KR101622309B1

KR101622309B1 - 나노구조의 발광소자

Info

Publication number: KR101622309B1
Application number: KR1020100129313A
Authority: KR
Inventors: 김주성; 김택
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2016-05-18
Also published as: US20120153252A1; KR20120067752A; US8835902B2

Abstract

나노구조의 발광소자가 개시된다. 개시된 발광소자는 제1형반도체층; 상기 제1형반도체층 상의 선택적 영역으로부터 성장된 제1형 반도체나노코어, 상기 제1형 반도체나노코어의 표면을 둘러싸는 형태로 형성된 것으로, Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)/GaN의 초격자구조로 이루어진 전류스프레딩층, 상기 전류스프레딩층의 표면으로부터 순차 성장된 활성층 및 제2형반도체층로 이루어진 복수의 나노구조체;를 포함한다.

Description

나노구조의 발광소자{Nano-structured light emitting device}

본 개시는 나노구조를 가지는 발광소자에 관한 것이다.

반도체 발광소자(Light Emitting Device; LED)는 고효율, 친환경적인 광원으로서 디스플레이, 광통신, 자동차, 일반 조명 등 여러 분야에 사용되고 있다. 최근, 물리적, 화학적 특성이 우수한 질화물을 이용하여 구현된 청색 LED 및 자외선 LED가 등장하였고, 또한 청색 또는 자외선 LED와 형광물질을 이용하여 백색광 또는 다른 단색광을 만들 수 있게 됨으로써 발광소자의 응용범위가 넓어지고 있다.

발광소자의 기본 동작 원리는, 활성층에 주입된 전자와 정공들이 결합하여 빛을 방출하는 것이다. 그런데, 질화물계 화합물 반도체 결정 내에는 일반적으로 결정결함이 다수 존재하고 있어, 이 결정결함을 통해 전자와 정공이 결합하는 경우, 빛에너지가 아닌 열에너지로 방출하게 된다. 이러한 비발광 재결합을 감소시키는 것이 반도체 발광소자의 발광효율 향상을 위해 중요하다.

비발광 재결합의 원인이 되는 결정 결함은 성장 기판과 화합물 반도체 사이의 격자 상수 부정합이나 열팽창 계수의 차이 등에 의해 발생한다. 이러한 단점을 개선하기 위하여, 나노 스케일의 발광 구조를 형성하는 기술이 연구되고 있다. 이와 같은 나노구조는 1차원적 성장의 경우 박막 형태의 경우보다 기판과의 격자상수 불일치나 열팽창 계수의 차이에 의한 영향을 덜 받기 때문에 이종의 기판 위에서도 쉽게 대면적 성장이 가능한 것으로 알려져 있다.

본 개시는 나노구조체를 채용하는 발광소자로서, 전류 집중을 완화하여 발광효율을 높일 수 있는 구조의 발광소자를 제공하고자 한다.

일 유형에 따르는 발광소자는 제1형반도체층; 상기 제1형반도체층 상의 선택적 영역으로부터 성장된 제1형 반도체나노코어, 상기 제1형 반도체나노코어의 표면을 둘러싸는 형태로 형성된 것으로, Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)/GaN의 초격자구조로 이루어진 전류스프레딩층, 상기 전류스프레딩층의 표면으로부터 순차 성장된 활성층 및 제2형반도체층로 이루어진 복수의 나노구조체;를 포함한다.

상기 전류스프레딩층에서, Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)은 언도핑되고, GaN은 제1형 불순물로 도핑될 수 있다.

상기 전류스프레딩층에서, Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)과 GaN은 제1형 불순물로 도핑되고, Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)의 도핑농도가 GaN의 도핑농도보다 낮을 수 있다.

상기 전류스프레딩층의 Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)은 x의 범위가 0.1<x<0.3일 수 있다. 상기 전류스프레딩층의 Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)과 GaN의 두께는 10Å 내지 100Å 의 범위로 형성될 수 있다.

상기 제1형반도체층의 일면에 형성된 것으로, 복수의 관통홀을 구비하는 마스크층;을 더 구비하고, 상기 복수의 나노구조체 각각의 제1형반도체나노코어는 상기 복수의 관통홀 각각으로부터 성장될 수 있다.

상기 복수의 나노구조체는 다각뿔 형상을 가질 수 있으며, 이 경우, 상기 복수의 나노구조체 각각의 활성층은 서로 연결되지 않은 형태 또는 서로 연결된 형태가 될 수 있다.

상기 복수의 나노구조체는 막대형상을 가질 수 있다.

또한, 일 유형에 따른 발광소자는 제1형반도체층; 상기 제1형반도체층 상의 선택적 영역으로부터 성장된 제1형 반도체나노코어, 상기 제1형 반도체나노코어의 내부에 임베드된 것으로, Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)/GaN의 초격자구조로 이루어진 전류스프레딩층, 상기 제1형반도체나노코어의 표면으로부터 순차 성장된 활성층 및 제2형반도체층으로 이루어진 복수의 나노구조체;를 포함한다.

상술한 발광소자는 나노구조체 내에 전류스프레딩층을 삽입되어, 발광 동작시에 특정 부위에서의 전류 집중이 억제된다. 따라서, 광균일도가 개선되고 광효율이 높아진다.

도 1은 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구조를 보인다.
도 3은 또 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구조를 보인다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구조를 보인다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구조를 보인다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 구조를 보인다.
도 7a 내지 도 7e는 실시예에 따른 발광 소자 제조방법을 설명하는 도면들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200, 300, 400, 500, 600...발광 소자
110...기판 120...제1형반도체층
120...제1전극층 140...마스크층
150, 250, 350, 450, 550, 650...나노구조체
152...제1형반도체나노코어 154...전류스프레딩층
156...활성층 158...제2형반도체층

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 발광소자(100)의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다. 도면을 참조하면, 발광소자(100)는 제1형반도체층(120)과, 제1형반도체층(120) 상에 형성된 다수의 나노구조체(150)를 포함한다. 나노구조체(150)는 제1형반도체층(120) 상의 선택적 영역으로부터 성장된 제1형 반도체나노코어(152), 제1형 반도체나노코어(152)의 표면을 둘러싸는 형태로 형성된 전류스프레딩층(current spreading layer)(154), 전류스프레딩층(154)의 표면으로부터 순차 성장된 활성층(156) 및 제2형반도체층(158) 을 포함한다.

실시예에서, 전류스프레딩층(154)은 나노구조체(150) 내의 특정 위치에 전류가 집중되는 현상을 막기 위해 제시되고 있다. 결정결함을 줄이고 발광효율을 높이기 위해, 나노구조를 가지는 발광구조가 널리 사용되고 있으나, 이러한 나노구조는 동작시 특정 위치에 전류가 집중될 수 있는 잠재적인 문제를 가지고 있다. 즉, 전류스프레딩층(154)을 구비하지 않은 경우의 동작시, 제2형반도체층(158)으로부터 제1형반도체층(120)을 향하는 전류 경로에서 최단 경로를 형성하는 위치, 도면에서 점원 A로 표시한 바와 같이, 나노구조체(150)의 하부 양측으로 전류가 집중되는 현상이 나타난다. 이러한 경우, 결과적으로, 상기 위치에서 발광 재결합이 집중되고 구조 전체로서의 발광효율은 저하되게 된다. 본 실시예에서는 발광 재결합이 나노구조체(150) 전반에서 고르게 일어나 발광효율이 높아지도록, 특정 위치에서의 전류 집중(current crowding)을 분산시키는 전류스프레딩층(154)을 활성층(156)의 형성 전의 위치에 도입하고 있다.

전류스프레딩층(154)은 AlGaN/GaN 초격자구조로 형성된다. 이러한 이종접합(hetero-junction) 구조는 AlGaN층과 GaN층 사이에 이차원 전자개스층을 형성하며, 이로부터 전류 스프레딩 효과가 일어나고, 동시에 상대적으로 높은 저항을 갖는 AlGaN 층의 초격자 구조로 전류 스프레딩 효과가 증대된다.

발광소자(100)의 보다 구체적인 구성을 살펴보기로 한다.

기판(110)은 반도체 단결정 성장을 위한 성장 기판으로서, 실리콘(Si) 기판, 실리콘 카바이드(SiC) 기판, 사파이어(Sapphire) 기판 등이 사용될 수 있고, 이 외에도, 기판(110) 상에 형성될 제1형반도체층(120)의 성장에 적합한 물질, 예를 들어, ZnO, GaAs, MgAl₂O₄, MgO, LiAlO₂, LiGaO₂, GaN 으로 이루어진 기판이 사용될 수 있다.

기판(110)상에는 제1형반도체층(120)이 형성된다. 제1형반도체층(120)은 제1형불순물로 도핑된 반도체층으로, Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, n형 불순물이 도핑된 Al_xGa_yIn_zN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으로 된 반도체 물질로 형성될 수 있다. n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 등이 사용될 수 있다.

제1형반도체층(120) 상에는 다수의 관통홀을 구비하는 마스크층(140)이 마련된다. 다수의 관통홀은 나노구조체(150)의 제1형반도체나노코어(152)가 선택적으로 성장될 영역이 된다. 마스크층(140)은 절연물질로서, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함하여 이루어질 수 있으며, 예를 들어, SiO₂, SiN, TiO₂, Si₃N₄, Al₂O₃, TiN, AlN, ZrO₂, TiAlN, TiSiN 등으로 이루어질 수 있다. 마스크층(140)은 이러한 절연물질로 된 막을 제1형반도체층(120) 위에 형성한 후, 리소그래피 공정에 의해 원하는 관통홀 패턴으로 식각하여 형성될 수 있다. 관통홀은 원형, 타원형, 다각형 등의 단면 형상을 가질 수 있다.

기판(110)과 제1형반도체층(120) 사이에는 도시되지는 않았으나, 필요에 따라, 에피텍시 성장에 필요한 버퍼층이 더 형성될 수 있으며, 제1형반도체층(120)이 복수층 구성을 가질 수도 있다.

제1형 반도체나노코어(152)는 제1형반도체층(120)과 동일한 제1형으로 도핑된 반도체 물질로 이루어지며, 예를 들어, n-Al_xGa_yIn_zN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으로 이루어질 수 있다. 제1형 반도체나노코어(152)는 마크크층(140)에 형성된 관통홀을 통해 제1형반도체층(120)으로부터 수직 성장된 형태를 가지며, 관통홀의 단면 형상을 따라 원형, 타원형, 다각형 등의 단면 형상을 갖게 된다.

전류스프레딩층(154)은 Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)/GaN의 초격자(superlattice) 구조로 이루어진다. 전류스프레딩층(154)에서, GaN은 제1형 불순물로 도핑되고, Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)은 언도핑되거나, GaN 보다 낮은 도핑농도로 제1형 불순물로 도핑될 수 있다. Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)/GaN의 초격자(superlattice) 구조에 있어서, 순서나 층수는 다양하게 변경될 수 있다.

전류스프레딩층의 Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)은 x의 범위가 0.1<x<0.3일 수 있으며, Al_xGa_1-xN(0<x<1)과 GaN의 두께는 대략, 10Å 내지 100Å의 범위로 형성될 수 있다.

활성층(156)은 전자-정공 재결합에 의해 빛을 발광하는 층으로, Al_xGa_yIn_zN에서 x, y, z 값을 주기적으로 변화시켜 띠 간격을 조절하여 만든 단일양자우물 (single quantum well) 또는 다중양자우물(multi quantum well) 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 양자우물층과 장벽층이 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, InGaN/AlGaN 또는 InGaN/InAlGaN의 형태로 쌍을 이루어 양자우물구조를 형성할 수 있으며, InGaN층에서의 In 몰분율에 따라 밴드갭 에너지가 제어되어 발광파장대역이 조절될 수 있다. 통상적으로, In의 몰분율이 1% 변화할 때 발광 파장은 약 5nm 정도 시프트된다.

한편, 마스크층(140)의 관통홀 단면이 다각형 형상인 경우, 제1형반도체나노코어(152) 및 전류스프레딩층(154)이 형성하는 외형은 피라미드 형상이 되며, 활성층(158)이 성장되는 면은 (1-101)면 또는 (11-22)면으로 반극성(semipolar) 면이 된다. 이러한 반극성면에 양자 우물 구조의 활성층(156)을 성장시키는 경우 자발 분극(spontaneous polarization)이 감소된다. 또한, 형성된 구조의 크기가 스트레인이 완화되는 나노 스케일이기 때문에 압전 효과(piezoelectric field effect)에 의한 분극이 억제되어 무극성(non-polar)면에 준하게 양자속박효과(QCSE, quantum confimement stark effect)가 억제되는 현상을 나타낸다. 따라서, 활성층(156)의 In 함량이 증가할 때 일반적으로 일어나는 결정 결함이 유발 현상이 줄어들고, 또한 In 함량을 균일하게 유지하는 것이 보다 용이해진다.

제2형반도체층(158)은 활성층(156)의 표면을 덮는 형태로 마련된다. 제2형반도체층(156)은 p-Al_xGa_yIn_zN(x+y+z=1) (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으로 이루어질 수 있으며, p형 불순물로는 Mg, Zn, Be 등이 사용될 수 있다.

이외에, 도시되지는 않았으나, 제1형반도체층(120) 및 제2형반도체층(158) 각각에 전기적으로 연결되어 활성층(156)에 전자, 정공 주입을 위한 전압이 인가되는 두 전극이 더 마련되게 된다.

도면에서, 복수의 나노구조체(150)는 뿔 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 뿔대 형상이나, 막대형 형상, 또는 이들이 조합된 형상을 가질 수 있다. 또한, 나노구조체(150) 각각에서 활성층(156)이 서로 연결되지 않은 형태로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이며, 각각의 활성층(156)이 서로 연결되는 형태도 가능하다.

도 2는 다른 실시예에 따른 발광소자(200)의 개략적인 구조를 보인다. 본 실시예의 발광소자(200)는 전류스프레딩층(154)의 위치에서 도 1의 발광소자(100)와 차이가 있다. 나노구조체(250)는 제1형반도체나노코어(152), 전류스프레딩층(154), 활성층(156), 제2형반도체층(158)을 포함하며, 전류스프레딩층(154)은 제1형반도체나노코어(152)의 내부에 임베드된 형태이다. 즉, 제1형반도체나노코어(152)의 성장 중에, 전류스프레딩층(154)을 삽입 형성한 후, 다시 제1형반도체나노코어(152)가 전류스프레딩층(154) 표면으로부터 더 성장된 형태이다.

도 3은 또 다른 실시예에 따른 발광소자(300)의 개략적인 구조를 보인다. 본 실시예의 발광소자(300)는 다수의 나노구조체(350) 각각의 활성층(156)이 서로 연결된 형태이다. 이러한 형태는 누설전류를 보다 줄일 수 있는 구조가 될 수 있다.

도 4는 또 다른 실시예에 따른 발광소자(400)의 개략적인 구조를 보인다. 본 실시예의 발광소자(400)는 전류스프레딩층(154)의 위치에서 도 3의 실시예와 차이가 있다. 즉, 나노구조체(450)는 제1형반도체나노코어(152), 전류스프레딩층(154), 활성층(156), 제2형반도체층(158)을 포함하며, 전류스프레딩층(154)은 제1형반도체나노코어(152)의 내부에 임베드된 형태이다.

도 5는 또 다른 실시예에 따른 발광소자(500)의 개략적인 구조를 보인다. 본 실시예의 발광소자(500)는 나노구조체(550)의 형상에서 도 1 내지 도 4의 발광소자(100,200,300,400)와 차이가 있다. 나노구조체(550)는 막대 형상을 가진다. 즉, 제1형반도체나노코어(152)가 마스크층(140)의 관통홀을 통해 일정 두께로 성장된 후, 제1형반도체나노코어(152)의 표면으로부터 순차적으로, 전류스프레딩층(154), 활성층(156), 제2형반도체층(158)이 형성되어 있다.

도 6은 또 다른 실시예에 따른 발광 소자(600) 개략적인 구조를 보인다. 본 실시예의 발광소자(600)는 전류스프레딩층(154)의 위치에서 도 5의 실시예와 차이가 있다. 즉, 즉, 나노구조체(650)는 제1형반도체나노코어(152), 전류스프레딩층(154), 활성층(156), 제2형반도체층(158)을 포함하며, 전류스프레딩층(154)은 제1형반도체나노코어(152)의 내부에 임베드된 형태이다.

도 5 및 도 6에 도시된 막대형의 나노구조체(550, 650)는 단면 폭이 일정하게 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이며, 팁 부분의 형상은 위로 갈수록 폭이 좁아지는 뿔 형상, 또는 뿔대 형상을 가질 수도 있다.

도 7a 내지 도 7e는 실시예에 따른 발광 소자 제조방법을 설명하는 도면들이다.

도 7a를 참조하면, 기판(110) 상에, 제1형반도체층(120)과 다수의 관통홀이 구비된 마스크층(140)을 형성한다.

기판(110)으로는 실리콘(Si) 기판, 실리콘 카바이드(SiC) 기판, 사파이어(Sapphire) 기판이나, 또는 ZnO, GaAs, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 으로 이루어진 기판이 사용될 수 있다.

제1형반도체층(120)은 제1형으로 도핑된 반도체층으로, Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, n형 불순물이 도핑된 AlxGayInzN(x+y+z=1) (0=x=1, 0=y=1, 0=z=1, x+y+z=1)으로 된 반도체 물질로 형성될 수 있다. n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 등이 사용될 수 있다. 제1반도체층(120)은 혼성 기상 결정 성장(hydride vapor phase epitaxy;HVPE), 분자선 결정 성장(molecular beam epitaxy;MBE), 유기 금속 기상 결정 성장(metal organic vapor phase epitaxy;MOVPE), 금속 유기 화학 증착법(metal organic chemical vapor deposition;MOCVD)등의 방법으로 형성될 수 있다.

마스크층(140)은 절연물질로서, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함하여 이루어질 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SiN, TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 마스크층(140)은 이러한 절연물질로 된 막을 제1형반도체층(120) 위에 형성한 후, 리소그래피 공정에 의해 원하는 관통홀 패턴으로 식각하여 형성될 수 있다. 관통홀은 원형, 타원형, 다각형 등의 단면 형상을 가질 수 있다.

다음, 도 7b와 같이, 관통홀을 통해, 제1형반도체층(120)으로부터 제1형반도체나노코어(152)를 성장시킨다. 제1형반도체나노코어(152)는 뿔 형상으로 도시되었으나 예시적인 것이며, 뿔대 형상, 막대 형상 또는 이들이 조합된 형상을 가질 수 있다.

다음, 도 7c와 같이, 전류스프레딩층(154)을 형성한다. 전류스프레딩층(154)은 Al_xGa₁ _-xN(0<x<1)/GaN의 초격자(superlattice) 구조로 이루어진다. 초격자구조의 층수나 순서는 한정되지 않는다. 또한, 도 2, 도 4, 도 6의 실시예에서 전술한 바와 같이, 전류스프레딩층(154)은 도 7b의 단계에서 제1형반도체나노코어(152)의 성장 중간에 삽입 형성될 수 있다.

다음, 도 7d와 같이 활성층(156)을 형성한다. 각각의 활성층(156)들은 도시된 바와 같이 서로 연결되지 않은 형태로 형성할 수도 있고, 또는 서로 연결된 형태를 가질 수도 있다. 다음, 도 7e와 같이 활성층(156)의 표면에 제2형반도체층(158)을 형성한다.

또한, 도시되지는 않았으나, 제1형반도체층(120)과 제2형반도체층(158)에 각각 전기적으로 연결되어 활성층(156)에 전자, 정공 주입을 위한 두 전극을 형성하는 단계가 포함된다. 전극 구조는 기판(110)의 전도성 여부나 발광 방향등을 고려하여, 수직형 구조, 메사형 구조, 수직-수평 구조등 다양한 구조로 형성될 수 있다.

이러한 본원 발명인 나노구조의 발광소자는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

삭제
제1형반도체층;
상기 제1형반도체층 상의 선택적 영역으로부터 성장된 제1형 반도체나노코어, 상기 제1형 반도체나노코어의 표면을 둘러싸는 형태로 형성된 것으로, Al_xGa_1-xN(0<x<1)/GaN의 초격자구조로 이루어진 전류스프레딩층, 상기 전류스프레딩층의 표면으로부터 순차 성장된 활성층 및 제2형반도체층로 이루어진 복수의 나노구조체;를 포함하며,
상기 전류스프레딩층에서,
Al_xGa_1-xN(0<x<1)은 언도핑되고, GaN은 제1형 불순물로 도핑된 발광소자.
제1형반도체층;
상기 제1형반도체층 상의 선택적 영역으로부터 성장된 제1형 반도체나노코어, 상기 제1형 반도체나노코어의 표면을 둘러싸는 형태로 형성된 것으로, Al_xGa_1-xN(0<x<1)/GaN의 초격자구조로 이루어진 전류스프레딩층, 상기 전류스프레딩층의 표면으로부터 순차 성장된 활성층 및 제2형반도체층로 이루어진 복수의 나노구조체;를 포함하며,
상기 전류스프레딩층에서,
Al_xGa_1-xN(0<x<1)과 GaN은 제1형 불순물로 도핑되고,
Al_xGa_1-xN(0<x<1)의 도핑농도가 GaN의 도핑농도보다 낮은 발광 소자.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 전류스프레딩층의 Al_xGa_1-xN(0<x<1)은 x의 범위가 0.1<x<0.3인 발광소자.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 전류스프레딩층의 Al_xGa_1-xN(0<x<1)과 GaN의 두께는 10Å 내지 100Å 의 범위로 형성되는 발광소자
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1형반도체층의 일면에 형성된 것으로, 복수의 관통홀을 구비하는 마스크층;을 더 구비하고,
상기 복수의 나노구조체 각각의 제1형반도체나노코어는 상기 복수의 관통홀 각각으로부터 성장된 발광 소자.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 복수의 나노구조체는 다각뿔 형상을 갖는 발광소자.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 복수의 나노구조체 각각의 활성층은 서로 연결되지 않은 형태인 발광소자.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 복수의 나노구조체 각각의 활성층은 서로 연결된 형태인 발광소자.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 복수의 나노구조체는 막대형상을 갖는 발광소자.
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제1형반도체층;
상기 제1형반도체층 상의 선택적 영역으로부터 성장된 제1형 반도체나노코어, 상기 제1형 반도체나노코어의 내부에 임베드된 것으로, Al_xGa_1-xN(0<x<1)/GaN의 초격자구조로 이루어진 전류스프레딩층, 상기 제1형반도체나노코어의 표면으로부터 순차 성장된 활성층 및 제2형반도체층으로 이루어진 복수의 나노구조체;를 포함하며,
상기 전류스프레딩층에서,
Al_xGa_1-xN(0<x<1)은 언도핑되고, GaN은 제1형 불순물로 도핑된 발광소자.
제1형반도체층;
상기 제1형반도체층 상의 선택적 영역으로부터 성장된 제1형 반도체나노코어, 상기 제1형 반도체나노코어의 내부에 임베드된 것으로, Al_xGa_1-xN(0<x<1)/GaN의 초격자구조로 이루어진 전류스프레딩층, 상기 제1형반도체나노코어의 표면으로부터 순차 성장된 활성층 및 제2형반도체층으로 이루어진 복수의 나노구조체;를 포함하며,
상기 전류스프레딩층에서,
Al_xGa_1-xN(0<x<1)과 GaN은 제1형 불순물로 도핑되고,
Al_xGa_1-xN(0<x<1)의 도핑농도가 GaN의 도핑농도보다 낮은 발광 소자.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 전류스프레딩층의 Al_xGa_1-xN(0<x<1)은 x의 범위가 0.1<x<0.3인 발광소자.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 전류스프레딩층의 Al_xGa_1-xN(0<x<1)과 GaN의 두께는 10Å 내지 100Å 의 범위로 형성되는 발광소자
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 제1형반도체층의 일면에 형성된 것으로, 복수의 관통홀을 구비하는 마스크층;을 더 구비하고,
상기 복수의 나노구조체 각각의 제1형반도체나노코어는 상기 복수의 관통홀 각각으로부터 성장된 발광 소자.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 복수의 나노구조체는 다각뿔 형상을 갖는 발광소자.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 복수의 나노구조체 각각의 활성층은 서로 연결되지 않은 형태인 발광소자.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 복수의 나노구조체 각각의 활성층은 서로 연결된 형태인 발광소자.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 복수의 나노구조체는 막대형상을 갖는 발광소자.