KR20090036374A - Light emitting cell and method of making the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 셀 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히, 교류 전원으로 구동이 가능하고 셀의 성능과 양산성을 향상시킬 수 있는 발광 셀 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화 된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다.Light Emitting Diodes (LEDs) are well-known semiconductor light emitting devices that convert current into light.In 1962, red LEDs using GaAsP compound semiconductors were commercialized, along with GaP: N series green LEDs. It has been used as a light source for display images of electronic devices, including.
이러한 LED에 의해 방출되는 광의 파장은 LED를 제조하는데 사용되는 반도체 재료에 따른다. 이는 방출된 광의 파장이 가전자대(valence band) 전자들과 전도대(conduction band) 전자들 사이의 에너지 차를 나타내는 반도체 재료의 밴드갭(band-gap)에 따르기 때문이다. The wavelength of light emitted by such LEDs depends on the semiconductor material used to make the LEDs. This is because the wavelength of the emitted light depends on the band-gap of the semiconductor material, which represents the energy difference between the valence band electrons and the conduction band electrons.
질화 갈륨 화합물 반도체(Gallium Nitride: GaN)는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭(0.8 ~ 6.2eV)을 가지고 있어, LED를 포함한 고출력 전자부품 소자 개발 분야에서 많은 주목을 받아왔다. Gallium nitride compound semiconductors (Gallium Nitride (GaN)) have high thermal stability and wide bandgap (0.8 to 6.2 eV), which has attracted much attention in the development of high-power electronic components including LEDs.
이에 대한 이유 중 하나는 GaN이 타 원소들(인듐(In), 알루미늄(Al) 등)과 조합되어 녹색, 청색 및 백색광을 방출하는 반도체 층들을 제조할 수 있기 때문이다.One reason for this is that GaN can be combined with other elements (indium (In), aluminum (Al), etc.) to produce semiconductor layers that emit green, blue and white light.
이와 같이 방출 파장을 조절할 수 있기 때문에 특정 장치 특성에 맞추어 재료의 특징들에 맞출 수 있다. 예를 들어, GaN를 이용하여 광기록에 유익한 청색 LED와 백열등을 대치할 수 있는 백색 LED를 만들 수 있다. In this way, the emission wavelength can be adjusted to match the material's characteristics to specific device characteristics. For example, GaN can be used to create white LEDs that can replace incandescent and blue LEDs that are beneficial for optical recording.
이러한 GaN 계열 물질의 이점들로 인해, GaN 계열의 LED 시장이 급속히 성장하고 있다. 따라서, 1994년에 상업적으로 도입한 이래로 GaN 계열의 광전자장치 기술도 급격히 발달하였다. Due to the advantages of these GaN-based materials, the GaN-based LED market is growing rapidly. Therefore, since commercial introduction in 1994, GaN-based optoelectronic device technology has rapidly developed.
상술한 바와 같은 GaN 계열 물질을 이용한 LED의 휘도 또는 출력은 크게, 활성층의 구조, 빛을 외부로 추출할 수 있는 광추출 효율, LED 칩의 크기, 램프 패키지 조립 시 몰드(mold)의 종류 및 각도, 형광물질 등에 의해서 좌우된다.The brightness or output of the LED using the GaN-based material as described above is large, the structure of the active layer, the light extraction efficiency to extract light to the outside, the size of the LED chip, the type and angle of the mold (mold) when assembling the lamp package , Fluorescent material and the like.
이와 같은 방법에 의하여 제작한 발광 소자는 직류 전원에 의하여 구동하게 되는데, 한 개의 발광 소자를 구동하는데 필요한 동작전압은 수 V정도의 전압이 필요하다.The light emitting device manufactured by the above method is driven by a DC power supply, and an operating voltage required to drive one light emitting device requires a voltage of about V.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 일반적인 발광 소자의 구동 전압보다 더 높은 피크 전압을 갖는 교류 전원에서도 구동이 가능한 발광 셀 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a light emitting cell capable of driving an AC power supply having a peak voltage higher than that of a general light emitting device and a method of manufacturing the same.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 기판 상의 단위 발광 소자 셀의 구분영역을 정의하는 패턴을 갖는 마스크층을 형성하는 단계와; 상기 마스크층이 형성된 기판 상에 제1전도성 반도체층, 활성층, 및 제2전도성 반도체층을 순차적으로 형성하여 다수의 발광 소자 셀을 형성하는 단계와; 상기 각 발광 소자 셀의 제2전도성 반도체층이 드러나는 컨택부를 형성하는 단계와; 상기 각 컨택부와 이웃하는 발광 소자 셀의 제1전도성 반도체층을 전기적으로 서로 연결하는 연결부를 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.As a first aspect for achieving the above technical problem, the present invention comprises the steps of: forming a mask layer having a pattern defining a division region of a unit light emitting device cell on a substrate; Forming a plurality of light emitting device cells by sequentially forming a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer on the substrate on which the mask layer is formed; Forming a contact portion in which the second conductive semiconductor layers of each light emitting device cell are exposed; And forming a connecting portion electrically connecting the first conductive semiconductor layers of each of the contact portions and the neighboring light emitting device cells to each other.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 절연성 기판과; 상기 기판 상에 단위 발광 소자 셀의 구분영역을 정의하는 패턴을 갖는 마스크층과; 상기 마스크층 패턴 사이에 주 면적이 위치하며, 제1전도성 반도체층과, 발광층, 및 제2전도성층을 포함하는 다수의 발광 소자 셀과; 상기 발광 소자 셀의 제1전도성층과 이웃하는 발광 소자 셀의 제2전도성층을 전기적으로 서로 연결하는 연결부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.As a 2nd viewpoint for achieving the said technical subject, this invention is an insulating substrate; A mask layer having a pattern defining a division area of a unit light emitting cell on the substrate; A plurality of light emitting device cells having a main area between the mask layer patterns and including a first conductive semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductive layer; And a connection part electrically connecting the first conductive layer of the light emitting device cell and the second conductive layer of the neighboring light emitting device cell to each other.
본 발명은 교류를 직류로 바꾸어 주는 컨버터 없이 구동이 가능하고, 발광 소자 반도체 박막을 형성하는 단계에서 각 발광 소자 셀을 전기적으로 분리되도록 함으로써 양산성을 향상시킬 수 있으며 발광 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention can be driven without a converter for converting alternating current into direct current, and the light emitting device cells can be electrically separated in the step of forming a light emitting device semiconductor thin film, thereby improving productivity and improving luminous efficiency. There is.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention allows for various modifications and variations, specific embodiments thereof are illustrated by way of example in the drawings and will be described in detail below. However, it is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed, but rather the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.
동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 도면들에서 층들 및 영역들의 치수는 명료성을 위해 과장되어있다. Like reference numerals denote like elements throughout the description of the drawings. In the drawings the dimensions of layers and regions are exaggerated for clarity.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 표면과 같은 구성 요소의 일부가 '내부(inner)'라고 표현된다면 이것은 그 요소의 다른 부분들 보다도 소자의 외측으로부터 더 멀리 있다는 것을 의미한다고 이해할 수 있을 것이다. When an element such as a layer, region or substrate is referred to as being on another component "on", it will be understood that it may be directly on another element or there may be an intermediate element in between. . If a part of a component, such as a surface, is expressed as 'inner', it will be understood that this means that it is farther from the outside of the device than other parts of the element.
나아가 '아래(beneath)' 또는 '중첩(overlies)'과 같은 상대적인 용어는 여기에서는 도면에서 도시된 바와 같이 기판 또는 기준층과 관련하여 한 층 또는 영 역과 다른 층 또는 영역에 대한 한 층 또는 영역의 관계를 설명하기 위해 사용될 수 있다. Furthermore, relative terms such as "beneath" or "overlies" refer to the relationship of one layer or region to one layer or region and another layer or region with respect to the substrate or reference layer, as shown in the figures. Can be used to describe.
이러한 용어들은 도면들에서 묘사된 방향에 더하여 소자의 다른 방향들을 포함하려는 의도라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 마지막으로 '직접(directly)'라는 용어는 중간에 개입되는 어떠한 요소가 없다는 것을 의미한다. 여기에서 사용되는 바와 같이 '및/또는'이라는 용어는 기록된 관련 항목 중의 하나 또는 그 이상의 어느 조합 및 모든 조합을 포함한다.It will be understood that these terms are intended to include other directions of the device in addition to the direction depicted in the figures. Finally, the term 'directly' means that there is no element in between. As used herein, the term 'and / or' includes any and all combinations of one or more of the recorded related items.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers, and / or regions, such elements, components, regions, layers, and / or regions It will be understood that it should not be limited by these terms.
이러한 용어들은 단지 다른 영역, 층 또는 지역으로부터 어느 하나의 요소, 성분, 영역, 층 또는 지역들을 구분하기 위해 사용되는 것이다. 따라서 아래에서 논의된 제1 영역, 층 또는 지역은 제2 영역, 층 또는 지역이라는 명칭으로 될 수 있다.These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer or region from another region, layer or region. Thus, the first region, layer or region discussed below may be referred to as the second region, layer or region.
본 발명의 실시예들은 예를 들어, 사파이어(Al2O3)계 기판과 같은 비도전성 기판상에 형성된 질화갈륨(GaN)계 발광 소자를 참조하여 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다. Embodiments of the present invention will be described with reference to a gallium nitride (GaN) based light emitting device formed on a nonconductive substrate such as, for example, a sapphire (Al 2 O 3 ) based substrate. However, the present invention is not limited to this structure.
본 발명의 실시예들은 도전성 기판을 포함하여 다른 기판을 사용할 수 있다. 따라서 GaP 기판상의 AlGaInP 다이오드, SiC 기판상의 GaN 다이오드, SiC 기판상의 SiC 다이오드, 사파이어 기판상의 SiC 다이오드, 및/또는 GaN, SiC, AlN, ZnO 및/또는 다른 기판상의 질화물계 다이오드 등의 조합이 포함될 수 있다. 더구나 본 발명은 활성영역은 다이오드 영역의 사용에 한정되는 것은 아니다. 또한 활성영역의 다른 형태들이 본 발명의 일부 실시예들에 따라서 사용될 수도 있다.Embodiments of the invention may use other substrates, including conductive substrates. Thus, combinations of AlGaInP diodes on GaP substrates, GaN diodes on SiC substrates, SiC diodes on SiC substrates, SiC diodes on sapphire substrates, and / or GaN, SiC, AlN, ZnO and / or nitride based diodes on other substrates may be included. have. Moreover, the present invention is not limited to the use of the diode region. Other forms of active area may also be used in accordance with some embodiments of the present invention.
본 발명은 발광 소자 칩을 전기적인 절연이 이루어지도록 복수 개의 셀로 나누어 구성하는 발광 셀과, 이를 이용하여 교류 전원에 의하여 구동 가능한 발광 소자 칩에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting cell configured to divide the light emitting device chip into a plurality of cells so that electrical insulation is achieved, and a light emitting device chip which can be driven by an AC power source using the same.
통상, 발광 소자를 이용하여 일반 조명이나 신호등 또는 비 발광 소자의 백라이트로 사용되는 경우, 컨버터를 이용하여 외부 회로로부터 공급되는 교류 전압을 직류로 바꾸어 발광 소자를 구동하게 되므로 단가가 올라가게 되고, 조명용으로 사용하는 경우에는 기존의 필라멘트 전구형 등과는 호환이 이루어지지 않으므로 필라멘트 전구를 발광 다이오드로 대체하는 경우 점등 장치 전체를 교환하게 되는 문제점을 안고 있다. In general, when the light emitting device is used as a backlight for general lighting, a traffic light, or a non-light emitting device, the unit price is increased since the AC voltage supplied from an external circuit is converted to a direct current using a converter to drive the light emitting device. In the case of using as a conventional filament bulb type is not compatible, so when replacing the filament bulb with a light emitting diode has a problem that the entire lighting device is replaced.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 가정용 교류 전원에서 구동이 가능한 발광 소자를 제작하려면 교류 구동 발광 셀(100)을 전기적으로 절연된 발광 소자 셀(101)로 나누고, 이 발광 소자 셀(101)들을 직렬로 연결하여 두 개의 어레이 블록(110, 120)으로 만들며, 이 어레이 블록(110, 120)은 병렬로 구성하여 교류 전원(130)의 양극(+)과 음극(-)에서 각각 구동될 수 있도록 반대 극성으로 배치한다. As shown in FIG. 1, in order to manufacture a light emitting device that can be driven by a home AC power source, the AC driving
이러한 교류 전원(130)에 의하여 구동되는 발광 셀(100)은 다수의 개별 발광 소자 셀(101)로 이루어지는데, 특히, 발광 소자 셀(101)을 이루는 GaN 반도체 박막의 성장 단계에서 개별 발광 소자 셀(101)들을 전기적으로 분리시키게 된다. The
또한, 이러한 발광 셀(100)과 교류 전원(130)에는 전류 제한 수동 소자로 캐패시터(140) 외에 저항(미도시) 또는 인덕터(미도시)와 같은 소자가 구비될 수 있다.In addition, the
<제1실시예>First Embodiment
도 2에서 도시하는 바와 같이, 사파이어와 같은 절연성 기판(200) 상에 단위 발광 소자 셀의 구분영역을 정의하는 패턴을 갖는 마스크층(210)을 형성한다. 이러한 마스크층(210)은 질화막, 산화막, 금속막 등을 이용하여 형성할 수 있고, 특히, SiN, Si3N4, 및 SiO2등과 같은 물질로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2, a
이러한 마스크층(210)은 식각, 노광 및 현상 등의 패터닝 방법을 이용하여 단위 발광 소자 셀의 구분영역을 정의하도록 패터닝된다. 즉, 이러한 마스크층(210)은 단위 발광 소자 셀의 형상이 사각형이라면 기판(200) 상에 그물형 구조(메쉬)를 이루도록 패터닝될 수 있다.The
이후, 도 3에서와 같이, 이러한 마스크층(210)이 형성된 기판(200) 상에 발광 소자 구조, 예를 들면 질화갈륨 계열 반도체(AlxInyGa1 -x- yN, 0 ≤ x, y ≤ 1)로 이루어지는 발광 다이오드 구조를 갖는 발광 소자 셀(300)을 형성한다.Then, as shown in Figure 3, the
이러한 발광 소자 셀(300)은 순차적으로 n-형 반도체층(310), 발광층(320), 및 p-형 반도체층(330)으로 이루어질 수 있으며, 이러한 발광 소자 셀(300)은 저온 버퍼층 상에 형성될 수 있다. The light
이때, 이러한 개별 발광 소자 셀(300)은 주로 마스크층(210) 패턴이 형성되지 않은 부분에서 성장이 되며, 이러한 마스크층(210) 패턴에 의하여 서로 분리된 상태를 유지하게 된다. 즉, 도 3에서와 같이, 마스크층(210) 상의 일부분에서도 발광 소자 셀(300)이 성장될 수 있으나, 대부분의 발광 소자 셀(300)은 마스크층(210) 이외의 부분에 성장이 된다.At this time, the individual light
이러한 마스크층(210)에 의하여 개별 발광 소자 셀(300)이 성장시에 서로 분리되도록 성장할 수 있으며, 각 발광 소자 셀(300)을 이루는 GaN 계열 반도체층이 서로 합체(Coalescence)가 일어나기 전에 성장을 멈추어 발광 소자 셀(300)을 구성하는 반도체층이 전기적으로 절연되도록 형성한다. By the
이후, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 발광 소자 셀(300)의 전기적 컨택(contact)을 위하여 컨택부(340)를 형성한다. 즉, n-형 반도체층(310)이 드러나도록 식각하여 컨택부(340)를 형성한다. Thereafter, as shown in FIG. 4, a
이러한 컨택부(340)는 이웃하는 발광 소자 셀(300)과 연결되며, 따라서, 서로 연결될 발광 소자 셀(300)을 향하여 형성될 수 있다. 즉, 연결될 이웃하는 발광 소자 셀(300)의 방향을 향하여 컨택부(340)의 위치가 달라질 수 있다.The
다음에는 도 5에서와 같이, 컨택부(340)와 이웃하는 발광 소자 셀(300)의 p-형 반도체층(330)이 서로 전기적으로 연결되도록 패턴을 갖는 금속을 증착하여 연결부(350)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 5, the
이러한 연결부(350)는 이웃하는 발광 소자 셀(300)이 서로 직렬로 연결되도 록 패턴을 가지며, 도시하는 바와 같이, 발광 소자 셀(300)의 컨택부(340)에 의하여 노출된 n-형 반도체층(310)에 형성되고 마스크층(210) 상에서 연장되어 이웃하는 발광 소자 셀(300)의 p-형 반도체층(330)을 연결하게 된다.The
도 6에서는 이와 같이 과정에 의하여 형성된 발광 셀(100)을 나타내고 있다. 도시하는 바와 같이, 이웃하는 발광 소자 셀(300)이 도 1에 나타난 발광 셀(100)의 회로와 같은 배열로 배열된 상태를 나타내고 있다.6 shows the
도 6에서는 36개의 발광 소자 셀(200)을 구성한 것으로, 이러한 발광 소자 셀(300)의 개수는 발광 셀(100)에 흐르는 전류를 제한하기 위하여 사용되는 캐패시터 또는 저항과 구동 전압 및 발광 소자 셀(300)의 전기/광학적 특성에 따라 정하여지며, 캐패시터의 충전과 방전을 고려하여 짝수 개의 발광 소자 셀(300)로 구성하는 것이 바람직하다. In FIG. 6, 36 light emitting
도 6에서 V11과 V12 또는 V21과 V22는 외부 교류회로와 전기적으로 연결되는 연결부(350)를 나타낸 것으로서, 이러한 연결부(350)에는 별도의 패드(도시되지 않음)가 형성될 수 있다.In FIG. 6, V 11 and V 12 or V 21 and V 22 illustrate a
이와 같은 패드의 위치는 입력과 출력 패드가 서로 점 대칭이 되어서 입력 단자(또는 출력 단자)로부터 출력 단자(또는 입력 단자)까지 양 방향으로의 발광 소자 셀(300)의 개수가 동일하게 선택될 수 있다.The position of the pad may be such that the number of the light emitting
이러한 복수 개의 발광 소자 셀(300) 중 반 수는 직렬로 연결하여 정현파 교류 전원의 반 사이클에서 구동이 가능하도록 배치하고, 나머지 반 수의 발광 소자 셀(300)은 직렬로 연결하되, 위의 발광 소자 셀(300)과는 병렬로 연결되도록 하고 극성이 반대로 연결되도록 하여 교류 전원의 나머지 반 사이클에서 구동되도록 구성하여 외부 회로에 부착되는 캐패시터의 충전과 방전시 전류가 교번할 수 있도록 발광 소자 셀(300)을 배치하여 발광 셀(100)을 제작할 수 있다.Half of the plurality of light emitting
<제2실시예>Second Embodiment
도 7에서 도시하는 바와 같이, 절연성 기판(400) 상에 단위 발광 소자 셀의 구분영역을 정의하는 패턴을 가지는 마스크층(410)을 형성한다. 이때, 기판(400)의 마스크층(410) 패턴이 형성될 영역의 외측에 먼저 단위 발광 소자 셀의 형성 영역을 정의하는 홈(420)을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 7, a
이때, 절연성 기판(400)은 A-평면 또는 M-평면을 갖는 비극성(Non polar) 사파이어 기판(400)이 이용될 수 있다. 이러한 비극성 기판(400)은 극성의 C-평면 사파이어가 가지는 피에조 전기장(piezo electic field)을 제거하기 위하여 연구가 진행되고 있다.In this case, as the insulating
이러한 비극성 특성을 지닌 A-평면 또는 M-평면 사파이어 기판(400)에 질화막, 산화막, 금속막 등을 이용하여 형성할 수 있고, 특히, SiN, Si3N4, 및 SiO2 등과 같은 물질로 이루어지는 마스크층(410)을 형성한 후, 발광 소자 셀(500)을 이루는 반도체 박막을 성장하면 마스크층(410)이 있는 부분은 반도체 박막이 성장되지 않고, 마스크층(410)이 없는 사파이어 기판(400) 부분에서는 반도체 박막이 성장되어 도 8과 같은 구조를 이루게 된다.The A-plane or M-
이때, 일반적으로 GaN 계열의 반도체 박막의 성장 속도를 빠르게 하면 수직 방향으로의 성장 속도는 빠른 반면 수평 방향의 성장 속도는 느리게 형성하여, 합체(Coalescence)가 일어나지 않고 원하는 두께의 GaN 계열 반도체 박막을 성장할 수 있게 된다. In this case, in general, when the growth rate of the GaN-based semiconductor thin film is increased, the growth speed in the vertical direction is increased while the growth speed in the horizontal direction is slow, so that GaN-based semiconductor thin films having a desired thickness can be grown without coalescence. It becomes possible.
도 9에서는 이와 같은 과정에 의하여 성장된 발광 소자 셀(500)을 이루는 반도체 박막을 나타내는 SEM 단면 사진으로서 발광 소자 셀(500)이 잘 형성되었음을 알 수 있다. In FIG. 9, it can be seen that the light emitting
이후, 도 10에서 도시하는 바와 같이, 발광 소자 셀(500)의 전기적 컨택(contact)을 위하여 컨택부(540)를 형성한다. 즉, n-형 반도체층(510)이 드러나도록 식각하여 컨택부(540)를 형성한다. Thereafter, as shown in FIG. 10, a
이어서, 도 11에서와 같이, 컨택부(540)와 이웃하는 발광 소자 셀(500)의 p-형 반도체층(530)이 서로 전기적으로 연결되도록 패턴을 갖는 금속을 증착하여 연결부(550)를 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 11, the
이러한 연결부(550)는 이웃하는 발광 소자 셀(500)이 서로 직렬로 연결되도록 패턴을 가지며, 도시하는 바와 같이, 발광 소자 셀(500)의 컨택부(540)에 의하여 노출된 n-형 반도체층(510)에 형성되고 마스크층(410) 상에서 연장되어 이웃하는 발광 소자 셀(500)의 p-형 반도체층(530)을 연결하게 된다.The
이와 같은 과정에서 제작된 발광 소자 셀(500)을 이용하여 교류 구동이 가능한 발광 셀을 제작하는 과정은 제1실시예와 동일할 수 있다.The process of fabricating an AC drive light emitting cell using the light emitting
상술한 제1 및 제2실시예에서와 같이, 발광 소자 셀을 이루는 반도체 박막의 성장 중에 각 발광 소자 셀을 전기적으로 절연시키도록 형성할 수 있으며, 이러한 본 발명의 실시예는 반도체 식각 방법을 이용한 반도체 발광 소자 셀의 분리과정보다 매우 효율적으로 발광 소자 셀을 제작할 수 있다.As in the first and second embodiments described above, each of the light emitting device cells may be formed to be electrically insulated during the growth of the semiconductor thin film constituting the light emitting device cells. The light emitting device cell can be manufactured more efficiently than the semiconductor light emitting device cell separation process.
즉, 이와 같이 반도체 박막의 성장 과정에서 개별 발광 소자 셀을 분리하지 않으면, 성장 과정 후에 개별 발광 소자 셀로 분리하여야 하는데, 이러한 반도체 박막의 두께는 수 ㎛ 이상이 되고, GaN 계열 반도체 박막은 식각율이 매우 낮으므로 제작 과정에 큰 걸림돌이 된다.That is, if the individual light emitting device cells are not separated in the growth process of the semiconductor thin film as described above, the individual light emitting device cells should be separated after the growth process. The thickness of the semiconductor thin film is several μm or more, and the GaN-based semiconductor thin film has an etch rate. It is so low that it is a big obstacle to the manufacturing process.
또한, 가정용 전원에서 구동 가능한 교류 구동 발광 다이오드를 제작하기 위해서는 개별 발광 소자 셀의 개수가 수십 개에서 수백 개로 구현될 수 있으나, 두꺼운 GaN 박막을 식각 마스크인 감광막 또는 메탈 마스크를 이용하여 패터닝 하기 어려우며, 종래의 방법으로는 셀의 간격을 가깝게 구현하는 것이 불가능하게 되어 발광 효율을 올리는데 한계가 있다.In addition, in order to fabricate an AC driving light emitting diode that can be driven from a home power source, the number of individual light emitting device cells may be realized from several tens to hundreds. In the conventional method, it is impossible to realize the cell spacing close to each other, which limits the luminous efficiency.
그러나 상술한 본 발명은 개별 발광 소자 셀 사이의 간격을 가깝게 하여 균일한 발광이 이루어지도록 하면서 용이하게 개별 발광 소자 셀을 분리하여 교류 구동이 가능한 발광 셀을 제작할 수 있는 것이다.However, the present invention described above can produce a light emitting cell capable of AC driving by easily separating individual light emitting device cells while allowing uniform light emission by making the distance between individual light emitting device cells close.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, and the present invention is not limited to the above embodiment, various modifications are possible, and various embodiments of the technical idea are all protected by the present invention. It belongs to the scope.
도 1은 본 발명의 회로도이다.1 is a circuit diagram of the present invention.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1실시예를 나타내는 도로서,2 to 6 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.
도 2는 기판 상에 마스크층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a mask layer is formed on a substrate.
도 3은 반도체층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a semiconductor layer is formed.
도 4는 반도체층에 컨택부를 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which a contact portion is formed in a semiconductor layer.
도 5는 반도체층에 연결부를 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 5 is a cross-sectional view illustrating a state in which a connection portion is formed in a semiconductor layer.
도 6은 제1실시예의 평면도이다. 6 is a plan view of the first embodiment.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 제2실시예를 나타내는 도로서,7 to 11 are diagrams illustrating a second embodiment of the present invention.
도 7은 기판 상에 마스크층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 7 is a cross-sectional view showing a state in which a mask layer is formed on a substrate.
도 8은 반도체층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 8 is a cross-sectional view illustrating a state in which a semiconductor layer is formed.
도 9는 반도체층을 형성한 상태를 나타내는 사진이다. 9 is a photograph showing a state in which a semiconductor layer is formed.
도 10은 반도체층에 컨택부를 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 10 is a cross-sectional view illustrating a state in which a contact portion is formed in a semiconductor layer.
도 11은 반도체층에 연결부를 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 11 is a cross-sectional view illustrating a state in which a connection portion is formed in a semiconductor layer.
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