WO2014077523A1 - 발광 다이오드 소자의 제조방법 및 발광 다이오드 소자 - Google Patents

발광 다이오드 소자의 제조방법 및 발광 다이오드 소자 Download PDF

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WO2014077523A1
WO2014077523A1 PCT/KR2013/009458 KR2013009458W WO2014077523A1 WO 2014077523 A1 WO2014077523 A1 WO 2014077523A1 KR 2013009458 W KR2013009458 W KR 2013009458W WO 2014077523 A1 WO2014077523 A1 WO 2014077523A1
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WO
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emitting diode
substrate
oxide film
light emitting
diode device
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/009458
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French (fr)
Inventor
김범준
이종람
손준호
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
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Publication date
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    • 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
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    • H01L2933/0008—Processes
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2933/0083—Periodic patterns for optical field-shaping in or on the semiconductor body or semiconductor body package, e.g. photonic bandgap structures

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a light emitting diode device and a light emitting diode device, and more particularly, using a self-aligned nanostructure on the substrate of a gallium nitride-based light emitting diode device or a substrate of an organic light emitting diode device by using a nano-patterned oxide film
  • the present invention relates to a method for manufacturing a light emitting diode device and a light emitting diode device capable of increasing light extraction efficiency.
  • the gallium nitride-based light emitting diode which is spotlighted as a white light source, has high energy conversion efficiency, long life, high light directivity, and low voltage driving.
  • the gallium nitride-based light emitting diode does not require a preheating time and a complex driving circuit, there is an advantage that can be implemented in a high-quality lighting system of various forms and strong resistance to shock or vibration.
  • the gallium nitride-based light emitting diode is expected to be a solid-state lighting light source to replace existing light sources such as incandescent lamps, fluorescent lamps and mercury lamps within the next five years due to the advantages described above.
  • gallium nitride-based light emitting diode In order for a gallium nitride-based light emitting diode to be used as a white light source to replace a mercury lamp or a fluorescent lamp, it must not only have excellent thermal stability but also be able to emit high power at low power consumption.
  • organic light emitting diode as an optical element that is expected as a light source for the next generation lighting together with a gallium nitride-based light emitting diode.
  • Such an organic light emitting diode may be made of a flexible device by using a bendable substrate, and may have surface light emission.
  • organic light emitting diodes are still insufficient to be used for high power lighting.
  • the light generated in the active layer is completely emitted, so that total reflection does not occur inside the device in order to increase the light extraction efficiency.
  • Korean Patent No. 1043247 A light emitting diode device in which a nanocrystal is embedded in an oxide film and a method of manufacturing the same has been disclosed.
  • the technical idea of the prior art described above is coated with CdSe / ZnS, CdS, and PbS nanocrystals on a p-type silicon substrate, the surface active agent is removed by plasma treatment, and then an oxide film is deposited so that the nanocrystals are embedded on the oxide layer. It is to prevent the total reflection of light.
  • the above-mentioned prior art has a problem in that a mesa structure having a diameter of 0.5 ⁇ m is formed by additionally performing a photolithography process and an etching process after deposition of an oxide film, and the light transmittance or emission characteristics of embedded nanocrystals lower light extraction efficiency. Problems that act as a factor, there was a problem that the optical performance may be degraded due to long time light emission and heat.
  • a photonic crystal is formed by periodically arranging pores or protrusions of several hundred nm to several ⁇ m in size through a photolithography process on a semiconductor substrate or glass surface, or a pyramidal hexagonal pyramid is formed on a surface layer. Has been attempted to increase the light extraction efficiency outside the device.
  • An object of the present invention for solving the problems according to the prior art, to reduce the total reflection occurs in the interior of the light emission to increase the light extraction efficiency, and to facilitate the further application to the current manufacturing process
  • a method of manufacturing a device and a light emitting diode device are provided.
  • Method for manufacturing a light emitting diode device for achieving the above object, (a) applying a nanostructure on a substrate; (b) depositing an oxide film having a refractive index value less than the substrate refractive index on the substrate to which the nanostructure is applied; And (c) removing the nanostructure after oxide film deposition to form a nano-patterned oxide film on the substrate.
  • the oxide film deposited on the substrate is deposited corresponding to the oxide material of the corresponding layer according to the layer arrangement of each oxide material such that oxide materials having different refractive index values are deposited in a plurality of layers.
  • the process may be performed in a sequential manner, and each oxide film forming the plurality of layers may be layered in an order of decreasing refractive index value from the substrate.
  • the substrate may be a p-type gallium nitride-based material or an n-type gallium nitride-based material.
  • the substrate is glass, polyethylene terephthalate (PET), polyether sulfone (PES, polyether sulfone), polyimide, SU-8 polymer, PDMS (polydimethylsiloxane), polycarbonate ( poly-carbonate).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PS polyether sulfone
  • polyimide polyimide
  • SU-8 polymer polymer
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • polycarbonate poly-carbonate
  • the nanostructure may be a spherical shape made of one or more of polystyrene, polyethylene, SiO 2 , and glass-based materials.
  • the nanostructure is a spherical shape made of polystyrene or polyethylene, and may further comprise adjusting the size of the nanostructure by plasma treatment after the step (a).
  • the nanostructure may have a spherical shape having a diameter of 100nm ⁇ 3 ⁇ m size.
  • the nanostructures may be made of a mixture of two or more having different diameters.
  • step (a) may be performed after surface treatment with an oxide film on the substrate.
  • the oxide film deposition in step (b) may be performed by any one of electron beam deposition, sputter deposition, and thermal deposition.
  • the deposition thickness of any one of the oxide film may be 10 ⁇ ⁇ 10,000 ⁇ .
  • the method of removing the nanostructures in step (c) may be performed by wet etching the substrate on which the oxide film is deposited to precipitate in an aqueous solution of toluene or BOE (Buffered Oxide Etch).
  • BOE Birered Oxide Etch
  • the substrate may have a gallium nitride-based layer in which an oxide film is formed on a surface thereof in a vertical layer structure.
  • the nano-pattern may be formed to have a pyramid shape by forming a nano-patterned oxide layer and then wet etching the precipitated in an aqueous solution containing potassium hydroxide (KOH) or sodium hydroxide (NaOH).
  • KOH potassium hydroxide
  • NaOH sodium hydroxide
  • the aqueous solution concentration of the wet etching may be 1M ⁇ 8M.
  • the time of the wet etching may be 5 minutes to 60 minutes.
  • the substrate may be a gallium nitride-based substrate having a horizontal structure.
  • the oxide film deposited on the substrate may be made of any one material of ITO, IGO, IZO, ZnOx, ZrOx, WOx MgOx, AlOx, SiOx, GaOx, VOx, TiOx.
  • the light emitting diode device may be a gallium nitride based light emitting diode device or an organic light emitting diode device.
  • the present invention as described above, by applying a self-aligned nanostructure on the surface of the substrate, by depositing an oxide film between the nanostructures to remove the nanostructures by forming a nano-size pattern of oxide film on the surface of the substrate By making the photonic crystal there is an effect that can improve the light extraction efficiency.
  • the oxide film formed on the surface of the substrate is formed of a plurality of layers having different refractive indices, it is possible to further increase the light extraction efficiency by reducing the difference in refractive index between the substrate and the atmosphere.
  • the present invention does not use a photolithography process, an etching process using a photolithography mask, a photolithography removal process, or the like.
  • the effect is to simply add the process and apply it as is. Therefore, compared with the prior art, the process is simple and the manufacturing cost can be reduced by reducing the cost and manufacturing time.
  • FIG. 1 is a view schematically illustrating a light extraction efficiency relationship of a light emitting diode through a multi-layered oxide film pattern having a refractive index formed in the present invention.
  • FIGS. 2A and 2B are views for explaining a process of forming a refractive index control nanopattern using a nanostructure and an oxide film through the present invention on a substrate.
  • Figure 3 shows the process of forming a pattern on the oxide film after the application of the nanostructures applied in the present invention, the process of forming a pattern after adjusting the size of the nanostructures using plasma and the shape after forming the oxide film patterning from nanostructure application A scanning electron microscope (SEM) photograph.
  • 4A and 4B are views illustrating a process of fabricating the gallium nitride-based vertical light emitting diode by applying the technique of the present invention.
  • 5A and 5B illustrate the relationship of the present invention to the surface of a p-type gallium nitride-based substrate of a gallium nitride-based horizontal light emitting diode and the relationship of the present invention to glass used as a substrate of an organic light emitting diode. It is for the drawing.
  • the refractive index of the air when looking at the refractive index relationship between the substrate and the air, when the refractive index of the air is 1, the refractive index of the substrate layer through which the light emitted from the active layer passes Since it exceeds 1, it has a large refractive index difference.
  • the critical angle becomes small at the interface of the substrate in contact with the air, and thus, most of the light generated in the active layer does not escape out but is totally reflected or reflected and disappears inside the substrate.
  • a method of manufacturing a light emitting diode includes: (a) applying a nanostructure on a substrate; (b) depositing an oxide film having a refractive index value less than the substrate refractive index on the substrate to which the nanostructure is applied; And (c) removing the nanostructure after oxide film deposition to form a nano-patterned oxide film on the substrate.
  • step (a) of applying a nanostructure on the substrate will be described.
  • the nanostructure is a substantially sphere-shaped structure having a diameter of about 100 nm to 3 ⁇ m, preferably 500 nm to 2.5 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • Such nanostructures may be self-aligned as they are applied to the substrate surface, and may be made of one or more of polystyrene, polyethylene, SiO 2 , and glass-based materials.
  • the degree of spacing between nanostructures and the size of the nanostructures may be adjusted by adjusting the degree of plasma treatment while the nanostructures are applied on the substrate. You can adjust the magnification.
  • the gap between neighboring nanostructures or between three adjacent nanostructures may be determined according to the formation size of the nanostructure or the degree to the above-described plasma treatment.
  • the nanostructure applied on the substrate may be composed of nanostructures having a single diameter or a mixture of two or more nanostructures having different diameters.
  • the substrate may be made of a p-type gallium nitride-based material or an n-type gallium nitride-based material in a vertical or horizontal structure.
  • the substrate is glass, polyethylene terephthalate (PET), polyether sulfone (PES, polyether sulfone), polyimide (poly-imid), It may be made of any one material of SU-8 polymer, polydimethylsiloxane (PDMS), polycarbonate (poly-carbonate).
  • the substrate used for the optical device may be washed with acetone, IPA (Iso-propanol alcohol) and deionized water and then dried with nitrogen.
  • IPA Iso-propanol alcohol
  • step (b) of depositing an oxide film on the substrate will be described.
  • step (b) is a step in which the nanostructures deposit an oxide film having a refractive index value smaller than the refractive index of the substrate on the substrate.
  • the oxide film deposited on the substrate may be deposited in a plurality of layers having different refractive index values including materials of the substrate.
  • the oxide film is composed of a plurality of layers, as shown in FIG. 1, the plurality of layers constituting the oxide film have a small refractive index value from the substrate (n 0 > n 1 > n 2 >...> 1) can be laminated sequentially. To this end, a process of increasing the number of layers constituting the oxide film may be sequentially performed.
  • any one of the plurality of layers constituting the oxide film or each layer may be made of any one material of ITO, IGO, IZO, ZnOx, ZrOx, Wox MgOx, AlOx, SiOx, GaOx, VOx, TiOx.
  • the deposition of the oxide film as described above is performed in the form of filling the space between the nanostructures so that the upper portion of the nanostructures are exposed in a state where the spherical nanostructures are distributed on the surface of the substrate.
  • the thickness of the first layer deposited in the space between the nanostructures applied to the substrate is preferably formed below the radius of the nanostructures.
  • the bottom surface of the finally deposited layer requires control of the oxide deposition thickness deposited immediately before it so that it is below the radius height of the nanostructure from the substrate surface.
  • the deposition thickness of any one of the plurality of layers constituting the oxide film or each layer is in the range of 10 kPa to 10,000 kPa. desirable.
  • step (c) is to remove the oxide film and the nanostructure deposited on top of the nanostructure except the oxide film deposited in the space between the above-described nanostructures.
  • the etching solution for this is preferably toluene (Toluene) or BOE (Buffered Oxide Etch) aqueous solution.
  • the nanostructure is preferably applied to the material of the etching rate faster than the oxide film deposited through the above-described deposition process, so that the nanostructure can be etched and removed faster than the oxide film.
  • CMP chemical-mechanical polishing
  • the substrate in the method for removing the remaining nanostructures, may be immersed in an etchant for etching the nanostructures to etch the nanostructures.
  • an etchant for etching the nanostructures to etch the nanostructures.
  • the material forming the nanostructure is made of a material having a faster etching rate than the oxide film so that the nanostructure is etched earlier than the oxide film.
  • the etchant used here is preferably toluene (Toluene) or BOE (Buffered Oxide Etch) aqueous solution.
  • the etching solution used after the oxide film is formed using an aqueous solution containing potassium hydroxide (KOH) or sodium hydroxide (NaOH). Wet etching can be performed.
  • the oxide layer structure of the nano-pattern may be formed to have various shapes such as a pyramid shape having a square bottom and a sharp top, a triangular pyramid with a sharp bottom, and a circular cone with a sharp bottom.
  • the concentration of the aqueous solution containing potassium hydroxide (KOH) or sodium hydroxide (NaOH) is to be used in the range of 1M ⁇ 8M, the time of wet etching is preferably about 5 minutes to 60 minutes.
  • a nano-sized oxide film forming at least one layer deposited between the nanostructures is formed on the substrate as a pattern.
  • FIG. 2B illustrates a method of another embodiment, in which an oxide film having an index of refraction of n 1 is first deposited on a substrate prior to application of the nanostructure, and thereafter uniform surface treatment of the nanostructure having a spherical shape after suitable surface treatment. After coating, an oxide film is deposited, and then a process of removing the nanostructure is illustrated.
  • an oxide film having a refractive index of n 2 between the nanostructure coating on the oxide film surface with the refractive index values of n 1 and deposited achieve a continuous layer from the oxide film surface with the refractive index of n 1, nano after The process of removing the structure proceeds.
  • the aforementioned refractive index of n 1 is smaller than the refractive index value n 0 of the substrate, and has a relationship larger than the refractive index value n 2 of the oxide film deposited thereafter (n 0 > n 1 > n 2).
  • the difference in refractive index of the oxide film further increases the critical angle of light emitted from the active layer, thereby providing an effect of reducing the possibility of total reflection.
  • the process of forming the nano-pattern oxide film from the above process is as shown in FIG. 3.
  • Figure 3 (a) is to control the size of the nanostructures through the plasma treatment after coating the polymer-based nanostructures on the substrate, it shows a plan view of the relationship of controlling the gap between the nanostructures.
  • 3B is a plan view schematically illustrating a state in which an oxide film is deposited in a plurality of layers on a substrate on which a nanostructure is applied.
  • 3C is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the nanostructures coated on a substrate.
  • 3D is a scanning electron micrograph showing a nano patterned oxide film on a substrate.
  • FIG. 4A is a view illustrating a process of forming a nano-pattern oxide film by applying to a gallium nitride-based vertical light emitting diode, and a detailed process is as follows.
  • sapphire is removed using a KrF laser (248 nm), u-GaN is etched to expose n-GaN, and the surface is treated in a predetermined format, and then the nanostructure is uniformly applied.
  • a plurality of layers of oxide films are formed by using any one of an electron beam deposition method, a thermal vapor deposition method, and a sputter deposition method in order of refractive index smaller than that of GaN.
  • an oxide film deposited on the structure is also removed using a predetermined solution capable of removing the nanostructure, thereby forming an oxide film having a nano pattern on the n-type gallium nitride substrate, and then forming an n-type electrode to form a light emitting diode. To produce.
  • FIG. 4B illustrates that a thin film oxide film is first formed on a substrate, a nano pattern oxide film is formed thereon, and then an n-type electrode is formed to fabricate a light emitting diode.
  • the photonic crystal effect can be created by increasing the critical angle and the nano-pattern structure of a certain period, thereby improving the light extraction efficiency can be obtained.
  • Figure 5a shows a structure of a horizontal gallium nitride-based light emitting diode to which the technique of the present invention is applied.
  • Figure 5b shows the structure of an organic light emitting diode to which the technique of the present invention is applied.
  • an oxide film directly bonded to the p-type gallium nitride-based surface layer should be applied as a transparent conductive oxide film, and the structure is coated after forming a thin film-type conductive oxide film on the p-type gallium nitride surface. Must be formed to cause current spreading.
  • the organic light emitting diode as shown in Fig. 5b, it can be applied to the lower light emitting structure, and the substrate is manufactured by applying the technique of the present embodiment before forming the electrode and the active layer.
  • the above method has a feature that can be formed in a short time compared to general nanostructure forming method without using e-beam lithography patterning which is expensive in manufacturing and difficult to apply to large-area processes. Cost savings can be achieved.

Abstract

본 발명은 질화갈륨계 발광 다이오드 소자 또는 유기 발광 다이오드 소자의 기판에 자가 정렬 나노 구조체를 이용하여 나노 패턴으로 이루어지는 산화막을 형성토록 함으로써 내부에서 전반사의 가능성을 줄이고, 그에 따른 광추출 효율을 높일 수 있도록 한 발광 다이오드 소자의 제조방법 및 발광 다이오드 소자에 관한 것이다. 이에 따른 발광 다이오드 소자 제조방법은, (a) 기판상에 나노 구조체를 도포하는 단계; (b) 나노 구조체가 도포된 기판상에 기판 굴절률보다 작은 굴절률 값을 갖는 산화막을 증착하는 단계; (c) 산화막 증착 후 도포된 나노 구조체를 제거하여 기판에 나노 패터닝된 산화막을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다. 이에 따르면, 기판 표면에 자가 정렬 나노 구조체를 도포하고, 나노 구조체들 사이를 통해 산화막을 증착한 후 나노 구조체를 제거하는 방법으로 기판 표면에 나노 크기의 산화막이 패턴으로 형성되어 광결정을 이루도록 함으로써 광추출 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

발광 다이오드 소자의 제조방법 및 발광 다이오드 소자
본 발명은 발광 다이오드 소자의 제조방법 및 발광 다이오드 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 질화갈륨계 발광 다이오드 소자의 기판 또는 유기 발광 다이오드 소자의 기판에 자가 정렬 나노 구조체를 이용하여 나노 패턴의 산화막을 형성하여 광추출 효율을 높일 수 있는 발광 다이오드 소자의 제조방법 및 발광 다이오드 소자에 관한 것이다.
백생광원으로서 각광받고 있는 질화갈륨계 발광 다이오드는 에너지 변환 효율이 높고, 수명이 길며, 빛의 지향성이 높고, 저전압 구동이 가능하다. 또한, 상기 질화갈륨계 발광 다이오드는 예열 시간과 복잡한 구동회로가 필요하지 않고, 충격 또는 진동에 강한 특성 및 다양한 형태의 고품격 조명시스템 구현이 가능한 장점이 있다. 상기 질화갈륨계 발광 다이오드는 상술한 바와 같은 장점들로 인하여 향후 5년 이내에 백열등, 형광등, 수은등과 같은 기존의 광원을 대체할 고체 조명(solid-state lighting) 광원으로 기대되고 있다.
질화갈륨계 발광 다이오드가 기존의 수은등이나 형광등을 대체하여 백색광원으로서 쓰이기 위해서는 열적 안정성이 뛰어나야 할 뿐 아니라 낮은 소비 전력에서도 고출력의 빛을 발할 수 있어야 한다.
한편, 질화갈륨계 발광 다이오드와 함께 차세대 조명용 광원으로 기대되고 있는 광소자로서 유기 발광 다이오드가 있다. 이러한 유기 발광 다이오드는 구부릴 수 있는 기판을 사용하여 플랙서블한 소자를 만들 수 있고, 면발광을 한다는 장점이 있다. 하지만, 유기 발광 다이오드는 고출력 조명용으로 사용되기 위해서는 아직 부족한 실정이다.
상술한 바와 같이, 질화갈륨계 발광 다이오드 또는 유기 발광 다이오드에서 광 추출 효율을 향상시키기 위해서는 활성층에서 발생한 빛이 온전히 방출되어 광추출효율을 높이기 위해서는 소자 내부에서 전반사가 일어나지 않도록 해야한다.
이를 위하여, 빛이 방출되는 부위 즉, 전반사가 일어나는 부위에 전반사에 의한 빛의 손실을 방지하도록 그 표면 부위에 구조적인 패턴을 형성하는 방법이 개시된 바 있다. 이러한 종래 기술 중 하나로 대한민국 등록특허 제1043247호("나노결정이 산화막에 임베딩된 발광 다이오드 소자 및 그의 제조방법", 이하 '선행기술'이라 함)가 개시된 바 있다.
상술한 선행기술의 기술사상은, p형 실리콘 기판상에 CdSe/ZnS, CdS, PbS 나노결정으로 코팅하고, 표면 활성제를 플라즈마 처리로 제거한 후 산화막을 증착하는 것으로 나노결정이 산화막층 상에 임베딩되어 빛의 전반사를 방지하는 것이다.
이러한 선행기술에 따르면, 종래의 Si CMOS 공정을 활용하여 반도체 나노결정을 산화물에 임베딩시킨 발광소자를 경제적으로 생산할 수 있도록 한다는 이점이 있다.
그러나, 상술한 선행기술은 산화막 증착 후 포토 리소그래피 공정 및 식각 공정을 추가적으로 수행하여 지름이 0.5㎛ 크기인 메사구조로 형성해야 한다는 문제점, 임베딩된 나노결정의 광투과성 또는 발광특성이 광 추출 효율을 낮추는 요인으로 작용한다는 문제점, 오랜 시간의 발광과 그 열로 인해 광학적 성능이 떨어질 수 있는 문제점이 있었다.
그 밖의 종래 기술로는, 반도체 기판 또는 유리 표면에 포토 리소그래피 공정을 통해 수백 ㎚ ~ 수 ㎛ 크기의 기공 또는 돌기를 주기적으로 배열하여 광결정(photonic crystal)을 형성하거나, 표면층에 피라미드 형태의 육각뿔을 형성하여 소자 외부로의 광 추출 효율을 증가시키기 위한 연구와 노력이 시도되어 왔다.
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 발광이 이루어지는 내부에서 전반사가 일어나는 것을 저감토록 하여 광추출 효율을 높이도록 하고, 현재 제작되는 제조공정에 추가 적용이 용이하도록 하는 발광 다이오드 소자의 제조방법 및 발광 다이오드 소자를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 소자의 제조방법은, (a) 기판상에 나노 구조체를 도포하는 단계; (b) 나노 구조체가 도포된 기판상에 기판 굴절률보다 작은 굴절률 값을 갖는 산화막을 증착하는 단계; 및 (c) 산화막 증착 후 상기 나노 구조체를 제거하여 기판에 나노 패터닝된 산화막을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
바람직하게, 상기 (b) 단계에서, 상기 기판상에 증착되는 산화막 증착은 굴절률 값이 각기 다른 산화막 물질이 복수 층을 이루며 증착되도록 각 산화막 물질의 층 배열에 따라 해당 층의 산화막 물질에 대응하는 증착 공정을 순차적인 실시로 이루어지고, 상기 복수 층을 이루는 각 산화막 물질은 상기 기판에서부터 굴절률 값이 점차 작아지는 순서의 배열로 층을 이룰 수 있다.
바람직하게, 상기 기판은 p형 질화갈륨계 물질 또는 n형 질화갈륨계 물질일 수 있다.
바람직하게, 상기 기판은, 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리에테르 술폰(PES, polyether sulfone), 폴리이미드(poly-imid), SU-8 폴리머, PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리카보네이트(poly-carbonate) 중 어느 하나의 소재로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 나노 구조체는 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), SiO2, Glass계 물질 중 1종 이상으로 이루어진 구 형상의 것일 수 있다.
바람직하게, 상기 나노 구조체는 폴리스티렌(polystyrene) 또는 폴리에틸렌(polyethylene) 물질로 된 구 형상의 것이고, 상기 (a) 단계 이후에 플라즈마 처리로 나노 구조체의 크기를 조절하는 단계를 더 구비하여 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 나노 구조체는 지름이 100㎚~3㎛ 크기의 지름을 갖는 구 형상의 것일 수 있다.
바람직하게, 상기 나노 구조체는 서로 다른 크기의 지름을 갖는 둘 이상의 것이 혼합된 것으로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 (a) 단계는 기판상에 산화막으로 표면처리 한 후 시행될 수 있다.
바람직하게, 상기 (b) 단계의 산화막 증착은 전자선 증착법, 스퍼터 증착법, 열 증착법 중 어느 하나의 방법에 의해 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 산화막 중 어느 한 층의 증착 두께는 10Å~10,000Å일 수 있다.
바람직하게, 상기 (c) 단계에서 나노 구조체를 제거하는 방법은 산화막이 증착된 기판을 톨루엔(Toluene) 또는 BOE(Buffered Oxide Etch) 수용액에 침전시키는 습식 식각으로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 기판은 수직형 층 구조로 표면에 산화막이 형성되는 층이 질화갈륨계일 수 있다.
바람직하게, 상기 나노 패터닝된 산화막을 형성한 후 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 포함한 수용액에 침전시키는 습식 식각으로 나노 패턴을 피라미드 형태를 갖도록 형성할 수 있다.
바람직하게, 상기 습식 식각의 수용액 농도는 1M~8M일 수 있다.
바람직하게, 상기 습식 식각의 시간은 5분~60분일 수 있다.
바람직하게, 상기 기판은 수평형 구조를 갖는 질화갈륨계 기판일 수 있다.
바람직하게, 상기 기판에 증착 형성되는 산화막은 ITO, IGO, IZO, ZnOx, ZrOx, WOx MgOx, AlOx, SiOx, GaOx, VOx, TiOx 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 발광 다이오드 소자는 질화갈륨계 발광 다이오드 소자 또는 유기 발광 다이오드 소자일 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 방법으로 제조된 발광 다이오드 소자가 개시된다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 기판 표면에 자가 정렬 나노 구조체를 도포하고, 나노 구조체들 사이에 산화막을 증착한 후 나노 구조체를 제거하는 방법을 통해 기판의 표면에 나노 크기의 패턴의 산화막을 형성하여 광결정을 이루도록 함으로써 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 기판의 표면에 형성된 산화막은 굴절률이 서로 다른 복수의 층으로 이루어짐에 따라 기판과 대기 사이의 굴절률 차이를 줄임으로써 광추출 효율을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 기판 표면에 도포되는 나노 구조체의 종류 및 크기를 조절하는 단순한 공정으로 산화막 패턴의 크기와 형상 및 분포도를 소망하는 수준으로 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 나노 구조체의 사용에 따라 포토 리소그래피 공정, 포토 리소그래피를 마스크로 한 식각 공정, 포토 리소그래피 제거 공정 등의 공정을 사용하지 않고, 현행 질화갈륨계 발광 다이오드 소자 또는 유기 발광 다이오드 소자 제조과정에 위의 공정을 단순히 추가하여 그대로 적용할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 종래 기술에 비교하여 공정이 단순하고, 비용 절감 및 제조시간 단축 등으로 제조비용을 절감하는 등의 효과가 있다.
도 1은 본 발명에서 형성한 굴절률이 조절된 복수 층 산화막 패턴을 통한 발광 다이오드의 광추출 효율 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 나노 구조체와 이를 통한 산화막을 이용한 굴절률 조절 나노패턴을 기판에 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에서 적용한 나노 구조체의 도포 후, 산화막에 패턴을 형성하는 과정과 나노 구조체의 크기를 플라즈마를 이용하여 조절한 후 패턴을 형성하는 과정 및 나노 구조체 도포로부터 산화막 패터닝 형성 후의 형상을 보여주는 주사 전자 현미경(SEM) 사진이다.
도 4a와 도 4b는 질화갈륨계 수직형 발광 다이오드 표면에 본 발명의 기술을 적용하여 제작하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5a와 도 5b는 질화갈륨계 수평형 발광 다이오드의 p형 질화갈륨계 기판 표면에 본 발명의 기술을 적용한 관계와 유기 발광 다이오드의 기판으로 사용되는 유리에 본 발명의 기술을 적용한 관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일실시예를 설명하기에 앞서, 일반적인 발광 다이오드 소자에 있어서, 기판과 공기 사이의 굴절률 관계를 살펴보면, 공기의 굴절률이 1이라 할 때 활성층에서 방출된 광이 통과하는 기판 층의 굴절률은 1을 초과하게 되므로 큰 굴절률 차이를 갖는다.
즉, 공기와 접하는 기판의 계면에서 임계각이 작아지게 되고, 이로 인하여 활성층에서 발생한 대부분의 빛이 밖으로 빠져나오지 못하고 전반사 또는 반사되어 기판의 내부에서 소멸하게 되는 문제가 있다.
상술한 문제를 개선하는 방법으로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판과 공기 간의 굴절률 차이를 줄이는 방법이 있으며, 산화막을 복수 층으로 형성하면 임계각을 더욱 확대시키게 됨에 따라 기판 내부에서의 전반사 가능성을 줄이고, 광추출 효율을 높일 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 기술 사상에 근거한 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 제조방법은, (a) 기판상에 나노 구조체를 도포하는 단계; (b) 나노 구조체가 도포된 기판상에 기판 굴절률보다 작은 굴절률 값을 갖는 산화막을 증착하는 단계; 및 (c) 산화막 증착 후 상기 나노 구조체를 제거하여 기판에 나노 패터닝된 산화막을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 기판상에 나노 구조체를 도포하는 (a) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 나노 구조체는 지름이 대략 100㎚~3㎛, 바람직하게는 500㎚~2.5㎛, 더욱 바람직하게는, 1㎛~2㎛의 크기를 갖는 대략 구(sphere) 형상의 구조체이다.
이러한 나노 구조체는 상기 기판 표면에 도포됨에 따라 자가 정렬될 수 있으며, 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), SiO2, Glass계 물질 중 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
특히, 상기 나노 구조체를 구성하는 물질이 폴리스티렌(polystyrene) 또는 폴리에틸렌(polyethylene)인 경우에, 상기 나노 구조체가 상기 기판상에 도포된 상태에서 플라즈마 처리 정도를 조절하여 나노구조체 간의 간격 정도 및 그 크기의 확대 정도를 조절할 수 있다.
즉, 상호 이웃하는 나노 구조체들 사이 또는 상호 접하는 세 개의 나노 구조체들 사이의 틈새는, 나노 구조체의 형성 크기 또는 상술한 플라즈마 처리에 정도에 따라 결정될 수 있다.
상기 기판상에 도포되는 나노 구조체는, 단일 크기의 지름을 갖는 나노 구조체로 구성되거나 서로 다른 크기의 지름을 갖는 둘 이상의 나노 구조체가 혼합되어 구성될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 실시예의 발광 다이오드 소자가 질화갈륨계 발광 다이오드 소자에 적용될 경우에, 상기 기판은 수직형 또는 수평형 구조의 p형 질화갈륨계 물질 또는 n형 질화갈륨계 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시예의 발광 다이오드 소자가 유기 발광 다이오드 소자인 경우에, 상기 기판은 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리에테르 술폰(PES, polyether sulfone), 폴리이미드(poly-imid), SU-8 폴리머, PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리카보네이트(poly-carbonate) 중 어느 하나의 소재로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 (a) 단계에서, 나노 구조체의 도포 전에 광소자에 사용되는 기판을 아세톤, IPA(Iso-propanol alcohol) 그리고 탈이온수를 이용하여 세척 후 질소로 건조하는 세정과정을 실시할 수 있다.
다음으로, 기판상에 산화막을 증착하는 (b) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
구체적으로, 상기 (b) 단계는, 나노 구조체가 상기 기판상에 기판 굴절률보다 작은 굴절률 값을 갖는 산화막을 증착하는 단계이다.
즉, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판의 표면에 나노 구조체를 균일하게 도포한 상태에서, 전사선 증착법, 열 기상 증착법 또는 스퍼터링 증착법 등의 방법 중 선택 적용하여 기판의 굴절률(n0)과 공기의 굴절률(n=1) 사이의 굴절률(n1 또는 n2)을 갖는 적어도 하나 이상의 산화막을 증착하여 형성한다.
이때, 상기 기판상에 증착되는 산화막은, 기판의 물질을 포함하여 굴절률 값이 서로 다른 복수의 층으로 증착될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 상기 산화막이 복수의 층으로 구성되는 경우에, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 산화막을 구성하는 복수의 층은 기판으로부터 굴절률 값이 작은 순(n0 > n1 > n2 > …> 1)으로 순차적으로 적층될 수 있다. 이를 위해 산화막을 구성하는 복수의 층에 대한 증차 공정을 순차적으로 진행할 수 있다.
한편, 산화막을 구성하는 복수의 층 중 어느 한 층 또는 각 층은, ITO, IGO, IZO, ZnOx, ZrOx, Wox MgOx, AlOx, SiOx, GaOx, VOx, TiOx 중 어느 하나 물질로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같은 산화막의 증착은, 기판의 표면에 구 형상의 나노 구조체가 분포된 상태에서, 상기 나노 구조체의 상측 일부분이 노출되는 상태가 되도록 상기 나노 구조체들 사이 공간을 충진하는 형태로 이뤄진다.
한편, 상기 산화막이 복수의 층으로 구성된 경우에, 상기 기판에 도포된 나노 구조체들의 사이 공간에 최초로 증착되는 층의 두께는 나노 구조체의 반지름 이하로 형성함이 바람직하다.
또한, 최종적으로 증착되는 층의 하면은 기판 표면으로부터 나노 구조체의 반지름 높이 이하에 있도록, 그 직전에 증착되는 산화막 증착 두께의 조절을 필요로 한다.
예를 들어, 상술한 나노 구조체의 지름이 대략 100㎚~3㎛ 크기일 경우에, 산화막을 구성하는 복수의 층 중 어느 하나의 층 또는 각 층의 증착 두께는 10Å~10,000Å 범위에 있도록 함이 바람직하다.
다음으로, 산화막 증착 후 나노 구조체를 제거하는 (c) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
구체적으로, 상기 (c) 단계는, 상술한 나노 구조체들 사이의 공간에 증착된 산화막을 제외한 나노 구조체 상부에 증착된 산화막과 나노 구조체를 제거하는 단계이다.
이를 구현하기 위한 방법으로는, 증착 공정을 통해 증착된 산화막과 나노 구조체를 식각액으로 식각하는 습식 식각방법이 있으며, 구체적으로, 나노 구조체들 사이로 증착된 복수 층의 산화막만 남는 정도로 기판을 식가액에 담가 제거할 수 있다.
이를 위한 식각액은 톨루엔(Toluene) 또는 BOE(Buffered Oxide Etch) 수용액을 사용함이 바람직하다.
그리고, 나노 구조체는 상술한 증착 공정을 통해 증착되는 산화막 물질들보다 식각 레이트가 빠른 물질의 것을 선택 적용함이 바람직하며, 이는 산화막보다 나노 구조체가 더욱 빨리 식각되어 제거될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 나노 구조체 상부에 증착된 산화막 및 나노 구조체를 제거하기 위한 다른 방법으로는, CMP(chemical-mechanical polishing)법으로 기판의 표면으로부터 나노 구조체의 반지름 높이 이상에 있는 산화막과 나노 구조체 상부를 먼저 제거한 후 남아 있는 나노 구조체를 제거하는 방식이 있다.
이때, 남아 있는 나노 구조체를 제거하기 위한 방법은, 나노 구조체를 식각하기 위한 식각액에 기판을 담가 나노 구조체를 식각할 수 있다. 또한, 나노 구조체를 이루는 물질이 산화막보다 식각 레이트가 빠른 물질로 이루어지도록 하여 산화막보다 나노 구조체가 먼저 식각되도록 하는 방식이 있을 수 있다.
여기서 사용되는 식각액도 톨루엔(Toluene) 또는 BOE(Buffered Oxide Etch) 수용액을 사용함이 바람직하다.
한편, 상술한 산화막이 형성되는 기판의 표층이 수직형 층 구조에서 질화갈륨계 물질로 이루어진 경우에는, 산화막 형성 후 사용되는 식각액은 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 포함하는 수용액을 사용하여 습식 식각을 수행할 수 있다.
이를 통해 나노 패턴의 산화막 구조를 밑면이 사각형상이고 상부가 첨예한 피라미드 형태, 밑면이 삼각형상이고 상부가 첨예한 삼각뿔 형태, 밑면이 원형이고 상부가 첨예한 원뿔 형태 등 다양한 형태를 갖도록 형성할 수 있다.
이때, 상기 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 포함하는 수용액의 농도는 1M~8M 범위에 있는 것을 사용하도록 하고, 습식 식각의 시간은 5분~60분 정도로 함이 바람직하다.
이상의 과정을 통해 상술한 기판상에는 나노 구조체들 사이로 증착된 적어도 하나 이상의 층을 이루는 나노 크기의 산화막이 패턴을 이루며 남게 된다.
도 2b는 다른 실시예의 방법을 도시한 도면으로서, 나노 구조체의 도포 이전에 기판상에 n1의 굴절률 값을 갖는 산화막을 먼저 증착하고, 그 위에 적합한 표면 처리 후 구 형상을 갖는 나노 구조체를 균일하게 도포한 후 산화막을 증착하며, 그 이후에 나노 구조체를 제거하는 과정을 도시한 것이다.
구체적으로, n1의 굴절률 값을 갖는 산화막 표면에 도포된 나노 구조체들 사이에 n2의 굴절률 값을 갖는 산화막이 n1의 굴절률 값을 갖는 산화막 표면으로부터 연속된 층을 이루도록 증착하고, 이후에 나노 구조체를 제거하는 과정으로 진행된다.
여기서, 상술한 n1의 굴절률은 기판의 굴절률 값 n0보다는 작고, 이후에 증착되는 산화막의 굴절률 값 n2보다는 큰 관계를 이룬다(n0 > n1 > n2).
이러한 산화막의 굴절률 차이는, 앞서 언급한 바와 같이, 활성층으로부터 발산되는 빛의 임계각을 더욱 확대하게 되므로 전반사 가능성을 줄일 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 빛이 매질의 두꺼운 방향으로 쏠리는 볼록렌즈 효과를 야기하여 광추출 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
이상의 공정으로부터 나노 패턴의 산화막으로 형성되는 과정은, 도 3에 도시된 바와 같다.
도 3의 (a)는 기판상에 폴리머 계열의 나노 구조체를 도포 후 플라즈마 처리를 통하여 나노 구조체의 크기를 조절하는 것으로, 나노 구조체들 사이의 간극을 조절하는 관계를 평면적으로 도식화하여 나타낸 것이다.
도 3b는 나노 구조체가 도포된 기판 위에 복수 층으로 산화막을 증착한 상태를 평면적으로 도식화하여 나타낸 것이다.
도3c는 나노 구조체가 기판상에 도포된 상태의 주사 전자 현미경(SEM) 사진이다.
도3d는 기판상에 나노 패터닝된 산화막을 보여주는 주사 전자 현미경 사진이다.
도 4a는 질화물갈륨계 수직형 발광 다이오드에 적용하여 나노 패턴의 산화막을 형성하는 과정을 설명하는 도면으로서, 구체적은 과정은 다음과 같다.
먼저, KrF 레이저(248nm)를 이용하여 사파이어를 제거하고 u-GaN을 에칭하여 n-GaN을 드러낸 후 그 위의 표면을 일정 형식으로 처리한 후 나노 구조체를 균일하게 도포한다.
다음으로, 나노 구조체가 도포된 기판상에는 GaN 보다 작은 굴절률 순으로 복수 층의 산화막을 전자선 증착법, 열 기상증착법, 스퍼터 증착법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성시킨다.
이때 각 산화막의 굴절률은, 앞서 언급한 바와 같이, 기판에서부터의 굴절률이 (n0=2.5 > n1 > n2 > … > 1)에 있도록 한다.
다음으로, 나노 구조체를 제거할 수 있는 일정 용액을 사용하여 구조체 위에 증착된 산화막도 함께 제거하여 n형 질화갈륨계 기판상에 나노 패턴을 갖는 산화막을 형성하고, 이어서 n형 전극을 형성하여 발광 다이오드를 제작한다.
도 4b는 기판상에 박막 산화막을 먼저 형성하고, 그 위에 나노 패턴의 산화막을 형성한 후, n형 전극을 형성하여 발광 다이오드를 제작한 것을 나타낸 것이다.
이렇게 굴절률이 낮은 순으로 복수의 층을 형성 것은, 임계각의 증가와 일정한 주기의 나노 패턴 구조에 의해 광결정 효과를 창출하고, 이에 따라 광추출 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
도 5a는 본 발명의 기술이 적용된 수평형 질화물갈륨계 발광 다이오드의 구조를 나타낸 것이다.
도 5b는 본 발명의 기술이 적용된 유기 발광 다이오드의 구조를 나타낸 것이다.
도 5a와 같은 수평형 질화물갈륨계 발광 다이오드에서는 p형 질화갈륨계 표층에 바로 접합하는 산화막을 투명 전도성 산화막으로 적용하여야 하며 p형 질화물 갈륨 표면에 박막 형태의 전도성 산화막 형성 후 구조체를 도포하고 산화막 패턴을 형성하여 전류 퍼짐(current spreading)을 유발시켜야 한다.
유기 발광 다이오드에서는, 도 5b에서와 같이, 하부 발광 구조에 적용이 가능하며 전극 및 활성층 형성 전에 본 실시예의 기술을 적용하여 기판을 제작한다.
이상의 방법은 제작단가가 높고 대면적 공정에 적용이 어려운 전자선 리소그래피(e-beam lithography) 패터닝을 사용하지 않고, 일반적인 나노구조물 형성방법에 비하여 단시간 내에 형성할 수 있는 특징이 있고, 대면적 적용, 제작 단가 절감의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (20)

  1. (a) 기판상에 나노 구조체를 도포하는 단계;
    (b) 나노 구조체가 도포된 기판상에 기판 굴절률보다 작은 굴절률 값을 갖는 산화막을 증착하는 단계; 및
    (c) 산화막 증착 후 상기 나노 구조체를 제거하여 기판에 나노 패터닝된 산화막을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 기판상에 증착되는 산화막 증착은 굴절률 값이 각기 다른 산화막 물질이 복수 층을 이루며 증착되도록 각 산화막 물질의 층 배열에 따라 해당 층의 산화막 물질에 대응하는 증착 공정을 순차적인 실시로 이루어지고,
    상기 복수 층을 이루는 각 산화막 물질은 상기 기판에서부터 굴절률 값이 점차 작아지는 순서의 배열로 층을 이루는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 p형 질화갈륨계 물질 또는 n형 질화갈륨계 물질인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리에테르 술폰(PES, polyether sulfone), 폴리이미드(poly-imid), SU-8 폴리머, PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리카보네이트(poly-carbonate) 중 어느 하나의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 구조체는 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), SiO2, Glass계 물질 중 1종 이상으로 이루어진 구 형상의 것임을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 나노 구조체는 폴리스티렌(polystyrene) 또는 폴리에틸렌(polyethylene) 물질로 된 구 형상의 것이고, 상기 (a) 단계 이후에 플라즈마 처리로 나노 구조체의 크기를 조절하는 단계를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 구조체는 지름이 100㎚~3㎛ 크기의 지름을 갖는 구 형상의 것임을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 나노 구조체는 서로 다른 크기의 지름을 갖는 둘 이상의 것이 혼합된 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기(a) 단계는 기판상에 산화막으로 표면처리 한 후 시행되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 산화막 증착은 전자선 증착법, 스퍼터 증착법, 열 증착법 중 어느 하나의 방법에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 산화막 중 어느 한 층의 증착 두께는 10Å~10,000Å인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 나노 구조체를 제거하는 방법은 산화막이 증착된 기판을 톨루엔(Toluene) 또는 BOE(Buffered Oxide Etch) 수용액에 침전시키는 습식 식각으로 이루어짐을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판은 수직형 층 구조로 표면에 산화막이 형성되는 층이 질화갈륨계인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 나노 패터닝된 산화막을 형성한 후 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 포함한 수용액에 침전시키는 습식 식각으로 나노 패턴을 피라미드 형태를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 습식 식각의 수용액 농도는 1M~8M인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 습식 식각의 시간은 5분~60분인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  17. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판은 수평형 구조를 갖는 질화갈륨계 기판임을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판에 증착 형성되는 산화막은 ITO, IGO, IZO, ZnOx, ZrOx, WOx MgOx, AlOx, SiOx, GaOx, VOx, TiOx 중 어느 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  19. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 소자는 질화갈륨계 발광 다이오드 소자 또는 유기 발광 다이오드 소자인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자 제조방법.
  20. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 발광 다이오드 소자 제조방법에 의헤 제조된 발광 다이오드 소자.
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