JP2013046049A - 発光素子及び発光素子パッケージ - Google Patents

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Abstract

【課題】工程安全性が向上して電気的に連結された複数の発光セルを含む発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニットを提供する。
【解決手段】支持基板７０と、前記支持基板上に配置された、第１導電型の第１半導体層１１、前記第１半導体層の下の第１活性層１２、前記第１活性層の下の第２導電型の第２半導体層１３を有する第１発光構造物１０、前記第１発光構造物の下の第１反射電極１７、前記第１反射電極のまわりに配置された第１金属層１９と、前記支持基板上に配置された、第１導電型の第３半導体層２１、前記第３半導体層の下の第２活性層２２、前記第２活性層の下の第２導電型の第４半導体層２３を有する第２発光構造物２０、前記第２発光構造物の下の第２反射電極２７、前記第２反射電極のまわりに配置された第２金属層２９と、前記第１発光構造物の第１半導体層内部に接触して、前記第２反射電極と電気的に連結する第１コンタクト部４３とを備える。
【選択図】図１

Description

実施例は、発光素子、発光素子パッケージ及びライトユニットに関する。実施例は、発光素子、発光素子パッケージ及びライトユニットに関する。
発光素子の一つとして発光ダイオード(ＬＥＤ:Light Emitting Diode)がたくさん使われている。発光ダイオードは、化合物半導体の特性を利用して電気信号を赤外線、可視光線、紫外線のような光の形態に変換する。
発光素子の光効率が増加されることによって、表示装置、照明機器を含めた多様な分野に発光素子が適用されている。
本発明の一実施例は、工程安全性が向上して電気的に連結された複数の発光セルを含む発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニットを提供する。
本発明の一実施例による発光素子は、支持基板と、前記支持基板上に配置された第１発光構造物であって、第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層の下の第１活性層、前記第１活性層の下の第２導電型の第２半導体層を有する第１発光構造物と、前記第１発光構造物の下の第１反射電極と、前記第１反射電極のまわりに配置された第１金属層と、前記支持基板上に配置された第２発光構造物であって、第１導電型の第３半導体層、前記第３半導体層の下の第２活性層、前記第２活性層の下の第２導電型の第４半導体層を有する第２発光構造物と、第２発光構造物の下の第２反射電極と、前記第２反射電極のまわりに配置された第２金属層と、前記第１発光構造物の第１半導体層の内部に接触して、前記第２反射電極と電気的に連結されたコンタクト部とを備える。
本発明の一実施例による発光素子は、反射電極、前記反射電極上に第２導電型半導体層、前記第２導電型半導体層の上に活性層、前記活性層の上に第１導電型半導体層をそれぞれ有する複数の発光セルと、前記複数の発光セルのうちで第１発光セルの第１導電型半導体層の内部に接触されて、前記第１発光セルに隣接した第２発光セルの反射電極に電気的に連結されたコンタクト部と、前記第２発光セルの反射電極のまわりに配置された金属層とを備える。
本発明の一実施例による発光素子パッケージは、胴体と、前記胴体の上に配置された発光素子と、前記発光素子に電気的に連結された第１リード電極及び第２リード電極とを備える。前記発光素子は、支持基板と、前記支持基板上に配置されて、第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層の下に第１活性層、前記第１活性層の下に第２導電型の第２半導体層を有する第１発光構造物と、前記第１発光構造物の下に第１反射電極と、前記第１反射電極のまわりに配置された第１金属層と、前記支持基板上に配置されて、第１導電型の第３半導体層、前記第３半導体層の下に第２活性層、前記第２活性層の下に第２導電型の第４半導体層を有する第２発光構造物と、前記第２発光構造物の下に第２反射電極と、前記第２反射電極のまわりに配置された第２金属層と、前記第１発光構造物の第１半導体層内部に接触されて、前記第２反射電極と電気的に連結されたコンタクト部とを備える。
本発明の一実施例による発光素子パッケージは、胴体と、前記胴体の上に配置された発光素子と、前記発光素子に電気的に連結された第１リード電極及び第２リード電極とを備える。前記発光素子は、反射電極、前記反射電極上に第２導電型半導体層、前記第２導電型半導体層の上に活性層、前記活性層の上に第１導電型半導体層をそれぞれ有する複数の発光セルと、前記複数の発光セルのうちで第１発光セルの第１導電型半導体層の内部に接触されて、前記第１発光セルに隣接した第２発光セルの反射電極に電気的に連結されたコンタクト部と、前記第２発光セルの反射電極のまわりに配置された金属層とを備える。
本発明の一実施例によるライトユニットは、基板と、前記基板の上に配置された発光素子と、前記発光素子から提供される光が過ぎ去る光学部材とを備える。前記発光素子は、支持基板と、前記支持基板上に配置されて、第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層の下に第１活性層、前記第１活性層の下に第２導電型の第２半導体層を有する第１発光構造物と、前記第１発光構造物の下に第１反射電極と、前記第１反射電極のまわりに配置された第１金属層と、前記支持基板上に配置されて、第１導電型の第３半導体層、前記第３半導体層の下に第２活性層、前記第２活性層の下に第２導電型の第４半導体層を有する第２発光構造物と、前記第２発光構造物の下に第２反射電極と、前記第２反射電極のまわりに配置された第２金属層と、前記第１発光構造物の第１半導体層内部に接触されて、前記第２反射電極と電気的に連結されたコンタクト部とを備える。
本発明の一実施例によるライトユニットは、基板と、前記基板の上に配置された発光素子と、前記発光素子から提供される光が過ぎ去る光学部材とを備える。前記発光素子は、反射電極、前記反射電極上に第２導電型半導体層、前記第２導電型半導体層の上に活性層、前記活性層の上に第１導電型半導体層をそれぞれ有する複数の発光セルと、前記複数の発光セルのうちで第１発光セルの第１導電型半導体層の内部に接触されて、前記第１発光セルに隣接した第２発光セルの反射電極に電気的に連結されたコンタクト部と、前記第２発光セルの反射電極のまわりに配置された金属層とを備える。
本発明の一実施例による発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニットは、工程安全性が向上して、電気的に連結された複数の発光セルを提供することができる。
本発明の一実施例による発光素子を示した図面である。 本発明の一実施例による発光素子製造方法を示した図面である。 同じく、本発明の一実施例による発光素子製造方法を示した図面である。 同じく、本発明の一実施例による発光素子製造方法を示した図面である。 同じく、本発明の一実施例による発光素子製造方法を示した図面である。 同じく、本発明の一実施例による発光素子製造方法を示した図面である。 同じく、本発明の一実施例による発光素子製造方法を示した図面である。 本発明の一実施例による発光素子の変形例を示した図面である。 同じく、本発明の一実施例による発光素子の変形例を示した図面である。 同じく、本発明の一実施例による発光素子の変形例を示した図面である。 同じく、本発明の一実施例による発光素子の変形例を示した図面である。 本発明の一実施例による発光素子パッケージを示した図面である。 本発明の一実施例による表示装置を示した図面である。 本発明の一実施例による表示装置の他の例を示した図面である。 本発明の一実施例による照明装置を示した図面である。
本発明の一実施例の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物らが基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンらの“上/うえ(on)”にまたは“下/した(under)”に形成されることで記載する場合において、“上/うえ(on)”と“下/した(under)”は“直接(directly)”または“他の層を介して(indirectly)”形成されることをすべて含む。また、各層の上/うえ、または下/したに対する基準は図面を基準で説明する。
図面で各層の厚さや大きさは説明の便宜及び明確性のために誇張されるか、または省略されるか、または概略的に図示されることができる。また、各構成要素の大きさは実際大きさを全面的に反映するものではない。
以下、添付された図面を参照して実施例らによる発光素子、発光素子パッケージ、ライトユニット及び発光素子製造方法に対して詳しく説明するようにする。
図１は、実施例による発光素子を示した図面である。
本発明の一実施例による発光素子は、図１に示されるように、第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０、第１反射電極１７、第２反射電極２７、第３反射電極３７、電極８０を備えることができる。図１には３個の発光構造物が配置された場合を示したが、本発明の別の実施例による発光素子は、２個の発光構造物を備えることもでき、また４個以上の発光構造物を備えることもできる。これら複数の発光構造物は、電気的に直列構造で連結することができる。これら複数の発光構造物は、支持基板７０上に配置することができる。
第１発光構造物１０は、第１導電型の第１半導体層１１、第１活性層１２、第２導電型の第２半導体層１３を備えることができる。第１活性層１２は、第１導電型の第１半導体層１１と第２導電型の第２半導体層１３との間に配置することができる。第１活性層１２は、第１導電型の第１半導体層１１下に配置することができ、第２導電型の第２半導体層１３は、第１活性層１２下に配置することができる。
例として、第１導電型の第１半導体層１１が第１導電型ドーパントとしてｎ型ドーパントが添加されたｎ型半導体層で形成されて、第２導電型の第２半導体層１３が第２導電型ドーパントとしてｐ型ドーパントが添加されたｐ型半導体層で形成されることができる。また、第１導電型の第１半導体層１１がｐ型半導体層で形成されて、第２導電型の第２半導体層１３がｎ型半導体層で形成されることもできる。
第１導電型の第１半導体層１１は、例えば、ｎ型半導体層を含むことができる。第１導電型の第１半導体層１１は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１-x-yＮ(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で具現することができる。第１導電型の第１半導体層１１は、例えばＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどで選択されることができるし、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントがドーピングされることができる。
第１活性層１２は、第１導電型の第１半導体層１１を通じて注入される電子(または正孔)と第２導電型の第２半導体層１３を通じて注入される正孔(または、電子)がお互いに会って、第１活性層１２の形成物質によるエネルギーバンド(energy band)のバンドギャップ(band gap)差によって光を放出する層である。第１活性層１２は単一井構造、多重井構造、量子点構造または量子線構造のうちの何れか一つで形成されることができるが、これに限定されるものではない。
第１活性層１２は、例としてＩｎｘＡｌｙＧａ1-ｘ-ｙＮ(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で具現されることができる。第１活性層１２が多重井構造で具現された場合、第１活性層１２は、複数の井戸層と複数の障壁層が積層されて具現されることができるし、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層/ＧａＮ障壁層の周期で具現されることができる。
第２導電型の第２半導体層１３は、例えば、ｐ型半導体層で具現されることができる。第２導電型の第２半導体層１３は、ＩｎｘＡｌｙＧａ1-ｘ-ｙＮ(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で具現されることができる。第２導電型の第２半導体層１３は、例えばＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどで選択されることができるし、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドーピングされることができる。
一方、第１導電型の第１半導体層１１がｐ型半導体層を含んで、第２導電型の第２半導体層１３がｎ型半導体層を含むこともできる。また、第２導電型の第２半導体層１３下にはｎ型またはｐ型半導体層を含む半導体層がさらに形成されることもできる。これによって、第１発光構造物１０は、ｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、ｐｎｐ接合構造のうちの少なくとも何れか一つを有することができる。また、第１導電型の第１半導体層１１及び第２導電型の第２半導体層１３内の不純物のドーピング濃度は均一またはばらつくように形成されることができる。すなわち、第１発光構造物１０の構造は多様に形成することができるし、これに対して限定しない。
また、第１導電型の第１半導体層１１と第１活性層１２との間には、第１導電型ＩｎＧａＮ/ＧａＮスーパーラティス構造またはＩｎＧａＮ/ＩｎＧａＮスーパーラティス構造が形成されることもできる。また、第２導電型の第２半導体層１３と第１活性層１２との間には、第２導電型のＡｌＧａＮ層が形成されることもできる。
そして、第２発光構造物２０は、第１導電型の第３半導体層２１、第２活性層２２、第２導電型の第４半導体層２３を有することができる。第２活性層２２は、第１導電型の第３半導体層２１と第２導電型の第４半導体層２３との間に配置することができる。第２活性層２２は、第１導電型の第３半導体層２１下に配置することができるし、第２導電型の第４半導体層２３は、第２活性層２２下に配置することができる。第２発光構造物２０は、上で説明された第１発光構造物１０に準じて類似に形成されることができる。
また、第３発光構造物３０は、第１導電型の第５半導体層３１、第３活性層３２、第２導電型の第６半導体層３３を有することができる。第３活性層３２は、第１導電型の第５半導体層３１と第２導電型の第６半導体層３３との間に配置することができる。第３活性層３２は、第１導電型の第５半導体層３１下に配置することができるし、第２導電型の第６半導体層３３は、第３活性層３２下に配置することができる。第３発光構造物３０は、上で説明された前記第１発光構造物１０に準じて類似に形成されることができる。
第１発光構造物１０下に第１オーミック接触層１５と第１反射電極１７が配置されることができる。第１発光構造物１０の下及び前記第１反射電極１７のまわりに第１電極層１９が配置されることができる。第１電極層１９は、第１オーミック接触層１５のまわり及び第１反射電極１７の下に配置されることができる。
前記第１オーミック接触層１５は、例えば透明導電性酸化膜層で形成することができる。第１オーミック接触層１５は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｐｔ、Ａｇのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成することができる。
第１反射電極１７は、高反射率を有する金属材質で形成することができる。例えば、第１反射電極１７は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｈｆのうちの少なくとも一つを含む金属または合金で形成することができる。また、第１反射電極１７は、金属または合金とＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)、ＩＺＯ(Indium-Zinc-Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium-Zinc-Tin-Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium-Gallium-Zinc-Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium-Gallium-Tin-Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum-Zinc-Oxide)、ＡＴＯ(Antimony-Tin-Oxide)などの透光性伝導性物質を利用して多層で形成することができる。例えば、実施例で第１反射電極１７はＡｇ、Ａｌ、Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕ合金、またはＡｇ-Ｃｕ合金のうちの少なくとも何れか一つを含むことができる。
第１オーミック接触層１５は、第１発光構造物１０とオーミック接触になるように形成することができる。また、第１反射電極１７は第１発光構造物１０から入射される光を反射させて、外部に抽出される光量を増加させる機能を遂行することができる。
第１金属層１９は、ボンディング層６０が提供される工程でボンディング層６０に含まれた物質が第１反射電極１７方向に拡散することを防止する機能を遂行することができる。第１金属層１９は、ボンディング層６０に含まれたスズ(Ｓｎ)などの物質が第１反射電極１７などに影響を及ぼすことを防止することができる。第１金属層１９は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ-Ｗ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒのうちの少なくとも一つを含むことができる。第１金属層１９は透明導電性酸化膜層で具現されることもできる。第１金属層１９はアイソレーション層またはチャンネル層で指称されることもできる。
また、第２発光構造物２０の下に第２オーミック接触層２５と第２反射電極２７が配置されることができる。第２発光構造物２０の下及び第２反射電極２７のまわりに第２金属層２９が配置されることができる。第２金属層２９は第２オーミック接触層２５のまわり及び第２反射電極２７の下に配置されることができる。第２金属層２９の第１領域は、第１発光構造物１０と第２発光構造物２０との間に露出することができる。
第２オーミック接触層２５は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第２オーミック接触層２５は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｐｔ、Ａｇのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成することができる。
第２反射電極２７は、高反射率を有する金属材質で形成することができる。例えば、第２反射電極２７は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｈｆのうちの少なくとも一つを含む金属または合金で形成することができる。また、第２反射電極２７は、金属または合金とＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)、ＩＺＯ(Indium-Zinc-Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium-Zinc-Tin-Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium-Gallium-Zinc-Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium-Gallium-Tin-Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum-Zinc-Oxide)、ＡＴＯ(Antimony-Tin-Oxide)などの透光性伝導性物質を利用して多層で形成することができる。例えば、実施例で第２反射電極２７は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕ合金、またはＡｇ-Ｃｕ合金のうちの少なくとも何れか一つを含むことができる。
第２オーミック接触層２５は、第２発光構造物２０とオーミック接触になるように形成することができる。また、第２反射電極２７は、第２発光構造物２０から入射される光を反射させて外部に抽出される光量を増加させる機能を遂行することができる。
第２金属層２９は、ボンディング層６０が提供される工程でボンディング層６０に含まれた物質が第２反射電極２７の方向に拡散することを防止する機能を遂行することができる。第２金属層２９は、ボンディング層６０に含まれたスズ(Ｓｎ)などの物質が第２反射電極２７などに影響を及ぼすことを防止することができる。第２金属層２９は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ-Ｗ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒのうちの少なくとも一つを含むことができる。第２金属層２９は透明導電性酸化膜層で具現されることもできる。第２金属層２９はアイソレーション層またはチャンネル層で指称されることもできる。
また、第３発光構造物３０の下に第３オーミック接触層３５と第３反射電極３７が配置されることができる。第３発光構造物３０の下及び第３反射電極３７のまわりに第３金属層３９が配置されることができる。第３金属層３９は第３オーミック接触層３５のまわり及び第３反射電極３７の下に配置されることができる。第３金属層３９の第１領域は、第２発光構造物２０と第３発光構造物３０との間に露出することができる。
前記第３オーミック接触層３５は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第３オーミック接触層３５は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｐｔ、Ａｇのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成されることができる。
第３反射電極３７は、高反射率を有する金属材質で形成することができる。例えば、第３反射電極３７は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｈｆのうちの少なくとも一つを含む金属または合金で形成されることができる。また、第３反射電極３７は、前記金属または合金とＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)、ＩＺＯ(Indium-Zinc-Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium-Zinc-Tin-Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium-Gallium-Zinc-Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium-Gallium-Tin-Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum-Zinc-Oxide)、ＡＴＯ(Antimony-Tin-Oxide)などの透光性伝導性物質を利用して多層で形成されることができる。例えば、実施例で第３反射電極３７は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕ合金、またはＡｇ-Ｃｕ合金のうちの少なくとも何れか一つを含むことができる。
第３オーミック接触層３５は、第３発光構造物３０とオーミック接触になるように形成することができる。また、第３反射電極３７は、第３発光構造物３０から入射される光を反射させて外部に抽出される光量を増加させる機能を遂行することができる。
第３金属層３９は、ボンディング層６０が提供される工程でボンディング層６０に含まれた物質が第３反射電極３７の方向に拡散することを防止する機能を遂行することができる。第３金属層３９は、ボンディング層６０に含まれたスズ(Ｓｎ)などの物質が第３反射電極３７などに影響を及ぼすことを防止することができる。第３金属層３９は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ-Ｗ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒのうちの少なくとも一つを含むことができる。第３金属層３９は、透明導電性酸化膜層で具現されることもできる。第３金属層３９はアイソレーション層またはチャンネル層で指称されることもできる。
第１発光構造物１０下に第１コンタクト部４３が配置されることができる。第１コンタクト部４３は、第１導電型の第１半導体層１１の内部に接触することができる。第１コンタクト部４３は、第２金属層２９の下部に接触することができる。第１コンタクト部４３は、第２金属層２９の側面に接触することができる。第２金属層２９は第２反射電極２７、第２オーミック接触層２５、及び第２導電型の第４半導体層２３と電気的に連結されるので、第１コンタクト部４３は、第２オーミック接触層２５、第２反射電極２７、及び第２導電型の第４半導体層２３に電気的に連結されることができる。よって、第１導電型の第１半導体層１１は、第１コンタクト部４３を通じて第２導電型の第４半導体層２３に電気的に連結されることができる。
第１コンタクト部４３は、例えばＣｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｖのうちから選択された少なくとも一つの物質で具現されることができる。また、第１コンタクト部４３は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第１コンタクト部４３は、例として、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成されることができる。
第１コンタクト部４３は、第１導電型の第１半導体層１１内に接触することができる。例えば、第１導電型の第１半導体層１１がＧａＮ層を含んで具現されることができる。このとき、半導体層の成長方向及び蝕刻方向を考慮すれば、第１コンタクト部４３は、第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面(Ga face)に接触することができる。このように、本発明の実施例によれば、第１コンタクト部４３が第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触される場合に比べて熱的安全性を確保することができるようになる。また、本発明の一実施例によれば、第１コンタクト部４３が第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触される場合に比べて動作電圧による特性曲線の変動が小さくなって信頼性を確保することができるし、高電流印加に有用に適用されることができるようになる。
第１コンタクト部４３と第２導電型の第２半導体層１３との間に第１絶縁層４１が配置されることができる。第１コンタクト部４３と第１活性層１２との間に第１絶縁層４１が配置されることができる。第１絶縁層４１は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＡｌＮのように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。
第２発光構造物２０の下に第２コンタクト部５３が配置されることができる。第２コンタクト部５３は、第１導電型の第３半導体層２１と第３反射電極３７を電気的に連結する。第２コンタクト部５３は、第１導電型の第３半導体層２１の内部に接触することができる。第２コンタクト部５３は、第３金属層３９の下部に接触することができる。第２コンタクト部５３は、第３金属層３９の側面に接触することができる。第３金属層３９は、第３反射電極３７、第３オーミック接触層３５、及び第２導電型の第６半導体層３３と電気的に連結されるので、第２コンタクト部５３は、第３オーミック接触層３５、第３反射電極３７、及び第２導電型の第６半導体層３３に電気的に連結されることができる。よって、第１導電型の第３半導体層２１は、第２コンタクト部５３を通じて第２導電型の第６半導体層３３に電気的に連結されることができる。
第２コンタクト部５３は、例えばＣｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｖのうちから選択された少なくとも一つの物質で具現されることができる。また、第２コンタクト部５３は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第２コンタクト部５３は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成されることができる。
第２コンタクト部５３は、第１導電型の第３半導体層２１内に接触することができる。例えば、第１導電型の第３半導体層２１がＧａＮ層を含んで具現されることができる。このとき、半導体層の成長方向及び蝕刻方向を考慮すれば、第２コンタクト部５３は、第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面(Ga face)に接触することができる。このように、本発明の一実施例によれば、第２コンタクト部５３が第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触される場合に比べて熱的安全性を確保することができるようになる。また、本発明の一実施例によれば、第２コンタクト部５３が第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触される場合に比べて動作電圧による特性曲線の変動が小さくなって信頼性を確保することができるし、高電流印加に有用に適用されることができるようになる。
第２コンタクト部５３と第２導電型の第２半導体層２３との間に第２絶縁層５１が配置されることができる。第２コンタクト部５３と第２活性層２２との間に第２絶縁層５１が配置されることができる。第２絶縁層５１は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＡｌＮのように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。
第２金属層２９及び第３金属層３９下に第３絶縁層４０が配置されることができる。第３絶縁層４０は酸化物または窒化物で具現されることができる。第３絶縁層４０は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3のように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。第３絶縁層４０の第１領域は、第１絶縁層４１下部に接触して配置することができる。第３絶縁層４０の第２領域は、第２絶縁層５１下部に接触して配置することができる。第１絶縁層４１、第２絶縁層５１、第３絶縁層４０は一つの絶縁層で形成することもできる。
第１金属層１９と第３絶縁層４０下に拡散障壁層５０、ボンディング層６０、支持部材７０が配置されることができる。
拡散障壁層５０は、ボンディング層６０が提供される工程でボンディング層６０に含まれた物質が第１反射電極１７、第２反射電極２７、第３反射電極３７の方向に拡散することを防止する機能を遂行することができる。拡散障壁層５０は、ボンディング層６０に含まれたスズ(Ｓｎ)などの物質が第１反射電極１７、第２反射電極２７、第３反射電極３７などに影響を及ぼすことを防止することができる。拡散障壁層５０は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ-Ｗ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ物質のうちの少なくとも一つを含むことができる。
ボンディング層６０は、バリア金属またはボンディング金属などを含んで、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、ＰｄまたはＴａのうちの少なくとも一つを含むことができる。支持部材７０は実施例による発光素子を支持して、外部電極と電気的に連結されて第１発光構造物１０に電源を提供することができる。ボンディング層６０は、シード層で具現されることもできる。
支持部材７０は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｕ-Ｗまたは不純物が注入された半導体基板(例:Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど)のうちの少なくとも何れか一つで形成されることができる。また、支持部材７０は絶縁性物質で具現されることもできる。支持部材７０は、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２程度の物質で具現されることもできる。
一方、第１導電型の第５半導体層３１上に電極８０が配置されることができる。電極８０は、第１導電型の第５半導体層３１に電気的に連結されることができる。電極８０は、第１導電型の第５半導体層３１上部面に接触することができる。
これによって、電極８０及び第１反射電極１７によって第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、及び第３発光構造物３０に電源が提供されることができるようになる。第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０は電気的に直列構造で連結される。これによって、電極８０及び第１反射電極１７を通じて電源が印加されれば、第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０で光が提供されることができるようになる。
本発明の一実施例によれば、電極８０は多層構造で具現されることもできる。電極８０はオーミック接触層、中問層、上部層で具現されることができる。オーミック接触層はＣｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎなどから選択された物質を含んでオーミック接触を具現することができる。中問層は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどから選択された物質で具現されることができる。上部層は、例えば、Ａｕを含むことができる。
第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０の上部面に光抽出パターンが提供されることができる。第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０の上部面に凹凸パターンが提供されることができる。これによって、本発明の一実施例によれば、外部光抽出効果を上昇させることができるようになる。
第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０上には保護層がさらに配置されることができる。保護層は、酸化物または窒化物で具現されることができる。保護層は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3のように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。保護層は、第１発光構造物１０及び第３発光構造物３０のまわりに提供することができる。
本発明の一実施例によれば、第１コンタクト部４３及び第２コンタクト部５３を通じて隣り合う発光構造物間に電気的に直列構造で連結されることができる。第１発光構造物１０は第２発光構造物２０と離隔されて配置されることができる。第１発光構造物１０と第２発光構造物２０との間に第２金属層２９が露出することができる。第２発光構造物２０は、第３発光構造物３０と離隔されて配置することができる。第２発光構造物２０と第３発光構造物３０との間に第３金属層３９が露出することができる。
本発明の一実施例による発光素子は、複数の発光構造物が電気的に直列連結されて、高電圧が印加されることができる。また、複数の発光構造物間に絶縁層が形成されていないので、絶縁層の熱的変形などによって発光構造物が損傷されることを防止することができるようになる。これによって、本発明の一実施例による発光素子は、相対的に高い信頼性を確保することができるようになる。
本発明の一実施例による発光素子は、複数の発光セルを含む。それぞれの発光セルは、反射電極、当該反射電極上に第２導電型半導体層、当該第２導電型半導体層の上に活性層、当該活性層の上に第１導電型半導体層を有することができる。また、複数の発光セルのうちで第１発光セルの第１導電型半導体層の内部に接触して、第１発光セルに隣接した第２発光セルの反射電極に電気的に連結されたコンタクト部を有する。また、第２発光セルの反射電極のまわりに配置された金属層をさらに有することができるし、第１発光セルと第２発光セルとの間に当該金属層の一部領域が露出することができる。コンタクト部は、第２発光セルの金属層の下部に接触することができる。コンタクト部は、第２発光セルの金属層の側面に接触することができる。そして、第２発光セルの第１導電型半導体層に電気的に連結された電極を有することができる。これによって、第１発光セルに含まれた反射電極と第２発光セルに含まれた電極に電源が提供されれば第１発光セルと第２発光セルは電気的に直列構造で連結されて光を発光することができるようになる。
そうすると、図２乃至図７を参照して、本発明の一実施例による発光素子製造方法を説明することにする。
本発明の一実施例による発光素子製造方法によれば、図２に示されるように、成長基板５上に第１導電型半導体層１１a、活性層１２a、第２導電型半導体層１３aを形成する。第１導電型半導体層１１a、活性層１２a、第２導電型半導体層１３aは、発光構造物１０aで定義されることができる。
成長基板５は、例えば、サファイア基板(Ａｌ２Ｏ３)、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅのうちの少なくとも一つで形成されることができるし、これに対して限定しない。第１導電型の第１半導体層１１と成長基板５との間にはバッファ層がさらに形成されることができる。
例として、第１導電型半導体層１１aが第１導電型ドーパントとしてｎ型ドーパントが添加されたｎ型半導体層で形成されて、第２導電型半導体層１３aが第２導電型ドーパントとしてｐ型ドーパントが添加されたｐ型半導体層で形成されることができる。また、第１導電型半導体層１１aがｐ型半導体層で形成されて、第２導電型半導体層１３aがｎ型半導体層で形成されることもできる。
第１導電型半導体層１１aは、例えば、ｎ型半導体層を含むことができる。第１導電型半導体層１１aはＩｎｘＡｌｙＧａ1-ｘ-ｙＮ(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で形成することができる。第１導電型半導体層１１aは、例えば、ＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどで選択されることができるし、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントがドーピングされることができる。
活性層１２aは、第１導電型半導体層１１aを通じて注入される電子(または正孔)と第２導電型半導体層１３aを通じて注入される正孔(または電子)がお互いに会って、活性層１２aの形成物質によるエネルギーバンド(energy band)のバンドギャップ(band gap)差によって光を放出する層である。活性層１２aは、単一井構造、多重井構造(ＭＱＷ:Multi Quantum Well)、量子点構造または量子線構造のうちの何れか一つで形成されることができるが、これに限定されるものではない。
活性層１２aは、ＩｎｘＡｌｙＧａ1-ｘ-ｙＮ(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で形成されることができる。活性層１２aが多重井構造で形成された場合、活性層１２aは複数の井戸層と複数の障壁層が積層されて形成されることができるし、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層/ＧａＮ障壁層の周期で形成されることができる。
第２導電型半導体層１３aは、例えば、ｐ型半導体層で具現されることができる。第２導電型半導体層１３aは、ＩｎｘＡｌｙＧａ1-ｘ-ｙＮ(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で形成することができる。第２導電型半導体層１３aは、例えばＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどで選択されることができるし、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドーピングされることができる。
一方、第１導電型半導体層１１aがｐ型半導体層を含んで、第２導電型半導体層１３aがｎ型半導体層を含むこともできる。また、第２導電型半導体層１３a上にはｎ型またはｐ型半導体層を含む半導体層がさらに形成されることもでき、これによって、発光構造物１０aは、ｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、ｐｎｐ接合構造のうちの少なくとも何れか一つを有することができる。また、第１導電型半導体層１１a及び第２導電型半導体層１３a内の不純物のドーピング濃度は均一または不均一に形成されることができる。すなわち、発光構造物１０aの構造は多様に形成されることができるし、これに対して限定しない。
また、第１導電型半導体層１１aと活性層１２aとの間には第１導電型ＩｎＧａＮ/ＧａＮスーパーラティス構造またはＩｎＧａＮ/ＩｎＧａＮスーパーラティス構造が形成されることもできる。また、第２導電型半導体層１３aと活性層１２aとの間には第２導電型のＡｌＧａＮ層が形成されることもできる。
引き継いで、図３に示されるように、第２導電型半導体層１３aの第１領域の上に第１オーミック接触層１５、第１反射電極１７が形成される。また、第２導電型半導体層１３aの第２領域の上に第２オーミック接触層２５、第２反射電極２７が形成されて、第２導電型半導体層１３aの第３領域の上に第３オーミック接触層３５、第３反射電極３７が形成される。
第１オーミック接触層１５、第２オーミック接触層２５、第３オーミック接触層３５は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第１オーミック接触層１５、第２オーミック接触層２５、第３オーミック接触層３５は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Pt、Agのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成されることができる。
第１反射電極１７、第２反射電極２７、第３反射電極３７は高反射率を有する金属材質で形成することができる。例えば、第１反射電極１７、第２反射電極２７、第３反射電極３７は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｈｆのうちの少なくとも一つを含む金属または合金で形成することができる。また、第１反射電極１７、第２反射電極２７、第３反射電極３７は、金属または合金とＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)、ＩＺＯ(Indium-Zinc-Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium-Zinc-Tin-Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium-Gallium-Zinc-Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium-Gallium-Tin-Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum-Zinc-Oxide)、ＡＴＯ(Antimony-Tin-Oxide)などの透光性伝導性物質を利用して多層で形成することができる。例えば、実施例で第１反射電極１７、第２反射電極２７、第３反射電極３７は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕ合金、またはＡｇ-Ｃｕ合金のうちの少なくとも何れか一つを含むことができる。
引き継いで、図４に示されるように、第１反射電極１７、第２反射電極２７、第３反射電極３７の上に金属層を形成して、第１導電型半導体層１１aに第１コンタクト部４３、第１絶縁層４１、第２コンタクト部５３、第２絶縁層５１を形成することができる。第１コンタクト部４３及び第１絶縁層４１によって第１金属層１９と第２金属層２９を分離することができる。第２コンタクト部５３及び第２絶縁層５１によって第２金属層２９と第３金属層３９を分離することができる。次に、第１絶縁層４１、第２絶縁層５１、第１コンタクト部４３、第２コンタクト部の５３上に第３絶縁層４０が形成されることができる。第３絶縁層４０は、第１絶縁層４１及び第２絶縁層５１と同一工程で形成することもでき、お互いに分離した工程で形成することもできる。
第１コンタクト部４３及び第２コンタクト部５３は、例えばＣｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｖのうちから選択された少なくとも一つの物質で具現されることができる。また、第１コンタクト部４３及び第２コンタクト部５３は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第１コンタクト部４３及び第２コンタクト部５３は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成されることができる。
第１絶縁層４１、第２絶縁層５１、第３絶縁層４０は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＡｌＮのように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。
第１金属層１９、第２金属層２９、第３金属層３９は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ-Ｗ、Ｗ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒのうちの少なくとも一つを含むことができる。第１金属層１９、第２金属層２９、第３金属層３９は透明導電性酸化膜層で具現されることもできる。
一方、第１絶縁層４１、第１コンタクト部４３、第２絶縁層４３、第２コンタクト部５３が先に形成された後に、第１金属層１９、第２金属層２９、第３金属層３９が形成されることもできる。
次に、図５に示されるように、第１金属層１９と第３絶縁層４０上に拡散障壁層５０、ボンディング層６０、支持部材７０を形成する。
拡散障壁層５０は、ボンディング層６０が提供される工程でボンディング層６０に含まれた物質が第１反射電極１７の方向に拡散することを防止する機能を遂行することができる。拡散障壁層５０はボンディング層６０に含まれたスズ(Ｓｎ)などの物質が第１反射電極１７などに影響を及ぼすことを防止することができる。拡散障壁層５０は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ-Ｗ、Ｗ、Ｐｔ物質のうちの少なくとも一つを含むことができる。
ボンディング層６０は、バリア金属またはボンディング金属などを含んで、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、ＡｇまたはＴａのうちの少なくとも一つを含むことができる。支持部材７０は実施例による発光素子を支持して、外部電極と電気的に連結されて第１反射電極１７に電源を提供することができる。
支持部材７０は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｕ-Ｗまたは不純物が注入された半導体基板(例:Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど)のうちの少なくとも何れか一つで形成することができる。また、支持部材７０は絶縁性物質で具現されることもできる。支持部材７０は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ2程度の物質で具現されることもできる。
次に、第１導電型半導体層１１aから成長基板５をとり除く。一つの例として、成長基板５はレーザーリフトオフ(ＬＬＯ:Laser Lift Off)工程によって除去されることができる。レーザーリフトオフ工程(ＬＬＯ)は、成長基板５の下面にレーザーを照射して、成長基板５と第１導電型半導体層１１aをお互いに剥離させる工程である。
引き継いで、図６に示されるように、アイソレーションエッチングを遂行して第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０を分離させる。アイソレーションエッチングは、例えば、ＩＣＰ(Inductively Coupled Plasma)のような乾式蝕刻によって実施されることができるが、これに限定しない。アイソレーションエッチングによって第１金属層１９、第２金属層２９、第３金属層３９の一部領域を露出することができるようになる。第１金属層１９、第２金属層２９、第３金属層３９は一種のエッチングストッパ(etching stopper)機能を遂行することができる。
第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０の上部面に光抽出パターンが形成されることができる。第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０上部面に凹凸パターンが形成されることができる。これによって、本発明の一実施例によれば、光抽出効果を上昇させることができるようになる。
第１導電型の第５半導体層３１上に電極８０が配置されることができる。電極８０は第１導電型の第５半導体層３１に電気的に連結されることができる。電極８０は第１導電型の第５半導体層３１上部面に接触されることができる。
これによって、電極８０及び第１反射電極１７によって第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、及び第３発光構造物３０に電源が提供されることができるようになる。第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０は電気的に直列構造で連結される。これによって、電極８０及び第１反射電極１７を通じて電源が印加されれば第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０で光が提供されることができるようになる。
本発明の一実施例によれば、電極８０は多層構造で具現されることもできる。電極８０はオーミック接触層、中問層、上部層で具現されることができる。オーミック接触層は、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎなどから選択された物質を含んでオーミック接触を具現することができる。中問層は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどから選択された物質で具現されることができる。上部層は、例えば、Ａｕを含むことができる。
第１発光構造物１０、第２発光構造物２０、第３発光構造物３０上には保護層がさらに配置されることができる。保護層は、酸化物または窒化物で具現されることができる。保護層は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3のように透光性及び絶縁性を有する材質で形成されることができる。保護層は第１発光構造物１０及び第３発光構造物３０のまわりに提供されることができる。
本発明の一実施例によれば、第１コンタクト部４３及び第２コンタクト部５３を通じて隣り合う発光構造物の間に電気的に直列構造で連結されることができる。第１発光構造物１０は第２発光構造物２０と離隔して配置することができる。第１発光構造物１０と第２発光構造物２０との間に第２金属層２９が露出することができる。第２発光構造物２０は第３発光構造物３０と離隔して配置することができる。第２発光構造物２０と第３発光構造物３０の間に第３金属層３９が露出することができる。第１発光構造物１０と第２発光構造物２０との間の間隔及び第２発光構造物２０と第３発光構造物３０との間の間隔は、１０マイクロメートル以内に形成することができる。これによって、本発明の一実施例によれば、蝕刻される発光構造物領域を最小化することで発光性能を向上させることができるようになる。
本発明の一実施例による発光素子は、複数の発光構造物が電気的に直列連結されて高電圧が印加されることができる。また、これら複数の発光構造物の間に絶縁層が形成されていないので、絶縁層の熱的変形などによって発光構造物が損傷されることを防止することができるようになる。これによって、本発明の一実施例による発光素子は、相対的に高い信頼性を確保することができるようになる。
一方、図７に示されるように、第１コンタクト部４３によって第２導電型の第２半導体層の第１領域１３ｂが平面で孤立するように形成されることができる。また、第１絶縁層４１によって第１コンタクト部４３が第２導電型の第２半導体層１３から電気的に絶縁されることができるようになる。第１絶縁層４１は、第２導電型の第２半導体層１３内で第１コンタクト部４３を取り囲むことができる。
図８は、本発明の一実施例による発光素子の他の例を示した図面である。図８に示された実施例による発光素子を説明するにおいて、図１を参照して説明された部分と重複する部分については説明を省略する。
第１発光構造物１０下に第１コンタクト部４３が配置されることができる。第１コンタクト部４３は、第１導電型の第１半導体層１１と第２反射電極２７を電気的に連結する。第１コンタクト部４３は、第１導電型の第１半導体層１１の内部に接触することができる。第１コンタクト部４３は、第２金属層２９の側面に接触することができる。第１コンタクト部４３は、第２オーミック接触層２５、第２反射電極２７、及び第２導電型の第４半導体層２３に電気的に連結されることができる。第１導電型の第１半導体層１１は、第１コンタクト部４３を通じて第２導電型の第４半導体層２３に電気的に連結されることができる。
第１コンタクト部４３は、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｖのうちから選択された少なくとも一つの物質で具現されることができる。また、第１コンタクト部４３は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第１コンタクト部４３は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成することができる。
第１コンタクト部４３は、第１導電型の第１半導体層１１内に接触することができる。例えば、第１導電型の第１半導体層１１がＧａＮ層を含んで具現されることができる。このとき、半導体層の成長方向及び蝕刻方向を考慮すれば、第１コンタクト部４３は第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面(Ga face)に接触することができる。このように、本発明の一実施例によれば、第１コンタクト部４３が第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて熱的安全性を確保することができるようになる。また、本発明の一実施例によれば、第１コンタクト部４３が第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて動作電圧による特性曲線の変動が小さくなって信頼性を確保することができるし、高電流印加に有用に適用されることができるようになる。
第１コンタクト部４３と第２導電型の第２半導体層１３との間に第１絶縁層４１が配置されることができる。第１コンタクト部４３と第１活性層１２との間に第１絶縁層４１が配置されることができる。第１絶縁層４１は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＡｌＮのように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。
第２発光構造物２０下に第２コンタクト部５３が配置されることができる。第２コンタクト部５３は第１導電型の第３半導体層２１と第３反射電極２７を電気的に連結する。第２コンタクト部５３は第１導電型の第３半導体層２１の内部に接触することができる。第２コンタクト部５３は第３金属層３９の側面に接触することができる。第２コンタクト部５３は第３オーミック接触層３５、第３反射電極３７、及び第２導電型の第６半導体層３３に電気的に連結されることができる。第１導電型の第３半導体層２１は第２コンタクト部５３を通じて第２導電型の第６半導体層３３に電気的に連結されることができる。
第２コンタクト部５３は、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｖのうちから選択された少なくとも一つの物質で具現されることができる。また、第２コンタクト部５３は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第２コンタクト部５３は、例として、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成されることができる。
第２コンタクト部５３は、第１導電型の第３半導体層２１内に接触することができる。例えば、第１導電型の第３半導体層２１がＧａＮ層を含んで具現されることができる。このとき、半導体層の成長方向及び蝕刻方向を考慮すれば、第２コンタクト部５３は第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面(Ga face)に接触することができる。このように、本発明の一実施例によれば、第２コンタクト部５３が第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて熱的安全性を確保することができるようになる。また、本発明の一実施例によれば、第２コンタクト部５３が第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて動作電圧による特性曲線の変動が小さくなって信頼性を確保することができるし、高電流印加に有用に適用されることができるようになる。
第２コンタクト部５３と第２導電型の第２半導体層２３との間に第２絶縁層５１が配置されることができる。第２コンタクト部５３と第２活性層２２との間に前記第２絶縁層５１が配置されることができる。第２絶縁層５１は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＡｌＮのように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。
図９は、本発明の一実施例による発光素子の他の例を示した図面である。図９に示された実施例による発光素子を説明するにおいて、図１を参照して説明された部分と重複する部分については説明を省略する。
第１発光構造物１０下に第１コンタクト部４３が配置されることができる。第１コンタクト部４３は第１導電型の第１半導体層１１と第２反射電極２７を電気的に連結する。第１コンタクト部４３は第１導電型の第１半導体層１１の内部に接触することができる。第１コンタクト部４３は、第２金属層２９の下部に接触することができる。第１コンタクト部４３は、第２金属層２９の側面に接触することができる。第１コンタクト部４３は、第２オーミック接触層２５、第２反射電極２７、及び第２導電型の第４半導体層２３に電気的に連結されることができる。第１導電型の第１半導体層１１は第１コンタクト部４３を通じて第２導電型の第４半導体層２３に電気的に連結されることができる。
第１コンタクト部４３の第１領域は、第１発光構造物１０と第２発光構造物２０との間に露出することができる。また、第１発光構造物１０と第２発光構造物２０との間に第２金属層２９の一部領域が露出することができる。
第１コンタクト部４３は、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｖのうちから選択された少なくとも一つの物質で具現されることができる。また、第１コンタクト部４３は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第１コンタクト部４３は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成されることができる。
第１コンタクト部４３は、第１導電型の第１半導体層１１内に接触することができる。例えば、第１導電型の第１半導体層１１がＧａＮ層を含んで具現されることができる。このとき、半導体層の成長方向及び蝕刻方向を考慮すれば、第１コンタクト部４３は第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面(Ga face)に接触することができる。このように、本発明の一実施例によれば、第１コンタクト部４３が第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて熱的安全性を確保することができるようになる。また、本発明の一実施例によれば、第１コンタクト部４３が第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて動作電圧による特性曲線の変動が小さくなって信頼性を確保することができるし、高電流印加に有用に適用されることができるようになる。
第１コンタクト部４３と第２導電型の第２半導体層１３との間に第１絶縁層４１が配置されることができる。第１コンタクト部４３と第１活性層１２との間に第１絶縁層４１が配置されることができる。第１絶縁層４１は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＡｌＮのように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。
第２発光構造物２０下に第２コンタクト部５３が配置されることができる。第２コンタクト部５３は、第１導電型の第３半導体層２１と第３反射電極２７を電気的に連結する。第２コンタクト部５３は第１導電型の第３半導体層２１内部に接触することができる。第２コンタクト部５３は第３金属層３９の下部に接触することができる。第２コンタクト部５３は第３金属層３９の側面に接触することができる。第２コンタクト部５３は第３オーミック接触層３５、第３反射電極３７、及び第２導電型の第６半導体層３３に電気的に連結されることができる。第１導電型の第３半導体層２１は第２コンタクト部５３を通じて第２導電型の第６半導体層３３に電気的に連結されることができる。
第２コンタクト部５３の第１領域は、第２発光構造物２０と第３発光構造物３０との間に露出することができる。また、第２発光構造物２０と第３発光構造物３０との間に第３金属層３９の一部領域が露出することができる。
第２コンタクト部５３は、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｖのうちから選択された少なくとも一つの物質で具現されることができる。また、第２コンタクト部５３は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第２コンタクト部５３は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成されることができる。
第２コンタクト部５３は、第１導電型の第３半導体層２１内に接触することができる。例えば、第１導電型の第３半導体層２１がＧａＮ層を含んで具現されることができる。このとき、半導体層の成長方向及び蝕刻方向を考慮すれば、第２コンタクト部５３は第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面(Ga face)に接触することができる。このように、本発明の一実施例によれば、第２コンタクト部５３が第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて熱的安全性を確保することができるようになる。また、本発明の一実施例によれば、第２コンタクト部５３が第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて動作電圧による特性曲線の変動が小さくなって信頼性を確保することができるし、高電流印加に有用に適用されることができるようになる。
第２コンタクト部５３と第２導電型の第２半導体層２３との間に第２絶縁層５１が配置されることができる。第２コンタクト部５３と第２活性層２２との間に第２絶縁層５１が配置されることができる。第２絶縁層５１は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＡｌＮのように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。
図１０は、本発明の一実施例による発光素子の他の例を示した図面である。図１０に示された実施例による発光素子を説明するにおいて、図１を参照して説明された部分と重複する部分については説明を省略する。
第１発光構造物１０の下に第１コンタクト部４３が配置されることができる。第１コンタクト部４３は、第１導電型の第１半導体層１１と第２反射電極２７を電気的に連結する。第１コンタクト部４３は第１導電型の第１半導体層１１の内部に接触することができる。第１コンタクト部４３は、第２金属層２９の下部に接触することができる。第１コンタクト部４３は、第２金属層２９の側面に接触することができる。第１コンタクト部４３は、第２オーミック接触層２５、第２反射電極２７、及び第２導電型の第４半導体層２３に電気的に連結されることができる。第１導電型の第１半導体層１１は、第１コンタクト部４３を通じて第２導電型の第４半導体層２３に電気的に連結されることができる。
第１コンタクト部４３は、例えばＣｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｖのうちから選択された少なくとも一つの物質で具現されることができる。また、第１コンタクト部４３は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第１コンタクト部４３は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成されることができる。
第１コンタクト部４３は、第１導電型の第１半導体層１１内に接触することができる。例えば、第１導電型の第１半導体層１１がＧａＮ層を含んで具現されることができる。このとき、半導体層の成長方向及び蝕刻方向を考慮すれば、第１コンタクト部４３は第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面(Ga face)に接触することができる。このように、本発明の一実施例によれば、第１コンタクト部４３が第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて熱的安全性を確保することができるようになる。また、本発明の一実施例によれば、第１コンタクト部４３が第１導電型の第１半導体層１１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて動作電圧による特性曲線の変動が小さくなって信頼性を確保することができるし、高電流印加に有用に適用されることができるようになる。
第１コンタクト部４３と第２導電型の第２半導体層１３との間に第１絶縁層４１が配置されることができる。第１コンタクト部４３と第１活性層１２との間に第１絶縁層４１が配置されることができる。第１絶縁層４１は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＡｌＮのように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。
第２発光構造物２０下に第２コンタクト部５３が配置されることができる。第２コンタクト部５３は、第１導電型の第３半導体層２１と第３反射電極２７を電気的に連結する。第２コンタクト部５３は、第１導電型の第３半導体層２１内部に接触することができる。第２コンタクト部５３は第３金属層３９の下部に接触することができる。第２コンタクト部５３は第３金属層３９の側面に接触することができる。第２コンタクト部５３は第３オーミック接触層３５、第３反射電極３７、及び第２導電型の第６半導体層３３に電気的に連結されることができる。第１導電型の第３半導体層２１は第２コンタクト部５３を通じて第２導電型の第６半導体層３３に電気的に連結されることができる。
第２コンタクト部５３は、例えばＣｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｖのうちから選択された少なくとも一つの物質で具現されることができる。また、第２コンタクト部５３は、例えば、透明導電性酸化膜層で形成することができる。第２コンタクト部５３は、例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)、ＡＺＯ(Aluminum Zinc Oxide)、ＡＧＺＯ(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＴＯ(Indium Zinc Tin Oxide)、ＩＡＺＯ(Indium Aluminum Zinc Oxide)、ＩＧＺＯ(Indium Gallium Zinc Oxide)、ＩＧＴＯ(Indium Gallium Tin Oxide)、ＡＴＯ(Antimony Tin Oxide)、ＧＺＯ(Gallium Zinc Oxide)、ＩＺＯＮ(ＩＺＯ Nitride)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯのうちから選択された少なくとも一つの物質で形成されることができる。
第２コンタクト部５３は、第１導電型の第３半導体層２１内に接触することができる。例えば、第１導電型の第３半導体層２１がＧａＮ層を含んで具現されることができる。このとき、半導体層の成長方向及び蝕刻方向を考慮すれば、第２コンタクト部５３は第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面(Ga face)に接触することができる。このように、本発明の一実施例によれば、第２コンタクト部５３が前記第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて熱的安全性を確保することができるようになる。また、本発明の一実施例によれば、第２コンタクト部５３が第１導電型の第３半導体層２１のＧａ面に接触することができるので、Ｎ面に接触する場合に比べて動作電圧による特性曲線の変動が小さくなって信頼性を確保することができるし、高電流印加に有用に適用されることができるようになる。
第２コンタクト部５３と第２導電型の第２半導体層２３との間に第２絶縁層５１が配置されることができる。第２コンタクト部５３と第２活性層２２との間に第２絶縁層５１が配置されることができる。第２絶縁層５１は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＡｌＮのように透光性及び絶縁性を有する材質で形成することができる。
第１発光構造物１０と第２発光構造物２０との間に第４絶縁層４５が形成されることができる。第４絶縁層４５は、第２金属層２９に接触することができる。第４絶縁層４５は、第１半導体層１１と第３半導体層２１を電気的に絶縁させる。第２発光構造物２０と第３発光構造物３０との間に第５絶縁層５５が形成されることができる。第５絶縁層５５は、第３金属層３９に接触することができる。第５絶縁層５５は、第３半導体層２１と第５半導体層３１を電気的に絶縁させる。例えば、第４絶縁層４５と第５絶縁層５５は、絶縁性イオン層で具現されることができる。第４絶縁層４５と第５絶縁層５５は、イオンインプランテーション(ion implantation)工程によって形成することができる。第４絶縁層４５と第５絶縁層５５は、Ｎ、Ｏなどの物質のうちの少なくとも一つを含むことができる。
図１１は、本発明の一実施例による発光素子のまた他の例を示した図面である。図１１に示された実施例による発光素子を説明するにおいて、図１を参照して説明された部分と重複する部分については説明を省略する。
本発明の一実施例による発光素子によれば、第１発光構造物１０下に第１オーミック反射電極１６が配置されることができる。第１オーミック反射電極１６は、図１で説明された第１反射電極１７と第１オーミック接触層１５の機能をすべて遂行するように具現されることができる。これによって第１オーミック反射電極１６は第２導電型の第２半導体層１３にオーミック接触されて、第１発光構造物１０から入射される光を反射させる機能を遂行することができる。
また、第２発光構造物２０下に第２オーミック反射電極２６が配置されることができる。第２オーミック反射電極２６は、図１で説明された第２反射電極２７と第２オーミック接触層２５の機能をすべて遂行するように具現されることができる。これによって第２オーミック反射電極２６は第２導電型の第４半導体層２３にオーミック接触されて、第２発光構造物２０から入射される光を反射させる機能を遂行することができる。
また、第３発光構造物３０下に第３オーミック反射電極３６が配置されることができる。第３オーミック反射電極３６は、図１で説明された第３反射電極３７と第３オーミック接触層３５の機能をすべて遂行するように具現されることができる。これによって第３オーミック反射電極３６は第２導電型の第６半導体層３３にオーミック接触されて、第３発光構造物３０から入射される光を反射させる機能を遂行することができる。
図１２は、本発明の一実施例による発光素子が適用された発光素子パッケージを示した図である。 図１２を参照すれば、本発明の一実施例による発光素子パッケージは、胴体１２０と、胴体１２０に配置された第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２と、胴体１２０に提供されて、第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２と電気的に連結される実施例による発光素子１００と、発光素子１００を囲むモールディング部材１４０とを備える。
胴体１２０は、シリコン材質、合成樹脂材質、または金属材質を含んで形成されることができ、発光素子１００の周りに傾斜面が形成されることができる。
第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２は、お互いに電気的に分離して、発光素子１００に電源を提供する。また、第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２は、発光素子１００で発生された光を反射させて光効率を増加させることができ、発光素子１００で発生された熱を外部に排出させる役割をすることもできる。
発光素子１００は、胴体１２０上に配置するか、または第１リード電極１３１または第２リード電極１３２上に配置することができる。
発光素子１００は、第１リード電極１３１及び第２リード電極１３２とワイヤ方式、フリップチップ方式またはダイダイボンディング方式のうちの何れか一つによって電気的に連結することもできる。
モールディング部材１４０は、発光素子１００を囲んで発光素子１００を保護することができる。また、モールディング部材１４０には蛍光体が含まれて、発光素子１００から放出された光の波長を変化させることができる。
本発明の一実施例による発光素子または発光素子パッケージは、複数個が基板の上にアレイされることができ、発光素子パッケージの光経路上に、光学部材であるレンズ、導光板、プリズムシート、拡散シートなどが配置されることができる。このような発光素子パッケージ、基板、光学部材はライトユニットで機能することができる。当該ライトユニットは、トップビューまたはサイドビュータイプで具現されて、携帯端末機及びノートブックコンピューターなどの表示装置に提供されるか、または照明装置及び指示装置などに多様に適用されることができる。また、他の実施例は、上述した実施例に記載した発光素子または発光素子パッケージを含む照明装置で具現されることができる。例えば、照明装置は、ランプ、街灯、電光板、ヘッドライトを含むことができる。
本発明の一実施例による発光素子は、ライトユニットに適用されることができる。当該ライトユニットは、複数の発光素子がアレイされた構造を含んで、図１３及び図１４に示された表示装置、図１５に示された照明装置を含むことができる。
図１３を参照すれば、本発明の一実施例による表示装置１０００は、導光板１０４１と、導光板１０４１に光を提供する発光モジュール１０３１と、導光板１０４１下に反射部材１０２２と、導光板１０４１上に光学シート１０５１と、光学シート１０５１上に表示パネル１０６１と、導光板１０４１、発光モジュール１０３１及び反射部材１０２２を収納するボトムカバー１０１１とを備えることができるが、これに限定されない。
ボトムカバー１０１１、反射シート１０２２、導光板１０４１、光学シート１０５１はライトユニット１０５０で定義されることができる。
導光板１０４１は、光を拡散させて面光源化させる役割をする。導光板１０４１は透明な材質でなされて、例えば、ＰＭＭＡ(polymethyl metaacrylate)のようなアクリル樹脂系列、ＰＥＴ(polyethylene terephthlate)、ＰＣ(polycarbonate)、ＣＯＣ(cycloolefincopolymer)及びＰＥＮ(polyethylene naphthalate)樹脂のうちの一つを含むことができる。
発光モジュール１０３１は、導光板１０４１の少なくとも一側面に光を提供して、究極的には表示装置の光源として作用するようになる。
発光モジュール１０３１は、少なくとも一つが提供されることができるし、導光板１０４１の一側面で直接または間接的に光を提供することができる。発光モジュール１０３１は、基板１０３３と上で説明された実施例による発光素子１００を含むことができる。発光素子１００は基板１０３３上に所定間隔でアレイされることができる。
基板１０３３は回路パターンを含む印刷回路基板(ＰＣＢ、Printed Circuit Board)であることができる。但し、基板１０３３は一般ＰＣＢのみならず、メタルコアＰＣＢ(ＭＣＰＣＢ、Metal Core ＰＣＢ)、軟性ＰＣＢ(ＦＰＣＢ、Flexible ＰＣＢ)などを含むこともでき、これに限定しない。発光素子１００は、ボトムカバー１０１１の側面または放熱プレートの上に提供される場合、基板１０３３は除去されることができる。ここで、放熱プレートの一部は、ボトムカバー１０１１の上面に接触することができる。
そして、複数の発光素子１００は、光が放出される出射面が導光板１０４１と所定距離で離隔されるように搭載されることができるし、これに限定しない。発光素子１００は導光板１０４１の一側面である入光部に光を直接または間接的に提供することができるし、これに限定しない。
導光板１０４１下には、反射部材１０２２が配置されることができる。反射部材１０２２は、導光板１０４１の下面に入射された光を反射させて上に向けるようにすることで、ライトユニット１０５０の輝度を向上させることができる。反射部材１０２２は、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＣレジンなどで形成することができるが、これに限定しない。反射部材１０２２は、ボトムカバー１０１１の上面であることができ、これに限定しない。
ボトムカバー１０１１は、導光板１０４１、発光モジュール１０３１及び反射部材１０２２などを収納することができる。このために、ボトムカバー１０１１は、上面が開口されたボックス(box)形状を有する収納部１０１２が具備されることができるし、これに限定しない。ボトムカバー１０１１はトップカバーと結合されることができるし、これに限定しない。
ボトムカバー１０１１は、金属材質または樹脂材質で形成することができるし、プレス成形または圧出成形などの工程を利用して製造されることができる。また、ボトムカバー１０１１は熱伝導性が良い金属または非金属材料を含むことができるし、これに限定しない。
表示パネル１０６１は、例えば、ＬＣＤパネルとして、お互いに対向される透明な材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板の間に介された液晶層を含む。表示パネル１０６１の少なくとも一面には偏光板が付着することができるし、このような偏光板の付着構造に限定しない。表示パネル１０６１は光学シート１０５１を通過した光によって情報を表示するようになる。このような表示装置１０００は、各種携帯端末機、ノートブックコンピューターのモニター、ラップトップコンピューターのモニター、テレビなどに適用されることができる。
光学シート１０５１は、表示パネル１０６１と導光板１０４１との間に配置されて、少なくとも一枚の透光性シートを含む。光学シート１０５１は、例えば拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートなどのようなシートのうちの少なくとも一つを含むことができる。拡散シートは入射される光を拡散させてくれて、水平または/及び垂直プリズムシートは入射される光を表示領域に集光させてくれて、輝度強化シートは損失される光を再使用して輝度を向上させてくれる。また、表示パネル１０６１上には保護シートが配置されることができるし、これに限定しない。
ここで、発光モジュール１０３１の光経路上には光学部材として、導光板１０４１、及び光学シート１０５１を含むことができるし、これに限定しない。
図１４は、本発明の一実施例による表示装置の他の例を示した図である。
図１４を参照すれば、表示装置１１００はボトムカバー１１５２、前記に開示された発光素子１００がアレイされた基板１０２０、光学部材１１５４、及び表示パネル１１５５を備える。
基板１０２０と発光素子１００は、発光モジュール１０６０で定義されることができる。ボトムカバー１１５２、少なくとも一つの発光モジュール１０６０、光学部材１１５４はライトユニットで定義されることができる。
ボトムカバー１１５２には、収納部１１５３を具備することができるし、これに限定しない。
ここで、光学部材１１５４はレンズ、導光板、拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートなどの少なくとも一つを含むことができる。導光板はＰＣ材質または、ＰＭＭＡ(Poly methy methacrylate)材質でなされることができるし、このような導光板は除去されることができる。拡散シートは入射される光を拡散させてくれて、水平及び垂直プリズムシートは入射される光を表示領域に集光させてくれて、輝度強化シートは損失される光を再使用して輝度を向上させてくれる。
光学部材１１５４は、発光モジュール１０６０上に配置されて、発光モジュール１０６０から放出された光を面光源するか、または拡散、集光などを遂行するようになる。
図１５は、本発明の一実施例による照明装置の斜視図である。
図１５を参照すれば、照明装置１５００は、ケース１５１０と、当該ケース１５１０に設置された発光モジュール１５３０と、当該ケース１５１０に設置されて外部電源から電源の提供を受ける連結端子１５２０とを備えることができる。
当該ケース１５１０は、放熱特性が良好な材質で形成することができるし、例えば、金属材質または樹脂材質で形成することができる。
発光モジュール１５３０は、基板１５３２と、基板１５３２に提供される実施例による発光素子１００を含むことができる。発光素子１００は、複数個がマトリックス形態または所定間隔で離隔されて、アレイされることができる。
基板１５３２は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものであることができるし、例えば、一般印刷回路基板(ＰＣＢ:Printed Circuit Board)、メタルコア(Metal Core)ＰＣＢ、軟性(Flexible)ＰＣＢ、セラミックスＰＣＢ、ＦＲ-４基板などを含むことができる。
また、基板１５３２は、光を効率的に反射する材質で形成されるか、または表面の光が効率的に反射されるカラー、例えば白色、シルバーなどのコーティング層になることができる。
基板１５３２には、少なくとも一つの発光素子１００が配置されることができる。発光素子１００のそれぞれは、少なくとも一つのＬＥＤ(Light Emitting Diode)チップを含むことができる。ＬＥＤチップは、赤色、緑色、青色または白色の有色光をそれぞれ発光する有色発光ダイオード及び紫外線(ＵＶ、Ultra Violet)を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。
発光モジュール１５３０は、色感及び輝度を得るために多様な発光素子１００の組合を有するように配置されることができる。例えば、高演色性(ＣＲＩ)を確保するために白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード及び緑発光ダイオードを組み合わせて配置することができる。
連結端子１５２０は、発光モジュール１５３０と電気的に連結されて電源を供給することができる。連結端子１５２０はソケット方式で外部電源に結合されるが、これに限定しない。例えば、連結端子１５２０はピン(pin)形態で形成されて外部電源に挿入されるか、または配線によって外部電源に連結されることもできるものである。
当該実施例は、発光素子１００がパッケージングされた後、基板に搭載されて発光モジュールで具現されるか、またはＬＥＤチップ形態で搭載されてパッケージングして発光モジュールで具現されることができる。
以上で実施例に説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれて、必ず一つの実施例のみに限定されるものではない。延いては、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは、実施例が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に係る内容は、本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
また、以上で実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで本発明を限定するものではなくて、本発明が属する分野の通常の知識を持った者なら本実施例の本質的な特性を脱しない範囲で以上に例示されないさまざまの変形と応用が可能であることが分かることができるであろう。例えば、実施例で具体的に現われた各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異点らは添付された請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
１０ 第１発光構造物
１１ 第１半導体層
１２ 第１活性層
１３ 第２半導体層
１５ 第１オーミック接触層
１７ 第１反射電極
１９ 第１金属層
２０ 第２発光構造物
２１ 第３半導体層
２２ 第２活性層
２３ 第４半導体層
２５ 第２オーミック接触層
２７ 第２反射電極
２９ 第２金属層
３０ 第３発光構造物
３１ 第５半導体層
３２ 第３活性層
３３ 第６半導体層
３５ 第３オーミック接触層
３７ 第３反射電極
３９ 第３金属層
４０ 第３絶縁層
４１ 第１絶縁層
４３ 第１コンタクト部
５０ 拡散障壁層
５１ 第２絶縁層
５３ 第２コンタクト部
６０ ボンディング層
７０ 支持部材
８０ 電極

Claims (14)

  1. 支持基板と、
    前記支持基板上に配置された第１発光構造物であって、第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層の下の第１活性層、前記第１活性層の下の第２導電型の第２半導体層を有する第１発光構造物と、
    前記第１発光構造物の下の第１反射電極と、
    前記第１反射電極のまわりに配置された第１金属層と、
    前記支持基板上に配置された第２発光構造物であって、第１導電型の第３半導体層、前記第３半導体層の下の第２活性層、前記第２活性層の下の第２導電型の第４半導体層を有する第２発光構造物と、
    前記第２発光構造物の下の第２反射電極と、
    前記第２反射電極のまわりに配置された第２金属層と、
    前記第１発光構造物の第１半導体層の内部に接触して、前記第２反射電極と電気的に連結されたコンタクト部と
    を備える発光素子。
  2. 前記第２金属層の一部領域は、前記第１発光構造物と前記第２発光構造物との間に露出した第２金属層を含む、請求項１に記載の発光素子。
  3. 前記コンタクト部は、前記第２金属層の下部に接触している、請求項１又は２に記載の発光素子。
  4. 前記コンタクト部は、前記第２金属層の側面に接触している、請求項１乃至３のいずれかに記載の発光素子。
  5. 前記第１反射電極と前記第２導電型の第２半導体層との間に配置された第１オーミック接触層をさらに備え、
    前記第２反射電極と前記第２導電型の第４半導体層との間に配置された第２オーミック接触層をさらに備える、請求項１乃至４のいずれかに記載の発光素子。
  6. 前記コンタクト部は、前記第２導電型の第２半導体層の間及び前記コンタクト部と前記第１活性層との間に配置された第１絶縁層をさらに備える、請求項１乃至５のいずれかに記載の発光素子。
  7. 前記第１絶縁層は、前記第２半導体層内で前記コンタクト部を取り囲む、請求項６に記載の発光素子。
  8. 前記第１絶縁層の一部領域は、前記支持基板と前記第２反射電極との間に配置されている、請求項６又は７に記載の発光素子。
  9. 前記第１発光構造物と前記第２発光構造物との間に配置された第２絶縁層をさらに備える、請求項１乃至８のいずれかに記載の発光素子。
  10. 前記第２絶縁層は、絶縁性イオン層である、請求項９に記載の発光素子。
  11. 前記絶縁性イオン層は、Ｎ、Ｏ物質のうちの少なくとも一つを含む、請求項１０に記載の発光素子。
  12. 前記第１導電型の第１半導体層がＧａＮ層を含む場合、前記コンタクト部は前記第１半導体層のＧａ面に接触している、請求項１乃至１１のいずれかに記載の発光素子。
  13. 胴体と、
    前記胴体の上に配置された、請求項１乃至１２のいずれかに記載の発光素子と、
    前記発光素子に電気的に連結された第１リード電極及び第２リード電極と
    を備える発光素子パッケージ。
  14. 基板と、
    前記基板の上に配置された、請求項１乃至１２のいずれかに記載の発光素子と、
    前記発光素子から提供される光が過ぎ去る光学部材と
    を備えるライトユニット。
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