KR100643473B1

KR100643473B1 - 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR100643473B1
Application number: KR1020050082742A
Authority: KR
Inventors: 김종욱; 조현경
Original assignee: 엘지전자 주식회사; 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2006-11-10
Anticipated expiration: 2025-09-06

Abstract

본 발명은 나노 로드(Nano-rod)를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 간단한 열처리 공정으로 응집덩어리를 만들어, 이 응집덩어리로 마스킹하여 나노 로드형 소자를 제조함으로써, 공정을 단순화시켜 제조를 용이하게 하여 양산성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 활성층이 복수개의 나노 로드로 형성되어 있어 발광 면적을 증가시킬 수 있고 광출력을 향상시킬 수 있으며, 나노 로드들 사이에 절연성 충진제를 채움으로써, 소자의 구조를 안정화시킬 수 있는 장점이 있다.

나노, 로드, 발광소자, 응집덩어리, 충진제

Description

나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법 { Light emitting device with nano-rod and method for fabricating the same }

도 1a 내지 1h는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나노 로드(Rod)를 갖는 발광 소자의 개략적인 제조 공정 단면도

도 2a 내지 2h는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나노 로드(Rod)를 갖는 발광 소자의 개략적인 제조 공정 단면도

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나노 로드(Rod)를 갖는 발광 소자의 단면도

도 4a 및 4b는 도 2d의 공정 후, N-반도체층의 일부를 식각하여 나노 로드형 구조물을 형성하여 발광 소자를 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도

도 5는 본 발명에 따라 응집덩어리를 촬영한 SEM(Scanning electron microscope) 사진도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 기판 110,111 : N-반도체층

120 : 활성층 130 : P-반도체층

140 : 보호층 150,210 : 마스크용 박막층

151,211 : 응집덩어리 160,220 : 절연성 충진제

170 : 투명전극 181 : P-전극

182,240 : N-전극 190,250 : 나노로드형 구조물

200 : 전도성 지지부

본 발명은 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 열처리 공정으로 응집덩어리를 만들어, 이 응집덩어리로 마스킹하여 나노 로드형 소자를 제조함으로써, 공정을 단순화시켜 제조를 용이하게 할 수 있고, 발광 면적을 증가시키고 광출력을 향상시킬 수 있는 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 발광 다이오드는 자동차용 광원, 전광판, 조명, 디스플레이의 백라이트 유닛(Backlight unit)용 광원등과 같이 다양한 응용을 가지는 단일파장의 광원이다.

대부분의 발광 다이오드의 내부에서 발생되어진 광은 반도체와 공기 등과 같은 계면(Interface)에서 임계각에 의한 반사에 의해 발광 다이오드 내부에 대부분 갇히게 된다.

그러므로, 이렇게 소자 내부에 갇히는 광량이 많게되면, 발광 다이오드의 광출력은 줄어들고 특성이 저하된다.

이러한 발광 다이오드에서 광 추출 효율을 개선하는 방법은 여러 가지가 있다.

첫째로, 발광 다이오드 칩의 형상을 변형하여 칩에서 수직적인 방향으로 입사하는 확률을 높이는 방법이 있으며, 여러 형상 중 반구 모양이 이론적으로 가장 최적이라고 알려져 있으나 제작이 어렵고 비용이 많이 든다는 단점이 있다.

둘째로, 제작이 어려우나 반구형의 에폭시 돔(Epoxy dome)을 가지고 발광 다이오드를 인캡슐레이션(Encapsulation)하는 방법이 있으며,

세번째로, 발광 다이오드에서 방출된 광을 재흡수하는 기판을 전반사되는 기판으로 변경하는 기술도 있다.

이와 함께, 마이크로 캐비티(Micro cavity) 또는 공명 캐비티(Resonant cavity) 구조를 가지는 발광 다이오드를 제작하는 방법이 있는데, 구조 제작시 구성하는 층의 두께등에 대해 매우 정교한 제어와 재현성이 요구되며, 반도체에서 공기로 광이 효율적으로 추출되려면 발광 다이오드의 방출 파장이 정확하게 제작된 캐비티 모드(Cavity mode)와 일치하여야 하는 어려움이 있다.

또한, 발광 다이오드의 방출 파장은 온도나 동작 전류가 증가하면, 방출 파장이 변화하여 광출력이 급격하게 감소하는 문제점이 있다.

한편, 최근 들어, 발광 다이오드의 광 추출 효율을 높이기 위하여 인위적으로 칩의 내부에서 발생한 광이 외부로 나가는 발광 다이오드 칩의 표면을 거칠게 만들거나 주기적으로 반복되는 일정한 모양이 표면에 형성되도록 하는 표면 텍스쳐링(Surface texturing) 기술들이 보고되고 있다.

이 기술은 발광 다이오드 칩 상에서 광 추출 효율을 향상할 수 있는 기술로서 단독으로 사용할 수도 있고 앞에서 언급한 칩 모양을 변형하는 기술, 에폭시 인캡슐레이션 방법, 기판 변경등과 같이 기존의 방법들과 병행하여 적용할 수 있어서 광 추출 효율을 더 크게 개선할 수 있다.

현재의 표면 텍스쳐링(Surface texturing) 기술은 마스크 등으로 패턴을 형성하고, 습식 또는 건식 식각을 수행하여 표면에 형상을 만드는 방법을 사용하고 있다.

이러한 기술은 발광 다이오드 구조에서 각 층의 일정한 두께로 인해 표면 형상의 높이가 제한되고 식각공정 수행시 식각하는 두께의 정확한 제어 및 재현성이 필요하다.

또한, 식각을 위한 패턴 형성등과 같이 여러 공정들이 요구되어지는 문제점이 있다.

한편, 최근에는, 넓은 띠 밴드갭을 가진 질화물계 반도체를 이용하여 질화물계 반도체 성장구조나 성장된 에피의 제작공정을 개선시켜 광변환 효율이 높은 광소자 개발이 활발이 이루어지고 있다.

그 중, 나노로드(Nanorod) 및 나노와이어(Nanowire) 등의 반도체 나노구조를 이용한 발광 다이오드는 기존의 박막형에 비해서 스트레스 완화가 가능하여 내부 효율을 향상할 수 있으며, 구조적으로 적출효율(Extraction efficiency)을 높일 수 있어 고효율의 발광 다이오드 구현을 위해 많은 연구가 이루어지고 있다.

이런, 나노구조를 형성하는 방법은 크게 나노구조를 성장하는 방법과 기존의 박막형 에피 웨이퍼를 패터닝하여 식각에 의해 나노구조를 구현하는 방법이 있다.

나노구조를 성장하는 방법에 있어서 메탈을 촉매로 사용하든지 또는 촉매를 사용하지 않고 GaN 나노로드 및 나노 와이어를 성장하는 기술이 많은 연구기관들에서 수행되고 있다.

하지만, 이러한 성장방법은 나노구조를 가진 소자 에피층을 성장하는 방법이 어려우며, 또한 일정한 길이와 농도를 가진 재현성 있는 나노구조의 형태를 가지기 어렵다.

또한, 리소그래피 공정을 통하여 표면에 패터닝된 시료를 식각하여 마이크로 발광 다이오드 및 나노로드 발광 다이오드의 제작으로 소자의 적출 효율을 개선하고, 스트레스 완화를 통하여 내부 효율을 개선하는 방법들이 제안되고 발표되고 있으나 이러한 기술은 매우 정교한 리소그래피 기술을 사용하므로 제작공정이 어렵고 비용이 높으며 양산성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 간단한 열처리 공정으로 응집덩어리를 만들어, 이 응집덩어리로 마스킹하여 나노 로드형 소자를 제조함으로써, 공정을 단순화시켜 제조를 용이하게 하여 양산성을 높일 수 있는 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 활성층이 복수개의 나노 로드로 형성되어 있어 발광 면적을 증가시키고 광출력을 향상시킬 수 있는 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 나노 로드들 사이에 절연성 충진제를 채워 소자의 구조를 안정화시킬 수 있는 나노 로드를 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 1 양태(樣態)는,

기판과;

상기 기판 상부에 형성되고, 상부의 일부가 제거되어 있고, 제거되지 않은 상부에 복수개의 나노 로드형 돌출부들을 갖는 N-반도체층과;

상기 복수개의 나노 로드형 돌출부들 각각의 상부에 형성된 나노 로드형 활성층과;

상기 나노 로드형 활성층 각각의 상부에 형성된 나노 로드형 P-반도체층과; 상기 나노 로드형 돌출부들, 나노 로드형 활성층과 나노 로드형 P-반도체층 사이에 충진된 절연성 충진제와;

상기 나노 로드형 P-반도체층 상부에 형성된 투명전극과;

상기 투명전극 상부에 형성된 P-전극과;

상기 제거된 N-반도체층 상부에 형성된 N-전극을 포함하여 구성된 나노 로드를 갖는 발광 소자가 제공된다.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 2 양태(樣態)는,

전도성 지지부와;

상기 전도성 지지부 상부에 형성되고, 상부에 복수개의 나노 로드형 돌출부들을 갖는 P-반도체층과;

상기 나노 로드형 활성층 각각의 상부에 형성된 나노 로드형 N-반도체층과;

상기 나노 로드형 돌출부들, 나노 로드형 활성층과 나노 로드형 N-반도체층 사이에 충진된 절연성 충진제와;

상기 나노 로드형 N-반도체층 상부에 형성된 투명전극과;

상기 투명전극 상부에 형성된 전극을 포함하여 구성된 나노 로드를 갖는 발광 소자가 제공된다.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 3 양태(樣態)는,

기판 상부에 N-반도체층, 활성층, P-반도체층, 보호층과 마스크용 박막층을 순차적으로 적층하는 단계와;

상기 마스크용 박막층에 열처리 공정을 수행하여 상호 이격된 복수개의 응집덩어리(Agglomeration)들을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 마스크로 하여 상기 보호층을 식각하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들 중 일부가 존재하는 영역을 제외하고, 나머지 응집덩어리들을 마스크로 상기 P-반도체층, 활성층과 N-반도체층 일부를 순차적으로 식각하여 나노 로드형 구조물들을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 감싸며 나노 로드형 구조물들 사이에 절연성 충진제를 충진하는 단계와;

상기 제외된 영역의 절연성 충진제, 응집덩어리들, 보호층, P-반도체층, 활성층과 N-반도체층 일부를 순차적으로 식각하고, 상기 P-반도체층 상부가 노출되도록, 상기 복수개의 응집덩어리들 및 절연성 충진제 일부를 제거하는 단계와;

상기 노출된 P-반도체층 상부에 투명전극을 형성하는 단계와;

상기 투명전극 상부에 P-전극을 형성하고, 상기 식각된 N-반도체층 상부에 N-전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 4 양태(樣態)는,

기판 상부에 N-반도체층, 활성층, P-반도체층을 순차적으로 적층하고, 상기 P-반도체층 상부에 전도성 지지부를 형성하는 단계와;

상기 기판을 상기 N-반도체층 하부에서 이탈시키는 단계와;

상기 N-반도체층 하부에 마스크용 박막층을 형성하고, 상기 마스크용 박막층에 열처리 공정을 수행하여 상호 이격된 복수개의 응집덩어리(Agglomeration)들을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 마스크로 하여 상기 N-반도체층, 활성층과 P-반도체층 일부를 순차적으로 식각하여 나노 로드형 구조물을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 감싸며 나노 로드형 구조물 사이에 절연성 충진제를 충진하는 단계와;

상기 나노 로드형 구조물의 N-반도체층 하부가 노출되도록, 상기 복수개의 응집덩어리들 및 절연성 충진제 일부를 제거하는 단계와;

상기 노출된 N-반도체층 하부에 투명전극을 형성하고, 상기 투명전극 하부에 N-전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.

상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 5 양태(樣態)는,

상기 기판을 상기 N-반도체층 하부에서 이탈시키는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 마스크로 하여 상기 N-반도체층 일부를 식각하여 나노 로드형 구조물을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 제거하고, 상기 N-반도체층 하부에 N-전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1a 내지 1h는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나노 로드(Rod)를 갖는 발광 소자의 개략적인 제조 공정 단면도로서, 먼저, 기판(100) 상부에 N-반도체층(110), 활성층(120), P-반도체층(130), 보호층(140)과 마스크용 박막층(150)을 순차적으로 적층한다.(도 1a)

여기서, 상기 보호층(140)의 개재없이 상기 P-반도체층(130) 상부에 마스크용 박막층(150)을 형성할 수 있으나, 이 보호층(140)이 존재하는 경우는 후술되는 공정에서 증착되는 금속이 소자의 에피층으로 확산되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이 보호층(140)은 실리콘 산화막이 바람직하다.

그리고, 상기 마스크용 박막층(150)은 금속 박막층 또는 금속을 포함하는 박막층이 바람직하다.

그 후, 상기 마스크용 박막층(150)에 열처리 공정을 수행하여 상기 마스크용 박막층(150)이 상호 이격된 복수개의 응집덩어리(Agglomeration)들(151)을 형성한다.(도 1b)

이 때, 상기 마스크용 박막층(150)에 열처리 공정이 수행되면, 상기 마스크용 박막층(150)의 일부들이 하부에 존재하는 층으로부터 계면이 박리되고, 이 박리된 부분들이 안정화되려는 상태에 도달하려고 응집된다.

그러므로, 열처리 공정을 수행하면, 상기 복수개의 응집덩어리들(151)은 생성되는 것이고, 이 복수개의 응집덩어리들(151)은 각각 다른 크기로 형성된다.

이 때, 상기 복수개의 응집덩어리들(151)의 폭은 10 ~ 1000㎚인 것이 바람직하다.

이 복수개의 응집덩어리들(151)의 폭은 후술되는 공정에서 식각되어 형성된 나노 로드들의 폭(W)을 결정하게 된다.

즉, 나노 로드들의 폭(W)도 10 ~ 1000㎚이다.

그리고, 상기 열처리 공정은 상기 마스크용 박막층의 녹는점보다 작은 온도로 수행한다.

예를 들어, 상기 마스크용 박막층(150)이 Ag인 경우, 녹는점 961.9℃보다 작은 온도에서 열처리 공정을 수행한다.

이어서, 상기 복수개의 응집덩어리들(151)을 마스크로 하여 상기 보호층(140)을 식각한다.(도 1c)

그 후, 상기 복수개의 응집덩어리들(151) 중 일부가 존재하는 영역을 제외하고, 나머지 응집덩어리들을 마스크로 상기 P-반도체층(130), 활성층(120)과 N-반도체층(110) 일부를 순차적으로 식각하여 나노 로드형 구조물들(190)을 형성한다.(도 1d)

연이어, 상기 복수개의 응집덩어리들(151)을 감싸며 나노 로드형 구조물들(190) 사이에 절연성 충진제(160)를 충진한다.(도 1e)

계속하여, 상기 제외된 영역의 절연성 충진제(160), 응집덩어리들(151), 보호층(140), P-반도체층(130), 활성층(120)과 N-반도체층(110) 일부를 순차적으로 식각하고, 상기 P-반도체층(130) 상부가 노출되도록, 상기 복수개의 응집덩어리들 (151) 및 절연성 충진제(160) 일부를 제거한다.(도 1f)

여기서, 상기 절연성 충진제(160)는 폴리이미드 또는 SOG(Spin on glass)인 것이 바람직하다.

그 다음, 상기 노출된 P-반도체층(130) 상부에 투명전극(170)을 형성한다.(도 1g)

마지막으로, 상기 투명전극(170) 상부에 P-전극(181)을 형성하고, 상기 식각된 N-반도체층(110) 상부에 N-전극(182)을 형성한다.(도 1h)

이와 같은 공정을 수행하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나노 로드(Rod)를 갖는 발광 소자는 도 1h와 같이, 기판(100)과; 상기 기판(100) 상부에 형성되고, 상부의 일부가 제거되어 있고, 제거되지 않은 상부에 복수개의 나노 로드형 돌출부들을 갖는 N-반도체층(110)과; 상기 복수개의 나노 로드형 돌출부들 각각의 상부에 형성된 나노 로드형 활성층과; 상기 나노 로드형 활성층 각각의 상부에 형성된 나노 로드형 P-반도체층과; 상기 나노 로드형 돌출부들, 나노 로드형 활성층과 나노 로드형 P-반도체층 사이에 충진된 절연성 충진제(160)와; 상기 나노 로드형 P-반도체층 상부에 형성된 투명전극(170)과; 상기 투명전극(170) 상부에 형성된 P- 전극(181)과; 상기 제거된 N-반도체층 상부에 형성된 N-전극(182)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 복수개의 나노 로드형 돌출부들은 '111'를 의미하고, 상기 나노 로드형 활성층은 '121'를 의미하고, 상기 나노 로드형 P-반도체층은 '131'를 의미한다.

그러므로, 본 발명은 간단한 열처리 공정으로 응집덩어리를 만들어, 이 응집덩어리로 마스킹하여 나노 로드형 소자를 제조함으로써, 공정을 단순화시켜 제조를 용이하게 하여 양산성을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 2a 내지 2h는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나노 로드(Rod)를 갖는 발광 소자의 개략적인 제조 공정 단면도로서, 기판(100) 상부에 N-반도체층(110), 활성층(120), P-반도체층(130)을 순차적으로 적층하고, 상기 P-반도체층(130) 상부에 전도성 지지부(200)를 형성한다.(도 2a)

여기서, 상기 전도성 지지부(200)는 상기 P-반도체층(130) 상부에 증착된 금속층 또는 상기 P-반도체층(130) 상부에 전도성 접착제로 접착된 전도성 기판인 것이 바람직하다.

그 후, 상기 기판(100)을 상기 N-반도체층(110) 하부에서 이탈시킨다.(도 2b)

여기서, 상기 기판(100)의 이탈은 상기 N-반도체층(110) 하부에 레이저광을 조사하여, 이탈시키는 LLO(Laser lift-off) 공정을 수행한다.

그 다음, 상기 N-반도체층(110) 하부에 마스크용 박막층(210)을 형성한다.( 도 2c)

이어서, 상기 마스크용 박막층(210)에 열처리 공정을 수행하여 상호 이격된 복수개의 응집덩어리(Agglomeration)들(211)을 형성한다.(도 2d)

연이어, 상기 복수개의 응집덩어리들(211)을 마스크로 하여 상기 N-반도체층(110), 활성층(120)과 P-반도체층(130) 일부를 순차적으로 식각하여 나노 로드형 구조물(250)을 형성한다.(도 2e)

계속하여, 상기 복수개의 응집덩어리들(211)을 감싸며 나노 로드형 구조물(250) 사이에 절연성 충진제(220)를 충진한다.(도 2f)

그 후, 상기 나노 로드형 구조물(250)의 N-반도체층(111) 하부가 노출되도록, 상기 복수개의 응집덩어리들(211) 및 절연성 충진제(220) 일부를 제거한다.(도 2g)

마지막으로, 상기 노출된 N-반도체층(111) 하부에 투명전극(230)을 형성하고, 상기 투명전극(230) 하부에 N-전극(240)을 형성한다.(도 2h)

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나노 로드(Rod)를 갖는 발광 소자의 단면도로서, 전도성 지지부(200)와; 상기 전도성 지지부(200) 상부에 형성되고, 상부에 복수개의 나노 로드형 돌출부들(132)을 갖는 P-반도체층(130)과; 상기 복수개의 나노 로드형 돌출부들(132) 각각의 상부에 형성된 나노 로드형 활성층(121)과; 상기 나노 로드형 활성층(121) 각각의 상부에 형성된 나노 로드형 N-반도체층(111)과; 상기 나노 로드형 돌출부들(132), 나노 로드형 활성층(121)과 나노 로드형 N-반도체층(111) 사이에 충진된 절연성 충진제(220)와; 상기 나노 로드형 N-반도체층 (111) 상부에 형성된 투명전극(230)과; 상기 투명전극(230) 상부에 형성된 전극(240)을 포함하여 구성된다.

이렇게 구성된 본 발명의 나노 로드를 갖는 발광 소자는 활성층이 복수개의 나노 로드로 형성되어 있어 발광 면적을 증가시킬 수 있고 광출력을 향상시킬 수 있으며, 각각의 나노 로드들 사이가 절연성 충진제로 채워져 있어 소자의 구조를 안정화시킬 수 있는 장점이 있다.

도 4a 및 4b는 도 2d의 공정 후, N-반도체층의 일부를 식각하여 나노 로드형 구조물을 형성하여 발광 소자를 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도로서, 전술된 도 2d의 공정 후에, 복수개의 응집덩어리들(211)을 마스크로 하여 상기 N-반도체층(110) 일부를 식각하여 나노 로드형 구조물(251)을 형성한다.(도 4a)

마지막으로, 상기 복수개의 응집덩어리들(211)을 제거하고, 상기 N-반도체층(111) 하부에 N-전극(240)을 형성한다.(도 4b)

도 5는 본 발명에 따라 응집덩어리를 촬영한 SEM(Scanning electron microscope) 사진도로서, Ag로 이루어진 마스크용 박막층을 650℃에서 1분 동안 열처리했더니, 도 7과 같이 복수개의 응집덩어리들(151)이 형성되었다.

이 응집덩어리들(151)의 크기는 대략 100nm이나, 각기 다른 크기로 형성된다.

이상 상술한 바와 같이, 종래 기술에서는 매우 정교한 리소그래피 기술을 사 용하므로 제작공정이 어렵고 비용이 높으며 양산성이 떨어지는 문제점이 있었으나, 본 발명은 간단한 열처리 공정으로 응집덩어리를 만들어, 이 응집덩어리로 마스킹하여 나노 로드형 소자를 제조함으로써, 공정을 단순화시켜 제조를 용이하게 하여 양산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 활성층이 복수개의 나노 로드로 형성되어 있어 발광 면적을 증가시키고 광출력을 향상시킬 수 있으며, 나노 로드들 사이에 절연성 충진제를 채움으로써, 소자의 구조를 안정화시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

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기판 상부에 N-반도체층, 활성층, P-반도체층, 보호층과 마스크용 박막층을 순차적으로 적층하는 단계와;

상기 마스크용 박막층에 열처리 공정을 수행하여 상호 이격된 복수개의 응집덩어리(Agglomeration)들을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 마스크로 하여 상기 보호층을 식각하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들 중 일부가 존재하는 영역을 제외하고, 나머지 응집덩어리들을 마스크로 상기 P-반도체층, 활성층과 N-반도체층 일부를 순차적으로 식각하여 나노 로드형 구조물들을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 감싸며 나노 로드형 구조물들 사이에 절연성 충진제를 충진하는 단계와;

상기 제외된 영역의 절연성 충진제, 응집덩어리들, 보호층, P-반도체층, 활성층과 N-반도체층 일부를 순차적으로 식각하고, 상기 P-반도체층 상부가 노출되도 록, 상기 복수개의 응집덩어리들 및 절연성 충진제 일부를 제거하는 단계와;

상기 노출된 P-반도체층 상부에 투명전극을 형성하는 단계와;

상기 투명전극 상부에 P-전극을 형성하고, 상기 식각된 N-반도체층 상부에 N-전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법.
기판 상부에 N-반도체층, 활성층, P-반도체층을 순차적으로 적층하고, 상기 P-반도체층 상부에 전도성 지지부를 형성하는 단계와;

상기 기판을 상기 N-반도체층 하부에서 이탈시키는 단계와;

상기 N-반도체층 하부에 마스크용 박막층을 형성하고, 상기 마스크용 박막층에 열처리 공정을 수행하여 상호 이격된 복수개의 응집덩어리(Agglomeration)들을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 마스크로 하여 상기 N-반도체층, 활성층과 P-반도체층 일부를 순차적으로 식각하여 나노 로드형 구조물을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 감싸며 나노 로드형 구조물 사이에 절연성 충진제를 충진하는 단계와;

상기 나노 로드형 구조물의 N-반도체층 하부가 노출되도록, 상기 복수개의 응집덩어리들 및 절연성 충진제 일부를 제거하는 단계와;

상기 노출된 N-반도체층 하부에 투명전극을 형성하고, 상기 투명전극 하부에 N-전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법.
기판 상부에 N-반도체층, 활성층, P-반도체층을 순차적으로 적층하고, 상기 P-반도체층 상부에 전도성 지지부를 형성하는 단계와;

상기 기판을 상기 N-반도체층 하부에서 이탈시키는 단계와;

상기 N-반도체층 하부에 마스크용 박막층을 형성하고, 상기 마스크용 박막층에 열처리 공정을 수행하여 상호 이격된 복수개의 응집덩어리(Agglomeration)들을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 마스크로 하여 상기 N-반도체층 일부를 식각하여 나노 로드형 구조물을 형성하는 단계와;

상기 복수개의 응집덩어리들을 제거하고, 상기 N-반도체층 하부에 N-전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 마스크용 박막층은,

상기 N-반도체층 상부에 버퍼층을 형성하고,

그 버퍼층 상부에 형성하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 발광 소자 의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 보호층은,

실리콘 산화막인 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법.
제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전도성 지지부는,

상기 P-반도체층 상부에 증착된 금속층 또는 상기 P-반도체층 상부에 전도성 접착제로 접착된 전도성 기판인 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법.
제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마스크용 박막층은,

금속 박막층 또는 금속을 포함하는 박막층인 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법.
제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수개의 응집덩어리들의 폭은,

10 ~ 1000㎚인 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법.
제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 열처리 공정은,

상기 마스크용 박막층의 녹는점보다 작은 온도로 수행하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법.
제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수개의 응집덩어리들 각각의 크기는,

다른 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 발광 소자의 제조 방법.