(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面に、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを含む凸部を形成する凸部形成段階と、
前記凸部を含む基板を熱処理してナノパターンの凸部を結晶化する結晶化段階と、
を含み、
前記凸部形成段階において、前記基板は、ＵＶオゾン処理、ピラニア溶液（ｐｉｒａｎｈａ）溶液処理、Ｏ２処理、またはプラズマ処理をして前記凸部との接着力を向上させたものであり、
前記ナノパターンは、底部と凸部とを含み、
前記ナノパターンは、底部と凸部とが互いに繰り返し形成されていて、
前記ナノパターンは、半球形、三角錐形、四角錐形、六角錐形、円錐形及び欠球形からなる群から選択されたいずれか１つを繰り返し含み、
前記凸部形成段階は、前記基板にＳｉＯ２の前駆体、Ｓｉ３Ｎ４の前駆体及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つの溶液としてパターン物質コーティング層を形成する第１段階と、
前記パターン物質コーティング層にナノモールドを位置させ、加圧して前記凸部を形成する第２段階と、を有するナノインプリンティング方法を含み、
前記ナノインプリンティングは、１００〜２５０℃で１〜３０バー（ｂａｒ）で加圧することを特徴とするナノレベルのパターンが形成された高効率窒化物系発光ダイオード用基板の製造方法。
【請求項２】
基板の一面に、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを含む凸部を形成する凸部形成段階と、
前記凸部を含む基板を熱処理してナノパターンの凸部を結晶化する結晶化段階と、
を含み、
前記凸部形成段階において、前記基板は、ＵＶオゾン処理、ピラニア溶液（ｐｉｒａｎｈａ）溶液処理、Ｏ２処理、またはプラズマ処理をして前記凸部との接着力を向上させたものであり、
前記ナノパターンは、底部と凸部とを含み、
前記ナノパターンは、底部と凸部とが互いに繰り返し形成されていて、
前記ナノパターンは、半球形、三角錐形、四角錐形、六角錐形、円錐形及び欠球形からなる群から選択されたいずれか１つを繰り返し含み、
前記凸部形成段階は、ナノモールドの一面に、ＳｉＯ２の前駆体、Ｓｉ３Ｎ４の前駆体及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つの溶液としてパターン物質コーティング層を形成する第３段階と、
前記パターン物質コーティング層が形成されたナノモールドを前記基板に位置させ、加圧して前記凸部を形成する第４段階と、
を有するナノプリンティング方法を含むことを特徴とするナノレベルのパターンが形成された高効率窒化物系発光ダイオード用基板の製造方法。
【請求項３】
前記ナノプリンティングは、１００〜２５０℃で１〜３０バー（ｂａｒ）で加圧することを特徴とする請求項２に記載のナノレベルのパターンが形成された高効率窒化物系発光ダイオード用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノプリンティングまたはナノインプリント工程を用いてＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを含む凸部を有する発光ダイオード基板にナノレベルのパターンを経済的に製造し、これを用いてサファイア単結晶などの発光ダイオード基板にナノレベルのパターンを効率的に形成し、これに結晶欠陥が少ない窒化ガリウムなどを形成させて発光ダイオードの性能を画期的に増大させるためのものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、従来の蛍光灯、白熱灯などの照明装置と比較して寿命が長く、電力消耗が少なく、環境にやさしいという長所があるため、未来の照明用光源として注目を浴びており、現在多様な分野における光源として用いられている。特に、広いバンドギャップを有する窒化物系発光ダイオードは、緑色から青色、近紫外線領域帯の光を発光することができる長所があるため、ＬＣＤ及び携帯電話バックライト、自動車用照明、交通信号灯、一般照明など、その応用分野が大きく広がっている傾向にある。しかしながら、このような需要を満たすほど、窒化物系発光ダイオードの性能は十分には改善されていない。
【０００３】
発光ダイオードの性能は、多量に注入された電子がいかに多くの光子を生成するかによる内部量子効率と、生成された光子をいかに多く発光ダイオード素子の外部に放出するかによる光抽出効率と、によって決定される。
【０００４】
最近、窒化物系発光ダイオードは、エピタキシャル成長の発展によって内部量子効率が大きく向上したが、光抽出効率はそれに比べると、あまり向上していない状況である。発光ダイオードの活性層（発光層）であるＭＱＷ領域（ｍｕｌｔｉ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｅｌｌ  ｒｅｇｉｏｎ）から生成した光が放出される場合、発光ダイオード素子と外部空気、外部封止材であるエポキシ、サファイア基板などとの境界で全反射が発生する。空気（ｎａｉｒ＝１）、ｅｐｏｘｙ（ｎｅｐｏｘｙ＝１．５）、ｓａｐｐｈｉｒｅ（ｎｓａｐ．＝１．７７）と比較し、ＧａＮの場合の屈折率が約２．５程度と大きい値を有するため、ＭＱＷから生成された光が素子外部に抜け出せる臨界角は、それぞれθＧＡＮ／ａｉｒ＝２３°、θＧＡＮ／ｅｐｏｘｙ＝３７°、θＧＡＮ／ｓａｐ．＝４５°と極めて限定された領域である。よって、臨界角範囲を逸脱して素子外部方向に入射する光は外部に放出できずに、素子内部で吸収されるまで引き続き全反射され、光抽出効率はわずか数％と極めて低い。さらにこれは素子が発熱する問題を引き起こす。
【０００５】
このような窒化物系発光ダイオードの限界を克服するために、素子表面のｐ−ＧａＮ層または透明電極層にパターンを挿入し、光の乱反射を介して全反射を効果的に低減させようとする研究が行われてきた。特に、所定の大きさのパターンが規則的かつ稠密に配列されているサブミクロン（ｓｕｂ−ｍｉｃｒｏｎ）レベルの光結晶パターンを発光ダイオード製造工程に導入した場合、光抽出効率が大きく増加することが知られている。しかしながら、パターニング後のｐ−ｔｙｐｅ電極形成、パッケージング工程などの発光ダイオードの製作工程と生産収率、経済性などを考慮した場合、ｐ−ＧａＮ層及び透明電極層のパターニング工程を実際に常用化するには無理があった。これに対する代案としてＰＳＳ（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｓａｐｐｈｉｒｅ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）にエピタキシャル層を成長させた場合、同じく光の乱反射効果により光抽出効率を効果的に改善することができる。ＰＳＳの場合、本来は、サファイア（ｓａｐｐｈｉｒｅ）基板とＧａＮエピタキシャル層との格子不整合（ｌａｔｔｉｃｅ  ｍｉｓｍａｔｃｈ）によるｔｒｅａｄｉｎｇ  ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ  ｄｅｎｓｉｔｙを減少させて内部量子効率を増加させることを目的として開発された技術や光抽出効率も大幅に向上させることができ、発光ダイオードの製作工程に直ちに適用可能であるという長所がある。現在、国内外発光ダイオードの製造メーカでは、既にＰＳＳを適用した製品が量産レベルまで至っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、ＰＳＳの場合、主に、フォトリソグラフィ工程と乾式及び湿式エッチング工程を介して製作され、パターンのスペックはほとんどが数マイクロレベルにとどまっている。光の乱反射による発光ダイオードの光抽出効率の向上は、パターンの大きさ、形状及び周期などによってその向上値が大きく変化する。発光ダイオードの発光領域帯では、ナノレベルの光結晶パターンを適用した場合、光抽出向上値が大きく増大されるものとして知られている。したがって、発光素子の効率向上のために、既常用化されているＰＳＳのミクロンレベルパターンの直径及び周期をナノレベルに縮小する必要があり、パターンの形状も最適化する必要があった。
【０００７】
現在、ＰＳＳの製作のために用いるパターニング技術であるフォトリソグラフィは、工程コストが高価である上、ナノレベルのパターンを適用するには製品の製造単価が高く経済性がよくないため、現在の方法では、ＰＳＳによるこれ以上の光抽出効率の向上を期待することができない。したがって、発光ダイオードのさらなる効率向上のために、高価なフォトリソグラフィの代わりとなるナノレベルのパターンを経済的に製作できるパターニング技術が必要であった。
【０００８】
また、ナノレベルのパターンでサファイア基板などに格子欠陥の少ない窒化ガリウム膜を加えることができる工程が要請される。これにより、基板内の全反射を低減し、発光効率を向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明において、第１または第２などのように、序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するのに用いられるが、前記構成要素が前記用語によって限定されず、前記用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ用いられる。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態による含む発光ダイオード用基板の製造方法は、基板の一面にＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを含む凸部をナノプリンティングまたはナノインプリンティング方法で形成する凸部形成段階と、前記凸部を含む基板を熱処理してナノパターンの凸部を結晶化する結晶化段階とを含む。
【００１１】
前記凸部形成段階は、前記基板にＳｉＯ２の前駆体、Ｓｉ３Ｎ４の前駆体及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つの溶液としてパターン物質コーティング層を形成する第１段階と、そして前記パターン物質コーティング層にナノモールドを位置させ、加圧して前記凸部を形成する第２段階とを含むナノインプリンティング方法を含むことができる。
【００１２】
前記凸部形成段階は、ナノモールドの一面に、ＳｉＯ２の前駆体、Ｓｉ３Ｎ４の前駆体及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つの溶液としてパターン物質コーティング層を形成する第３段階と、そして前記パターン物質コーティング層が形成されたナノモールドを前記基板に位置させ、加圧して前記凸部を形成する第４段階とを含むナノプリンティング方法を有することができる。前記第３段階と第４段階との間には、キュアリング段階をさらに含むことができる。
【００１３】
前記凸部形成段階において、前記基板は、その一面にＵＶオゾン処理、ピラニア溶液（ｐｉｒａｎｈａ）溶液処理、Ｏ２処理、またはプラズマ処理を行って前記凸部との接着力を向上させることができる。
【００１４】
前記ナノプリンティングまたはナノインプリンティングは、１００〜２５０℃で１〜３０バー（ｂａｒ）で加圧したものとすることができる。
【００１５】
前記ナノパターンは、底部と凸部とを含み、前記凸部の下端径は発光ダイオードの発光波長の０．１〜３倍とすることができる。
【００１６】
前記ナノパターンは、底部と凸部とが互いに繰り返し形成されていて、第１凸部と該第１凸部に隣り合う第２凸部の形成周期が発光ダイオードの発光波長の０．２〜６倍とすることができる。
【００１７】
前記ナノパターンは、半球形、三角錐形、四角錐形、六角錐形、円錐形及び欠球形からなる群から選択されたいずれか１つを繰り返し含むものとすることができる。
【００１８】
前記基板は、サファイア基板、シリコン基板及びクオーツ基板からなる群から選択されたいずれか１つとすることができ、サファイア基板とすることができる。前記基板がサファイア基板の場合には、前記ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、及びこれらが組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを含む凸部が前記基板上に形成され、これに窒化ガリウム膜が形成されながら、サファイア基板が露出している底部にシードが形成されて窒化ガリウム結晶が成長し、格子欠陥を極めて低減することができる。
【００１９】
前記基板は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、クオーツ（Ｑｕａｒｔｚ）、ＡｌＮ、ＧａＮ、Ｓｉ３Ｎ４及びＭｇＯからなる群から選択されたいずれか１つを含むものとすることができる。
【００２０】
本発明の他の一実施形態による発光ダイオードは基板と、そして前記基板の一面に形成された凸部とを含み、前記凸部はナノパターンで繰り返し形成されるものであって、前記凸部の下端径は発光ダイオードの発光波長の０．１〜３倍であり、第１凸部と該第１凸部に隣り合う第２凸部の形成周期が発光ダイオードの発光波長の０．２〜６倍である発光ダイオード用基板であって、結晶欠陥の少ない窒化ガリウム膜などを形成することができる発光ダイオード用基板を含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、発光ダイオード用基板のパターンの直径及び周期をナノレベルに縮小することを介して発光ダイオードの内部量子効率及び光抽出効率を極大化させようとする。また、経済的な非光学的パターニング技術であるナノプリント（またはインプリント）リソグラフィ技術を用いて基板にナノレベルのパターンを製作する方法を開示する。ナノプリント（またはインプリント）技術は、高価の露光装備を必要としないために経済的かつ簡単な工程によって大面積にパターンを転写または形成できるので、生産収率の高い利点がある。特に発光ダイオードのためのパターニングは、正確なアラインメント（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を必要としないために直接パターン転写方式であるナノプリント（またはインプリント）工程を適用するのに適切であり、サブミクロンレベルのパターンを容易に形成することができる。したがって、ＰＳＳを製作するための従来のフォトリソグラフィ工程と比較してナノプリント（またはインプリント）技術をＰＳＳ工程に適用した場合、製品性能がさらに向上すると共に、経済性を高めることができ、高効率ＰＳＳ発光ダイオードの量産化を可能とする。さらに、サファイアなどの基板上に、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの凸部を有する発光ダイオード用基板は、ここに形成される窒化ガリウムなどを、結晶欠陥が非常に少ない状態で形成させるので、発光素子内で発光する光が散乱して内部全反射される確率を極めて少なくすることができ、素子の発光性能を著しく改善することができる。また、また、従来のトップエミッション（Ｔｏｐ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ）構造の発光ダイオード、フリップチップ（Ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ）発光ダイオード、そして垂直型発光ダイオードにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態による発光ダイオード用基板の製造方法を示す概要図である。
【図２】本発明の他の一実施形態による発光ダイオード用基板の製造方法を示す概要図である。
【図３】本発明の一実施形態に適用される多様なナノパターンの例を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施形態により製造された発光ダイオード用基板を有する発光ダイオードの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳しく説明する。しかし、本発明は多様な形態で実現することができ、ここに説明する実施形態に限定されない。明細書全般において同一の部分については同一図面符号を付する。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態による発光ダイオード用基板の製造方法を示す概要図であり、図２は本発明の他の一実施形態による発光ダイオード用基板の製造方法を示す概要図であり、図３は本発明の一実施形態に適用される多様なナノパターンの例を示す概念図である。また、図４は本発明の一実施形態により製造された発光ダイオード用基板を有する発光ダイオードの概念図である。
【００２５】
本発明の一実施形態による発光ダイオード用基板の製造方法は、基板の一面に、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを含む凸部を形成する凸部形成段階と、そして前記凸部を含む基板を熱処理してナノパターンの凸部を結晶化する結晶化段階とを含む。
【００２６】
前記凸部形成段階は、前記基板にＳｉＯ２の前駆体、Ｓｉ３Ｎ４の前駆体及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つの溶液としてパターン物質コーティング層を形成する第１段階と、そして前記パターン物質コーティング層にナノモールドを位置させ、加圧して前記凸部を形成する第２段階とを含むナノインプリンティング工程を含むことができる。前記パターン物質コーティング層を形成する前に、前記基板は、ＵＶオゾン処理、ピラニア（ｐｉｒａｎｈａ）溶液処理、Ｏ２処理、またはプラズマ処理をして前記凸部を形成するためのパターン物質コーティング層と基板との接着力を向上させることができる。
【００２７】
前記ＳｉＯ２の前駆体またはＳｉ３Ｎ４の前駆体としては、シリコン酸化物とポリマーの混合体、またはシリコン窒化物とポリマーの混合体を適用することができ、前記基板に前記パターン物質コーティング層を形成することができれば、適用することができる。前記ＳｉＯ２の前駆体の具体的な例としては、ＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）などがあるが、これに限定されない。前記溶液に適用される溶媒は、エチルアルコール、メタノール、ＤＭＦ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ）などのような有機溶媒が適用されるが、これに限定されない。
【００２８】
前記凸部形成段階は、ナノモールドの一面に、ＳｉＯ２の前駆体、Ｓｉ３Ｎ４の前駆体及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つの溶液としてパターン物質コーティング層を形成する第３段階と、そして前記パターン物質コーティング層が形成されたナノモールドを前記基板に位置させ、加圧して前記凸部を形成する第４段階とを含むものとすることができる。前記第３段階は、パターン物質コーティング層をキュアリングする段階をさらに含むことができる。前記凸部を形成する前に、前記基板は、ＵＶオゾン処理、ピラニア（ｐｉｒａｎｈａ）溶液処理、Ｏ２処理、またはプラズマ処理をして前記ナノモールドに形成されたパターン物質コーティング層と基板との接着力を向上させることができる。
【００２９】
前記ナノプリンティングまたはナノインプリンティングは、１００〜２５０℃で１〜３０バーで加圧したものとすることができる。前記温度と圧力の範囲でナノプリンティングまたはナノインプリンティングが効果的に行われることができる。
【００３０】
前記ナノモールドは、前記基板にナノパターンを転写することができるものとして、柔軟高分子複製モールドとすることができ、ＰＤＭＳ、ｈ−ＰＤＭＳ、ＰＶＣなどのような高分子素材からなるものとすることができる。
【００３１】
前記ナノモールドは、前記パターン物質コーティング層を形成する溶液の溶媒を効果的に吸収する素材からなることができる。このような場合には、パターン物質コーティング層を用いた凸部の形成が容易とすることができる。前記素材は、ＰＤＭＳ、ＰＶＡ、ＰＤＭＳ及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つの高分子を含むことができる。このような場合には、前記ナノモールドが柔軟性高分子モールドからなり、ナノプリンティングまたはナノインプリンティング工程が容易に行われる。また前記モールドの素材がＰＤＭＳである場合には、高透湿性により前記パターン物質コーティング層を形成する溶液の溶媒吸収能力を向上させることができる。
【００３２】
前記ナノモールドは、基板に形成された凸部の下端径（Ａ）が発光ダイオードの発光波長の０．１〜３倍であるナノパターンを形成するものとすることができる。ここで、下端径（Ａ）は、前記図４に示すように、凸部が底部と接する面での凸部断面の直径を意味する。
【００３３】
前記基板は、ＬＥＤ基板として活用されているサファイア基板、シリコン基板、クオーツ基板とすることができ、好ましくはサファイア基板とすることができる。前記基板は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、クオーツ（Ｑｕａｒｔｚ）、ＡｌＮ、ＧａＮ、Ｓｉ３Ｎ４及びＭｇＯからなる群から選択されたいずれか１つを含むものとすることができる。前記基板は、該基板の底部から窒化ガリウムなどが形成されて成長しながら格子欠陥の少ない窒化ガリウム膜などを形成することができれば、適用することができる。
【００３４】
前記凸部形成段階と前記結晶化段階との間には、エッチング段階がさらに含まれることができ、前記エッチング段階は乾式エッチングまたは湿式エッチングとすることができる。前記エッチングはプラズマエッチングとすることができる。前記エッチング段階では、前記凸部形成段階で残るパターン物質コーティング層の残余物を除去することができる。
【００３５】
前記凸部を含む基板を熱処理してナノパターンの凸部を結晶化する結晶化段階において前記熱処理は１００〜９００℃からなることができる。
【００３６】
前記基板にプリンティングまたはインプリンティングされたナノパターンは、底部と凸部とを含み、前記凸部の下端径は発光ダイオードの発光波長の０．１〜３倍である。すなわち、前記凸部の下端径は発光ダイオードの発光波長をλとした場合、０．１λ〜３λとすることができ、前記発光ダイオードの発光波長は発光ダイオードから提供しようとする光の波長によって適用されることができる。前記凸部の下端径が前記範囲である場合には、ナノパターンにより基板上の底部からスタートして形成して成長する窒化ガリウムなどの格子結合が低減されるように形成され、これで発光ダイオード素子に内部全反射を低減させることができ、発光ダイオードの発光効率を極めて高くすることができる。
【００３７】
前記ナノパターンは底部と凸部とが互いに形成されていて、第１凸部と該第１凸部に隣り合う第２凸部との距離が発光ダイオードの発光波長の０．２〜６倍とすることができ、第１凸部と該第１凸部に隣り合う第２凸部の形成周期（Ｂ）は発光ダイオードの発光波長をλとした場合、０．２λ〜６λとすることができ、このようなパターンは規則的に繰り返し形成されるものとすることができる。前記ナノパターンの周期が前記範囲の場合には、発光ダイオードの発光効率を極めて高くすることができる。
【００３８】
前記ナノパターンは、前記図３に例示したように、前記ナノパターンは、半球形、三角錐形、四角錐形、六角錐形、円錐形及び欠球形からなる群から選択されたいずれか１つを繰り返し含むものとすることができ、このようなパターンは、前記ナノプリンティングまたはインプリンティングを用いて製造するので、マスターテンプレートにより所望する形状のパターンを製作して適用することができる。
【００３９】
このように、ナノパターンが規則性を有する立体形状で構成される場合には、前記基板に形成されるＧａＮ層などが底部から形成して成長することになり、前記のナノパターンによって格子不整合（ｌａｔｔｉｃｅ  ｍｉｓｍａｔｃｈ）が減少された膜を形成することができ、これによりｔｒｅａｄｉｎｇ  ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ  ｄｅｎｓｉｔｙを減少させて内部量子効率を増加させることができる。また、前記パターンの形状によって光抽出効率の向上値がそれぞれ多少異なるように示されるが、これによりダイオード内部の乱反射で低い光抽出効率を向上させることができる。
【００４０】
前記発光ダイオード用基板の製造方法は、結晶化段階以後に、前記結晶化された凸部が形成された基板にＧａＮ層などからなるバッファ層をさらに形成するバッファ層の形成段階をさらに含むことができる。前記バッファ層は、ＧａＮがナノパターン化された基板上に形成されながら一般的な場合には基板上にＧａＮが形成される際に発生する格子不整合（ｌａｔｔｉｃｅ  ｍｉｓｍａｔｃｈ）を減少させることができ、ナノパターンで最も精巧に格子不整合を減少させることができる。それと共に、前記パターンは、ナノサイズであり、発光ダイオードの波長により所定の大きさと周期にパターン化させることができ、これにより光抽出効率を低くする乱反射を最小化させ、発光ダイオードの光抽出効率を向上させることができる。
【００４１】
さらに、従来適用されたフォトリソグラフィ方式の場合には、パターン化することができる大きさはマイクロ単位で限界だったが、本発明の場合には、ナノプリンティングまたはナノインプリンティング方式を適用してナノサイズのパターンを精巧に基板にパターン化させることができ、それと共に従来のフォトリソグラフィ方式と異なり、工程を簡素化させて発光ダイオード用基板とこれを含む発光ダイオードの製造過程を簡素化させることができる。
【００４２】
本発明の他の一実施形態による発光ダイオードは、前記発光ダイオード用基板の製造方法により製造された発光ダイオード用基板を含む。前記発光ダイオードは基板、そして前記基板の一面に形成され、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを有する凸部を含むことができ、前記凸部はナノパターンで繰り返し形成されるもので、前記凸部の下端径は発光ダイオードの発光波長の０．１〜３倍とすることができ、第１凸部と該第１凸部に隣り合う第２凸部の形成周期が発光ダイオードの発光波長の０．２〜６倍とすることができる。
【００４３】
前記図４は本発明の発光ダイオードの概念図であって、前記図４を参照すると、前記方法によりナノパターンの凸部が形成された発光ダイオード用基板とその上部に形成されたｎ−ＧａＮ層、ＭＱＷ層、そしてｐ−ＧａＮが順に形成されたものとすることができる。前記凸部は繰り返し形成されるものであって、前記凸部の下端径は発光ダイオードの発光波長の０．１〜３倍とすることができる。また、第１凸部と該第１凸部に隣り合う第２凸部の形成周期が発光ダイオードの発光波長の０．２〜６倍とすることができる。前記ｎ−ＧａＮ層は、下端にＧａＮからなるバッファ層をさらに含み、前記バッファ層は格子不整合（ｌａｔｔｉｃｅ  ｍｉｓｍａｔｃｈ）を減少させて光抽出効率を向上させることができる。
【００４４】
また、前記発光ダイオード用基板を有する発光ダイオードは、規則的なナノパターン構造とこれに形成されたＧａＮからなるバッファ層により基板の口径が大きくなってもバッファ層を含むＧａＮ膜を形成した後のｒｅｓｉｄｕａｌ  ｓｔｒｅｓｓを低減して曲がり現象を防止することができる。
【００４５】
前記発光ダイオードは、トップエミッション（Ｔｏｐ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ）構造の発光ダイオードとすることができ、フリップチップ（Ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ）構造の発光ダイオードに含まれることができ、垂直型構造の発光ダイオードに適用されることができる。
【００４６】
以上、本発明の好ましい実施形態を参照して詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、当該技術分野の熟練した当業者は添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更することができる。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ    凸部の下端径
Ｂ    第１凸部と第２凸部の形成周期
【図１】
0005897764.tif 000002
【図２】
0005897764.tif 000003
【図３】
0005897764.tif 000004
【図４】
0005897764.tif 000005