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KR20120040550A - Semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same - Google Patents

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KR20120040550A
KR20120040550A KR1020100102025A KR20100102025A KR20120040550A KR 20120040550 A KR20120040550 A KR 20120040550A KR 1020100102025 A KR1020100102025 A KR 1020100102025A KR 20100102025 A KR20100102025 A KR 20100102025A KR 20120040550 A KR20120040550 A KR 20120040550A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor layer
light emitting
emitting device
nanorods
conductive semiconductor
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Withdrawn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
KR1020100102025A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정훈재
성한규
양정자
이진현
Original Assignee
삼성엘이디 주식회사
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 삼성엘이디 주식회사 filed Critical 삼성엘이디 주식회사
Priority to KR1020100102025A priority Critical patent/KR20120040550A/en
Publication of KR20120040550A publication Critical patent/KR20120040550A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • HELECTRICITY
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    • H10H20/80Constructional details
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    • H10H20/819Bodies characterised by their shape, e.g. curved or truncated substrates
    • H10H20/82Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers

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Abstract

본 발명은 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면은 제1 도전형 반도체 물질을 구비하는 복수의 나노 로드와, 상기 복수의 나노 로드 각각을 덮도록 형성된 활성층과, 상기 활성층을 덮도록 형성된 제2 도전형 반도체층과, 상기 복수의 나노 로드와 전기적으로 연결된 제1 전극과, 적어도 상기 제2 도전형 반도체층의 상면에 형성된 절연부와, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연부를 덮도록 형성되어 상기 제2 도전형 반도체층의 측면과 접촉하는 제2 전극을 포함하는 반도체 발광소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의할 경우, 나노 로드 형상의 활성층을 채용함으로써 결정성이 향상되며 넓은 발광 면적을 가지며, 나아가, 전류 확산 성능이 향상될 수 있는 반도체 발광소자를 얻을 수 있다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same. According to an aspect of the present invention, a plurality of nanorods including a first conductive semiconductor material, an active layer formed to cover each of the plurality of nanorods, and the active layer are provided. A second conductive semiconductor layer formed to cover the first electrode, a first electrode electrically connected to the plurality of nanorods, an insulating portion formed on at least an upper surface of the second conductive semiconductor layer, the second conductive semiconductor layer, and A semiconductor light emitting device is formed to cover the insulating part and includes a second electrode contacting a side surface of the second conductive semiconductor layer.
According to an embodiment of the present invention, by employing a nanorod-shaped active layer, it is possible to obtain a semiconductor light emitting device capable of improving crystallinity, having a wide light emitting area, and further improving current spreading performance.

Description

반도체 발광소자 및 그 제조방법 {Semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same}Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same {Semiconductor light emitting device and manufacturing method of the same}

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

반도체 발광소자의 일 종인 발광다이오드(LED)는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 반도체 발광소자는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역의 빛을 발광할 수 있는 III족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
A light emitting diode (LED), which is a kind of semiconductor light emitting device, is a semiconductor device capable of generating light of various colors based on recombination of electrons and holes at junctions of p and n type semiconductors when current is applied thereto. Such semiconductor light emitting devices have a number of advantages, such as long lifespan, low power supply, excellent initial driving characteristics, high vibration resistance, etc., compared to filament based light emitting devices. In particular, in recent years, group III nitride semiconductors capable of emitting light in a blue series short wavelength region have been in the spotlight.

이러한 질화물 발광소자가 개발된 후에, 많은 기술적 발전을 이루어져 그 활용 범위가 확대되어 일반 조명 및 전장용 광원으로 많은 연구가 되고 있다. 특히, 종래에는 질화물 발광소자는 주로 저 전류/저출력의 모바일 제품에 적용되는 부품으로 사용되었으며, 최근에는 점차 그 활용범위가 고전류/고출력 분야로 확대되고 있다. After such a nitride light emitting device has been developed, many technical developments have been made, and the range of its use has been expanded, and thus, much research has been conducted into general lighting and electric light sources. In particular, conventionally, nitride light emitting devices have been mainly used as components applied to low current / low power mobile products, and recently, their application ranges are gradually expanded to high current / high power fields.

이와 같이, LED가 고전류/고출력 분야에서 요구됨에 따라 당 기술 분야에서는 발광 특성의 향상을 위한 연구가 계속되어 있으며, 이러한 연구는 주로 다중양자우물구조(MQW)의 성장 조건이나 양자우물층, 양자장벽층의 결정성 향상에 초점이 맞춰져 있다. As LEDs are required in high current / high power fields, researches for improving light emission characteristics have been continued in the art, and these studies are mainly performed for growth conditions of quantum well structures (MQW), quantum well layers, and quantum barriers. The focus is on improving the crystallinity of the layers.

본 발명의 일 목적은 나노 로드 형상의 활성층을 채용함으로써 결정성이 향상되며 넓은 발광 면적을 가지며, 나아가, 전류 확산 성능이 향상될 수 있는 반도체 발광소자를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that can improve the crystallinity by having a nano-rod-shaped active layer, has a wide light emitting area, and further improve the current diffusion performance.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 구조를 갖는 반도체 발광소자를 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for efficiently manufacturing a semiconductor light emitting device having the above structure.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면은,In order to solve the above problems, an aspect of the present invention,

제1 도전형 반도체 물질을 구비하는 복수의 나노 로드와, 상기 복수의 나노 로드 각각을 덮도록 형성된 활성층과, 상기 활성층을 덮도록 형성된 제2 도전형 반도체층과, 상기 복수의 나노 로드와 전기적으로 연결된 제1 전극과, 적어도 상기 제2 도전형 반도체층의 상면에 형성된 절연부와, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연부를 덮도록 형성되어 상기 제2 도전형 반도체층의 측면과 접촉하는 제2 전극을 포함하는 반도체 발광소자를 제공한다.
A plurality of nanorods comprising a first conductive semiconductor material, an active layer formed to cover each of the plurality of nanorods, a second conductive semiconductor layer formed to cover the active layer, and electrically connected to the plurality of nanorods A first electrode connected to the second conductive semiconductor layer, an insulating portion formed on at least an upper surface of the second conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer and the insulating portion to be in contact with a side surface of the second conductive semiconductor layer. Provided is a semiconductor light emitting device comprising two electrodes.

본 발명의 일 실시 예에서, 제2 도전형 반도체층은 상기 나노 로드의 측면을 덮는 부분의 두께가 상기 나노 로드의 상면을 덮는 부분의 두께보다 더 클 수 있다.In an embodiment of the present invention, the thickness of the portion covering the side of the nanorod may be greater than the thickness of the portion covering the top surface of the nanorod.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 나노 로드 하부에 형성되어 상기 복수의 나노 로드와 일체 구조를 이루는 제1 도전형 반도체층을 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the semiconductor device may further include a first conductivity type semiconductor layer formed under the plurality of nanorods to form an integrated structure with the plurality of nanorods.

이 경우, 상기 제1 도전형 반도체층 상면 중 상기 복수의 나노 로드 사이에 해당하는 영역에 형성된 전기절연성 유전체층을 더 포함할 수 있다.In this case, the first conductive semiconductor layer may further include an electrically insulating dielectric layer formed in a region corresponding to the plurality of nanorods.

또한, 상기 유전체층은 상기 절연부와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.In addition, the dielectric layer may be made of the same material as the insulating portion.

또한, 상기 제1 전극은 상기 제1 도전형 반도체층의 일면에 배치될 수 있다.In addition, the first electrode may be disposed on one surface of the first conductivity type semiconductor layer.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 전극은 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연부를 덮도록 형성되어 상기 제2 도전형 반도체층의 측면과 접촉하는 오믹컨택부 및 상기 오믹컨택부 상에 형성된 패드부를 포함할 수 있다.In example embodiments, the second electrode may be formed on the ohmic contact portion and the ohmic contact portion formed to cover the second conductive semiconductor layer and the insulating portion to be in contact with a side surface of the second conductive semiconductor layer. It may include a pad portion formed.

이 경우, 상기 오믹컨택부는 투광성 물질로 이루어질 수 있으며, 이와 달리, 상기 오믹컨택부는 광 반사성 물질로 이루어질 수도 있다.In this case, the ohmic contact part may be made of a light transmissive material. Alternatively, the ohmic contact part may be made of a light reflective material.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 전극은 상기 복수의 나노 로드 각각을 덮는 부분들이 연결되어 일체로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second electrode may be integrally formed by connecting portions covering each of the plurality of nanorods.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 나노 로드는 서로 수직한 측면 및 상면과 상기 측면 및 상면을 연결하는 경사면을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of nanorods may have a side and top surface perpendicular to each other and an inclined surface connecting the side and the top surface.

이 경우, 상기 나노 로드의 상면은 (0001)면이고, 상기 측면은 (1000)면이며, 상기 경사면은 (1-101)면 또는 (11-22)면일 수 있다.In this case, an upper surface of the nanorods may be a (0001) plane, the side surface is a (1000) plane, and the inclined surface may be a (1-101) plane or (11-22) plane.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 활성층 및 제2 도전형 반도체층은 나노 로드 형상을 유지하도록 형성될 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the active layer and the second conductive semiconductor layer may be formed to maintain the nano-rod shape.

한편, 본 발명의 다른 측면의 경우, On the other hand, for another aspect of the present invention,

제1 도전형 반도체 물질을 구비하는 복수의 나노 로드와, 상기 복수의 나노 로드 각각을 덮도록 형성된 활성층과, 상기 활성층을 덮도록 형성되되, 두께가 서로 다른 영역을 갖는 제2 도전형 반도체층과, 상기 복수의 나노 로드와 전기적으로 연결된 제1 전극과, 상기 제2 도전형 반도체층의 표면 중 다른 영역보다 두께가 얇은 영역을 덮도록 형성된 절연부 및 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연부를 덮도록 형성되어 상기 제2 도전형 반도체층에서 상기 절연부에 의하여 덮이지 않은 영역과 접촉하는 제2 전극을 포함하는 반도체 발광소자를 제공한다.
A plurality of nanorods including a first conductive semiconductor material, an active layer formed to cover each of the plurality of nanorods, a second conductive semiconductor layer formed to cover the active layer, and having different thicknesses; And an insulating part formed to cover a first electrode electrically connected to the plurality of nanorods, an area thinner than another area of a surface of the second conductive semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer and the insulating part. A semiconductor light emitting device is formed so as to cover a second light emitting device including a second electrode in contact with a region not covered by the insulating portion in the second conductive semiconductor layer.

한편, 본 발명의 또 다른 측면의 경우,On the other hand, in the case of another aspect of the present invention,

제1 도전형 반도체 물질을 구비하는 복수의 나노 로드 각각을 덮도록 활성층을 형성하는 단계와, 상기 활성층을 덮도록 제2 도전형 반도체층을 형성하는 단계와, 상기 제2 도전형 반도체층의 상면에 절연부를 형성하는 단계와, 상기 제2 도전형 반도체층의 측면과 접촉하도록 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연부를 덮는 제2 전극을 형성하는 단계 및 상기 복수의 나노 로드와 전기적으로 연결되도록 제1 전극을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 발광소자 제조방법을 제공한다.
Forming an active layer to cover each of the plurality of nanorods having a first conductivity type semiconductor material, forming a second conductivity type semiconductor layer to cover the active layer, and an upper surface of the second conductivity type semiconductor layer Forming an insulating portion in the insulating layer, forming a second electrode covering the second conductive semiconductor layer and the insulating portion to be in contact with the side surface of the second conductive semiconductor layer, and electrically connecting the plurality of nanorods. It provides a method for manufacturing a semiconductor light emitting device comprising the step of forming a first electrode.

본 발명의 일 실시 예에서, 기판 상에 제1 도전형 반도체층을 형성한 후 상기 제1 도전형 반도체층 상에 상기 복수의 나노 로드를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the method may further include forming the plurality of nanorods on the first conductive semiconductor layer after forming the first conductive semiconductor layer on the substrate.

이 경우, 상기 복수의 나노 로드를 형성하는 단계는 상기 제1 도전형 반도체층 상에 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 갖는 유전체층을 형성하는 단계 및 상기 개구부를 통하여 상기 복수의 나노 로드를 이루는 제1 도전형 반도체 물질을 재성장하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the forming of the plurality of nanorods may include forming a dielectric layer having an opening exposing the first conductive semiconductor layer on the first conductive semiconductor layer and through the openings. And re-growing the first conductivity type semiconductor material.

또한, 상기 유전체층은 상기 절연부와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.In addition, the dielectric layer may be made of the same material as the insulating portion.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연부를 형성하는 단계는 상기 제2 도전형 반도체층의 상면 및 측면을 덮도록 절연 물질을 형성하는 단계 및 상기 제2 도전형 반도체층의 측면을 덮는 상기 절연 물질을 제거하여 상기 제2 도전형 반도체층의 측면을 노출하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the forming of the insulating part may include forming an insulating material to cover the top and side surfaces of the second conductive semiconductor layer and the insulating material covering the side surface of the second conductive semiconductor layer. And removing the exposed portions of the second conductive semiconductor layer.

이 경우, 상기 절연 물질을 형성하는 단계에서, 상기 절연 물질은 상기 제2 도전형 반도체층의 측면보다 상면에서 더 두껍게 형성될 수 있다.In this case, in the forming of the insulating material, the insulating material may be formed thicker on the upper surface than the side surface of the second conductivity-type semiconductor layer.

또한, 상기 제2 도전형 반도체층의 측면을 노출하는 단계에서, 상기 절연 물질은 상기 제2 도전형 반도체층의 측면에 형성된 부분과 상면에 형성된 부분이 서로 동일한 두께로 제거될 수 있다.In addition, in the exposing the side surface of the second conductivity type semiconductor layer, the portion formed on the side of the second conductivity type semiconductor layer and the portion formed on the upper surface may be removed to the same thickness.

또한, 상기 절연 물질은 습식 식각에 의하여 제거될 수 있다.In addition, the insulating material may be removed by wet etching.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 나노 로드는 서로 수직한 측면 및 상면과 상기 측면 및 상면을 연결하는 경사면을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of nanorods may have a side and top surface perpendicular to each other and an inclined surface connecting the side and the top surface.

본 발명의 일 실시 예에 의할 경우, 나노 로드 형상의 활성층을 채용함으로써 결정성이 향상되며 넓은 발광 면적을 가지며, 나아가, 전류 확산 성능이 향상될 수 있는 반도체 발광소자를 얻을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by employing a nanorod-shaped active layer, it is possible to obtain a semiconductor light emitting device capable of improving crystallinity, having a wide light emitting area, and further improving current spreading performance.

또한, 상기와 같은 구조를 갖는 반도체 발광소자를 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 얻을 수 있다.In addition, a method capable of efficiently manufacturing a semiconductor light emitting device having the above structure can be obtained.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 실시 예와 비교 예에 따라 나노 로드 주변 영역을 확대하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5 내지 8은 본 발명의 반도체 발광소자를 제조하는 일 예를 나타내는 공정별 단면도이다.
도 9는 도 4의 실시 형태에서 변형된 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명에서 제안하는 반도체 발광소자의 사용 예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are enlarged regions of the nanorods according to the embodiment and the comparative example of the present invention, respectively.
4 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention.
5 to 8 are cross-sectional views of processes illustrating an example of manufacturing the semiconductor light emitting device of the present invention.
9 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment modified from the embodiment of FIG. 4.
10 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to still another embodiment of the present invention.
11 is a configuration diagram schematically showing an example of a semiconductor light emitting device proposed in 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, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 실시 예와 비교 예에 따라 나노 로드 주변 영역을 확대하여 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(100)는 기판(101), 나노 로드(102b) 구조를 갖는 제1 도전형 반도제층(102), 활성층(103), 제2 도전형 반도체층(104), 전기 절연성 유전체층(105, 106), 절연부(107) 및 오믹컨택부(108)를 포함하며, 제1 도전형 반도체층(102)의 일면에는 제1 전극(109a)이 형성되고, 오믹컨택부(108) 상에는 패드부(109b)가 형성된다. 이 경우, 오믹컨택부(108)와 패드부(109b)는 제2 전극을 구성하는 요소로 볼 수 있을 것이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are enlarged regions of the nanorods according to the embodiment and the comparative example of the present invention, respectively. Referring to FIG. 1, the semiconductor light emitting device 100 according to the present embodiment may include a substrate 101 and a first conductive semiconductor layer 102 having an nanorod 102b structure, an active layer 103, and a second conductive semiconductor layer. And a semiconductor layer 104, electrically insulating dielectric layers 105 and 106, an insulating portion 107, and an ohmic contact portion 108. A first electrode 109a is formed on one surface of the first conductivity type semiconductor layer 102; The pad portion 109b is formed on the ohmic contact portion 108. In this case, the ohmic contact 108 and the pad 109b may be viewed as elements that constitute the second electrode.

기판(101)은 반도체 성장용 기판으로 제공되며, 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등과 같이 전기 절연성 및 도전성 물질로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 가장 바람직하게 사용될 수 있는 것은 전기 절연성을 갖는 사파이어로서, 사파이어는 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a측 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.
The substrate 101 is provided as a substrate for semiconductor growth, and may be a substrate made of an electrically insulating and conductive material such as sapphire, SiC, MgAl 2 O 4 , MgO, LiAlO 2 , LiGaO 2 , GaN, or the like. In this case, the most preferable one can be used is sapphire having electrical insulation, and sapphire is Hexa-Rhombo R3c symmetry, and the lattice constants of c-axis and a-direction are 13.001Å and 4.758Å, respectively. And a C (0001) plane, an A (1120) plane, an R (1102) plane, and the like. In this case, the C plane is mainly used as a nitride growth substrate because the C surface is relatively easy to grow and stable at high temperatures.

제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104)은 각각 n형 및 p형 불순물이 도핑된 반도체로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 반대로 각각 p형 및 n형 반도체층이 될 수도 있을 것이다. 또한, 제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104)은 질화물 반도체, 예컨대, AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104)은 질화물 반도체가 아닌 AlGaInP계열 반도체나 AlGaAs계열 반도체로 이루어질 수도 있을 것이다. 제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104) 사이에 배치된 활성층(103)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출하며, 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조, 예컨대, 질화물 반도체일 경우, GaN/InGaN 구조가 사용될 수 있다. 한편, 발광구조물을 구성하는 제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104)과 활성층(103)은 유기 금속 화학 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), 수소화 기상 에피택시(Hydride Vapor Phase Epitaxy, 'HVPE'), 분자선 에피탁시(Molecular Beam Epitaxy, MBE) 등과 같이 당 기술 분야에서 공지된 공정을 이용하여 성장될 수 있다.
The first and second conductivity-type semiconductor layers 102 and 104 may be formed of semiconductors doped with n-type and p-type impurities, respectively, but are not limited thereto, and conversely, may be p-type and n-type semiconductor layers, respectively. will be. In addition, the first and second conductivity-type semiconductor layers 102 and 104 may be formed of nitride semiconductors such as Al x In y Ga (1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x +). It can be made of a material having a composition of y≤1). However, the first and second conductivity-type semiconductor layers 102 and 104 may be made of AlGaInP-based semiconductors or AlGaAs-based semiconductors instead of nitride semiconductors. The active layer 103 disposed between the first and second conductivity type semiconductor layers 102 and 104 emits light having a predetermined energy by recombination of electrons and holes, and the quantum well layer and the quantum barrier layer alternate with each other. For example, in the case of a nitride semiconductor, a GaN / InGaN structure may be used. Meanwhile, the first and second conductivity-type semiconductor layers 102 and 104 and the active layer 103 constituting the light emitting structure may be formed of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) and hydrogenation vapor phase epitaxy. , 'HVPE'), Molecular Beam Epitaxy (MBE) and the like can be grown using processes known in the art.

본 실시 형태의 경우, 발광구조물은 나노 로드 형상을 갖는다. 즉, 제1 도전형 반도체층(102)은 기저층에 해당하는 부분(102a)과 이와 연결된 복수의 나노 로드(102b)를 구비하는 구조이다. 활성층(103)은 복수의 나노 로드(102b) 각각을 덮도록 형성되며, 제2 도전형 반도체층(104)은 활성층(103)을 덮도록 형성되어 발광구조물 전체적으로 나노 로드 형상을 유지할 수 있다. 발광구조물이 나노 로드 형상을 갖도록 형성됨으로써 반도체층의 성장 과정에서 발생하는 쓰레딩 전위(Threading Dislocation)의 전파를 차단할 수 있으므로, 발광구조물을 구성하는 반도체층의 결정성이 향상될 수 있다. 또한, 발광 가능한 활성층(103)의 전체 면적이 증가되어 발광 효율 증가 효과도 기대할 수 있다. 이 경우, 상기 기저층에 해당하는 부분(102a)의 상면 중 복수의 나노 로드(102b) 사이에 해당하는 영역에는 전기절연성 유전체층(105)이 형성되며, 유전체층(105)은 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물 등으로 이루어질 수 있을 것이다. 유전체층(105)의 경우, 제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104)을 전기적으로 분리하는 기능과 더불어 후술할 바와 같이, 나노 로드(102b) 형성을 위한 마스크로 기능할 수도 있다.
In the present embodiment, the light emitting structure has a nanorod shape. That is, the first conductivity type semiconductor layer 102 has a portion 102a corresponding to the base layer and a plurality of nanorods 102b connected thereto. The active layer 103 is formed to cover each of the plurality of nanorods 102b, and the second conductive semiconductor layer 104 is formed to cover the active layer 103 to maintain the nanorod shape as a whole of the light emitting structure. Since the light emitting structure is formed to have a nanorod shape, it is possible to block propagation of threading dislocations generated in the growth process of the semiconductor layer, thereby improving crystallinity of the semiconductor layer constituting the light emitting structure. In addition, since the total area of the light-emitting active layer 103 is increased, the effect of increasing the luminous efficiency can be expected. In this case, an electrically insulating dielectric layer 105 is formed in a region corresponding to the plurality of nanorods 102b among upper surfaces of the portion 102a corresponding to the base layer, and the dielectric layer 105 is formed of silicon oxide, silicon nitride, or the like. Could be done. In the case of the dielectric layer 105, as well as a function of electrically separating the first and second conductivity-type semiconductor layers 102 and 104, the dielectric layer 105 may also function as a mask for forming the nanorods 102b.

한편, 제2 도전형 반도체층(104)의 경우, 도 2에 도시된 것과 같이, 나노 로드(102b)의 측면을 덮는 부분의 두께(t1)가 나노 로드(102b)의 상면을 덮는 부분의 두께(t2)보다 더 크게 형성된다. 그 이유는 기판의 성장면과 관계가 있는데, 예를 들어, 육방정계의 C면, 즉, (0001)면에서 성장되는 p형 질화물 반도체층의 경우, S2면으로 표시한 (1000)면에서의 성장 속도가 S1으로 표기한 (0001)면에서의 성장 속도보다 더 빠르기 때문이며, 이는 Mg 등의 p형 도펀트가 (0001)면에서의 증착을 방해하는 것으로 이해될 수 있다. 오믹컨택부(108`)와 전체적으로 접촉을 유지할 경우, 제2 도전형 반도체층(104)에서 (0001)면 방향의 두께가 상대적으로 얇게 된다면, 도 3에 도시된 것과 같이, 전류는 두께가 얇은 (0001)면에 집중된다. 이는 제2 도전형 반도체층(104)이 상대적으로 전기전도도가 낮으므로, 전류가 제2 도전형 반도체층(104)에서 두께가 얇은 부분에 집중되어 흐르기 때문이다. 이와 같이, 전류가 제2 도전형 반도체층(104)의 특정 영역에 집중될 경우, 순방향 누설 전류가 증가하고, 광 출력은 저하되는 문제가 있다. 이러한 전류 집중의 문제는 제2 도전형 반도체층(104)에 두께가 서로 다른 영역이 존재한다면 발생할 수 있는 것이므로, 앞서 설명한 결정 면에 따른 반도체층의 성장 속도 차이가 항상 영향을 미치는 것은 아니라 할 것이며, 다른 원인(예컨대, 강제적인 식각)에 의하여 두께 불균일은 발생할 수 있을 것이다.
Meanwhile, in the case of the second conductivity type semiconductor layer 104, the thickness t1 of the portion covering the side surface of the nanorod 102b is the thickness of the portion covering the upper surface of the nanorod 102b as shown in FIG. 2. It is formed larger than (t2). The reason is related to the growth plane of the substrate. For example, in the case of the p-type nitride semiconductor layer grown on the C plane of the hexagonal system, that is, the (0001) plane, the (1000) plane is indicated by the S2 plane. This is because the growth rate is faster than the growth rate on the (0001) plane denoted by S1, which can be understood as a p-type dopant such as Mg to prevent deposition on the (0001) plane. When the overall contact with the ohmic contact portion 108 ′ is maintained, if the thickness in the (0001) plane direction of the second conductivity-type semiconductor layer 104 becomes relatively thin, as shown in FIG. 3, the current is thin. Concentrated on the (0001) plane. This is because the second conductivity-type semiconductor layer 104 has a relatively low electrical conductivity, so that current flows in the second conductive-type semiconductor layer 104 in a small thickness. As such, when the current is concentrated in a specific region of the second conductivity-type semiconductor layer 104, there is a problem that the forward leakage current increases and the light output decreases. Since the problem of current concentration may occur when regions having different thicknesses exist in the second conductivity-type semiconductor layer 104, the growth rate difference of the semiconductor layer according to the crystal plane described above will not always affect. However, thickness irregularities may occur due to other causes (eg, forced etching).

본 실시 형태에서는 이러한 제2 도전형 반도체층(104)의 두께 불균일 문제를 저감하기 위하여, 제2 도전형 반도체층(104)에서 두께가 상대적으로 얇은 영역, 즉, 도 1 및 도 2의 예를 기준으로는 제2 도전형 반도체층(104)의 상면에 절연부(107)를 형성하여 전류가 분산될 수 있도록 하였다. 이에 따라, 오믹컨택부(108)는 제2 도전형 반도체층(104)의 측면에서 접촉되며, 제2 도전형 반도체층(104)으로 보다 균일하게 전류가 주입될 수 있으므로, 소자(100)의 신뢰성과 광 효율이 크게 향상될 수 있다. 이 경우, 절연부(107)는 전기절연성을 갖는 물질이면 어느 것이나 사용이 가능하며, 예를 들어, 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물로 이루어질 수 있고, 나아가, 유전체층(105)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 나노 로드 형상의 발광구조물 사이 영역에도 절연 물질로 채워진 유전체층(106)이 형성될 수 있으며, 유전체층(106) 역시 유전체층(105)나 절연부(107)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
In the present embodiment, in order to reduce the thickness non-uniformity problem of the second conductivity type semiconductor layer 104, the region of the second conductivity type semiconductor layer 104 having a relatively thin thickness, that is, the example of FIGS. As a reference, an insulating portion 107 is formed on the upper surface of the second conductivity-type semiconductor layer 104 so that current can be dispersed. Accordingly, the ohmic contact portion 108 is in contact with the side of the second conductivity-type semiconductor layer 104, and since the current can be more uniformly injected into the second conductivity-type semiconductor layer 104, Reliability and light efficiency can be greatly improved. In this case, the insulating part 107 may be used as long as it has a material having electrical insulation. For example, the insulating part 107 may be made of silicon oxide or silicon nitride, and may be made of the same material as the dielectric layer 105. In addition, a dielectric layer 106 filled with an insulating material may be formed in a region between the nanorod-shaped light emitting structures, and the dielectric layer 106 may also be made of the same material as the dielectric layer 105 or the insulating portion 107.

한편, 오믹컨택부(108)는 나노 로드 형상의 복수의 발광구조물 각각을 덮는 부분들이 연결되어 일체로 형성될 수 있으며, 투광성 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 투명 전극용 물질 중 광 투과율이 높으면서도 오믹컨택 성능이 상대적으로 우수한 ITO, CIO, ZnO 등과 같은 투명 전도성 산화물로 형성될 수 있다. 이와 달리, 후술할 바와 같이, 오믹컨택부(108)는 광 반사 물질로 이루어질 수도 있으며, 이 경우에는 소위 플립 칩(flip chip) 형태로 발광소자(100)를 실장하기에 적합할 수 있다.
On the other hand, the ohmic contact portion 108 may be formed integrally by connecting portions covering each of the plurality of light emitting structures of the nano-rod shape, may be made of a translucent material, for example, the light transmittance of the transparent electrode material It may be formed of a transparent conductive oxide such as ITO, CIO, ZnO and the like which have high ohmic contact performance. On the contrary, as will be described later, the ohmic contact unit 108 may be formed of a light reflective material, and in this case, the ohmic contact unit 108 may be suitable for mounting the light emitting device 100 in the form of a so-called flip chip.

도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(200)는 기판(201), 나노 로드(202b) 구조를 갖는 제1 도전형 반도제층(202), 활성층(203), 제2 도전형 반도체층(204), 전기 절연성 유전체층(205, 206), 절연부(207) 및 오믹컨택부(208)를 포함하며, 제1 도전형 반도체층(202)의 일면에는 제1 전극(209a)이 형성되고, 오믹컨택부(208) 상에는 패드부(209b)가 형성된다. 앞선 실시 형태와의 차이를 설명하면, 본 실시 형태에서는 제1 도전형 반도체층(202)의 나노 로드(202b)가 서로 수직한 측면(S2) 및 상면(S1)과 이들 면을 연결하는 경사면(S3)을 갖는다. 이 경우, 상면(S1) 및 측면(S2)은 앞선 실시 형태와 같이, 각각 (0001)면과 (1000)면이 되며, 경사면(S3)은 (1-101)면이나 (11-22)면 등이 될 수 있다. 본 실시 형태의 경우에도 제2 도전형 반도체층(204)은 나노 로드(202b)의 측면을 덮는 부분이 상면을 덮는 부분보다 두껍게 형성되며, 이에 따른 전류 집중을 최소화하기 위하여 상면(S1)을 덮도록 절연부(207)가 배치된다. 이 경우, 절연부(207)는 반드시 상면(S1)에 한정하여 형성되는 것은 아니며, 전류 분산 기능을 수행할 수 있는 범위에서 형성 범위는 적절히 조절될 수 있을 것이다. 즉, 도 4에 도시된 것과 같이, 절연부(207)는 경사면(S3)까지 덮도록 형성될 수도 있다.
4 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the semiconductor light emitting device 200 according to the present embodiment may include a first conductive semiconductor layer 202, an active layer 203, and a second conductive semiconductor structure having a substrate 201 and a nanorod 202b. The semiconductor layer 204, the electrically insulating dielectric layers 205 and 206, the insulating portion 207, and the ohmic contact portion 208 are formed on one surface of the first conductive semiconductor layer 202. The pad portion 209b is formed on the ohmic contact portion 208. Referring to the difference from the above embodiment, in the present embodiment, the nanorods 202b of the first conductivity-type semiconductor layer 202 have the side surface S2 and the upper surface S1 perpendicular to each other, and the inclined surface connecting these surfaces ( S3). In this case, the upper surface S1 and the side surface S2 become the (0001) plane and the (1000) plane, respectively, as in the previous embodiment, and the inclined surface S3 is the (1-101) plane or the (11-22) plane. And so on. Also in the present embodiment, the second conductive semiconductor layer 204 has a portion covering the side of the nanorod 202b thicker than the portion covering the upper surface, so as to cover the upper surface S1 to minimize current concentration. The insulating portion 207 is disposed. In this case, the insulating portion 207 is not necessarily formed to be limited to the upper surface S1, and the forming range may be appropriately adjusted in a range capable of performing the current dispersion function. That is, as shown in FIG. 4, the insulating part 207 may be formed to cover the inclined surface S3.

도 5 내지 8은 본 발명의 반도체 발광소자를 제조하는 일 예를 나타내는 공정별 단면도이며, 도 2의 반도체 발광소자를 기준으로 설명한다. 이 경우, 우선, 도 5에 도시된 것과 같이, 나로 로드 형상의 발광구조물을 형성하며, 그 과정은 i) 제1 도전형 반도체층의 일부(202a) 성장, ii) 개구부를 갖는 유전체층(205) 형성, iii) 개구부를 통하여 나노 로드 형상의 제1 도전형 반도체층(202b) 재성장 및 iv) 나노 로드 형상을 유지하도록 활성층(203) 및 제2 도전형 반도체층(204)을 성장하는 단계로 진행될 수 있다. 다음으로, 도 6에 도시된 것과 같이, 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물 등의 절연 물질(210)을 제2 도전형 반도체층(204)의 상면 및 측면을 덮도록 형성한다. 이 경우, 통상적인 증착 공정에 의할 경우, 절연 물질(210)은 제2 도전형 반도체층(204)의 측면보다 이를 제외한 나머지 면에서 더 두껍게 형성된다.
5 to 8 are cross-sectional views of processes illustrating an example of manufacturing the semiconductor light emitting device of the present invention, and will be described with reference to the semiconductor light emitting device of FIG. 2. In this case, first, as shown in FIG. 5, a rod-shaped light emitting structure is formed, i.e., the process includes: i) growing a portion 202a of the first conductivity-type semiconductor layer, and ii) dielectric layer 205 having an opening. Forming, iii) regrowing the nanorod-shaped first conductive semiconductor layer 202b and iv) growing the active layer 203 and the second conductive semiconductor layer 204 to maintain the nanorod shape. Can be. Next, as shown in FIG. 6, an insulating material 210, such as silicon oxide or silicon nitride, is formed to cover the top and side surfaces of the second conductivity-type semiconductor layer 204. In this case, according to a conventional deposition process, the insulating material 210 is formed thicker than the side surface of the second conductivity-type semiconductor layer 204 except for this.

다음으로, 도 7에 도시된 것과 같이, 제2 도전형 반도체층(204)의 측면을 노출시킨다. 본 단계의 경우, 제2 도전형 반도체층(204)의 측면에 형성된 절연 물질(210)을 적어도 일부 제거함으로써 수행될 수 있는데, 이 과정에서 절연 물질(210) 중 제2 도전형 반도체층(204)의 측면에 형성된 부분과 나머지 부분이 서로 동일한 두께로 제거되더라도 측면의 두께가 더 얇기 때문에, 제2 도전형 반도체층(204)의 측면이 노출되면서 그 상면에는 절연부(207)가 형성될 수 있다. 즉, 습식 식각 공정 등을 적용하여 절연 물질(210)은 용이하게 제거될 수 있으며, 절연부(207) 만을 남기기 위하여 식각 두께를 정밀하게 조절하지 않아도 되므로 공정 편의성이 증대될 수 있다. 다음으로, 도 8에 도시된 것과 같이, 증착, 스퍼터링 등의 공정을 이용하여 나노 로드 형상의 복수의 발광구조물 각각을 덮는 부분들이 연결된 형태의 오믹컨택부(208)를 형성하며, 상술한 바와 같이, 오믹컨택부(208)는 필요에 따라 투광성 물질이나 광 반사성 물질로 이루어질 수 있다. 이후, 따로 도시하지는 않았으나, 전극 구조를 형성하여 소자를 완성할 수 있을 것이다.
Next, as shown in FIG. 7, the side surface of the second conductivity-type semiconductor layer 204 is exposed. In this case, the second conductive semiconductor layer 204 may be performed by removing at least a portion of the insulating material 210 formed on the side surface of the second conductive semiconductor layer 204. Since the side thickness of the second conductive semiconductor layer 204 is exposed, even if the portion formed on the side of the side and the remaining portion are removed to the same thickness, the insulating portion 207 may be formed on the upper surface of the second conductive semiconductor layer 204 is exposed. have. That is, the insulating material 210 may be easily removed by applying a wet etching process, and the process convenience may be increased because the etching thickness does not need to be precisely adjusted to leave only the insulating part 207. Next, as shown in FIG. 8, an ohmic contact portion 208 having a shape in which portions covering each of the plurality of light emitting structures having a nanorod shape are connected by using a process such as deposition and sputtering is formed, and as described above. The ohmic contact portion 208 may be made of a light transmissive material or a light reflective material as necessary. Thereafter, although not separately shown, the device may be completed by forming an electrode structure.

한편, 도 9는 도 4의 실시 형태에서 변형된 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 9의 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(200`)의 경우, 오믹컨택부(208`)를 제외한 나머지 구조는 도 4의 실시 형태와 동일하며, 오믹컨택부(208`)는 광 반사 물질로 이루어져 활성층(203) 방향으로 빛을 반사할 수 있다. 이에 따라, 소자(200`)는 플립 칩 구조로 실장되어 사용될 수 있다. 광 반사 기능을 하는 오믹컨택부(208`)의 경우, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등과 같이 반사율이 높은 금속을 증착, 스퍼터링, 도금 등의 공정으로 형성될 수 있다.
9 is a cross-sectional view schematically illustrating a semiconductor light emitting device according to an embodiment modified from the embodiment of FIG. 4. In the case of the semiconductor light emitting device 200 ′ according to the embodiment of FIG. 9, the rest of the structure except for the ohmic contact portion 208 ′ is the same as that of FIG. 4, and the ohmic contact portion 208 ′ is formed of a light reflecting material. The light may be reflected toward the active layer 203. Accordingly, the device 200 ′ may be mounted and used in a flip chip structure. In the case of the ohmic contact portion 208` having a light reflection function, a metal having high reflectance such as Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, etc. is deposited, sputtered, plated, or the like. It can be formed by a process.

한편, 앞선 실시 형태에서는 제1 전극 형성을 위하여 발광구조물을 일부 제거함으로써 제1 도전형 반도체층이 노출되도록 하였으며, 이에 따라, 제1 및 제2 전극이 서로 같은 방향을 향하도록 배치된 구조를 나타내고 있으나, 제1 및 제2 전극은 발광구조물을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치될 수도 있을 것이다. 도 10은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(300)는 나노 로드(302b) 구조를 구비하는 제1 도전형 반도제층(302), 활성층(303), 제2 도전형 반도체층(304)을 포함하며, 제2 도전형 반도체층(304) 중 두께가 얇은 영역을 덮도록 절연부(307)가 형성된다. 또한, 제2 도전형 반도체층(304)과 연결되는 제2 전극으로 반사금속층(308) 및 도전성 기판(309b)을 포함하며, 제1 전극(309a)의 경우, 반도체 성장용 기판(도 4에서 201)이 제거되어 노출된 제1 도전형 반도체층(302)에 형성된다. 본 실시 형태의 경우에도, 제2 도전형 반도체층(304)에서 두께가 상대적으로 얇은 영역은 절연부(307)에 의하여 반사금속층(308)과 전기적으로 분리될 수 있으므로, 전류 확산 성능이 향상된다.
Meanwhile, in the above embodiment, the first conductive semiconductor layer is exposed by partially removing the light emitting structure to form the first electrode, and thus, the first and second electrodes are arranged to face the same direction. However, the first and second electrodes may be disposed to face each other with the light emitting structure therebetween. 10 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to still another embodiment of the present invention. The semiconductor light emitting device 300 according to the present embodiment includes a first conductive semiconductor layer 302 having an nanorod 302b structure, an active layer 303, and a second conductive semiconductor layer 304. The insulating portion 307 is formed so as to cover a region having a thin thickness among the two conductive semiconductor layers 304. In addition, the second electrode connected to the second conductivity-type semiconductor layer 304 includes a reflective metal layer 308 and a conductive substrate 309b. In the case of the first electrode 309a, the semiconductor growth substrate (in FIG. 201 is removed to form the exposed first conductive semiconductor layer 302. Also in this embodiment, since the region having a relatively thin thickness in the second conductivity type semiconductor layer 304 can be electrically separated from the reflective metal layer 308 by the insulating portion 307, the current spreading performance is improved. .

반사금속층(308)은 제2 도전형 반도체층(304)의 측면에서 접촉하며, 활성층(303)에서 방출된 빛을 소자(300)의 상부, 즉, 제1 도전형 반도체층(302) 방향으로 반사하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 전기적 측면에서, 제2 도전형 반도체층(304)과 오믹 컨택을 이루는 것이 바람직하다. 이러한 기능을 고려하여, 반사금속층(308)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함하며, 적절한 증착 공정으로 형성될 수 있다. 이 경우, 자세하게 도시하지는 않았으나, 반사금속층(308)은 2층 이상의 구조로 채용되어 반사 효율을 향상시킬 수 있으며, 구체적인 예로서, Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al, Ni/Ag/Pt 등을 들 수 있다. 다만, 반사금속층(308)은 본 실시 형태에서 반드시 요구되는 구성은 아니며, 경우에 따라, 사용되지 않을 수 있다.
The reflective metal layer 308 is in contact with the side surface of the second conductivity type semiconductor layer 304, and the light emitted from the active layer 303 is directed toward the top of the device 300, that is, toward the first conductivity type semiconductor layer 302. It can perform the function of reflecting. In addition, it is preferable to make an ohmic contact with the second conductivity type semiconductor layer 304 from an electrical point of view. In consideration of this function, the reflective metal layer 308 includes a material such as Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, and the like, and may be formed by an appropriate deposition process. In this case, although not shown in detail, the reflective metal layer 308 may be adopted in two or more layers to improve reflection efficiency. As a specific example, Ni / Ag, Zn / Ag, Ni / Al, Zn / Al, Pd / Ag, Pd / Al, Ir / Ag. Ir / Au, Pt / Ag, Pt / Al, Ni / Ag / Pt, etc. are mentioned. However, the reflective metal layer 308 is not necessarily required in this embodiment, and may not be used in some cases.

도전성 기판(309a)은 반도체 성장용 기판(도 4에서 201)을 제거하기 위한 레이저 리프트 오프 등의 공정에서 상기 발광구조물을 지지하는 지지체의 역할을 수행하는 것과 더불어 제2 도전형 반도체층(304)에 전기 신호를 전달하는 기능도 수행할 수 있다. 이를 위하여, 도전성 기판(309b)은 Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se, GaAs 중 어느 하나를 포함하는 물질, 예컨대, Si 기판에 Al이 도핑된 물질로 이루어질 수 있다. 본 실시 형태의 경우, 도전성 기판(309b)은 도전성 접착층(미 도시)을 매개로 발광구조물과 접합되거나 도금에 의하여 형성될 수도 있다.
The conductive substrate 309a serves as a support for supporting the light emitting structure in a process such as laser lift-off for removing the semiconductor growth substrate (201 in FIG. 4), and a second conductive semiconductor layer 304. It can also carry out the function of delivering an electrical signal to it. To this end, the conductive substrate 309b may be formed of a material including any one of Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se, and GaAs, for example, a material doped with Al on a Si substrate. In the case of the present embodiment, the conductive substrate 309b may be formed by bonding to the light emitting structure through a conductive adhesive layer (not shown) or by plating.

한편, 상기와 같은 구조를 갖는 반도체 발광소자는 다양한 분야에서 응용될 수 있다. 도 11은 본 발명에서 제안하는 반도체 발광소자의 사용 예를 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도 11을 참조하면, 조광 장치(400)는 발광 모듈(401)과 발광 모듈(401)이 배치되는 구조물(404) 및 전원 공급부(403)를 포함하여 구성되며, 발광 모듈(401)에는 본 발명에서 제안한 방식으로 얻어진 하나 이상의 반도체 발광소자(402)가 배치될 수 있다. 이 경우, 반도체 발광소자(402)는 그 자체로 모듈(401)에 실장되거나 패키지 형태로 제공될 수도 있을 것이다. 전원 공급부(403)는 전원을 입력받는 인터페이스(405)와 발광 모듈(401)에 공급되는 전원을 제어하는 전원 제어부(406)를 포함할 수 있다. 이 경우, 인터페이스(405)는 과전류를 차단하는 퓨즈와 전자파장애신호를 차폐하는 전자파 차폐필터를 포함할 수 있다.
On the other hand, the semiconductor light emitting device having the above structure can be applied in various fields. 11 is a configuration diagram schematically showing an example of a semiconductor light emitting device proposed in the present invention. Referring to FIG. 11, the dimming device 400 includes a light emitting module 401, a structure 404 on which the light emitting module 401 is disposed, and a power supply unit 403, and the light emitting module 401 includes the present invention. One or more semiconductor light emitting devices 402 obtained in the manner proposed by the present invention may be disposed. In this case, the semiconductor light emitting device 402 may be mounted on the module 401 or may be provided in a package form. The power supply unit 403 may include an interface 405 for receiving power and a power control unit 406 for controlling the power supplied to the light emitting module 401. In this case, the interface 405 may include a fuse that blocks overcurrent and an electromagnetic shielding filter that shields an electromagnetic interference signal.

전원 제어부(406)는 전원으로 교류 전원이 입력되는 경우, 전원 제어부는 교류를 직류로 변환하는 정류부와, 발광 모듈(401)에 적합한 전압으로 변환시켜주는 정전압 제어부를 구비할 수 있다. 만일, 전원 자체가 발광 모듈(401)에 적합한 전압을 갖는 직류원(예를 들어, 전지)이라면, 정류부나 정전압 제어부를 생략될 수도 있을 것이다. 또한, 발광 모듈(401)의 자체가 AC-LED와 같은 소자를 채용하는 경우, 교류 전원이 직접 발광 모듈(401)에 공급될 수 있으며, 이 경우도 정류부나 정전압 제어부를 생략될 수도 있을 것이다. 나아가, 전원 제어부는 색 온도 등을 제어하여 인간 감성에 따른 조명 연출을 가능하게 할 수도 있다. 또한, 전원 공급부(403)는 발광소자(402)의 발광량과 미리 설정된 광량 간의 비교를 수행하는 피드백 회로 장치와 원하는 휘도나 연색성 등의 정보가 저장된 메모리 장치를 포함할 수 있다.
When the AC power is input to the power source, the power control unit 406 may include a rectifying unit for converting AC into DC and a constant voltage control unit for converting into a voltage suitable for the light emitting module 401. If the power source itself is a direct current source (for example, a battery) having a voltage suitable for the light emitting module 401, the rectifying unit or the constant voltage control unit may be omitted. In addition, when the light emitting module 401 itself employs an element such as an AC-LED, AC power may be directly supplied to the light emitting module 401, and in this case, the rectifier or the constant voltage controller may be omitted. In addition, the power control unit may control the color temperature and the like to enable the illumination of the human emotion. In addition, the power supply unit 403 may include a feedback circuit device for performing a comparison between the light emission amount of the light emitting element 402 and a predetermined light amount, and a memory device in which information such as desired luminance and color rendering properties are stored.

이러한 조광 장치(400)는 화상 패널을 구비하는 액정표시장치 등의 디스플레이 장치에 이용되는 백라이트 유닛이나 램프, 평판 조명 등의 실내 조명 또는 가로등, 간판, 표지판 등의 실외 조명 장치로 사용될 수 있으며, 또한, 다양한 교통수단용 조명 장치, 예컨대, 자동차, 선박, 항공기 등에 이용될 수 있다. 나아가, TV, 냉장고 등의 가전 제품이나 의료기기 등에도 널리 이용될 수 있을 것이다.
The dimming device 400 may be used as a backlight unit used in a display device such as a liquid crystal display device having an image panel, an indoor lighting device such as a lamp, a flat panel light, or an outdoor lighting device such as a street lamp, a signboard, a sign, and the like. It can be used in various transportation lighting devices, such as automobiles, ships, aircrafts, and the like. Furthermore, it may be widely used in home appliances such as TVs and refrigerators, and medical devices.

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.

101: 기판 102: 제1 도전형 반도체층
103: 활성층 104: 제2 도전형 반도체층
105, 106: 유전체층 107: 절연부
108: 오믹컨택부 109a, 109b: 제1 및 제2 전극
210: 절연 물질 308: 반사금속층
309b: 도전성 기판
101: substrate 102: first conductive semiconductor layer
103: active layer 104: second conductive semiconductor layer
105, 106: dielectric layer 107: insulation
108: ohmic contact portions 109a and 109b: first and second electrodes
210: insulating material 308: reflective metal layer
309b: conductive substrate

Claims (23)

제1 도전형 반도체 물질을 구비하는 복수의 나노 로드;
상기 복수의 나노 로드 각각을 덮도록 형성된 활성층;
상기 활성층을 덮도록 형성된 제2 도전형 반도체층;
상기 복수의 나노 로드와 전기적으로 연결된 제1 전극;
적어도 상기 제2 도전형 반도체층의 상면에 형성된 절연부; 및
상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연부를 덮도록 형성되어 상기 제2 도전형 반도체층의 측면과 접촉하는 제2 전극;
을 포함하는 반도체 발광소자.
A plurality of nanorods having a first conductivity type semiconductor material;
An active layer formed to cover each of the plurality of nanorods;
A second conductivity type semiconductor layer formed to cover the active layer;
A first electrode electrically connected to the plurality of nanorods;
An insulation portion formed on at least an upper surface of the second conductivity type semiconductor layer; And
A second electrode formed to cover the second conductive semiconductor layer and the insulating part and contacting side surfaces of the second conductive semiconductor layer;
Semiconductor light emitting device comprising a.
제1항에 있어서,
제2 도전형 반도체층은 상기 나노 로드의 측면을 덮는 부분의 두께가 상기 나노 로드의 상면을 덮는 부분의 두께보다 더 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 1,
The second conductive semiconductor layer is a semiconductor light emitting device, characterized in that the thickness of the portion covering the side of the nanorod is greater than the thickness of the portion covering the upper surface of the nanorod.
제1항에 있어서,
상기 복수의 나노 로드 하부에 형성되어 상기 복수의 나노 로드와 일체 구조를 이루는 제1 도전형 반도체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 1,
And a first conductive semiconductor layer formed under the plurality of nanorods to form an integrated structure with the plurality of nanorods.
제3항에 있어서,
상기 제1 도전형 반도체층 상면 중 상기 복수의 나노 로드 사이에 해당하는 영역에 형성된 전기절연성 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 3,
And an electrically insulating dielectric layer formed on a region of the upper surface of the first conductive semiconductor layer between the plurality of nanorods.
제4항에 있어서,
상기 유전체층은 상기 절연부와 동일한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 4, wherein
The dielectric layer is a semiconductor light emitting device, characterized in that made of the same material as the insulating portion.
제3항에 있어서,
상기 제1 전극은 상기 제1 도전형 반도체층의 일면에 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 3,
The first electrode is a semiconductor light emitting device, characterized in that disposed on one surface of the first conductive semiconductor layer.
제1항에 있어서,
상기 제2 전극은 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연부를 덮도록 형성되어 상기 제2 도전형 반도체층의 측면과 접촉하는 오믹컨택부 및 상기 오믹컨택부 상에 형성된 패드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 1,
The second electrode may include an ohmic contact portion formed to cover the second conductive semiconductor layer and the insulating portion and contacting a side surface of the second conductive semiconductor layer, and a pad portion formed on the ohmic contact portion. A semiconductor light emitting device.
제7항에 있어서,
상기 오믹컨택부는 투광성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 7, wherein
The ohmic contact portion is a semiconductor light emitting device, characterized in that made of a translucent material.
제7항에 있어서,
상기 오믹컨택부는 광 반사성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 7, wherein
The ohmic contact portion is a semiconductor light emitting device, characterized in that made of a light reflective material.
제1항에 있어서,
상기 제2 전극은 상기 복수의 나노 로드 각각을 덮는 부분들이 연결되어 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 1,
The second electrode is a semiconductor light emitting device, characterized in that formed integrally by connecting portions covering each of the plurality of nanorods.
제1항에 있어서,
상기 복수의 나노 로드는 서로 수직한 측면 및 상면과 상기 측면 및 상면을 연결하는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 1,
The plurality of nanorods have a side and top surface perpendicular to each other and a semiconductor light emitting device, characterized in that having a slope connecting the side and the top surface.
제11항에 있어서,
상기 나노 로드의 상면은 (0001)면이고, 상기 측면은 (1000)면이며, 상기 경사면은 (1-101)면 또는 (11-22)면인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 11,
The top surface of the nanorods is a (0001) plane, the side surface is a (1000) plane, the inclined surface is a (1-101) plane or a (11-22) plane, characterized in that the semiconductor light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 활성층 및 제2 도전형 반도체층은 나노 로드 형상을 유지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
The method of claim 1,
The active layer and the second conductivity type semiconductor layer is a semiconductor light emitting device, characterized in that formed to maintain a nano-rod shape.
제1 도전형 반도체 물질을 구비하는 복수의 나노 로드;
상기 복수의 나노 로드 각각을 덮도록 형성된 활성층;
상기 활성층을 덮도록 형성되되, 두께가 서로 다른 영역을 갖는 제2 도전형 반도체층;
상기 복수의 나노 로드와 전기적으로 연결된 제1 전극;
상기 제2 도전형 반도체층의 표면 중 다른 영역보다 두께가 얇은 영역을 덮도록 형성된 절연부;
상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연부를 덮도록 형성되어 상기 제2 도전형 반도체층에서 상기 절연부에 의하여 덮이지 않은 영역과 접촉하는 제2 전극;
를 포함하는 반도체 발광소자.
A plurality of nanorods having a first conductivity type semiconductor material;
An active layer formed to cover each of the plurality of nanorods;
A second conductivity type semiconductor layer formed to cover the active layer and having regions having different thicknesses;
A first electrode electrically connected to the plurality of nanorods;
An insulation part formed to cover an area thinner than another area of the surface of the second conductivity type semiconductor layer;
A second electrode formed to cover the second conductive semiconductor layer and the insulating portion and contacting a region of the second conductive semiconductor layer not covered by the insulating portion;
Semiconductor light emitting device comprising a.
제1 도전형 반도체 물질을 구비하는 복수의 나노 로드 각각을 덮도록 활성층을 형성하는 단계;
상기 활성층을 덮도록 제2 도전형 반도체층을 형성하는 단계;
상기 제2 도전형 반도체층의 상면에 절연부를 형성하는 단계;
상기 제2 도전형 반도체층의 측면과 접촉하도록 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 절연부를 덮는 제2 전극을 형성하는 단계
상기 복수의 나노 로드와 전기적으로 연결되도록 제1 전극을 형성하는 단계;
를 포함하는 반도체 발광소자 제조방법.
Forming an active layer to cover each of the plurality of nanorods having the first conductivity type semiconductor material;
Forming a second conductivity type semiconductor layer to cover the active layer;
Forming an insulating part on an upper surface of the second conductivity type semiconductor layer;
Forming a second electrode covering the second conductive semiconductor layer and the insulating part to be in contact with a side surface of the second conductive semiconductor layer;
Forming a first electrode to be electrically connected to the plurality of nanorods;
Gt; a < / RTI > semiconductor light emitting device.
제15항에 있어서,
기판 상에 제1 도전형 반도체층을 형성한 후 상기 제1 도전형 반도체층 상에 상기 복수의 나노 로드를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
16. The method of claim 15,
And forming the plurality of nanorods on the first conductive semiconductor layer after forming the first conductive semiconductor layer on the substrate.
제16항에 있어서,
상기 복수의 나노 로드를 형성하는 단계는 상기 제1 도전형 반도체층 상에 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 갖는 유전체층을 형성하는 단계 및 상기 개구부를 통하여 상기 복수의 나노 로드를 이루는 제1 도전형 반도체 물질을 재성장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
The method of claim 16,
The forming of the plurality of nanorods may include forming a dielectric layer having an opening exposing the first conductive semiconductor layer on the first conductive semiconductor layer and forming the plurality of nanorods through the opening. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device comprising the step of regrowing a conductive semiconductor material.
제17항에 있어서,
상기 유전체층은 상기 절연부와 동일한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
The method of claim 17,
The dielectric layer is a semiconductor light emitting device manufacturing method, characterized in that made of the same material as the insulating portion.
제15항에 있어서,
상기 절연부를 형성하는 단계는 상기 제2 도전형 반도체층의 상면 및 측면을 덮도록 절연 물질을 형성하는 단계 및 상기 제2 도전형 반도체층의 측면을 덮는 상기 절연 물질을 제거하여 상기 제2 도전형 반도체층의 측면을 노출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
16. The method of claim 15,
The forming of the insulating part may include forming an insulating material covering the top and side surfaces of the second conductive semiconductor layer and removing the insulating material covering the side surface of the second conductive semiconductor layer. A semiconductor light emitting device manufacturing method comprising the step of exposing the side of the semiconductor layer.
제19항에 있어서,
상기 절연 물질을 형성하는 단계에서, 상기 절연 물질은 상기 제2 도전형 반도체층의 측면보다 상면에서 더 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
20. The method of claim 19,
In the forming of the insulating material, the insulating material is a semiconductor light emitting device manufacturing method, characterized in that formed on the upper surface thicker than the side of the second conductive semiconductor layer.
제20항에 있어서,
상기 제2 도전형 반도체층의 측면을 노출하는 단계에서, 상기 절연 물질은 상기 제2 도전형 반도체층의 측면에 형성된 부분과 상면에 형성된 부분이 서로 동일한 두께로 제거되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
The method of claim 20,
In the exposing the side surface of the second conductive semiconductor layer, the insulating material is a semiconductor light emitting device, characterized in that the portion formed on the side of the second conductive semiconductor layer and the portion formed on the upper surface are removed with the same thickness. Manufacturing method.
제21항에 있어서,
상기 절연 물질은 습식 식각에 의하여 제거되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
The method of claim 21,
The insulating material is a semiconductor light emitting device manufacturing method, characterized in that removed by wet etching.
제15항에 있어서,
상기 복수의 나노 로드는 서로 수직한 측면 및 상면과 상기 측면 및 상면을 연결하는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
16. The method of claim 15,
The plurality of nanorods has a side surface and the upper surface perpendicular to each other and a semiconductor light emitting device, characterized in that it has an inclined surface connecting the side and the top surface.
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