광소자와 전계방출 소자 어레이의 접합으로 구성되어 자외선 파장과 그 이하의 단파장 광을 방출하는 초소형 표면방출 광전소자에 있어서, 광전소자 기판의 표면상에 차례로 적층시킨 완충층, 광도파층, 양자 우물층, 및 브레그 회절 초격자층;상기 기판의 이면에 차례로 형성한 절연막, 2차 집속전극, 고전압, 절연막 및 2차 가속전극;상기 기판의 이면에 상기 절연막, 2차 집속전극, 고전압 절연막, 2차 가속전극 및 기판을 소정의 면적으로 제거하여 형성시킨 비아홀;상기 비아홀의 저면에 형성시킨 광 반사막;상기 기판상측에 메사구조로 식각된 브레그 회절 초격자, 양자 우물층, 광도파층의 표면에 형성시킨 양 전극 금속막의 광전소자;전계방출 소자 기판상에 형성시킨 복수개의 음극탐침;상기 음극탐침을 소정의 공간을 두고 둘러싸도록 벌집형으로 이루어진 개구를 형성하여 기판상에 차례로 형성한 기판상의 절연막, 그리드 금속전극, 절연막, 1차 가속전극, 고전압 절연막, 1차 집속전극의 전계 방출 소자 어레이; 및 상기 광소자와 전계방출 소자 어레이의 지지기둥에 의해 소정의 간격으로 격리하여 합착시킨 초소형 표면방출구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 단파장 광전소자

광소자와 전계방출 소자 어레이의 접합으로 구성되어 자외선 파장과 그 이하의 단파장 광을 방출하는 광전소자의 제조방법에 있어서, 광전소자 기판상에 초격자 완충층, 광도파층, 양자우물층, 브레그 회절 초격자층을 차례로 증착하는 공정;상기 기판의 이면상에 1차 절연막, 1차 금속막, 2차 절연막, 2차 금속막을 차례로 적층하고, 상기 2차 금속막상에 마스크 패턴을 형성한 후 노출된 2차 금속막으로부터 기판을 차례로 식각하여 상기 기판의 상표면상에 형성된 초격자 완충층의 표면을 노출시키는 비아홀을 형성하는 공정;상기 비아홀의 저면에 광반사막을 형성하는 공정;상기 기판의 상표면상의 브레그 회절 초격자층, 양자우물층, 광도파층을 메사구조를 가지도록 식각하고, 그 표면상에 양전극 금속막을 증착하여 광소자를 제조하는 공정;전계방출 소자 기판상에 절연막, 1차 금속막, 절연막, 2차 금속막, 고전압 절연막 및 3차 금속막을 차례로 적층하는 공정;상기 1차 내지 3차 금속막과 절연막을 감광막 패턴을 이용하여 상부로부터 차례로 식각하여 상기 기판의 표면을 노출시키는 개구를 형성하는 것에 의해 기판상에 그리드 금속, 1차 가속전극 및 1차 집속전극을 형성하는 공정;상기 노출된 기판상에 음극용 탐침을 형성하는 것에 의해 전계방출 소자 어레이를 제조하는 공정;상기 광소자와 전계방출 소자 어레이를 지지기둥을 이용하여 소정의 간격으로 유지시켜 합착하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전소자의 제조방법

제2항에 있어서, 상기 음극탐침, 1차 가속전극, 2차 가속전극 형성용 금속은 고융점 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광전소자의 제조방법

제2항에 있어서, 상기 완충층은 400℃ 내지 800℃의 저온에서 (SiC)x(GaN)1-x나 (AIN)x(GaN)1-x와 같은 초격자의 형태로 성장하는 것을 특징으로 하는 광전소자의 제조방법

제2항에 있어서, 상기 광도파층, 양자 우물층 및 브레그 회절 초격자층은 (SiC)x(GaN)1-x나 (AIN)x(GaN)1-x으로 형성하고, 전류의 흐름을 원활히 하기 위해 n-형 또는 p-형의 불순물로 Ⅱ 또는 Ⅵ계인 Zn, Mg, Be, S, Se, Te 등을 성장과 동시에 주입하여 형성하는 것을 특징으로 하는 광전소자의 제조방법

제5항에 있어서, 상기 광도파층과 양자우물층은 (SiC)x(GaN)1-x나 (AIN)x(GaN)1-x의 분몰인 x를 조절하는 것에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 광전소자의 제조방법

제2항에 있어서, 상기 1차 가속전극 및 2차 가속전극은 몰리브데늄(Mo)이나 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W)과 같이 고융점을 갖는 금속을 약 0

제2항에 있어서, 상기 절연막은 SiH4, O2, NH3의 혼합기체를 고주파 또는 ECR 플라즈마에서 증착하는 플라즈마화학증착법을 이용하여 산화실리콘막이나 질화실리콘막 같은 절연체를 약 300℃ 내지 500℃에서 1미크론의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 광전소자의 제조방법

제2항에 있어서, 상기 고전압 절연막은 알루미나(Al2O3)를 0

제2항에 있어서, 상기 절연막, 고전압 절연막 및 1차 내지 3차 금속전극은 CF4, CCl2F2,Cl2등의 아르곤 가스를 포함하는 반응성 가스를 사용하여 물리적인 식각의 정도를 높이기 위해 플라즈마 포텐셜(plsma potential)에 의해 가해지는 이온 가속전압을 200V 이상이 되도록 조절하고, 상기 식각 공정 후 산소 플라즈마로 잔류하는 탄소성분의 제거를 위해 산소 플라즈마를 100-1000mtorr의 압력에서 50W 내지 100W의 고주파 전력을 사용하는 것을 특징으로 하는 광전소자의 제조방법

제2항에 있어서, 상기 메사구조를 형성하는 식각 공정은 반응성이온식각(recative ion etching)과 이온빔 식각(ion beam etching)법을 이용하여 수행하는 제1부공정;상기 이온빔 식각시 기판과 이온빔의 사이각을 30℃ 내지 70℃ 각을 이루도록 식각하여 메사 구조를 만들어 레이저가 나올 수 있는 창(window) 모양을 만드는 제2부공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자의 제조방법

제2항에 있어서, 상기 전계 방출소자 기판은 실리콘웨이퍼, 사파이어, 갈륨비소 또는 금속막 등의 전기 전도도와 열전도도가 우수한 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 광전소자의 제조방법

제2항에 있어서, 상기 음극용 탐침을 형성하는 공정은 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo) 또는 탄탈륨(Ta)을 전자선으로 증착하여 전계방출용 금속탐침을 원추형으로 형성하는 제1부공정;상기 전계방출의 효율을 높이는 방법으로 음극탐침의 상부를 날카롭고 균일하게 하기 위해 샘플을 경사지게 한 상태에서 회전시키면서 금속막을 증착시키는 제2부공정; 및 상기 금속탐침의 반경을 20nm이하로 조절하여 게이트의 직경을 약 1

제2항에 있어서, 상기 광소자와 전계방출 어레이를 합착하는 공정은 실리케이트(silicate) 접합재를 이용하고, 10-7torr 이하의 고진공을 유지하는 상태에서 실링하는 제1부공정; 고진공상태에서 실링(sealing)하기 전에 200℃ 내지 400℃ 사이의 온도로 가열하여 30분 이상 유지함으로써 추후 일어나는 가상리크(virtual leak)를 최소한으로 줄이는 제2부공정; 및 상기 지지기둥의 높이는 1차 가속전극 2차 가속전극의 사이에 수KV의 전압을 가할 수 있도록 간격을 조절하는 제3부공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자의 제조방법