KR20130071142A - 발광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
발광 소자 및 그 제조 방법이 개시된다. 개시된 발광 소자는, 기판, 기판 상에 형성되는 박리방지층, 박리방지층상에 일차원적으로 수직 성장된 나노 코어부 및 나노 코어부 표면 상에 형성된 적어도 한층의 반도체층을 포함하는 복수의 나노로드 구조물을 포함한다. 전극층은 복수의 나노로드 구조물 표면의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된다.
Description
발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 나노로드 구조물을 가지는 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
반도체 발광소자는, 기존의 조명 광원인 백열등과 형광등에 비해 전력소모가 적고 수명이 반영구적이어서 기존의 조명 광원을 대체할 차세대 실내 및 옥외 조명 광원으로 각광받고 있다.
이러한 반도체 발광소자는 기본적으로 단결정 기판 위에 반도체 박막 이종구조로 구성되어 있다. 반도체 발광소자의 발광 효율을 높이기 위해 반도체 박막 내지는 이의 이종구조를 고품위로 제조하는 것이 필요하며, 이를 위하여 박막과 결정격자상수 차이 및 열팽창계수 차이가 적은 단결정 기판을 주로 사용한다. 그러나, 단결정 기판은 고가이며, 기존의 비정질 유리와 같이 대면적으로 생산할 수 없어, 대면적, 저비용의 공정을 적용하기가 힘들다.
최근, 일차원 나노 구조물을 이용하여 발광소자를 제조하는 기술이 연구되고 있다. 일차원적 성장의 경우 박막 형태의 경우보다 기판과의 격자상수 불일치나 열팽창 계수의 차이에 의한 영향을 덜 받아 기판 선택의 폭이 상대적으로 넓기 때문이다. 또한, 박막에 비해서 상대적으로 넓은 표면적을 가지기 때문에, 광추출효율이 높다.
나노로드 구조물이 안정화 될 수 있는 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는, 기판; 상기 기판 상에 형성되는 박리방지층; 상기 박리방지층상에 일차원적으로 수직 성장된 나노 코어부 및 상기 나노 코어부 표면 상에 형성된 적어도 한층의 반도체층;을 포함하는 복수의 나노로드 구조물; 및 상기 복수의 나노로드 구조물 표면의 적어도 일부를 둘러싸는 전극층;을 포함한다.
상기 박리방지층은, 상기 반도체층 성장을 위한 고온 공정을 견디는 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 박리방지층은, 텅스텐, 티타늄, 몰리브덴 및 탄탈륨이나, 그 조합 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 박리 방지층상에 위치 제어 패턴;을 더 포함하며, 상기 나노 코어부는 상기 위치 제어 패턴의 개구부분에 형성될 수 있다.
상기 위치 제어 패턴은, Si, SiC, SiO2, SiN중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질로 형성될 수 있다.
상기 나노 코어부는 산화아연이나 이를 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층은 질화 갈륨이나 이를 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 기판은 석영을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 소자 제조 방법은, 기판 상에 박리방지층을 형성하는 단계; 상기 박리방지층 상에 복수의 나노 코어부를 일차원적으로 수직 성장시키는 단계; 상기 복수의 나노 코어부의 표면 상에 적어도 한층의 반도체층을 성장시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 박리 방지층상에 위치 제어 패턴을 형성하는 단계;를 더 포함하며, 상기 나노 코어부는 상기 위치 제어 패턴의 개구부분을 통하여, 상기 박리방지층상에 수직 성장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 소자에 따르면, 기판 상에 박리방지층을 구비함에 의해, 나노 코어부의 표면상에 적어도 한층의 반도체층 형성동안, 나노 코어부가 기판으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있어, 나노로드 구조물이 안정화 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구성을 보인 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 나노로드 구조물의 다양한 실시예들을 보여준다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자 제조 방법을 설명하는 도면들이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 ZnO/GaN 나노 구조물을 성장한 후의 SEM 사진을 보여준다.
도 11은 성장된 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 구동 I-V 특성을 보여준다.
도 2a 내지 도 2c는 나노로드 구조물의 다양한 실시예들을 보여준다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자 제조 방법을 설명하는 도면들이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 ZnO/GaN 나노 구조물을 성장한 후의 SEM 사진을 보여준다.
도 11은 성장된 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 구동 I-V 특성을 보여준다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 및 그 제조방법을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 실질상 동일 또는 유사한 구성요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10)의 개략적인 구성을 보인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10)는, 기판(1), 상기 기판(1)상에 형성된 박리방지층(20), 상기 박리방지층(20) 상에 형성된 복수의 나노로드 구조물(30)을 포함한다. 상기 나노로드 구조물(30)은, 박리방지층(20)상에 일차원적으로 수직 성장된 나노 코어부(40) 및 상기 나노 코어부(40) 표면 상에 형성된 적어도 한층의 반도체층(50)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10)는, 박리방지층(20) 상에 나노 코어부(40)의 성장 위치를 제어하기 위한 위치 제어 패턴(60)을 더 포함할 수 있다.
상기 기판(1)으로는 상기 적어도 한층의 반도체층(50) 성장을 위한 고온 공정에 견딜 수 있는 석영 기판이 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판(1)으로는 퓨즈드 실리카 기판이 사용될 수 있으며, 이외에도 고온 공정 예컨대, 약 1000도 내외의 고온 공정을 견딜 수 있는 다른 종류의 기판이 사용될 수도 있다.
상기 박리방지층(20)은, 나노 코어부(40) 성장 후, 이 나노 코어부(40) 표면을 둘러싸도록 적어도 한층의 반도체층(50)을 형성하는 공정시, 나노 코어부(40)가 기판(1)으로부터 박리되는 것을 방지하기 위해 추가된 층이다. 예를 들어, 상기 기판(1)이 석영 기판(1)이고, 나노 코어부(40)가 산화아연(ZnO)을 포함하도록 형성되며, 이 나노 코어부(40) 상에 암모니아(NH3) 분위기에서 적어도 한층의 반도체층(50)을 형성할 때, 기판(1)과 나노 코어부(40)의 계면이 암모니아의 영향을 받아 약해져 나노 코어부(40)가 기판(1)으로부터 박리될 수 있는데, 상기 박리방지층(20)은, 나노 코어부(40) 상에 적어도 한층의 반도체층(50)을 형성할 때, 나노 코어부(40)가 기판(1)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다.
이 박리방지층(20)은, 반도체층 성장을 위한 고온 공정을 견디는 금속 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 한층의 반도체층(50)이 질화갈륨(GaN)을 포함할 때, 이 질화갈륨을 포함하는 반도체층은 예컨대, 약 1000도 이상에서 형성될 수 있다. 따라서, 박리방지층(20)은 이러한 질화갈륨을 포함하는 반도체층의 성장 온도를 견딜 수 있는 금속 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 박리방지층(20)은, 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 탄탈륨(Ta)이나, 이 중 적어도 하나를 포함하는 합금 중에서 선택된 어느 하나를 포함하도록 단층, 또는 복수층 구조로 형성될 수 있다.
여기서, 적어도 한층의 반도체층(50)을 약 1000도 이상의 고온에서 질화 갈륨을 포함하도록 형성하는 것으로 표현하는데, 이는 적어도 한층의 반도체층(50)이 고온에서 형성된다는 것을 보이기 위해 예시적으로 표현한 것일 뿐으로, 적어도 한층의 반도체층(50)을 형성하기 위한 공정 온도가 약 1000도 이상으로 한정되는 것은 아니며, 1000도 이하의 온도에서 공정이 이루어질 수도 있다.
한편, 상기와 같이 박리방지층(20)이 금속 물질을 포함하도록 형성되는 경우, 이 박리방지층(20)은 전류주입층으로써 역할도 할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 도 1에 예시적으로 보인 바와 같이, 박리방지층(20)의 일부 영역을 노출한 구조로 형성하고, 이 박리방지층(20)의 노출 부분 상에 하부 전극(91)을 형성할 수도 있다.
상기 위치 제어 패턴(60)은, 나노 코어부(40)의 성장 위치를 제어하기 위한 것으로, 나노 코어부(40) 형성을 위한 마스크로서 역할을 할 수 있다. 상기 위치 제어 패턴(60)은, 나노 코어부(40)를 성장시킬 위치에 박리방지층(20)을 노출시키는 개구를 가지도록 패터닝될 수 있다. 즉, 위치 제어 패턴(60)은 박리방지층(20)을 노출시키는 다수의 개구를 가지도록 패터닝될 수 있다. 이 위치 제어 패턴(60)은, 나노 코어부(40) 형성을 위한 마스크로서 역할을 하는 동시에, 나노로드 구조물(30) 형성시, 박리방지층(20)을 물리적, 화학적으로 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 위치 제어 패턴(60)은, 박리방지층(20)이 전류주입층으로 사용될 때, 이 박리방지층(20)의 전도성을 보완해주는 역할을 하도록 마련될 수 있으며, 전도성을 가지지 않도록 형성될 수도 있다. 상기 위치 제어 패턴(60)은, 고온 공정에서 견딜 수 있도록, SiO2, SiN, Si, SiC 중 어느 하나를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 위치 제어 패턴(60)이 전도성을 보완해주는 역할을 하도록 된 경우, 상기 위치 제어 패턴(60)은 n형으로 도핑된 폴리 실리콘(p-Si)을 포함하도록 형성될 수 있다.
여기서는, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10)가 위치 제어 패턴(60)을 구비하는 경우를 예를 들어 설명 및 도시하는데, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10)는 위치 제어 패턴(60)을 구비하지 않는 구조를 가질 수도 있다.
전술한 바와 같이, 상기 나노로드 구조물(30)은 박리방지층(20) 상에 수직 성장된 나노 코어부(40)와, 이 나노 코어부(40) 표면을 둘러싸도록 형성된 적어도 한층의 반도체층(50)을 포함하는 코어-쉘(core-shell) 형태로 형성될 수 있다. 상기 적어도 한층의 반도체층(50)은 나노 코어부(40)의 표면에서 방사상으로 성장될 수 있다.
상기 나노 코어부(40)는 예를 들어, 산화아연(ZnO)을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 적어도 한층의 반도체층(50)은 예를 들어, 질화갈륨(GaN)을 포함하도록 형성될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 나노로드 구조물(30)의 다양한 실시예들을 보여준다.
도 2a를 참조하면, 나노로드 구조물(30)은, 나노 코어부(40)와, 적어도 한층의 반도체층(50)으로서 제1반도체층(51), 활성층인 제2반도체층(53), 제3반도체층(55)을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 나노 코어부(40)는 산화아연을 포함하도록 형성될 수 있다. 제1 내지 제3반도체층(51)(53)(55)은 질화갈륨을 포함하도록 형성될 수 있다. 제1반도체층(51)은 예를 들어, p형으로 도핑된 GaN 계열 반도체층일 수 있다. p형 도펀트로는, Mg, Ca, Zn, Cd, Hg 또는 Al이 사용될 수 있다. 활성층인 제2반도체층(53)은, 전자-정공 재결합에 의해 빛을 발광하는 층으로, 예를 들어, 양자우물층과 장벽층이 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, InGaN/AlGaN 또는 InGaN/InAlGaN의 쌍을 이루는 다중양자우물층(multi quantum well)으로 이루어질 수 있다. 제3반도체층(55)은 예를 들어, n형으로 도핑된 GaN 계열 반도체층일 수 있다. n형 도펀트로는 Si 또는 P 등이 사용될 수 있다. 제1반도체층(51)과 제3반도체층(55)의 도핑 타입은 서로 바뀔 수 있다.
도 2b를 참조하면, 나노로드 구조물(30)은 p-n 접합 구조를 포함할 수 있다. 즉, 나노로드 구조물(30)은 나노 코어부(40)와, 적어도 한층의 반도체층(50)으로서 제1반도체층(52) 및 제2반도체층(54)을 포함하며, 제1반도체층(52)은 p형으로 도핑되고, 제2반도체층(54)은 n형으로 도핑될 수 있다. 전술한 바와 같이, 나노 코어부(40)는 산화아연을 포함하도록 형성될 수 있다. 제1 및 제2반도체층(52)(54)은 질화갈륨을 포함하도록 형성될 수 있다. 제1반도체층(52)과 제2반도체층(54)의 도핑 타입은 서로 바뀔 수 있다.
도 2c를 참조하면, 도 2b의 변형예로서, 나노로드 구조물(30)은 나노 코어부(40)와, 적어도 한층의 반도체층(50)으로서 제1반도체층(56) 및 제2반도체층(58)을 포함하며, 나노 코어부(40)는 p형 또는 n형으로 도핑되고, 제1반도체층(56)은 다중양자우물구조로 형성되고, 제2반도체층(58)은 나노 코어부(40)와 다른 타입으로 도핑되는 구조를 가질 수 있다. 이때, 나노 코어부(40)는 산화아연을 포함하도록 형성될 수 있다. 제1 및 제2반도체층(56)(58)은 질화갈륨을 포함하도록 형성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 일차원 나노로드 구조물(30) 사이는, 그 나노로드 구조물(30) 상단부 일부 영역 제외하고 절연체 물질층(70)으로 채워질 수 있으며, 이 절연체 물질층(70) 상에 복수의 나노로드 구조물(30) 표면의 적어도 일부를 둘러싸도록 전극층(80)을 형성할 수 있다. 절연체 물질층(70)은, 나노로드 구조물(30)의 상단부 일부분이 노출되도록 형성될 수 있으며, 전극층(80)은 이 절연체 물질층(70) 상에 나노로드 구조물(30)의 노출된 상단부를 완전히 감싸도록 형성될 수 있다. 도 1에서는 나노로드 구조물(30)의 일부 상단부만이 전극층(80)으로 감싸지는 것으로 도시되어 있는데, 절연체 물질층(70)을 보다 얇게 하여 나노로드 구조물(30)의 보다 긴 부분이 전극층(80)으로 감싸지도록 하거나, 절연체 물질층(70)의 두께를 보다 크게 하여, 나노로드 구조물(30)의 보다 짧은 부분만이 전극층(80)으로 감싸지도록 할 수도 있다. 이와 같이, 나노로드 구조물(30)의 전극층(80)으로 감싸지는 부분은 절연체 물질층(70)의 두께를 변경함에 의해 조절될 수 있다.
한편, 상기 전극층(80)은 투명전극층일 수 있다. 예를 들어, 상기 전극층(80)은 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide;TCO), 예컨대, ITO(Indium tin Oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있다.
상기 전극층(80) 상면에는 상부 전극(95)이 마련될 수 있다. 상기 상부 전극(95)과 함께 나노로드 구조물(30)에 전류 경로를 형성하기 위한 하부 전극(91)이 예컨대, 박리방지층(20) 일측에 마련될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10)는 다음과 같은 과정을 거쳐 제조될 수 있다. 도 3 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10) 제조 방법을 설명하는 도면들이다.
도 3을 참조하면, 준비된 기판(1) 상에 박리방지층(20)을 형성한다. 상기 기판(1)으로는 예를 들어, 적어도 한층의 반도체층(50) 성장을 위한 고온 공정에 견딜 수 있는 석영 기판이 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판(1)로는 퓨즈드 실리카 기판이나, 고온 공정을 견딜 수 있는 다른 종류의 기판이 사용될 수도 있다.
상기 박리방지층(20)은, 반도체층 성장을 위한 고온 공정을 견디는 금속 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 한층의 반도체층(50)이 질화갈륨(GaN)을 포함할 때, 박리방지층(20)은 이러한 질화갈륨 성장 온도를 견딜 수 있는 금속 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 박리방지층(20)은, 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 탄탈륨(Ta)이나, 이 중 적어도 하나를 포함하는 합금 중에서 선택된 어느 하나를 포함하도록 단층, 또는 복수층 구조로 형성될 수 있다. 상기 박리방지층(20)은, 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD), 유기금속 화학증착법(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD), 스퍼터링(sputtering), 전자빔 진공증착법(electron beam evaporization), 가열식 진공증착법(thermal evaporization), 펄스 레이저 진공증착법(pulsed laser deposition), 분자빔 증착법(molecular beam epitaxy), 화학빔 진공증착법(chemical beam evaporization)을 등을 사용하여 형성될 수 있다.
다음으로, 도 4에서와 같이, 박리방지층(20) 상에 나노 코어부(40)의 성장 위치를 제어하기 위한 위치 제어 패턴(60)을 형성할 수 있다. 이 위치 제어 패턴(60)은, 고온 공정에서 견딜 수 있도록, SiO2, SiN, Si, SiC 중 어느 하나를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 상기와 같은 물질로 위치 제어 패턴(60)을 형성하기 위한 층을 박리방지층(20)상에 형성하고, 나노 코어부(40)를 성장시킬 위치에 박리방지층(20)을 노출시키는 개구(61)를 가지도록 패터닝하면 위치 제어 패턴(60)이 얻어질 수 있다.
다음으로, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 위치 제어 패턴(60)의 개구부분을 통해, 박리방지층(20)상에 나노 코어부(40)를 일차원적으로 수직 성장시킨다. 여기서, 위치 제어 패턴(60)이 없는 상태로 박리방지층(20)상에 나노 코어부(40)를 성장시킬 수도 있다. 상기 나노 코어부(40)는 예를 들어, 산화아연(ZnO)이나 이를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 나노 코어부(40)는 반응 전구체로 DEZn(diethylzinc) 및 O2를 사용하여 방향성이 제어된 고결정성 ZnO 나노 막대로 성장될 수 있다.
다음으로, 도 6에서와 같이, 나노 코어부(40) 표면을 감싸도록 적어도 한층의 반도체층(50)을 형성할 수 있다. 상기 적어도 한층의 반도체층(50)은 예를 들어, 질화갈륨(GaN)이나 이를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 상기 적어도 한층의 반도체층(50)은 반응 전구체로 TMGa(trimethyl gallium), silane(SiH4) 및 암모니아(NH3)를 이용하여 GaN를 포함하는 반도체층으로 형성될 수 있다.
상기 적어도 한층의 반도체층(50)은 도 2a 내지 도 2c를 참조로 설명한 바와 같이, 복수의 반도체층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 반도체층은 GaN계열 반도체에 n형 도펀트를 도핑하여 형성된 반도체층과, GaN계열 반도체에 p형 도펀트를 도핑하여 형성된 반도체층을 포함할 수 있다. n형 도펀트로는 Si, P 등이 사용될 수 있다. P형 도펀트로는 Mg, Ca, Zn, Cd, Hg, Al 등이 사용될 수 있다. n-GaN을 형성하는 경우, 반응 전구체로 TMGa(trimethyl gallium), silane(SiH4) 및 암모니아(NH3)를 이용할 수 있다. p-GaN을 형성하는 경우, 반응 전구체로 TMGa(trimethyl gallium), Cp2Mg(bis cyclopentadienyl magnesium) 및 암모니아(NH3)를 이용할 수 있다.
다음으로, 도 7에서와 같이, 복수의 나노로드 구조물(30) 사이를, 그 상단부 일부분을 남기고 채우도록 절연체 물질로 절연체 물질층(70)을 형성한다. 절연체 물질층(70)의 재질로는 산화실리콘(SiO2)이나, 폴리이미드(polyimide)가 사용될 수 있다.
그런 다음, 도 8에서와 같이, 노출된 복수의 나노로드 구조물(30) 상단부를 전체적으로 감싸도록 절연층 상에 전극층(80)을 형성할 수 있다. 이때, 전극층(80)은 투명전극층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극층(80)은 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide;TCO), 예컨대, ITO(Indium tin Oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 9에서와 같이, 전극층(80) 상면에 상부 전극(95), 예컨대, 박리방지층(20) 일측에 하부 전극(91)을 형성할 수 있다.
상기와 같은 발광 소자(10) 제조 과정에서, 나노로드 구조물(30)의 형성은 대략 1000도 안팎 또는 그 이상의 고온 공정으로 이루어질 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 ZnO/GaN 나노 구조물을 성장한 후의 SEM 사진을 보여준다. 도 11은 성장된 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10)의 구동 I-V 특성을 보여준다.
도 10 및 도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10)에 따르면, 박리방지층(20)을 구비함에 의해, 적어도 한층의 반도체층(50) 형성시, 나노 코어부(40)가 기판(1)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있으므로, 예컨대, ZnO/GaN 나노 구조물을 가지는 발광 소자를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10)에 따르면, 기판(1) 상에 위치되는 박리방지층(20)을 금속 물질을 포함하도록 형성하여, 전류주입층으로 사용가능하므로, 수직형 발광 소자(vertical type LED)를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자(10)에 따르면, 금속 물질을 포함하는 박리 방지층(20)을 얇게 형성함으로써, 아래쪽 즉, 기판(1)쪽으로부터 발광이 가능한 발광 소자를 실현할 수 있다.
1...기판 10...발광 소자
20...박리방지층 30...나노로드 구조물
40...나노 코어부 50...반도체층
60...위치 제어 패턴 70...절연체 물질층
80...전극층
20...박리방지층 30...나노로드 구조물
40...나노 코어부 50...반도체층
60...위치 제어 패턴 70...절연체 물질층
80...전극층
Claims (20)
- 기판;
상기 기판 상에 형성되는 박리방지층;
상기 박리방지층상에 일차원적으로 수직 성장된 나노 코어부 및 상기 나노 코어부 표면 상에 형성된 적어도 한층의 반도체층;을 포함하는 복수의 나노로드 구조물; 및
상기 복수의 나노로드 구조물 표면의 적어도 일부를 둘러싸는 전극층;을 포함하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 박리방지층은,
상기 반도체층 성장을 위한 고온 공정을 견디는 금속 물질을 포함하는 발광 소자. - 제2항에 있어서, 상기 박리방지층은, 텅스텐, 티타늄, 몰리브덴 및 탄탈륨이나, 그 조합 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 박리 방지층상에 위치 제어 패턴;을 더 포함하며,
상기 나노 코어부는 상기 위치 제어 패턴의 개구부분에 형성되는 발광 소자. - 제4항에 있어서, 상기 위치 제어 패턴은, Si, SiC, SiO2, SiN중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질로 형성되는 발광 소자.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노 코어부는 산화아연이나 이를 포함하는 물질로 이루어진 발광 소자.
- 제6항에 있어서, 상기 반도체층은 질화 갈륨이나 이를 포함하는 물질로 이루어진 발광 소자.
- 제7항에 있어서, 상기 기판은 석영을 포함하는 발광 소자.
- 제6항에 있어서, 상기 기판은 석영을 포함하는 발광 소자.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체층은 질화 갈륨이나 이를 포함하는 물질로 이루어진 발광 소자.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 석영을 포함하는 발광 소자.
- 기판 상에 박리방지층을 형성하는 단계;
상기 박리방지층 상에 복수의 나노 코어부를 일차원적으로 수직 성장시키는 단계;
상기 복수의 나노 코어부의 표면 상에 적어도 한층의 반도체층을 성장시키는 단계;를 포함하는 발광 소자 제조 방법. - 제12항에 있어서, 상기 박리 방지층상에 위치 제어 패턴을 형성하는 단계;를 더 포함하며,
상기 나노 코어부는 상기 위치 제어 패턴의 개구부분을 통하여, 상기 박리방지층상에 수직 성장되는 발광 소자. - 제13항에 있어서, 상기 위치 제어 패턴은, Si, SiC, SiO2, SiN중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질로 형성되는 발광 소자 제조 방법.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박리방지층은,
상기 반도체층 성장을 위한 고온 공정을 견디는 금속 물질을 포함하는 발광 소자 제조 방법. - 제15항에 있어서, 상기 박리방지층은, 텅스텐, 티타늄, 몰리브덴 및 탄탈륨이나, 그 조합 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 발광 소자 제조 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 나노 코어부는 산화 아연이나 이를 포함하는 물질로 이루어진 발광 소자 제조 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 반도체층은 질화 갈륨이나 이를 포함하는 물질로 이루어진 발광 소자 제조 방법.
- 제18항에 있어서, 상기 기판은 석영을 포함하는 발광 소자 제조 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 기판은 석영을 포함하는 발광 소자 제조 방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR101630797B1 (ko) * | 2015-01-08 | 2016-06-15 | 한국표준과학연구원 | 나노와이어 어레이 소자 및 발광 소자 제조방법 |
| KR20160072447A (ko) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지 |
| US9478702B2 (en) | 2014-02-03 | 2016-10-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device |
| KR102227999B1 (ko) * | 2020-11-05 | 2021-03-12 | 한국세라믹기술원 | 금속 반사판 일체형 광소자 및 그 제조 방법 |
-
2011
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