KR20050081139A - 인듐갈륨나이트라이드 양자 웰을 가지는 나노막대 어레이구조의 고휘도 발광 다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
Description
n형 GaN버퍼층(20) | n형 GaN나노막대(31) | InGaN층(33a) | GaN 배리어(33b) | p형 GaN나노막대(35) | |
기판 온도 | 550℃ | 460℃ | 460℃ | 460℃ | 460℃ |
압력 | 약 1 atm | 약 1 atm | 약 1 atm | 약 1 atm | 약 1 atm |
성장시간 | 50분 | 20분 | 10초 | 25초 | 20분 |
전구체 또는도펀트 가스 유량(sccm) | Ga : 50 N : 2000 | Ga : 50 N : 2000 Si : 5 | Ga : 50 N : 2000 In : 10 | Ga : 50 N : 2000 | Ga : 50 N : 2000 Mg : 10 |
두께(높이) | 1.5㎛ | 0.5㎛ | 4.8㎚ | 12㎚ | 0.5㎛ |
Claims (20)
- 기판;상기 기판에 수직한 방향으로 형성된 제1도전형의 GaN 나노막대(nanorod), 이 제1도전형의 GaN 나노막대 위에 형성된 InGaN 양자 웰(quantum well), 및 이 InGaN 양자 웰 위에 형성된 제2도전형의 GaN 나노막대를 각각 구비하는 다수의 나노막대들로 이루어진 나노막대 어레이(nanorod array);상기 나노막대 어레이의 제1도전형의 GaN 나노막대에 공통적으로 연결되어 전압을 인가하는 전극 패드; 및상기 나노막대 어레이의 제2도전형의 GaN 나노막대 위에 공통적으로 연결되어 전압을 인가하는 투명전극을 구비하는 발광 다이오드.
- 제1항에 있어서, 상기 다수의 나노막대들 사이에 투명 절연물이 채워져 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제2항에 있어서, 상기 투명 절연물은 SOG(Spin-On-Glass), SiO2 또는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제2항에 있어서, 상기 투명 절연물에는 상기 발광 다이오드의 방출광이 전체로서 백색광이 되도록 형광물질이 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제2항에 있어서, 상기 투명 절연물은 상기 나노막대들의 선단부가 약간 돌출되도록 나노막대들의 높이보다 낮은 높이로 나노막대들 사이에 채워져 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제1항에 있어서, 상기 양자 웰은, 복수의 InGaN층과 복수의 GaN 배리어(barrier)층이 교대로 적층되어 형성된 다층 양자 웰(multi quantum well)인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제6항에 있어서, 상기 발광 다이오드의 방출광이 전체로서 백색광이 되도록 상기 다층 양자 웰의 복수의 InGaN층의 각 In 함량이 다르게 조절되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제1항에 있어서, 상기 기판은 사파이어(sapphire) 기판이고, 이 사파이어 기판과 상기 나노막대들 사이에는 제1도전형의 GaN 버퍼층(buffer layer)이 개재되어 있으며, 상기 전극 패드는 상기 GaN 버퍼층 상의 일부 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 제1항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 기판이고, 상기 전극 패드는 상기 실리콘 기판의 상기 나노막대들이 형성되는 면과 대향하는 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
- 기판에 수직한 방향으로 다수의 제1도전형의 GaN 나노막대들을 어레이 상으로 형성하는 단계;상기 다수의 제1도전형의 GaN 나노막대들 위에 각각 InGaN 양자 웰을 형성하는 단계;상기 InGaN 양자 웰 위에 제2도전형의 GaN 나노막대를 각각 형성하는 단계;상기 제1도전형의 GaN 나노막대들에 전압을 인가하기 위한 전극 패드를 형성하는 단계; 및상기 제2도전형의 GaN 나노막대들 위에 공통적으로 연결되어 전압을 인가하기 위한 투명전극을 형성하는 단계를 포함하는 발광 다이오드의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 제2도전형의 GaN 나노막대를 형성하는 단계에 이어, 제1도전형의 GaN 나노막대, InGaN 양자 웰 및 제2도전형의 GaN 나노막대로 이루어지는 나노막대들 사이에 투명 절연물을 채우는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 투명 절연물은 SOG(Spin-On-Glass), SiO2 또는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 투명 절연물에는 상기 발광 다이오드의 방출광이 전체로서 백색광이 되도록 형광물질이 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 양자 웰을 형성하는 단계는, InGaN층을 형성하는 단계와, GaN 배리어(barrier)층을 형성하는 단계를 교대로 반복함으로써 다층 양자 웰을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 제1도전형의 GaN 나노막대, InGaN 양자 웰 및 제2도전형의 GaN 나노막대는 MO-HVPE(metalorganic-hydride vapor phase epitaxy)법에 의해 인-시튜(in-situ)로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 기판은 사파이어 기판이고, 상기 제1도전형의 GaN 나노막대들을 형성하는 단계 이전에, 상기 사파이어 기판 위에 제1도전형의 GaN 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 전극 패드는 상기 GaN 버퍼층 위의 일부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 기판이고, 상기 전극 패드는 상기 실리콘 기판의 상기 나노막대들이 형성되는 면과 대향하는 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조방법.
- 제1도전형의 GaN 나노막대, InGaN 양자 웰 및 제2도전형의 GaN 나노막대가 이 순서대로 길이방향으로 연속하여 이루어진 GaN 나노막대.
- 제18항에 있어서, 상기 양자 웰은, 복수의 InGaN층과 복수의 GaN 배리어(barrier)층이 교대로 형성된 다층 양자 웰(multi quantum well)인 것을 특징으로 하는 GaN 나노막대.
- 제18항 또는 제19항에 기재된 GaN 나노막대와, 이 GaN 나노막대의 양단에 전압을 인가하기 위한 전극을 구비하는 GaN 발광 다이오드.
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