JP7219500B2 - 紫外線発光素子およびこれを含む発光素子パッケージ - Google Patents

紫外線発光素子およびこれを含む発光素子パッケージ Download PDF

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Description

実施例は紫外線発光素子およびこれを含む発光素子パッケージに関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ、Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は電気エネルギーを光に変換させる重要な固体素子の一種であり、一般的に２つの相反するドーピング層の間に介在された半導体材料の活性層を含む。２つのドーピング層の両端にバイアスが印加されると、正孔と電子が活性層に注入された後、そこで再結合されて光が発生する。活性領域で発生した光はすべての方向に放出されてすべての露出表面を通じて半導体チップの外に脱出する。ＬＥＤのパッケージングは一般的に脱出する光を望む出力放出の形態に指向するのに使われる。
最近応用分野が拡大し、高出力紫外線ＬＥＤ製品に対する要求が大きくなるにつれて、光出力を向上させるための多くの研究開発が進行されている。
最近水処理および殺菌剤品などの需要が急増するにつれて関心が高まっている紫外線ＬＥＤは、サファイア基板などの上部にバッファ層、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層を成長させて製造され得る。
しかし、紫外線ＬＥＤはＡｌの組成が高いＡｌＧａＮ層が使われることによって、ｎ型半導体、ｐ型半導体と金属電極間のオーミック接触（Ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）が難しいため動作電圧が高くなる問題があり、金属電極が紫外線光を十分に反射させることができないため光抽出効率が低下する問題がある。
実施例は動作電圧が低くなった発光素子およびこれを含む発光素子パッケージを提供することができる。
また、光出力が改善した発光素子およびこれを含む発光素子パッケージを提供することができる。
また、腐食に強靭な紫外線発光素子およびこれを含む発光素子パッケージを提供することができる。
また、クラックの伝播を遮断できる紫外線発光素子およびこれを含む発光素子パッケージを提供することができる。
実施例で解決しようとする課題はこれに限定されるものではなく、以下で説明する課題の解決手段や実施形態から把握され得る目的や効果も含まれるものと言える。
本発明の一特徴に係る発光素子は、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、前記第１導電型半導体層と第２導電型半導体層の間に配置される活性層および前記第１導電型半導体層が露出される食刻領域を含む発光構造物；前記発光構造物上に配置され、前記食刻領域の一部を露出させる第１ホールを含む第１絶縁層；前記第１導電型半導体層と電気的に連結される第１電極；および前記第２導電型半導体層と電気的に連結される第２電極を含み、前記発光構造物は前記第１ホールに露出した前記第１導電型半導体層上で再成長された中間層を含み、前記第１電極は前記中間層上に配置され、前記食刻領域は前記第１電極の外側面を基準として内側に配置される第１食刻領域と外側に配置される第２食刻領域を含み、前記第１食刻領域の面積と前記中間層の面積の比は１：０．３～１：０．７である。
前記中間層の厚さは前記第１絶縁層の厚さより薄くてもよい。
前記第１絶縁層の厚さと前記中間層の厚さの比は１：０．０３～１：０．５であり得る。
前記第１絶縁層は前記中間層の上部に延びる第１延長部を含むことができる。
前記第１電極は前記第１絶縁層の上部に延びる第２延長部を含み、前記第２延長部の幅は５μｍ～１５μｍであり得る。
前記中間層は互いにアルミニウムの組成が異なる第１中間層と第２中間層が複数回積層され、前記第１中間層のアルミニウム組成は前記第２中間層のアルミニウム組成より高くてもよい。
前記第１導電型半導体層は第１サブ半導体層、前記第１サブ半導体層上に配置される第２サブ半導体層、前記第２サブ半導体層上に配置される第３サブ半導体層、および前記第３サブ半導体層上に配置される第４サブ半導体層を含み、前記第２サブ半導体層のアルミニウム組成は前記第１サブ半導体層および前記第４サブ半導体層のアルミニウム組成より低く、前記第３サブ半導体層のアルミニウム組成は前記第２サブ半導体層のアルミニウム組成より低く、前記中間層は前記第３サブ半導体層上に配置され得る。
前記中間層のアルミニウム組成は前記第３サブ半導体層のアルミニウム組成より低くてもよい。
前記発光構造物は第１方向に延び、前記第１方向と垂直な第２方向に互いに離隔した複数個の発光領域を含み、前記中間層は前記複数個の発光領域の間に配置され、第１終端と第２終端を有する複数個のフィンガー部および前記食刻領域の縁に沿って延びた縁部を含み、前記縁部は前記複数個のフィンガー部の第１終端および第２終端に連結され得る。
前記複数個のフィンガー部は前記第１終端の幅が前記第２終端の幅より広くてもよい。
前記第１電極は前記複数個の発光領域の間に配置され、第１終端と第２終端を有する複数個のフィンガー電極および前記食刻領域の縁に沿って延びた縁電極を含み、前記縁電極は前記複数個のフィンガー電極の第１終端および第２終端に連結され、前記フィンガー電極の第１終端の幅は前記フィンガー電極の第２終端の幅より広くてもよい。
前記第１電極および前記第２電極上に配置され、前記第１電極を露出する第１開口部および前記第２電極を露出する第２開口部を含む第２絶縁層；前記第２絶縁層上に配置され、前記第１開口部を通じて前記第１電極と電気的に連結される第１パッド；および前記第２絶縁層上に配置され、前記第２開口部を通じて前記第２電極と電気的に連結される第２パッドを含むことができる。
前記第１開口部は前記フィンガー部の第１終端上に配置され、前記第２開口部は前記第２電極上に配置され得る。
前記複数個の発光領域はそれぞれ第１終端と第２終端を含み、前記複数個の発光領域の第１終端は互いに遠ざかる方向に曲がった曲率部を含み、前記第１パッドは前記複数個の発光領域の曲率部と重なり得る。
本発明の他の特徴に係る紫外線発光素子は、基板；前記基板上に配置されるバッファ層；前記バッファ層上に配置される第１導電型半導体層、前記第１導電型半導体層上に配置される活性層、および前記活性層上に配置される第２導電型半導体層を含み、前記第１導電型半導体層が露出される第１食刻領域を含む発光構造物；前記第１食刻領域に露出した前記第１導電型半導体層上に配置される第１電極；前記第２導電型半導体層上に配置される第２電極；および前記第１電極と第２電極上に配置される絶縁層を含み、前記絶縁層の側面は外側に突出する複数個の突出部を含む。
前記絶縁層の側面は複数個の突出部および前記複数個の突出部の間に配置される複数個の直線部を含むことができる。
前記発光構造物は前記第１食刻領域の外郭に形成されて前記バッファ層を露出させる第２食刻領域を含み、前記絶縁層の前記突出部は前記第２食刻領域に形成され得る。
前記第２食刻領域の面積は前記第１食刻領域の面積より広くてもよい。
前記第２食刻領域の深さは前記第１食刻領域の深さより深くてもよい。
前記第２食刻領域によって露出した前記第１導電型半導体層の側面の高さは前記第２食刻領域によって露出した前記バッファ層の側面の高さより大きくてもよい。
前記第２食刻領域は前記絶縁層が配置されたカバー領域を含み、前記カバー領域の面積と前記第１食刻領域の面積の比は１：３．５～１：６．０であり得る。
前記第２食刻領域に露出した前記第１導電型半導体層の側面の傾斜角度は前記第２食刻領域に露出した前記バッファ層の側面の傾斜角度より大きくてもよい。
実施例によると、半導体層と電極間のオーミック抵抗を低くして紫外線発光素子の動作電圧を低くすることができる。
また、光出力が改善した紫外線発光素子を製作することができる。
また、紫外線発光素子の側面が腐食する問題を改善してチップ信頼性を改善することができる。
また、紫外線発光素子の側面にクラックが発生して伝播することを改善できるため、チップ信頼性を改善することができる。また、チップの切削が容易な長所がある。
本発明の多様かつ有益な長所と効果は前述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されるであろう。
本発明の一実施例に係る発光素子の概念図である。 図１のＡ部分拡大図である。 中間層の積層構造を示す図面である。 図２の変形例である。 中間層を示す平面図である。 第１電極を示す平面図である。 本発明の一実施例に係る発光素子の平面図である。 メサ食刻によって発光領域および食刻領域を形成した状態を示す平面図および断面図である。 メサ食刻によって発光領域および食刻領域を形成した状態を示す平面図および断面図である。 第１導電型半導体層上に中間層を再成長させた状態を示す平面図および断面図である。 第１導電型半導体層上に中間層を再成長させた状態を示す平面図および断面図である。 第１電極を形成した状態を示す平面図および断面図である。 第１電極を形成した状態を示す平面図および断面図である。 第２電極を形成した状態を示す平面図および断面図である。 第２電極を形成した状態を示す平面図および断面図である。 本発明の一実施例に係る短波長紫外線ＬＥＤ（Ｐｅａｋ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ：２６５ｎｍ）の電気的特性（ＶＦ向上）および光学的特性（光出力向上）の改善効果を説明するためのグラフである。 本発明の一実施例に係る短波長紫外線ＬＥＤ（Ｐｅａｋ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ：２６５ｎｍ）の電気的特性（ＶＦ向上）および光学的特性（光出力向上）の改善効果を説明するためのグラフである。 本発明の他の実施例に係る紫外線発光素子の概念図である。 バッファ層と第１導電型半導体層の傾斜角度を示す図面である。 本発明の他の実施例に係る紫外線発光素子の断面図である。 本発明の一実施例に係る紫外線発光素子の平面図の一部である。 絶縁層の側面の多様な形状を示す図面である。 絶縁層の側面の多様な形状を示す図面である。 絶縁層の側面の多様な形状を示す図面である。 絶縁層の側面の多様な形状を示す図面である。 絶縁層の側面の多様な形状を示す図面である。
本実施例は他の形態に変形され得、複数の実施例が互いに組み合わせられ得、本発明の範囲は以下で説明するそれぞれの実施例に限定されるものではない。
特定の実施例で説明された事項が他の実施例で説明されていなくても、他の実施例でその事項と反対または矛盾する説明がない限り、他の実施例に関連した説明として理解され得る。
例えば、特定の実施例で構成Ａに対する特徴を説明し、他の実施例で構成Ｂに対する特徴を説明したのであれば、構成Ａと構成Ｂが結合された実施例が明示して記載されていなくても、反対または矛盾する説明がない限り、本発明の権利範囲に属するものと理解されるべきである。
実施例の説明において、いずれか一つのｅｌｅｍｅｎｔが他のｅｌｅｍｅｎｔの「上（うえ）または下（した）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」に形成されるものとして記載される場合において、上（うえ）または下（した）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）は二つのｅｌｅｍｅｎｔが互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触したり一つ以上の他のｅｌｅｍｅｎｔが前記両ｅｌｅｍｅｎｔの間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されるものをすべて含む。また「上（うえ）または下（した）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」で表現される場合、一つのｅｌｅｍｅｎｔを基準として上側方向だけでなく下側方向の意味も含むことができる。
以下では、添付した図面を参照して本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係る発光素子の概念図であり、図２は図１のＡ部分拡大図であり、図３は中間層の積層構造を示す図面であり、図４は図２の変形例である。
図１および図２を参照すると、本発明の実施例に係る発光構造物は紫外線波長帯の光を出力することができる。例示的に発光構造物は近紫外線波長帯の光ＵＶ－Ａを出力してもよく、遠紫外線波長帯の光ＵＶ－Ｂを出力してもよく、深紫外線波長帯の光ＵＶ－Ｃを出力してもよい。
例示的に、近紫外線波長帯の光ＵＶ－Ａは３２０ｎｍ～４２０ｎｍ範囲でピーク波長を有することができ、遠紫外線波長帯の光ＵＶ－Ｂは２８０ｎｍ～３２０ｎｍ範囲でピーク波長を有することができ、深紫外線波長帯の光ＵＶ－Ｃは１００ｎｍ～２８０ｎｍ範囲でピーク波長を有することができる。
発光構造物１２０、１３０、１４０が紫外線波長帯の光を発光する時、発光構造物の各半導体層はアルミニウム（Ａｌ）を含むＩｎｘ１Ａｌｙ１Ｇａ１－ｘ１－ｙ１Ｎ（０≦ｘ１≦１、０＜ｙ１≦１、０≦ｘ１＋ｙ１≦１）物質を含むことができる。ここで、Ａｌの組成はＩｎ原子量とＧａ原子量およびＡｌ原子量を含む全体の原子量とＡｌ原子量の比率で表すことができる。例えば、Ａｌ組成が４０％である場合にＧａの組成は６０％であるＡｌ０．４Ｇａ０．６Ｎであり得る。
また、実施例の説明において組成が低いか高いという意味は、各半導体層の組成％の差と理解され得る。例えば、第１半導体層のアルミニウム組成が３０％で第２半導体層のアルミニウム組成が６０％である場合、第２半導体層のアルミニウム組成は第１半導体層のアルミニウム組成より３０％さらに高いと表現することができる。
基板１１０はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰおよびＧｅのうち選択された物質で形成され得、これに限定されはしない。基板１１０は紫外線波長帯の光が透過できる透光基板であり得る。
バッファ層（図示されず）は基板１１０と半導体層の間の格子不整合を緩和することができる。バッファ層はIII族とＶ族元素が結合された形態であるか、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうちいずれか一つを含むことができる。本実施例はバッファ層はＡｌＮであり得るがこれに限定しない。バッファ層はドーパントを含んでもよいがこれに限定しない。
第１導電型半導体層１２０はIII－Ｖ族、II－VI族などの化合物半導体で具現され得、第１ドーパントがドーピングされ得る。第１導電型半導体層１２０はＩｎｘ１Ａｌｙ１Ｇａ１－ｘ１－ｙ１Ｎ（０≦ｘ１≦１、０＜ｙ１≦１、０≦ｘ１＋ｙ１≦１）の組成式を有する半導体材料、例えばＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＡｌＧａＮなどで選択され得る。そして、第１ドーパントはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅのようなｎ型ドーパントであり得る。第１ドーパントがｎ型ドーパントである場合、第１ドーパントがドーピングされた第１導電型半導体層１２０はｎ型半導体層であり得る。
活性層１３０は第１導電型半導体層１２０と第２導電型半導体層１４０の間に配置され得る。活性層１３０は第１導電型半導体層１２０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１４０を通じて注入される正孔（または電子）が出会う層である。活性層１３０は電子と正孔が再結合することによって低いエネルギー準位に遷移し、紫外線波長を有する光を生成することができる。
活性層１３０は単一井戸構造、多重井戸構造、単一量子井戸構造、多重量子井戸（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ；ＭＱＷ）構造、量子ドット構造または量子細線構造のうちいずれか一つの構造を有することができ、活性層１３０の構造はこれに限定しない。
活性層１３０は複数個の井戸層と障壁層を含むことができる。井戸層と障壁層はＩｎｘ２Ａｌｙ２Ｇａ１－ｘ２－ｙ２Ｎ（０≦ｘ２≦１、０＜ｙ２≦１、０≦ｘ２＋ｙ２≦１）の組成式を有することができる。井戸層は発光する波長によりアルミニウム組成が変わり得る。アルミニウム組成が高くなるほど井戸層で発光する波長は短くなり得る。
第２導電型半導体層１４０は活性層１３０上に形成され、III－Ｖ族、II－VI族などの化合物半導体で具現され得、第２導電型半導体層１４０に第２ドーパントがドーピングされ得る。
第２導電型半導体層１４０はＩｎｘ５Ａｌｙ２Ｇａ１－ｘ５－ｙ２Ｎ（０≦ｘ５≦１、０＜ｙ２≦１、０≦ｘ５＋ｙ２≦１）の組成式を有する半導体物質またはＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのうち選択された物質で形成され得る。
第２ドーパントがＭｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのようなｐ型ドーパントである場合、第２ドーパントがドーピングされた第２導電型半導体層１４０はｐ型半導体層であり得る。
活性層１３０と第２導電型半導体層１４０の間には電子遮断層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｌａｙｅｒ；ＥＢＬ）が配置され得る。電子遮断層は活性層１３０の拘束層であり、電子離脱を減少させることができる。
発光構造物１２０、１３０、１４０はメサ食刻によって活性層１３０および第２導電型半導体層１４０が一部除去されることによって、第１導電型半導体層１２０が露出した食刻領域Ｐ１を含むことができる。発光構造物は食刻領域Ｐ１で第１導電型半導体層１２０上に選択的に再成長させた中間層１６０を含むことができる。
中間層１６０は選択的に再成長されたｎ型オーミック半導体層であり得る。中間層１６０のアルミニウム組成は第１導電型半導体層１２０より小さくてもよい。例示的に中間層１６０のアルミニウム組成は０％～３０％または１％～３０％であり得る。中間層１６０はＧａＮまたはＡｌＧａＮであり得る。このような構成によると、第１電極１７０と中間層１６０のオーミック抵抗が低くなって動作電圧が低くなり得る。
中間層１６０の組成は第１導電型半導体層１２０の組成と同一でもよい。例示的に第１導電型半導体層１２０と中間層１６０の組成はすべてＩｎｘ１Ａｌｙ１Ｇａ１－ｘ１－ｙ１Ｎ（０≦ｘ１≦１、０＜ｙ１≦１、０≦ｘ１＋ｙ１≦１）の組成式を有することができる。中間層１６０は第１ドーパント（Ｓｉ）が１Ｅ１７／ｃｍ３～１Ｅ２０／ｃｍ３の濃度で含まれ得る。
第１絶縁層１５０は食刻領域Ｐ１で第１導電型半導体層１２０を露出させる第１ホール１５０ａを含むことができる。すなわち、第１絶縁層１５０は食刻領域Ｐ１の一部は覆い、一部は露出させて、中間層１６０を再成長させる面積を調節することができる。第１絶縁層１５０はＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも一つが選択され得る。
再成長面積が広い場合、再成長速度が相対的に速くなるが表面が粗くなり得る。これとは反対に再成長面積が狭い場合、再成長速度が相対的に遅くなるが表面がなめらかになり得る。したがって、実施例によると、第１ホール１５０ａの面積を調節して再成長が相対的に短い時間に完了しながらも、表面の粗さ（Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が低い再成長層を形成することができる。
実施例によると、食刻領域Ｐ１の面積と第１ホール１５０ａの面積の比は１：０．３～１：０．７であり得る。面積の比が１：０．３より小さくなると（例：１：０．２）、中間層１６０の成長面積が小さくなって電流の注入が難しくなるため、電圧が上昇し得る。また、面積の比が１：０．７より大きくなると（例：１：０．８）成長面積が過度に広くなって表面粗さが増加する問題がある。表面粗さが増加すると、第１電極１７０の反射率が低くなるがオーミック抵抗が高くなり得る。
中間層１６０の厚さｄ２は第１絶縁層１５０の厚さｄ１より小さくてもよい。第１絶縁層１５０の厚さは水分および汚染などを効果的に防止するために１０ｎｍ～３００ｎｍであり得る。また、中間層１６０は光吸収率を低くするように１０ｎｍ～１５０ｎｍ、または１０ｎｍ～１００ｎｍの厚さを有することができる。
第１絶縁層１５０の厚さと中間層１６０の厚さの比（ｄ１：ｄ２）は１：０．０３～１：０．５であり得る。厚さの比が０．０３より小さくなる場合、中間層１６０が過度に薄くなって十分なオーミック接触をなし難い問題があり、厚さの比が０．５より大きくなる場合、Ａｌの組成が低い中間層１６０が過度に厚くなって紫外線光の吸収率が増加することによって光出力が低くなる問題がある。しかし、必ずしもこれに限定するものではなく、中間層１６０の厚さは第１絶縁層１５０の厚さより大きくてもよい。
第１導電型半導体層１２０は第１サブ半導体層１２１、第１サブ半導体層１２１上に配置される第２サブ半導体層１２２、第２サブ半導体層１２２上に配置される第３サブ半導体層１２３、および第３サブ半導体層１２３上に配置される第４サブ半導体層１２４を含むことができる。
第２サブ半導体層１２２のアルミニウム組成は第１サブ半導体層１２１および第４サブ半導体層１２４のアルミニウム組成より低く、第３サブ半導体層１２３のアルミニウム組成は第２サブ半導体層１２２のアルミニウム組成より低くてもよい。
例示的に第１サブ半導体層１２１と第４サブ半導体層１２４のアルミニウム組成は７０％～９０％であり得、第２サブ半導体層１２２のアルミニウム組成は５５％～７０％であり得、第３サブ半導体層１２３のアルミニウム組成は４５％～６５％であり得る。
中間層１６０はアルミニウム組成が最も低い第３サブ半導体層１２３上に配置されて電流注入効率が改善され得る。この時、中間層１６０のアルミニウム組成は第３サブ半導体層１２３のアルミニウム組成より低くてもよい。
第１電極１７０は中間層１６０上に配置され得る。第１電極１７０はアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）および銅（Ｃｕ）のうち少なくとも一つからなり得る。
例示的に第１電極１７０はＣｒ、Ｔｉ、ＴｉＮのうち少なくとも一つを含む第１層およびＡｌ、Ｒｈ、Ｐｔのうち少なくとも一つを含む第２層で構成され得る。しかし、必ずしもこれに限定するものではなく、第１電極１７０は食刻領域Ｐ１に放出される紫外線光を効果的に遮断できるように多様な構造および材質を含むことができる。実施例によると、第１電極によって紫外線光が遮断されるため光抽出効率が改善される効果がある。
図２を参照すると、第１電極１７０は第１絶縁層１５０の上部に延びる第２延長部１７０ａを含むことができる。このような構成によると、第１電極１７０の反射面積が広くなって光抽出効率が改善され得る。第２延長部１７０ａの幅Ｗ３は５μｍ～１５μｍであり得る。幅Ｗ３が５μｍより小さい場合、製造公差の発生時に中間層１６０が一部露出され得、幅Ｗ３が１５μｍより大きくなる場合、第１電極１７０と第２電極１８０のショートが発生する危険がある。第２延長部の幅Ｗ３は第１電極１７０の幅より狭くてもよい。
食刻領域Ｐ１は第１電極１７０の外側面１７０－１を基準として内側に配置される第１食刻領域Ｐ１１および第１電極１７０の外側面１７０－１を基準として外側に配置される第２食刻領域Ｐ１２を含むことができる。第１食刻領域Ｐ１１は発光領域の外側と第１電極１７０の外側面１７０－１の間の領域であり、第２食刻領域Ｐ１２は公差を考慮したダミー領域であり得る。第１食刻領域Ｐ１１の面積と中間層１６０の面積Ｗ１の比は１：０．３～１：０．７であり得る。面積の比が１：０．３より小さくなると（例：１：０．２）、中間層１６０の面積が小さいため第１電極１７０とオーミック接触する面積が小さくなり得る。また、面積の比が１：０．７より大きくなると（例：１：０．８）、中間層１６０の面積が過度に広くなって光吸収率が増加し得る。また、成長面積が過度に広くなると、表面粗さが増加してオーミック接触が不良になり第１電極１７０の反射率が低くなり得る。
第１食刻領域Ｐ１１の面積と第１電極１７０の面積Ｗ４の比は１：０．４～１：０．９であり得る。面積の比が１：０．４より小さい場合、第１電極１７０が中間層１６０を十分に覆うことができないため光抽出効率が低下し得る。また、第１電極１７０の面積の比が１：０．９より大きくなる場合（例：１：０．９５）、第１電極１７０と第２電極１８０のショートが発生する危険がある。したがって、第１電極の面積は中間層の面積より大きくてもよい。
図３を参照すると、中間層１６０はアルミニウムの組成が異なる第１中間層１６０ａと第２中間層１６０ｂが複数回積層される超格子構造を有することができる。第１中間層１６０ａのアルミニウム組成は第２中間層１６０ｂのアルミニウム組成より高くてもよい。第１中間層１６０ａと第２中間層１６０ｂの厚さはそれぞれ５ｎｍ～１０ｎｍであり得るが必ずしもこれに限定しない。
第１中間層１６０ａはＡｌｘＧａ１－ｘＮ（０．６≦ｘ≦１）の組成式を満足することができ、第２中間層１６０ｂはＡｌｙＧａ１－ｙＮ（０≦ｙ≦０．５）の組成式を満足することができる。例示的に第１中間層１６０ａはＡｌＧａＮであり、第２中間層１６０ｂはＧａＮであり得る。しかし、必ずしもこれに限定するものではなく、第１中間層１６０ａと第２中間層１６０ｂはすべてＡｌＧａＮでもよい。
このような超格子構成によると、紫外線光の吸収を最小化しながらも格子不整合によるストレスを低下させて素子安定性を改善することができる。
図４を参照すると、第１絶縁層１５０は中間層１６０の上部に延びる第１延長部１５１を含むことができる。このような構成によると、第１延長部１５１の幅Ｗ５を調節して第１電極１７０と電気的に連結される中間層１６０の面積を調節できる長所がある。
また、このような構成によると、第１絶縁層１５０の第１延長部１５１の上部に反射電極が配置されるため、ＯＤＲ（ｏｍｎｉ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）効果によって反射率を増加させることができる。
図５は中間層を示す平面図であり、図６は第１電極を示す平面図であり、図７は本発明の一実施例に係る発光素子の平面図である。
図５を参照すると、メサ食刻によって複数個の発光領域Ｐ２は第１方向（Ｘ軸方向）に延び、第２方向（Ｙ軸方向）に離隔配置され得る。食刻領域Ｐ１は複数個の発光領域Ｐ２を囲むように配置され得る。
紫外線半導体素子は青色光を放出する半導体素子に比べて側面で発光するＴＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｏｄｅ）モードの発光確率が相対的に高いため、活性層の側面を最大限広くすることが有利であり得る。したがって、発光領域Ｐ２を複数個に分離することによって活性層の露出面積を増加させて側面に放出される光の抽出効率を高めることができる。実施例では複数個の発光領域Ｐ２が３個であるものを開示したが、発光領域Ｐ２の個数は特に限定しない。
中間層１６０は複数個の発光領域Ｐ２の間に配置され、第１終端１６１ａと第２終端１６１ｂを有する複数個のフィンガー部１６１および複数個の発光領域Ｐ２を囲む縁部１６２を含むことができる。縁部１６２は複数個のフィンガー部１６１の第１終端１６１ａおよび第２終端１６１ｂに連結され得る。フィンガー部１６１および縁部１６２の幅は１０μｍ～４０μｍであり得るが必ずしもこれに限定しない。
複数個の発光領域Ｐ２はそれぞれ第１終端Ｐ２１と第２終端Ｐ２２を含み、複数個の発光領域Ｐ２の第１終端Ｐ２１は向かい合う面が互いに遠ざかる方向に曲がった曲率部Ｒ１を含むことができる。発光領域Ｐ２の曲率部Ｒ１の間にはフィンガー部１６１の第１終端１６１ａが配置され得る。
複数個の発光領域Ｐ２は曲率部Ｒ１が互いに遠ざかる方向（Ｙ軸方向）に曲がって第１終端Ｐ２１の幅Ｗ３１が第２終端Ｐ２２の幅Ｗ３２より狭くなり得る。したがって、相対的に複数個のフィンガー部１６１は第１終端１６１ａの幅Ｗ２１が第２終端１６１ｂの幅Ｗ２２より広く形成され得る。
図６を参照すると、第１電極１７０は中間層１６０上に配置され得る。第１電極１７０の形状は中間層１６０の形状と対応する形状を有することができる。第１電極１７０は複数個の発光領域Ｐ２の間に配置され、第１終端１７１ａと第２終端１７１ｂを有する複数個のフィンガー電極１７１および第１食刻領域Ｐ１１の縁に沿って延びた縁電極１７２を含むことができる。縁電極１７２は複数個のフィンガー電極１７１の第１終端１７１ａおよび第２終端１７１ｂと連結され得る。この時、複数個のフィンガー電極１７１は第１終端１７１ａの幅Ｗ４１が第２終端１７１ｂの幅Ｗ４２より広くてもよい。
第１食刻領域Ｐ１１の面積と中間層１６０の面積の比は１：０．３～１：０．７であり得る。前述した通り、第１食刻領域Ｐ１１は発光領域Ｐ２と第１電極１７０の外側面１７０－１の間の領域であり得る。
面積の比が１：０．３より小さくなると（例：１：０．２）、中間層１６０の面積が小さいため第１電極１７０とオーミック接触する面積が小さくなり得る。したがって、動作電圧が増加し得る。また、面積の比が１：０．７より大きくなると（例：１：０．８）、中間層１６０の面積が過度に広くなって光吸収率が増加し得る。また、成長面積が過度に広くなると、表面粗さが増加してオーミック接触が不良になり第１電極１７０の反射率が低くなり得る。
第１食刻領域Ｐ１１の面積と第１電極１７０の面積の比は１：０．４～１：０．９であり得る。面積の比が１：０．４より小さい場合、第１電極１７０が中間層１６０を十分に覆うことができないため光抽出効率が低下し得る。また、第１電極１７０の面積の比が１：０．９より大きくなる場合（例：１：１．２）、第１電極１７０と第２電極１８０が連結されてショートが発生する危険がある。
図６および図７を参照すると、実施例に係る発光素子は第１電極１７０および第２電極１８０上に配置される第２絶縁層１５２、第２絶縁層１５２上に配置されて第１開口部１５２ａを通じて第１電極１７０と電気的に連結される第１パッド１９１、および第２絶縁層１５２上に配置されて第２開口部１５２ｂを通じて第２電極１８０と電気的に連結される第２パッド１９２を含むことができる。
第２絶縁層１５２は第１電極１７０と第２電極１８０を全体的に覆って一部のみを露出させることができる。第１電極１７０を露出する第１開口部１５２ａは第１電極１７０のフィンガー電極１７１の第１終端１７１ａ上に形成され得る。前述した通り、第１電極１７０のフィンガー電極１７１の第１終端１７１ａは相対的に幅が広く形成されるため、第１開口部１５２ａを広く形成して第１パッド１９１と第１電極１７０の接触面積を増加させることができる。
第２絶縁層１５２の第２開口部１５２ｂは第２電極１８０上に配置され得る。第２電極１８０は複数個の発光領域Ｐ２上にそれぞれ配置され、第２開口部１５２ｂは複数個の第２電極１８０上にそれぞれ重なり得る。
第１開口部１５２ａは複数個の発光領域Ｐ２の間に配置され、第２開口部１５２ｂは複数個の発光領域Ｐ２の上部にそれぞれ配置されるため、第１開口部１５２ａの個数は第２開口部１５２ｂの個数より少なくてもよい。また、第１開口部１５２ａの面積は第２開口部１５２ｂの面積より小さくてもよい。
第１パッド１９１と第２パッド１９２は第２方向（Ｙ軸方向）に延び、第１方向（Ｘ軸方向）に離隔配置され得る。第１パッド１９１は複数個の発光領域Ｐ２の曲率部Ｒ１および第１終端１７１ａと重なるように配置され得る。
図８ａおよび図８ｂはメサ食刻によって発光領域および食刻領域を形成した状態を示す平面図および断面図であり、図９ａおよび図９ｂは第１導電型半導体層上に中間層を再成長させた状態を示す平面図および断面図であり、図１０ａおよび図１０ｂは第１電極を形成した状態を示す平面図および断面図であり、図１１ａおよび図１１ｂは第２電極を形成した状態を示す平面図および断面図である。
図８ａおよび図８ｂを参照すると、メサ食刻によって複数個の発光領域Ｐ２は第１方向に延び、第２方向に離隔配置され得る。食刻領域Ｐ１は複数個の発光領域Ｐ２を囲むように配置され得る。実施例では複数個の発光領域Ｐ２が３個であるものを開示したが発光領域Ｐ２の個数は特に限定しない。
基板上に発光構造物はＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）およびＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の方式を通じてエピタキシャル成長させることができる。
図９ａおよび図９ｂを参照すると、第１絶縁層１５０は食刻領域Ｐ１で第１導電型半導体層１２０を露出させる第１ホール１５０ａを形成し、その上に中間層１６０を再成長させることができる。
再成長面積が広い場合、再成長が相対的に速くなって表面が粗くなり得る。これとは反対に再成長面積が狭い場合、再成長が相対的に遅くなって表面がなめらかになり得る。実施例によると、第１ホール１５０ａの面積を調節して相対的に再成長が短い時間に完了しながらも表面粗さ（Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が低い中間層１６０を形成することができる。
中間層１６０はＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）およびＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の方式を通じてエピタキシャル成長させることができる。この時、ドーパントを１Ｅ１７／ｃｍ３～１Ｅ２０／ｃｍ３の濃度でドーピングさせることができる。
中間層１６０の厚さは第１絶縁層１５０の厚さより小さくてもよい。第１絶縁層１５０の厚さは水分の浸透などを効果的に防止するために１０ｎｍ～３００ｎｍであり得る。また、中間層１６０は光吸収率を低くするように１０ｎｍ～１５０ｎｍに成長させることができる。したがって、第１絶縁層１５０の厚さと中間層１６０の厚さの比は１：０．０３～１：０．５であり得る。しかし、必ずしもこれに限定するものではなく、中間層１６０の厚さは第１絶縁層１５０の厚さより大きくてもよい。
図１０ａおよび図１０ｂを参照すると、第１電極１７０を中間層１６０上に形成することができる。第１電極１７０はアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）および銅（Ｃｕ）のうち少なくとも一つからなり得る。
例示的に第１電極１７０はＣｒ、Ｔｉ、ＴｉＮのうち少なくとも一つを含む第１層およびＡｌ、Ｒｈ、Ｐｔのうち少なくとも一つを含む第２層で構成され得る。しかし、必ずしもこれに限定するものではなく、第１電極１７０は食刻領域Ｐ１に放出される紫外線光を効果的に遮断できるように多様な構造を含むことができる。
図１１ａおよび図１１ｂを参照すると、第２導電型半導体層１４０上に第２電極１８０を形成することができる。第２電極１８０はＡｌ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＮｉおよびＡｕのうち少なくとも一つを含むことができる。しかし、必ずしもこれに限定するものではなく、第１導電型半導体層１２０上に形成された中間層１６０を形成したように、第２導電型半導体層１４０上にも再成長された中間層１６０を形成することができる。この時、中間層１６０はＰタイプの再成長層であり得る。
図１２ａおよび図１２ｂは、本発明の一実施例に係る短波長紫外線ＬＥＤ（Ｐｅａｋ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ：２６５ｎｍ）の電気的特性（ＶＦ向上）および光学的特性（光出力向上）の改善効果を説明するためのグラフである。
図１２ａに図示された通り、中間層が形成された短波長紫外線発光素子が中間層が形成されていない素子より電気的特性（ＶＦ減少）が改善したことが分かる。
また、図１２ｂに図示された通り、中間層を選択的再成長させた短波長紫外線発光素子の場合、高温熱処理を通じての合金なしにオーミック接触を形成することによって、金属電極の反射度が増加して光学的特性（光出力向上）が改善したことを示している。
図１３は本発明の一実施例に係る紫外線発光素子の概念図であり、図１４はバッファ層と第１導電型半導体層の傾斜角度を示す図面である。
基板２１０はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰおよびＧｅのうち選択された物質で形成され得、これに限定されはしない。基板２１０は紫外線波長帯の光が透過できる透光基板であり得る。
バッファ層２１１は基板２１０と半導体層の間の格子不整合を緩和することができる。バッファ層２１１はIII族とＶ族元素が結合された形態であるか、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうちいずれか一つを含むことができる。本実施例はバッファ層２１１はＡｌＮであり得るがこれに限定しない。バッファ層２１１はドーパントを含んでもよいがこれに限定しない。
第１導電型半導体層２２０はIII－Ｖ族、II－VI族などの化合物半導体で具現され得、第１ドーパントがドーピングされ得る。第１導電型半導体層２２０はＩｎｘ１Ａｌｙ１Ｇａ１－ｘ１－ｙ１Ｎ（０≦ｘ１≦１、０＜ｙ１≦１、０≦ｘ１＋ｙ１≦１）の組成式を有する半導体材料、例えばＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＡｌＧａＮなどで選択され得る。そして、第１ドーパントはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅのようなｎ型ドーパントであり得る。第１ドーパントがｎ型ドーパントである場合、第１ドーパントがドーピングされた第１導電型半導体層２２０はｎ型半導体層であり得る。
活性層２３０は第１導電型半導体層２２０と第２導電型半導体層２４０の間に配置され得る。活性層２３０は第１導電型半導体層２２０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２４０を通じて注入される正孔（または電子）が会う層である。活性層２３０は電子と正孔が再結合することによって低いエネルギー準位に遷移し、紫外線波長を有する光を生成することができる。
活性層２３０は単一井戸構造、多重井戸構造、単一量子井戸構造、多重量子井戸（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ；ＭＱＷ）構造、量子ドット構造または量子細線構造のうちいずれか一つの構造を有することができ、活性層２３０の構造はこれに限定しない。
活性層２３０は複数個の井戸層と障壁層を含むことができる。井戸層と障壁層はＩｎｘ２Ａｌｙ２Ｇａ１－ｘ２－ｙ２Ｎ（０≦ｘ２≦１、０＜ｙ２≦１、０≦ｘ２＋ｙ２≦１）の組成式を有することができる。井戸層は発光する波長によりアルミニウム組成が変わり得る。アルミニウム組成が高くなるほど井戸層で発光する波長は短くなり得る。
第２導電型半導体層２４０は活性層２３０上に形成され、III－Ｖ族、II－VI族などの化合物半導体で具現され得、第２導電型半導体層２４０に第２ドーパントがドーピングされ得る。
第２導電型半導体層２４０はＩｎｘ５Ａｌｙ２Ｇａ１－ｘ５－ｙ２Ｎ（０≦ｘ５≦１、０＜ｙ２≦１、０≦ｘ５＋ｙ２≦１）の組成式を有する半導体物質またはＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのうち選択された物質で形成され得る。
第２ドーパントがＭｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのようなｐ型ドーパントである場合、第２ドーパントがドーピングされた第２導電型半導体層２４０はｐ型半導体層であり得る。
活性層２３０と第２導電型半導体層２４０の間には電子遮断層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｌａｙｅｒ；ＥＢＬ）が配置され得る。電子遮断層は活性層２３０の拘束層であり、電子離脱を減少させることができる。
発光構造物Ｐは第１導電型半導体層２２０とバッファ層２１１を一部露出させる食刻領域Ｐ１を含むことができる。食刻領域Ｐ１は第１導電型半導体層２２０を露出させる第１食刻領域Ｗ６２およびバッファ層２１１を露出させる第２食刻領域Ｗ６３を含むことができる。第２食刻領域Ｗ６３は第１食刻領域Ｗ６２を囲むように形成され得る。
第２食刻領域Ｗ６３は第１食刻領域Ｗ６２を形成した後に形成され得るが必ずしもこれに限定するものではなく、同時に形成されてもよい。また、食刻方法は乾式食刻または湿式食刻のような多様な半導体食刻方法が使われ得る。
第１食刻領域Ｗ６２の深さｄ６１と第２食刻領域Ｗ６３の深さｄ６２は異なり得る。第２食刻領域Ｗ６３の深さｄ６２は第１食刻領域Ｗ６２の深さｄ６１より大きくてもよい。例示的に第１食刻領域Ｗ６２の深さｄ６１と第２食刻領域Ｗ６３の深さｄ６２の比（ｄ６１：ｄ６２）は１：４～１：９であり得る。
深さの比が１：４より小さいと（例：１：３）第１導電型半導体層の一部が残存して腐食に弱くなり得、深さの比が１：９より大きいと工程時間が増加し段差が増加して生産性が減少し得る。また、以降の写真工程での安定性が減少し得る。
図１４を参照すると、第２食刻領域Ｗ６３により露出した第１導電型半導体層２２０の側面の第１高さｄ６２１は、第２食刻領域Ｗ６３により露出したバッファ層２１１の側面の第２高さｄ６２２より大きくてもよい。第２食刻領域Ｗ６３の深さｄ６２がさらに深くなると、バッファ層２１１がさらに多く食刻されるため第２高さｄ６２２がさらに大きくなり得る。第１高さｄ６２１と第２高さｄ６２２の比（ｄ６２１：ｄ６２２）は１：０．１～１：１であり得る。
高さの比が１：０．１より小さいとｎ型半導体が残り得るため腐食に弱くなり得、１：１より大きいと工程時間の増加により生産性が減少し得る。
第２食刻領域Ｗ６３に露出した第１導電型半導体層２２０の側面の第１傾斜角度θ２は、第２食刻領域Ｗ６３に露出したバッファ層２１１の側面の第２傾斜角度θ１より大きくてもよい。同一の食刻ガスまたは食刻溶液を使っても第１導電型半導体層２２０とバッファ層２１１の組成が異なるためである。例示的に第１導電型半導体層２２０の側面の第１傾斜角度θ２は４０度～６５度であり得る。また、第２食刻領域Ｗ６３に露出したバッファ層２１１の側面の第２傾斜角度θ１は３０度～６０度であり得る。
図１３を参照すると、第１電極２６１は第１食刻領域Ｗ６２に配置された第１導電型半導体層２２０上に配置され得る。第１電極２６１はアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、オキシド（Ｏ）、タングステン（Ｗ６）および銅（Ｃｕ）のうち少なくとも一つからなり得る。
例示的に第１電極２６１はＣｒ、Ｔｉ、ＴｉＮのうち少なくとも一つを含む第１層およびＡｌ、Ｒｈ、Ｐｔのうち少なくとも一つを含む第２層で構成され得る。しかし、必ずしもこれに限定するものではない。
第１電極２６１の下部には図１で説明した通り、第１導電型半導体層で再成長された中間層（図１の１６０）が形成されてもよい。これと同様に第２電極の下部には第２導電型半導体層で再成長された中間層が形成されてもよい。
第１電極２６１上には第１カバー電極２６２が配置され得る。第１カバー電極２６２は第１電極２６１を覆うように形成され得る。第１カバー電極２６２の材質は第１電極２６１と同一でもよいが必ずしもこれに限定しない。第１カバー電極２６２は食刻領域Ｐ１に放出される紫外線光を効果的に遮断できるように多様な構造および材質を含むことができる。実施例によると、第１電極２６１または第１カバー電極２６２により紫外線光が遮断されるため光抽出効率が改善される効果がある。
第２電極２７１は第２導電型半導体層２４０上に配置され得る。第２電極２７１はアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、オキシド（Ｏ）、タングステン（Ｗ６）および銅（Ｃｕ）のうち少なくとも一つで成り立てるが必ずしもこれに限定しない。
第２電極２７１上には第２カバー電極２７２と反射電極２７３が配置され得る。第２カバー電極２７２と反射電極２７３の材質は第２電極２７１と同一でもよいが必ずしもこれに限定しない。第２カバー電極２７２は第２電極２７１を覆うように形成され得る。第２電極２７１、第２カバー電極２７２および反射電極２７３は第２導電型半導体層２４０に出射される光を反射させる材質で製作され得る。しかし、水平型構造では第２電極２７１、第２カバー電極２７２は紫外線光を透過させる材質で製作され得、反射電極は省略され得る。
第１電極２６１と第２電極２７１の間には第１絶縁層２５１が形成され得る。第１絶縁層２５１はＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも一つが選択され得る。第１絶縁層２５１は第２食刻領域Ｗ６３の形成前に形成され得るが必ずしもこれに限定するものではなく、第２食刻領域Ｗ６３まで形成した後に形成されてもよい。
第１電極２６１と第２電極２７１上には第２絶縁層２５２が形成され得る。第２絶縁層２５２の材質は第１絶縁層２５１と同一でもよい。第２絶縁層２５２は第１絶縁層２５１より厚くてもよいが必ずしもこれに限定しない。第１絶縁層２５１と第２絶縁層２５２は最終製品で境界が消滅してもよい。
第２食刻領域Ｗ６３は第２絶縁層２５２が形成されたカバー領域Ｗ６５および第２絶縁層２５２が形成されていないダミー領域Ｗ６４を含むことができる。ダミー領域Ｗ６４はチップを切削するための領域であり得る。したがって、切削条件によって、完成品段階ではダミー領域Ｗ６４が形成されてもよく、ダミー領域Ｗ６４が形成されなくてもよい。
第１食刻領域Ｗ６２の面積とカバー領域Ｗ６５の面積は異なり得る。カバー領域Ｗ６５の面積と第１食刻領域Ｗ６２の面積の比（Ｗ６５：Ｗ６２）は１：３．５～１：６であり得る。
面積の比が１：６より大きいと（例：１：７）第２食刻領域Ｗ６３に配置された絶縁層の面積が小さくなって第１導電型半導体の側面を充分にカバーできない問題が発生し得、１：３．５より小さいとチップの切断時に絶縁層の終端が切断面やクラックと接触して不良を発生させ得る。
図１５は、本発明の一実施例に係る紫外線発光素子の断面図である。
図１５を参照すると、第２絶縁層２５２の側面２５２－１は第２食刻領域Ｗ６３のカバー領域Ｗ６５に配置されて発光構造物Ｐを囲むように配置され得る。このような構成によると、第２絶縁層２５２が第１導電型半導体層２２０の側面を全体的にカバーするため、第１導電型半導体層２２０の側面が腐食することを防止することができる。
第２絶縁層２５２は第１カバー電極２６２を露出させる第１開口部２５２ａおよび第２カバー電極２７２を露出させる第２開口部２５２ｂを含むことができる。第１パッド２９１は第１開口部２５２ａを通じて第１カバー電極２６２および第１電極２６１と電気的に連結され得、第２パッド２９２は第２開口部２５２ｂを通じて第２カバー電極２７２および第２電極２７１と電気的に連結され得る。
このようなパッド構造はフリップチップ構造であり得る。しかし、実施例はフリップチップ構造に限定されず、水平型構造も適用され得る。
図１６を参照すると、第２絶縁層２５２の側面２５２－１はパターニングされて突出した形状を有することができる。このような構成によると、チップに発生したクラックが活性層まで伝播することを抑制することができる。第２絶縁層２５２の側面が直線である場合、クラックが絶縁層を通じて活性層まで延び得る。しかし、第２絶縁層２５２の側面２５２－１が曲線である場合、クラックが伝播することを効果的に抑制することができる。
図１７ａ～図１７ｅを参照すると、第２絶縁層２５２の側面の突出部ＰＴ１の形状は多様な曲線の形状を有することができる。例示的に図１７ａのように外側に膨らんだ突出部ＰＴ１を含むことができ、図１７ｂのように複数個の膨らんだ突出部ＰＴ１の間に直線部ＰＴ２が配置されてもよい。突出部ＰＴ１と直線部ＰＴ２の幅は同一でもよく異なってもよい。例示的に突出部ＰＴ１と直線部ＰＴ２の幅は３μｍ～１５μｍであり得るが必ずしもこれに限定しない。
図１７ｃを参照すると、第２絶縁層２５２の側面は凹んだ突出部ＰＴ３を含むことができ、図１７ｄのように複数個の凹んだ突出部ＰＴ３の間に直線部ＰＴ２が配置されてもよい。また、図１７ｅのように膨らんだ突出部ＰＴ１と凹んだ突出部ＰＴ３が混合された構造を有してもよい。
以上のような本発明の多様な実施例によると、ｎ型半導体層のＡｌ組成比に関わらず、オーミック接触が可能であるように紫外線発光素子を設計することができる。
このような紫外線発光素子は多様な種類の光源装置に適用され得る。例示的に光源装置は、殺菌装置、硬化装置、照明装置、および表示装置および車両用ランプなどを含む概念であり得る。すなわち、紫外線発光素子はケース（胴体）に配置されて光を提供する多様な電子デバイスに適用され得る。
殺菌装置は実施例に係る紫外線発光素子を具備して望む領域を殺菌することができる。殺菌装置は浄水器、エアコン、冷蔵庫などの生活家電に適用され得るが必ずしもこれに限定しない。すなわち、殺菌装置は殺菌が必要な多様な製品（例：医療機器）にすべて適用され得る。
例示的に浄水器は循環する水を殺菌するために実施例に係る殺菌装置を具備することができる。殺菌装置は水が循環するノズルまたは吐出口に配置されて紫外線を照射することができる。この時、殺菌装置は防水構造を含むことができる。
硬化装置は実施例に係る紫外線発光素子を具備して多様な種類の液体を硬化させることができる。液体は紫外線が照射されると硬化する多様な物質をすべて含む最広義の概念であり得る。例示的に硬化装置は多様な種類のレジンを硬化させることができる。または硬化装置はマニキュアのような美容製品を硬化させるのに適用されてもよい。
照明装置は基板と実施例の紫外線発光素子を含む光源モジュール、光源モジュールの熱を発散させる放熱部および外部から提供された電気的信号を処理または変換して光源モジュールに提供する電源提供部を含むことができる。また、照明装置は、ランプ、ヘッドランプ、または街路灯などを含むことができる。
表示装置はボトムカバー、反射板、発光モジュール、導光板、光学シート、ディスプレイパネル、画像信号出力回路およびカラーフィルタを含むことができる。ボトムカバー、反射板、発光モジュール、導光板および光学シートはバックライトユニット（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）を構成することができる。
以上、実施例を中心に説明したが、これは単に例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上に例示されていない多様な変形と応用が可能であることが分かるであろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施できるものである。そして、このような変形と応用に関係した差異点は添付された特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (12)

  1. 第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、前記第１導電型半導体層と第２導電型半導体層の間に配置される活性層および前記第１導電型半導体層が露出される食刻領域を含む発光構造物；
    前記発光構造物上に配置され、前記食刻領域の一部を露出させる第１ホールを含む第１絶縁層；
    前記第１導電型半導体層と電気的に連結される第１電極；および
    前記第２導電型半導体層と電気的に連結される第２電極を含み、
    前記発光構造物は前記第１ホールに露出した前記第１導電型半導体層上で再成長された中間層を含み、
    前記第１電極は前記中間層上に配置され、
    前記食刻領域は前記第１電極の外側面を基準として内側に配置される第１食刻領域と外側に配置される第２食刻領域を含み、
    前記第１食刻領域の面積と前記中間層の面積の比は１：０．３～１：０．７であり、
    前記中間層は互いにアルミニウムの組成が異なる第１中間層と第２中間層が複数回積層され、
    前記第１中間層のアルミニウム組成は前記第２中間層のアルミニウム組成より高い、紫外線発光素子。
  2. 前記中間層の厚さは前記第１絶縁層の厚さより薄い、請求項１に記載の紫外線発光素子。
  3. 前記第１絶縁層は前記中間層の上部に延びる第１延長部を含む、請求項１に記載の紫外線発光素子。
  4. 第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、前記第１導電型半導体層と第２導電型半導体層の間に配置される活性層および前記第１導電型半導体層が露出される食刻領域を含む発光構造物；
    前記発光構造物上に配置され、前記食刻領域の一部を露出させる第１ホールを含む第１絶縁層；
    前記第１導電型半導体層と電気的に連結される第１電極；および
    前記第２導電型半導体層と電気的に連結される第２電極を含み、
    前記発光構造物は前記第１ホールに露出した前記第１導電型半導体層上で再成長された中間層を含み、
    前記第１電極は前記中間層上に配置され、
    前記食刻領域は前記第１電極の外側面を基準として内側に配置される第１食刻領域と外側に配置される第２食刻領域を含み、
    前記第１食刻領域の面積と前記中間層の面積の比は１：０．３～１：０．７であり、
    前記第１導電型半導体層は第１サブ半導体層、前記第１サブ半導体層上に配置される第２サブ半導体層、前記第２サブ半導体層上に配置される第３サブ半導体層、および前記第３サブ半導体層上に配置される第４サブ半導体層を含み、
    前記第２サブ半導体層のアルミニウム組成は前記第１サブ半導体層および前記第４サブ半導体層のアルミニウム組成より低く、
    前記第３サブ半導体層のアルミニウム組成は前記第２サブ半導体層のアルミニウム組成より低く、
    前記中間層は前記第３サブ半導体層上に配置される、紫外線発光素子。
  5. 前記中間層のアルミニウム組成は前記第３サブ半導体層のアルミニウム組成より低い、請求項４に記載の紫外線発光素子。
  6. 第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、前記第１導電型半導体層と第２導電型半導体層の間に配置される活性層および前記第１導電型半導体層が露出される食刻領域を含む発光構造物；
    前記発光構造物上に配置され、前記食刻領域の一部を露出させる第１ホールを含む第１絶縁層；
    前記第１導電型半導体層と電気的に連結される第１電極；および
    前記第２導電型半導体層と電気的に連結される第２電極を含み、
    前記発光構造物は前記第１ホールに露出した前記第１導電型半導体層上で再成長された中間層を含み、
    前記第１電極は前記中間層上に配置され、
    前記食刻領域は前記第１電極の外側面を基準として内側に配置される第１食刻領域と外側に配置される第２食刻領域を含み、
    前記第１食刻領域の面積と前記中間層の面積の比は１：０．３～１：０．７であり、
    前記発光構造物は第１方向に延び、前記第１方向と垂直な第２方向に互いに離隔した複数個の発光領域を含み、
    前記中間層は前記複数個の発光領域の間に配置され、第１終端と第２終端を有する複数個のフィンガー部および前記複数個の発光領域を囲む縁部を含み、
    前記縁部は前記複数個のフィンガー部の第１終端および第２終端に連結される、紫外線発光素子。
  7. 前記複数個のフィンガー部は前記第１終端の幅が前記第２終端の幅より広い、請求項６に記載の紫外線発光素子。
  8. 前記第１電極は前記複数個の発光領域の間に配置され、第１終端と第２終端を有する複数個のフィンガー電極および前記複数個の発光領域を囲む縁電極を含み、
    前記縁電極は前記複数個のフィンガー電極の第１終端および第２終端に連結され、
    前記フィンガー電極の第１終端の幅は前記フィンガー電極の第２終端の幅より広い、請求項７に記載の紫外線発光素子。
  9. 前記第１電極および前記第２電極上に配置され、前記第１電極を露出する第１開口部および前記第２電極を露出する第２開口部を含む第２絶縁層；
    前記第２絶縁層上に配置され、前記第１開口部を通じて前記第１電極と電気的に連結される第１パッド；および
    前記第２絶縁層上に配置され、前記第２開口部を通じて前記第２電極と電気的に連結される第２パッドを含む、請求項８に記載の紫外線発光素子。
  10. 前記第１開口部は前記フィンガー部の第１終端上に配置され、
    前記第２開口部は前記第２電極上に配置される、請求項９に記載の紫外線発光素子。
  11. 前記複数個の発光領域はそれぞれ第１終端と第２終端を含み、
    前記複数個の発光領域の第１終端は互いに遠ざかる方向に曲がった曲率部を含み、
    前記第１パッドは前記複数個の発光領域の曲率部と重なる、請求項１０に記載の紫外線発光素子。
  12. キャビティを含む胴体；および
    前記胴体上に配置される紫外線発光素子を含み、
    前記紫外線発光素子は、
    第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、前記第１導電型半導体層と第２導電型半導体層の間に配置される活性層および前記第１導電型半導体層が露出される食刻領域を含む発光構造物；
    前記発光構造物上に配置され、前記食刻領域の一部を露出させる第１ホールを含む第１絶縁層；
    前記第１導電型半導体層と電気的に連結される第１電極；および
    前記第２導電型半導体層と電気的に連結される第２電極を含み、
    前記発光構造物は前記第１ホールに露出した前記第１導電型半導体層上で再成長された中間層を含み、
    前記第１電極は前記中間層上に配置され、
    前記食刻領域は前記第１電極の外側面を基準として内側に配置される第１食刻領域と外側に配置される第２食刻領域を含み、
    前記第１食刻領域の面積と前記中間層の面積の比は１：０．３～１：０．７であり、
    前記発光構造物は第１方向に延び、前記第１方向と垂直な第２方向に互いに離隔した複数個の発光領域を含み、
    前記中間層は前記複数個の発光領域の間に配置され、第１終端と第２終端を有する複数個のフィンガー部および前記複数個の発光領域を囲む縁部を含み、
    前記縁部は前記複数個のフィンガー部の第１終端および第２終端に連結される、発光素子パッケージ。
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