JP7451513B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本開示の例示的な実施形態は、発光装置、より具体的には、複数の発光部が積層された発光装置に関する。
無機光源としての発光ダイオードは、表示装置、車両用ランプ、および一般照明などの様々な分野で多様に使用されている。発光ダイオードは、既存の光源よりも寿命が長く、消費電力が少なく、応答速度が速いため、急速に既存の光源に取って代わりつつある。
一般的に、表示装置は、青色、緑色、および赤色の混合色を一般的に利用することによって、様々な色を表示する。表示装置の各画素には、青色、緑色、赤色のサブ画素が含まれ、特定の画素の色はこれらのサブ画素の色によって決定され、画像は画素の組み合わせによって表示される。
発光ダイオードは、主に表示装置のバックライト源として使用されている。しかしながら、近年、発光ダイオードを利用して画像を直接表示する次世代ディスプレイとしてマイクロLEDディスプレイが開発されている。
様々な実施形態は、光効率および光取り出しが改善された発光装置に向けられている。
本開示によって達成される目的は、前述の目的に限定されず、本開示が属する技術分野の当業者は、以下の説明から他の目的を明確に理解することができる。
本開示の例示的な実施形態は、第1領域を有する第1発光部と、第2領域を有する第2発光部と、第3領域を有する第3発光部と、を含み、第1発光部は、第2発光部と同一平面上に配置され、第3発光部は、第1および第2発光部の上に配置され、第3領域が第1および第2領域の各々よりも大きい、発光装置を提供する。
実施形態によれば、第1発光部は、第1の第1導電型半導体層と、第1の第1導電型半導体層上に配置される第1活性層および第1の第2導電型半導体層を含む第1半導体構造体と、を含んでいてもよい。第2発光部は、第1の第1導電型半導体層と、第1半導体構造体から離間されて第1の第1導電型半導体層の上に配置され、第2活性層および第2の第2導電型半導体層と、を含む第2半導体構造体と、を含んでいてもよい。第3発光部は、第1および第2発光部から離間されて配置され、第3の第1導電型半導体層、第3活性層、および第3の第2導電型半導体層を含んでいてもよい。
実施形態によれば、発光装置は、第1の第2導電型半導体層と電気的に接続される第1パッドと、第2の第2導電型半導体層と電気的に接続される第2パッドと、第3の第2導電型半導体層と電気的に接続される第3のパッドと、第1の第1導電型半導体層および第3の第1導電型半導体層に共通して電気的に接続される共通パッドと、をさらに含んでいてもよい。
実施形態によれば、発光装置は、第1の第2導電型半導体層と第1パッドとを電気的に接続する第1貫通電極と、第2の第2導電型半導体層と第2パッドとを電気的に接続する第2貫通電極と、第3の第2導電型半導体層と第3パッドとを電気的に接続する第3貫通電極と、第1および第2半導体構造体の間に露出される第1の第1導電型半導体層と共通パッドとを電気的に接続する第4貫通電極と、第3の第1導電型半導体層と共通パッドとを電気的に接続する第5貫通電極と、をさらに含んでいてもよい。
実施形態によれば、発光装置は、第1の第2導電型半導体層と第1パッドとを電気的に接続する第1貫通電極と、第2の第2導電型半導体層と第2パッドとを電気的に接続する第2貫通電極と、第3の第2導電型半導体層と第3パッドとを電気的に接続する第3貫通電極と、第1および第3の第1導電型半導体層と共通パッドとを電気的に接続する第4貫通電極と、をさらに含んでいてもよい。第4貫通電極は、第3の第1導電型半導体層を貫通し、第1および第2半導体構造体の間に露出される第1の第1導電型半導体層と電気的に接続されていてもよい。
実施形態によれば、発光装置は、第1および第2発光部と第3発光部との間、ならびに第1および第2半導体構造の間を充填し、第1および第2発光部と第3発光部とを接着する接着部をさらに含んでいてもよい。
実施形態によれば、接着部は、透明であり、かつ、絶縁性を有する材料を含んでいてもよい。
実施形態によれば、発光装置は、第1乃至第4貫通パターンの外側の側壁を囲む誘電体層をさらに含み、第4貫通パターンは、第3発光部および接着部を貫通し、第4貫通パターンの一方の面は、第1および第2半導体構造体の間に露出される第1の導電型半導体層と接触し、第4貫通パターンの他方の面は、共通パッドと接触し、共通パッドは、第3の第1導電型半導体層と電気的に接触してもよい。
実施形態によれば、第3発光部は、第3の第1導電型半導体層を露出する開孔を含み、開孔は、第1半導体構造と第2半導体構造との間に露出される第1の第1導電型半導体層に対応する位置で、第1半導体構造体と第2半導体構造体との間に露出される第1の第1導電型半導体層の幅よりも小さい幅を有していてもよい。
実施形態によれば、開孔が、第3の第1導電型半導体層と第1の第1導電型半導体層との間に配置され、接着部は、開孔を充填してもよい。第4貫通パターンは、第3の第1導電型半導体層および接着部を貫通し、第4貫通パターンの一方の面は、共通パッドと接触し、一方の面とは反対側を向いている他方の面は、第1の第1導電型半導体層と接触し、第4貫通パターンの側壁は、第3の第1導電型半導体層と接触していてもよい。
実施形態によれば、発光装置は、開孔を充填する誘電体層をさらに含み、開孔は、共通パッドと第3の第1導電型半導体層との間に配置され、第4貫通パターンは、誘電体層および第3の第1導電型半導体層を貫通し、第4貫通パターンの上部側壁は、誘電体層と接触し、第4貫通パターンの中央部側壁は第3の第1導電型半導体層と接触し、第4貫通パターンの下部側壁は接合部と接触し、第4貫通パターンの一方の面は、共通パッドと接触し、一方の面とは反対側を向いている他方の面は、第1および第2半導体構造体の間に露出される第1の第1導電型半導体層と接触していてもよい。
実施形態によれば、接着部は、透明であり、かつ、電気伝導性を有する材料を含んでいてもよい。
実施形態によれば、第3発光部は、第3の第1導電型半導体層を露出する開孔を含み、開孔は、第1半導体構造と第2半導体構造との間に露出される第1の第1導電型半導体層に対応する位置で、第1半導体構造と第2半導体構造との間に露出される第1の第1導電型半導体層の幅よりも小さい幅を有していてもよい。
実施形態によれば、開孔は、第1および第2半導体構造体の間に露出される第1の第1導電型半導体層に面し、接着部は、開孔の中に延在し、第3の第1導電型半導体層と接触し、第1および第2半導体構造体の間に延在し、第1の第1導電型半導体層と接触していてもよい。
実施形態によれば、第4貫通パターンは、第3の第1導電型半導体層および接着部の少なくとも一部と接触していてもよい。
実施形態によれば、第4貫通パターンは、第3の第1導電型半導体層を貫通し、第4貫通パターンの側壁は、第3の第1導電型半導体層と接触していてもよい。
実施形態によれば、発光装置は、開孔を充填する誘電体層をさらに含み、開孔は、共通パッドと第3の第1導電型半導体層との間に配置され、第4貫通パターンは、誘電体層を貫通し、第3の第1導電型半導体層および接着部の少なくとも一部を貫通し、第4貫通パターンの一部は、第3の第1導電型半導体層と接触していてもよい。
実施形態によれば、発光装置は、第1発光部および第2発光部が互いに離間するように配置される基板と、基板と第1発光部および第2発光部とを接合し、導電性材料を含む接合層と、をさらに含んでもよい。
実施形態によれば、第1発光部は、第1の第1導電型半導体層、第1活性層、および第1の第2導電型半導体層を含んでいてもよく、第2発光部は、第2の第1導電型半導体層、第2活性層、および第2の第2導電型半導体層を含んでいてもよく、第3発光部は、第3の第1導電型半導体層、第3活性層、および第3の第2導電型半導体層を含んでいてもよい。
実施形態によれば、接合層は、第1の第1導電型半導体層と第2の第1導電型半導体層とを電気的に接続してもよい。
実施形態によれば、発光装置は、第1の第2導電型半導体層と電気的に接続される第1パッドと、第2の第2導電型半導体層と電気的に接続される第2パッドと、第3の第2導電型半導体層と電気的に接続される第3のパッドと、接合層と電気的に接続される共通パッドと、をさらに含んでいてもよい。
実施形態によれば、接合層は、第1の第1導電型半導体層と基板との間に配置される第1接合層と、第2の第1導電型半導体層と基板との間に配置される第2接合層と、を含み、第1接合層および第2接合層の各々は、基板と電気的に接続されていてもよい。
実施形態によれば、発光装置は、第1の第2導電型半導体層と電気的に接続される第1パッドと、第2の第2導電型半導体層と電気的に接続される第2パッドと、第3の第2導電型半導体層と電気的に接続される第3のパッドと、基板と電気的に接続された共通のパッドと、をさらに含んでもよい。
他の実施形態の詳細は、詳細な説明および図面に含まれる。
本開示の実施形態に係る発光装置では、赤色の光を発する発光部が、青色の光または緑色の光を発する発光部よりも大きなサイズを有するように形成されているため、赤色の光を発する発光部の発光効率を高めることができる。
本開示の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための上面図の一例を示す図である。 本開示の実施形態に係る発光装置の説明を補助するために、図1Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の実施形態に係る発光装置の説明を補助するために、図1Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の実施形態に係る発光装置の説明を補助するために、図1Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 図1Aに示す発光装置の第1発光部および第2発光部の配置構造の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図1Aに示す発光装置の第1発光部および第2発光部の配置構造の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図1Aに示す発光装置の第1発光部および第2発光部の配置構造の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 本開示の別の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図3Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の別の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の一例を表す図である。 本開示の他の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の例を表す図である。 本開示の他の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の例を表す図である。 本開示の他の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の例を表す図である。 本開示の別の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の一例を表す図である。 本開示の他の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の例を表す図である。 本開示の他の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の例を表す図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図9Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図10Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図11Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図12Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図13Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図14Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図15Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図16Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図17Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図18Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図19Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図20Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図21Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図22Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図23Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図24Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図25Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図である。 図26Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。 本開示の別の実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための断面図の例を表す図である。 本開示の別の実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための断面図の例を表す図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の実装基板への実装方法の説明を補助するための断面図の例を表す図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置の実装基板への実装方法の説明を補助するための断面図の例を表す図である。
本開示の構成および効果を十分に理解するために、本開示の実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。但し、本開示は、本明細書に記載された実施形態に限定されるものではなく、様々な形態で実施されてもよく、様々な変更が加えられてもよい。
本開示の実施形態で使用される技術用語は、特に定義されていない限り、当業者に従来から知られている意味として解釈することができる。
以下、本発明に係る発光装置について、様々な実施形態の例を通じて添付の図面を参照しながら説明する。
図1Aは、本開示の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための上面図の一例を表す図であり、図1B、図1Cおよび図1Dは、本開示の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための図1Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。
図1A~図1Dを参照すると、発光装置は、基板100、基板100上に配置される第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3を含んでいてもよい。
実施形態によれば、第1発光部LE1および第2発光部LE2は、同一平面上に配置されるように、基板100の第1面102上に配置されてもよく、第3発光部LE3は、第1発光部LE1および第2発光部LE2の上に配置されてもよい。また、第3発光部LE3の大きさは、第1発光部LE1および第2発光部LE2の各々の大きさよりも大きくてもよい。発光部LE1、LE2、LE3の各々の大きさとは、光が照射される面積を意味する。例えば、第1発光部LE1は第1幅WT1を有し、第2発光部LE2は第2幅WT2を有し、第3発光部LE3は第3幅WT3を有していてもよい。第3幅WT3は、第1幅WT1および第2幅WT2よりも大きくてもよく、第1幅WT1および第2幅WT2は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
基板100の第1面102とは反対側を向いている第2面104が光取り出し面である場合、第3発光部LE3の波長は最も長くてもよい。例えば、第1発光部LE1が青色の光を発し、第2発光部LE2が緑色の光を発し、第3発光部LE3が赤色の光を発するようにしてもよい。これとは異なり、第1発光部LE1が緑色の光を発し、第2発光部LE2が青色の光を発し、第3発光部LE3が赤色の光を発するようにしてもよい。
例えば、第1発光部LE1が青色の光を発し、第2発光部LE2が緑色の光を発し、第3発光部LE3が赤色の光を発する場合、青色の光を発する第1発光部LE1または緑色の光を発する第2発光部LE2よりも、赤色の光を発する第3発光部LE3の方が、同一領域での発光効率が低いことが一般的である。そこで、本実施形態のように、第3発光部LE3を、第1発光部LE1および第2発光部LE2の各々よりも大きな面積に形成することで、同じ電流を流したときに同じ発光量(発光効率)を得ることができる。したがって、発光装置のカラーバランスを向上させることができる。
図2A、図2B、および図2Cは、図1Aに示す発光装置の第1発光部および第2発光部の配置構造の説明を補助するための上面図の例を表す図である。
図2Aに示す例によれば、上面から見たときに、第1発光部LE1は、基板100の一方の側に配置され、第1方向DR1に延びる長辺を有する矩形構造を有していてもよく、第2発光部LE2は、基板100の他方の側に、第1方向DR1に直交する第2方向DR2に第1発光部LE1から離間されるように配置され、第1方向DR1に延びる長辺を有する矩形構造を有していてもよい。例えば、第1発光部LE1は、第1幅WT1を有し、第2発光部LE2は、第2幅WT2を有していてもよい。第1幅WT1と第2幅WT2とは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。第3発光部LE3は、第1方向DR1および第2方向DR2に垂直な第3方向DR3において、第1発光部LE1および第2発光部LE2から離間されるように配置されていてもよく、基板100と実質的に同じ構造を有していてもよい。また、第3発光部LE3は、第1幅WT1および第2幅WT2の各々よりも大きい第3幅WT3を有していてもよい。
図2Bに示す他の例によれば、第1発光部LE1が青色光を発し、第2発光部LE2が緑色光を発する場合、上面から見たときに、第1発光部LE1の大きさが第2発光部LE2の大きさよりも大きくてもよい。これは、緑色光の視認性が青色光の視認性よりも少なくとも約6倍優れているため、青色光を発する第1発光部LE1が緑色光を発する第2発光部LE2よりも大きく形成されることで、発光装置のカラーバランスを向上させることができるためと考えられる。例えば、第1発光部LE1が第1幅WT1を有し、第2発光部LE2が第2幅WT2を有し、第3発光部LE3が第3幅WT3を有する場合、第1幅WT1が第2幅WT2よりも大きく、第3幅WT3が第1幅WT1よりも大きくなっていてもよい。
本実施形態では、青色光を発する第1発光部LE1を、緑色光を発する第2発光部LE2よりも大きくすることで、青色光の視認性が向上すると説明したが、本開示はこれに限定されない。青色光を発する第1発光部LE1は、一般的に緑色光を発光する第2発光部LE2よりも外部量子効率が高いため、青色光の発光強度を低下させることが要求される場合がある。また、適切な混色率を得るためには、緑色光の光度を青色光の光度よりも高くする必要がある。したがって、第1発光部LE1および第2発光部LE2が適切な光度の光を発するように、第1発光部LE1および第2発光部LE2の発光面積を調整することが必要であり、場合によっては、第1発光部LE1の面積が第2発光部LE2の面積よりも小さくてもよい。
図2Cに示すさらに別の例によれば、上面から見たときに、第1発光部LE1は、基板100の一方の部分に配置され、三角形の構造を有していてもよく、第2発光部LE2は、第1発光部LE1から離間されて基板100の他方の部分に配置され、三角形の構造を有していてもよい。また、第1発光部LE1の最大の辺と、第2発光部LE2の最大の辺とは、互いに向き合っていてもよい。また、第1発光部LE1と第2発光部LE2とは、同じ大きさであってもよいし、異なる大きさであってもよく、第3発光部LE3は、第1発光部LE1および第2発光部LE2よりも大きくてもよい。
再び図1Aおよび図1Bを参照すると、第1発光部LE1は、共通のn型半導体層COM_Nと、第1活性層110、第1のp型半導体層112、および第1透明電極層114が垂直に積層された第1半導体構造体SC1と、を含んでいてもよい。また、第2発光部LE2は、共通のn型半導体層COM_Nと、第2活性層210、第2のp型半導体層212、および第2透明電極層214が垂直に積層された第2半導体構造体SC2と、を含んでいてもよい。なお、第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2は、共通のn型半導体層COM_N上に、互いに離間されるように配置されていてもよい。すなわち、共通のn型半導体層COM_Nは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間で露出されていてもよい。
第3発光部LE3は、垂直方向に積層された第3のp型半導体層312、第3活性層310、および第3のn型半導体層305を含んでいてもよい。実施形態によれば、第3発光部LE3は、第3のp型半導体層312および第3活性層310がエッチングされて、第3のn型半導体層305の少なくとも一部が露出されるように開孔HLを有していてもよい。また、第3発光部LE3は、開孔HLによって露出された第3のn型半導体層305と電気的に接触する第1オーミックパターンOL1と、第3のp型半導体層312と電気的に接触する第2オーミックパターンOL2と、をさらに含んでいてもよい。
実施形態によれば、共通のn型半導体層は、第3発光部LE3よりも小さい幅を有していてもよい。一方、共通のn型半導体層COM_Nと第3発光部LE3は、実質的に同じ幅を有していてもよい。
共通のn型半導体層COM_Nおよび第3のn型半導体層305の各々は、Siドープ窒化ガリウム系半導体層であってもよい。また、第1のp型半導体層112、第2のp型半導体層212、および第3のp型半導体層312の各々は、Mgドープの窒化ガリウム系半導体層であってもよい。第1活性層110、第2活性層210、および第3活性層310の各々は、多重量子井戸(MQW)を含んでいてもよく、所望のピーク波長の光を放出するように、その組成比が決定されてもよい。また、第1透明電極層114および第2透明電極層214の各々は、ZnO、ITO(酸化インジウムスズ)、ZITO(亜鉛ドープ酸化インジウムスズ)、ZIO(酸化亜鉛インジウム)、GIO(ガリウムドープ酸化インジウム)、ZTO(酸化亜鉛スズ)、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)、GZO(ガリウムドープ酸化亜鉛)、AZO(アルミニウムドープ酸化亜鉛)などの透明導電性酸化物(TCO)を含んでいてもよい。
第1オーミックパターンOL1および第2オーミックパターンOL2の各々は、第1透明電極層114および第2透明電極層214の各々よりも高い電気伝導性を有する材料を含んでいてもよい。第1オーミックパターンOL1および第2オーミックパターンOL2の各々は、Au、Ge、およびBeからなる群から選択された少なくとも1つ、または透明導電性酸化物(TCO)を含んでもよい。例えば、第1オーミックパターンOL1は、Au/Be合金を含み、第2オーミックパターンOL2は、Au/Ge合金を含んでいてもよい。
発光装置は、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3のうち、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3を互いに接着する接着部ADをさらに含んでいてもよい。例えば、接着部ADは、共通のn型半導体層COM_N上に配置される第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間を充填し、ならびに第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2と第3発光部LE3との間を充填するように配置されていてもよい。
一実施形態によれば、接着部ADは、透明絶縁性材料を含んでいてもよい。接着部ADは、ガラス、ポリマー、レジスト、またはポリイミドを含んでもよい。例えば、接着部ADは、SOG(スピンオングラス)、BCB(ベンゾシクロブタジエン)、HSQ(水素シルセスキオキサン)、またはSU-8フォトレジストを含んでいてもよい。
一実施形態によれば、共通のn型半導体層COM_Nが第3発光部LE3よりも小さい場合、接着部ADは、共通のn型半導体層COM_Nの外側の側壁を囲むように配置されてもよい。
図示しないが、第1発光部LE1および第2発光部LE2と第3発光部LE3との間に、カラーフィルタを追加で設けてもよい。カラーフィルタは、第3発光部LE3から発せられた光を選択的に通過し、第1発光部LE1および第2発光部LE2から発せられた光を遮断してもよい。
発光装置は、第1発光部LE1の第1透明電極層114と電気的に接続される第1パッドP1と、第2発光部LE2の第2透明電極層214と電気的に接続される第2パッドP2と、第3発光部LE3の第2オーミックパターンOL2と電気的に接続される第3パッドP3と、第1オーミックパターンOL1および共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接続される共通パッドCPDと、をさらに含んでいてもよい。
第3発光部LE3の第3のn型半導体層305上には、パッシベーション層PVTが追加で設けられていてもよい。パッシベーション層PVTは、SiNx、TiNx、TiOx、TaOx、ZrOx、AlOx、HfOxなどを含んでいてもよい。また、第1パッドPD1、第2パッドPD2、第3パッドPD3、および共通パッドCPDの各々は、パッシベーション層PVT上に配置されていてもよい。
発光装置は、パッシベーション層PVT、第3発光部LE3、および接着部ADを貫通し、第1パッドPD1と第1透明電極層114とを電気的に接続する第1貫通電極VE1と、パッシベーション層PVT、第3発光部LE3、および接着部ADを貫通し、第2パッドPD2と第2透明電極層214とを電気的に接続する第2貫通電極VE2と、パッシベーション層PVTおよび第3発光部LE3を貫通し、第3パッドPD3と第2オーミックパターンOL2とを電気的に接続する第3貫通電極VE3と、をさらに含んでいてもよい。
発光装置は、パッシベーション層PVTおよび第3のn型半導体層305を貫通し、共通パッドCPDと第3のn型半導体層305とを電気的に接続する第4貫通電極VE4と、パッシベーション層PVT、第3発光部LE3、および接着部ADを貫通し、共通パッドCPDと共通のn型半導体層COM_Nとを電気的に接続する第5貫通電極VE5と、をさらに含んでいてもよい。実施形態によれば、第5貫通電極VE5は、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接続されてもよい。例えば、第5貫通電極VE5は、発光装置の中央に配置されていてもよい。
第1貫通電極VE1、第2貫通電極VE2、第3貫通電極VE3、第4貫通電極VE4、および第5貫通電極VE5の各々は、電極層ELと、電極層ELの外側の側壁を囲むシード層SLと、シード層SLを囲むバリア層BLと、を含んでいてもよい。電極層ELおよびシード層SDは、Cuなどの金属を含んでいてもよく、バリア層BLは、Ti、W、Ni、およびTaからなる群から選択される少なくとも1つを含んでいてもよい。例えば、バリア層BLは、Ti/W、Ti/Ni、Ta、TaNなどを含んでいてもよい。
図1Bおよび図1Dに示す実施形態によれば、第1貫通電極VE1は、第1パッドPD1と一体化されており、パッシベーション層PVT上に延在する部分が第1パッドPD1として機能する。第2貫通電極VE2は、第2パッドPD2と一体化されており、パッシベーション層PVT上に延在する部分が第2パッドPD2として機能する。第3貫通電極VE3は、第3パッドPD3と一体化されており、パッシベーション層PVT上に延在する部分が第3パッドPD3として機能する。第4貫通電極VE4および第5貫通電極VE5は、共通パッドCPDと一体化されており、パッシベーション層PVT上に延在する部分が共通パッドCPDとして機能する。
図1Cに示す別の実施形態によれば、第1パッドPD1は、第1貫通電極VE1上に配置されてもよく、第2パッドPD2は、第2貫通電極VE2上に配置されてもよく、第3パッドPD3は、第3貫通電極VE3上に配置されてもよく、共通パッドCPDは、第4貫通電極VE4および第5貫通電極VE5上に配置されてもよい。また、第1パッドPD1、第2パッドPD2、第3パッドPD3、および共通パッドCPDの各々は、Au、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Hf、Cr、TiおよびCuからなる群から選択される少なくとも1つを含んでいてもよい。さらに、第1パッドPD1、第2パッドPD2、第3パッドPD3、および共通パッドCPDの各々は、上記の材料の合金を含んでいてもよい。
上面から見たとき、図1Aに示すように基板100が四角形の構造を有する場合、第1パッドPD1、第2パッドPD2、第3パッドPD3、および共通パッドCPDは、基板100の角部に配置されてもよい。実施形態によれば、第5貫通電極VE5が発光装置の中央に配置されている場合、共通パッドCPDは、基板100の周辺から中央に向かって延在する構造を有していてもよい。共通パッドCPDが基板100の周辺から中央まで延在しているので、共通パッドCPDが周辺にのみ配置されている場合の周辺への電流の集中が緩和され、広い範囲に電流を分散させることができる。
再度、図1Aおよび図1Bを参照すると、発光装置は、第1透明電極層114と第1貫通電極VE1との間に配置される第1金属パターンM1と、第2透明電極層214と第2貫通電極VE2との間に配置される第2金属パターンM2と、第2オーミックパターンOL2と第3貫通電極VE3との間に配置される第3金属パターンM3と、第1オーミックパターンOL1と第4貫通電極VE4との間に配置される第4金属パターンM4と、共通のn型半導体層COM_Nと第5貫通電極VE5との間に配置される第5金属パターンM5と、をさらに含んでいてもよい。第1金属パターンM1、第2金属パターンM2、第3金属パターンM3、第4金属パターンM4、および第5金属パターンM5の各々は、Ti、Cr、AuおよびAlからなる群から選択された少なくとも1つを含んでいてもよい。例えば、第1金属パターンM1、第2金属パターンM2、第3金属パターンM3、第4金属パターンM4、および第5金属パターンM5の各々は、Cr/Au、Ti/Al、またはCr/Alを含んでいてもよい。
第1金属パターンM1は、第1透明電極層114と第1貫通電極VE1との間、第1透明電極層114と第1貫通電極VE1との間オーミック特性を改善することができる。第2金属パターンM2は、第2透明電極層214と第2貫通電極VE2との間、第2透明電極層214と第2貫通電極VE2との間オーミック特性を改善することができる。第3金属パターンM3は、第2オーミックパターンOL2と第3貫通電極VE3との間、第2オーミックパターンOL2と第3貫通電極VE3との間オーミック特性を改善することができる。第4金属パターンM4は、第1オーミックパターンOL1と第4貫通電極VE4との間、第1オーミックパターンOL1と第4貫通電極VE4との間オーミック特性を改善することができる。第5金属パターンM5は、共通のn型半導体層COM_Nと第5貫通電極VE5との間、共通のn型半導体層COM_Nと第5貫通電極VE5との間オーミック特性を改善することができる。
発光装置は、第1貫通電極VE1、第2貫通電極VE2、第3貫通電極VE3、第4貫通電極VE4、および第5貫通電極VE5の各々の外側の側壁を囲む誘電体層DLをさらに含んでいてもよい。誘電体層DLは、SiNx、TiNx、TiOx、TaOx、ZrOx、HfOxおよびSiOxからなる群から選択された少なくとも1つを含んでいてもよい。
図1Dを参照すれば、発光装置は、第1パッドPD1上に配置される第1はんだ構造体SS1と、第2パッドPD2上に配置される第2はんだ構造体SS2と、第3パッドPD3上に配置される第3はんだ構造体SS3と、共通パッドCPD上に配置される第4はんだ構造体SS4と、をさらに含んでいてもよい。例えば、第1はんだ構造体SS1、第2はんだ構造体SS2、第3はんだ構造体SS3、および第4はんだ構造体SS4の各々は、InまたはSnを含むはんだボールSDと、Ni、Co、Ti、Feのいずれかを含むバリア層BRLとが積層された構造を有していてもよい。
本実施形態では、共通パッドCPDが、共通のn型半導体層COM_Nと第3のn型半導体層305とを電気的に接続することを例に挙げて説明したが、共通パッドCPDは、第1透明電極層114、第2透明電極層214、および第2オーミックパターンOL2を電気的に接続してもよいことに留意されたい。
図3Aは、本開示の他の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための上面図の一例を表す図であり、図3Bは、図3Aの線A-A’に沿って取った断面図である。
図3Aおよび図3Bを参照すれば、発光装置は、基板100と、基板100の第1面102上の同一平面上に配置される第1発光部LE1および第2発光部LE2と、第1発光部LE1および第2発光部LE2の上に配置される第3発光部LE3と、を含んでいてもよい。
実施形態によれば、基板100の第1面102とは反対側を向いている第2面104が光取り出し面である場合、第3発光部LE3は赤色光を発してもよく、第1発光部LE1は青色光または緑色光を発してもよく、第2発光部LE2は緑色光または青色光を発してもよい。
第1発光部LE1は、共通のn型半導体層COM_Nと、第1活性層110、第1のp型半導体層112および第1透明電極層114が垂直に積層された第1半導体構造体SC1と、を含んでいてもよい。また、第2発光部LE2は、共通のn型半導体層COM_Nと、第2活性層210、第2のp型半導体層212、および第2透明電極層214が垂直に積層された第2半導体構造体SC2と、を含んでいてもよい。なお、第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2は、共通のn型半導体層COM_N上に、互いに離間されて配置されていてもよい。すなわち、共通のn型半導体層COM_Nは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間で露出されていてもよい。また、第3発光部LE3は、垂直方向に積層された第3透明電極層314、第3のp型半導体層312、第3活性層310、および第3のn型半導体層305を含んでいてもよい。
一実施形態によれば、第1透明電極層114、第2透明電極層214、および第3透明電極層314のそれぞれは、ZnO、ITO、ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、GZO、AZOなどの透明導電性酸化物(TCO)を含んでもよい。
発光装置は、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3の間で、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3を互いに接着する接着部ADをさらに含んでいてもよい。例えば、接着部ADは、共通のn型半導体層COM_N上に配置される第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間を充填し、第1および第2半導体構造体SC1,SC2と第3発光部LE3との間を充填するように配置されていてもよい。例えば、接着部ADは、SOG、BCB、HSQ、SU-8フォトレジストなど、透明で、かつ、接着性を有する材料を含んでいてもよい。
発光装置は、第1発光部LE1の第1透明電極層114と電気的に接続される第1パッドP1と、第2発光部LE2の第2透明電極層214と電気的に接続される第2パッドP2と、第3発光部LE3の第3透明電極層314と電気的に接続される第3パッドP3と、第3のn型半導体層305および共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接続される共通パッドCPDと、をさらに含んでいてもよい。
第3発光部LE3の第3のn型半導体層305上には、パッシベーション層PVTが追加で設けられていてもよい。第1パッドPD1、第2パッドPD2、および第3パッドPD3の各々は、パッシベーション層PVT上に配置されてもよく、共通パッドCPDは、パッシベーション層PVTを貫通し、第3のn型半導体層305および共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接触してもよい。
発光装置は、パッシベーション層PVT、第3発光部LE3、および接着部ADを貫通し、第1パッドPD1と第1透明電極層114とを電気的に接続する第1貫通電極VE1と、パッシベーション層PVT、第3発光部LE3、および接着部ADを貫通し、第2パッドPD2と第2透明電極層214とを電気的に接続する第2貫通電極VE2と、パッシベーション層PVTおよび第3発光部LE3を貫通し、第3パッドPD3と第3透明電極層314とを電気的に接続する第3貫通電極VE3と、をさらに含んでいてもよい。実施形態によれば、第1貫通電極VE1および第2貫通電極VE2は、同じ高さを有してもよい。
発光装置は、第3発光部LE3および接着部ADを貫通し、第3のn型半導体層305と電気的に接触する共通パッドCPDと共通のn型半導体層COM_Nとを電気的に接続する第4貫通電極VE4をさらに含んでいてもよい。一実施形態によれば、第4貫通電極VE4は、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に配置されてもよい。例えば、第4貫通電極VE4は、基板100の中央に配置されてもよい。
第1貫通電極VE1、第2貫通電極VE2、第3貫通電極VE3、および第4貫通電極VE4の各々は、電極層ELと、電極層ELの外側の側壁を囲むシード層SLと、シード層SLを囲むバリア層BLと、を含んでいてもよい。電極層ELおよびシード層SLは、Cuなどの金属を含んでいてもよく、バリア層BLは、Ti、W、Ni、およびTaからなる群から選択される少なくとも1つを含んでいてもよい。例えば、バリア層BLは、Ti/W、Ti/Ni、Ta/TaNなどを含んでいてもよい。
上面から見た場合、基板100が四角形の構造を有する場合、第1パッドPD1、第2パッドPD2、および第3パッドPD3は、基板100の角部に配置され、共通パッドCPDは、基板100の中央に配置されてもよい。
発光装置は、第1透明電極層114と第1貫通電極VE1との間に配置される第1金属パターンM1と、第2透明電極層214と第2貫通電極VE2との間に配置される第2金属パターンM2と、第3透明電極層314と第3貫通電極VE3との間に配置される第3金属パターンM3と、共通のn型半導体層COM_Nと第4貫通電極VE4との間に配置される第4金属パターンM4と、をさらに含んでもよい。第1金属パターンM1、第2金属パターンM2、第3金属パターンM3および第4金属パターンM4の各々は、Ti、Cr、AuおよびAlからなる群から選択された少なくとも1つを含んでもよい。例えば、第1金属パターンM1、第2金属パターンM2、第3金属パターンM3、および第4金属パターンM4の各々は、Cr/Au、Ti/Al、またはCr/Alを含んでいてもよい。
発光装置は、第1貫通電極VE1、第2貫通電極VE2、第3貫通電極VE3、および第4貫通電極VE4の各々の外側の側壁を囲む誘電体層DLをさらに含んでもよい。
図3Aおよび図3Bを参照して詳細に説明していない発光装置の構成要素および特性は、図1Aおよび図1Bを参照した上述の発光装置の構成要素および特性と同じであるため、ここではその詳細な説明を省略する。
図4は、本開示の別の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の一例を表す図である。図4の発光装置の上面図については、図3Aを参照することができる。
図3Aおよび図4を参照すれば、発光装置は、基板100と、基板100の第1面102上の同一平面上に配置される第1発光部LE1および第2発光部LE2と、第1発光部LE1および第2発光部LE2の上に配置される第3発光部LE3と、を含んでいてもよい。なお、基板100の第1面102とは反対側を向いている第2面104は、光取り出し面であってもよい。
第1発光部LE1は、共通のn型半導体層COM_Nと、第1活性層110、第1のp型半導体層112および第1透明電極層114が垂直に積層された第1半導体構造体SC1と、を含んでいてもよい。また、第2発光部LE2は、共通のn型半導体層COM_Nと、第2活性層210、第2のp型半導体層212、および第2透明電極層214が垂直に積層された第2半導体構造体SC2と、を含んでいてもよい。なお、第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2は、共通のn型半導体層COM_N上に、互いに離間されて配置されていてもよい。すなわち、共通のn型半導体層COM_Nは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間で露出されていてもよい。
第3発光部LE3は、垂直方向に積層された第3透明電極層314、第3のp型半導体層312、第3活性層310、および第3のn型半導体層305を含んでいてもよい。実施形態によれば、第3発光部LE3は、第3透明電極層314、第3のp型半導体層312および第3活性層310の一部をエッチングすることにより、第3のn型半導体層305の一部を露出する開孔HLを含んでいてもよい。また、第3発光部LE3の開孔HLは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nの少なくとも一部に対応する位置であってもよい。また、開孔HLの幅W1は、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nの幅W2よりも小さくてもよい。
発光装置は、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3の間で、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3を互いに接着する接着部ADをさらに含んでいてもよい。例えば、接着部ADは、共通のn型半導体層COM_N上に配置される第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間を充填し、第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2と第3発光部LE3との間を充填するように配置されていてもよい。実施形態によれば、接着部ADは、第3発光部LE3の開孔HLの内部を充填しながら配置されてもよい。
発光装置は、第1透明電極層114と電気的に接続される第1貫通電極VE1および第1パッドP1と、第2透明電極層214と電気的に接続される第2貫通電極VE2および第2パッドP2と、第3透明電極層314と電気的に接続される第3貫通電極VE3および第3パッドP3と、第3のn型半導体層305および共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接続される第4貫通電極VE4および共通パッドCPDと、をさらに含んでいてもよい。発光装置は、第3のn型半導体層305上のパッシベーション層PVTと、第1貫通電極VE1、第2貫通電極VE2、および第3貫通電極VE3の各々の外側の側壁を囲む誘電体層DLと、をさらに含んでもよい。実施形態によれば、誘電体層DLは、第4貫通電極VE4の外側の側壁に配置されなくてもよい。
一実施形態によれば、共通パッドCPDは、パッシベーション層PVTを貫通し、第3のn型半導体層305と電気的に接続してもよい。また、共通パッドCPDと電気的に接続された第4貫通電極VE4は、第3のn型半導体層305を貫通し、第3発光部LE3の開孔HLに配置されてもよい。なお、第4貫通電極VE4の外側の側壁には誘電体層DLが配置されていないが、第3発光部LE3の開孔HLには透明絶縁性材料を含む接着部ADが配置されているので、第4貫通電極VE4は、第3発光部LE3の第3活性層310、第3のp型半導体層312、および第3透明電極層314と絶縁されていてもよい。また、接着部ADが、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間を充填するので、共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接触する第4貫通電極VE4は、第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2から絶縁されていてもよい。
図4を参照して詳細に説明していない発光装置の構成要素および特性は、図1A、図1B、図3A、および図3Bを参照した上述の発光装置の構成要素および特性と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
図5Aおよび図5Bは、本開示の他の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の例を表す図である。図5Aおよび図5Bの発光装置の上面図については、図3Aを参照することができる。
図3A、図5A、および図5Bを参照すれば、発光装置は、基板100と、基板100の第1面102上の同一平面上に配置される第1発光部LE1および第2発光部LE2と、第1発光部LE1および第2発光部LE2の上に配置される第3発光部LE3と、を含んでいてもよい。なお、第1面102とは反対側を向いている基板100の第2面104は、光取り出し面であってもよい。
第1発光部LE1は、共通のn型半導体層COM_Nと、第1活性層110、第1のp型半導体層112および第1透明電極層114が垂直に積層された第1半導体構造体SC1と、を含んでいてもよい。また、第2発光部LE2は、共通のn型半導体層COM_Nと、第2活性層210、第2のp型半導体層212、および第2透明電極層214が垂直に積層された第2半導体構造体SC2と、を含んでいてもよい。なお、第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2は、共通のn型半導体層COM_N上に、互いに離間されて配置されていてもよい。すなわち、共通のn型半導体層COM_Nは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間で露出されていてもよい。
第3発光部LE3は、垂直方向に積層された第3透明電極層314、第3のp型半導体層312、第3活性層310、および第3のn型半導体層305を含んでいてもよい。実施形態によれば、第3発光部LE3は、第3透明電極層314、第3のp型半導体層312および第3活性層310の一部をエッチングすることにより、第3のn型半導体層305の一部を露出する開孔HLを含んでいてもよい。また、第3発光部LE3の開孔HLは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nの少なくとも一部に対応する位置であってもよい。また、開孔HLの幅W1は、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nの幅W2よりも小さくてもよい。
発光装置は、第1透明電極層114上の第1半導体構造体SC1を覆う第1パッシベーション層PVT1と、第2透明電極層214上の第2半導体構造体SC2を覆う第2パッシベーション層PVT2と、第3透明電極層314上の第3発光部LE3の一方の面を覆う第3パッシベーション層PVT3と、第3のn型半導体層305上の一方の面とは反対側を向いている第3発光部LE3の他方の面を覆う第4パッシベーション層PVT4と、をさらに含んでいてもよい。例えば、第1パッシベーション層PVT1、第2パッシベーション層PVT2、第3パッシベーション層PVT3、および第4パッシベーション層PVT4の各々は、SiNx、TiNx、TiOx、TaOx、ZrOx、AlOx、またはHfOxからなる群から選択される少なくとも1つを含む絶縁性材料を含んでいてもよい。
実施形態によれば、第1パッシベーション層PVT1および第2パッシベーション層PVT2が、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に配置される共通のn型半導体層COM_N上に配置されていないので、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に配置される共通のn型半導体層COM_Nが露出されていてもよい。また、第3パッシベーション層PVT3が、開孔HLの底部に配置されていないので、開孔HLの底部に第3のn型半導体層305が露出されていてもよい。
発光装置は、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3の間で、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3を互いに接着する接着部ADをさらに含んでいてもよい。例えば、接着部ADは、共通のn型半導体層COM_N上に配置される第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間を充填し、第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2と第3発光部LE3との間を充填するように配置されていてもよい。実施形態によれば、接着部ADは、第3発光部LE3の開孔HLの内部を充填しながら配置されてもよい。
一実施形態によれば、接着部ADは、透明であり、かつ、導電性および接着性を有する材料を含んでいてもよい。例えば、接着部ADは、透明導電性酸化物(TCO)、等方性導電性接着剤(ICA)、異方性導電性接着剤(ACA)などの材料を含んでいてもよい。
発光装置は、第1透明電極層114と電気的に接続される第1貫通電極VE1および第1パッドP1と、第2透明電極層214と電気的に接続される第2貫通電極VE2および第2パッドP2と、第3透明電極層314と電気的に接続される第3貫通電極VE3および第3パッドP3と、第3のn型半導体層305と電気的に接続される第4貫通電極VE4および共通パッドCPDと、をさらに含んでいてもよい。発光装置は、第3のn型半導体層305上のパッシベーション層PVTと、第1貫通電極VE1、第2貫通電極VE2、および第3貫通電極VE3の各々の外側の側壁を囲む誘電体層DLと、をさらに含んでいてもよい。実施形態によれば、誘電体層DLは、第4貫通電極VE4の外側の側壁に配置されていなくてもよい。
図5Aに示す実施形態によれば、第4貫通電極VE4は、パッシベーション層PVTを貫通し、第3のn型半導体層305の一方の面と電気的に接触していてもよい。上述したように、接着部ADは、電気伝導性を有する材料を含むので、第4貫通電極VE4は、第3のn型半導体層305の一方の面と電気的に接続してもよく、第3発光部LE3の開孔HLによって露出する第3のn型半導体層305は、接着部ADと電気的に接触していてもよい。また、接着部ADは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接触していてもよい。したがって、共通パッドCPDは、第4貫通電極VE4を介して、第3のn型半導体層305、接着部AD、および共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接続されていてもよい。
図5Bに示す別の実施形態によれば、第4貫通電極VE4は、第3発光部LE3のパッシベーション層PVTおよび第3のn型半導体層305を貫通し、第3のn型半導体層305と電気的に接触していてもよい。この場合、第4貫通電極VE4の外側の側壁が第3のn型半導体層305と電気的に接触されるので、第4貫通電極VE4と第3のn型半導体層305とが接触される面積が大きくなることができる。また、第4貫通電極VE4は、第3発光部LE3の開孔HLに充填された接着部ADと電気的に接触していてもよい。接着部ADは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接触していてもよい。したがって、共通パッドCPDは、第4貫通電極VE4を介して、第3のn型半導体層305、接着部AD、および共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接続されていてもよい。
図5Bでは、第4貫通電極VE4が、第3発光部LE3のパッシベーション層PVTおよび第3のn型半導体層305を貫通することが図示されているが、第4貫通電極VE4が、第3発光部LE3のパッシベーション層PVTおよび第3のn型半導体層305を貫通し、接着部ADの少なくとも一部を貫通してもよいことに留意されたい。あるいは、第4貫通電極VE4は、パッシベーション層PVTおよび第3発光部LE3の第3のn型半導体層305を貫通してもよく、接着部ADを貫通し、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nと接触してもよい。
図5Aおよび図5Bを参照して詳細に説明していない発光装置の構成要素および特性は、図1A、図1B、図3A、図3B、図4A、および図4Bを参照した上述の発光装置の構成要素および特性と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
図6は、本開示の別の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の一例を表す図である。なお、図6の発光装置の上面図については、図3Aを参照することができる。
図3Aおよび図6を参照すれば、発光装置は、基板100と、基板100の第1面102上の同一平面上に配置される第1発光部LE1および第2発光部LE2と、第1発光部LE1および第2発光部LE2の上に配置される第3発光部LE3と、を含んでいてもよい。なお、第1面102とは反対側を向いている基板100の第2面104は、光取り出し面であってもよい。
第1発光部LE1は、共通のn型半導体層COM_Nと、第1活性層110、第1のp型半導体層112および第1透明電極層114が垂直に積層された第1半導体構造体SC1と、を含んでいてもよい。また、第2発光部LE2は、共通のn型半導体層COM_Nと、第2活性層210、第2のp型半導体層212、および第2透明電極層214が垂直に積層された第2半導体構造体SC2と、を含んでいてもよい。なお、第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2は、共通のn型半導体層COM_N上に、互いに離間されて配置されていてもよい。すなわち、共通のn型半導体層COM_Nは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間で露出されていてもよい。
第3発光部LE3は、垂直方向に積層された第3のn型半導体層305、第3活性層310、第3のp型半導体層312、および第3透明電極層314を含んでいてもよい。実施形態によれば、第3発光部LE3は、第3透明電極層314、第3のp型半導体層312および第3活性層310の一部をエッチングすることにより、第3のn型半導体層305の一部を露出する開孔HLを含んでいてもよい。また、第3発光部LE3の開孔HLは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nの少なくとも一部に対応する位置であってもよい。また、開孔HLの幅W1は、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nの幅W2よりも小さくてもよい。
発光装置は、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3の間で、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3を互いに接着する接着部ADをさらに含んでいてもよい。例えば、接着部ADは、共通のn型半導体層COM_N上に配置される第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2の間を充填し、第1および第2半導体構造体SC1,SC2と第3発光部LE3との間を充填するように配置されていてもよい。例えば、接着部ADは、SOG、BCB、HSQ、またはSU-8フォトレジストなどの材料を含んでいてもよく、これらは透明であり、かつ、接着性を有している 。
発光装置は、第1透明電極層114と電気的に接続される第1貫通電極VE1および第1パッドP1と、第2透明電極層214と電気的に接続される第2貫通電極VE2および第2パッドP2と、第3透明電極層314と電気的に接続される第3貫通電極VE3および第3パッドP3と、第3のn型半導体層305および共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接続される第4貫通電極VE4および共通パッドCPDと、をさらに含んでいてもよい。
発光装置は、第3透明電極層314上に配置されるパッシベーション層PVTと、第1貫通電極VE1および第2貫通電極VE2の各々の外側の側壁を囲む誘電体層DLと、をさらに含んでいてもよい。実施形態によれば、パッシベーション層PVTは、第3発光部LE3の開孔HLを充填してもよく、第3透明電極層314の上面まで延在してもよい。誘電体層DLは、第3貫通電極VE3および第4貫通電極VE4の各々の外側の側壁に配置されなくてもよい。
一実施形態によれば、第3貫通電極VE3は、パッシベーション層PVTを貫通し、第3透明電極層314と電気的に接触してもよい。第3貫通電極VE3は、パッシベーション層PVTによって外部から絶縁されているので、第3貫通電極VE3の外側の側壁を追加で囲む誘電体層DLは不要となる場合がある。
実施形態によれば、第4貫通電極VE4は、第3発光部LE3、第3のn型半導体層305、および接着部ADの開孔HLを充填するパッシベーション層PVTを貫通してもよい。第4貫通電極VE4は、パッシベーション層PVTが充填された開孔HLを貫通するため、第4貫通電極VE4の外側の側壁を囲む誘電体層DLが不要となる場合がある。さらに、誘電体層DLが、第4貫通電極VE4の外側の側壁を囲んでいないので、第4貫通電極VE4が第3のn型半導体層305を貫通する間に、第4貫通電極VE4の外側の側壁が第3のn型半導体層305と電気的に接触し、第4貫通電極VE4と第3のn型半導体層305とが接触する面積が大きくなることができる。また、第4貫通電極VE4は、絶縁性材料を含む接着部ADを貫通し、共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接触していてもよい。このことにより、第4貫通電極VE4は、第3のn型半導体層305および共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接触していてもよい。
図6を参照して詳細に説明していない発光装置の構成要素および特性は、図1A、図1B、図3A、図3B、図4A、図4B、図5A、および図5Bを参照した上述の発光装置の構成要素および特性と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
図7は、本開示の別の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の一例を表す図である。図7の発光装置の上面図については、図3Aを参照することができる。
図3Aおよび図7を参照すれば、発光装置は、基板100と、基板100の第1面102上の同一平面上に配置される第1発光部LE1および第2発光部LE2と、第1発光部LE1および第2発光部LE2の上に配置される第3発光部LE3と、を含んでいてもよい。なお、第1面102とは反対側を向いている基板100の第2面104は、光取り出し面であってもよい。
第1発光部LE1は、共通のn型半導体層COM_Nと、第1活性層110、第1のp型半導体層112、および第1透明電極層114が垂直に積層された第1半導体構造体SC1と、を含んでいてもよい。また、第2発光部LE2は、共通のn型半導体層COM_Nと、第2活性層210、第2のp型半導体層212、および第2透明電極層214が垂直に積層された第2半導体構造体SC2と、を含んでいてもよい。なお、第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2は、共通のn型半導体層COM_N上に、互いに離間されて配置されていてもよい。すなわち、共通のn型半導体層COM_Nは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出されていてもよい。
第3発光部LE3は、垂直方向に積層された第3のn型半導体層305、第3活性層310、第3のp型半導体層312、および第3透明電極層314を含んでいてもよい。実施形態によれば、第3発光部LE3は、第3透明電極層314、第3のp型半導体層312、および第3活性層310の一部をエッチングすることにより、第3のn型半導体層305の一部を露出する開孔HLを含んでいてもよい。また、第3発光部LE3の開孔HLは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nの少なくとも一部に対応する位置であってもよい。また、開孔HLの幅W1は、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nの幅W2よりも小さくてもよい。
発光装置は、第1透明電極層114上の第1半導体構造体SC1を覆う第1パッシベーション層PVT1と、第2透明電極層214上の第2半導体構造体SC2を覆う第2パッシベーション層PVT2と、第3透明電極層314上の第3発光部LE3の一方の面を覆い、第3発光部LE3の開孔HLを充填する第3パッシベーション層PVT3と、をさらに含んでいてもよい。例えば、第1パッシベーション層PVT1、第2パッシベーション層PVT2、および第3パッシベーション層PVT3の各々は、SiNx、TiNx、TiOx、TaOx、ZrOx、HfOx、AlOxおよびSiOxからなる群から選択された少なくとも1つを含む絶縁性材料であってもよい。実施形態によれば、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に配置される共通のn型半導体層COM_N上に、第1パッシベーション層PVT1および第2パッシベーション層PVT2が配置されていないので、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に配置される共通のn型半導体層COM_Nが露出されていてもよい。
発光装置は、第1半導体構造体SC1の上面および側面を覆う第1パッシベーション層PVT1と、第2半導体構造体SC2の上面および側面を覆う第2パッシベーション層PVT2と、第3発光部LE3の開孔HLの内側の側壁および第3透明電極層314の上面を覆う第3パッシベーション層PVT3と、をさらに含んでもよい。なお、第1パッシベーション層PVT1、第2パッシベーション層PVT2、および第3パッシベーション層PVT3は、SiNx、TiNx、TiOx、TaOx、ZrOx、HfOx、AlOxおよびSiOxからなる群から選択される少なくとも1つを含む絶縁性材料であってもよい。なお、第1パッシベーション層PVT1、第2パッシベーション層PVT2、および第3パッシベーション層PVT3によって、共通のn型半導体層COM_Nおよび第3のn型半導体層305の少なくとも一部が露出されていてもよい。
発光装置は、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3の間で、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3を互いに接着する接着部ADをさらに含んでいてもよい。例えば、接着部ADは、共通のn型半導体層COM_N上に配置される第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間を充填し、第1半導体構造体SC1および第2半導体構造体SC2と第3発光部LE3との間を充填するように配置されていてもよい。実施形態によれば、接着部ADは、第3発光部LE3の開孔HLの内部を充填しながら配置されてもよい。
一実施形態によれば、接着部ADは、透明であり、かつ、導電性および接着性を有する材料を含んでいてもよい。例えば、接着部ADは、TCO、ICA、ACAなどの材料を含んでいてもよい。
発光装置は、第1貫通電極VE1および第2貫通電極VE2の各々の外側の側壁を囲む誘電体層DLをさらに含んでいてもよい。実施形態によれば、誘電体層DLは、第3貫通電極VE3および第4貫通電極VE4の各々の外側の側壁に配置されなくてもよい。
一実施形態によれば、第3貫通電極VE3は、第3パッシベーション層PVT3を貫通して、第3透明電極層314と電気的に接触していてもよい。第3貫通電極VE3は、第3パッシベーション層PVT3によって外部から絶縁されているので、第3貫通電極VE3の外側の側壁を追加で囲む誘電体層DLは不要となる場合がある。
実施形態によれば、第4貫通電極VE4は、第3発光部LE3、第3のn型半導体層305、および接着部ADの開孔HLを充填する第3パッシベーション層PVT3を貫通してもよい。第4貫通電極VE4は、第3パッシベーション層PVT3が充填された開孔HLを貫通するため、第4貫通電極VE4の外側の側壁を囲む誘電体層DLが不要となる場合がある。さらに、誘電体層DLが、第4貫通電極VE4の外側の側壁を囲んでいないので、第4貫通電極VE4が第3のn型半導体層305を貫通する間に、第4貫通電極VE4の外側の側壁が第3のn型半導体層305と電気的に接触し、第4貫通電極VE4と第3のn型半導体層305とが接触する面積が大きくなることができる。また、第4貫通電極VE4は、導電性を有する材料を含む接着部ADと電気的に接触していてもよい。接着部ADは、第1半導体構造体SC1と第2半導体構造体SC2との間に露出される共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接触してもよい。したがって、共通パッドCPDは、第4貫通電極VE4を介して、第3のn型半導体層305、接着部AD、および共通のn型半導体層COM_Nと電気的に接続されていてもよい。
図7を参照して詳細に説明していない発光装置の構成要素および特性は、図1A、図1B、図3A、図3B、図4A、図4B、図5A、図5B、および図6を参照した上述の発光装置の構成要素および特性と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
図8Aおよび図8Bは、本開示の他の実施形態に係る発光装置の説明を補助するための断面図の例を表す図である。図8Aおよび8Bの発光装置の上面図については、図3Aを参照することができる。
図3A、図8Aおよび図8Bを参照すると、発光装置は、基板100と、基板100の第1面102上の同一平面上に配置される第1発光部LE1および第2発光部LE2と、第1発光部LE1および第2発光部LE2の上に配置される第3発光部LE3と、を含んでもよい。なお、第1面102とは反対側を向いている基板100の第2面104は、光取り出し面であってもよい。
第1発光部LE1は、垂直方向に積層された第1のn型半導体層105、第1活性層110、第1のp型半導体層112、および第1透明電極層114を含んでいてもよい。第2発光部LE2は、垂直方向に積層された第2のn型半導体層205、第2活性層210、第2のp型半導体層212、および第2透明電極層214を含んでいてもよい。第3発光部LE3は、垂直方向に積層された第3透明電極層314、第3のp型半導体層312、第3活性層310、および第3のn型半導体層305を含んでいてもよい。
図8Aに示す実施形態によれば、基板100として、Si、SiCなどの導電性基板を適用することができる。また、第1発光部LE1および第2発光部が互いに離間し、第1発光部LE1および第2発光部LE2によって基板100の一部が露出されていてもよい。第1発光部LE1は、第1接合層BDL1によって、基板100の第1面102に接合されていてもよい。また、第2発光部LE2は、第1発光部LE1から離間して、第2接合層BDL2によって、基板100の第1面102に接合されていてもよい。例えば、第1接合層BDL1および第2接合層BDL2の各々は、例えば、Au、AuSn、CuSnなどのはんだや金属接合材、TCO、ICA、またはACAなどの導電性材料を含んでいてもよい。また、第1発光部LE1の第1のn型半導体層105は、第1接合層BDL1によって、基板100と電気的に接続され、第2発光部LE2の第2のn型半導体層205は、第2接合層BDL2によって、基板100と電気的に接続されていてもよい。したがって、基板100、第1のn型半導体層105、および第2のn型半導体層205は、互いに電気的に接続されていてもよい。
図8Bに示す別の実施形態によれば、基板100は、非導電性基板であってもよい。第1発光部LE1および第2発光部LE2は、互いに離間されて配置されていてもよく、第1発光部LE1および第2発光部LE2と基板100の第1面102との間には、接合層BDLが配置されていていてもよい。接合層BDLによって、第1発光部LE1および第2発光部LE2は、互いに離間されて基板100の第1面102に接合されていてもよい。例えば、接合層BDLは、金属パターンと、例えば、Au、AuSn、CuSnなどのはんだまたは金属接合材、TCO、ICA、またはACAなどの導電材料と、を含んでいてもよい。接合層BDLは、第1発光部LE1の第1のn型半導体層105と電気的に接続されていてもよく、第2発光部LE2の第2のn型半導体層205と電気的に接続されていてもよい。また、接合層BDLは、第1発光部LE1と第2発光部LE2との間に延在していてもよい。したがって、接合層BDL、第1のn型半導体層105、および第2のn型半導体層205は、互いに電気的に接続されていてもよい。
図8Aおよび図8Bを参照すれば、第3発光部LE3は、第3透明電極層314、第3のp型半導体層312、および第3活性層310の一部をエッチングすることにより、第3のn型半導体層305の一部を露出する開孔HLを含んでいてもよい。なお、図8Aにおいて、第3発光部LE3の開孔HLは、第1発光部LE1と第2発光部LE2との間に露出される基板100の少なくとも一部に対応する位置であってもよい。また、開孔HLの幅W1は、第1発光部LE1と第2発光部LE2との間で露出される基板100の幅W2よりも小さくてもよい。また、図8Bにおいて、第3発光部LE3の開孔HLは、第1発光部LE1と第2発光部LE2との間に露出される接合層BDLの少なくとも一部に対応する位置であってもよい。また、開孔HLの幅W1は、第1発光部LE1と第2発光部LE2との間に露出される接合層BDLの幅W2よりも小さくてもよい。
発光装置は、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3の間で、第1発光部LE1、第2発光部LE2、および第3発光部LE3を互いに接着する接着部ADをさらに含んでいてもよい。例えば、接着部ADは、基板100上に配置される第1発光部LE1と第2発光部LE2との間を充填し、第1発光部LE1および第2発光部LE2と第3発光部LE3との間を充填するように配置されていてもよい。例えば、接着部ADは、SOG、BCB、HSQ、SU-8フォトレジストなど、透明で、かつ、接着性を有する材料を含んでいてもよい。実施形態によれば、発光装置は、第3発光部LE3の開孔HLを充填しながら配置されてもよい。
発光装置は、第1透明電極層114と電気的に接続される第1貫通電極VE1および第1パッドP1と、第2透明電極層214と電気的に接続される第2貫通電極VE2および第2パッドP2と、第3透明電極層314と電気的に接続される第3貫通電極VE3および第3パッドP3と、をさらに含んでもよい。図8Aの一例によれば、発光装置は、第3のn型半導体層305と基板100とを電気的に接続し、それによって第1のn型半導体層105、第2のn型半導体層205、および第3のn型半導体層305と電気的に接続される第4貫通電極VE4および共通パッドCPDをさらに含んでいてもよい。図8Bの他の例によれば、発光装置は、第3のn型半導体層305と接合層BDLとを電気的に接続し、それによって第1のn型半導体層105、第2のn型半導体層205、および第3のn型半導体層305と電気的に接続される第4貫通電極VE4および共通パッドCPDをさらに含んでもよい。
発光装置は、第3のn型半導体層305上に配置されるパッシベーション層PVTと、第1貫通電極VE1、第2貫通電極VE2、および第3貫通電極VE3の各々の外側の側壁を囲む誘電体層DLと、をさらに含んでいてもよい。
一実施形態によれば、共通パッドCPDは、パッシベーション層PVTを貫通して、第3のn型半導体層305と電気的に接触してもよい。また、共通パッドCPDと電気的に接続される第4貫通電極VE4は、第3のn型半導体層305を貫通し、第3発光部LE3の開孔HLに配置されてもよい。なお、第4貫通電極VE4の外側の側壁には誘電体層DLが配置されていないが、第3発光部LE3の開孔HLには絶縁性材料を含む接着部ADが配置されているので、第4貫通電極VE4は、第3発光部LE3の第3活性層310、第3のp型半導体層312、および第3透明電極層314と絶縁されることができる。また、第1発光部LE1と第2発光部LE2との間に接着部ADが充填されているので、基板100または接合層BDLと電気的に接触する第4貫通電極VE4は、第1発光部LE1の側面および第2発光部LE2の側面から絶縁されることができる。
図8Aおよび図8Bを参照して詳細に説明していない発光装置の構成要素および特性は、図1A、図1B、図3A、図3B、図4A、図4B、図5A、図5B、図6、図7A、および図7Bを参照した上述の発光装置の構成要素および特性と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
以下、本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。なお、本実施形態では、図1Aおよび図1Dを参照した上述の発光装置の製造方法を一例として説明する。
図9A~図26Aは、本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための上面図の例を表す図であり、図9B~図26Bは、図9A~図26Aの線A-A’に沿って切断された断面図である。
図9Aおよび図9Bを参照すれば、共通のn型半導体層COM_Nは、第1基板100上に成長されてもよい。
第1基板100は、第1発光部LE1が配置される第1領域AR1と、第2発光部LE2が配置される第2領域AR2と、を含んでいてもよい。
共通のn型半導体層COM_Nは、MOCVD(有機金属化学気相成長)、MBE(分子線エピタキシー)、HVPE(ハイドライド気相エピタキシー)、およびMOC(有機金属塩化物)などの成長方法を用いて形成されてもよい。
図10Aおよび図10Bを参照すれば、第1基板100の第1領域AR1を露出するように、共通のn型半導体層COM_N上に第1マスクパターンMS1を形成し、第1領域AR1上に第1活性層110および第1のp型半導体層112を順次に成長させてもよい。例えば、第1マスクパターンMS1は、SiOxまたはSiNxを含んでいてもよい。
第1活性層110および第1のp型半導体層112は、MOCVD、MBE、HVPE、およびMOCなどの成長方法を用いて形成されてもよい。
第1活性層110および第1のp型半導体層112の形成後、第1マスクパターンMS1を除去してもよい。
図11Aおよび図11Bを参照すれば、第1基板100の第2領域AR2を露出するように、共通のn型半導体層COM_N上に第2マスクパターンMS2を形成し、第2領域AR2上に第2活性層210および第2のp型半導体層212を順次成長させてもよい。例えば、第2マスクパターンMS2は、SiOxまたはSiNxを含んでいてもよい。
第2活性層210および第2のp型半導体層212は、MOCVD、MBE、HVPE、およびMOCなどの成長方法を用いて形成されてもよい。
第2活性層210および第2のp型半導体層212を形成した後、第2マスクパターンMS2を除去してもよい。
図12Aおよび図12Bを参照すれば、第1のp型半導体層112および第2のp型半導体層212上には、それぞれ第1透明電極層114および第2透明電極層214が形成されてもよい。
例えば、第1のp型半導体層112および第2のp型半導体層212が形成された第1基板100上に、当該技術分野で一般的に知られている蒸着プロセス、例えば、化学的気相成長(CVD)プロセスまたは物理的気相成長(PVD)プロセスを用いて、透明電極材料層を形成してもよい。また、透明電極材料層上に第3マスクパターン(図示せず)を形成し、第3マスクパターンをエッチングマスクとして用いて透明電極材料層をエッチングすることにより、第1透明電極層114および第2透明電極層214をそれぞれ形成してもよい。また、第1透明電極層114および第2透明電極層214を形成した後、第3マスクパターンを除去してもよい。
このことにより、共通のn型半導体層COM_N上に、第1活性層110、第1のp型半導体層112、および第1透明電極層114を含む第1半導体構造体SC1と、第2活性層210、第2のp型半導体層212、および第2透明電極層214を含む第2半導体構造体SC2と、がそれぞれ形成されてもよい。
その結果、共通のn型半導体層COM_Nおよび第1半導体構造体SC1を含む第1発光部LE1と、共通のn型半導体層COM_Nおよび第2半導体構造体SC2を含む第2発光部LE2と、が第1基板100上にそれぞれ形成されてもよい。
図13Aおよび図13Bを参照すると、MOCVD、MBE、HVPE、およびMOCなどの成長方法を用いて、第2基板300上に、第3のn型半導体層305、第3活性層310、および第3のp型半導体層312を形成してもよい。
図14Aおよび図14Bを参照すれば、第3のp型半導体層312および第3活性層310をエッチングすることにより、第3のn型半導体層305を露出する開孔HLを形成してもよい。例えば、エッチング処理の際に、第3のn型半導体層305の一部をエッチングしてもよい。
図15Aおよび図15Bを参照すれば、開孔HLに第1オーミックパターンOL1が形成されてもよい。
例えば、開孔HLが形成された第3のp型半導体層312、第3活性層310、および第3のn型半導体層305上に、第1オーミック層(図示せず)をコンフォーマルに形成してもよい。例えば、第1オーミック層は、Au/Be合金を含んでいてもよい。第1オーミック層が開孔HLの第3のn型半導体層305と電気的に接触するように第1オーミック層をエッチングすることにより、第1オーミックパターンOL1を形成してもよい。また、第1オーミックパターンOL1を形成した後、400℃以上のアニールを行ってもよい。
実施形態によれば、第1オーミックパターンOL1は、開孔HLの内側の側壁を形成する第3活性層310および第3のp型半導体層312から離間されて形成されてもよい。
図16Aおよび図16Bを参照すれば、第3オーミックパターンOL3は、第3のp型半導体層312上に形成されてもよい。
例えば、第2オーミック層(図示せず)は、第3のp型半導体層312上にコンフォーマルに形成されてもよい。例えば、第2オーミック層は、Au/Ge合金を含んでいてもよい。第2オーミック層をエッチングすることにより、第3のp型半導体層312上に第2オーミックパターンOL2を形成してもよい。また、第2オーミックパターンOL2を形成した後、400℃以上のアニールを行ってもよい。
このことにより、第3のn型半導体層305、第3活性層310、第3のp型半導体層312、第1オーミックパターンOL1、および第2オーミックパターンOL2を含む第3発光部LE3が形成されてもよい。
図17Aおよび図17Bを参照すれば、第2基板300を裏返すことにより、第1オーミックパターンOL1および第2オーミックパターンOL2は、第1基板100の第1透明電極層114および第2透明電極層214と向き合うように配置されてもよい。
第1基板100に接着部ADを塗布して第2基板300を配置した後、熱処理を行うことにより、第1基板100上の第1発光部LE1および第2発光部LE2と、第2基板300上の第3発光部LE3と、が互いに接着されてもよい。接着部ADは、SOG、BCB、HSQ、SU-8フォトレジストなど、透明で、かつ、接着性を有する材料を含んでいてもよい。
続いて、第2基板300は、レーザリフトオフ(LLO)プロセスを介して除去されてもよい。
図18Aおよび図18Bを参照すれば、第3のn型半導体層305上にパッシベーション層PVTが形成されてもよい。パッシベーション層PVTは、SiOxまたはSiNxなどの絶縁性材料を含んでいてもよい。
図19Aおよび図19Bを参照すれば、パッシベーション層PVT上に第4のマスクパターン(図示せず)を形成した後、第4マスクパターンをエッチングマスクとして使用することにより、第1透明電極層114を露出する第1ビアホールVA1、第2透明電極層214を露出する第2ビアホールVA2、第2オーミックパターンOL2を露出する第3ビアホールVA3、第1オーミックパターンOL1を露出する第4ビアホールVA4、および共通のn型半導体層COM_Nを露出する第5ビアホールVA5を形成してもよい。
例えば、基板100が四角形の場合、第1ビアホールVA1、第2ビアホールVA2、第3ビアホールVA3、および第4ビアホールVA4は、基板100の角部に形成され、第5ビアホールVA5は、基板100の中央に形成されていてもよい。
第4マスクパターンMS4は、フォトレジストを含んでいてもよい。第1ビアホールVA1、第2ビアホールVA2、第3ビアホールVA3、第4ビアホールVA4、および第5ビアホールVA5を形成した後、第4マスクパターンを除去してもよい。
図20Aおよび図20Bを参照すれば、第1ビアホールVA1、第2ビアホールVA2、第3ビアホールVA3、第4ビアホールVA4、および第5ビアホールVA5が形成された第1発光部LE1、第2発光部LE2、ならびに第3発光部LE3の上に、原子層堆積(ALD)プロセスまたはプラズマエンハンストCVD(PECVD)プロセスを用いて、誘電体層DLをコンフォーマルに形成してもよい。誘電体層DLは、パッシベーション層PVTに対して、エッチング液に対するエッチング選択性を有する材料を含んでいてもよい。例えば、パッシベーション層PVTがSiOxを含む場合、誘電体層DLは、SiNx、TiNx、TiOx、TaOx、ZrOx、およびHfOxからなる群から選択される少なくとも1つを含んでいてもよい。
続いて、マスクを用いずに誘電体層DLを異方性エッチングすることにより、パッシベーション層PVT上に形成された誘電体層DLと、第1ビアホールVA1、第2ビアホールVA2、第3ビアホールVA3、第4ビアホールVA4および第5ビアホールVA5の底部がエッチングされてもよく、第1ビアホールVA1、第2ビアホールVA2、第3ビアホールVA3、第4ビアホールVA4、および第5ビアホールVA5の各々の内側の側壁に誘電体層DLが残っていてもよい。
図21Aおよび図21Bを参照すれば、誘電体層DLが形成された第1ビアホールVA1、第2ビアホールVA2、第3ビアホールVA3、第4ビアホールVA4、および第5ビアホールVA5の底面ならびにパッシベーション層PVT上に、スパッタリングプロセスなどの異方性蒸着プロセスを用いて、金属パターンが形成されてもよい。金属パターンの各々は、Cr/Al、Cr/Au、またはTi/Al合金を含んでいてもよい。
金属パターンは、第1ビアホールVA1の底面に形成される第1金属パターンM1と、第2ビアホールVA2の底面に形成される第2金属パターンM2と、第3ビアホールVA3の底面に形成される第3金属パターンM3と、第4ビアホールVA4の底面に形成される第4金属パターンM4と、第5ビアホールVA5の底面に形成される第5金属パターンM5と、パッシベーション層PVT上に形成される第6金属パターンM6と、を含んでいてもよい。
図22Aおよび図22Bを参照すれば、第1金属パターンM1、第2金属パターンM2、第3金属パターンM3、第4金属パターンM4、第5金属パターンM5、および第6金属パターンM6が形成された第1発光部LE1、第2発光部LE2、ならび第3発光部LE3上に、バッファ層BLおよびシード層SLが順次コンフォーマルに形成されてもよい。バッファ層BLは、Ta合金、TiW合金、またはTiNi合金を含んでいてもよい。また、シード層SLは、Cuを含んでいてもよい。一実施形態によれば、バッファ層BLおよびシード層SLは、第1金属パターンM1、第2金属パターンM2、第3金属パターンM3、第4金属パターンM4、および第5金属パターンM5がそれぞれ形成された第1ビアホールVA1、第2ビアホールVA2、第3ビアホールVA3、第4ビアホールVA4、および第5ビアホールVA5を埋没させないようにしながらコンフォーマルに形成されてもよい。
図23Aおよび図23Bを参照すれば、シード層SL上に第5マスクパターンMS5が形成されてもよい。第5マスクパターンMS5は、フォトレジストを含んでいてもよい。第5マスクパターンMS5は、シード層SLと一体に形成された第1ビアホールVA1、第2ビアホールVA2、第3ビアホールVA3、第4ビアホールVA4、および第5ビアホールVA5を露出する開口部を含んでもよい。
開口部は、第1ビアホールVA1を露出する第1開口部OP1と、第2ビアホールVA2を露出する第2開口部OP2と、第3ビアホールVA3を露出する第3開口部OP3と、第4ビアホールVA4および第5ビアホールVA5をともに露出する第4開口部OP4と、を含んでいてもよい。
例えば、第1ビアホールVA1、第2ビアホールVA2、第3ビアホールVA3、および第4ビアホールVA4が基板100の角部に形成され、第5ビアホールVA5が基板100の中央部に形成されている場合、第1開口部OP1、第2開口部OP2および第3開口部OP3は、それぞれ基板100の角に形成され、第4開口部OP4は、基板100の1つの角から中央に向かって延在する構造を有していてもよい。
図24Aおよび図24Bを参照すれば、シード層SLを用いためっき処理により、第1ビアホールVA1、第2ビアホールVA2、第3ビアホールVA3、第4ビアホールVA4、および第5ビアホールVA5を埋設し、第1開口部OP1、第2開口部OP2、第3開口部OP3、および第4開口部OP4を埋設する電極層がそれぞれ形成されてもよい。
電極層は、第1ビアホールVA1および第1開口部OP1を埋設する第1電極層EL1と、第2ビアホールVA2および第2開口部OP2を埋設する第2電極層EL2と、第3ビアホールVA3および第3開口部OP3を埋設する第3電極層EL3と、第4ビアホールVA4、第5ビアホールVA5、および第4開口部OP4を埋設する第4電極層EL4と、を含んでもよい。
選択的に、電極層EL1、EL2、EL3、およびEL4は、メッキ処理によって形成されるため、第5マスクパターンMS5よりも高い位置に形成されることができる。したがって、電極層EL1、EL2、EL3、およびEL4の上面をCMP(Chemical Mechanical Polishing)プロセスなどの研磨プロセスを用いて加工することにより、電極層EL1、EL2、EL3、およびEL4の各々は、第5マスクパターンMS5の面と同じレベルの上面を有するようにしてもよい。
図25Aおよび図25Bを参照すれば、電極層EL1、EL2、EL3、およびEL4の上には、それぞれ、はんだ構造が形成されてもよい。
はんだ構造は、第5マスクパターンMS5によって画定される領域、すなわち、電極層EL1、EL2、EL3、およびEL4の上にそれぞれ形成されてもよい。はんだ構造は、第1電極層EL1上に形成される第1はんだ構造体SS1と、第2電極層EL2上に形成される第2はんだ構造体SS2と、第3電極層EL3上に形成される第3はんだ構造体SS3と、第4電極層EL4上に形成される第4はんだ構造体SS4と、を含んでいてもよい。
一実施形態によれば、はんだ構造体SS1、SS2、SS3、およびSS4において、Inを含むはんだボールSDが、めっきプロセスを介して、それぞれ形成されてもよい。また、はんだボールSDを形成する前に、Ni、Ti、Crなどを含むバリア層BRLを形成してもよい。
選択的に、はんだ構造体SS1、SS2、SS3、およびSS4を形成する工程を省略してもよい。
図26Aおよび図26Bを参照すれば、第5マスクパターンMS5を除去した後、シード層SLおよび第6金属パターンM6をエッチングすることにより、第1貫通電極VE1、第1パッドPD1、第2貫通電極VE2、第2パッドPD2、第3貫通電極VE3、第3パッドPD3、第4貫通電極VE4、第5貫通電極VE5、および共通パッドCPDを形成してもよい。
第1貫通電極VE1は、第1ビアホールVA1を埋設し、バリア層BL、シード層SL、および第1電極層EL1を含んでいてもよく、第1パッドPD1は、第1貫通電極VE1から延在し、第1開口部OP1を埋設し、バリア層BL、シード層SL、および第1電極層ELを含んでいてもよい。第2貫通電極VE2は、第2ビアホールVA2を埋設し、バリア層BL、シード層SL、および第2電極層EL2を含んでいてもよく、第2パッドPD2は、第2貫通電極VE2から延在し、第2開口部OP2を埋設し、バリア層BL、シード層SL、および第2電極層EL2を含んでいてもよく、第2パッドPD2は、第2貫通電極VE2から延在し、第2開口部OP2を埋設し、バリア層BL、シード層SL、および第2電極層EL2を含んでいてもよい。第3貫通電極VE3は、第3ビアホールVA3を埋設し、バリア層BL、シード層SL、および第3電極層EL3を含んでいてもよく、第3パッドPD3は、第3貫通電極VE3から延在し、第3開口部OP3を埋設し、バリア層BL、シード層SL、および第3電極層EL3を含んでもよい。第4貫通電極VE4は、第4ビアホールVA4を埋設し、バリア層BL、シード層SL、および第4電極層EL4を含んでいてもよく、第5貫通電極VE5は、第5ビアホールVA5を埋設し、バリア層BL、シード層SL、および第4電極層EL4を含んでいてもよく、共通パッドCPDは、第4貫通電極VE4および第5貫通電極VE5から延在し、第4開口部OP4を埋設し、バリア層BL、シード層SL、および第4電極層EL4を含んでいてもよい。
図9A~図26Aおよび図9B~図26Bを参照した上述の工程において、はんだ構造体SS1、SS2、SS3、およびSS4が形成されていない場合には、図1Bに示す発光装置を完成することができる。これとは異なり、図9A~図26Aおよび図9B~図26Bを参照した上述の工程において、はんだ構造体SS1、SS2、SS3、およびSS4が形成された場合には、図1Dに示す発光装置を完成することができる。
一方、これに代えて、第1貫通電極VE1、第2貫通電極VE2、第3貫通電極VE3、第4貫通電極VE4、第5貫通電極VE5、第1パッドPD1、第2パッドPD2、第3パッドPD3、および共通パッドCPDを形成する工程が、後述する工程として行われてもよい。
図27および図28は、本開示の他の実施形態に係る発光装置の製造方法の説明を補助するための断面図の例を表す図である。
図9A~図24Aおよび図9B~図24Bを参照して説明したように、第1発光部LE1、第2発光部LE2、接着部AD、第3発光部LE3、パッシベーション層PVT、バリア層BL、シード層SL、第1ビアホールVA1を埋設する第1電極層EL1、第2ビアホールVA2を埋設する第2電極層EL2、第3ビアホールVA3を埋設する第3電極層EL3、第4ビアホールVA4を埋設する第4電極層EL4、および第5ビアホールVA5を埋設する第5電極層EL5が形成されていてもよい。
図27を参照すれば、第1電極層EL1、第2電極層EL2、第3電極層EL3、第4電極層EL4、第5電極層EL5、第5マスクパターンMS5、シード層SL、およびバリア層BLをエッチングまたは研磨することにより、第1貫通電極VE1、第2貫通電極VE2、第3貫通電極VE3、第4貫通電極VE4、および第5電極層EL5をそれぞれ形成してもよい。
この場合、パッシベーション層PVTは、第1電極層EL1、第2電極層EL2、第3電極層EL3、第4電極層EL4、第5マスクパターンMS5、シード層SL、およびバリア層BLを、エッチングまたは研磨する工程において、エッチング(または研磨)ストッパとして機能してもよい。
図28を参照すると、パッシベーション層PVT上には、第1貫通電極VE1と電気的に接続される第1パッドPD1、第2貫通電極VE2と電気的に接続される第2パッドPD2、第3貫通電極VE3と電気的に接続される第3パッドPD3、ならびに第4貫通電極VE4および第5貫通電極VE5と電気的に接続される共通パッドCPDがそれぞれ形成されてもよい。
図27および図28の工程を用いる場合には、図1Cに示す発光装置を完成することができる。
図29および図30は、本開示の一実施形態に係る発光装置の実装基板100への実装方法の説明を補助するための断面図の例を表す図である。
図29を参照すれば、図9A~図26Aおよび図9B~図26Bを介して形成される複数の発光装置LEDを、対象となる実装基板MBに実装することができる。
実装基板MBには、第1パッドPD1、第2パッドPD2、第3パッドPD3、および共通パッドCPDとそれぞれ電気的に接合される接合パッドBPDが形成されていてもよい。接合パッドBPDは、発光装置LEDが実装される位置に対応して形成されていてもよい。
例えば、第1パッドPD1、第2パッドPD2、第3パッドPD3、および共通パッドCPDの上に、それぞれ、はんだ構造体SS1、SS2、SS3、およびSS4が形成されていてもよい。別の例としては、実装基板100の接合パッドBPD上にはんだ構造体がそれぞれ形成されていてもよい。
複数の発光装置LEDが形成された第1基板100を裏返して、接合パッドBPDが形成された実装基板MBと向き合うように発光装置LEDが配置されていてもよい。
裏返した第1基板100上に、第1基板100から分離される発光装置LEDを露出するマスクパターンMSKが形成されてもよい。
図30を参照すれば、マスクパターンMSKを用いて、第1基板100に対して選択的なレーザリフトオフ(LLO)処理を行うことにより、実装基板MBのターゲット実装位置に対向するように配置された発光装置LEDが第1基板100から分離されてもよい。分離された発光装置LEDの分離距離は、実装基板MBに応じて変更してもよく、また、発光装置LEDの脱落を防止するために、発光装置LEDを実装基板MBに接着した後に選択的なLLOを行ってもよく、これにより、発光装置LEDを所望の位置に安定して実装することが可能となる。また、実施形態では、選択的LLO処理において、レーザ入射位置を画定するマスクパターンMSKを省略してもよい。
分離された発光装置LEDの各々の第1パッドPD1、第2パッドPD2、第3パッドPD3、および共通パッドCPDは、それぞれ、はんだ構造体SS1、SS2、SS3、およびSS4によって、接合パッドBPDと接合されてもよい。このことにより、発光装置LEDが実装基板MBに実装されることができる。
全ての発光装置LEDがターゲット位置に実装されていれば、第1基板100を除去するための工程を別途行うことなく、発光装置LEDから第1基板100を分離してもよい。
以上、様々な実施形態を説明してきたが、説明した実施形態は例示に過ぎないことが当業者には理解される。したがって、本明細書に記載された開示は、記載された実施形態に基づいて限定されるべきではない。

Claims (21)

  1. 第1領域を有する、第1の第1導電型半導体層と、前記第1の第1導電型半導体層の上に配置された第1の第2導電型半導体層と、を含む第1発光部と、
    第2領域を有する、前記第1の第1導電型半導体層と、前記第1の第2導電型半導体層から離間されて前記第1の第1導電型半導体層の上に配置された第2の第2導電型半導体層と、を含む第2発光部と、
    第3領域を有する、第3の第1導電型半導体層と、第3の第2導電型半導体層と、を含む第3発光部と、
    前記第1の第1導電型半導体層および前記第3の第1導電型半導体層に共通して電気的に接続される共通パッドと、を含み、
    前記第3発光部は、前記第1発光部および前記第2発光部の上において前記第1発光部および前記第2発光部から離間されて配置され、
    前記第3領域は、前記第1領域および前記第2領域の各々よりも大きい、発光装置。
  2. 前記第1発光部は、前記第1の第1導電型半導体層の上に位置する第1活性層および前記第1の第2導電型半導体層を含む第1半導体構造体を含み、
    前記第2発光部は、前記第1の第1導電型半導体層の上に位置する第2活性層および前記第2の第2導電型半導体層を含む第2半導体構造体を含み、
    前記第3発光部は、第3活性層をさらに含む、請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記第1の第2導電型半導体層と電気的に接続される第1パッドと、
    前記第2の第2導電型半導体層と電気的に接続される第2パッドと、
    前記第3の第2導電型半導体層と電気的に接続される第3パッドと、をさらに含む、請求項2に記載の発光装置。
  4. 前記第1の第2導電型半導体層と前記第1パッドとを電気的に接続する第1貫通電極と、
    前記第2の第2導電型半導体層と前記第2パッドとを電気的に接続する第2貫通電極と、
    前記第3の第2導電型半導体層と前記第3パッドとを電気的に接続する第3貫通電極と、
    前記第1半導体構造体と前記第2半導体構造体との間に露出される前記第1の第1導電型半導体層と前記共通パッドとを電気的に接続する第4貫通電極と、
    前記第3の第1導電型半導体層と前記共通パッドとを電気的に接続する第5貫通電極と、をさらに含む、請求項3に記載の発光装置。
  5. 前記第1の第2導電型半導体層と前記第1パッドとを電気的に接続する第1貫通電極と、
    前記第2の第2導電型半導体層と前記第2パッドとを電気的に接続する第2貫通電極と、
    前記第3の第2導電型半導体層と前記第3パッドとを電気的に接続する第3貫通電極と、
    前記第1の第1導電型半導体層および前記第3の第1導電型半導体層と前記共通パッドとを電気的に接続する第4貫通電極と、をさらに含み、
    前記第4貫通電極は、前記第3の第1導電型半導体層を貫通し、前記第1半導体構造体と前記第2半導体構造体との間に露出される前記第1の第1導電型半導体層と電気的に接続されている、請求項3に記載の発光装置。
  6. 前記第1発光部および前記第2発光部と前記第3発光部との間、ならびに前記第1半導体構造体と前記第2半導体構造体との間を充填し、前記第1発光部および前記第2発光部と前記第3発光部とを接着する接着部をさらに含む、請求項5に記載の発光装置。
  7. 前記第1乃至前記第4貫通電極の外側の側壁を囲む誘電体層をさらに含み、
    前記第4貫通電極は、前記第3発光部および前記接着部を貫通し、前記第4貫通電極の一方の面は、前記第1半導体構造体と前記第2半導体構造体との間に露出される前記第1の第1導電型半導体層と接触し、前記第4貫通電極の他方の面は、前記共通パッドと接触し、
    前記共通パッドは、前記第3の第1導電型半導体層と電気的に接触する、請求項6に記載の発光装置。
  8. 前記第3発光部は、前記第3の第1導電型半導体層を露出する開孔を含み、
    前記開孔は、前記第1半導体構造体と前記第2半導体構造体との間に露出される前記第1の第1導電型半導体層に対応する位置で、前記第1半導体構造体と前記第2半導体構造体との間に露出される前記第1の第1導電型半導体層の幅よりも小さい幅を有する、請求項6に記載の発光装置。
  9. 前記開孔は、前記第3の第1導電型半導体層と前記第1の第1導電型半導体層との間に配置され、前記接着部は、前記開孔を充填し、
    前記第4貫通電極は、前記第3の第1導電型半導体層および前記接着部を貫通し、前記第4貫通電極の一方の面は、前記共通パッドと接触し、前記一方の面とは反対側を向いている他方の面は、前記第1の第1導電型半導体層と接触し、前記第4貫通電極の側壁は、前記第3の第1導電型半導体層と接触する、請求項8に記載の発光装置。
  10. 前記開孔を充填する誘電体層をさらに含み、
    前記開孔は、前記共通パッドと前記第3の第1導電型半導体層との間に配置され、
    前記第4貫通電極は、前記誘電体層および前記第3の第1導電型半導体層を貫通し、前記第4貫通電極の上部側壁は、前記誘電体層と接触し、前記第4貫通電極の中央部側壁は、前記第3の第1導電型半導体層と接触し、前記第4貫通電極の下部側壁は、前記接着部と接触し、前記第4貫通電極の一方の面は、前記共通パッドと接触し、前記一方の面とは反対側を向いている他方の面は、前記第1半導体構造体と前記第2半導体構造体との間に露出される前記第1の第1導電型半導体層と接触する、請求項8に記載の発光装置。
  11. 前記開孔は、前記第1半導体構造体と前記第2半導体構造体との間に露出される前記第1の第1導電型半導体層に面し、
    前記接着部は、前記開孔の中に延在し、前記第3の第1導電型半導体層と接触し、前記第1半導体構造体と前記第2半導体構造体との間に延在し、前記第1の第1導電型半導体層と接触する、請求項8に記載の発光装置。
  12. 前記第4貫通電極は、前記第3の第1導電型半導体層および前記接着部の少なくとも一部と接触する、請求項11に記載の発光装置。
  13. 前記第4貫通電極は、前記第3の第1導電型半導体層を貫通し、前記第4貫通電極の側壁は、前記第3の第1導電型半導体層と接触する、請求項12に記載の発光装置。
  14. 前記開孔を充填する誘電体層をさらに含み、
    前記開孔は、前記共通パッドと前記第3の第1導電型半導体層との間に配置され、
    前記第4貫通電極は、前記誘電体層を貫通し、前記第3の第1導電型半導体層および前記接着部の少なくとも一部を貫通し、前記第4貫通電極の一部は、前記第3の第1導電型半導体層と接触する、請求項8に記載の発光装置。
  15. 第1領域を有する第1発光部と、
    第2領域を有する第2発光部と、
    第3領域を有する第3発光部と、
    前記第1発光部および前記第2発光部が互いに離間されて配置される基板と、
    前記基板と前記第1発光部および前記第2発光部とを接合し、導電性材料を含む接合層と、を含み、
    前記第3発光部は、前記第1発光部および前記第2発光部の上において前記第1発光部および前記第2発光部から離間されて配置され、
    前記第3領域は、前記第1領域および前記第2領域の各々よりも大きい、発光装置。
  16. 前記第1発光部は、第1の第1導電型半導体層、第1活性層、および第1の第2導電型半導体層を含み、
    前記第2発光部は、第2の第1導電型半導体層、第2活性層、および第2の第2導電型半導体層を含み、
    前記第3発光部は、第3の第1導電型半導体層、第3活性層、および第3の第2導電型半導体層を含む、請求項15に記載の発光装置。
  17. 前記接合層は、前記第1の第1導電型半導体層と前記第2の第1導電型半導体層とを電気的に接続する、請求項16に記載の発光装置。
  18. 前記第1の第2導電型半導体層と電気的に接続される第1パッドと、
    前記第2の第2導電型半導体層と電気的に接続される第2パッドと、
    前記第3の第2導電型半導体層と電気的に接続される第3パッドと、
    前記接合層と電気的に接続される共通パッドと、をさらに含む、請求項17に記載の発光装置。
  19. 前記接合層は、
    前記第1の第1導電型半導体層と前記基板との間に配置される第1接合層と、
    前記第2の第1導電型半導体層と前記基板との間に配置される第2接合層と、を含み、
    前記第1接合層および前記第2接合層の各々は、前記基板と電気的に接続される、請求項16に記載の発光装置。
  20. 前記第1の第2導電型半導体層と電気的に接続される第1パッドと、
    前記第2の第2導電型半導体層と電気的に接続される第2パッドと、
    前記第3の第2導電型半導体層と電気的に接続される第3パッドと、
    前記基板と電気的に接続される共通電極と、をさらに含む、請求項19に記載の発光装置。
  21. 前記第1発光部は、前記第2発光部と同一平面上に配置される、請求項1に記載の発光装置。
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