[go: up one dir, main page]

KR20130139113A - Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20130139113A
KR20130139113A KR1020120062873A KR20120062873A KR20130139113A KR 20130139113 A KR20130139113 A KR 20130139113A KR 1020120062873 A KR1020120062873 A KR 1020120062873A KR 20120062873 A KR20120062873 A KR 20120062873A KR 20130139113 A KR20130139113 A KR 20130139113A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
layer
semiconductor layer
conductive semiconductor
filling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020120062873A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
유건욱
차남구
이동훈
정훈재
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020120062873A priority Critical patent/KR20130139113A/en
Publication of KR20130139113A publication Critical patent/KR20130139113A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/813Bodies having a plurality of light-emitting regions, e.g. multi-junction LEDs or light-emitting devices having photoluminescent regions within the bodies
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • H10H20/036Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0363Manufacture or treatment of packages of optical field-shaping means
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/811Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions
    • H10H20/812Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions within the light-emitting regions, e.g. having quantum confinement structures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/816Bodies having carrier transport control structures, e.g. highly-doped semiconductor layers or current-blocking structures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/83Electrodes
    • H10H20/832Electrodes characterised by their material
    • H10H20/835Reflective materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/84Coatings, e.g. passivation layers or antireflective coatings
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/852Encapsulations

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것으로서, 로드 형태로 서로 이격되어 형성되어 있으며, 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층이 순차적으로 형성되어 있는 복수의 발광부들; 및 전도성 유기물로 이루어지고, 상기 제2 도전형 반도체층을 덮으며 상기 복수의 발광부들 사이를 충진시키는 충진층; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a semiconductor light emitting device, comprising: a plurality of light emitting parts which are formed to be spaced apart from each other in a rod shape, and in which a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer are sequentially formed; And a filling layer formed of a conductive organic material and covering the second conductive semiconductor layer and filling the light emitting portions. And a control unit.

Description

반도체 발광소자 및 그 제조 방법 {SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same {SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a manufacturing method thereof.

발광 다이오드(LED)는 종래의 광원에 비해 긴 수명, 낮은 소비전력, 빠른 응답 속도, 환경 친화성 등의 장점을 갖는 차세대 광원으로 알려져 있으며, 조명 장치, 디스플레이 장치의 백라이트 등 다양한 제품에서 중요한 광원으로 주목 받고 있다. 특히, GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등의 3족 질화물 기반의 LED는 청색 또는 자외선광을 출력하는 반도체 발광 소자로서 중요한 역할을 하고 있다.
A light emitting diode (LED) is known as a next generation light source having advantages such as long lifetime, low power consumption, quick response speed and environment friendliness compared to a conventional light source and is an important light source in various products such as a backlight of a lighting device and a display device It is attracting attention. In particular, Group III nitride-based LEDs such as GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN play an important role as semiconductor light emitting devices that output blue or ultraviolet light.

최근에 LED의 활용범위가 넓어짐에 따라 고전류/고출력 분야의 광원 분야로 확대되고 있다. 이와 같이 LED가 고전류/고출력 분야에서 요구됨에 따라 당 기술 분야에서는 발광 특성의 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며, 다중양자우물(MQW) 구조의 성장 조건이나 반도체층의 결정성 향상을 위한 노력이 진행되고 있다. 특히, 결정성 향상과 발광 영역의 증대를 통한 광효율 증가를 위해, 질화물 반도체 나노 로드 구조물을 구비하는 나노 로드 기반의 발광소자 및 그 제조 기술이 제안되었다. 이러한 질화물 반도체 나노 로드 기반의 발광소자는 활성층으로 InGaN/GaN 다중양자우물 구조를 이용하여 발광 구현이 가능하다.
Recently, as the application range of LED is expanded, it is expanding to the light source field of high current / high power field. As the LED is required in the high current / high output field, studies have been made in the art to improve the luminescence characteristics and efforts have been made to improve the growth conditions of the multi quantum well (MQW) structure or the crystallinity of the semiconductor layer . In particular, nanorod-based light emitting devices including nitride semiconductor nanorod structures and fabrication techniques thereof have been proposed to increase light efficiency by improving crystallinity and increasing light emitting regions. The light emitting device based on the nitride semiconductor nanorods can realize light emission using an InGaN / GaN multi-quantum well structure as an active layer.

본 발명의 일 목적은, 복수의 발광부 사이를 충진하는 충진물로 전도성 유기물을 사용함으로써 전류 확산 및 전류 주입 효율이 향상된 반도체 발광소자를 제공하는 데 있다. One object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device having improved current spreading and current injection efficiency by using a conductive organic material as a filling material filling a plurality of light emitting parts.

또한 본 발명의 다른 목적은, 복수의 발광부 사이를 충진하는 충진물로 전도성 유기물을 사용하여, 전극의 접촉저항을 낮추고, 그에 따라 동작 전압을 낮출 수 있는 반도체 발광 소자를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of lowering the contact resistance of an electrode and thereby lowering an operating voltage by using a conductive organic material as a filling material filling a plurality of light emitting parts.

또한 본 발명의 또 다른 목적은, 충진물을 나로 로드 구조의 복수의 발광부 상부가 평탄화가 될 때까지 충진하여 공정 중 나노 로드가 부러지는 현상을 방지하는 데 있다.
In addition, another object of the present invention is to fill the filling material until the top of the plurality of light emitting portion of the rod structure is flattened to prevent the phenomenon that the nanorod breaks during the process.

본 발명의 일 측면은,According to an aspect of the present invention,

로드 형태로 서로 이격되어 형성되어 있으며, 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층이 순차적으로 형성되어 있는 복수의 발광부들; 및 전도성 유기물로 이루어지고, 상기 제2 도전형 반도체층을 덮으며 상기 복수의 발광부들 사이를 충진시키는 충진층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제공한다.A plurality of light emitting parts spaced apart from each other in a rod form and sequentially formed with a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer; And a filling layer formed of a conductive organic material and covering the second conductive semiconductor layer and filling the light emitting portions. It provides a semiconductor light emitting device comprising a.

상기 전도성 유기물은 PEDOT:PSS, TPDSI2:TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, PCBM으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The conductive organic material may be any one selected from the group consisting of PEDOT: PSS, TPDSI 2 : TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, and PCBM.

상기 충진층은 상기 복수의 발광부의 상면이 평탄화되도록 충진된 것을 특징으로 한다.The filling layer may be filled to planarize top surfaces of the plurality of light emitting parts.

상기 발광부를 감싸도록, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 충진층 사이에 반사 전극이 더 형성된 것을 특징으로 한다.A reflective electrode is further formed between the second conductive semiconductor layer and the filling layer to surround the light emitting part.

상기 반사 전극은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt 및 Au 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다.The reflective electrode is formed by including any one material selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt and Au.

상기 복수의 발광부들은 기판 상에 형성된 것을 특징으로 한다.
The plurality of light emitting parts may be formed on a substrate.

본 발명의 다른 측면은,Another aspect of the invention,

기판; 상기 기판상에 형성된 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출시키도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 절연막 패턴; 상기 노출된 제1 도전형 반도체층으로부터 연장되어 형성된 제1 도전형 반도체층 코어, 상기 코어를 감싸는 활성층, 및 상기 활성층을 둘러싸는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광부들; 및 전도성 유기물로 이루어지고, 상기 제2 도전형 반도체층을 덮으며 상기 복수의 발광부들 사이를 충진시키는 충진층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제공한다.Board; A first conductivity type semiconductor layer formed on the substrate; An insulating film pattern formed on the first conductive semiconductor layer to expose a portion of the first conductive semiconductor layer; A plurality of light emitting parts including a first conductive semiconductor layer core formed to extend from the exposed first conductive semiconductor layer, an active layer surrounding the core, and a second conductive semiconductor layer surrounding the active layer; And a filling layer formed of a conductive organic material and covering the second conductive semiconductor layer and filling the light emitting portions. It provides a semiconductor light emitting device comprising a.

상기 전도성 유기물은 PEDOT:PSS, TPDSI2:TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, PCBM으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The conductive organic material may be any one selected from the group consisting of PEDOT: PSS, TPDSI 2 : TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, and PCBM.

상기 절연막 패턴은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어진 것을 특징으로 한다.The insulating film pattern is made of silicon oxide or silicon nitride.

상기 충진층은 상기 복수의 발광부의 상면이 평탄화되도록 충진된 것을 특징으로 한다.The filling layer may be filled to planarize top surfaces of the plurality of light emitting parts.

상기 복수의 발광부들 사이에 위치한 상기 절연막 패턴과 상기 충진층 사이에 절연층이 더 형성된 것을 특징으로 한다.The insulating layer is further formed between the insulating layer pattern and the filling layer positioned between the plurality of light emitting parts.

상기 발광부를 감싸도록, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연막 패턴과 상기 충진층 사이에 반사 전극이 더 형성된 것을 특징으로 한다.A reflective electrode is further formed between the second conductive semiconductor layer, the insulating layer pattern, and the filling layer to surround the light emitting part.

상기 반사 전극은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt 및 Au 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다.
The reflective electrode is formed by including any one material selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt and Au.

본 발명의 또 다른 측면은,According to another aspect of the present invention,

기판상에 제1 도전형 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 절연막을 형성하고, 상기 절연막을 패터닝하여 상기 제1 도전형 반도체층 일부를 노출시키는 단계; 상기 노출된 제1 도전형 반도체층으로부터 제1 도전형 반도체층 코어를 성장시킨 후, 상기 제1 도전형 반도체층 코어를 감싸도록 활성층을 형성하고, 상기 활성층을 둘러싸도록 제2 도전형 반도체층을 형성하여, 상기 제1 도전형 반도체층 코어, 상기 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광부들을 형성하는 단계; 및 전도성 유기물로 이루어지고, 상기 제2 도전형 반도체층을 덮으며 상기 복수의 발광부들 사이를 충진시키는 충진층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법을 제공한다.Forming a first conductive type semiconductor layer on a substrate; Forming an insulating film on the first conductive semiconductor layer, and patterning the insulating film to expose a portion of the first conductive semiconductor layer; After the first conductive semiconductor layer core is grown from the exposed first conductive semiconductor layer, an active layer is formed to surround the first conductive semiconductor layer core, and a second conductive semiconductor layer is formed to surround the active layer. Forming a plurality of light emitting parts including the first conductive semiconductor layer core, the active layer, and the second conductive semiconductor layer; And forming a filling layer made of a conductive organic material and covering the second conductivity type semiconductor layer and filling the plurality of light emitting parts.

상기 전도성 유기물은 PEDOT:PSS, TPDSI2:TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, PCBM으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The conductive organic material may be any one selected from the group consisting of PEDOT: PSS, TPDSI 2 : TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, and PCBM.

상기 절연막 패턴은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 형성하는 것을 특징으로 한다.The insulating film pattern is formed of silicon oxide or silicon nitride.

상기 충진층은 상기 복수의 발광부의 상면을 평탄화시키는 것을 특징으로 한다.The filling layer is characterized in that the top surface of the plurality of light emitting parts.

상기 복수의 발광부들 사이에 위치한 상기 절연막 패턴과 상기 충진층 사이에 절연층을 더 형성하는 것을 특징으로 한다.The insulating layer may be further formed between the insulating layer pattern and the filling layer positioned between the plurality of light emitting parts.

상기 발광부를 감싸도록, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연막 패턴과 상기 충진층 사이에 반사 전극을 더 형성하는 것을 특징으로 한다.A reflective electrode may be further formed between the second conductive semiconductor layer, the insulating layer pattern, and the filling layer to surround the light emitting part.

상기 반사 전극은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt 및 Au 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다.The reflective electrode is formed by including any one material selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt and Au.

상기 복수의 발광부들을 형성하는 단계 이후에 상기 기판을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And removing the substrate after the forming of the plurality of light emitting parts.

상기 충진층은 스핀 코팅법 또는 스프레이 코팅법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
The filling layer is formed using a spin coating method or a spray coating method.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 발광부 사이를 충진하는 충진물로 전도성 유기물을 사용함으로써 전류 확산 및 전류 주입 효율이 향상된 반도체 발광소자를 얻을 수 있다. As described above, according to the present invention, a semiconductor light emitting device having improved current spreading and current injection efficiency can be obtained by using a conductive organic material as a filling material filling a plurality of light emitting parts.

또한 복수의 발광부 사이를 충진하는 충진물로 전도성 유기물을 사용함으로써 전극의 접촉저항을 낮추고, 그에 따라 동작 전압을 낮출 수 있는 반도체 발광 소자를 얻을 수 있다.In addition, by using a conductive organic material as a filling material filling a plurality of light emitting parts, a semiconductor light emitting device capable of lowering contact resistance of an electrode and thereby lowering an operating voltage can be obtained.

또한 충진물을 나로 로드 구조의 복수의 발광부 상부가 평탄화가 될 때까지 충진하여 공정 중 나노 로드가 부러지는 현상을 방지할 수 있다. 그에 따라 반도체 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
In addition, the filling material may be filled until the top of the plurality of light emitting parts of the rod structure becomes flat, thereby preventing the nanorod from being broken during the process. Accordingly, the reliability of the semiconductor light emitting device can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자의 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 제조하는 과정을 나타낸 단면도이다.
1 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are cross-sectional views of a semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention.
4A to 4G are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 반도체 발광소자(100)는 기판(10), 제1 도전형 반도체층(30), 절연막 패턴(40), 제1도전형 반도체층 코어(50), 활성층 (60), 제2 도전형 반도체층(70), 절연층(42), 충진층(80) 및 제1 및 제2 전극(90, 92)을 포함한다.
Referring to FIG. 1, a semiconductor light emitting device 100 according to an embodiment may include a substrate 10, a first conductive semiconductor layer 30, an insulating film pattern 40, a first conductive semiconductor layer core 50, The active layer 60, the second conductive semiconductor layer 70, the insulating layer 42, the filling layer 80, and the first and second electrodes 90 and 92 are included.

상기 기판(10)은 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등의 물질로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 사파이어는 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a축 방향의 격자상수가 각각 13.001Å과 4.758Å이며, C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다. 상기 기판(10)은 버퍼층(20) 또는 제1 도전형 반도체층(30)을 성장시키기 위해 준비된다.
The substrate 10 may be a substrate made of a material such as sapphire, SiC, MgAl 2 O 4, MgO, LiAlO 2, LiGaO 2, GaN, or the like. In this case, the sapphire is a hexagonal-rhombo-symmetric crystal having lattice constants of 13.001 Å and 4.758 Å in the c-axis and the a-axis directions, respectively, and the C (0001) plane, the A (1120) R (1102) plane, and the like. In this case, the C-plane is relatively easy to grow the nitride film, and is stable at high temperature, and thus is mainly used as a substrate for nitride growth. The substrate 10 is prepared to grow the buffer layer 20 or the first conductivity type semiconductor layer 30.

상기 기판(10)상에 버퍼층(20)이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 기판과 상기 제1 도전형 반도체층 사이의 격자 부정합을 해소하기 위해 형성된다. 상기 버퍼층(20)은 도핑 없이 저온으로 형성될 수 있으며, 또한 상기 버퍼층(20)은 생략될 수 있다.
A buffer layer 20 may be formed on the substrate 10. The buffer layer is formed to solve the lattice mismatch between the substrate and the first conductivity type semiconductor layer. The buffer layer 20 may be formed at a low temperature without doping, and the buffer layer 20 may be omitted.

상기 제1 도전형 반도체층(30)은 상기 기판(10)상에 형성된다. 상기 제1 도전형 반도체층(30)은 III-V족 화합물일 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(30)은 GaN일 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(30)은 n-도핑될 수 있다. 여기서, n-도핑이라 함은 V족 원소를 도핑한 것을 의미한다. 상기 제1 도전형 반도체층(30)은 n-GaN일 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(30)을 통해 전자가 활성층으로 이동된다.
The first conductivity type semiconductor layer 30 is formed on the substrate 10. The first conductivity type semiconductor layer 30 may be a III-V group compound. The first conductivity type semiconductor layer 30 may be GaN. The first conductivity type semiconductor layer 30 may be n-doped. Here, n-doping means doping with a Group V element. The first conductivity type semiconductor layer 30 may be n-GaN. Electrons are moved to the active layer through the first conductive semiconductor layer 30.

상기 제1 도전형 반도체층(30) 상에 절연막이 형성된다. 상기 절연막을 패터닝하여 상기 제1 도전형 반도체층(30)의 일부를 노출시키는 절연막 패턴(40)이 형성된다. 상기 절연막 패턴(40)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다. 상기 절연막 패턴(40)에 의해 나노 로드들의 구조가 정의될 수 있다. 즉, 상기 절연막 패턴(40)에 따라 나노 로드들의 단면이 달라질 수 있다.
An insulating film is formed on the first conductive semiconductor layer 30. An insulating layer pattern 40 is formed to pattern a portion of the insulating layer to expose a portion of the first conductive semiconductor layer 30. The insulating layer pattern 40 may be formed of silicon oxide or silicon nitride. The structure of the nanorods may be defined by the insulating layer pattern 40. That is, the cross section of the nanorods may vary according to the insulating layer pattern 40.

다음으로, 제1 도전형 반도체층 코어(50), 활성층(60) 및 제2 도전형 반도체층(70)을 포함하는 나노 로드 구조의 발광부가 형성될 수 있으며, 상기 발광부는 복수개로 형성될 수 있다. 이하에서는, 복수의 발광부들에 포함되는 제1 도전형 반도체층 코어(50), 활성층(60) 및 제2 도전형 반도체층(70)에 대해서 설명한다.
Next, a light emitting unit having a nanorod structure including the first conductive semiconductor layer core 50, the active layer 60, and the second conductive semiconductor layer 70 may be formed, and the plurality of light emitting units may be formed. have. Hereinafter, the first conductive semiconductor layer core 50, the active layer 60, and the second conductive semiconductor layer 70 included in the plurality of light emitting units will be described.

상기 노출된 제1 도전형 반도체층(30)으로부터 연장되는 제1 도전형 반도체층 코어(50)가 형성된다. 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)는 GaN을 성장시켜서 형성한다. 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)의 단면 형상은 원형 또는 다각형일 수 있다. 즉, 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)의 단면 형상은 상기 절연막 패턴(40)에 따라 달라질 수 있다.A first conductive semiconductor layer core 50 extending from the exposed first conductive semiconductor layer 30 is formed. The first conductivity type semiconductor layer core 50 is formed by growing GaN. The cross-sectional shape of the first conductive semiconductor layer core 50 may be circular or polygonal. That is, the cross-sectional shape of the first conductive semiconductor layer core 50 may vary depending on the insulating film pattern 40.

또한, 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)의 직경이 서로 다를 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)의 직경 범위는 150 내지 700 nm일 수 있으며, 바람직하게는 500 nm 이하일 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)의 직경에 따라 활성층에 들어가는 In의 조성이 달라질 수 있다. In의 조성이 서로 다른 경우에는 서로 다른 파장의 광을 방출한다. In의 함량이 증가하면 밴드갭이 작아져 발광파장이 길어지며, 즉 In 함량이 많을수록 장파장의 광을 방출한다.
In addition, the diameters of the first conductive semiconductor layer core 50 may be different from each other. The diameter range of the first conductivity-type semiconductor layer core 50 may be 150 to 700 nm, preferably 500 nm or less. The composition of In entering the active layer may vary according to the diameter of the first conductivity type semiconductor layer core 50. In the case where In has a different composition, light of different wavelengths is emitted. As the content of In increases, the bandgap decreases, and thus the emission wavelength is long. That is, the higher the In content, the longer the wavelength is emitted.

상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)를 감싸도록 활성층(60)이 형성된다. 상기 활성층(60)은 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)의 상부 및 측면을 감쌀 수 있다. An active layer 60 is formed to surround the first conductive semiconductor layer core 50. The active layer 60 may surround the top and side surfaces of the first conductive semiconductor layer core 50.

상기 활성층(60)은 InGaN 등의 단일 물질로 이루어진 층일 수도 있으나, 양자장벽층과 양자우물층이 서로 교대로 배치된 다중 양자우물(MQW) 구조를 구비할 수도 있으며, 예컨대, 각각은 GaN과 InGaN으로 이루어질 수 있다. The active layer 60 may be formed of a single material such as InGaN, but may have a multi-quantum well (MQW) structure in which a quantum barrier layer and a quantum well layer are alternately disposed, for example, GaN and InGaN. Can be made.

상기 활성층(60)에서 전자와 정공이 결합함으로써 빛 에너지를 발생시킨다.In the active layer 60, electrons and holes are combined to generate light energy.

상기 활성층(60)을 둘러싸도록 제2 도전형 반도체층(70)이 형성된다. 상기 제2 도전형 반도체층(70)은 상기 활성층(60)의 상부 및 측면을 둘러쌀 수 있다.The second conductivity type semiconductor layer 70 is formed to surround the active layer 60. The second conductivity type semiconductor layer 70 may surround the top and side surfaces of the active layer 60.

상기 제2 도전형 반도체층(70)은 III-V족 화합물일 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(70)은 p-도핑 될 수 있다. 여기서, p-도핑이라 함은 III족 원소를 도핑한 것을 의미한다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층은 Mg 불순물이 도핑될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층은 GaN일 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(70)은 p-GaN일 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(70)을 통해 정공이 활성층(60)으로 이동된다.
The second conductivity-type semiconductor layer 70 may be a III-V group compound. The second conductivity type semiconductor layer 70 may be p-doped. Here, p-doping means doping with group III elements. Also, the second conductivity type semiconductor layer may be doped with Mg impurity. The second conductive semiconductor layer may be GaN. The second conductivity type semiconductor layer 70 may be p-GaN. Holes are transferred to the active layer 60 through the second conductive semiconductor layer 70.

상기 제2 도전형 반도체층(70)의 측벽 일부와 절연막 패턴(40) 상부에 절연층(42)이 형성된다. 상기 절연층(42)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다. 상기 절연층(42)은 제1 도전형 반도체층(30)과 전도성 유기물로 이루어진 충진층(80)을 절연시킨다. 따라서 절연층(42)에 의하여 누설전류가 감소되는 효과가 있다.
An insulating layer 42 is formed on a portion of the sidewall of the second conductive semiconductor layer 70 and the insulating layer pattern 40. The insulating layer 42 may be made of silicon oxide or silicon nitride. The insulating layer 42 insulates the first conductive semiconductor layer 30 from the filling layer 80 made of a conductive organic material. Therefore, the leakage current is reduced by the insulating layer 42.

상기 제2 도전형 반도체층 (70) 상부를 포함하여, 상기 복수의 발광부들 사이의 상기 절연층(42)의 상부를 채우도록 충진층(80)이 형성된다. The filling layer 80 is formed to fill an upper portion of the insulating layer 42 between the plurality of light emitting portions, including the second conductive semiconductor layer 70.

여기서 상기 충진층(80)은 전도성 유기물로 형성된다. 이와 같은 전도성 유기물은 상당히 높은 전기 전도도와 투명도를 나타내기 때문에 최근 반도체 발광소자로의 응용으로 각광 받고 있다. 또한 전도성 유기물은 유동성이 좋아 복수의 발광부들 사이를 잘 충진시킬 수 있다.Here, the filling layer 80 is formed of a conductive organic material. Such conductive organic materials have attracted much attention in recent years as applications in semiconductor light emitting devices because they exhibit high electrical conductivity and transparency. In addition, the conductive organic material has good fluidity and may well fill a plurality of light emitting parts.

상기 전도성 유기물은 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)], TPDSI2:TFB[(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(ptrichlorosilylpropylphenyl)-4,4'-diamine):(poly(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'(N-(4-secbutylphenyl))diphenylamine))], PCDTBT(poly[N-9"-heptadecanyl-2,7-carbazolealt-5,5-(4',7'-di-2-thienyl-2',1',3'-benzothiadiazole)]), PBTTT[poly 2,5-bis(3-tetradecylthiophen-2-yl)thieno[3,2-b]thiophene], P3HT(poly(3-hexylthiophene), PCBM(C60)([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester) 또는 PCBM(C70)([6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester) 등 일 수 있다. 바람직하게 상기 전도성 유기물은 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)]일 수 있다.The conductive organic material is PEDOT: PSS [poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate)], TPDSI 2 : TFB [(N, N'-diphenyl-N, N'-bis (ptrichlorosilylpropylphenyl) -4,4 ' -diamine) :( poly (9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) -co- (4,4 '(N- (4-secbutylphenyl)) diphenylamine))], PCDTBT (poly [N-9 "- heptadecanyl-2,7-carbazolealt-5,5- (4 ', 7'-di-2-thienyl-2', 1 ', 3'-benzothiadiazole)]), PBTTT [poly 2,5-bis (3- tetradecylthiophen-2-yl) thieno [3,2-b] thiophene], P3HT (poly (3-hexylthiophene), PCBM (C60) ([6,6] -phenyl-C61-butyric acid methyl ester) or PCBM (C70 ([6,6] -phenyl-C71-butyric acid methyl ester), etc. Preferably, the conductive organic material may be PEDOT: PSS [poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate)].

이와 같은 전도성 유기물을 이용한 충진층(80)은 스핀 코팅법 또는 스프레이 코팅법을 이용하여 형성되며, 따라서 상기 복수의 발광부들 사이가 효과적으로 충진된다. 또한 상기 충진층(80)을 나노 로드 상부에 형성된 제2 도전형 반도체층 (70)의 상부까지 충진하여, 상기 충진층(80)에 의하여 복수의 발광부의 상면이 평탄화된다. 이와 같이 상기 충진층(80)을 복수의 발광부의 상면이 평탄화 될 때까지 충진함으로써 이후 공정 중에 나노 로드 구조의 발광부가 부러지는 현상을 방지할 수 있다.The filling layer 80 using the conductive organic material is formed by using a spin coating method or a spray coating method, and thus the filling between the plurality of light emitting parts is effectively performed. In addition, the filling layer 80 is filled up to the upper portion of the second conductive semiconductor layer 70 formed on the nanorods, and the top surface of the plurality of light emitting parts is flattened by the filling layer 80. As such, the filling layer 80 may be filled until the top surfaces of the plurality of light emitting parts are flattened, thereby preventing the light emitting part of the nanorod structure from being broken during the subsequent process.

상기 충진층(80)은 전기 전도도가 높기 때문에, 상호 이격되어 있는 나노 로드 구조의 발광부로 전류의 공급을 원활하게 할 수 있다. 또한 발광부에 형성되어 있는 복수의 제2 도전형 반도체층을 연결하여, 균일한 전류 분포를 나타낼 수 있게 한다. 또한 상기 충진층(80)으로 전도성 유기물을 사용함으로써 전극의 접촉저항을 낮출 수 있으며, 그에 따라 동작 전압을 낮출 수 있다.
Since the filling layer 80 has high electrical conductivity, it is possible to smoothly supply current to the light emitting units having the nanorod structures spaced apart from each other. In addition, a plurality of second conductivity-type semiconductor layers formed in the light emitting portion may be connected to each other to exhibit a uniform current distribution. In addition, by using the conductive organic material as the filling layer 80, it is possible to lower the contact resistance of the electrode, thereby lowering the operating voltage.

본 발명에 따른 일 실시예에서는 SOG 등의 절연막을 사용하지 않는다. 이와 같은 구성에 의하여 SOG 공정을 삭제할 수 있어서 소자 제작 공정을 단순화하여 원가를 절감할 수 있다.
In one embodiment according to the present invention, no insulating film such as SOG is used. By such a configuration, the SOG process can be eliminated, thereby simplifying the device fabrication process, thereby reducing the cost.

본 발명에 따른 일 실시예의 발광소자에서, 상기 충진층(80) 상에 P형 전극(90)이 형성되고, 제1 도전형 반도체층(30) 상에 N형 전극(92)이 형성된다. 상기 P형 전극(90)을 통해 정공이 공급되며, 상기 N형 전극(92)을 통해 전자가 공급된다. 이렇게 공급된 정공 및 전자는 활성층에서 결합함으로써 빛 에너지를 발생시킨다.
In the light emitting device according to the embodiment, the P-type electrode 90 is formed on the filling layer 80, and the N-type electrode 92 is formed on the first conductive semiconductor layer 30. Holes are supplied through the P-type electrode 90, and electrons are supplied through the N-type electrode 92. The holes and electrons thus supplied generate light energy by bonding in the active layer.

도 2 및 도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자의 단면도이다. 이하 도 1에 도시된 실시형태와 동일한 구성에 대한 설명은 생략하고, 달라진 구성만을 설명한다.2 and 3 are cross-sectional views of a semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, the description of the same configuration as the embodiment shown in FIG. 1 will be omitted, and only the changed configuration will be described.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자(200)는 투광성 기판(110), 제1 도전형 반도체층(130), 절연막 패턴(140), 제1 도전형 반도체층 코어(150), 활성층(160), 제2 도전형 반도체층(170), 절연층(142), 반사 전극(172), 충진층(180) 및 제1 및 제2 전극(190, 192)을 포함한다. 도 1 에 도시된 반도체 발광소자와 반사 전극(172)을 제외하고는 동일하다. Referring to FIG. 2, the semiconductor light emitting device 200 according to another exemplary embodiment of the present invention may include a light transmissive substrate 110, a first conductive semiconductor layer 130, an insulating layer pattern 140, and a first conductive semiconductor layer core. 150, an active layer 160, a second conductive semiconductor layer 170, an insulating layer 142, a reflective electrode 172, a filling layer 180, and first and second electrodes 190 and 192. do. The same is true except for the semiconductor light emitting element and the reflective electrode 172 shown in FIG.

상기 반사 전극(172)은 상기 제2 도전형 반도체층(170) 및 상기 절연층(142)상에서 상기 복수의 발광부를 감싸도록 형성될 수 있다. 여기서 상기 반사 전극(172)은 제2 도전형 반도체층(170)과의 전기적 오믹을 형성하는 기능 외에 광 반사 물질로 이루어짐으로써 발광소자(200)를 플립 칩 구조로 실장 시 활성층(160)에서 방출된 빛을 투광성 기판(110) 배치된 방향 또는 상방향으로 유도할 수 있다. 이러한 기능을 고려하여, 상기 반사 전극(172)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있다.The reflective electrode 172 may be formed to surround the plurality of light emitting parts on the second conductive semiconductor layer 170 and the insulating layer 142. Here, the reflective electrode 172 is made of a light reflective material in addition to the function of forming an electrical ohmic with the second conductivity type semiconductor layer 170, so that the light emitting device 200 is emitted from the active layer 160 when the light emitting device 200 is mounted in a flip chip structure. The light may be guided in the direction in which the light transmissive substrate 110 is disposed or in an upward direction. In consideration of this function, the reflective electrode 172 may include a material such as Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, or the like.

이와 같은 반도체 발광소자(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 서브마운트상에 솔더범프(300) 등을 이용하여 고정될 수 있다. As shown in FIG. 3, the semiconductor light emitting device 200 may be fixed on the submount using a solder bump 300 or the like.

또한 상기 투광성 기판(110)은 발광구조물 형성 후 제거될 수 있다.
In addition, the light transmissive substrate 110 may be removed after the light emitting structure is formed.

이와 같은 구조로 반도체 발광 소자를 형성하면, 복수의 발광부 전면에 형성된 반사 전극(172) 및 상기 반사 전극(172) 상에 전면적으로 형성되며 전도성 유기물로 형성된 충진층(180)에 의하여, 반도체 발광소자에서 발생한 열이 서브마운트로 효과적으로 방출될 수 있어, 반도체 발광소자의 신뢰성이 향상될 수 있다.
When the semiconductor light emitting device is formed as described above, semiconductor light emission is performed by the reflective electrode 172 formed on the entire surface of the plurality of light emitting parts and the filling layer 180 formed entirely on the reflective electrode 172 and formed of a conductive organic material. Heat generated in the device can be effectively released to the submount, so that the reliability of the semiconductor light emitting device can be improved.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 제조하는 과정을 나타낸 단면도이다.4A to 4G are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 먼저 기판(10)을 준비한다. 상기 기판(10)으로는 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등의 물질로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 사파이어는 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a축 방향의 격자상수가 각각 13.001Å과 4.758Å이며, C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다. 그러나, 이에 제한되지 않는다.
Referring to FIG. 4A, first, a substrate 10 is prepared. As the substrate 10, a substrate made of a material such as sapphire, SiC, MgAl 2 O 4, MgO, LiAlO 2, LiGaO 2, GaN, or the like may be used. In this case, the sapphire is a hexagonal-rhombo-symmetric crystal having lattice constants of 13.001 Å and 4.758 Å in the c-axis and the a-axis directions, respectively, and the C (0001) plane, the A (1120) R (1102) plane, and the like. In this case, the C-plane is relatively easy to grow the nitride film, and is stable at high temperature, and thus is mainly used as a substrate for nitride growth. However, it is not limited thereto.

상기 기판(10)상에 격자 부정합을 해소하기 위해 버퍼층(20)을 형성한다. 상기 버퍼층(20)은 질화물 등으로 이루어진 언도프 반도체층으로 채용될 수 있으며, 그 위에 성장되는 발광구조물의 격자 결함을 완화시킬 수 있다. 상기 버퍼층(20)은 MOCVD(metal organic chemical vapour deposition)법 등을 사용하여 형성될 수 있다. 그러나, 상기 버퍼층(200)은 형성되지 않을 수 있다.
The buffer layer 20 is formed on the substrate 10 to eliminate lattice mismatch. The buffer layer 20 may be employed as an undoped semiconductor layer made of nitride, or the like, to mitigate lattice defects of the light emitting structure grown thereon. The buffer layer 20 may be formed using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. However, the buffer layer 200 may not be formed.

다음으로, 상기 버퍼층(20) 상에 제1 도전형 반도체층(30)을 형성하며, 상기 제1 도전형 반도체층(30)은 n-도핑된 n-GaN층으로 형성한다. 상기 제1 도전형 반도체층(30)도 당 기술 분야에서 공지된 MOCVD, MBE, HVPE 공정 등을 사용하여 형성할 수 있다.
Next, a first conductivity type semiconductor layer 30 is formed on the buffer layer 20, and the first conductivity type semiconductor layer 30 is formed of an n-doped n-GaN layer. The first conductive semiconductor layer 30 may also be formed using a MOCVD, MBE, HVPE process, or the like known in the art.

도 4b를 참조하면, 상기 제1 도전형 반도체층(30) 상에 절연막을 형성한다. 상기 절연막은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 형성될 수 있다. 이러한 절연막은 스퍼터링 또는 CVD 등의 방법에 의해 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4B, an insulating film is formed on the first conductive semiconductor layer 30. The insulating layer may be formed of silicon oxide or silicon nitride. Such an insulating film may be formed by a method such as sputtering or CVD.

상기 절연막을 포토리소그라피 공정을 통해 패터닝함으로써 상기 제1 도전형 반도체층(30)의 일부를 노출시키는 절연막 패턴(40)을 형성한다. 상기 절연막 패턴(40) 사이의 간격은 서로 다르게 형성될 수 있다.
The insulating layer pattern 40 is formed to expose a portion of the first conductive semiconductor layer 30 by patterning the insulating layer through a photolithography process. The gaps between the insulating layer patterns 40 may be formed differently.

도 4c를 참조하면, 상기 노출된 제1 도전형 반도체층(30)의 상면으로부터 GaN을 성장시켜서 제1 도전형 반도체층 코어(50)를 형성한다. 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)를 상기 기판(10)에 수직한 방향으로 성장시킬 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)는 MOCVD법에 의해 성장될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)는 상기 절연막 패턴(40)에 따라 그 형상이 원형 또는 다각형 등으로 달라질 수 있으며, 그 직경은 150 내지 700 nm일 수 있다.
Referring to FIG. 4C, GaN is grown from the exposed top surface of the first conductive semiconductor layer 30 to form a first conductive semiconductor layer core 50. The first conductivity type semiconductor layer core 50 may be grown in a direction perpendicular to the substrate 10. The first conductivity type semiconductor layer core 50 may be grown by MOCVD, but is not limited thereto. The first conductive semiconductor layer core 50 may have a shape of a circle or a polygon according to the insulating layer pattern 40, and may have a diameter of 150 to 700 nm.

도 4d를 참조하면, 상기 제1 도전형 반도체층 코어(50)의 상부 및 측면에 활성층(60) 및 제2 도전형 반도체층(70)을 형성한다. Referring to FIG. 4D, the active layer 60 and the second conductive semiconductor layer 70 are formed on the top and side surfaces of the first conductive semiconductor layer core 50.

상기 활성층(60)은 InGaN 등의 단일 물질로 이루어진 층일 수도 있으나, 양자장벽층과 양자우물층이 서로 교대로 배치된 다중 양자우물(MQW) 구조를 구비할 수도 있으며, 예컨대, 각각은 GaN과 InGaN으로 이루어질 수 있다. The active layer 60 may be formed of a single material such as InGaN, but may have a multi-quantum well (MQW) structure in which a quantum barrier layer and a quantum well layer are alternately disposed, for example, GaN and InGaN. Can be made.

상기 활성층(60) 및 제2 도전형 반도체층(70)은 수직 및 수평 방향으로 3차원적으로 증착될 수 있다.
The active layer 60 and the second conductive semiconductor layer 70 may be deposited three-dimensionally in the vertical and horizontal directions.

도 4e를 참조하면, 상기 제2 도전형 반도체층(70)이 형성된 반도체 발광소자의 절연막 패턴(40) 상에 절연층(42)이 형성된다. 상기 절연층(42)에 의하여 제1 도전형 반도체층(30)과 이후 형성될 전도성 유기물로 이루어진 충진층(80)을 절연시킬 수 있다. 따라서 절연층(42)에 의하여 누설전류가 감소되는 효과가 있다.
Referring to FIG. 4E, an insulating layer 42 is formed on the insulating film pattern 40 of the semiconductor light emitting device in which the second conductive semiconductor layer 70 is formed. The insulating layer 42 may insulate the first conductive semiconductor layer 30 and the filling layer 80 made of a conductive organic material to be formed later. Therefore, the leakage current is reduced by the insulating layer 42.

이러한 기능을 고려했을 때, 상기 절연층(42)은 전기 절연성을 갖는 물질이라면 어느 것이나 채용 가능하지만, 빛을 최소한으로 흡수하는 것이 바람직하므로, 예컨대, SiO2, SiOxNy, SixNy 등의 실리콘 산화물, 실리콘 질화물을 이용할 수 있을 것이다. 또한, 상기 절연층(42)은 적절한 증착 공정, 예컨대, MOCVD 공정을 이용하여 형성할 수 있다.
In view of such a function, the insulating layer 42 may be any material as long as it has an electrical insulating property, but it is preferable to absorb light to a minimum, and thus, for example, silicon oxide such as SiO 2 , SiO x N y, SixNy, silicon Nitride will be available. In addition, the insulating layer 42 may be formed using a suitable deposition process, for example, a MOCVD process.

도 4f를 참조하면, 상기 제2 도전형 반도체층 (70) 상부를 포함하여 상기 절연층(42) 상의 상기 복수의 발광부들 사이를 채우도록 충진층(80)을 형성한다. 상기 충진층(80)은 전도성 유기물로 형성된다. 상기 전도성 유기물은 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)], TPDSI2:TFB[(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(ptrichlorosilylpropylphenyl)-4,4'-diamine):(poly(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'(N-(4-secbutylphenyl))diphenylamine))], PCDTBT(poly[N-9″-heptadecanyl-2,7-carbazolealt-5,5-(4',7'-di-2-thienyl-2',1',3'-benzothiadiazole)]), PBTTT[poly 2,5-bis(3-tetradecylthiophen-2-yl)thieno[3,2-b]thiophene], P3HT(poly(3-hexylthiophene), PCBM(C60)([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester) 또는 PCBM(C70)([6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester) 등 일 수 있다. 바람직하게 상기 전도성 유기물은 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)]일 수 있다. Referring to FIG. 4F, the filling layer 80 is formed to fill the gap between the plurality of light emitting parts on the insulating layer 42 including the second conductive semiconductor layer 70. The filling layer 80 is formed of a conductive organic material. The conductive organic material is PEDOT: PSS [poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate)], TPDSI 2 : TFB [(N, N'-diphenyl-N, N'-bis (ptrichlorosilylpropylphenyl) -4,4 ' -diamine) :( poly (9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) -co- (4,4 '(N- (4-secbutylphenyl)) diphenylamine))], PCDTBT (poly [N-9 ″- heptadecanyl-2,7-carbazolealt-5,5- (4 ', 7'-di-2-thienyl-2', 1 ', 3'-benzothiadiazole)]), PBTTT [poly 2,5-bis (3- tetradecylthiophen-2-yl) thieno [3,2-b] thiophene], P3HT (poly (3-hexylthiophene), PCBM (C60) ([6,6] -phenyl-C61-butyric acid methyl ester) or PCBM (C70 ([6,6] -phenyl-C71-butyric acid methyl ester), etc. Preferably, the conductive organic material may be PEDOT: PSS [poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate)].

상기 충진층(80)은 스핀 코팅법 또는 스프레이 코팅법을 이용하여 형성한다.The filling layer 80 is formed using a spin coating method or a spray coating method.

상기 충진층(80)에 의하여 복수의 발광부의 상면이 평탄화된다.Top surfaces of the plurality of light emitting parts are flattened by the filling layer 80.

상기 충진층(80)은 상호 이격되어 있는 나노 로드 구조의 발광부로 전류의 공급을 원활하게 할 수 있다. 또한 발광부에 형성되어 있는 복수의 제2 도전형 반도체층을 연결하여, 균일한 전류 분포를 나타낼 수 있게 한다.The filling layer 80 may smoothly supply current to the light emitting units having nanorod structures spaced apart from each other. In addition, a plurality of second conductivity-type semiconductor layers formed in the light emitting portion may be connected to each other to exhibit a uniform current distribution.

따라서, 본 발명에 따른 일 실시예에서는 SOG 등의 절연막을 사용하지 않는다. 이와 같은 구성에 의하여 SOG 공정을 삭제할 수 있어서 소자 제작 공정을 단순화하여 원가를 절감할 수 있다.
Therefore, in one embodiment according to the present invention, an insulating film such as SOG is not used. By such a configuration, the SOG process can be eliminated, thereby simplifying the device fabrication process, thereby reducing the cost.

도 4g를 참조하면, 이후 상기 제2 도전형 반도체층(70)상에 P형 전극(90)을 형성하고, 상기 제1 도전형 반도체층(30) 상에 N형 전극(92)을 형성한다.
Referring to FIG. 4G, a P-type electrode 90 is formed on the second conductive semiconductor layer 70 and an N-type electrode 92 is formed on the first conductive semiconductor layer 30. .

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.

100, 200 : 반도체 발광 소자
10, 110: 기판
20, 120: 버퍼층
30, 130: 제1 도전형 반도체층
40, 140 : 절연막 패턴
42, 142: 절연층
50, 150: 제1 도전형 반도체층 코어
60, 160 : 활성층
70, 170 : 제2 도전형 반도체층
80, 180 : 충진층
90, 190 : P형 전극
92, 192 : N형 전극
100, 200: semiconductor light emitting element
10, 110: substrate
20, 120: buffer layer
30 and 130: first conductive semiconductor layer
40, 140: insulating film pattern
42, 142: insulation layer
50, 150: first conductive semiconductor layer core
60, 160: active layer
70, 170: second conductivity type semiconductor layer
80, 180: filling layer
90, 190: P-type electrode
92, 192: N-type electrode

Claims (22)

로드 형태로 서로 이격되어 형성되어 있으며, 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층이 순차적으로 형성되어 있는 복수의 발광부들; 및
전도성 유기물로 이루어지고, 상기 제2 도전형 반도체층을 덮으며 상기 복수의 발광부들 사이를 충진시키는 충진층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
A plurality of light emitting parts spaced apart from each other in a rod form and sequentially formed with a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer; And
A filling layer formed of a conductive organic material and covering the second conductive semiconductor layer and filling the light emitting parts; The semiconductor light emitting device comprising:
제1항에 있어서,
상기 전도성 유기물은 PEDOT:PSS, TPDSI2:TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, PCBM으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
The method of claim 1,
The conductive organic material is any one selected from the group consisting of PEDOT: PSS, TPDSI 2 : TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, PCBM.
제1항에 있어서,
상기 충진층은 상기 복수의 발광부의 상면이 평탄화되도록 충진된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 1,
The filling layer is a semiconductor light emitting device, characterized in that the filling so as to planarize the top surface of the plurality of light emitting portion.
제1항에 있어서,
상기 발광부를 감싸도록, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 충진층 사이에 반사 전극이 더 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 1,
And a reflective electrode is further formed between the second conductive semiconductor layer and the filling layer to surround the light emitting part.
제4항에 있어서,
상기 반사 전극은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt 및 Au 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자
5. The method of claim 4,
The reflective electrode is a semiconductor light emitting device comprising any one selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt and Au
제1항에 있어서,
상기 복수의 발광부들은 기판 상에 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자
The method of claim 1,
The plurality of light emitting parts is a semiconductor light emitting device, characterized in that formed on the substrate
기판;
상기 기판상에 형성된 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출시키도록 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 절연막 패턴;
상기 노출된 제1 도전형 반도체층으로부터 연장되어 형성된 제1 도전형 반도체층 코어, 상기 코어를 감싸는 활성층, 및 상기 활성층을 둘러싸는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광부들; 및
전도성 유기물로 이루어지고, 상기 제2 도전형 반도체층을 덮으며 상기 복수의 발광부들 사이를 충진시키는 충진층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
Board;
A first conductivity type semiconductor layer formed on the substrate;
An insulating film pattern formed on the first conductive semiconductor layer to expose a portion of the first conductive semiconductor layer;
A plurality of light emitting parts including a first conductive semiconductor layer core formed to extend from the exposed first conductive semiconductor layer, an active layer surrounding the core, and a second conductive semiconductor layer surrounding the active layer; And
A filling layer formed of a conductive organic material and covering the second conductive semiconductor layer and filling the light emitting parts; The semiconductor light emitting device comprising:
제7항에 있어서,
상기 전도성 유기물은 PEDOT:PSS, TPDSI2:TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, PCBM으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
The method of claim 7, wherein
The conductive organic material is any one selected from the group consisting of PEDOT: PSS, TPDSI 2 : TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, PCBM.
제7항에 있어서,
상기 절연막 패턴은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 7, wherein
The insulating film pattern is a semiconductor light emitting device, characterized in that made of silicon oxide or silicon nitride.
제7항에 있어서,
상기 충진층은 상기 복수의 발광부의 상면이 평탄화되도록 충진된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 7, wherein
The filling layer is a semiconductor light emitting device, characterized in that the filling so as to planarize the top surface of the plurality of light emitting portion.
제7항에 있어서,
상기 복수의 발광부들 사이에 위치한 상기 절연막 패턴과 상기 충진층 사이에 절연층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 7, wherein
And an insulating layer is further formed between the insulating layer pattern and the filling layer positioned between the plurality of light emitting parts.
제7항에 있어서,
상기 발광부를 감싸도록, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연막 패턴과 상기 충진층 사이에 반사 전극이 더 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 7, wherein
And a reflective electrode is further formed between the second conductive semiconductor layer and the insulating layer pattern and the filling layer to surround the light emitting part.
제12항에 있어서,
상기 반사 전극은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt 및 Au 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자
The method of claim 12,
The reflective electrode is a semiconductor light emitting device comprising any one selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt and Au
기판상에 제1 도전형 반도체층을 형성하는 단계;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 절연막을 형성하고, 상기 절연막을 패터닝하여 상기 제1 도전형 반도체층 일부를 노출시키는 단계;
상기 노출된 제1 도전형 반도체층으로부터 제1 도전형 반도체층 코어를 성장시킨 후, 상기 제1 도전형 반도체층 코어를 감싸도록 활성층을 형성하고, 상기 활성층을 둘러싸도록 제2 도전형 반도체층을 형성하여, 상기 제1 도전형 반도체층 코어, 상기 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광부들을 형성하는 단계; 및
전도성 유기물로 이루어지고, 상기 제2 도전형 반도체층을 덮으며 상기 복수의 발광부들 사이를 충진시키는 충진층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
Forming a first conductivity type semiconductor layer on the substrate;
Forming an insulating film on the first conductive semiconductor layer, and patterning the insulating film to expose a portion of the first conductive semiconductor layer;
After the first conductive semiconductor layer core is grown from the exposed first conductive semiconductor layer, an active layer is formed to surround the first conductive semiconductor layer core, and a second conductive semiconductor layer is formed to surround the active layer. Forming a plurality of light emitting parts including the first conductive semiconductor layer core, the active layer, and the second conductive semiconductor layer; And
Forming a filling layer made of a conductive organic material and covering the second conductive semiconductor layer and filling the plurality of light emitting parts.
제14항에 있어서,
상기 전도성 유기물은 PEDOT:PSS, TPDSI2:TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, PCBM으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
15. The method of claim 14,
The conductive organic material is a semiconductor light emitting device manufacturing method, characterized in that any one selected from the group consisting of PEDOT: PSS, TPDSI 2 : TFB, PCDTBT, PBTTT, P3HT, PCBM.
제14항에 있어서,
상기 절연막 패턴은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
15. The method of claim 14,
The insulating film pattern is a semiconductor light emitting device manufacturing method, characterized in that formed of silicon oxide or silicon nitride.
제14항에 있어서,
상기 충진층은 상기 복수의 발광부의 상면을 평탄화시키는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
15. The method of claim 14,
The filling layer is a semiconductor light emitting device manufacturing method, characterized in that for flattening the upper surface of the plurality of light emitting portion.
제14항에 있어서,
상기 복수의 발광부들 사이에 위치한 상기 절연막 패턴과 상기 충진층 사이에 절연층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
15. The method of claim 14,
And forming an insulating layer between the insulating layer pattern and the filling layer positioned between the plurality of light emitting parts.
제14항에 있어서,
상기 발광부를 감싸도록, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연막 패턴과 상기 충진층 사이에 반사 전극을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
15. The method of claim 14,
And forming a reflective electrode between the second conductive semiconductor layer, the insulating layer pattern, and the filling layer to surround the light emitting part.
제19항에 있어서,
상기 반사 전극은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt 및 Au 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
20. The method of claim 19,
The reflective electrode is a semiconductor light emitting device manufacturing method comprising a material selected from the group consisting of Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt and Au.
제19항에 있어서,
상기 복수의 발광부들을 형성하는 단계 이후에 상기 기판을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
20. The method of claim 19,
And removing the substrate after the forming of the plurality of light emitting parts.
제14항에 있어서,
상기 충진층은 스핀 코팅법 또는 스프레이 코팅법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
15. The method of claim 14,
The filling layer is a semiconductor light emitting device manufacturing method, characterized in that formed by using a spin coating method or a spray coating method.
KR1020120062873A 2012-06-12 2012-06-12 Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same Withdrawn KR20130139113A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120062873A KR20130139113A (en) 2012-06-12 2012-06-12 Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120062873A KR20130139113A (en) 2012-06-12 2012-06-12 Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130139113A true KR20130139113A (en) 2013-12-20

Family

ID=49984525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120062873A Withdrawn KR20130139113A (en) 2012-06-12 2012-06-12 Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130139113A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150073468A (en) * 2013-12-23 2015-07-01 엘지이노텍 주식회사 Light emittng device and light emitting device package including the same
US9123871B1 (en) 2014-02-21 2015-09-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing light emitting diode package
US9553234B2 (en) 2014-07-11 2017-01-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing nanostructure semiconductor light emitting device
US9911381B2 (en) 2014-11-05 2018-03-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device and display panel
KR20210057644A (en) * 2019-11-12 2021-05-21 한국과학기술원 Method for manufacturing micro-led based display and micro-led based display
US11990559B2 (en) 2019-11-12 2024-05-21 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method of manufacturing micro-light emitting diode-based display and micro-light emitting diode-based display

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150073468A (en) * 2013-12-23 2015-07-01 엘지이노텍 주식회사 Light emittng device and light emitting device package including the same
US9123871B1 (en) 2014-02-21 2015-09-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing light emitting diode package
US9553234B2 (en) 2014-07-11 2017-01-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing nanostructure semiconductor light emitting device
US9911381B2 (en) 2014-11-05 2018-03-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device and display panel
KR20210057644A (en) * 2019-11-12 2021-05-21 한국과학기술원 Method for manufacturing micro-led based display and micro-led based display
US11990559B2 (en) 2019-11-12 2024-05-21 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method of manufacturing micro-light emitting diode-based display and micro-light emitting diode-based display

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101898679B1 (en) Nano-structured light emitting devices
KR101258583B1 (en) Nano lod light emitting device and method of manufacturing the same
JP5711892B2 (en) White light emitting diode
CN103325899A (en) White light emitting diode
US9595637B2 (en) Nanostructure semiconductor light emitting device having rod and capping layers of differing heights
KR20130139113A (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
KR20120058137A (en) Nano rod light emitting device and method of manufacturing the same
KR20120055391A (en) Nano rod light emitting device
KR20150097322A (en) Nano-sturucture semiconductor light emitting device
KR20130099574A (en) Light emitting diode having gallium nitride substrate
KR20120081333A (en) A semiconductor light emitting device and a method for fabricating the same
KR20110102630A (en) Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method
KR20120100056A (en) Light emitting device
US20120080707A1 (en) Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
US10535797B2 (en) Light emitting diode apparatus and method of manufacturing the same
KR20110117963A (en) Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
KR102237149B1 (en) Light emitting device and lighting system
KR102238195B1 (en) Ultra violet light emitting device and lighting system
US12439735B2 (en) Semiconductor device and method for producing semiconductor device
KR20120029215A (en) Semiconductor light emitting device and a method for fabricating the same
KR101198357B1 (en) Light emission Diode and Manufacturing Method of the same
KR20130007682A (en) Light emitting device and method for fabricating the same
KR20160046186A (en) Light emitting device and lighting system
KR101678524B1 (en) Nitride semiconductor light emitting device, and fabrication method of the same
KR20140036396A (en) Light emitting diode comprising porous transparent electrode and method of fabricating the same

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20120612

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid