以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。次に紹介する実施例は、本発明の属する技術分野における通常の技術者に本発明の思想を十分に伝達するために例として提供されるものである。よって、本発明は、以下で説明する実施例に限定されるものではなく、他の形態に具体化されてもよい。そして、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは、便宜のために誇張して表現されてもよい。また、一つの構成要素が他の構成要素の「上部に」又は「上に」あると記載されたとき、各部分が他の部分の「直上部に」又は「直上に」ある場合のみならず、各構成要素と他の構成要素との間に更に他の構成要素が介在した場合も含む。明細書全体にわたって同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
本発明の一実施例に係る発光ダイオードは、基板と、上記基板上に配置された第1~第4発光セルと、第1電極パッドと、及び第2電極パッドを含む。ここで、各発光セルは、下部半導体層、上部半導体層、及び上記下部半導体層と上部半導体層との間に介在した活性層を含み、上記下部半導体層は、互いに離隔した第1下部半導体層及び第2下部半導体層を含み、上記第1発光セルと第2発光セルは第1下部半導体層を共有し、上記第3発光セルと上記第4発光セルは第2下部半導体層を共有し、上記第1発光セルは上記第3発光セルに直列に連結され、上記第2発光セルは上記第4発光セルに直列に連結され、上記第1電極パッドは上記第1発光セルと上記第2発光セルの上部半導体層に電気的に接続され、上記第2電極パッドは上記第3発光セルと上記第4発光セルの下部半導体層に電気的に接続される。これによって、直並列に連結された各発光セルを有する発光ダイオードが提供され、その結果、駆動のための電流密度を低下させることができ、各発光セルに電流を均一に分散させることができ、発光効率を改善することができる。
さらに、第1及び第2発光セルと第3及び第4発光セルが第1下部半導体層及び第2下部半導体層を共有するので、製造工程が簡便であり、発光セルの分離による発光面積の減少を最小化することができる。
具体的に、上記第1下部半導体層と上記第2下部半導体層は、上記基板の上面を露出させる分離溝によって分離されてもよく、上記第1発光セルと上記第2発光セル、及び上記第3発光セルと上記第4発光セルは、それぞれ第1下部半導体層及び第2下部半導体層を露出させるメサ分離溝によって分離されてもよい。
いくつかの実施例において、上記発光ダイオードは、上記各発光セルの上部半導体層上に配置された透明電極層をさらに含んでよい。
また、上記第1電極パッドは、上記メサ分離溝上に配置されてもよく、さらに、上記第1発光セルと第2発光セルとにわたって配置されてもよい。このとき、上記透明電極層は、それぞれ上記第1及び第2発光セルと上記第1電極パッドとの間に配置されてもよい。
また、上記発光ダイオードは、上記第1電極パッドの下部に配置された電流遮断層をさらに含んでよい。上記電流遮断層は、上記第1電極パッドが上記電流遮断層の上部に限定的に配置されるように上記第1電極パッドより広い面積を有してもよく、上記電流遮断層の一部は上記第1発光セル及び第2発光セルと上記透明電極層との間に配置されてもよい。
上記第1発光セル及び第2発光セル上の透明電極層は、それぞれ上記電流遮断層を露出させる開口部を有してもよく、上記第1電極パッドは上記開口部を介して上記電流遮断層に接してもよい。
上記発光ダイオードは、各発光セル上の透明電極層上に配置され、上記透明電極層に電気的に接続する上部延長部と、及び上記上部延長部の下部で上記透明電極層と上記発光セルとの間に配置された電流遮断層と、をさらに含んでよい。上記電流遮断層の幅は、上記上部延長部の幅の3倍未満であってもよい。上記電流遮断層は、電流が発光セル領域に均一に分散されるように助ける。また、電流遮断層の幅を制御することによって、電流遮断層による光の損失を減少させることができる。
また、上記発光ダイオードは、各発光セルの下部半導体層に接続する下部延長部をさらに含んでよい。それぞれの下部延長部は、同一の方向に延長する直線領域を含んでよく、上記第1発光セルの下部延長部の直線領域は上記第3発光セルの下部延長部の直線領域と並んでよく、上記第2発光セルの下部延長部の直線領域は上記第4発光セルの下部延長部の直線領域と並んでよい。
上記第1発光セル及び第2発光セルの透明電極層上に配置された上部延長部は第1電極パッドに電気的に接続され、上記第3発光セル及び第4発光セルの下部半導体層に接続された下部延長部は上記第2電極パッドに電気的に接続される。よって、第1電極パッドと第2電極パッドとの間で各発光セルが直並列に連結される。
さらに、それぞれの上部延長部は、対応する下部延長部の一部を取り囲む形状を有する主上部延長部と、上記主上部延長部から突出する補助上部延長部とを含んでよい。
上記第1発光セル及び第2発光セル上の補助上部延長部は、上記主上部延長部を上記第1電極パッドに連結するように配置されてもよく、上記第3発光セル及び第4発光セル上の補助上部延長部は、上記第3発光セル及び第4発光セル上の上記主上部延長部を上記第1発光セル及び第2発光セルの下部延長部にそれぞれ連結するように配置されてもよい。
上記第1発光セル及び第2発光セル上の補助上部延長部は、対応する下部延長部より上記メサ分離溝に近い主上部延長部に連結されてもよい。よって、補助上部延長部の長さを減少させることができる。
また、上記発光ダイオードは、上記第1及び第2発光セルの下部延長部と上記第3及び第4発光セル上の補助上部延長部とをそれぞれ連結する連結部をさらに含んでよい。さらに、上記発光ダイオードは、上記各連結部を上記第3発光セル及び第4発光セルの第2下部半導体層から絶縁させる絶縁層をさらに含んでよい。
また、上記第3発光セル及び第4発光セルの下部延長部は、上記直線領域の下部延長部を上記第2電極パッドに連結する曲線領域の下部延長部をさらに含んでよい。さらに、上記第2電極パッドは、上記メサ分離溝によって露出した第2下部半導体層上に配置されてもよい。
また、上記発光ダイオードは、上記第2電極パッド周囲の上部半導体層及び活性層の側面を覆う絶縁層をさらに含んでよい。この絶縁層により、ボールボンディング工程でボンディング材料によって短絡が発生することを防止することができる。
上記上部半導体層及び活性層の側面を覆う絶縁層は、透明電極層から離隔してもよい。
いくつかの実施例において、上記第1電極パッドと上記第2電極パッドは互いに対向して配置されてもよく、上記第1電極パッドは上記基板の一側縁部付近に配置され、上記第2電極パッドは、上記基板の一側縁部に対向する他側縁部付近に配置されてもよい。
一方、上記第3発光セル及び第4発光セル上の主上部延長部は、それぞれ第3発光セルの下部延長部と第4発光セルの下部延長部との間に配置される内側端部、及び上記下部延長部の外側に配置される外側端部を有してもよく、上記下部延長部の外側端部は上記内側端部より上記他側縁部に近く配置されてもよい。
また、上記発光ダイオードは、上記第1電極パッド及び上記第2電極パッドを通過する線に対して対称構造を有してもよい。
本発明の他の実施例に係る発光ダイオードは、基板と、上記基板上に位置し、下部半導体層、上部半導体層、及び上記下部半導体層と上記上部半導体層との間に配置された活性層を含み、上記上部半導体層、活性層及び下部半導体層を介して上記基板を露出させる分離溝を有する半導体積層体と、上記上部半導体層に電気的に接続する第1電極パッド及び上部延長部と、上記下部半導体層に電気的に接続する第2電極パッド及び下部延長部と、上記分離溝を横切って上部延長部と下部延長部とを連結し、上記上部延長部と下部延長部の幅より広い幅を有する連結部と、上記下部延長部と上記下部半導体層との間に介在した第1電流遮断層と、及び上記第2電極パッドと上記下部半導体層との間に介在した第2電流遮断層と、を含み、上記第1電流遮断層は互いに離隔した複数のドットを含み、各ドットの幅は上記下部延長部の幅より大きく、上記第2電流遮断層の幅は上記第2電極パッドの幅より狭く、上記分離溝から上記第1電流遮断層までの最短距離は上記複数のドット間の離隔距離より大きいことを特徴とする。
ここで、上記分離溝と上記第1電流遮断層との間の領域で上記連結部及び上記下部延長部が上記下部半導体層に接続する接続領域の長さは、隣り合う二つのドット間で上記下部延長部が上記下部半導体層に接続する接続領域の長さより大きくてもよい。
上記上部延長部は、上記下部延長部から離隔して配置され、上記下部延長部の端部は上記下部半導体層と直接接続されてもよい。上記上部延長部は下部延長部の端部を取り囲むように配置されてもよい。
この場合、上記下部延長部の端部から上記上部延長部までの垂直距離より、上記下部延長部の端部から上記上部延長部までの傾斜距離が大きい。ここで、上記垂直距離は、上記下部延長部の端部から上記下部延長部に垂直な方向への上記上部延長部までの距離であり、上記傾斜距離は、上記下部延長部の端部から上記垂直方向に対して傾斜した方向への上記上部延長部までの距離を意味する。
上記第1電流遮断層及び第2電流遮断層はSiO2層又は分布ブラッグ反射器層を含んでよい。
また、発光ダイオードは、上記上部半導体層上に配置された透明電極層をさらに含み、上記透明電極層の一部は、上記上部半導体層と上記第1電極パッドとの間及び上記上部半導体層と上記上部延長部との間に配置されてもよい。
また、発光ダイオードは、上記第1電極パッドの下部で、上記上部半導体層と上記透明電極層との間に配置される第3電流遮断層をさらに含んでよい。
ここで、上記透明電極層は、上記第3電流遮断層を露出させる開口部を有し、上記第1電極パッドは、上記開口部を介して上記第3電流遮断層に接してもよい。上記第3電流遮断層は、上記第1電極パッドが上記第3電流遮断層の上部に限定的に配置されるように上記第1電極パッドより広い面積を有することを特徴とすることができる。
上記半導体積層体は、上記分離溝又は上記メサ分離溝によって定義される複数の発光セルを含み、複数の発光セルは、それぞれ上記下部延長部及び上記上部延長部を含んでよい。
上記連結部は、上記分離溝上に配置され、隣接する二つの発光セルの上記上部延長部及び下部延長部を電気的に連結してもよい。
上記複数の発光セルは第1~第4発光セルを含み、上記下部半導体層は、上記分離溝によって互いに離隔した第1下部半導体層及び第2下部半導体層を含み、上記第1発光セルと第2発光セルは第1下部半導体層を共有し、上記第3発光セルと上記第4発光セルは第2下部半導体層を共有し、上記第1発光セルは上記連結部を介して上記第3発光セルに直列に連結され、上記第2発光セルは上記連結部を介して上記第4発光セルに直列に連結されてもよい。
各発光セルの下部延長部は、同一の方向に延長する直線領域を含み、上記第1発光セルの下部延長部の直線領域は、上記第3発光セルの下部延長部の直線領域と同一軸上に位置し、上記第2発光セルの下部延長部の直線領域は、上記第4発光セルの下部延長部の直線領域と同一軸上に位置してもよい。
上記第1電極パッドは、上記メサ分離溝上に配置され、上記第1発光セル及び第2発光セルにわたって配置される。また、上記第2電極パッドは、上記メサ分離溝上に配置され、上記第2下部半導体層に電気的に接続されてもよい。
上記第1発光セル及び第2発光セルの透明電極層上に配置された上部延長部は第1電極パッドに電気的に接続され、上記第3発光セル及び第4発光セルの下部半導体層上に配置される下部延長部は上記第2電極パッドに電気的に接続されてもよい。
各発光セルの上部延長部は、対応する下部延長部の一部を取り囲む形状を有する主上部延長部と、上記主上部延長部から突出する補助上部延長部とを含んでよい。
上記第1発光セル及び第2発光セル上の補助上部延長部は、上記主上部延長部を上記第1電極パッドに電気的に連結するように配置され、上記第3発光セル及び第4発光セル上の補助上部延長部は、上記第3発光セル及び第4発光セル上の上記主上部延長部を上記第1発光セル及び第2発光セルの下部延長部にそれぞれ電気的に連結するように配置されてもよい。
上記第1発光セル及び第3発光セルは、上記第1電極パッド及び第2電極パッドを介して上記第2発光セル及び第4発光セルと並列に連結されてもよい。
各発光セルは、上記基板の側面に段差を含んでよく、上記基板の側面が露出してもよい。
以下では、添付の図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例に係る発光ダイオードを説明するための平面図で、図2は、図1の切取線A-Aに沿う断面図で、図3は、図1の切取線B-Bに沿う断面図で、図4は、図1の切取線C-Cに沿う断面図である。また、図5は、図1の第1電極パッドを拡大して示した平面図で、図6は、図5の切取線D-Dに沿う断面図である。また、図7は、図1の第2電極パッドを拡大して示した平面図で、図8は、図7の切取線E-Eに沿う断面図である。
まず、図1を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードは、基板21上に配置された第1発光セルC1、第2発光セルC2、第3発光セルD1及び第4発光セルD2を含む。また、上記発光ダイオードは、第1電極パッド37及び第2電極パッド35を含み、上部延長部37a、37b、37c、37d、下部延長部35a、35b、連結部35c、電流遮断層31a、31d、絶縁層32a、32b及び透明電極層33を含む。また、各発光セルC1、C2、D1、D2は、図2~図4に示したように、下部半導体層23a又は23b、活性層25及び上部半導体層27を含む。
基板21は、窒化ガリウム系半導体層を成長させるのに適した基板であれば特に限定されなく、例えば、サファイア基板、シリコンカーバイド基板、窒化ガリウム基板、窒化アルミニウム基板、シリコン基板などであってもよい。特に、本実施例において、基板21は、パターニングされたサファイア基板(PSS)であってもよい。
上記下部半導体層23a、23b、活性層25及び上部半導体層27は、III-V系列、特に窒化ガリウム系化合物半導体層であってもよい。これらの半導体層は、例えば、(Al,Ga,In)Nなどの窒化物系半導体を含んでよい。下部半導体層23a、23bはn型不純物(例えば、Si)を含んでよく、上部半導体層27はp型不純物(例えば、Mg)を含んでよいが、その反対であってもよい。活性層25は、多重量子井戸構造(MQW)を有してもよく、所望のピーク波長の光を放出するようにその組成比が調節され得る。基板21上に下部半導体層23a、23b、活性層25及び上部半導体層27を順次成長させた後、これらの半導体層をパターニングすることによって、第1~第4発光セルC1、C2、D1、D2が形成され得る。上記半導体層は、例えば、金属有機化学気相成長法、分子線エピタキシー、水素化物気相成長法などを用いて成長されてもよい。
一方、第1発光セルC1と第2発光セルC2は、分離溝30aによって第3発光セルD1及び第4発光セルD2から分離され、また、第1発光セルC1と第3発光セルD1は、それぞれメサ分離溝27aによって第2発光セルC2及び第4発光セルD2から分離される。すなわち、第1及び第2発光セルC1、C2は、基板21を露出させる分離溝30aを形成するアイソレーション工程によって第3発光セルD1及び第4発光セルD2から互いに分離される。これに反して、第1発光セルC1と第2発光セルC2、そして、第3発光セルD1と第4発光セルD2は、下部半導体層23a、23bを露出させるメサ分離溝27aを形成するメサエッチング工程によって形成される。よって、第1発光セルC1と第2発光セルC2は第1下部半導体層23aを共有し、第3発光セルD1と第4発光セルD2は第2下部半導体層23bを共有する。また、第1下部半導体層23aと第2下部半導体層23bは分離溝30aによって互いに離隔する。
図3を参照すると、メサ分離溝27a内には第1電極パッド37及び第2電極パッド35を除いた他の電極部分が配置されなく、下部半導体層23a、23bが露出してもよい。
第1発光セルC1と第2発光セルC2は同一の形状を有してもよく、第3発光セルD1と第4発光セルD2も同一の形状を有してもよい。但し、第2電極パッド35が配置されることによって、第3発光セルD1及び第4発光セルD2は第1発光セルC1及び第2発光セルC2とその形状が少し異なり得る。これらの発光セルC1、C2、D1、D2は概して長い四角形の形状を有してもよい。
一方、第1電極パッド37は、基板21の一側縁部21a付近に配置され、第2電極パッド35は一側縁部に対向する他側縁部21b付近に配置される。図1に示したように、第1電極パッド37と第2電極パッド35は互いに対向して配置されてもよい。第1電極パッド37及び第2電極パッド35はメサ分離溝27a上に配置される。さらに、第1電極パッド37は、第1発光セルC1及び第2発光セルC2にわたって形成されてもよい。第1電極パッド37及び第2電極パッド35に対しては、図5及び図7を参照して後で再度説明する。
透明電極層33が各発光セル上に配置される。透明電極層33は上部半導体層27に接続する。透明電極層33は、光透過性及び電気導電性を有する物質で形成され、例えば、ITO、ZnO、IZOなどの導電性酸化物又はNi/Auなどの光透過性金属層に形成されてもよい。透明電極層33は、上部半導体層27に比べて面抵抗が低いので、電流を広い領域に分散させる。また、上記透明電極層33は、上部半導体層27にオーミック接触し、上部半導体層27に電流を入力する。
各発光セルの上部半導体層27及び活性層25を介して下部半導体層23a又は23bが露出し、露出した下部半導体層23a又は23b上に下部延長部35a又は35bが配置される。下部延長部35a、35bは下部半導体層23a、23bに電気的に接続される。
第1発光セルC1及び第2発光セルC2に配置された下部延長部35aは、直線領域を含み、互いに平行であってもよい。さらに、図1及び図4に示したように、第1発光セルC1の下部延長部35aは、第3発光セルD1の下部延長部35bの直線領域と同一軸上に位置してもよい。
一方、第3発光セルD1及び第4発光セルD2に配置された下部延長部35bは、第2電極パッド35に接続され、直線領域及び曲線領域を含んでよい。曲線領域が直線領域と第2電極パッド35とを連結してもよい。第3発光セルD1及び第4発光セルD2上の直線領域の下部延長部は互いに平行であってもよい。また、下部延長部35bは、各発光セルD1、D2の中心を通過してもよい。
一方、上記透明電極層33上に上部延長部37a、37b、37c、37dが配置される。第1及び第2発光セルC1、C2上に補助上部延長部37aと主上部延長部37bが配置され、第3及び第4発光セルD1、D2上に補助上部延長部37cと主上部延長部37dが配置される。
第1発光セルC1及び第2発光セルC2に配置された主上部延長部37bは、下部延長部35aの端部及び側面一部を取り囲むように配置される。よって、主上部延長部37bの一部は下部延長部35aの外側に配置され、他の一部は下部延長部35aの内側に位置し、更に他の一部は下部延長部35aの端部と基板21の一側縁部21aとの間に配置される。また、主上部延長部37bは二つの端部を有し、これらの端部はそれぞれ下部延長部35aの内側及び外側に位置する。ここで、下部延長部35aの内側は、下部延長部35a及びそれを延長した仮想の直線に対してメサ分離溝27a側を意味し、外側は、上記内側に対向する側を意味する。主上部延長部37bは、下部延長部35aを通過する直線に対して対称構造を有してもよい。
主上部延長部37bは、第1電極パッド37が配置された基板21の一側縁部21a側から第2電極パッド35が配置された他側縁部21b側に延長する。図1に示したように、主上部延長部37bと下部延長部35aとの間の距離は一定でなくてもよいが、主上部延長部37bの延長方向に沿って遠くなった後で近くなってもよい。下部延長部35aから主上部延長部37bまでの距離は、概して主上部延長部37bから第1導電型半導体層23の縁部まで又はメサ分離溝27aまでの距離より長くてもよい。但し、上記主上部延長部37bの内側端部又は外側端部から下部延長部35aまでの距離は、上記外側端部から第1導電型半導体層23の縁部までの距離又は上記内側端部からメサ分離溝27aまでの距離より短くてもよい。これによって、第1発光セルC1又は第2発光セルC2のコーナーに電流が集中することを緩和しながら電流を均一に分散させることができる。
一方、第1発光セルC1及び第2発光セルC2に配置された補助上部延長部37aは、第1電極パッド37と主上部延長部37bとを連結する。補助上部延長部37aは直線形状であってもよく、一端は第1電極パッド37に連結され、他端は主上部延長部37bに連結される。補助上部延長部37aの一端の連結地点は、第1電極パッド37の中心より基板21の一側縁部21aから遠く離れてもよい。また、上記他端の連結地点は、下部延長部35aの内側に位置してもよく、上記下部延長部35aの端部より基板21の一側縁部21aに近くてもよい。
第3発光セルD1及び第4発光セルD2に配置された主上部延長部37dは、下部延長部35bの端部及び側面の一部を取り囲むように配置される。よって、主上部延長部37dの一部は下部延長部35bの外側に配置され、他の一部は下部延長部35bの内側に位置し、更に他の一部は下部延長部35bの端部と分離溝30aとの間に配置される。また、主上部延長部37dは、二つの端部、すなわち、内側端部と外側端部を有し、これらの端部は、それぞれ下部延長部35bの内側及び外側に位置する。ここで、下部延長部35bの内側は、下部延長部35b及びそれを延長した仮想の直線に対してメサ分離溝27a側を意味し、外側は、上記内側に対向する側を意味する。
主上部延長部37dは、分離溝30a側から第2電極パッド35が配置された基板21の他側縁部21b側に延長する。図1に示したように、主上部延長部37dと下部延長部35bとの間の距離は一定でなくてもよいが、主上部延長部37dの延長方向に沿って遠くなった後で近くなってもよい。
主上部延長部37dは、下部延長部35bの直線領域に対して概して対称構造を有してもよいが、主上部延長部37dの外側端部は、内側端部より基板21の他側縁部21bに近く位置する。すなわち、図1に示したように、下部延長部35bの外側に位置する主上部延長部37dの領域は、内側に位置する領域より長く、下部延長部35bの曲線領域に沿って屈曲してもよい。
下部延長部35a、35bの端部とこれを取り囲む主上部延長部37b、37dとの間の距離は一定でなくてもよい。すなわち、下部延長部35a、35bの端部を取り囲む上部延長部37b、37dは、半径の長さが一定な半円形状でなくてもよい。図1を参照すると、下部延長部35a、35bの端部と主上部延長部37b、37dは、垂直距離d1より傾斜距離d2が大きくてもよい。ここで、垂直距離d1は、下部延長部35a、35bの端部から上記下部延長部35a、35bに垂直な方向への主上部延長部37b、37dまでの距離を意味する。また、傾斜距離d2は、下部延長部35a、35bの端部から上記垂直方向に対して傾斜した方向への主上部延長部37b、37dまでの距離を意味する。傾斜距離d2を垂直距離d1より大きくすることによって、各発光セルの上部コーナーにより近く主上部延長部37b、37dが配置され得る。主上部延長部37b、37dが発光セルの上部コーナーにより近く形成されるので、発光セルの上部コーナーにまで電流分散が円滑に行われ得る。
一方、第3発光セルD1及び第4発光セルD2に配置された補助上部延長部37cは、主上部延長部37dから第1又は第2発光セルC1、C2上の下部延長部35aに向かって延長してもよい。補助上部延長部37cは直線形状であってもよく、下部延長部35aと並んでよい。補助上部延長部37cの一端は主上部延長部37dに連結され、他端は連結部35cに連結される。
図1及び図4を参照すると、連結部35cは、補助上部延長部37cと下部延長部35aとを連結する。すなわち、第1発光セルC1上の下部延長部35aは、連結部35cを介して第3発光セルD1上の補助上部延長部37cに連結され、第2発光セルC2上の下部延長部35aは、他の連結部35cを介して第4発光セルD2上の補助上部延長部37cに連結されてもよい。これによって、第1発光セルC1は第3発光セルD1に、第2発光セルC2は第4発光セルD2に直列に連結され得る。一方、第1及び第3発光セルC1、D1は、第2及び第4発光セルC2、D2に並列に連結される。一方、連結部35cは絶縁層32aによって第3及び第4発光セルD1、D2から離隔する。
上記第1電極パッド37、第2電極パッド35、上部延長部37a、37b、37c、37d、下部延長部35a、35b及び連結部35cは、同一の材料を用いて同一の工程で共に形成されてもよく、例えば、Cr/Al/Cr/Ni/Auの多層構造で形成されてもよい。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、各要素が互いに異なる材料を用いて他の工程で形成されてもよい。
一方、上部延長部37a、37b、37c、37d、下部延長部35a、35b及び連結部35cは、第1電極パッド37と第2電極パッド35を通過する仮想の線に対して対称構造を有してもよい。さらに、本実施例に係る発光ダイオードは、第1電極パッド37と第2電極パッド35を通過する仮想の線に対して対称構造を有してもよい。これによって、電流が均等に分配され得る。
再度図1~図4を参照すると、電流遮断層31aは第1電極パッド37の下部に配置されてもよく、このとき、第3電流遮断層31aと称することができる。また、電流遮断層31dは上記上部延長部37a、37b、37c、37dの下部に配置されてもよく、このとき、第4電流遮断層31dと称することができる。第4電流遮断層31dは、上部延長部37a、37b、37c、37dの下部で透明電極層33と各発光セルC1、C2、D1、D2の上部半導体層27との間に配置される。さらに、第4電流遮断層31dは、連結部35cの下部に位置する絶縁層32aと連結されてもよい。
第3及び第4電流遮断層31a、31dは絶縁物質で形成され、単一層又は多重層に形成されてもよい。例えば、第3及び第4電流遮断層31a、31dは、SiOx又はSiNxを含んでよく、屈折率が異なる絶縁性物質層が積層された分布ブラッグ反射器を含んでもよい。第4電流遮断層31dは、上記上部延長部37a、37b、37c、37dから電流が各発光セルC1、C2、D1、D2に直接集中的に流れることを防止し、各発光セルC1、C2、D1、D2の広い領域に電流を分散させる。第4電流遮断層31dの線幅は上部延長部37a、37b、37c、37dの線幅より大きくてもよいが、これが過度に大きいと、各発光セルから放出される光を吸収し、光の損失を誘発し得る。よって、第4電流遮断層31dの線幅は、上部延長部37a、37b、37c、37dの線幅の3倍未満であることが好ましい。
また、第1電極パッド37の下部に位置する第3電流遮断層31aは、第1電極パッド37を第1下部半導体層23aから絶縁させる。さらに、第3電流遮断層31aは、第1電極パッド37と第1及び第2発光セルC1、C2との間に介在してもよい。この場合、第3電流遮断層31aは、透明電極層33と上部半導体層27との間に介在する。
図5は、図1の第1電極パッド37部分を拡大して示した平面図で、図6は、図5の切取線D-Dに沿う断面図である。
図5及び図6を参照すると、第1電極パッド37の下部には、第1電極パッド37より広い面積を有する第3電流遮断層31aが配置される。第1電極パッド37は、第3電流遮断層31aの上部に限定的に位置する。第1電極パッド37はメサ分離溝27a上に位置し、第1発光セルC1及び第2発光セルC2にわたって配置される。これによって、第3電流遮断層31aは、メサ分離溝27a上で第1電極パッド37と第1下部半導体層23aとを絶縁させ、また、第1及び第2発光セルC1、C2上で透明電極層33と上部半導体層27との間に介在する。一方、透明電極層33は、部分的に第1電極パッド37の下部に位置し、第3電流遮断層31aを露出させる開口部33aを有する。第1発光セルC1及び第2発光セルC2上の透明電極層33がそれぞれ開口部33aを有し、これらの開口部33aは、メサ分離溝27aを挟んで互いに対称に形成されてもよい。
開口部33aは、ドーナツの一部分のような形状を有してもよい。すなわち、開口部33aは、凹状の側壁及び凸状の側壁を含んでよく、凹状の側壁と凸状の側壁とを連結する平らな側壁を含んでよい。透明電極層33に開口部33aを形成することによって、第1電極パッド37の接着力が増大する。本実施例において、透明電極層33に開口部33aを形成した場合に対して説明するが、上部半導体層27を露出させるように第3電流遮断層31aに開口部が形成されてもよい。
図7は、図1の第2電極パッド35部分を拡大して示した平面図で、図8は、図7の切取線E-Eに沿う断面図である。
図7及び図8を参照すると、第2電極パッド35は、上述したように、メサ分離溝27a内に配置され、第2下部半導体層23bに電気的に接続される。一方、第3発光セルD1及び第4発光セルD2が第2電極パッド35に隣接して位置する。
絶縁層32bが第3発光セルD1及び第4発光セルD2の側面を覆う。図示したように、絶縁層32bは、下部延長部35bが通過する部分を除いて第3及び第4発光セルD1、D2の側面を覆ってもよい。絶縁層32bは、第2電極パッド35上にワイヤをボールボンディングするとき、ボンディング物質が第3発光セルD1又は第4発光セルD2の上部半導体層27に接触し、短絡が発生することを防止する。
絶縁層32bは透明電極層33から離隔してもよく、その結果、絶縁層32bの面積を相対的に非常に小さく形成することができる。これによって、絶縁層32bによる光の損失を減少させることができる。
本発明の一実施例に係る発光ダイオードは、直列に連結された発光セルを用いて相対的に高電圧で動作することができ、その結果、全体の駆動電流を低下させることができる。さらに、各発光セルを並列に連結すると同時に、下部延長部及び上部延長部を用いて電流を均一に分散させることができる。また、上記発光ダイオードは、従来の通常の工程を通じてパッケージングされてもよく、蛍光体を含有する波長変換層が発光ダイオード上に配置されてもよい。これによって、白色光を放出する発光素子が提供され得る。
図9は、本発明の他の実施例に係る発光ダイオードを説明するための平面図で、図10は、図9の切取線F-Fに沿う断面図で、図11は、図9の切取線G-Gに沿う断面図で、図12は、図9の切取線H-Hに沿う断面図である。また、図13Aは、一実施例に係る図9の連結部を拡大して示した平面図で、図13Bは、図13Aの切取線I-Iに沿う断面図である。また、図14Aは、他の実施例に係る図9の連結部を拡大して示した平面図で、図14Bは、図14Aの切取線I’-I’に沿う断面図である。本実施例に係る発光ダイオードは、図1~図8に開示した発光ダイオードとほとんどの構成が同一であり、但し、下部延長部35a、35bの下側に位置する第1電流遮断層31c及び第2電極パッド35の下側に位置する第2電流遮断層31bをさらに含む点において相違している。以下、その相違点を中心に説明し、同一の構成に対する詳細な説明は省略する。
図9、図10及び図12を参照すると、下部延長部35a、35bの下側に第1電流遮断層31cが配置されてもよい。それぞれの下部延長部35a、35bの下側に配置された第1電流遮断層31cは、図示したように、一つの連続的な線形と言うよりは、互いに離隔した複数のドットを有してもよい。すなわち、図9に示したように、第1電流遮断層31cは、互いに離隔した複数のドットを含んでよい。それぞれのドットは、下部延長部35a、35bと下部半導体層23a、23bとの間に配置される。ここで、第1電流遮断層31c、すなわち、各ドットの幅は、下部延長部35a、35bの幅に比べてより大きいことを特徴とする。よって、第1電流遮断層31cが介在した部分では、下部延長部35a、35bと下部半導体層23a、23bとが直接接続されなく、各ドット間の領域で下部延長部35a、35bが下部半導体層23a、23bに接触する。また、複数のドットは、互いに同一の間隔で離隔して配置されてもよく、互いに異なる間隔で離隔して配置されてもよい。
下部延長部35a、35bと下部半導体層23a、23bとの間に第1電流遮断層31cを配置することによって、電流が下部延長部35a、35b付近に集中することを防止し、電流の水平分散を助けることができる。電流が半導体積層で水平方向に広く分散されることによって、発光効率が上昇し得る。特に、第1電流遮断層31cの線幅を下部延長部35a、35bの線幅より大きくし、第1電流遮断層31cが介在した部分で、下部延長部35a、35bと下部半導体層23a、23bとの直接的な電気的連結を遮断することができる。第1電流遮断層31cの線幅を下部延長部35a、35bの線幅より小さくしたことに比べて、第1電流遮断層31cの線幅を下部延長部35a、35bより大きくしながら各ドットの形態で配置することによって、電流をさらに分散させることができる。
但し、下部延長部35a、35bの端部には第1電流遮断層31cが配置されなくてもよい。すなわち、下部延長部35a、35bの端部は下部半導体層23a、23bと直接接続されてもよい。ここで、直接的な接続は、上記端部と上記下部半導体層23a、23bとの間に他の物質(例えば、電流遮断層)が介在せずに接触することを意味する。図9を参照すると、上部延長部37b、37dが下部延長部35a、35bの端部を取り囲む構造を有する。このとき、下部延長部35a、35bの端部に第1電流遮断層31cが配置される場合、端部では下部延長部35a、35bが下部半導体層23a、23bと直接電気的に接続されなくなり、その結果、下部延長部35a、35bの端部付近で電流分散が円滑に行われ得ない。
第1電流遮断層31cのドットの個数は、下部延長部35a、35bの相対的長さによって多様に決定され得る。例えば、図9では、下部延長部35aと第1下部半導体層23aとの間に5個の第1電流遮断層31cが互いに離隔して配置されている。また、下部延長部35bと第2下部半導体層23bとの間には、6個の第1電流遮断層31cが互いに離隔して配置されている。これは、第3及び第4発光セルD1、D2上の下部延長部35bが第2電極パッド35と連結されるための曲線領域を含み、相対的長さが第1及び2発光セルC1、C2上の下部延長部35bに比べて長いためである。複数の第1電流遮断層31cの隔離距離は互いに同一であってもよく、又は異なってもよい。但し、図9に示した複数の第1電流遮断層31cの個数は説明の便宜のための例示に過ぎなく、実施例の制限と理解してはならない。
また、上記第2電極パッド35の下部に第2電流遮断層31bが配置されてもよい。第2電流遮断層31bは、第2電極パッド35と第2下部半導体層23bとの間に配置され、第2下部半導体層23bに注入される電流の水平分散を円滑にすることができる。第2電流遮断層31bの広さは第2電極パッド35より小さくてもよい。すなわち、第2電流遮断層31bの横及び縦幅は第2電極パッド35の横及び縦幅より小さく、その結果、第2電流遮断層31bが第2電極パッド35の一部領域の下側に限定的に位置し得る。例えば、第2電流遮断層31bの広さは、第2電極パッド35の広さの90%以下に制限されてもよい。第2電流遮断層31bの広さが第2電極パッド35の広さの90%を超える場合、順方向電圧Vfが上昇し得る。よって、第2電流遮断層31bの広さを第2電極パッド35の広さの90%以下にすることによって、順方向電圧の上昇無しで高い発光効率を達成することができる。第1~2電流遮断層31c,31bは、上記第3及び第4電流遮断層31a、31dと同様に、絶縁物質で形成され、単一層又は多重層に形成されてもよい。例えば、第2電流遮断層31bは、SiOx又はSiNxを含んでよく、屈折率が互いに異なる絶縁性物質層が交互に積層された分布ブラッグ反射器(DBR)を含んでもよい。
図13Aは、一実施例に係る図9の連結部を拡大した平面図で、図13Bは、図13Aの切取線I-Iに沿う断面図である。
連結部35cは、分離溝30aによって離隔した二つの発光セルC1、D1を電気的に連結するためのものであって、上述したように、一端は第1発光セルC1上の下部延長部35aと連結され、他端は第3発光セルD1上の補助上部延長部37cに連結されてもよい。図13Aを参照すると、連結部35cの幅w1は上記下部延長部35aの幅w2より大きくてもよい。また、第1発光セルC1上において、連結部35c及び連結部35cに接続された下部延長部35aの下側には第1電流遮断層31cが配置されなくてもよく、その結果、連結部35c及び連結部35cに接続される下部延長部35aは下部半導体層23aと直接接続され得る。このように、比較的厚い幅w1を有する連結部35c及び連結部35cに接続された下部延長部35aが下部半導体層23aと直接接続する構造を通じて、主上部延長部37bが形成されていない第1発光セルC1の外郭部分に効率的に電流の水平分散が行われ得る。また、連結部35cの幅w1を比較的厚く形成し、連結部35cが断線する危険を減少させ、発光ダイオードの信頼性を高めることができる。
また、図13A及び図13Bを参照すると、第1電流遮断層31cは、複数のドット形態で下部延長部35aと下部半導体層23aとの間に配置されてもよい。第1電流遮断層31cの幅は下部延長部35aの幅より大きくてもよく、その結果、それぞれのドット間でのみ、下部延長部35aは下部半導体層23aと直接接続され得る。すなわち、それぞれのドット間の離隔距離d1により、下部延長部35aが下部半導体層23aに接続される距離が決定され得る。
第1電流遮断層31cと分離溝30aとの間、すなわち、第1電流遮断層31cの最後のドットと分離溝30aとの間で連結部35c及び連結部35cに接続された下部延長部35aが下部半導体層23aと接続される距離d2は、上記第1電流遮断層31cのそれぞれのドット間の離隔距離d1より大きくてもよい。すなわち、第1電流遮断層31cと分離溝30aとの間で、連結部35c及び連結部35cに接続される下部延長部35aが下部半導体層23aと接続される面積は、各ドット間で下部延長部35aが下部半導体層23aと接続される面積より大きくてもよく、その結果、抵抗が減少し得る。これを通じて、第1発光セルC1の外郭まで電流の分散が円滑に行われ得る。すなわち、上部延長部37bは、第1発光セルC1の外郭まで形成されない場合があり、その結果、上部延長部37bの端部から連結部35cまでの距離d3が比較的大きくなり得る。この場合、第1発光セルC1の外郭に電流が到逹できないおそれがあるが、隔離距離d2を大きくし、連結部35c及び連結部35cに接続される下部延長部35aが下部半導体層23aと接続される面積を大きくし、抵抗値を減少させることができ、その結果、第1発光セルC1の外郭領域に電流が円滑に分散され得る。
連結部35cの下部に位置する絶縁層32aは、第1発光セルC1の下部半導体層23aの一部側面上から、第3発光セルD1の下部半導体層23b、活性層25、上部半導体層27の側面及び上部半導体層27の上面まで延長されてもよい。
図14Aは、他の実施例に係る図9の連結部を拡大した平面図で、図14Bは、図14Aの切取線I’-I’に沿う断面図である。図14は、図13に比べてほとんどの構成が同一であり、絶縁層32a及び上部延長部37bの形状において多少相違している。その結果、連結部35cが下部半導体層23aと接続される面積が変わり得る。以下、同一の構成に対する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
図14A及び図14Bを参照すると、絶縁層32aは、図13の実施例に比べて、第1発光セルC1に向かってさらに延長され、第1発光セルC1の下部半導体層23aの側面と下部半導体層23aの上面の一部を覆ってもよい。この場合、第1電流遮断層31cと分離溝30aとの間で、連結部35c及び連結部35cに接続された下部延長部35aが下部半導体層23aと接続される距離d4は、図13の実施例に比べて減少し得る。すなわち、図13の実施例に比べて、第1電流遮断層31cと分離溝30aとの間で、連結部35c及び連結部35cに接続された下部延長部35aが下部半導体層23aと接続される面積が減少し、電流密度が増加し得る。但し、接続距離d4は、依然として第1電流遮断層31cの複数のドット間の離隔距離d1より大きくてもよい。又は、接続距離d4は、第1電流遮断層31cの複数のドット間の離隔距離d1より小さくてもよい。
また、図14Aを参照すると、上部延長部37bの端部から連結部35cまでの距離d5は、図13の実施例に比べて減少し得る。すなわち、上部延長部37cが連結部35c方向にさらに延長され、上部延長部37bの端部と連結部35cとの間の距離d5が図13の実施例に比べて小さくなり得る。これは、図14の実施例において、第1電流遮断層31cと分離溝30aとの間で、連結部35c及び連結部35cに接続された下部延長部35aが下部半導体層23aと接続される面積が減少したことに対応して、上部延長部37bの端部と比較的広い幅w2を有する連結部35cとの距離d5を減少させ、第1発光セルC1の外郭まで電流の水平分散を円滑にするためのものである。
図15~図17は、本発明の他の実施例に係る発光ダイオードを説明するための平面図である。図15~図17に開示した発光ダイオードは、第1電極パッド37、第2電極パッド35、上部延長部及び下部延長部の形状と発光セルの個数が、図9に開示した発光ダイオードと多少相違しており、残りのほとんどの構成は同一である。よって、同一の構成に対する説明は省略し、その相違点を中心に説明する。
図15は、本発明の他の実施例に係る発光ダイオードを説明するための平面図である。
図15を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードは、基板21上に配置された第1~第3発光セルC1、C2、C3、第4~第6発光セルD1、D2、D3及び第7~第9発光セルE1、E2、E3を含んでよい。また、上記発光ダイオードは、第1電極パッド37及び第2電極パッド35を含み、上部延長部37a、37b、37c、37d、37e、37f及び下部延長部35a、35b、35d、35eを含んでよい。
第1~第3発光セルC1、C2、C3は、分離溝30aによって第4~第6発光セルD1、D2、D3から分離されてもよい。また、第4~第6発光セルD1、D2、D3は、分離溝30bによって第7~第9発光セルE1、E2、E3から分離されてもよい。すなわち、第1下部半導体層23aと第2下部半導体層23bは分離溝30aによって互いに分離され、第2下部半導体層23bと第3下部半導体層23cは分離溝30bによって分離されてもよい。これによって、第1発光セルC1、第2発光セルC2及び第3発光セルC3は第1下部半導体層23aを共有し、第4発光セルD1、第5発光セルD2及び第6発光セルD3は第2下部半導体層23bを共有し得る。また、第7発光セルE1、第8発光セルE2及び第9発光セルE3は第3下部半導体層23cを共有し得る。分離溝30a、30bは、アイソレーション工程によって形成され、分離溝30a、30bから基板21が露出してもよい。これに反して、第1発光セルC1と第2発光セルC2、第4発光セルD1と第5発光セルD2、そして、第7発光セルE1と第8発光セルE2は、下部半導体層23a、23b、23cを露出させるメサ分離溝27aを形成するメサエッチング工程によってそれぞれ分離されてもよい。また、第2発光セルC2と第3発光セルC3、第5発光セルD2と第6発光セルD3、そして、第8発光セルE2と第9発光セルE3は、下部半導体層23a、23b、23cを露出させるメサ分離溝27bを形成するメサエッチング工程によってそれぞれ分離されてもよい。すなわち、下部半導体層23a、23b、23c、活性層25及び上部半導体層27を含む半導体積層体は、メサ分離溝27a、27b及び分離溝30a、30bによって第1~第9発光セルC1、C2、C3、D1、D2、D3、E1、E2、E3に分離される。
第1発光セルC1と第3発光セルC3は、第1電極パッド37と第2電極パッド35とを連結した仮想線を基準にして対称形状を有してもよい。第4~第6発光セルD1、D2、D3のそれぞれの形状は互いに同一であってもよい。第4~第6発光セルD1、D2、D3の形状は、第1発光セルC1の形状に比べると、補助上部延長部37aを除いた残りの形状が同一であってもよい。また、第7発光セルE1と第9発光セルE3は、第1電極パッド37と第2電極パッド35とを連結した仮想線を基準にして互いに対称の形状を有してもよい。
ここで、第1電極パッド37が形成された第2発光セルC2及び第2電極パッド35の形成と関連する第8発光セルE2は、他の発光セルとその形状において比較的大きく相違している。第1電極パッド37は、基板21の一側縁部21a付近に配置され、第2電極パッド35は、一側縁部に対向する他側縁部21b付近に配置されてもよい。図15に示したように、第1電極パッド37と第2電極パッド35は互いに対向して配置されてもよい。
第1電極パッド37は第2発光セルC2上に形成されてもよい。第1電極パッド37の下部に第3電流遮断層31aが位置してもよい。具体的に、第3電流遮断層31aは、第1電極パッド37の下部で透明電極層33と上部半導体層27との間に介在してもよい。第3電流遮断層31aの幅は第1電極パッド37の幅より大きくてもよく、これによって、第3電流遮断層31aは、第1電極パッド37を第1下部半導体層23aから絶縁させることができる。透明電極層33は、部分的に第1電極パッド37の下部に位置し、第3電流遮断層31aを露出させる開口部33aを含んでよい。開口部33aは円形の形状を有してもよい。透明電極層33に開口部33aを形成することによって、第1電極パッド37の接着力が増大し得る。しかし、開口部33aの形状は円形に限定されなく、第1電極パッド37の接着力が増大し得る目的範囲内の多様な形状を含んでよい。
第2電極パッド35はメサ分離溝27c上に配置されてもよい。すなわち、第2電極パッド35の形成のために他側縁部21b付近の第8発光セルE2の下端一部がメサエッチングされ、メサ分離溝27cが形成され得る。第2電極パッド35は、メサ分離溝27c内に配置され、第3下部半導体層23cに電気的に接続されてもよい。
上記第2電極パッド35の下部に第2電流遮断層31bが配置されてもよい。第2電流遮断層31bは、第2電極パッド35と第3下部半導体層23cとの間に配置され、第3下部半導体層23cに注入される電流の水平分散を円滑にすることができる。第2電流遮断層31bの広さは第2電極パッド35の広さより小さくてもよい。すなわち、第2電流遮断層31bの横及び縦幅は第2電極パッド35の横及び縦幅より小さく、その結果、第2電流遮断層31bは第2電極パッド35の一部領域に位置し得る。例えば、第2電流遮断層31bの広さは、第2電極パッド35の広さの90%以下に制限されてもよい。
絶縁層32bは、第2電極パッド35が配置されたメサ分離溝27cの側面を覆ってもよい。図15に示したように、絶縁層32bは、メサ分離溝27cの側面を覆い、また、下部延長部35bが通過する部分にも形成され、全体的に連結された一つの曲線形状を有してもよい。下部延長部35bが通過する部分で、絶縁層32bが先に形成され、その上に下部延長部35bが形成されてもよい。これによって、絶縁層32bが形成された部分における下部延長部35bの高さが、他の部分に比べて高くなり得る。絶縁層32bは、第2電極パッド35上にワイヤをボールボンディングするとき、ボンディング物質が第8発光セルE2の上部半導体層27に接触することによって短絡が発生することを防止することができる。
第1、第3、第4、第5及び第6発光セルC1、C3、D1、D2、D3に配置された下部延長部35dは、直線領域(すなわち、縦方向)を含み、互いに平行であってもよい。下部延長部35dの一端は連結部35cと電気的に連結され、他端は主上部延長部37cと離隔し、主上部延長部37cで取り囲まれてもよい。下部延長部35eは、第2発光セルC2上に形成され、直線領域を含み、第1電極パッド37によってその長さが他の下部延長部35dに比べて比較的短くなり得る。また、その結果、配置される第1電流遮断層31cの個数がより小さくなり得る。第2発光セルC2上に形成された下部延長部35eと第8発光セルE2上に形成された下部延長部35bは、第1電極パッド37と第2電極パッド35とを連結した仮想の線上に位置してもよい。
下部延長部35aは、第2電極パッド35に接続され、相互連結された二つの直線領域を含む。二つの直線領域は、基板21の横方向と縦方向に平行であり、互いに直交してもよい。横方向の直線領域は、縦方向の直線領域と第2電極パッド35とを連結する。図15に示したように、下部延長部35a(特に横方向の直線領域)の形成のために、基板21の他側縁部21b付近の第7~第9発光セルE1、E2、E3の一部領域がメサエッチングされてもよい。
下部延長部35bは第8発光セルE2上に形成されてもよい。下部延長部35bの一端は第2電極パッド35と連結されてもよく、他端は主上部延長部37eで取り囲まれてもよい。下部延長部35bの長さは、第2電極パッド35によって他の下部延長部35a、35dに比べてその長さが比較的短くてもよく、その結果、配置される第1電流遮断層31cの個数がより小さくなり得る。
各下部延長部35a、35b、35d、35eは互いに平行であってもよく、また、各発光セルの中心を通過してもよい。各下部延長部35a、35b、35d、35eの下側に第1電流遮断層31cが配置されてもよい。主上部延長部37b,37c、37e、37fが下部延長部35a、35b、35d、35eの端部を取り囲む構造を有する。これによって、図1の実施例で説明したような理由で、下部延長部35a、35b、35d、35eの端部には第1電流遮断層31cが配置されなくてもよい。
一方、透明電極層33上に上部延長部37a、37b、37c、37d、37e、37fが配置されてもよい。補助上部延長部37aは、第1~第3発光セルC1、C2、C3上で主上部延長部37b、37c間を電気的に連結してもよい。具体的に、補助上部延長部37aの左右に隣接する二つの発光セルの主上部延長部37b、37cを電気的に連結してもよい。補助上部延長部37aは、左右に隣接する二つの発光セルにわたって形成され、曲線形状であってもよい。例えば、図15を参照すると、補助上部延長部37aは、第1発光セルC1上の主上部延長部37cと第2発光セルC2上の主上部延長部37bとを連結してもよい。これによって、第1発光セルC1と第2発光セルC2とが電気的に並列に連結され得る。
補助上部延長部37dは、第4~第9発光セルD1、D2、D3、E1、E2、E3上の主上部延長部37c、37e、37fを下部延長部35d、35eと連結してもよい。補助上部延長部37dは直線形状であってもよく、下部延長部35d、35eと同一軸上に位置してもよい。補助上部延長部37dの一端は主上部延長部37c、37e、37fに連結され、他端は連結部35cに連結されてもよい。
主上部延長部37bは、第2発光セルC2上で、第1電極パッド37から延長されてもよい。具体的に、主上部延長部37bは、基板の一側縁部21aから第2電極パッド35が配置された他側縁部21b側に延長されてもよい。図15を参照すると、二つの主上部延長部37bは、第1電極パッド37と第2電極パッド35とを連結する仮想線を基準にして互いに対称に形成されてもよい。主上部延長部37bは曲線形状を有してもよく、その結果、主上部延長部37bと第1電極パッド37とが結合された形態は、下部延長部35eの端部及び側面の一部を取り囲む構造を有し得る。
主上部延長部37cは、第1、第3、第4、第5及び第6発光セルC1、C3、D1、D2、D3上で下部延長部35dの端部及び側面の一部を取り囲むように配置されてもよい。よって、主上部延長部37cの一部は下部延長部35dの一側に配置され、他の一部は下部延長部35dの一側に対向する他側に配置されてもよい。主上部延長部37cは、下部延長部35dを通過する直線に対して対称構造を有してもよい。
主上部延長部37fは、第7発光セルE1及び第9発光セルE3上に形成され、下部延長部35aの端部及び側面の一部を取り囲むように配置されてもよい。上述したように、下部延長部35aは、横方向及び縦方向の二つの直線領域が結合された形態を有し、ここで、主上部延長部37fは、下部延長部35aの縦方向の直線領域の端部及び側面の一部を取り囲むように配置されてもよい。主上部延長部37fの一部は下部延長部35aの外側に配置され、他の一部は下部延長部35aの内側に配置されてもよい。ここで、上記外側は、下部延長部35aを基準にして上記第2電極パッド35に対してより遠く位置した部分を意味し、上記内側は、上記外側に対向して上記第2電極パッド35に対してより近く位置した部分を意味する。図15に示したように、上記内側に配置される主上部延長部37fの長さは、上記外側に配置される主上部延長部37fの長さに比べてより短くてもよい。これは、内側に配置される主上部延長部37fの端部とその下側に配置された下部延長部35aとを互いに一定距離だけ離隔させ、下部延長部35aに電流が集中的に流れることを防止するためである。
主上部延長部37eは第8発光セルE2上に形成され、下部延長部35bの端部及び側面の一部を取り囲む構造を有してもよい。主上部延長部37eの形状は主上部延長部37cの形状とほぼ類似し、但し、第2電極パッド35が第8発光セルE2の下端に位置することによってその長さが比較的短く形成されるという特徴を有し得る。
図15において、第1、第4及び第7発光セルC1、D1、E1を第1グループ、第2、第5及び第8発光セルC2、D2、E2を第2グループ、そして、第3、第6及び第9発光セルC3、D3、E3を第3グループと定義することができる。各グループ内で、それぞれの発光セルは補助上部延長部37d及び連結部35cを介して電気的に直列に連結されてもよい。また、第1グループ、第2グループ及び第3グループは、補助上部延長部37d及び下部延長部35dの横方向の直線領域を介して電気的に並列に連結されてもよい。
図16は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードを説明するための平面図である。
図16を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードは、基板21上に配置された第1~第8発光セルC1、C2、D1、D2、E1、E2、F1、F2を含んでよい。また、上記発光ダイオードは、第1電極パッド37及び第2電極パッド35を含み、上部延長部37a、37b、37c、37d及び下部延長部35a、35b、35dを含んでよい。
第1及び第2発光セルC1、C2は分離溝30aによって第3及び第4発光セルD1、D2から分離され、第3及び第4発光セルD1、D2は分離溝30bによって第5及び第6発光セルE1、E2から分離されてもよい。また、第5及び第6発光セルE1、E2は分離溝30cによって第7及び第8発光セルF1、F2から分離される。分離溝30a、30b、30cはアイソレーション工程によって形成され、分離溝30a、30b、30cから基板21が露出してもよい。これに反して、第1発光セルC1および第2発光セルC2と、第3発光セルD1および第4発光セルD2と、第5発光セルE1および第6発光セルE2と、第7発光セルF1および第8発光セルF2とは、下部半導体層23a、23b、23c、23dを露出させるメサ分離溝27aを形成するメサエッチング工程によってそれぞれ分離されてもよい。これによって、第1発光セルC1および第2発光セルC2は第1下部半導体層23a、第3発光セルD1および第4発光セルD2は第2下部半導体層23b、第5発光セルE1および第6発光セルE2は第3下部半導体層23c、そして、第7発光セルF1および第8発光セルF2は第4下部半導体層23dを共有し得る。すなわち、下部半導体層23a、23b、23c、23d、活性層25及び上部半導体層27を含む半導体積層体は、メサ分離溝27a及び分離溝30a、30b、30cによって第1~第8発光セルC1、C2、D1、D2、E1、E2、F1、F2に分離され得る。
メサ分離溝27a内には第1電極パッド37及び第2電極パッド35を除いた他の電極部分は配置されなく、下部半導体層23a、23b、23c、23dが露出してもよい。メサ分離溝27a又は第1電極パッド37及び第2電極パッド35を連結する仮想の線を基準にして、第1発光セルC1及び第2発光セルC2、第3発光セルD1及び第4発光セルD2、第5発光セルE1及び第6発光セルE2、そして、第7発光セルF1及び第8発光セルF2はそれぞれ対称の形状を有してもよい。よって、発光ダイオードの左側に位置する第1、第3、第5及び第7発光セルC1、D1、E1、F1に対して重点的に説明する。
第1、第3、第5及び第7発光セルC1、D1、E1、F1は電気的に直列に連結された構造を有してもよい。また、第2、第4、第6及び第8発光セルC2、D2、E2、F2は電気的に直列に連結された構造を有してもよい。そして、第1、第3、第5及び第7発光セルC1、D1、E1、F1と第2、第4、第6及び第8発光セルC2、D2、E2、F2は電気的に並列に連結される構造を有してもよい。多数の発光セルを並列に連結することによって、入力される電流をそれぞれの発光セルに均一に分散させることができ、高電流駆動時における電圧の上昇を減少させ、ドループ現象を改善することができる。
第1電極パッド37は、基板21の一側縁部21a付近に配置され、第2電極パッド35は、一側縁部に対向する他側縁部21b付近に配置されてもよい。図16に示したように、第1電極パッド37と第2電極パッド35は互いに対向して配置されてもよい。さらに、第1電極パッド37は、第1発光セルC1及び第2発光セルC2にわたって形成されてもよい。
図16の第1電極パッド37の形状は、図1の第1電極パッド37の形状と類似する。第1電極パッド37の下部には、第1電極パッド37より広い面積を有する第3電流遮断層31aが配置されてもよい。第1電極パッド37は第3電流遮断層31aの上部に限定的に位置してもよい。第1電極パッド37はメサ分離溝27a上に位置し、第1発光セルC1及び第2発光セルC2にわたって配置されてもよい。これによって、第3電流遮断層31aは、メサ分離溝27a上で第1電極パッド37と第1下部半導体層23aとを絶縁させることができる。また、第3電流遮断層31aは、第1及び第2発光セルC1、C2上で透明電極層33と上部半導体層27との間に介在してもよい。一方、透明電極層33は、部分的に第1電極パッド37の下部に位置し、第3電流遮断層31aを露出させる開口部33aを含んでよい。第1発光セルC1及び第2発光セルC2上の透明電極層33がそれぞれ開口部33aを含み、これらの開口部33aは、メサ分離溝27aを挟んで互いに
対称に形成されてもよい。
開口部33aは半円形状を有してもよい。透明電極層33に開口部33aを形成することによって、第1電極パッド37の接着力が増大し得る。しかし、開口部33aの形状はこれに限定されなく、第1電極パッド37の接着力が増大し得る目的範囲内の多様な形状を含んでよい。また、本実施例において、透明電極層33に開口部33aを形成したことに対して説明するが、上部半導体層27を露出させるように第3電流遮断層31aに開口部が形成されてもよい。
第2電極パッド35は、基板21の他側縁部付近で、メサ分離溝27a内に配置され、第4下部半導体層23dに電気的に接続されてもよい。一方、第7発光セルF1及び第8発光セルF2が第2電極パッド35に隣接して位置してもよい。上記第2電極パッド35の下部に第2電流遮断層31bが配置されてもよい。第2電流遮断層31bは、第2電極パッド35と第4下部半導体層23dとの間に配置され、第4下部半導体層23dに注入される電流の水平分散を円滑にすることができる。第2電流遮断層31bの広さは第2電極パッド35の広さより小さくてもよい。すなわち、第2電流遮断層31bの横幅及び縦幅は第2電極パッド35の横幅及び縦幅より小さく、その結果、第2電流遮断層31bが第2電極パッド35の一部領域に位置し得る。例えば、第2電流遮断層31bの広さは第2電極パッド35の広さの90%以下に制限されてもよい。
絶縁層32bは、第2電極パッド35付近で第7発光セルF1及び第8発光セルF2の側面を覆ってもよい。図16を参照すると、絶縁層32bは、第7発光セルF1及び第8発光セルF2の側面を覆い、また、下部延長部35aが通過する部分にも形成され、全体的に連結された一つの曲線形状を有してもよい。下部延長部35aが通過する部分では、絶縁層32bが先に形成され、その上に下部延長部35aが形成されてもよい。これによって、構造的に絶縁層32bが形成された部分における下部延長部35aの高さが、他の部分に比べてより高くなり得る。絶縁層32bは、第2電極パッド35上にワイヤをボールボンディングするとき、ボンディング物質が第7発光セルF1又は第8発光セルF2の上部半導体層27に接触し、短絡が発生することを防止することができる。絶縁層32bは透明電極層33から離隔してもよく、その結果、絶縁層32bの面積を相対的に非常に小さく形成することができる。これによって、絶縁層32bによる光の損失を減少させることができる。
各発光セルの上部半導体層27及び活性層25を介して下部半導体層23a、23b、23c及び23dが露出し、露出した下部半導体層23a、23b、23c及び23d上に下部延長部35a、35b、35dが配置されてもよい。下部延長部35a、35b、35dは下部半導体層23a、23b、23c、23dに電気的に接続されてもよい。
第1~第6発光セルC1、C2、D1、D2、E1、E2に配置された下部延長部35b、35dは、二つの直線領域(横、縦方向)及びこれを連結する曲線領域を含んでよい。第1及び第5発光セルC1、E1上に形成された下部延長部35bと第3発光セルD1上に形成された下部延長部35dは鏡対称形状をなすことができる。下部延長部35b、35dの一端は連結部35cと連結され、上下に隣接した発光セルの主上部延長部37c又は37dと電気的に連結され、他端は主上部延長部37c又は37dの中心に近い曲線領域に取り囲まれてもよい。例えば、第1発光セルC1に形成された下部延長部35bの一端は連結部35cを介して第3発光セルD1の補助上部延長部37aと連結されてもよい。これを通じて、第1発光セルC1と第3発光セルD1とが電気的に直列に連結され得る。
また、図16を参照すると、第1発光セルC1における下部延長部35bは、第1発光セルC1の中心でない左側下端から垂直に延長されて右側に曲がり、第3発光セルD1における下部延長部35dは、第3発光セルD1の右側下端から垂直に延長されて左側に曲がってもよい。また、第5発光セルE1における下部延長部35bは、第5発光セルE1の左側下端から垂直に延長されて右側に曲がってもよい。すなわち、本実施例に係る発光ダイオードは、図9及び図15で提示された発光ダイオードとは異なり、下部延長部35b、35dが各発光セルの下端の中心でない左側又は右側から延長されてもよい。
下部延長部35aは、第7~8発光セルF1,F2上に形成され、第2電極パッド35に接続されてもよい。下部延長部35aは、直線領域及び曲線領域を含んでよい。曲線領域が直線領域と第2電極パッド35とを連結してもよい。直線領域は、図9及び図15の実施例とは異なり、発光ダイオードの横方向に形成されてもよい。
各下部延長部35a、35b、35dの下側に第1電流遮断層31cが配置されてもよい。第1電流遮断層31cは、複数の互いに離隔した形状を有してもよい。第1電流遮断層31cは、下部延長部35a、35b、35dと下部半導体層23a、23b、23c、23dとの間に配置され、下部半導体層23a、23b、23c、23dに注入される電流の水平方向への分散を助けることができる。ここで、図9及び図15の実施例と同じ理由で、下部延長部35a、35b、35dの他端には第1電流遮断層31cが配置されなくてもよい。
一方、上記透明電極層33上に上部延長部37a、37b、37c、37dが配置されてもよい。主上部延長部37bは、第1発光セルC1上で第1電極パッド37から基板21の縦軸縁部21cに向かって横方向に延長されてもよい。図16を参照すると、主上部延長部37bは、第1電極パッド37に接する丸い形状及びこれから横方向に長く延長された二つの曲線を含んでよい。主上部延長部37bは二つの端部を含み、下部延長部35bの端部及び側面の一部を取り囲むように配置されてもよい。よって、主上部延長部37bの一部は下部延長部35bの上側に配置され、他の一部は下部延長部35bの下側に配置されてもよい。ここで、下部延長部35bを基準にして基板21の一側縁部21aに近い領域が上記上側に該当し、一側縁部に対向する他側縁部21bに近い領域が上記下側に該当する。主上部延長部37bは、下部延長部35bの直線領域に対して概して対称構造を有してもよいが、主上部延長部37bの上側端部は下側端部より基板21の縦軸縁部21cに近く位置してもよい。すなわち、図16に示したように、下部延長部35bの上側に位置する主上部延長部37bの領域が下側に位置する領域より長く、下部延長部35bの曲線領域に沿って屈曲してもよい。
補助上部延長部37aは、第3、第5及び第7発光セルのD1,E1,F1左側上端又は右側上端に形成されてもよい。補助上部延長部37aは上下に垂直な直線形状を有してもよい。補助上部延長部37aの一端は連結部35cに連結され、他端は主上部延長部37c又は37dに連結されてもよい。例えば、第3発光セルD1上に形成される補助上部延長部37aは第3発光セルの左側上端に形成され、一端は連結部35cと連結され、第1発光セルC1の下部延長部35bと電気的に連結されてもよい。また、補助上部延長部37aの他端は、第3発光セルD1の主上部延長部37cの左側上端に連結されてもよい。これを通じて、第1発光セルC1と第3発光セルD1とが電気的に直列に連結され、同じ方式で、第3発光セルD1と第5発光セルE1とが電気的に直列に連結され得る。
主上部延長部37cは、第3及び第7発光セルD1、F1上で形成され、基板21の縦軸縁部21cからメサ分離溝27aに向かって横方向に延長される形態を有してもよい。主上部延長部37cは、第1発光セルC1上に形成された主上部延長部37bの形状とほぼ類似し、鏡対称構造を有してもよく、主上部延長部37bが第1電極パッド37と接する領域と主上部延長部37cが補助上部延長部37aと接する面積及び位置において差が存在する。図16を参照すると、上部延長部37bが第1電極パッド37と接する領域は、主上部延長部37cが補助上部延長部37aと接する領域より大きく、メサ分離溝27aと近く配置されていることが分かる。主上部延長部37dは、第5発光セル上に形成され、主上部延長部37cと鏡対称形状を有してもよい。
第2、第4、第6及び第8発光セルC2、D2、E2、F2上の上部延長部と下部延長部の形状は、メサ分離溝27a又は第1電極パッド37及び第2電極パッド35を連結する仮想線を基準にして第1、第3、第5及び第7発光セルC1、D1、E1、F1上の上部延長部37a、37b、37c、37d及び下部延長部35a、35b、35dの形状と対称になってもよい。
図17は、本発明の更に他の実施例に係る発光ダイオードを説明するための平面図である。
図17を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードは、基板21上に配置された第1~第6発光セルC1、C2、D1、D2、E1、E2を含んでよい。また、上記発光ダイオードは、第1電極パッド37及び第2電極パッド35を含み、上部延長部37a、37b、37c、37d、37e、37f、37g、37h及び下部延長部35a、35b、35d、35e、35f、35gを含んでよい。
各発光セルC1、C2、D1、D2、E1、E2は、各分離溝30a、30b,30cを介してそれぞれの発光セルに分離されてもよい。具体的に、第1及び第2発光セルC1、C2は分離溝30aによって第3及び第4発光セルD1、D2から分離され、第3及び第4発光セルD1、D2は分離溝30bによって第5及び第6発光セルE1、E2から分離されてもよい。また、第1、第3及び第5発光セルC1、D1、E1は、分離溝30cを介して第2、第4及び第6発光セルC2、D2、E2から分離されてもよい。すなわち、下部半導体層23a、23b、23c、活性層25及び上部半導体層27を含む半導体積層体は、分離溝30a、30b及び分離溝30cによって第1~第6発光セルC1、C2、D1、D2、E1、E2に分離されてもよい。
分離溝30a、30bはアイソレーション工程によって形成され、分離溝30a、30bから基板21が露出してもよい。各発光セルは、横幅が縦幅より大きい直四角形の形状を有してもよい。第1~6発光セルC1、C2、D1、D2、E1、E2は、電気的に直列に連結された構造を有してもよい。図17を参照すると、第1電極パッド37は第2発光セルC2上の右側上端に形成されており、第2電極パッド35は第5発光セルE1の左側下端に形成されたメサ分離溝27b上に形成されている。すなわち、基板21において、第1電極パッド37と第2電極パッド35は対角線上に形成されてもよい。また、分離溝30cを基準にして第1発光セルC1と第4発光セルD2、そして、第3発光セルD1と第6発光セルE2はそれぞれ対称の形状を有してもよい。
具体的に、第1電極パッド37は、第2発光セルC2の右側上端領域に形成されてもよい。第1電極パッド37の下部に第3電流遮断層31aが位置してもよい。具体的に、第3電流遮断層31aは、第1電極パッド37の下部で透明電極層33と上部半導体層27との間に介在してもよい。第3電流遮断層31aの幅は第1電極パッド37の幅より大きく、その結果、第3電流遮断層31aは第1電極パッド37を第1下部半導体層23aから絶縁させることができる。透明電極層33の一部は第1電極パッド37の下部に位置し、第3電流遮断層31aを露出させる開口部33aを含んでよい。開口部33aは、円形の形状を有してもよい。透明電極層33に開口部33aを形成することによって、第1電極パッド37の接着力が増大し得る。ここで、開口部33aの形状は円形に限定されなく、第1電極パッド37の接着力が増大し得る目的範囲内の多様な形状を含んでよい。
第2電極パッド35はメサ分離溝27b上に配置されてもよい。すなわち、第2電極パッド35の形成のために第5発光セルE1の左側下端の一部領域がメサエッチングされ、メサ分離溝27bが形成されてもよい。第2電極パッド35はメサ分離溝27b内に配置され、第3下部半導体層23cに電気的に接続されてもよい。
上記第2電極パッド35の下部に第2電流遮断層31bが配置されてもよい。第2電流遮断層31bは第2電極パッド35と第3下部半導体層23cとの間に配置され、第3下部半導体層23cに注入される電流の水平分散を円滑にすることができる。第2電流遮断層31bの広さは、第2電極パッド35の広さより小さい。すなわち、第2電流遮断層31bの横幅及び縦幅は第2電極パッド35の横幅及び縦幅より小さく、その結果、第2電流遮断層31bが第2電極パッド35の一部領域に位置し得る。例えば、第2電流遮断層31bの広さは、第2電極パッド35の広さの90%以下に制限されてもよい。
絶縁層32bがメサ分離溝27bの側面を覆ってもよい。図17に示したように、絶縁層32bはメサ分離溝27bの側面を覆い、また、下部延長部35aが通過する部分にも形成され、全体的に連結された単一の線形状を有してもよい。下部延長部35aが通過する部分において、絶縁層32bが先に形成され、その上に下部延長部35aが形成される構造を有してもよい。これによって、絶縁層32bが形成された部分における下部延長部35aの高さが他の部分の高さに比べてより高くなり得る。絶縁層32bは、第2電極パッド35上にワイヤをボールボンディングするとき、ボンディング物質が第5発光セルE1の上部半導体層27に接触し、短絡が発生することを防止することができる。
各発光セルの上部半導体層27及び活性層25を介して下部半導体層23a、23b、23cが露出してもよく、露出した下部半導体層23a、23b、23c上に下部延長部35a、35b、35d、35e、35f、35gが配置されてもよい。下部延長部35a、35b、35d、35e、35f、35gは、下部半導体層23a、23b、23cに電気的に接続されてもよい。
下部延長部35gは、第2発光セルC2上に形成され、直線形状を有してもよい。下部延長部35gは、第2発光セルC2の中心ラインに沿って形成されてもよい。下部延長部35gと第1発光セルC1の下部延長部35fの直線領域(横方向)は一直線上に位置してもよい。下部延長部35gの一端は連結部35cと連結され、第1発光セルC1の補助上部延長部37cと電気的に連結されてもよい。これによって、第2発光セルC2と第1発光セルC1とが電気的に直列に連結され得る。下部延長部35gの他端は主上部延長部37bで取り囲まれてもよい。但し、第2発光セルC2上に第1電極パッド37が形成されており、下部延長部35gの長さは比較的短く形成され得る。
下部延長部35fは第1発光セルC1上に形成され、二つの直線領域(横方向、縦方向)及びこれを連結する曲線領域を含んでよい。下部延長部35fの縦方向の直線領域は第1発光セルC1の左側面の下端に形成され、一端は連結部35cに連結され、第3発光セルD1の補助上部延長部37aに連結され、他端は曲線領域に連結されてもよい。これによって、第1発光セルC1と第3発光セルD1とが電気的に直列に連結され得る。下部延長部35fの縦方向の直線領域の形成のために、第1発光セルC1の左側面の下端がメサエッチングされてもよい。また、横方向の直線領域は第1発光セルC1の中心ラインに沿って形成され、一端は曲線領域に連結され、他端は主上部延長部37cで取り囲まれてもよい。
下部延長部35eは第3発光セルD1上に形成され、直線形状を有してもよい。下部延長部35eは第3発光セルD1の中心ラインに沿って形成されてもよい。下部延長部35eと第4発光セルD2の下部延長部35dの直線領域(横方向)は一直線上に位置してもよい。下部延長部35eの一端は連結部35cと連結され、第4発光セルD2の補助上部延長部37hと電気的に連結されてもよい。これによって、第3発光セルD1と第4発光セルD2とが電気的に直列に連結され得る。下部延長部35eの他端は主上部延長部37dで取り囲まれてもよい。
下部延長部35dは第4発光セルD2上に形成され、分離溝30cを基準にして下部延長部35fと対称の形状を有してもよい。
下部延長部35aは第5発光セルE1上に形成され、曲線領域及び直線領域を含んでよい。曲線領域の一側端部は第2電極パッド35と連結され、他側端部は直線領域の一側端部と連結されてもよい。直線領域の他側端部は主上部延長部37gで取り囲まれてもよい。また、直線領域は第5発光セルE1の中心に形成されてもよい。
下部延長部35bは第6発光セルE2上に形成され、分離溝30cを基準にして下部延長部35eと対称の形状を有してもよい。
各下部延長部35a、35b、35d、35e、35f、35gの下側に第1電流遮断層31cが配置されてもよい。第1電流遮断層31cは、複数の互いに離隔した形状を有してもよい。第1電流遮断層31cは、下部延長部35a、35b、35d、35e、35f、35gと下部半導体層23a、23b、23cとの間に配置され、下部半導体層23a、23b、23cに注入される電流の水平方向への分散を助けることができる。但し、下部延長部35a、35b、35d、35e、35f、35gの端部には第1電流遮断層31cが配置されなくてもよい。
一方、上記透明電極層33上に上部延長部37a、37b、37c、37d、37e、37f、37g、37hが配置されてもよい。主上部延長部37bは、第2発光セルC2上で、第1電極パッド37から分離溝30cに向かって延長されてもよい。主上部延長部37bは下部延長部35gの端部及び側面の一部を取り囲むように配置されてもよい。よって、主上部延長部37bの一部は下部延長部35gの上側に配置され、他の一部は下部延長部35gの下側に位置し、更に他の一部は下部延長部35gの端部と基板21の縁部21dとの間に配置され得る。また、主上部延長部37bは二つの端部を有し、これらの端部はそれぞれ下部延長部35gの上側及び下側に位置してもよい。ここで、下部延長部35gの上側は、下部延長部35g及びそれを延長した仮想の直線に対して基板の一側縁部21aと近い領域を意味し、下側は、上記上側に対向する側を意味する。主上部延長部37bと下部延長部35gとの間の距離は一定でなくてもよいが、主上部延長部37bの延長方向に沿って遠くなった後で近くなってもよい。
主上部延長部37cは、第1発光セルC1上で、分離溝30cから基板21の縦軸縁部21cに向かって横方向に延長されてもよい。主上部延長部37cは曲線形状を有してもよい。主上部延長部37cは、下部延長部35fの直線領域(横方向)の端部及び側面の一部を取り囲むように配置されてもよい。よって、主上部延長部37cの一部は下部延長部35fの上側に配置され、他の一部は下部延長部35fの下側に位置し、更に他の一部は下部延長部35fの端部と分離溝30cとの間に配置されてもよい。また、主上部延長部37cは二つの端部を有し、これらの端部はそれぞれ下部延長部35fの上側及び下側に位置してもよい。主上部延長部37cは、下部延長部35fの直線領域を通過する仮想の線に対して対称構造を有してもよい。
主上部延長部37cは第1発光セルC1上に形成され、補助上部延長部37a、37hが連結される領域を除いた残りのほとんどの形状が第6発光セルの主上部延長部37fと類似する。また、主上部延長部37d、37eは第3発光セルD1及び第4発光セルD2上に形成され、補助上部延長部37a、37hが連結される領域を除いた残りのほとんどが主上部延長部37cと鏡対称形状を有してもよい。
主上部延長部37gは、第5発光セルE1上で、分離溝30cから基板21の縦軸縁部21cに向かって横方向に延長されてもよい。主上部延長部37gは、下部延長部35aの端部及び側面の一部を取り囲むように配置されてもよい。よって、主上部延長部37gの一部は下部延長部35aの上側に配置され、他の一部は下部延長部35aの下側に位置し、更に他の一部は下部延長部35aの端部と分離溝30cとの間に配置されてもよい。主上部延長部37gと下部延長部35aとの間の距離は一定でなくてもよいが、主上部延長部37gの延長方向に沿って遠くなった後で近くなってもよい。主上部延長部37gは、下部延長部35aの直線領域に対して概して対称構造を有してもよいが、下部延長部35aの上側端部は下側端部より基板21の縦軸縁部21cに近く位置してもよい。すなわち、図17に示したように、下部延長部35aの上側に位置する主上部延長部37gの領域が下側に位置する領域より長く、下部延長部35aの曲線領域に沿って屈曲してもよい。
一方、第3及び6発光セルD1、E2上に形成された補助上部延長部37aは、上下に隣接した発光セル間の下部延長部と主上部延長部とを連結してもよい。例えば、第3発光セルD1上に形成された補助上部延長部37aの一端は連結部35cと連結され、第1発光セルC1上に形成された下部延長部35fと電気的に連結されてもよい。また、第3発光セルD1上に形成された補助上部延長部37aの他端は主上部延長部37dと連結されてもよい。このような構造を通じて、第1発光セルC1と第3発光セルD1とが電気的に直列に連結され得る。補助上部延長部37aは、各発光セルの上端の一側面から右側又は左側下端に傾斜して延長され、主上部延長部37d、37fと連結されてもよい。
また、第1、第4及び第5発光セルC1、D2、E1上に形成された補助上部延長部37hは、左右に隣接した発光セル間の下部延長部と主上部延長部とを連結してもよい。例えば、第1発光セルC1上に形成された補助上部延長部37hの一端は連結部35cと連結され、第2発光セルC2上に形成された下部延長部35gと電気的に連結されてもよい。また、第1発光セルC1上に形成された補助上部延長部37hの他端は、主上部延長部37cの中心部と連結されてもよい。このような構造を通じて、第1発光セルC1と第2発光セルC2とが電気的に直列に連結され得る。補助上部延長部37hは直線形状を有し、下部延長部35b、35e、35gと一直線上に配置されてもよい。
図18は、本発明に係る発光ダイオードの側面形状に対する多様な実施例を示す断面図である。図18a~図18cを通じて提示される基板の側面に対する実施例は、上記で提示された図1、図9及び図15~図17に提示された発光ダイオードの側面に適用されてもよい。
具体的に検討すると、図18aに示す発光ダイオードの側面は、パターン化された基板21が露出し、半導体積層に段差が形成される。パターン化された基板21はアイソレーション工程を通じて露出し、段差はメサエッチング工程を通じて形成される。すなわち、まず、アイソレーション工程を通じて発光ダイオードの側面にパターン化された基板21が露出し、その後、メサエッチング工程を通じて下部半導体層23で段差が形成される。半導体積層に段差が形成される場合、連結メタル蒸着時の結合力を高めることができる。
図18bに示す発光ダイオードの側面は、パターン化された基板21が露出するが、図18aとは異なり、半導体積層に段差が形成されない。これは、図18aとは異なり、メサエッチング工程が先に行われた後でアイソレーション工程が行われたためである。
図18cに示す発光ダイオードの側面は、上記で提示された図18a及び図18bとは異なり、基板21が露出せずに半導体積層に段差が形成される。これは、発光ダイオードの側面に対してアイソレーション工程が行われず、メサエッチング工程のみが行われたためである。アイソレーション工程時にやむを得ずに半導体積層、すなわち、発光面積が除去されるが、図15cを通じて提示される発光ダイオードの側面は、アイソレーション工程が省略されることによって最大限の発光面積が確保され得る。
本発明の一実施例に係る発光ダイオードは、直列に連結された各発光セルを用いて相対的に高電圧で動作し得る。よって、全体の駆動電流を低下させることができる。さらに、各発光セルを並列に連結すると同時に、下部延長部及び上部延長部を用いて電流を均一に分散させることができる。また、上記発光ダイオードは、従来の通常の工程を通じてパッケージングされてもよく、蛍光体を含有する波長変換層が発光ダイオード上に配置されてもよい。これによって、白色光を放出する発光素子が提供され得る。
図19は、本発明の多様な実施例に係る発光ダイオードのパッケージ実装形態を示す。図19は、図9に提示された発光ダイオードをリードフレームにワイヤボンディングを通じてパッケージングした状態を示す。但し、図9に提示された発光ダイオードの代わりに、図1及び図15~図17に提示された発光ダイオードがパッケージングされてもよい。
本発明の一実施例に係る発光ダイオードは、直列に連結された各発光セルを用いて相対的に高電圧で動作し得る。よって、全体の駆動電流を低下させることができる。さらに、各発光セルを並列に連結すると同時に、下部延長部及び上部延長部を用いて電流を均一に分散させることができる。また、上記発光ダイオードは、従来の通常の工程を通じてパッケージングされてもよく、蛍光体を含有する波長変換層が発光ダイオード上に配置されてもよい。これによって、白色光を放出する発光素子が提供され得る。