KR101356694B1 - 실리콘 나노와이어를 이용한 발광 다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
실리콘 나노와이어를 발광소자로서 이용하는 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 개시한다. 본 발명의 한 유형에 따른 발광 다이오드는, 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 상면에서 서로 마주하도록 배치된 제 1 및 제 2 반도체 돌출부; 상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부 사이에 현가된 반도체 나노와이어; 및 상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부의 상면에 각각 형성된 제 1 및 제 2 전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 실리콘 나노와이어를 이용한 발광 다이오드(light emitting diode; LED)의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 다수의 실리콘 나노와이어를 구비하는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 평면도이다.
도 3a 내지 도 3j는 본 발명에 따른 실리콘 나노와이어를 이용한 발광 다이오드의 예시적인 제조 방법을 순차적으로 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 발광 다이오드에서 실리콘 나노와이어를 도핑하여 P-N 접합을 형성하는 과정을 도시한다.
도 5는 실리콘 나노와이어가 형성될 자리에 미리 도핑을 한 기판의 형태를 도시하는 단면도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
10.....발광 다이오드 11.....반도체 기판
12.....제 1 반도체 돌출부 13.....제 2 반도체 돌출부
14,26.....나노와이어 15,16.....전극
20.....반도체 기판 21.....희생층
22.....반도체층 23.....제 1 마스크층
24.....산화물층 25.....제 2 마스크층
본 발명은 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘 나노와이어를 발광소자로서 이용하는 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
지금까지 발광 다이오드의 발광 재료로는, 예컨대 GaN와 같은 Ⅲ-V족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체를 통상적으로 이용하여 왔다. 그러나, Ⅲ-V족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체의 경우, 아직까지 실리콘에 비해 공정기술이 발달하지 않았으며, 특히 도핑(doping)의 어려움으로 인해 P-N 접합을 만드는 데 상당한 어려움이 따르고 있다. 따라서, 발광 다이오드를 제조하는 데 있어서 많은 제조 비용과 시간이 소요되고 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 Ⅲ-V족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체를 발광 다이오드의 발광재료로서 주로 사용하고 있는 이유는 이들이 매우 큰 직접 밴드갭(direct bandgap)을 갖기 때문이다.
반면, 실리콘의 경우, 공정기술이 매우 발달되어 있고 다양한 도핑 기술이 개발되어 있다. 그러나, 실리콘은 간접 밴드갭(indirect bandgap) 특성을 가질 뿐만 아니라 밴드갭의 크기도 작기 때문에, 발광 재료로서는 적당하지 않아서 발광 다이오드 보다는 일반적인 정류용 다이오드나 트랜지스터, CMOS 등과 같은 회로용 소자 및 메모리 등을 제조하는 데 주로 이용되어 왔다.
그런데, 최근의 연구 결과에서 실리콘이 나노구조의 크기로 작아지면서 직접 밴드갭으로 천이하는 성질이 발견되었다. 특히, 실리콘을 이용한 나노와이어의 경우, 그 직경이 줄어듦에 따라 양자 속박(quantum confinement) 효과에 따라 밴드갭이 점차 커지게 된다는 것이 발견되었다. 이에 따라, 실리콘 나노와이어의 직경을 10nm 이하로 하면 가시광선 영역의 광을 발생시킬 수 있으며, 특히 실리콘 나노와이어(Si-nanowire)의 직경이 약 1.5nm 에 근접하게 되면 청색 발광도 가능하다는 것이 알려졌다.
한편, 지금까지 실리콘 나노와이어를 형성하는 방식은 주로 기판 위에서 실콘 나노와이어를 결정 성장시키는 소위 "bottom up" 방식을 이용하였다. 그러나, 이러한 방식은 일정한 크기의 나노와이어를 만들기도 어려울 뿐만 아니라, 시간도 많이 소요된다. 더욱이, 이러한 나노 와이어의 제조 방식은 소위 "top down" 방식인 일반적인 반도체 제조 공정에 결합시키기도 어렵다.
본 발명의 목적은 통상적인 반도체 제조 공정을 이용하여 제조된 실리콘 나노와이어를 이용한 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 통상적인 반도체 제조 공정을 이용하여 실리콘 나노와이어를 제조함으로써 비용을 절감하면서 대량생산이 가능한 발광 다이오드의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 유형에 따른 발광 다이오드는, 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 상면에서 서로 마주하도록 배치된 제 1 및 제 2 반도체 돌출부; 상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부 사이에 현가된 반도체 나노와이어; 및 상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부의 상면에 각각 형성된 제 1 및 제 2 전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 반도체 돌출부와 상기 제 1 반도체 돌출부로부터 연장된 상기 반도체 나노와이어의 일부가 P-타입으로 도핑되어 있으며, 상기 제 2 반도체 돌출부와 상기 제 2 반도체 돌출부로부터 연장된 상기 반도체 나노와이어의 나머지 일부가 N-타입으로 도핑되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부 사이에 다수의 반도체 나노와이어가 배열될 수 있다.
여기서, 상기 각각의 반도체 나노와이어의 직경은 모두 동일할 수 있다.
또한, 상기 반도체 나노와이어들의 직경은 서로 다를 수도 있다.
본 발명에 따르면, 상기 반도체는 실리콘을 사용할 수 있다.
예컨대, 상기 반도체 나노와이어의 직경은 10nm 보다 작은 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 한 유형에 따른 발광 다이오드의 제조 방법은, 반도체 기판 위에 희생층, 반도체층 및 제 1 마스크층을 차례로 형성하고, 상기 제 1 마스크층의 양측 에지를 제 1 방향으로 식각하여 제거하는 단계; 상기 반도체 기판, 희생층 및 반도체층의 측면과 상기 반도체층의 상면을 덮도록 산화물층을 형성하는 단계; 상기 산화물층 위에 제 2 마스크층을 형성하고, 상기 제 2 마스크층의 중심을 상기 제 1 방향에 직각인 제 2 방향으로 식각하여 제거하는 단계; 희생층의 상면이 드러날 때까지 상기 제 2 마스크층과 산화물층 사이의 제 1 마스크층 및 반도체층을 식각하여, 반도체 기판 상면의 양측에 제 1 및 제 2 반도체 돌출부를 형성하는 단계; 제 2 마스크층 사이의 산화물층을 제거하는 단계; 제 2 마스크층 사이의 희생층을 제거하는 동시에 제 1 및 제 2 반도체 돌출부 사이의 반도체층을 식각하여 반도체 나노와이어를 형성하는 단계; 잔여하는 제 1 및 제 2 마스크층 및 산화물층을 제거하는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부 위에 각각 제 1 및 제 2 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제 1 반도체 돌출부와 상기 제 1 반도체 돌출부로부터 연장되는 반도체 나노와이어의 일부를 P-타입으로 도핑하고, 제 2 반도체 돌출부와 상기 제 2 반도체 돌출부로부터 연장되는 반도체 나노와이어의 나머지 일부를 N-타입으로 도핑하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 도핑 단계는, 제 1 및 제 2 반도체 돌출부와 반도체 나노와이어를 전체적으로 N-타입으로 도핑하는 단계; 제 2 반도체 돌출부와 상기 제 2 반도체 돌출부로부터 연장되는 반도체 나노와이어의 일부를 레지스트로 덮는 단계; 제 1 반도체 돌출부와 상기 제 1 반도체 돌출부로부터 연장되는 반도체 나노와이어의 일부를 P-타입으로 도핑하는 단계; 및 상기 레지스트를 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 마스크층을 형성하기 전에, 상기 반도체층의 일부를 P-타입으로 도핑하고, 상기 반도체층의 나머지 일부를 N-타입으로 도핑할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 따른 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 반도체 나노와이어를 이용한 발광 다이오드(light emitting diode; LED)의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 반도체 나노와이어를 이용한 발광 다이오드(10)는, 반도체 기판(11), 상기 반도체 기판(11)의 상면에서 서로 마주하도록 배치된 제 1 및 제 2 반도체 돌출부(12,13), 상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부(12,13) 사이에 현가된 반도체 나노와이어(14) 및 상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부(12,13)의 상면에 각각 형성된 제 1 및 제 2 전극(15,16)을 포함하고 있다. 또한, 제 1 반도체 돌출부(12)와 상기 제 1 반도체 돌출부(12)로부터 연장된 반도체 나노와이어(14)의 일부(14a)는 P-타입으로 도핑되어 있으며, 제 2 반도체 돌출부(13)와 상기 제 2 반도체 돌출부(13)로부터 연장된 반도체 나노와이어(14)의 나머지 일부(14b)는 N-타입으로 도핑되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 반도체 기판(11), 제 1 및 제 2 반도체 돌출부(12,13) 및 나노와이어(14)의 반도체 재료로는 모두 실리콘(Si)을 사용하는 것이 바람직하다. 반도체 재료로서 실리콘을 사용할 경우, 기존의 반도체 제조 공정을 그대로 사용할 수 있어서 제조 비용을 절감할 수 있으며, Ⅲ-V족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체에 비해 P-N 도핑이 용이하다는 장점이 있다. 또한, 반도체 재료로서 실리콘을 사용하는 경우, 제 1 및 제 2 반도체 돌출부(12,13)와 제 1 및 제 2 전극(15,16) 사이에 저항이 작은 오믹 컨택(ohmic contact)을 구현할 수 있기 때문에 발광효율을 더욱 증가 시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 본 발명은 실리콘 이외의 다른 반도체 재료의 사용을 배제하는 것은 아니다. 예컨대, 상기 반도체 기판(11), 제 1 및 제 2 반도체 돌출부(12,13) 및 나노와이어(14)의 반도체 재료로서, 실리콘 이외에도 게르마늄(Ge)을 사용할 수도 있으며, 심지어 Ⅲ-V족 화합물 반도체 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체를 사용하더라도, 본 발명에 따른 반도체 나노와이어를 이용한 발광 다이오드의 제조가 가능하다.
이러한 구성에서, 제 1 및 제 2 전극에 전압을 인가하면, 상기 반도체 나노와이어(14)의 P-N 접합부에서 전자와 정공이 직접 결합하여 광이 발생하게 된다. 이때, 실리콘으로 이루어진 반도체 나노와이어(14)가 발광하기 위해서는, 앞서 설명한 바와 같이, 직접 밴드갭을 가질 정도로 나노와이어(14)의 직경이 작아야 한다. 예컨대, 실리콘으로 이루어진 반도체 나노와이어(14)의 직경은 약 10nm 이하, 보다 바람직하게는 5nm 이하가 되는 것이 적당하다. 특히, 청색 발광을 위해서는 상기 반도체 나노와이어(14)의 직경이 약 1.5nm 정도가 되는 것이 적당하다.
한편, 도 1에는 제 1 및 제 2 반도체 돌출부(12,13) 사이에 하나의 반도체 나노와이어(14)만이 연결되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 다수의 반도체 나노와이어(14)를 형성하는 것도 가능하다. 도 2는 다수의 실리콘 나노와이어(14)를 구비하는 본 발명에 따른 발광 다이오드(10)의 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부(12,13) 사이에는 다수의 반도체 나노와이어(14)들이 나란하게 형성되어 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 다수의 반도체 나노와이어(14)들이 모두 동일한 직 경을 가질 수 있다. 이 경우, 본 발명에 다른 발광 다이오드(10)는 단일 파장의 광을 방출할 수 있다. 예컨대, 다수의 반도체 나노와이어(14)들의 직경이 모두 약 1.5nm 인 경우, 본 발명에 따른 발광 다이오드(10)는 청색을 광을 방출한다. 그러나 필요에 따라서, 상기 다수의 반도체 나노와이어(14)들의 직경을 각각 다르게 형성할 수도 있다. 예컨대, 반도체 나노와이어(14)들의 직경을 1.5nm 와 5nm 사이에서 균일하게 분포시킨다면, 백색 발광을 하는 발광 다이오드(10)를 제공하는 것이 가능하다.
이하, 도 3a 내지 도 3j를 참조하여 본 발명에 따른 발광 다이오드의 예시적인 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 실리콘과 같은 반도체 기판(20) 위에 희생층(21), 반도체층(22) 및 제 1 마스크층(23)을 연속하여 차례로 적층한다. 여기서, 반도체층(22)도 역시 실리콘을 사용할 수 있다. 희생층(21)으로는, 예컨대, SiGe 를 사용할 수 있으며, 제 1 마스크층(23)으로는, 예컨대, SiN 을 사용할 수 있다. 그런 후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 마스크층(23)의 중심 부분을 제외한 양측 에지 부분을 건식 식각 공정을 통해 제거한다. 이를 위하여, 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제 1 마스크층(23)의 중심 부분에 포토 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 부분을 제외한 제 1 마스크층(23)의 에지 부분을 식각할 수 있다. 이때, 식각 가스로는 C4F8 등의 불화물계 가스에 Ar 이나 O2 를 첨가하여 사용할 수 있다. 그러면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 반도체층(22)의 상면 중심 부분에만 제 1 마스크층(23)이 남아 있게 되므로, 반도체층(22)의 상면이 외부로 드러나게 된다.
다음으로, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 기판(20), 희생층(21) 및 반도체층(22)의 측면과 상기 반도체층(22)의 상면을 모두 덮도록 산화물층(24)을 형성한다. 여기서, 산화물층(24)으로는, 예컨대, SiO2 를 사용할 수 있다. 이렇게 형성된 산화물층(24)의 상면은, 예컨대, CMP 공정을 통해 평탄화된다.
그런 후, 도 3d에 도시된 바와 같이, 평탄화된 산화물층(24)의 상면에 제 2 마스크층(25)을 전체적으로 도포한다. 그리고, 도 3e에 도시된 바와 같이, 제 2 마스크층(25)의 중심 부분을 건식 식각 공정을 통해 제거하여, 산화물층(24)과 제 1 마스크층(23)의 상면이 부분적으로 드러나도록 한다. 여기서, 제 2 마스크층(25)의 식각 방향은 제 1 마스크층(23)의 식각 방향에 대해 거의 수직이 된다. 즉, 제 1 마스크층(23)을 식각하는 단계에서는, 제 1 마스크층(23)의 중심 부분을 남기고 양측 에지 부분을, 도면에서 볼 때, 가로 방향을 따라 식각하였다. 반면, 제 2 마스크층(25)을 식각하는 단계에서는, 제 2 마스크층(25)의 양측 에지 부분을 남기고 중심 부분을 세로 방향을 따라 식각한다. 따라서, 도 3e에 도시된 바와 같이, 제 2 마스크층(25)은 산화물층(24)의 상면의 양측 에지 부분에 남아 있게 되며, 남아 있는 제 2 마스크층(25)의 사이로 제 1 마스크층(23)과 산화물층(24)의 상면이 드러나게 된다.
그런 다음, 도 3f에 도시된 바와 같이, 희생층(21)의 상면이 드러날 때까지 상기 제 2 마스크층(25) 사이와 산화물층(24) 사이에 있는 제 1 마스크층(23)과 반도체층(22)을 건식 식각한다. 그러면, 상기 반도체층(22)의 중심 부분이 식각되어 제거되고, 4변의 둘레 부분만이 남아 있게 된다. 여기서, 제 2 마스크층(25)의 아래쪽에 있는 반도체층(22)의 서로 대향하는 두 변 부분은 발광 다이오드의 제 1 및 제 2 반도체 돌출부가 된다. 그리고, 상기 반도체층(22)의 나머지 두 변 부분은 이후에 설명할 공정을 통해 반도체 나노와이어가 형성될 부분이 된다.
다음으로, 도 3g에 도시된 바와 같이, 제 2 마스크층(25) 사이의 산화물층(24)을 제거한다. 그러면, 이후에 반도체 나노와이어가 형성될 반도체층(22)의 상면의 두 변 부분이 드러나게 되며, 또한 반도체 기판(20), 희생층(21) 및 반도체층(22)의 측면들이 각각 드러나게 된다. 이어서, 도 3h에 도시된 바와 같이, H2O2, NH4OH, HF 등을 식각액으로 사용하는 습식 식각 공정을 통해 제 2 마스크층(25) 사이에 있는 희생층(21)을 제거한다. 이 과정에서 제 2 마스크층(25) 사이의 반도체층(22)이 함께 식각되면서 직경이 매우 작은 반도체 나노와이어(26)가 형성된다. 이렇게 형성되는 반도체 나노와이어(26)의 직경은 습식 식각 공정의 시간을 조절하여 제어가 가능하다. 이때, 제 2 마스크층(25) 사이의 반도체층(22) 하부에 있는 희생층(21)이 제거되기 때문에, 상기 반도체 나노와이어(26)는 제 2 마스크층(25)의 아래쪽에 있는 반도체층(22)의 두 변 부분 사이에 현가되어 있는 형태가 된다.
그런 후, 남아 있는 제 2 마스크층(25)과 산화물층(24)을 제거하면, 도 3i의 단면도에 도시된 구조를 얻을 수 있다. 즉, 제 2 마스크층(25)과 산화물층(24)을 제거하면, 반도체 기판(20) 위에 두 개의 반도체 돌출부(22a,22b)가 형성되어 있고, 상기 두 개의 반도체 돌출부(22a,22b) 사이에 반도체 나노와이어(26)가 연결되어 있는 구조가 된다. 여기서, 반도체 기판(20)과 반도체 돌출부(22a,22b) 사이에는 희생층(21)이 부분적으로 남아 있다. 마지막으로, 도 3j에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 돌출부(22a,22b)에 각각 제 1 및 제 2 전극(27a,27b)을 형성한다.
한편, 발광 다이오드를 완성하기 위해서는, 반도체 돌출부(22a,22b)의 양측과 반도체 나노와이어(26)의 양측이 각각 P-타입과 N-타입으로 도핑되어 있어야 한다. 이를 위한 도핑 방법에는 두 가지 방식이 있을 수 있다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 이온 주입 및 확산 방법을 통해 N-타입 도판트로 제 1 및 제 2 반도체 돌출부(22a,22b)와 반도체 나노와이어(26)를 전체적으로 도핑한다. 그런 후, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 2 반도체 돌출부(22b)와 상기 제 2 반도체 돌출부(22b)로부터 연장된 반도체 나노와이어(26)의 일부를 레지스트(28)로 도포한 후, 그 위에 이온 주입 및 확산 방법을 통해 P-타입 도판트로 전체적으로 도핑한다. 그러면, 제 1 반도체 돌출부(22a)와 상기 제 1 반도체 돌출부(22a)로부터 연장된 반도체 나노와이어(26)의 일부만이 P-타입으로 도핑되고, 제 2 반도체 돌출부(22b)와 상기 제 2 반도체 돌출부(22b)로부터 연장된 반도체 나노와이어(26)의 나머지 일부는 N-타입을 유지하게 된다. 이렇게 P-N 도핑을 한 후 레지스트(28)를 제거하면, 발광 다이오드가 완성된다.
또 다른 방법으로서, 도 3a에서 반도체 기판(20) 위에 희생층(21)과 반도체층(22)을 형성한 후, 제 1 마스크층(23)을 형성하기 전에 상기 반도체층(22)을 P-N 도핑할 수도 있다. 즉, 반도체층(22)을 형성한 후, 상기 반도체층(22)의 일부를 P-타입으로 도핑하고, 나머지 일부를 N-타입으로 도핑한다. 도 5는 이렇게 도핑된 반도체층(22)을 도시하고 있다. 여기서, 반도체층(22)의 도핑 방법은 도 4a 및 도 4b에 도시된 방법을 그대로 이용할 수 있다. 이렇게 반도체층(22)을 미리 도핑한 경우, 도 3h 및 도 3i에 도시된 과정에서, 각각 P-타입과 N-타입으로 도핑된 제 1 및 제 2 반도체 돌출부(22a,22b)와 반도체 나노와이어(26)가 자연스럽게 형성된다.
상술한 구조의 본 발명에 따른 발광 다이오드의 경우, 실리콘을 발광 재료로서 사용할 수 있기 때문에, 기존의 반도체 제조 공정을 그대로 이용할 수 있다. 또한, Ⅲ-V족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체를 사용하는 종래의 발광 다이오드에 비해 P-N 도핑이 용이하다. 따라서, 본 발명에 따르면, 발광 다이오드를 보다 저렴한 비용으로 대량생산할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따르면, 반도체 돌출부와 전극 사이에 저항이 작은 오믹 컨택을 구현할 수 있기 때문에, 발광효율을 더욱 증가시킬 수 있다.
지금까지, 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
Claims (15)
- 반도체 기판;상기 반도체 기판의 상면에서 서로 마주하도록 배치된 제 1 및 제 2 반도체 돌출부;상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부 사이에 현가된 반도체 나노와이어; 및상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부의 상면에 각각 형성된 제 1 및 제 2 전극;을 포함하며, 상기 제 1 반도체 돌출부와 상기 제 1 반도체 돌출부로부터 연장된 상기 반도체 나노와이어의 일부가 P-타입으로 도핑되어 있으며, 상기 제 2 반도체 돌출부와 상기 제 2 반도체 돌출부로부터 연장된 상기 반도체 나노와이어의 나머지 일부가 N-타입으로 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부 사이에 다수의 반도체 나노와이어가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제 3 항에 있어서,상기 각각의 반도체 나노와이어의 직경이 동일한 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제 3 항에 있어서,상기 반도체 나노와이어들의 직경이 서로 다른 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제 1 항, 제 3항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 반도체는 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), Ⅲ-V족 화합물 반도체 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제 6 항에 있어서,상기 반도체 나노와이어의 직경은 10nm 보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제 7 항에 있어서,상기 반도체 나노와이어의 직경은 5nm 보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 반도체 기판 위에 희생층, 반도체층 및 제 1 마스크층을 차례로 형성하고, 상기 제 1 마스크층의 양측 에지를 제 1 방향으로 식각하여 제거하는 단계;상기 반도체 기판, 희생층 및 반도체층의 측면과 상기 반도체층의 상면을 덮도록 산화물층을 형성하는 단계;상기 산화물층 위에 제 2 마스크층을 형성하고, 상기 제 2 마스크층의 중심을 상기 제 1 방향에 직각인 제 2 방향으로 식각하여 제거하는 단계;희생층의 상면이 드러날 때까지 상기 제 2 마스크층과 산화물층 사이의 제 1 마스크층 및 반도체층을 식각하여, 반도체 기판 상면의 양측에 제 1 및 제 2 반도체 돌출부를 형성하는 단계;제 2 마스크층 사이의 산화물층을 제거하는 단계;제 2 마스크층 사이의 희생층을 제거하는 동시에 제 1 및 제 2 반도체 돌출부 사이의 반도체층을 식각하여 반도체 나노와이어를 형성하는 단계;잔여하는 제 1 및 제 2 마스크층 및 산화물층을 제거하는 단계; 및상기 제 1 및 제 2 반도체 돌출부 위에 각각 제 1 및 제 2 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,제 1 반도체 돌출부와 상기 제 1 반도체 돌출부로부터 연장되는 반도체 나노와이어의 일부를 P-타입으로 도핑하고, 제 2 반도체 돌출부와 상기 제 2 반도체 돌출부로부터 연장되는 반도체 나노와이어의 나머지 일부를 N-타입으로 도핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 도핑 단계는:제 1 및 제 2 반도체 돌출부와 반도체 나노와이어를 전체적으로 N-타입으로 도핑하는 단계;제 2 반도체 돌출부와 상기 제 2 반도체 돌출부로부터 연장되는 반도체 나노와이어의 일부를 레지스트로 덮는 단계;제 1 반도체 돌출부와 상기 제 1 반도체 돌출부로부터 연장되는 반도체 나노와이어의 일부를 P-타입으로 도핑하는 단계; 및상기 레지스트를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 제 1 마스크층을 형성하기 전에, 상기 반도체층의 일부를 P-타입으로 도핑하고, 상기 반도체층의 나머지 일부를 N-타입으로 도핑하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.
- 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 반도체는 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), Ⅲ-V족 화합물 반도체 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방 법.
- 제 13 항에 있어서,상기 반도체 나노와이어의 직경은 10nm 보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 반도체 나노와이어의 직경은 5nm 보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.
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