KR20200129216A - Monolithic multi frequency light emitting device and multi frequency display transferred the same - Google Patents

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이성남
백승혜
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Abstract

The present invention relates to a wafer-level monolithic multi-wavelength light-emitting device and a multi-wavelength display to which the same is transferred which can maximize efficiency of a transfer process. According to an embodiment of the present invention, the wafer-level monolithic multi-wavelength light-emitting device comprises: a wafer; and at least two light-emitting devices each having different sizes disposed on the wafer.

Description

웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스 및 그가 전사된 다파장 디스플레이{MONOLITHIC MULTI FREQUENCY LIGHT EMITTING DEVICE AND MULTI FREQUENCY DISPLAY TRANSFERRED THE SAME}Wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device and its transferred multi-wavelength display {MONOLITHIC MULTI FREQUENCY LIGHT EMITTING DEVICE AND MULTI FREQUENCY DISPLAY TRANSFERRED THE SAME}

본 발명은 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스 및 그가 전사된 다파장 디스플레이에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device and a multi-wavelength display to which it is transferred.

질화물 반도체에서 모노리식 다파장 발광 다이오드는 크게 두가지 방법으로 연구되고 있다. 첫번째로는 질화물 반도체 발광다이오드의 활성층을 두 개 이상의 파장이 발생하게 디자인하는 방법이다 (A타입-LED). 두번째로는 하나의 높은 에너지 (청색 또는 보라색) 파장의 발광 다이오드 기반에 낮은 에너지 (녹색 또는 적색)을 나타낼 수 있는 광변환 물질을 증착하여 하나의 발광다이오드에서 다파장의 발광을 얻는 방법이다 (B타입-LED).In nitride semiconductors, monolithic multi-wavelength light-emitting diodes are largely studied in two ways. The first is a method of designing the active layer of a nitride semiconductor light emitting diode to generate more than two wavelengths (A type-LED). The second is a method of obtaining multi-wavelength emission from one LED by depositing a photoconversion material capable of showing low energy (green or red) on the base of one high-energy (blue or purple) light-emitting diode (B Type-LED).

기존의 다파장 LED를 형성할 수 있는 기술은 앞서 언급한 A-타입 LED는 질화물 반도체 박막을 형성시에 활성층으로 사용되고 있는 InGaN의 조성을 달리하여 청색, 녹색 및 적색을 나타낼 수 있게 활성층을 배치하여 형성할 수 있다. 이 때, 활성층으로 사용되는 InGaN/GaN 다중양자우물구조에 In함량을 변경하여 다파장을 얻는 방법이 사용되었다. 또는 장파장 청색의 InGaN/GaN 다중양자우물구조와 상분리 현상을 이용한 양자점을 형성하여 다파장을 얻는 구조가 보고되고 있다. 이 A타입-LED는 광변환 물질이 없어 용이하게 질화물 박막 자체만으로 형성 가능하지만, 각각의 파장의 제어가 불가능할 뿐 아니라, 이미 성장된 박막에서 나오는 파장외에 변경이 불가능 단점을 가지고 있다. 또한, 2가지 이상의 InGaN/GaN 다중양자우물구조를 한 LED에서 증착 시 캐리어가 분포가 모든 활성층에 골고루 분포시키기 어려운 단점이 존재한다. The conventional technology for forming multi-wavelength LEDs is that the aforementioned A-type LEDs are formed by arranging active layers to display blue, green and red colors by varying the composition of InGaN used as an active layer when forming a nitride semiconductor thin film. can do. At this time, a method of obtaining multiple wavelengths by changing the In content in the InGaN/GaN multiple quantum well structure used as the active layer was used. Or, a long-wavelength blue InGaN/GaN multiple quantum well structure and a structure in which a quantum dot using a phase separation phenomenon is formed to obtain multiple wavelengths has been reported. This type A-LED can be easily formed with only the nitride thin film itself because there is no photo-conversion material, but it is not possible to control each wavelength, and it has a disadvantage that it is impossible to change other than the wavelength from the already grown thin film. In addition, when two or more types of InGaN/GaN multi-quantum well structures are deposited in one LED, there is a disadvantage in that it is difficult to distribute carriers evenly across all active layers.

B타입-LED의 경우 질화물 반도체의 활성층으로는 보라색 또는 청색의 높은 에너지를 갖는 InGaN 다중양자우물구조를 사용하여 높은 에너지를 발광시키고, 낮은 에너지인 녹색, 적색 및 황색으로 파장 변화를 시키기 위해서는 형광체(phosphor) 또는 양자점과 같은 광변환물질을 증착해야 한다. 이 경우에는 발생되는 파장은 광변환 물질에 의존하기 때문에 파장변화가 어려울 뿐 아니라, 각각이 개별 파장제어도 불가능하다. 또한, 광변환 물질을 거쳐야 하기 때문의 효율의 감소가 발생하는 단점도 존재한다.In the case of type B-LED, the active layer of the nitride semiconductor uses an InGaN multi-quantum well structure with high energy of purple or blue to emit high energy, and to change the wavelength to green, red and yellow, which are low energy, a phosphor ( phosphor) or a photoconversion material such as quantum dots must be deposited. In this case, since the wavelength generated depends on the photo-conversion material, it is difficult to change the wavelength, and individual wavelength control is also impossible. In addition, there is a disadvantage in that the efficiency decreases due to the need to pass through the photo-conversion material.

또한, 두가지 타입 LED의 경우, 마이크로 LED 디스플레이에 응용 시 각각의 칩의 픽앤플레이스(pick & place) 공정을 거치는 번거로움이 있다.In addition, in the case of two types of LEDs, when applied to a micro LED display, there is an inconvenience of going through a pick & place process of each chip.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 하나의 웨이퍼에서 다중 파장의 발광 디바이스를 형성하는 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wafer level monolithic multi-wavelength light emitting device that forms a light emitting device of multiple wavelengths on one wafer.

본 발명의 다른 목적은, 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스를 디스플레이 패널에 한 번에 전사하여 고해상도 디스플레이용 광원으로 응용함으로써 전사 공정의 효율성을 극대화시킬 수 있는 다파장 디스플레이를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a multi-wavelength display capable of maximizing the efficiency of a transfer process by transferring a wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device to a display panel at once and applying it as a light source for a high-resolution display.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스는, 웨이퍼; 및 상기 웨이퍼 상에 배치된 크기가 각각 상이한 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스;를 포함한다. A wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device according to an aspect of the present invention includes: a wafer; And at least two or more light emitting devices each having different sizes disposed on the wafer.

일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스는, 각각, 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 반도체 구조체; 및 상기 반도체 구조체의 일 측에 배치되어 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층에, 각각, 전기적으로 접속하는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하고, 상기 제1 반도체층, 상기 활성층 및 상기 제2 반도체층은, 각각, 질화물 반도체를 포함하고, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스는 항복 유도 전도성 채널을 포함하고, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스는 상기 웨이퍼 상에서 메사 구조를 포함하는 플랫(flat) 구조 또는 메사 구조를 포함하지 않는 플랫 구조를 가지는 것일 수 있다. In one embodiment, the at least two or more light emitting devices include, respectively, a semiconductor structure including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer; And a first electrode and a second electrode disposed on one side of the semiconductor structure and electrically connected to the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, respectively, wherein the first semiconductor layer, the active layer, and The second semiconductor layers each include a nitride semiconductor, the at least two or more light emitting devices include a breakdown inducing conductive channel, and the at least two or more light emitting devices have a flat mesa structure on the wafer. ) It may have a flat structure that does not include a structure or a mesa structure.

일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스는, 각각, 상기 발광 디바이스의 면적에 의해 상이한 파장의 광을 발광하고, 상기 상이한 파장의 광을 파장별로 동시에 또는 선택적으로 출력하는 것일 수 있다.In one embodiment, the at least two or more light emitting devices may each emit light of different wavelengths according to an area of the light emitting device, and simultaneously or selectively output light of the different wavelengths for each wavelength.

일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스는, 각각, 등가인 인가 전류에 대하여 상이한 파장의 광을 발광하고, 주 파장이 가장 긴 광을 발광하는 발광 디바이스의 발광 면적은 다른 종류의 발광 디바이스의 발광 면적보다 큰 것일 수 있다.In one embodiment, the at least two or more light emitting devices each emit light of different wavelengths for an equivalent applied current, and the light emitting area of the light emitting device emitting light with the longest main wavelength is different types of light emission. It may be larger than the light emitting area of the device.

본 발명의 다른 측면에 따른 다파장 디스플레이는, 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스가 디스플레이 패널에 전사된 것이다. In a multi-wavelength display according to another aspect of the present invention, a wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device according to an aspect of the present invention is transferred to a display panel.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스는, 단지 발광 디바이스의 면적만을 변화시킴으로써 다파장 광원을 한 웨이퍼에 구현할 수 있다. 이에 따라, 원하는 파장을 쉽게 형성할 수 있고, 컬러 밸런스 조절이 용이하고 색조합을 맞추는데 유리하다. 더불어, 발광 디바이스의 패턴은 크기가 상이하게만 질화물 반도체층을 증착한 후 선택적으로 에칭하여 패터닝함으로써 제작할 수 있어, 제조공정이 비교적 단순하고 제조비용이 절감된다.In the wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device according to an embodiment of the present invention, the multi-wavelength light source can be implemented on one wafer by only changing the area of the light-emitting device. Accordingly, it is possible to easily form a desired wavelength, it is easy to adjust the color balance and is advantageous in matching color combinations. In addition, the pattern of the light emitting device can be fabricated by depositing a nitride semiconductor layer of only different sizes and then selectively etching and patterning, so that the fabrication process is relatively simple and the fabrication cost is reduced.

본 발명의 다파장 디스플레이는, 기존의 마이크로 LED 디스플레이에 응용 시 각각의 칩의 픽앤플레이스(pick & place) 공정이 아닌 웨이퍼 전면의 다양한 파장의 발광 디바이스를 한 번에 웨이퍼 수준으로 전사가능하기 때문에 마이크로 디스플레의 핵심 기술인 삼색 광원 및 전사 공정의 효율성을 극대화시킬 수 있다.When the multi-wavelength display of the present invention is applied to a conventional micro LED display, it is possible to transfer light emitting devices of various wavelengths on the front of the wafer to the wafer level at once, rather than the pick & place process of each chip. It can maximize the efficiency of the three-color light source and transfer process, which are the core technologies of display.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노리식 다파장 발광 디바이스의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 구조의 발광 디바이스의 단면도이다.
도 4는 인듐(In) 국부화를 가진 활성층에서 저전류(low current) 및 고전류(high current) 주입에 따른 밴드갭 및 발광 특성을 나타낸 모식도이다.
도 5는 압전현상이 존재하는 활성층에서 저전류 및 고전류 주입에 따른 밴드갭 및 발광 특성을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 디스플레이 제조의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 시험예에 따른 발광 디바이스의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 시험예에 따른 발광 디바이스의 인가 전류에 따른 발광 파장을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따라 각각 다른 크기의 발광 디바이스에 동일한 전류를 인가했을 때 전류밀도에 따른 발광 파장을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 따라 동일한 전류를 인가했을 때의 이미지이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 n형 전극이 없이 p형 전극만으로 구성되고, 메사 구조가 있는 플랫(flat) 구조의 p1*-n-p2 발광 디바이스의 개략적인 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 n형 전극이 없이 p형 전극만으로 구성되고, 메사 구조가 없는 p1*-n-p2 발광 디바이스의 개략적인 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 3에 따른 메사 구조가 없는 플랫 구조의 p1*-n-p2 발광 디바이스를 interdigitated 구조로 형성하여 만든 발광 이미지이다.
1 is a schematic diagram of a wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of a monolithic multi-wavelength light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a light emitting device having a flat structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a band gap and light emission characteristics according to injection of a low current and a high current in an active layer having indium (In) localization.
5 is a schematic diagram showing a band gap and light emission characteristics according to injection of a low current and a high current in an active layer in which a piezoelectric phenomenon exists.
6 is a schematic diagram of manufacturing a multi-wavelength display according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram showing the structure of a light emitting device according to a test example of the present invention.
8 is a graph showing the emission wavelength according to the applied current of the light emitting device according to the test example of the present invention.
9 is a graph showing light emission wavelengths according to current density when the same current is applied to light emitting devices of different sizes according to Example 1 of the present invention.
10 is an image when the same current is applied according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a p1*-n-p2 light emitting device of a flat structure having a mesa structure and consisting of only a p-type electrode without an n-type electrode according to Embodiment 2 of the present invention.
12 is a schematic cross-sectional view of a p1*-n-p2 light emitting device without an n-type electrode and only a p-type electrode and without a mesa structure according to Embodiment 3 of the present invention.
13 is a light emission image produced by forming the p1*-n-p2 light emitting device having a flat structure without a mesa structure according to the third embodiment of the present invention in an interdigitated structure.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of users or operators, or customs in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is said to be positioned "on" another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components.

이하, 본 발명의 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스 및 그가 전사된 다파장 디스플레이에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device of the present invention and the multi-wavelength display transferred thereto will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.

본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스는, 웨이퍼; 및 상기 웨이퍼 상에 배치된 크기가 각각 상이한 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스;를 포함한다.A wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device according to an aspect of the present invention includes: a wafer; And at least two or more light emitting devices each having different sizes disposed on the wafer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스의 모식도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스(100)는, 웨이퍼(110) 및 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스(120)를 포함한다.1 is a schematic diagram of a wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device 100 according to an embodiment of the present invention includes a wafer 110 and at least two light emitting devices 120.

일 실시형태에 있어서, 상기 웨이퍼(110)는, 절연성 기판, 도전성 기판 또는 PCB 기판일 수 있다. 상기 웨이퍼(110)는, 예를 들어, 사파이어 기판, 유리 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 금속 기판 및 세라믹 기판으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the wafer 110 may be an insulating substrate, a conductive substrate, or a PCB substrate. The wafer 110 may include, for example, at least one selected from the group consisting of a sapphire substrate, a glass substrate, a silicon carbide substrate, a silicon substrate, a metal substrate, and a ceramic substrate.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노리식 다파장 발광 디바이스의 평면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모노리식 다파장 발광 디바이스(120)는, 각각 상이한 파장의 광을 발광하는 제1 발광 디바이스(120a), 제2 발광 디바이스(120b) 및 제3 발광 디바이스(120c)를 포함한다. 전극 등 구체적인 발광 디바이스 설계가 생략되어 있다. 예를 들어, 제1 발광 디바이스(120a), 제2 발광 디바이스(120b) 및 2개의 제3 발광 디바이스(120c), 각각이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 파장이 나타나는 경우, 모노리식 다파장 발광 디바이스(120)는 삼원색에 의해 백색 광을 발광하는 디바이스가 될 수 있다.2 is a plan view of a monolithic multi-wavelength light emitting device according to an embodiment of the present invention. 2, the monolithic multi-wavelength light-emitting device 120 according to an embodiment of the present invention includes a first light-emitting device 120a, a second light-emitting device 120b, and a second light-emitting device 120b each emitting light of different wavelengths. It includes three light-emitting devices 120c. Specific design of light-emitting devices such as electrodes is omitted. For example, a first light-emitting device 120a, a second light-emitting device 120b, and two third light-emitting devices 120c, respectively, in which wavelengths of red (R), green (G) and blue (B) appear. In this case, the monolithic multi-wavelength light emitting device 120 may be a device emitting white light by three primary colors.

도 1 및 도 2에는 예시적으로 3개의 상이한 파장을 출력하는 총 4개(120a 1개, 120b 1개, 120c 2개)의 발광 디바이스를 포함하는 모노리식 다파장 발광 디바이스(120)를 도시하였지만, 2개의 발광 디바이스를 포함할 수도 있고, 3개의 발광 디바이스를 포함할 수도 있고, 5개 이상의 발광 디바이스를 포함할 수도 있다.1 and 2 illustrate a monolithic multi-wavelength light-emitting device 120 including a total of four light-emitting devices (1 120a, 1 120b, and 2 120c) outputting three different wavelengths. , Two light-emitting devices may be included, three light-emitting devices may be included, and five or more light-emitting devices may be included.

일 실시형태에 있어서, 상기 상이한 파장을 출력하는 색특성은 상기 발광 디바이스로부터 방출되는 광의 파장, 파워 및 반치폭(full width at half maximum; FWHM) 및 색좌표 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 질화물 반도체의 InGaN 다중양자우물구조의 인듐(In) 함량을 적색 발광이 나타날 수 있도록 조절하면, 낮은 전류밀도에서는 적색, 높은 전류밀도에서는 녹색~청색을 얻을 수 있다.In one embodiment, the color characteristic for outputting the different wavelengths may be at least one of a wavelength, a power, a full width at half maximum (FWHM), and a color coordinate of light emitted from the light emitting device. For example, if the indium (In) content of the InGaN multi-quantum well structure of the nitride semiconductor is adjusted to emit red light, red at a low current density and green to blue at a high current density can be obtained.

일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스(120)는, 각각, 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 반도체 구조체; 및 상기 반도체 구조체의 일 측에 배치되어 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층에, 각각, 전기적으로 접속하는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the at least two or more light emitting devices 120 include, respectively, a semiconductor structure including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer; And a first electrode and a second electrode disposed on one side of the semiconductor structure and electrically connected to the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, respectively.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 구조의 발광 디바이스의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 디바이스는, 웨이퍼(110) 상에 제1 반도체층(122), 활성층(124) 및 제2 반도체층(126)을 포함하는 반도체 구조체, 제1 전극(128a) 및 제2 전극(128b)를 포함한다.3 is a cross-sectional view of a light emitting device having a flat structure according to an embodiment of the present invention. 3, a light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor structure including a first semiconductor layer 122, an active layer 124 and a second semiconductor layer 126 on a wafer 110, It includes a first electrode (128a) and a second electrode (128b).

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 반도체층(122), 상기 활성층(124) 및 상기 제2 반도체층(126)은, 각각, 질화물 반도체를 포함하는 것일 수 있다. In one embodiment, the first semiconductor layer 122, the active layer 124, and the second semiconductor layer 126 may each include a nitride semiconductor.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 반도체층(122), 상기 활성층(124) 및 상기 제2 반도체층(126)은, 각각, GaN, InGaN, InAlGaN, AlGaN, BAlGaN 및 BInAlGaN로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 활성층(124) 및 상기 제2 반도체층(126)은, 각각, n형 또는 p형 불순물로 도핑된 것일 수 있다. In one embodiment, the first semiconductor layer 122, the active layer 124, and the second semiconductor layer 126 are selected from the group consisting of GaN, InGaN, InAlGaN, AlGaN, BAlGaN, and BInAlGaN, respectively. It may include at least any one. The active layer 124 and the second semiconductor layer 126 may be doped with n-type or p-type impurities, respectively.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 반도체층(122), 상기 활성층(124) 및 상기 제2 반도체층(126)은 유기 금속 기상증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD), 분자빔 성장법(MBE, Molecular Beam Epitaxy) 및 하이드라이드 기상증착법(Hydride Vapor Phase Epitaxy; HVPE)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 증착공정을 이용하여 형성될 수 있다.In one embodiment, the first semiconductor layer 122, the active layer 124, and the second semiconductor layer 126 are formed by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam growth (MBE). , Molecular Beam Epitaxy) and Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE) may be formed using at least one deposition process selected from the group consisting of.

일 실시형태에 있어서, 상기 활성층(124)은 전자-정공의 재결합에 의해 빛을 발광하는 층으로서, 단일 또는 다중양자우물 구조로 이루어져 출력을 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the active layer 124 is a layer that emits light by recombination of electrons and holes, and may have a single or multiple quantum well structure to improve output.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 전극(128a) 및 상기 제2 전극(128b)은, Pb, Sn, Au, Ge, Cu, Bi, Cd, Zn, Ag, Ni 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the first electrode 128a and the second electrode 128b are selected from the group consisting of Pb, Sn, Au, Ge, Cu, Bi, Cd, Zn, Ag, Ni, and Ti. It may include at least any one.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 반도체층(122)이 n형 물질인 경우 제2 반도체층(126)은 p형 물질로 형성된다. 그리고, 제1 전극(128a)은 n형 또는 p형 전도성 물질로 형성시키고, 제2 전극(128b)은 상기 제1 전극(128a)과 반대 극성의 전도성 물질로 형성시킬 수 있다.In one embodiment, when the first semiconductor layer 122 is an n-type material, the second semiconductor layer 126 is formed of a p-type material. In addition, the first electrode 128a may be formed of an n-type or p-type conductive material, and the second electrode 128b may be formed of a conductive material having a polarity opposite to that of the first electrode 128a.

일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스(120)는 항복 유도 전도성 채널(breakdown conductive channel; BCC)을 포함하는 것일 수 있다. 상기 항복 유도 전도성 채널은 역방향 바이어스 인가에 따라 소자의 전면이 완전 파괴되는 것이 아닌 국부적인 항복 파괴 영역으로 이를 통하여 캐리어가 이동할 수 있는 채널을 의미한다.In one embodiment, the at least two or more light emitting devices 120 may include a breakdown conductive channel (BCC). The breakdown-inducing conductive channel refers to a channel through which carriers can move to a local breakdown breakdown region rather than completely breaking down the entire surface of the device by applying a reverse bias.

일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스(120)는 상기 웨이퍼 상에서 플랫(flat) 구조를 가지는 것일 수 있다. 상기 발광 디바이스가 메사(mesa) 구조 없이 평면 구조를 가져 현재 마이크로 LED 디스플레이 제작에 있어서 가장 문제가 되는 전사 공정을 픽앤플레이스(pick & place)에서 웨이퍼 수준으로 전사가능하기 때문에 마이크로 LED 디스플레이 측면에서 더욱 효과적일 수 있다. 도 3에는 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스(120)가 웨이퍼 상에서 메사 구조를 포함하지 않는 플랫 구조를 나타내었으나, 하기 실시예 2에서 설명될 도 11에 도시된 바와 같이, 메사 구조를 포함하는 플랫 구조를 가지는 것일 수도 있다.In one embodiment, the at least two or more light emitting devices 120 may have a flat structure on the wafer. Since the light emitting device has a flat structure without a mesa structure, the transfer process, which is currently the most problematic in manufacturing a micro LED display, can be transferred from a pick & place to a wafer level, so it is more effective in terms of a micro LED display. Can be 3 illustrates a flat structure in which the at least two light emitting devices 120 do not include a mesa structure on a wafer, but as shown in FIG. 11 to be described in Example 2 below, a flat structure including a mesa structure It may be to have.

일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스(120)는, 각각, 상기 발광 디바이스의 면적에 의해 상이한 파장의 광을 발광하는 것일 수 있다.In one embodiment, the at least two or more light emitting devices 120 may each emit light having different wavelengths depending on the area of the light emitting device.

일 실시형태에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스(120)는, 낮은 에너지(적색 파장)를 갖는, 즉, 높은 인듐(In) 함량을 포함하는 InGaN 다중양자우물 구조를 갖는 발광 디바이스를 성장 후에 발광 디바이스의 크기를 감소시켜 발광 디바이스에 들어가는 전류 밀도를 증가시켜 압전효과 상쇄 및 밴드채움 현상에 의한 단파장화를 시켜 파장을 조절하는 구조이다. 이 구조는, 발광 디바이스의 면적만을 조절하여 전류밀도를 제어하고, 이에 따라 파장의 단파장화를 형성할 수 있다. 이러한 발광 디바이스는 광변환 물질을 사용하지 않고, 다중양자우물 구조를 2개 이상 형성하지 않고, 단지 발광 디바이스의 면적만으로 파장을 제어할 수 있으므로, 동일 웨이퍼에 전류밀도를 계산한 칩을 설계만으로 여러 파장을 형성할 수 있다.In one embodiment, at least two or more light emitting devices 120 according to an embodiment of the present invention have an InGaN multi-quantum well structure having a low energy (red wavelength), that is, a high indium (In) content. After growing a light-emitting device having a light-emitting device, the size of the light-emitting device is reduced to increase the current density entering the light-emitting device, thereby canceling the piezoelectric effect and shortening the wavelength due to the band filling phenomenon to adjust the wavelength. This structure can control the current density by adjusting only the area of the light emitting device, thereby forming a shorter wavelength. These light-emitting devices do not use a photoconversion material, do not form two or more multi-quantum well structures, and can control the wavelength only by the area of the light-emitting device. Therefore, multiple chips are designed to calculate the current density on the same wafer. Wavelength can be formed.

일 실시형태에 있어서, 청색 및 녹색 발광 다이오드에 제작에 사용되는 질화물 반도체는 활성층 영역으로 InGaN 물질을 사용하고 있는데, 이 삼원계 물질은 인듐(In) 조성이 증가함에 따라, 즉, 발광 파장의 장파장화에 따라 인듐(In) 뭉침 현상이 더 크게 발생하여 인듐(ln) 국소화 현상이 발생한다.In one embodiment, the nitride semiconductor used for manufacturing the blue and green light emitting diodes uses an InGaN material as the active layer region, and this ternary material increases as the composition of indium (In) increases, that is, the long wavelength of the emission wavelength Indium (In) agglomeration phenomena occur more significantly with the fire, resulting in indium (ln) localization.

도 4는 인듐(In) 국부화를 가진 활성층에서 저전류(low current) 및 고전류(high current) 주입에 따른 밴드갭 및 발광 특성을 나타낸 모식도이고, 도 5는 압전현상이 존재하는 활성층에서 저전류 및 고전류 주입에 따른 밴드갭 및 발광 특성을 나타낸 모식도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 인듐(In)이 뭉친 영역에 밴드갭 요동 현상이 발생하여 저전류 주입에서는 낮은 에너지 발광이 발생하며, 높은 전류로 주입에 따라 밴드채움 현상(band filling effect)이 발생하여 발광 파장이 높은 에너지로 이동하게 된다. 또한, 이 질화물 반도체는 결정학적으로 c-축 성장 시 압전 분극 현상이 발생하여 도 5에 도시된 바와 같이 활성층인 InGaN와 구속층이 GaN의 밴드갭의 휨 현상이 발생하게 된다. 이 압전현상에 의해 저전류 주입시에는 밴드갭이 휜 상태에서의 낮은 에너지가 발광하고, 주입전류가 증가함에 따라서 휜 밴드가 펴짐에 따라 높은 에너지의 발광이 이루어지는 압전상쇄현상(piezoelectric screening effect)이 발생한다. 이 두 현상 모두 주입 전류가 증가하면 발광 파장이 단파장화되기 때문에 장파장의 발광이 얻기 어려워 그린갭의 원인이 되고 있다. 본 발명에서는 이 두 현상을 역으로 이용하여 발광 디바이스의 크기를 제어하여 동일 전류 주입 시 각기 다른 주입 전류 밀도를 형성할 수 있기 때문에 하나의 웨이퍼에서 다중 파장의 발광 디바이스를 형성하는 것이다.FIG. 4 is a schematic diagram showing band gap and light emission characteristics according to injection of low and high current in an active layer having indium (In) localization, and FIG. 5 is a low current in an active layer in which a piezoelectric phenomenon exists. And a schematic diagram showing a band gap and light emission characteristics according to high current injection. As shown in FIG. 4, a band gap fluctuation phenomenon occurs in an area where indium (In) is aggregated, and low energy light emission occurs in low current injection, and a band filling effect occurs according to injection with a high current. The emission wavelength moves with high energy. In addition, in the nitride semiconductor crystallographically, when the c-axis is grown, piezoelectric polarization occurs, and as shown in FIG. 5, the band gap between the active layer InGaN and the constraining layer GaN is bent. Due to this piezoelectric phenomenon, when injecting a low current, low energy emits light when the band gap is bent, and as the injection current increases, a piezoelectric screening effect occurs with high energy light emission as the bent band expands. Occurs. In both of these phenomena, as the injection current increases, the emission wavelength becomes shorter, and thus, it is difficult to obtain long-wavelength emission, which causes the green gap. In the present invention, different injection current densities can be formed when the same current is injected by controlling the size of the light emitting device by using these two phenomena in reverse, thus forming a light emitting device of multiple wavelengths on one wafer.

일 실시형태에 있어서, 상기 두 개 이상의 발광 디바이스(120)는, 상이한 파장의 광을 파장별로 동시에 또는 선택적으로 출력하는 것일 수 있다. 예를 들어, 각각, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 나타내는 3개의 파장 (예를 들어, 650 nm, 530 nm, 450 nm)을 파장별로 동시에 또는 선택적으로 출력하는 광출력 유닛일 수 있다.In one embodiment, the two or more light emitting devices 120 may simultaneously or selectively output light of different wavelengths for each wavelength. For example, light output that simultaneously or selectively outputs three wavelengths (e.g., 650 nm, 530 nm, 450 nm) representing red (R), green (G) and blue (B) respectively. It can be a unit.

일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스(120)는, 각각, 등가인 인가 전류에 대하여 상이한 파장의 광을 발광하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 디바이스(120a), 제2 발광 디바이스(120b) 및 2개의 제3 발광 디바이스(120c)의 크기에 따라 동일 전류 인가 시 각기 다른 주입 전류 밀도를 형성하여 각각 상이한 파장의 광을 발광한다.In one embodiment, the at least two or more light emitting devices 120 may each emit light of different wavelengths for an equivalent applied current. For example, according to the sizes of the first light emitting device 120a, the second light emitting device 120b, and the two third light emitting devices 120c, when the same current is applied, different injection current densities are formed to form light having different wavelengths. Emits light.

일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스(120)는, 주 파장이 가장 긴 광을 발광하는 발광 디바이스의 발광 면적은 다른 종류의 발광 디바이스의 발광 면적보다 큰 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 디바이스(120a), 제2 발광 디바이스(120b) 및 2개의 제3 발광 디바이스(120c) 중 가장 면적이 큰 제1 발광 디바이스(120a)는 제2 발광 디바이스(120b) 보다 긴 광을 발광하고, 제2 발광 디바이스(120b)가 제3 발광 디바이스(120c) 보다 긴 광을 발광하는 것일 수 있다.In one embodiment, in the at least two or more light emitting devices 120, a light emitting area of a light emitting device that emits light having the longest main wavelength may be larger than that of other types of light emitting devices. For example, the first light-emitting device 120a having the largest area among the first light-emitting device 120a, the second light-emitting device 120b, and the two third light-emitting devices 120c is more than the second light-emitting device 120b. The long light may be emitted, and the second light emitting device 120b may emit light longer than the third light emitting device 120c.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스는, 단지 발광 디바이스의 면적만을 변화시킴으로써 다파장 광원을 한 웨이퍼에 구현할 수 있다. 이에 따라, 원하는 파장을 쉽게 형성할 수 있고, 컬러 밸런스 조절이 용이하고 색조합을 맞추는데 유리하다. 더불어, 발광 디바이스의 패턴은 크기가 상이하게만 질화물 반도체층을 증착한 후 선택적으로 에칭하여 패터닝함으로써 제작할 수 있어, 제조공정이 비교적 단순하고 제조비용이 절감된다.In the wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device according to an embodiment of the present invention, the multi-wavelength light source can be implemented on one wafer by only changing the area of the light-emitting device. Accordingly, it is possible to easily form a desired wavelength, it is easy to adjust the color balance and is advantageous in matching color combinations. In addition, the pattern of the light emitting device can be fabricated by depositing a nitride semiconductor layer of only different sizes and then selectively etching and patterning, so that the fabrication process is relatively simple and the fabrication cost is reduced.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스는, 디스플레이용 광원으로 발광 다이오드, 고해상도 마이크로 LED 디스플레이 광원, 마이크로 디스플레이 전사 공정에 응용될 수 있다.The wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device according to an embodiment of the present invention may be applied to a light emitting diode, a high-resolution micro LED display light source, and a micro display transfer process as a display light source.

본 발명의 다른 측면에 따른 다파장 디스플레이는, 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스가 디스플레이 패널에 전사된 것이다.In a multi-wavelength display according to another aspect of the present invention, a wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device according to an aspect of the present invention is transferred to a display panel.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 디스플레이 제조의 모식도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 디스플레이는, 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스(100)를 디스플레이 패널(130)에 통째로 전사하여 제조할 수 있다.6 is a schematic diagram of manufacturing a multi-wavelength display according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, a multi-wavelength display according to an embodiment of the present invention may be manufactured by transferring a wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device 100 to the display panel 130 entirely.

본 발명의 다파장 디스플레이는, 기존의 마이크로 LED 디스플레이에 응용 시 각각의 칩의 픽앤플레이스(pick & place) 공정이 아닌 웨이퍼 전면의 다양한 파장의 발광 디바이스를 한 번에 웨이퍼 수준으로 전사가능하기 때문에 마이크로 디스플레의 핵심 기술인 삼색 광원 및 전사 공정의 효율성을 극대화시킬 수 있다.When the multi-wavelength display of the present invention is applied to a conventional micro LED display, it is possible to transfer light emitting devices of various wavelengths on the front of the wafer to the wafer level at once, rather than the pick & place process of each chip. It can maximize the efficiency of the three-color light source and transfer process, which are the core technologies of display.

본 발명의 다파장 디스플레이는, 다파장 마이크로 LED 광원 기술에 대한 새로운 기술로 글로벌 경쟁력을 확보할 수 있다.The multi-wavelength display of the present invention can secure global competitiveness with a new technology for multi-wavelength micro LED light source technology.

이하, 하기 실시예 및 비교예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 그에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following Examples and Comparative Examples. However, the technical idea of the present invention is not limited or limited thereby.

[실시예][Example]

시험예Test example

도 7은 본 발명의 시험예에 따른 발광 디바이스의 구조를 나타낸 모식도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 금속유기화학증착법을 이용하여 사파이어 웨이퍼상에 4 ㎛ 두께의 Si이 도핑된 n형 GaN을 1050 ℃에서 성장 후 장파장 녹색 발광을 형성하기 위해 In0.25Ga0.75N/GaN 다중양자우물구조를 750 ℃에서 성장하였다. 다시 성장온도를 1000 ℃로 상승 후에 Mg 도핑된 p-형 GaN 박막을 0.1 ㎛ 성장시킨 구조를 포함하는 에피 박막을 형성 한 후 일반적인 메사 구조의 발광 디바이스를 제조하였다. 제조된 발광 디바이스를 인가 전류에 따른 발광 파장을 확인하였다. 도 8은 본 발명의 시험예에 따른 발광 디바이스의 인가 전류에 따른 발광 파장을 나타낸 그래프이다. 도 8을 참조하면, 발광 디바이스로 전류를 0.2 mA에서 100 mA로 변화시켜 인가함에 따라서 발광 파장이 517 nm에서 490 nm로 약 27 nm가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 InGaN의 상분리에 따른 밴드채움현상 및 압전분극 상쇄현상에 기인한 것이다. 이 결과는 전류 주입 밀도를 증가시킨다면, 하나의 웨이퍼에서 다중 파장을 얻을 수 있음을 알 수 있다.7 is a schematic diagram showing the structure of a light emitting device according to a test example of the present invention. As shown in FIG. 7, In 0.25 Ga 0.75 N/GaN to form long-wavelength green light after growth of 4 μm-thick Si-doped n-type GaN on a sapphire wafer using a metal-organic chemical vapor deposition method at 1050° C. Multiple quantum well structures were grown at 750°C. After the growth temperature was raised to 1000° C., an epi thin film including a 0.1 µm-grown Mg-doped p-type GaN thin film was formed, and a light emitting device having a general mesa structure was manufactured. The manufactured light emitting device was checked for light emission wavelength according to the applied current. 8 is a graph showing the emission wavelength according to the applied current of the light emitting device according to the test example of the present invention. Referring to FIG. 8, it can be seen that the emission wavelength decreases from 517 nm to 490 nm by about 27 nm as the current is changed from 0.2 mA to 100 mA to the light emitting device. This is due to the band filling phenomenon and piezoelectric polarization offset phenomenon due to the phase separation of InGaN. This result shows that if the current injection density is increased, multiple wavelengths can be obtained in one wafer.

실시예 1Example 1

하나의 웨이퍼에 도 7의 구조를 가지는 각기 다른 크기(800×800 μm2, 400×400 μm2, 200×200 μm2, 100×100 μm2, 50×50 μm2)의 발광 디바이스를 형성하였다. 도 9는 본 발명의 실시예 1에 따라 각각 다른 크기의 발광 디바이스에 동일한 전류 주입 영역 (0~100mA)를 인가했을 때 전류밀도에 따른 발광 파장을 나타낸 그래프이고, 도 10은 본 발명의 실시예 1에 따라 동일한 전류를 인가했을 때의 이미지이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 동일 전류 영역 (0~100 mA)를 인가하였지만, 발광 디바이스의 크기가 각기 다르기 때문에 전류밀도는 0~4500 A/cm2까지 변화하고, 파장은 540 nm에서 479 nm까지 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 800×800 μm2 발광 디바이스에서는 주입전류를 100 mA까지 증가함에 따라 540 nm에서 530 nm로 변화하였고, 400×400 μm2 발광 디바이스에서는 536 nm에서 525 nm로 변화하였다. 각각의 발광 디바이스의 크기가 감소함에 따라 주입 전류 밀도가 증가하기 때문에 동일 주입 전류 영역 (0~100 mA)에서 도 9에 나타내었듯이 발광 디바이스의 크기가 감소함에 따라 발광 파장도 감소하는 것을 확인하였다. 특히, 50×50 μm2 크기의 발광 디바이스에서는 높은 전류 밀도에 기인하여 518 nm에서 더욱 단파장인 479 nm 파장의 청색 광이 발광하였다. 도 9의 삽입 그림은 50×50 μm2 크기의 발광 디바이스에서의 전류 주입 밀도 증가에 따라 녹색 519 nm 와 청색 479 nm의 발광 이미지를 나타내었다. 도 10에 도시된 바와 같이, 800×800 μm2 , 200×200 μm2 , 100×100 μm2 크기의 발광 디바이스에서는 동일 주입 전류 (20 mA) 하에서 540 nm, 519 nm 및 512 nm 파장의 빛이 각각 발광하였다. Light emitting devices of different sizes (800×800 μm 2 , 400×400 μm 2 , 200×200 μm 2 , 100×100 μm 2 , 50×50 μm 2 ) having the structure of FIG. 7 were formed on one wafer. . 9 is a graph showing the emission wavelength according to the current density when the same current injection region (0 to 100 mA) is applied to light emitting devices of different sizes according to Example 1 of the present invention, and FIG. 10 is an exemplary embodiment of the present invention. This is an image when the same current is applied according to 1. As shown in Fig. 9, the same current region (0 to 100 mA) was applied, but since the sizes of the light emitting devices are different, the current density varies from 0 to 4500 A/cm 2 and the wavelength is from 540 nm to 479 nm. It could be confirmed that it changed to. In addition, in the 800×800 μm 2 light emitting device, as the injection current increased to 100 mA, it changed from 540 nm to 530 nm, and in the 400×400 μm 2 light emitting device, it changed from 536 nm to 525 nm. Since the injection current density increases as the size of each light-emitting device decreases, it was confirmed that the emission wavelength also decreases as the size of the light-emitting device decreases as shown in FIG. 9 in the same injection current region (0-100 mA). In particular, in the light emitting device having a size of 50×50 μm 2 , blue light with a shorter wavelength of 479 nm was emitted at 518 nm due to the high current density. The inset of FIG. 9 shows emission images of green 519 nm and blue 479 nm as the current injection density increases in a 50×50 μm 2 light emitting device. As shown in Figure 10, 800 × 800 μm 2 , 200×200 μm 2 , In a light emitting device having a size of 100 × 100 μm 2 , light having a wavelength of 540 nm, 519 nm and 512 nm was emitted under the same injection current (20 mA).

실시예 2Example 2

n형 전극이 없이 p형 전극만으로 형성된 발광디바이스 구조에서 한 쪽 p형 전극에 항복 유도 전도성 채널을 형성한 p1* 전극과 다른 p2형 전극으로 구성된 p1*-n-p2구조를 이용하여 디바이스를 제조하였다 (*항복 유도전도성 채널이 형성된 층을 나타냄). 도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 n형 전극이 없이 p형 전극만으로 구성되고, 메사 구조가 있는 플랫(flat) 구조의 p1*-n-p2 발광 디바이스의 개략적인 단면도이다. 도 11에서 *는 항복 유도 전도성 채널을 포함을 나타내며, 항복 유도 전도성 채널은 역방향 바이어스 인가에 따라 소자의 전면이 파괴되는 것이 아닌 국부적인 항복 파괴로 캐리어가 이동할 수 있는 채널을 의미한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 메사 구조가 있는 p1*-n-p2 발광 디바이스를 제조하였다. InGaN 활성층이 존재하는 n-p접합 다이오드에 항복 유도 전도성 채널을 형성하여 제조한 것이다.device using the p 1 * 2 -np structure consisting of a p-type-side electrode 1 * p electrode and the other p-type electrode 2 to form a conductive channel on the yield derived from the light-emitting device structure is formed only by p-type electrode with no n-type electrode is Was prepared (* indicates the layer in which the yield-inducing conductive channel was formed). FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a p 1 *-np 2 light emitting device of a flat structure having a mesa structure and consisting of only a p-type electrode without an n-type electrode according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 11, * indicates the inclusion of a breakdown-inducing conductive channel, and the breakdown-inducing conductive channel refers to a channel through which a carrier can move due to local breakdown failure rather than destroying the entire surface of the device according to application of a reverse bias. As shown in FIG. 11, a p 1 *-np 2 light emitting device having a mesa structure was manufactured. It is manufactured by forming a breakdown induction conductive channel in an np junction diode in which an InGaN active layer is present.

실시예 3Example 3

도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 n형 전극이 없이 p형 전극만으로 구성되고, 메사 구조가 없는 p1*-n-p2 발광 디바이스의 개략적인 단면도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, InGaN 활성층이 존재하는 n-p접합 다이오드의 p1 전극에 항복 유도 전도성 채널을 형성하고 메사 구조가 없는 p1*-n-p2 발광 디바이스를 제조하였다. 도 12의 발광 디바이스는 메사 구조가 없어 플랫(flat) 구조를 가지는 것일 수 있다. 12 is a schematic cross-sectional view of a p 1 *-np 2 light emitting device without an n-type electrode and only a p-type electrode and without a mesa structure according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 12, a breakdown induction conductive channel was formed in the p 1 electrode of the np junction diode in which the InGaN active layer is present, and a p 1 *-np 2 light emitting device without a mesa structure was manufactured. The light emitting device of FIG. 12 may have a flat structure since there is no mesa structure.

도 13은 본 발명의 실시예 3에 따른 메사구조가 없는 플랫 구조의 p1*-n-p2 발광 디바이스를 interdigitated 구조로 형성하여 만든 800×800 μm2, 400×400 μm2, 200×200 μm2, 100×100 μm2, 50×50 μm2 크기의 발광 디바이스에 주입전류 5 mA를 인가 시 발광 이미지로 각 발광 파장은 540 nm, 535 nm, 532 nm, 530 nm 및 519 nm 이었다. 질화물 반도체로 가시광 영역이 발생할 수 있는 n-p 접합 다이오드에 항복 유도 전도성 채널을 형성하여 p*-n-p구조의 발광 디바이스의 크기에 따라 발광파장을 제어할 수 있는 것을 확인할 수 있다.13 is 800×800 μm 2 , 400×400 μm 2 , 200×200 μm 2 made by forming the p 1 *-np 2 light emitting device of a flat structure without a mesa structure in an interdigitated structure according to Example 3 of the present invention. , 100×100 μm 2 , 50×50 μm 2 When an injection current of 5 mA was applied to a light emitting device, each emission wavelength was 540 nm, 535 nm, 532 nm, 530 nm and 519 nm. It can be seen that the light emitting wavelength can be controlled according to the size of the light emitting device of the p*-np structure by forming a breakdown inducing conductive channel in the np junction diode in which the visible light region can be generated with a nitride semiconductor.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

100: 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스
110: 웨이퍼
120: 적어도 두개 이상의 발광 디바이스
120a: 제1 발광 디바이스
120b: 제2 발광 디바이스
120c: 제3 발광 디바이스
122: 제1 반도체층
124: 활성층
126: 제2 반도체층
127a: 제1 전극
128b: 제2 전극
130: 디스플레이 패널
100: wafer level monolithic multi-wavelength light emitting device
110: wafer
120: at least two or more light emitting devices
120a: first light emitting device
120b: second light emitting device
120c: third light emitting device
122: first semiconductor layer
124: active layer
126: second semiconductor layer
127a: first electrode
128b: second electrode
130: display panel

Claims (5)

웨이퍼; 및
상기 웨이퍼 상에 배치된 크기가 각각 상이한 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스;
를 포함하는,
웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스.
wafer; And
At least two or more light emitting devices having different sizes disposed on the wafer;
Containing,
Wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스는, 각각,
제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 반도체 구조체; 및
상기 반도체 구조체의 일 측에 배치되어 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층에, 각각, 전기적으로 접속하는 제1 전극 및 제2 전극;
을 포함하고,
상기 제1 반도체층, 상기 활성층 및 상기 제2 반도체층은, 각각, 질화물 반도체를 포함하고,
상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스는 항복 유도 전도성 채널을 포함하고,
상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스는 상기 웨이퍼 상에서 메사 구조를 포함하는 플랫(flat) 구조 또는 메사 구조를 포함하지 않는 플랫 구조를 가지는 것인,
웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스.
The method of claim 1,
The at least two or more light emitting devices, each,
A semiconductor structure including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer; And
A first electrode and a second electrode disposed on one side of the semiconductor structure and electrically connected to the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, respectively;
Including,
Each of the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer includes a nitride semiconductor,
The at least two or more light emitting devices comprise a yield inducing conductive channel,
The at least two or more light emitting devices have a flat structure including a mesa structure or a flat structure not including a mesa structure on the wafer,
Wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스는, 각각, 상기 발광 디바이스의 면적에 의해 상이한 파장의 광을 발광하고,
상기 상이한 파장의 광을 파장별로 동시에 또는 선택적으로 출력하는 것인,
웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스.
The method of claim 1,
The at least two or more light-emitting devices each emit light of different wavelengths depending on the area of the light-emitting device,
To simultaneously or selectively output light of the different wavelengths for each wavelength,
Wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 적어도 두 개 이상의 발광 디바이스는, 각각, 등가인 인가 전류에 대하여 상이한 파장의 광을 발광하고,
주 파장이 가장 긴 광을 발광하는 발광 디바이스의 발광 면적은 다른 종류의 발광 디바이스의 발광 면적보다 큰 것인,
웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스.
The method of claim 1,
The at least two or more light emitting devices each emit light of different wavelengths for an equivalent applied current,
The light emitting area of the light emitting device emitting light with the longest main wavelength is larger than that of other types of light emitting devices,
Wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 웨이퍼 레벨 모노리식 다파장 발광 디바이스가 디스플레이 패널에 전사된,
다파장 디스플레이.
The wafer-level monolithic multi-wavelength light emitting device of any one of claims 1 to 4 is transferred to a display panel,
Multi-wavelength display.
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