체의 직경은 100nm ~ 3㎛일 수 있다.The nanostructure may have a diameter of 100 nm to 3 μm.
상기 나노구조체는 실리카(SiO2), 유리, 폴리스티렌(polystyrene) 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다.The nanostructures may be made of one or more selected from silica (SiO 2 ), glass, and polystyrene.
상기 나노구조체로 코팅하는 단계는, 상기 나노구조체가 균일한 단일층을 이루도록 스핀 코팅하는 단계;일 수 있다.Coating with the nanostructures may include spin coating the nanostructures to form a uniform single layer.
상기 발광다이오드의 제조방법은, 상기 상면 요철부 상에 상기 기판부재와 상기 제1반도체층의 원자 간의 간격차이나 열팽창률 차이로 인한 결함 발생을 방지하는 버퍼층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method of the light emitting diode may further include forming a buffer layer on the upper surface irregularities to prevent defects caused by gaps between the atoms of the substrate member and the first semiconductor layer or a difference in thermal expansion rate. .
이러한 본 발명의 발광다이오드용 기판의 제조방법, 이에 의해 제조된 발광다이오드용 기판 및 이 발광다이오드용 기판을 구비한 발광다이오드의 제조방법에 의하면, 제조단가가 높고 복잡한 포토리소그래피 패터닝을 사용하지 않고도 나노구조체를 코팅하여 이를 마스크로 이용하여 건식에칭하는 방식으로 용이하게 요철부가 형성된 발광다이오드용 기판을 제조할 수 있으므로, 그 제조 시간 및 단가를 절감할 수 있다.According to the manufacturing method of the light emitting diode substrate of the present invention, the light emitting diode substrate manufactured thereby, and the light emitting diode including the light emitting diode substrate, the manufacturing cost is high, and the manufacturing cost is high without using complicated photolithography patterning. By coating the structure and using it as a mask, it is possible to easily manufacture a substrate for a light emitting diode having a concave-convex portion formed by dry etching, thereby reducing the manufacturing time and cost.
이러한 나노구조체의 코팅 작업은 간편한 스핀 코팅 방식을 통해 이루어짐으로써, 나노구조체를 손쉽게 균일한 단일층을 이루도록 기판부재에 코팅할 수 있다.Coating of the nanostructures is made through a simple spin coating method, so that the nanostructures can be easily coated on the substrate member to form a uniform single layer.
또한, 기판부재의 상하면에 각각 상하면 요철부가 형성됨으로써, 기판과 제1반도체층의 계면에서는 상면 요철부에 의해 계면의 전반사 특성이 감소하면서 광 추출효율이 향상되고, 이어 공기와 접한 기판의 하측 표면에서 하면 요철부에 의해 기판 표면의 전반사 특성이 감소하면서 광 추출효율이 더욱 향상될 수 있다.In addition, the upper and lower concave-convex portions are formed on the upper and lower surfaces of the substrate member, thereby improving the light extraction efficiency while reducing the total reflection characteristic of the interface at the interface between the substrate and the first semiconductor layer. In this case, the light extraction efficiency may be further improved while the total reflection characteristic of the substrate surface is reduced by the uneven portion.
뿐만 아니라, 상기 나노구조체는 구형으로 구비되어 이를 마스크로써 건식에칭하여 상면 요철부와 하면 요철부의 형상을 평평한 면이 존재하지 않는 반구형으로 형성할 수 있으므로, 요철부를 통한 계면의 전반사 특성 감소를 극대화시켜 광 추출효율을 더욱 제고할 수 있다.In addition, since the nanostructure is provided in a spherical shape and dry-etched with a mask, the top and bottom uneven portions may be formed in a hemispherical shape where a flat surface does not exist, thereby maximizing a reduction in total reflection characteristics of the interface through the uneven portions. The light extraction efficiency can be further improved.
도 1은 일면에 요철부가 형성된 종래의 발광다이오드용 기판을 이용한 질화갈륨계 수평형 발광다이오드의 개략적인 단면도,1 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride-based horizontal light emitting diode using a conventional light emitting diode substrate having irregularities formed on one surface thereof;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드용 기판의 제조방법으로 제조된 발광다이오드용 기판을 이용한 질화갈륨계 수평형 발광다이오드의 개략적인 단면도,2 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride-based horizontal light emitting diode using a light emitting diode substrate manufactured by a method of manufacturing a light emitting diode substrate according to a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드용 기판의 제조방법을 도시한 순서도,3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a substrate for a light emitting diode according to a preferred embodiment of the present invention;
도 4 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드용 기판의 제조방법을 설명하기 위한 개략도,4 to 10 is a schematic view for explaining a manufacturing method of a substrate for a light emitting diode according to a preferred embodiment of the present invention,
도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드용 기판의 제조방법을 통해 기판부재에 형성된 상면 요철부의 주사전자현미경 사진,11 and 12 are scanning electron micrographs of the upper concave-convex portion formed in the substrate member through a method of manufacturing a substrate for a light emitting diode according to a preferred embodiment of the present invention,
도 13 및 도 14는 일면에 요철부가 형성된 종래의 발광다이오드용 기판을 이용한 발광다이오드 및 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드용 기판을 이용한 발광다이오드의 광 추출효율에 대한 시뮬레이션 결과를 각각 보여주는 결과창이다.13 and 14 show simulation results of light extraction efficiency of a light emitting diode using a conventional light emitting diode substrate having irregularities formed on one surface and a light emitting diode using a light emitting diode substrate according to a preferred embodiment of the present invention, respectively. It's a window.
＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊＊ Explanation of symbols for main part of drawing ＊
100 : 기판 110 : 기판부재100 substrate 110 substrate member
111 : 상면 요철부 112 : 하면 요철부111: upper surface uneven portion 112: lower surface uneven portion
120 : 버퍼층 200 : 제1반도체층120: buffer layer 200: first semiconductor layer
210 : 제1패드 300 : 활성층210: first pad 300: active layer
400 : 제2반도체층 410 : 투명전극400: second semiconductor layer 410: transparent electrode
420 : 제2패드 NS : 나노구조체420: second pad NS: nanostructure
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '당업자'라 한다)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains (hereinafter, referred to as a person skilled in the art) may easily perform the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
본 발명에 있어서, '구형' 이란 한 점에서 같은 거리에 있는 모든 점으로 이루어진 입체 모양이라는 수학적 정의의 구뿐 아니라, 외견상 둥글게 생긴 형상의 것을 모두 포괄하며, '나노구조체'란 크기 10㎛ 이하의 구조체를 의미한다.In the present invention, the term 'spherical' encompasses not only a sphere of mathematical definition of a three-dimensional shape consisting of all points at the same distance from one point, but also an apparently round shape, and the term 'nano structure' refers to a size of 10 μm or less. Refers to a structure.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드용 기판의 제조방법을 통해 제조된 발광다이오드용 기판(100, 이하 줄여서 '기판'이라고 한다)을 이용한 질화갈륨계 수평형 발광다이오드의 개략적인 단면도이다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a gallium nitride-based horizontal light emitting diode using a light emitting diode substrate (hereinafter, referred to as a “substrate”) manufactured by a method of manufacturing a light emitting diode substrate according to a preferred embodiment of the present invention. to be.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드용 기판의 제조방법을 통해 제조된 기판(100)은 소정의 기판부재(110)의 상면과 하면에 각각 상·하면 요철부(111, 112)가 형성되며, 상면 요철부(111) 상에는 기판부재(110)와 제1반도체층(200)의 원자 간의 간격 차이나 열팽창률 차이로 인한 결함 발생을 방지하는 버퍼층(120)이 형성된다.The substrate 100 manufactured by the method of manufacturing a substrate for a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention has upper and lower uneven portions 111 and 112 formed on upper and lower surfaces of a predetermined substrate member 110, respectively. The buffer layer 120 is formed on the upper surface uneven portion 111 to prevent defects caused by gaps between the atoms of the substrate member 110 and the first semiconductor layer 200 or differences in thermal expansion rates.
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드용 기판(100)은 기판부재(110)의 상·하면에 각각 상·하면 요철부(111, 112)가 형성되는데, 이 상·하면 요철부(111, 112)는 반구형으로 이루어지는 특징이 있다.That is, in the light emitting diode substrate 100 according to the preferred embodiment of the present invention, upper and lower uneven portions 111 and 112 are formed on the upper and lower surfaces of the substrate member 110, respectively. 111 and 112 have a hemispherical shape.
이와 같은 기판(100) 상에 n형 질화갈륨계 반도체로 이루어진 제1반도체층(200), 전자와 정공이 결합하면서 빛이 발생하는 다층 양자 우물층을 포함하는 활성층(300), p형 질화갈륨계 반도체로 이루어진 제2반도체층(400)을 순서대로 형성하고, 제1반도체층(200)과 제2반도체층(400)에 전압을 인가하기 위한 제1패드(210), 투명전극(410) 및 제2패드(420)를 형성함으로써, 발광다이오드가 제조된다.The first semiconductor layer 200 made of an n-type gallium nitride-based semiconductor on the substrate 100, an active layer 300 including a multilayer quantum well layer in which light is generated while electrons and holes are combined, and a p-type gallium nitride A first pad 210 and a transparent electrode 410 for forming a second semiconductor layer 400 made of a system semiconductor in order, and applying a voltage to the first semiconductor layer 200 and the second semiconductor layer 400. And by forming the second pad 420, a light emitting diode is manufactured.
이하, 도 3 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판(100)의 제조방법을 포함하는 발광다이오드의 제조방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting diode including a method of manufacturing a substrate 100 according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 14.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판(100)은 복잡한 포토리소그래피 패터닝을 사용하지 않고 간편한 나노구조체(NS)의 코팅 작업을 통해 건식에칭을 위한 마스크를 형성하고, 기판(100)의 상·하면에서 모두 전반사 특성이 감소할 수 있도록 기판부재(110)의 상·하면에 각각 상·하면 요철부(111, 112)를 형성하며, 전반사 특성 감소의 효과를 극대화시킬 수 있게 마스크 역할을 하는 나노구조체(NS)의 형상을 구형으로 적용함으로써 건식에칭을 통해 상·하면 요철부(111, 112)가 반구형으로 형성되는 것이 주된 특징이다.The substrate 100 according to the preferred embodiment of the present invention forms a mask for dry etching through a simple coating process of the nanostructure (NS) without using complicated photolithography patterning, and on the upper and lower surfaces of the substrate 100 Both the upper and lower concave- convex portions 111 and 112 are formed on the upper and lower surfaces of the substrate member 110 so that the total reflection characteristics can be reduced, and the nanostructures acting as masks to maximize the effect of reducing the total reflection characteristics ( The main feature is that the convex and concave portions 111 and 112 are formed in a hemispherical shape by applying the shape of NS) in a spherical shape.
먼저, 도 4와 같은 소정의 플레이트 형상의 기판부재(110)를 준비하고, 도 4b에 도시된 바와 같이 기판부재(110)의 상면을 이 기판부재(110)보다 건식에칭이 용이한 물질로 이루어진 구형의 나노구조체(NS)로 코팅한다(s100).First, the substrate member 110 having a predetermined plate shape as shown in FIG. 4 is prepared, and as shown in FIG. 4B, the upper surface of the substrate member 110 is made of a material that is easier to dry etch than the substrate member 110. It is coated with a spherical nanostructure (NS) (s100).
이러한 나노구조체(NS) 코팅은 나노구조체(NS)가 기판부재(110)의 상면에서 균일한 단일층을 이루도록, 구형의 나노구조체(NS)를 기판부재(110)의 상면에 떨어뜨려놓은 후 분산될 수 있도록 1분 정도를 유지한 후 스핀 코팅을 하는 형태로 진행되는 것이 바람직하다.The nanostructure (NS) coating is dispersed after dropping the spherical nanostructure (NS) on the upper surface of the substrate member 110, so that the nanostructure (NS) forms a uniform single layer on the upper surface of the substrate member (110). It is preferable to proceed in the form of spin coating after maintaining for about 1 minute to be possible.
이러한 스핀 코팅은 나노구조체(NS)가 균일한 단일층을 잘 이룰 수 있도록 단계적으로 진행되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 먼저 200rpm에서 1분간 스핀 코팅을 한 후 800rpm에서 30초간, 마지막으로 1200rpm에서 10초간 이루어지는 형태로 스핀 코팅이 진행될 수 있다.This spin coating is preferably carried out step by step so that the nanostructure (NS) can form a uniform monolayer. For example, first spin coating at 200 rpm for 1 minute and then spin coating may be performed in the form of 30 seconds at 800 rpm, and finally 10 seconds at 1200 rpm.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 나노구조체(NS)는 스핀 코팅을 통해 균일한 단일층을 이루기 용이하고, 건식에칭시에 상·하면 요철부(111, 112)를 반구형으로 형성할 수 있는 구형으로 구비되었으나, 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.In a preferred embodiment of the present invention, the nanostructure (NS) is easy to form a uniform single layer through spin coating, and can be formed in the hemispherical upper and lower concave-convex portions (111, 112) during dry etching Although provided in a spherical shape, the shape is not limited thereto.
그리고 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 나노구조체(NS)는 그 직경이 500nm인 나노구조체(NS)를 사용하였으나, 그 크기는 이에 한정되지 않고 100nm ~ 3㎛ 범위의 직경을 갖는 나노구조체(NS)라면 자유롭게 적용될 수 있다.And in a preferred embodiment of the present invention, the nanostructure (NS) used a nanostructure (NS) having a diameter of 500nm, the size is not limited to this nanostructure having a diameter in the range of 100nm ~ 3㎛ ( NS) can be applied freely.
그러나 나노구조체(NS)의 크기가 100nm 미만이거나 3㎛를 초과하는 것은 바람직하지 않은데, 그 이유는 이렇게 나노구조체(NS)의 직경이 100nm 미만이거나 3㎛를 초과하는 경우에는 충분한 높낮이를 갖는 요철부가 형성되지 않거나 요철부 간의 간격이 너무 넓게 형성됨으로써, 계면의 전반사 특성을 충분히 감소시키지 못하기 때문이다.However, it is not preferable that the size of the nanostructure NS is less than 100 nm or more than 3 μm, because the uneven portion having a sufficient height in the case where the diameter of the nanostructure NS is less than 100 nm or more than 3 μm may be used. This is because it is not formed or the gap between the uneven parts is formed too wide, which does not sufficiently reduce the total reflection characteristic of the interface.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판부재(110)는 산화알루미늄으로 구비되고, 나노구조체(NS)는 구형의 실리카 나노구조체로 구비되었으나, 이에 한정되지 않고 실리카와 다른 에칭비를 필요로 하는 경우에는 나노구조체(NS)는 유리나 폴리스티렌 등으로 이루어질 수도 있고, 실리카, 유리, 폴리스티렌 중 선택된 복수의 혼합 물질로 이루어질 수도 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the substrate member 110 is provided with aluminum oxide, the nanostructure (NS) is provided with a spherical silica nanostructure, but is not limited to this requires a different etching ratio than silica In this case, the nanostructure NS may be made of glass, polystyrene, or the like, or may be made of a plurality of mixed materials selected from silica, glass, and polystyrene.
다음, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 구형의 나노구조체(NS)로 균일하게 코팅되어 있는 기판부재(110)의 상면을 ICP(Inductive Coupled Plasma) 에칭장비를 이용하여 건식에칭함으로써, 반구형으로 이루어진 상면 요철부(111)를 형성한다(s200).Next, as shown in FIGS. 5 and 6, by dry etching the upper surface of the substrate member 110 uniformly coated with the spherical nanostructure (NS) by using an ICP (Inductive Coupled Plasma) etching equipment, An upper surface concave-convex portion 111 formed of (S200).
이때, 건식에칭은 Cl2와 BCl3가스를 7:3비율로 혼합하여 사용하며, 이때 플라즈마 파워는 약 300Watt에서 척바이어스(chuck bias) -300Volt를 이용해 에칭할 수 있다.At this time, dry etching is used by mixing the Cl 2 and BCl 3 gas in a 7: 3 ratio, wherein the plasma power can be etched using a chuck bias -300 Volt at about 300Watt.
이렇게 구형의 나노구조체(NS)가 균일하게 코팅된 기판부재(110)의 상면을 건식에칭하면, 건식에칭이 더 용이한 나노구조체(NS)가 기판부재(110)보다 더 빠르게 에칭되고, 나노구조체(NS)의 크기가 줄어들면서 자연히 기판부재(110)의 상면에 대한 에칭 범위가 넓어지며 반구형으로 이루어진 상면 요철부(111)가 형성된다.When dry etching the upper surface of the substrate member 110 is uniformly coated with the spherical nano-structure (NS), the nano-structure (NS) easier to dry etching is etched faster than the substrate member 110, nanostructure As the size of NS decreases, the etching range of the upper surface of the substrate member 110 naturally widens, and an upper surface uneven portion 111 having a hemispherical shape is formed.
이처럼 형성된 상면 요철부(111)는 기판부재(110)와 제1반도체층(200)의 계면의 전반사 특성을 감소시킴으로써, 이 계면을 통과하는 빛이 전반사로 인해 발광다이오드의 내부에서 소실되지 않고 최대한 발광다이오드의 전방측(기판의 공기와 접한 표면 측)으로 방출될 수 있게 한다.The upper concave-convex portion 111 formed as described above reduces the total reflection characteristic of the interface between the substrate member 110 and the first semiconductor layer 200, so that light passing through the interface is not lost inside the light emitting diode due to total reflection. It can be discharged to the front side of the light emitting diode (surface side in contact with the air of the substrate).
도 11 및 도 12는 이렇게 나노구조체(NS)를 코팅하고 이 나노구조체(NS)를 마스크로써 건식에칭함으로써 기판부재(110)의 상면에 형성된 반구형의 상면 요철부(111)의 주사전자현미경 사진이다.11 and 12 are scanning electron micrographs of the hemispherical upper surface irregularities 111 formed on the upper surface of the substrate member 110 by coating the nanostructure NS and dry etching the nanostructure NS with a mask. .
그러나 상면 요철부(111)의 형상이 반드시 반구형으로 한정되는 것은 아니며, 기판부재(110)와 나노구조체(NS) 사이의 에칭속도 차이를 고려하여 건식에칭 조건을 변경함으로써, 상면 요철부(111)는 다른 형상으로 구현될 수도 있다.However, the shape of the upper surface uneven portion 111 is not necessarily limited to a hemispherical shape, and by changing the dry etching conditions in consideration of the difference in etching rate between the substrate member 110 and the nanostructure NS, the upper surface uneven portion 111 May be implemented in other shapes.
그 다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 기판부재(110)와 제1반도체층(200)의 원자 간의 간격 차이나 열팽창률 차이로 인한 결함 발생을 방지하는 버퍼층(120)을 상면 요철부(111) 상에 형성한다(s300). 이와 같은 버퍼층(120)은 필수적으로 구비되어야 하는 것은 아니며, 당업자에게 자명하게 알려진 다양한 물질들이 적용될 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 7, the uneven part 111 has a buffer layer 120 that prevents defects caused by gaps between the atoms of the substrate member 110 and the first semiconductor layer 200 or a difference in thermal expansion coefficient. It is formed on (s300). The buffer layer 120 is not necessarily provided, and various materials known to those skilled in the art may be applied.
계속해서, 기판(100)의 버퍼층(120) 상에 n형 질화갈륨계 반도체로 이루어진 제1반도체층(200), 전자와 정공이 결합하면서 빛이 발생하는 다층 양자 우물층을 포함하는 활성층(300), p형 질화갈륨계 반도체로 이루어진 제2반도체층(400)을 순서대로 에피성장으로 형성한다(s400).Subsequently, an active layer 300 including a first semiconductor layer 200 made of an n-type gallium nitride based semiconductor on the buffer layer 120 of the substrate 100 and a multilayer quantum well layer in which light is generated while electrons and holes are combined. ), a second semiconductor layer 400 made of a p-type gallium nitride based semiconductor is formed in order to epitaxial growth (s400).
이후, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 기판부재(110)와 공기의 계면의 전반사 특성도 감소시켜 전반사로 인한 빛의 손실을 최소화하기 위해, 기판부재(110)의 하면에도 동일한 방식으로 하면 요철부(112)를 형성한다.Subsequently, as shown in FIGS. 8 and 9, in order to reduce the total reflection characteristic of the interface between the substrate member 110 and the air to minimize the loss of light due to the total reflection, the same manner is applied to the lower surface of the substrate member 110. The concave-convex portion 112 is formed.
구체적으로 설명하면, 그 상면에 제1반도체층(200), 활성층(300), 제2반도체층(400)이 형성된 기판(100)을 뒤집어, 기판부재(110)의 하면을 상기 나노구조체(NS)로 스핀 코팅한다(s500).In detail, the substrate 100 having the first semiconductor layer 200, the active layer 300, and the second semiconductor layer 400 formed on the top surface of the substrate 100 is turned upside down, and the bottom surface of the substrate member 110 is disposed on the nanostructure NS. Spin coating).
다음, 기판부재(110)의 하면에 단일층으로 균일하게 코팅된 나노구조체(NS)를 마스크로써 기판부재(110)의 하면을 건식에칭함으로써, 반구형으로 이루어진 하면 요철부(112)를 형성한다(s600).Next, the bottom surface of the substrate member 110 is dry-etched using a nanostructure NS uniformly coated with a single layer on the bottom surface of the substrate member 110 to form a hemispherical bottom surface concave portion 112 ( s600).
그 후, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1·제2반도체층(200, 400)에 각각 전압을 인가하기 위한 제1패드(210), 투명전극(410) 및 제2패드(420)를 형성하여(s700), 질화갈륨계 수평형 발광다이오드의 제조를 완료한다.Thereafter, as illustrated in FIG. 10, the first pad 210, the transparent electrode 410, and the second pad 420 for applying a voltage to the first and second semiconductor layers 200 and 400, respectively, may be removed. By forming (s700), the manufacture of the gallium nitride-based horizontal light emitting diode is completed.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는 질화갈륨계 수평형 발광다이오드를 제조하는 경우를 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 본 발명에 따른 기판(110)의 제조방법 및 발광다이오드의 제조방법은, 다른 반도체를 이용한 발광다이오드나 수직형 발광다이오드에도 유사하게 응용 적용될 수 있다.In the preferred embodiment of the present invention, a case of manufacturing a gallium nitride-based horizontal light emitting diode has been described, but the present invention is not limited thereto, and the method of manufacturing the substrate 110 and the method of manufacturing the light emitting diode according to the present invention may be performed using different semiconductors. Similar applications may be applied to light emitting diodes or vertical light emitting diodes.
도 13 및 도 14는 상면에만 요철부가 형성된 종래의 기판을 이용하여 제조된 발광다이오드 및 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판(100)을 이용하여 제조된 발광다이오드의 광 추출효율에 대한 시뮬레이션 결과를 각각 보여주는 시뮬레이션 프로그램의 결과창이다.13 and 14 illustrate simulation results of light extraction efficiency of a light emitting diode manufactured using a conventional substrate having an uneven portion formed only on an upper surface thereof, and a light emitting diode manufactured using a substrate 100 according to a preferred embodiment of the present invention. The result window of each simulation program is shown.
도 13이 종래의 기판을 이용하여 제조된 발광다이오드의 시뮬레이션 결과로써 총 광 추출효율이 약 66.36%인 반면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판(100)을 이용하여 제조된 발광다이오드의 시뮬레이션 결과는 그 총 광 추출효율이 약 77.64%로써, 종래의 기판을 이용한 발광다이오드에 비해 약 11.28%가 향상된 것을 확인할 수 있다.13 is a simulation result of a light emitting diode manufactured using a conventional substrate, while the total light extraction efficiency is about 66.36%, while a simulation result of a light emitting diode manufactured using the substrate 100 according to a preferred embodiment of the present invention. As the total light extraction efficiency is about 77.64%, it can be seen that about 11.28% is improved compared to the light emitting diode using the conventional substrate.
이는 종래의 기판을 이용한 발광다이오드를 기준으로 동일한 조건에서의 광 추출량이 약 16.98%이나 상승한다는 것을 의미하는데, 발광다이오드의 하측으로 추출되는 광량에 비해, 상측으로 추출되는 광량이 11.15%에서 20.58%로 특히 많이 증가한 것을 확인할 수 있다.This means that the light extraction amount under the same conditions is increased by about 16.98% based on the light emitting diode using the conventional substrate, which is 11.15% to 20.58% of the light extracted from the upper side of the light emitting diode. It can be seen that the increase especially.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광다이오드용 기판의 제조방법, 이에 의해 제조된 발광다이오드용 기판 및 이 발광다이오드용 기판을 구비한 발광다이오드의 제조방법에 의하면, 제조단가가 높고 복잡한 포토리소그래피 패터닝을 사용하지 않고도 나노구조체(NS)를 코팅하여 이를 마스크로 이용하여 건식에칭하는 방식으로 용이하게 요철부(111, 112)가 형성된 발광다이오드용 기판(100)을 제조할 수 있으므로, 그 제조 시간 및 단가를 절감할 수 있고, 기판부재(110)의 상·하면에 각각 상·하면 요철부(111, 112)가 형성됨으로써, 기판(100)과 제1반도체층(200)의 계면에서는 상면 요철부(111)에 의해 계면의 전반사 특성이 감소하면서 광 추출효율이 향상되고, 이어 기판(100)의 하측 표면에서 하면 요철부(112)에 의해 기판 표면의 전반사 특성이 감소하면서 광 추출효율이 더욱 향상될 수 있다.As described above, according to the manufacturing method of the light emitting diode substrate according to the present invention, the light emitting diode substrate manufactured by this, and the manufacturing method of the light emitting diode including the light emitting diode substrate, the manufacturing cost is high and complicated photolithography patterning Since it is possible to easily manufacture the substrate 100 for the light emitting diode formed with the uneven parts 111 and 112 by coating the nanostructure (NS) and dry etching using it as a mask without the use of, The unit cost can be reduced, and upper and lower concave and convex portions 111 and 112 are formed on the upper and lower surfaces of the substrate member 110, so that the upper and lower concave portions are formed at the interface between the substrate 100 and the first semiconductor layer 200. The light extraction efficiency is improved while the total reflection characteristic of the interface is reduced by (111), and then the total reflection characteristic of the substrate surface is reduced by the uneven portion 112 at the lower surface of the substrate 100. The output efficiency can be further improved.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and variations belong to the appended claims. will be.
Claims (15)
- 제1반도체층, 활성층 및 제2반도체층이 상면에 순차 형성되는 발광다이오드용 기판의 제조방법으로서, A method of manufacturing a substrate for a light emitting diode, in which a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer are sequentially formed on an upper surface thereof,소정의 기판부재의 상면을 상기 기판부재에 비해 건식에칭이 용이한 물질로 이루어진 나노구조체로 코팅하는 단계;Coating a top surface of a predetermined substrate member with a nanostructure made of a material that is easier to dry etch than the substrate member;상기 나노구조체를 마스크로 이용하여 상기 기판부재와 함께 건식에칭함으로써 상기 기판부재의 상면에 상면 요철부를 형성하는 단계;Forming an upper surface uneven portion on the upper surface of the substrate member by dry etching together with the substrate member using the nanostructure as a mask;상기 기판부재의 하면을 상기 나노구조체로 코팅하는 단계; 및Coating the bottom surface of the substrate member with the nanostructures; And상기 나노구조체를 마스크로 이용하여 상기 기판부재와 함께 건식에칭함으로써 상기 기판부재의 하면에 하면 요철부를 형성하는 단계; 를 포함하는 발광다이오드용 기판의 제조방법.Forming an uneven portion on the bottom surface of the substrate member by dry etching together with the substrate member using the nanostructure as a mask; Method for manufacturing a substrate for a light emitting diode comprising a.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 나노구조체는 구형인 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 기판의 제조방법.The nanostructure is a manufacturing method of the substrate for a light emitting diode, characterized in that the spherical.
- 제2항에 있어서,The method of claim 2,상기 나노구조체의 직경은 100nm ~ 3㎛인 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 기판의 제조방법.The nanostructure has a diameter of 100nm ~ 3㎛ manufacturing method for a substrate for a light emitting diode, characterized in that.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 나노구조체는 실리카(SiO2), 유리, 폴리스티렌(polystyrene) 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 기판의 제조방법.The nanostructure is a method of manufacturing a substrate for a light emitting diode, characterized in that consisting of one or more selected from silica (SiO 2 ), glass, polystyrene (polystyrene).
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 나노구조체로 코팅하는 단계는,Coating with the nanostructures,상기 나노구조체가 균일한 단일층을 이루도록 스핀 코팅하는 단계; 인 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 기판의 제조방법.Spin coating the nanostructures to form a uniform monolayer; Method for producing a substrate for a light emitting diode, characterized in that.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 발광다이오드용 기판의 제조방법은,The manufacturing method of the light emitting diode substrate,상기 상면 요철부 상에 상기 기판부재와 상기 제1반도체층의 원자 간의 간격차이나 열팽창률 차이로 인한 결함 발생을 방지하는 버퍼층을 형성하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 기판의 제조방법.Forming a buffer layer on the upper surface irregularities to prevent defects due to gaps between the substrate member and the atoms of the first semiconductor layer or differences in thermal expansion coefficients; Method of manufacturing a substrate for a light emitting diode, characterized in that it further comprises.
- 제1반도체층, 활성층 및 제2반도체층이 상면에 순차 형성되는 발광다이오드용 기판으로서,A substrate for a light emitting diode in which a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer are sequentially formed on an upper surface thereof,소정의 기판부재; 및A predetermined substrate member; And상기 기판부재의 상면과 하면을 상기 기판부재에 비해 건식에칭이 용이한 물질로 이루어진 나노구조체로 각각 코팅하고 건식에칭함으로써, 상기 기판부재의 상면과 하면에 각각 형성된 상하면 요철부; 를 포함하는 발광다이오드용 기판.Upper and lower concave-convex portions formed on the upper and lower surfaces of the substrate member by coating and etching the upper and lower surfaces of the substrate member, respectively, with a nanostructure made of a material that is easier to dry etch than the substrate member; Light emitting diode substrate comprising a.
- 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein상기 상하면 요철부는,The upper and lower irregularities,상기 기판부재의 상면과 하면을 구형의 상기 나노구조체로 각각 코팅하고 건식에칭함으로써, 반구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 기판.A substrate for a light emitting diode, characterized in that the upper and lower surfaces of the substrate member are formed in a hemispherical shape by coating and dry etching each of the spherical nanostructures.
- 제7항 또는 제8항에 있어서,The method according to claim 7 or 8,상기 발광다이오드용 기판은,The light emitting diode substrate,상기 기판부재와 상기 제1반도체층의 원자 간의 간격차이나 열팽창률 차이로 인한 결함 발생을 방지하도록 상기 상면 요철부 상에 형성되는 버퍼층; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 기판.A buffer layer formed on the top uneven portion to prevent defects caused by gaps between the atoms of the substrate member and the first semiconductor layer or differences in thermal expansion rates; Light emitting diode substrate further comprising a.
- 소정의 기판부재의 상면을 상기 기판부재에 비해 건식에칭이 용이한 물질로 이루어진 나노구조체로 코팅하는 단계;Coating a top surface of a predetermined substrate member with a nanostructure made of a material that is easier to dry etch than the substrate member;상기 나노구조체를 마스크로 이용하여 상기 기판부재와 함께 건식에칭함으로써 상기 기판부재의 상면에 상면 요철부를 형성하는 단계;Forming an upper surface uneven portion on the upper surface of the substrate member by dry etching together with the substrate member using the nanostructure as a mask;상기 상면 요철부 상에 제1반도체층, 활성층 및 제2반도체층을 순차 형성하는 단계;Sequentially forming a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer on the upper uneven portion;상기 기판부재의 하면을 상기 나노구조체로 코팅하는 단계; 및Coating the bottom surface of the substrate member with the nanostructures; And상기 나노구조체를 마스크로 이용하여 상기 기판부재와 함께 건식에칭함으로써 상기 기판부재의 하면에 하면 요철부를 형성하는 단계; 를 포함하는 발광다이오드의 제조방법.Forming an uneven portion on the bottom surface of the substrate member by dry etching together with the substrate member using the nanostructure as a mask; Method of manufacturing a light emitting diode comprising a.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 나노구조체는 구형인 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.The nanostructure is a manufacturing method of the light emitting diode, characterized in that the spherical.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 나노구조체의 직경은 100nm ~ 3㎛인 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.The nanostructure has a diameter of 100nm ~ 3㎛ manufacturing method of the light emitting diode, characterized in that.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 나노구조체는 실리카(SiO2), 유리, 폴리스티렌(polystyrene) 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.The nanostructure is a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that consisting of one or more selected from silica (SiO 2 ), glass, polystyrene (polystyrene).
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 나노구조체로 코팅하는 단계는,Coating with the nanostructures,상기 나노구조체가 균일한 단일층을 이루도록 스핀 코팅하는 단계; 인 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.Spin coating the nanostructures to form a uniform monolayer; Method for producing a light emitting diode, characterized in that.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 발광다이오드의 제조방법은,The manufacturing method of the light emitting diode,상기 상면 요철부 상에 상기 기판부재와 상기 제1반도체층의 원자 간의 간격차이나 열팽창률 차이로 인한 결함 발생을 방지하는 버퍼층을 형성하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.Forming a buffer layer on the upper surface irregularities to prevent defects due to gaps between the substrate member and the atoms of the first semiconductor layer or differences in thermal expansion coefficients; Method of manufacturing a light emitting diode further comprising a.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2011-0070488 | 2011-07-15 | ||
| KR1020110070488A KR20130009399A (en) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Method of manufacturing substrate for light emitting diode, substrate for light emitting diode manufactured by the method and method of manufacturing light emitting diode with the substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2013012194A2 true WO2013012194A2 (en) | 2013-01-24 |
| WO2013012194A3 WO2013012194A3 (en) | 2013-03-14 |
Family
ID=47558572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2012/005465 WO2013012194A2 (en) | 2011-07-15 | 2012-07-10 | Method for manufacturing substrate for light emitting diode, substrate for light emitting diode manufactured thereby, and method for manufacturing light emitting diode provided with substrate for light emitting diode |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130009399A (en) |
| WO (1) | WO2013012194A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9142730B2 (en) | 2013-09-25 | 2015-09-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor light emitting device |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016527712A (en) | 2013-06-18 | 2016-09-08 | グロ アーベーＧｌｏ Ａｂ | Stop etching in planar layer after etching of 3D structure |
| JP2016527713A (en) * | 2013-06-18 | 2016-09-08 | グロ アーベーＧｌｏ Ａｂ | Removal of 3D semiconductor structure by dry etching |
| KR101535852B1 (en) * | 2014-02-11 | 2015-07-13 | 포항공과대학교 산학협력단 | LED manufacturing method using nanostructures transcription and the LED |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050097075A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-07 | 삼성전기주식회사 | Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof |
| KR20060040923A (en) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | 엘지전자 주식회사 | Light emitting diode of high efficiency for light extraction and method for fabricating the same |
| KR100709655B1 (en) * | 2004-09-10 | 2007-04-19 | 가부시끼가이샤 도시바 | Semiconductor Light Emitting Device and Method for Manufacturing the Same |
| KR20080031292A (en) * | 2005-07-08 | 2008-04-08 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | Substrate and semiconductor light emitting element |
-
2011
- 2011-07-15 KR KR1020110070488A patent/KR20130009399A/en not_active Application Discontinuation
-
2012
- 2012-07-10 WO PCT/KR2012/005465 patent/WO2013012194A2/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050097075A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-07 | 삼성전기주식회사 | Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof |
| KR100709655B1 (en) * | 2004-09-10 | 2007-04-19 | 가부시끼가이샤 도시바 | Semiconductor Light Emitting Device and Method for Manufacturing the Same |
| KR20060040923A (en) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | 엘지전자 주식회사 | Light emitting diode of high efficiency for light extraction and method for fabricating the same |
| KR20080031292A (en) * | 2005-07-08 | 2008-04-08 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | Substrate and semiconductor light emitting element |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9142730B2 (en) | 2013-09-25 | 2015-09-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor light emitting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013012194A3 (en) | 2013-03-14 |
| KR20130009399A (en) | 2013-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2012047068A2 (en) | Light-emitting element and method for manufacturing same | |
| WO2013133567A1 (en) | Light-emitting diode having improved light extraction efficiency and method for manufacturing same | |
| WO2013012194A2 (en) | Method for manufacturing substrate for light emitting diode, substrate for light emitting diode manufactured thereby, and method for manufacturing light emitting diode provided with substrate for light emitting diode | |
| JP2018518843A (en) | Micro LED display without transfer | |
| WO2010101348A1 (en) | Group 3 nitride semiconductor light-emitting device and manufacturing method thereof | |
| WO2012091270A1 (en) | Method for manufacturing nano-imprint mould, method for manufacturing light-emitting diode using the nano imprint mould manufactured thereby, and light-emitting diode manufactured thereby | |
| WO2014134980A1 (en) | Light-emitting diode and manufacturing method therefor | |
| WO2011021753A1 (en) | Group iii-nitride semiconductor light emitting device and fabrication method thereof | |
| Huang et al. | Enhanced light extraction efficiency of GaN-based hybrid nanorods light-emitting diodes | |
| WO2012091271A2 (en) | Method for manufacturing nano-imprint mould, method for manufacturing light-emitting diode using the nano imprint mould manufactured thereby, and light-emitting diode manufactured thereby | |
| WO2011149163A1 (en) | Semiconductor light-emitting element and a production method therefor | |
| WO2012091325A2 (en) | Method for manufacturing light-emitting diode using nano-structures and light-emitting diode manufactured thereby | |
| WO2015122652A1 (en) | Light-emitting diode production method using nanostructure transfer, and light-emitting diode obtained thereby | |
| WO2012091329A2 (en) | Method for manufacturing light-emitting device and light-emitting device manufactured thereby | |
| WO2012062016A1 (en) | Light emitting diode and manufacturing method thereof, light emitting device | |
| WO2014161378A1 (en) | Nitride light-emitting diode and manufacturing method | |
| WO2013157875A1 (en) | Method for manufacturing highly efficient light-emitting diode | |
| WO2012091275A1 (en) | Light-emitting diode and method for manufacturing same | |
| TW201340388A (en) | LED die and method for manufacturing the same | |
| WO2012099436A2 (en) | Method for manufacturing a light-emitting diode, and light-emitting diode manufactured thereby | |
| WO2013122328A1 (en) | Method for manufacturing light-emitting device and light-emitting device manufactured using same | |
| WO2014077523A1 (en) | Method for manufacturing light-emitting diode element and light-emitting diode element | |
| WO2015102344A1 (en) | Nitride semiconductor light emitting device and method for manufacturing same | |
| KR20140036403A (en) | Method of forming pattern in light emitting diode | |
| TWI479682B (en) | Light emitting diode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12814316 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12814316 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |