KR100608920B1

KR100608920B1 - 다수의 발광셀이 어레이 된 발광소자의 배선형상

Info

Publication number: KR100608920B1
Application number: KR1020050058316A
Authority: KR
Inventors: 이재호; 윤여진; 황의진; 김종규; 이준희
Original assignee: 서울옵토디바이스주식회사
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2006-08-03

Abstract

본 발명은 p-전극 가장자리의 적어도 일부를 덮도록 연장형성된 배선이 형성된 발광소자에 관한 것이다. 본 발명의 발광소자는 기판과; 상기 기판 상에 형성되고, n-전극 및 p-전극을 포함하는 다수의 발광셀과; 일단부가 하나의 발광셀의 p-전극과 접속되고 타단부가 인접하는 발광셀의 n-전극에 접속되는 금속배선을 포함하고, 상기 금속배선의 일단부는 p-전극 가장자리의 적어도 일부를 덮도록 연장형성된다. 본 발명의 발광소자는 배선의 형상을 p-전극 가장자리의 적어도 일부를 덮도록 연장형성하여 발광소자의 조립 시 콜레트(Collet)로부터의 충격에 내구성을 강화시키고, 배선 선단에서의 전류퍼짐을 원활히하여 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공하는데 있다.

발광소자, 발광셀, 배선, 투명전극

Description

다수의 발광셀이 어레이 된 발광소자의 배선형상{wire form of light emitting device, wherein a plurality of light emitting cell is arrayed}

도 1은 종래 기술에 따른 발광소자의 평면도.

도 2는 종래 기술에 따른 발광소자의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 발광소자의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 발광소자의 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 기판 140a, 140b: n형 반도체층

142a, 142b: n-전극 160a, 160b: 활성층

180a, 180b: p형 반도체층 182a, 182b: p-전극

200: 배선

본 발명은 교류용 발광소자에 관한 것으로서, 자세하게는 p-전극 가장자리의 적어도 일부를 덮도록 연장형성된 배선이 형성된 발광소자 관한 것이다.

도 1 내지 도 2는 종래 기술에 따른 다수의 발광셀을 가지는 발광소자의 배선을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면 종래 기술에 따른 발광소자는, 기판(10)과, 상기 기판상에 형성된 n형 반도체층(30a, 30b)과, 상기 n형 반도체층(30a, 30b) 상의 일정 영역에 형성된 활성층(40a, 40b)과, 상기 활성층(40a, 40b) 상에 형성된 p형 반도체층(50a, 50b)과, 상기 n형 반도체층(30a, 30b)과 p형 반도체층(50a, 50b) 상에 형성된 n-전극(32a, 32b)과 p-전극(52a, 52b)와, 상기 인접한 발광셀의 n-전극(32a)과 p-전극(52b)를 연결시키는 배선(60)을 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 배선(60)은 "T" 형태로서, p-전극(52b) 상에 접속되는 배선의 형상이 수직선분의 형태이다. 상기와 같은 배선(60)의 형상은 발광소자의 패키징을 위해 조립 시 p-전극(52b) 상의 수직선분의 형태의 배선(60)이 손상을 받아 배선(60)이 p-전극(52b)과 분리되어 외부전원 인가 시 배선(60)이 단락되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 발광소자 배선의 형상을 p-전극 가장자리의 적어도 일부를 덮도록 연장형성하여 발광소자의 조립 시 콜레트(Collet)로부터의 충격에 내구성을 강화시키고, 배선 선단에서의 전류퍼짐을 원활히하여 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공하는데 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 기판과; 상기 기판 상에 형성되고, n-전극 및 p-전극을 포함하는 다수의 발광셀과; 일단부가 하나의 발광셀의 p-전극과 접속되고 타단부가 인접하는 발광셀의 n-전극에 접속되는 금속배선을 포함하고, 상기 금속배선의 일단부는 p-전극 가장자리의 적어도 일부를 덮도록 연장형성된다.

또한, 상기 금속배선의 일단부는 상기 p-전극의 가장자리 전체를 둘러싸는 형상이다.

상기 p-전극은 횡단면이 다각형 형상이고, 상기 금속 배선의 일단부는 상기 p-전극의 적어도 한변의 가장자리에 형성된다.

상기 p-전극의 적어도 한변의 가장자리에 형성된 금속배선의 일단부의 선단부는 인접한 양측변으로 소정길이 더 연장형성된다.

상기 p-전극과 p형 반도체층은 원형 또는 타원형으로 형성되고, 상기 금속배선의 일단부는 호형으로 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공 되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발광소자를 설명하기 위한 도면이다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 발광소자는 기판(100) 상에 형성된 다수의 발광셀과, 상기 발광셀간을 연결하는 다수의 배선(200)을 포함한다.

여기서, 상기 발광셀은 기판(100) 상에 형성된 n형 반도체층(140a, 140b)과, 상기 n형 반도체층(140a, 140b)의 일정 영역에 형성된 활성층(160a, 160b)과, 상기 활성층(160a, 160b) 상에 형성된 p형 반도체층(180a, 180b)과, 상기 n형 반도체층 상(140a, 140b)에 형성된 n-전극(142a, 142b)과, 상기 p형 반도체층(180a, 180b) 상에 형성된 p-전극(182a, 182b)을 포함한다.

n형 반도체층(140a, 140b)은 전자가 생성되는 층으로서, n형 화합물 반도체층과 n형 클래드층으로 형성된다. 이때, n형 화합물 반도체층은 n형 불순물이 도핑되어 있는 GaN을 사용한다.

p형 반도체층(180a, 180b)은 정공이 생성되는 층으로서, p형 클래드층과 p형 화합물 반도체층으로 형성된다. 이때, p형 화합물 반도체층은 p형 불순물이 도핑되어 있는 AlGaN을 사용한다. 배선(200)의 형상이 원형 또는 호형일 경우 p형 반도체층(180a, 180b)의 형상 역시 원형 또는 타원형일 수 있다.

상기 n-전극(142a, 142b)과 p-전극(182a, 182b)은 발광셀을 외부의 배선(200)과 전기적으로 연결하기 위한 것으로서, 상기 n-전극(142a, 142b)은 Ti/Au의 적층 구조로 형성할 수 있다. 또한, 상기 p-전극(182a, 182b)은 투명 전극으로서 배선(200)을 통해 입력되는 전압을 p형 반도체층(180a, 180b)에 균일하게 전달하는 역할을 한다. 이때, p형 반도체층(180a, 180b)이 원형 또는 호형일 경우 p-전극(182a, 182b) 역시 원형 또는 호형일 수 있다.

상기 배선(200)은 금 등의 도전성 물질을 도금 등의 방법을 통해 인접한 n-전극(142a, 142b)과 p-전극(182a, 182b)을 연결한다. 상기 배선(200)은 일단부가 p-전극(182a, 182b) 가장자리의 적어도 일부를 덮도록 연장형성되고, 특히, p-전극(182a, 182b)의 가장자리 전체를 둘러싸는 형상이다. 상기와 같은 배선(200)의 형상은 p형 반도체층(180a, 180b)의 전류퍼짐을 원활하게 하고, 발광소자 조립 시 콜레트(Collet)로부터의 충격에 내구성을 강화시켜 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상술한 상기 p-전극(182a, 182b) 상에 접속되는 배선(200)의 형상은 p-전극(182a, 182b)의 가장자리 전체를 둘러싸는 형상이나, 이에 한정되지 않고 배선(200)의 형상은 여러 형태가 될 수 있다. 또한, 이러한 배선(200)의 형상은 사각형에 한정되지 않고 발광소자의 사용목적과 용도에 따라 수평선분 형상 및 돌출형상 등 다양한 형상일 수 있다. 이에 대해 간략히 살펴보기로 한다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 p-전극(182a, 182b) 상에 접속되는 배선(200)은 수평선분의 형상이고, 도 4의 (b)에 도시된 배선(200)의 형상은 일단부가 돌출된 형상이다. 상기의 수평선분 및 돌출형상의 배선(200)은 배선(200) 끝단에서의 전류퍼짐이 원활하고, 배선(200)에 의해 빛을 가리는 부분이 적다. 이때, 상기 p-전극(182a, 182b) 상에 접속되는 배선(200)의 형상은 도 4의 (c) 및 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 호형 또는 원형 일 수도 있다. 상기와 같은 호형 또는 원형의 형상일 경우 p형 반도체층(180a, 180b) 및 p-전극(182a, 182b)의 형상 역시 원형 또는 타원형으로 형성한다. 도 4의 (e)에 도시된 p-전극(182a, 182b) 상에 접속되 는 배선(200)은 사각형의 형상으로서 선분 및 돌출형상의 배선(200) 보다 빛 방출은 감소되나, 전류퍼짐이 더 원활하고 발광소자 조립 시 콜레트(Collet)로부터의 충격에도 내구성이 더 뛰어나다. 이러한 각각의 장단점을 고려하여 발광소자의 제작 시 이들을 선택적으로 적용할 수 있다.

상기 기술한 발광소자의 제조공정을 간략히 살펴보면, 기판(100)상에 n형 반도체층(140a, 140b), 활성층(160a, 160b) 및 p형 반도체층(180a, 180b)을 순차적으로 형성한다. 이후, 전체 구조상에 감광막을 도포한 다음, 마스크를 이용한 사진식각공정을 실시하여 각각의 셀을 패터닝하기 위한 제 1 감광막 패턴을 형성한다.

다음으로, 제 1 감광막 패턴을 식각 마스크로 하는 식각공정을 통해 p형 반도체층, 활성층 및 n형 반도체층을 제거한다. 이후, 제 1 감광막 패턴을 제거하여 발광 셀 패턴들을 물리적, 전기적으로 분리한다.

전체 구조상에 감광막을 도포한 다음, 마스크를 이용한 사진식각공정을 실시하여 제 2 감광막 패턴을 형성한다.

다음으로, 제 2 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 p형 반도체층 및 활성층을 제거하여 n형 반도체층(140a, 140b)을 노출한다. 이때, p-전극(182a, 182b)의 형상에 따라 상기 식각공정을 통해 p형 반도체층(180a, 180b)의 형상은 원형 또는 타원형이 될 수 있다.

소정의 스트립 공정을 통해 제 2 감광막 패턴을 제거한다. 이때, n형 반도체층(140a, 140b)도 소정두께 함께 제거될 수도 있다.

p형 반도체층(180a, 180b) 상에 ITO를 이용한 투명전극층으로 p-전극(182a, 182b)을 형성 한다. 즉, p형 반도체층(180a, 180b)을 노출하는 제 3 감광막 패턴을 형성한 다음, 투명전극층을 그 상부에 형성하고, 스트립 공정을 통해 제 3 감광막 패턴을 제거하면 p형 반도체층(180a, 180b)상에 투명전극층인 p-전극(182a, 182b)이 형성된다. 다음으로, 금, 은, 백금, 알루미늄 및 구리와 같은 금속성의 도전성막으로 n형 반도체층(140a, 140b) 상에 n-전극(142a, 142b)을 형성하여, n-전극(142a, 142b) 및 p-전극(182a, 182b)를 갖는 발광셀을 제작한다.

이후, 인접한 일 발광 셀의 n-전극(142a, 142b)과 타 발광셀의 p전극(182a, 182b) 을 에어브리지 공정 또는 스텝 커버리지 공정을 통해 배선(200)으로 연결한다.

상술한 브리지 공정은 에어브리지 공정이라고도 하며, 서로 연결할 칩 간에 포토 공정을 이용해 감광액을 도포하고 현상하여 감광막 패턴을 형성하고, 그 위에 금속 등의 물질을 진공 증착등의 방법으로 먼저 박막으로 형성하고, 다시 그 위에 도금 또는 금속 증착등의 방법으로 금을 포함하는 도전성 물질을 일정 두께로 도포한다. 이후, 솔벤트 등의 용액으로 감광막 패턴을 제거하면 도전성 물질의 하부는 모두 제거되고 브리지 형태의 도전성 물질 만이 공간에 형성된다.

또한, 스탭커버 공정은 서로 연결할 칩 간에 포토공정을 이용해 감광액을 도포하고, 현상하여 서로 연결될 부분만을 남기고 다른 부분은 감광막 패턴으로 뒤덮고, 그 위에 도금 또는 금속증착 등의 방법으로 금을 포함하는 도전성 물질을 일정두께로 도포한다. 이어서, 솔벤트 등의 용액으로 감광막 패턴을 제거하면 도전성 물질이 덮인 이외의 부분은 모두 제거되고 이 덮여진 부분 만이 남아 연결할 칩 사 이를 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 발광소자의 배선 형상을 p-전극 가장자리의 적어도 일부를 덮도록 연장형성하여 발광소자 조립 시 콜레트(Collet)의 충격으로부터 배선의 내구성을 강화시키고, 배선 끝단에서의 전류퍼짐을 원활히 하여 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims

기판과;

상기 기판 상에 형성되고, n-전극 및 p-전극을 포함하는 다수의 발광셀과;

일단부가 하나의 발광셀의 p-전극과 접속되고 타단부가 인접하는 발광셀의 n-전극에 접속되는 금속배선을 포함하고, 상기 금속배선의 일단부는 p-전극 가장자리의 적어도 일부를 덮도록 연장형성된 것을 특징으로 하는 발광소자.
청구항 1에 있어서, 상기 금속배선의 일단부는 상기 p-전극의 가장자리 전체를 둘러싸는 형상인 것을 특징으로 하는 발광소자
청구항 1에 있어서, 상기 p-전극은 횡단면이 다각형 형상이고, 상기 금속 배선의 일단부는 상기 p-전극의 적어도 한변의 가장자리에 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자.
청구항 3에 있어서, 상기 p-전극의 적어도 한변의 가장자리에 형성된 금속배선의 일단부의 선단부는 인접한 양측변으로 소정길이 더 연장형성된 것을 특징으로 하는 발광소자.
청구항 1에 있어서, 상기 p-전극은 원형 또는 타원형으로 형성되고, 상기 금 속배선의 일단부는 호형으로 형성된것을 특징으로 하는 발광소자.