KR100765903B1 - 전류 분산 홀을 구비하는 발광 다이오드 - Google Patents

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KR100765903B1
KR100765903B1 KR1020070024609A KR20070024609A KR100765903B1 KR 100765903 B1 KR100765903 B1 KR 100765903B1 KR 1020070024609 A KR1020070024609 A KR 1020070024609A KR 20070024609 A KR20070024609 A KR 20070024609A KR 100765903 B1 KR100765903 B1 KR 100765903B1
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light emitting
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KR1020070024609A
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박영호
황성민
윤주선
심종인
박경욱
오지원
박덕현
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(주)에피플러스
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Abstract

전류 분산 홀을 구비하는 발광 다이오드를 제공한다. 이 발광 다이오드는 기판 상에 차례로 적층된 하부층, 활성층, 상부층 및 투명 전극층, 투명 전극에 접속하는 상부 전극 및 하부층에 접속하는 하부 전극을 포함한다. 이때, 투명 전극층은 이를 관통하는 적어도 하나의 전류 분산 홀을 정의하도록 형성된다.

Description

전류 분산 홀을 구비하는 발광 다이오드{Light-Emitting Diode having current spreading hole}
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드들을 설명하기 위한 사시도들이다.
도 4 및 도 12는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 전류 분산 홀들의 배치를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 13은 본 발명에 따른 전류 분산홀들의 크기 및 간격을 설명하기 위한 평면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 전류 분산홀들의 다양한 모양을 설명하기 위한 평면도이다.
도 15a는 종래의 발광 다이오드에서의 전류 밀도 분포를 보여주는 시뮬레이션 결과이고, 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 전류 밀도 분포를 보여주는 시뮬레이션 결과이다.
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전류 분산 홀 을 구비하는 발광 다이오드에 관한 것이다.
발광다이오드(light-emitting diode; LED)는 p-n 접합 다이오드의 일종으로, 순방향으로 전압이 걸릴 때 단파장광(monochromatic light)이 방출되는 현상인 전기발광효과(electroluminescence)를 이용한 반도체 소자로서, 발광다이오드로부터 방출되는 빛의 파장은 사용되는 소재의 밴드 갭 에너지(bandgap energy, Eg)에 의해 결정된다. 발광다이오드 기술의 초기에는 주로 적외선과 적색광을 방출할 수 있는 발광다이오드가 개발되었으며, 청색 LED는 1993년에 니치아(Nichia) 화학의 Nakamura가 GaN를 이용하여 청색광을 생성할 수 있음을 발견한 이후에야, 본격적으로 연구되고 있다. 광학적인 측면에서, 백색은 적색, 녹색 및 청색의 조합을 통해 만들 수 있다는 점에서, 상기 GaN에 기반한 청색 발광다이오드의 개발은, 이미 개발되었던 적색 및 녹색 발광다이오드들과 함께, 백색 발광다이오드의 구현을 가능하게 만들었다.
한편, 시장에서는 길어진 수명(lifetime) 및 안정적이면서 균일한 광학 특성(optical property)을 갖는 발광다이오드가 선호되지만, 종래의 발광 다이오드들은 n전극 주변에서 나타나는 전류 집중(current crowding)의 문제는 이러한 특성들을 갖는 발광 다이오드의 제작을 어렵게 만들고 있다. 즉, 잘 알려진 전류 집중은 n전극 주변의 소정 영역으로 전류가 집중됨으로써, 불균일한 발광, 국소적 가열에 따른 수명 단축 및 광출력의 조기 포화를 초래한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전류 집중의 문제가 경감된 발광 다이오드를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 균일한 발광 특성을 갖는 발광 다이오드를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여, 본 발명은 전류 분산홀들을 갖는 발광 다이오드를 제공한다. 이 발광 다이오드는 기판 상에 차례로 적층된 하부층, 활성층, 상부층 및 투명 전극층, 상기 투명 전극에 접속하는 상부 전극 및 상기 하부층에 접속하는 하부 전극을 포함한다. 이때, 상기 투명 전극층은 이를 관통하는 적어도 하나의 전류 분산 홀(current spreading hole)을 정의하도록 형성된다.
한편, 상기 발광 다이오드는 상기 상부 전극이 배치되는 상부 전극 영역, 상기 하부 전극이 배치되면서 상기 상부 전극 영역으로부터 이격된 하부 전극 영역 및 상기 상부 및 하부 전극 영역들 사이의 활성영역을 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 전류 분산 홀은 상기 활성영역에 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 전류 분산 홀은 상기 활성영역의 전면에 균일한 배치 밀도로 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전류 분산 홀은, 상기 하부 전극 영역으로부터의 거리가 150um보다 작은, 상기 활성영역 중에서 상기 하부 전극 영역에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 이때, 상기 적어도 하나의 전류 분산 홀은 균일한 배치 밀도로 배치될 수 있다. 또는 상기 적어도 하나의 전류 분산 홀의 배치 밀도는 상기 하부 전극 영역 및 상기 상부 전극 영역으로부터의 거리에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 전류 분산 홀들의 배치 밀도는 상기 하부 전극 영역으로부터의 거리가 증가할수록 작아질 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 전류 분산 홀들 사이의 간격은 1 내지 20um의 범위 내의 한 값일 수 있으며, 상기 전류 분산 홀은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 별모양, 십자가 모양 및 원형 중의 적어도 한가지 모양의 수평 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 전류 분산 홀은 사각형의 수평 단면을 갖되, 상기 전류 분산 홀의 한 변의 길이는 1 내지 20um의 범위 내의 한 값일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전류 분산 홀은 상기 투명 전극층의 상부면을 노출시키도록 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전류 분산 홀은 상기 투명 전극층으로부터 상기 기판의 상부면을 향해 연장됨으로써, 상기 투명 전극층, 상기 상부층, 상기 활성층 및 상기 하부층의 상부 영역을 관통할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 전류 분산 홀은 상기 투명 전극층으로부터 상기 기판의 상부면을 향해 연장됨으로써, 상기 투명 전극층, 상기 상부층, 상기 활성층 및 상기 하부층을 관통하여 상기 기판의 상부면을 노출시킬 수 있다.
상기 기판은 사파이어, GaN, SiC, Si, ZrB2 및 GaP 중의 한가지를 포함하고, 상기 하부층은 u-GaN층 및 n-GaN층을 포함하는 그룹 중의 적어도 한가지를 포함하고, 상기 상부층은 p-GaN층을 포함하고, 상기 활성층은 다양자웰층을 포함할 수 있 다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 영역, 막들 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 막들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 막을 다른 영역 또는 막과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시예에의 제1막질로 언급된 막질이 다른 실시예에서는 제2막질로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드들을 설명하기 위한 사시도 들이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 발광 다이오드(100)는 기판(101), 상기 기판(101) 상에 차례로 적층된 하부층(102), 활성층(103), 상부층(104) 및 투명전극층(105)을 구비한다. 상기 활성층(103), 상부층(104) 및 투명전극층(105)은 상기 하부층(102)의 소정영역을 노출시키도록 형성되고, 상기 노출된 하부층(102)의 상부에는 상기 하부층(102)에 전기적으로 연결된 하부 전극(110)이 배치된다. 상기 투명전극층(105)의 상부에는, 이에 전기적으로 연결되면서 상기 하부 전극(110)으로부터 이격된 상부 전극(120)이 배치된다. 상기 상부 전극(120)은 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼 상기 발광 다이오드(100)의 일 변을 따라 연장될 수도 있다.
상기 기판(101)은 사파이어, GaN, SiC, Si, ZrB2 및 GaP 중의 한가지로 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판(101)은 사파이어로 형성된다.
상기 하부층(102)은 제 1 및 제 2 하부층들을 포함할 수 있다. 상기 제 1 하부층은 언도프드 질화갈륨층(undoped-GaN층)(이하, u-GaN층)일 수 있고, 상기 제 2 하부층은 n형의 도전형을 갖는 반도체막(예를 들면, n-GaN층)일 수 있다. 상기 u-GaN층은 상기 기판(101)을 씨드층으로 사용하는 (액상 성장법(liquid phase epitaxy, LPE), 기상 성장법(vapor phase epitaxy, VPE), 유기금속 화학기상증착법(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) 및 분자빔 성장법(molecular beam epitaxy, MBE) 등과 같은) 에피택시얼 기술들 중의 한가지를 사용하여 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 u-GaN층은 2 내지 3 마이크로 미터의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제 2 하부층은 상기 제 1 하부층을 씨드층으로 사용하는 에피택시얼 공정을 통해 형성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수 마이크로 미터의 두께로 형성되는 실리콘이 도핑된 GaN막(Si-doped GaN)일 수 있다.
상기 활성층(103)은 다양자웰(multi-quantum well; MQW)을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 활성층(103)은 InGaN막 또는 아연 또는 실리콘이 도핑된 적어도 하나의 InGaN막일 수 있다. 상기 상부층(104)은 p형의 도전형을 갖는 반도체막일 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수 마이크로 미터의 두께로 형성되는 마그네슘이 도핑된 GaN막(Mg-doped GaN)일 수 있다. 마찬가지로, 상기 활성층(103) 및 상기 상부층(104)은 각각 에피택시얼 기술(예를 들면, 액상 성장법(liquid phase epitaxy, LPE), 기상 성장법(vapor phase epitaxy, VPE), 유기금속 화학기상증착법(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) 및 분자빔 성장법(molecular beam epitaxy, MBE) 중의 한가지 방법)을 사용하여 형성될 수 있다.
상기 투명 전극층(105)은 ITO막으로 형성될 수 있고, 상기 상부 전극(120) 및 상기 하부 전극(110) 각각은 금속성 물질들 중의 한가지로 형성될 수 있다. 한편, 상기 하부층(102), 활성층(103), 상부층(104) 및 투명전극층(105)들은 물질의 종류 및 도전형 등에서 상술한 것에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.
상기 발광 다이오드(100)는, 도 4 내지 도 12에 도시된 것처럼, 상기 하부 전극(110)이 배치되는 하부 전극 영역(10), 상기 상부 전극(120)이 배치되는 상부 전극 영역(20) 및 이들 사이의 활성영역(30)으로 구분될 수 있다. 상술한 전기발광효과(electroluminescence)로부터 생성된 빛은 상기 활성영역(30)을 통해 외부로 방출된다. 상기 활성영역(30)에는, 전류 집중을 완화시키는 적어도 하나의 전류 분산 홀(current spreading hole, 200)이 형성된다. 아래에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 전류 분산 홀(200)의 깊이와 관련된 본 발명의 기술적 특징들을 설명할 것이다. 상기 전류 분산 홀(200)의 평면적 모양 및 배치와 관련된 더 구체적인 기술적 특징은 아래에서 도 4 내지 도 12를 참조하여 설명될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전류 분산 홀(200)은 도 1에 도시된 것처럼 상기 투명 전극층(105)을 관통하도록 형성된다. 결과적으로, 상기 전류 분산 홀(200)은 상기 상부층(104)의 상부면을 노출시키도록 형성된다.
상기 발광 다이오드(100)의 발광 현상으로부터 생성되는 빛의 세기는 상기 활성층(103)을 흐르는 전류의 세기에 비례한다. 따라서, 상기 발광 다이오드(100)로부터 방출되는 빛의 세기의 균일성을 향상시키기 위해서는, 상기 전류가 특정 영역으로의 집중되는 것을 예방하는 것이 필요하다. 이때, 상기 투명 전극층(105)은 상기 전류를 상기 활성영역(30)의 전면으로 분배하는 역할을 하며, 이를 위해 비저항이 낮은 도전성 물질로 형성된다. 예를 들면, 상술한 것처럼, 상기 투명 전극층(105)은 ITO막으로 형성될 수 있다. 이런 점을 고려할 때, 상기 전류의 흐름은, 상기 투명 전극층(105)을 관통하도록 형성된, 본 발명의 상기 전류 분산 홀(200)의 배치에 의해 제어될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 상기 전류의 집중을 예방하기 위해, 상기 전류 분산 홀들(200)의 배치 밀도, 위치 및 깊이 등은 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전류 분산 홀(200)은 상기 투명 전극층(105), 상기 상부층(104) 및 상기 활성층(103)을 관통할 수 있다. 결과적으로, 이 실시예에 따르면, 상기 전류 분산 홀(200)은 상기 하부층(102)의 상부면을 노출시키도록 형성될 수 있다. 이에 더하여, 상기 전류 분산 홀(200)은 더 연장되어, 도 2에 도시된 것처럼, 상기 하부층(102)에 홈들을 형성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 전류 분산 홀(200)은 상기 투명 전극층(105), 상기 상부층(104), 상기 활성층(103), 상기 하부층(102)을 관통하여, 상기 기판(101)의 상부면을 노출시키도록 형성될 수 있다.
도 4 및 도 12는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 전류 분산 홀들의 배치를 설명하기 위한 평면도들이다.
본 발명에 따르면, 상기 발광 다이오드(100)는 도 4 내지 도 9에 도시된 것처럼 직사각형의 모양을 갖도록 형성되거나, 도 10 내지 도 12에 도시된 것처럼 정사각형의 모양을 갖도록 형성될 수 있다. 하지만, 상기 발광 다이오드(100)의 평면적인 모양은 이에 한정되지 않고, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 타원형 및 원형 등과 같이, 다양한 모양을 가질 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하부 전극(110)은, 도 4, 도 5, 도 10 내지 도 12에 도시된 것처럼, 상기 상부 전극(120)으로부터 최대한 이격된 위치(즉, 상기 발광 다이오드(100)의 한쪽 모서리)에 배치될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 하부 전극(110)은 도 6 내지 도 9에 도시된 것처럼 상기 모서리로부터 상기 발광 다이오드(100)의 일 변을 따라 연장될 수 있다. 이 경우, 상기 하부 전극(110)은 타변을 따라 연장된 상기 상부 전극(120)과 실질적으로 대칭적인 구조를 갖는다. 하지만, 상기 상부 전극(120) 및 하부 전극(110)의 위치 및 구조는 이에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명에 따르면, 도 4, 도 6 및 도 10에 도시된 것처럼, 상기 전류 분산홀들(200)은 상기 활성영역(30)의 전면에서 실질적으로 균일한 배치 밀도를 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 전류 분산홀들(200) 각각의 크기는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들면, 도 4 및 도 6에 도시된 실시예들의 전류 분산홀(200)은 도 10에 도시된 실시예의 전류 분산홀(200)보다 큰 크기를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전류 분산홀(200)의 일 변의 길이(도 13의 W)는 대략 3um 내지 30um의 범위에서 선택된 적어도 한가지 값일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 5, 도 7, 도 8, 도 11 및 도 12에 도시된 것처럼, 상기 전류 분산홀들(200)은 상기 하부 전극(110) 및 상기 하부 전극 영역(10)에 인접하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 전류 분산홀들(200)은 상기 하부 전극 영역(10)으로부터의 거리가 100 내지 150um보다 작은, 상기 활성 영역(30) 내에 형성될 수 있다. 이때, 도 12에 도시된 것처럼, 상기 전류 분산홀들(200)은 상기 하부 전극(110) 및 상기 상부 전극(120) 사이의 최단 경로 주변에 국소적으로 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 전류 분산홀들(200)은 전류의 흐름을 분산시키지만, 상기 전류는 여전히 상기 전류 분산홀들(200) 사이로 흐를 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 전류는 상기 전류 분산홀들(200)에 의해 분산되지만 차단되지는 않는다. 상기 전류가 일 영역에서 차단될 경우, 상기 전류는 이 영역을 우회하는(roundabout) 전류 경로로 집중되는 문제가 발생할 수 있지만, 본 발명에서는 이러한 우회적 집중(indirect crowding)이 예방될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 것처럼, 상기 전류 분산홀(200)이 상기 투명 전극층(105) 만을 관통하도록 형성될 경우, 상기 전류는 상기 전류 분산홀(200)의 측면 뿐만이 아니라 상기 전류 분산홀(200) 아래의 상부층을 통해서도 우회하기 때문에, 상술한 우회적 집중의 문제는 경감될 수 있다. 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 전류 분산 홀들(200)의 배치 밀도는 상기 하부 전극 영역(10) 및 상기 상부 전극 영역(20)으로부터의 거리를 고려하여 조절될 수 있다. 상기 전류 분산 홀들(200)의 배치 밀도는 상기 전류 분산 홀들(200) 사이의 간격을 조절하는 방법을 통해 변화될 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 것처럼, 상기 하부 전극 영역(10)으로부터 가까운 전류 분산 홀들(201) 사이의 간격은 이로부터 이격된 전류 분산홀들(202) 사이의 간격보다 좁을 수 있다. 또는, 상기 전류 분산 홀들(200)의 배치 밀도는 상기 전류 분산홀들(200)의 크기를 조절하는 방법을 통해서도 변화될 수 있다.
도 13을 참조하면, 이러한 배치 밀도의 변화를 위해, 상기 전류 분산홀들(200)의 크기(W) 또는 이들 사이의 간격들(D1 또는 D2)이 변경될 수 있다. 이때, 상기 전류 분산 홀들(200) 사이의 간격(D1 또는 D2)은 1 내지 20um의 범위 내의 한 값일 수 있으며, 상기 전류 분산홀(200)의 일 변의 길이(W)는 대략 3um 내지 30um의 범위에서 선택된 적어도 한가지 값일 수 있다. 본 발명에 따르면, 도 8에 도시된 것처럼, 상기 전류 분산 홀들(200)의 배치 밀도는 상기 하부 전극 영역(10)으로부터의 거리가 증가할수록 감소할 수 있다.
이에 더하여, 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명에 따르면, 상기 전류 분산홀들(200)은 서로 다른 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 이 실시예에 따르면, 작은 크기의 전류 분산홀들은 상기 하부 전극 영역(10) 주변에 형성되고, 큰 크기의 전류 분산홀들은 상기 상부 전극 영역(20) 주변에 형성된다. 하지만, 이러한 크기-배치 관계는 변형되거나 뒤바뀔 수도 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 전류 분산홀들(200)은 다양한 모양을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 14에 도시된 것처럼, 상기 전류 분산 홀(200)은 삼각형(500), 사각형(501), 오각형(502), 육각형(503), 칠각형(504), 팔각형(505), 별모양(506), 십자가 모양(507), 타원형(508) 및 원형(도시하지 않음) 중의 적어도 한가지 모양의 수평 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 전류 분산홀(200)의 꼭지점 각도, 각 변의 길이, 또는 (타원형의 경우) 이심률 등은 다양하게 변형될 수 있다.
도 15a는 종래의 발광 다이오드에서의 전류 밀도 분포를 보여주는 시뮬레이션 결과이고, 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 전류 밀도 분포를 보여주는 시뮬레이션 결과이다. 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 발광 다이오 드의 전류 분산 영역(602)는, 종래 기술의 그것(601)에 비해 확장되었다.
또한, 본 발명자의 또다른 시뮬레이션 실험에 따르면, 상기 하부 전극 주변에서의 전류 밀도는 종래 기술에 비해 본 발명에서 대략 8배 가량 감소되었다. 이런 점에서, 상기 전류 분산 홀들(200)은 발광 다이오드의 전류 집중(current crowding) 문제를 완화시키는데 기여함을 알 수 있다.
본 발명에 따르면, 발광 다이오드의 활성영역에 전류 분산 홀들이 형성된다. 상기 전류 분산홀들은 다양한 깊이 및 다양한 간격으로 형성될 수 있으며, 다양한 크기, 다양한 모양을 가질 수 있다. 상기 전류 분산 홀들은 전류 경로에 영향을 주기 때문에, 이들의 배치 밀도를 조절하는 방법은 상기 전류 집중의 문제를 완화시키는데 기여하며, 이러한 효과는 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다. 상기 전류 집중은 발광 다이오드의 수명 단축 및 광학적 특성의 열화를 초래하므로, 본 발명은 증가된 수명 및 향상된 광학적 특성을 갖는 발광 다이오드의 제작을 가능하게 한다.

Claims (14)

  1. 기판 상에 차례로 적층된 하부층, 활성층, 상부층 및 투명 전극층;
    상기 투명 전극에 접속하는 상부 전극; 및
    상기 하부층에 접속하는 하부 전극을 포함하되,
    상기 투명 전극층은 이를 관통하는 적어도 하나의 전류 분산 홀(current spreading hole)을 정의하도록 형성되고,
    상기 전류 분산 홀의 배치 밀도는 상기 상부 전극에 인접한 영역보다 상기 하부 전극에 인접한 영역에서 더 높은 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는
    상기 상부 전극이 배치되는 상부 전극 영역;
    상기 하부 전극이 배치되면서 상기 상부 전극 영역으로부터 이격된 하부 전극 영역; 및
    상기 상부 및 하부 전극 영역들 사이의 활성영역을 포함하되,
    상기 적어도 하나의 전류 분산 홀은 상기 활성영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전류 분산 홀은 상기 활성영역의 전면에 균일한 배치 밀도로 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전류 분산 홀은, 상기 하부 전극 영역으로부터의 거리가 150um보다 작은, 상기 활성영역 중에서 상기 하부 전극 영역에 인접한 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전류 분산 홀은 균일한 배치 밀도로 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전류 분산 홀의 배치 밀도는 상기 하부 전극 영역 및 상기 상부 전극 영역으로부터의 거리에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전류 분산 홀들의 배치 밀도는 상기 하부 전극 영역으로부터의 거리가 증가할수록 작아지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 분산 홀들 사이의 간격은 1 내지 20um의 범위 내의 한 값인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 분산 홀은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 별모양, 십자가 모양 및 원형 중의 적어도 한가지 모양의 수평 단면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전류 분산 홀은 사각형의 수평 단면을 갖되,
    상기 전류 분산 홀의 한 변의 길이는 1 내지 20um의 범위 내의 한 값인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 분산 홀은 상기 투명 전극층의 상부면을 노출시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 분산 홀은 상기 투명 전극층으로부터 상기 기판의 상부면을 향해 연장됨으로써, 상기 투명 전극층, 상기 상부층, 상기 활성층 및 상기 하부층의 상 부 영역을 관통하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 분산 홀은 상기 투명 전극층으로부터 상기 기판의 상부면을 향해 연장됨으로써, 상기 투명 전극층, 상기 상부층, 상기 활성층 및 상기 하부층을 관통하여 상기 기판의 상부면을 노출시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 사파이어, GaN, SiC, Si, ZrB2 및 GaP 중의 한가지를 포함하고,
    상기 하부층은 u-GaN층 및 n-GaN층을 포함하는 그룹 중의 적어도 한가지를 포함하고,
    상기 상부층은 p-GaN층을 포함하고,
    상기 활성층은 다양자웰층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100974777B1 (ko) 2009-12-11 2010-08-06 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
KR101189474B1 (ko) 2011-09-08 2012-10-15 전북대학교산학협력단 전류확산전극을 갖는 발광다이오드 및 그 제조방법
JP2020021803A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 日亜化学工業株式会社 発光素子

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050076140A (ko) * 2004-01-19 2005-07-26 삼성전기주식회사 플립칩용 질화물 반도체 발광소자
JP2005252300A (ja) 2005-04-25 2005-09-15 Toshiba Electronic Engineering Corp 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US6958494B2 (en) 2003-08-14 2005-10-25 Dicon Fiberoptics, Inc. Light emitting diodes with current spreading layer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6958494B2 (en) 2003-08-14 2005-10-25 Dicon Fiberoptics, Inc. Light emitting diodes with current spreading layer
KR20050076140A (ko) * 2004-01-19 2005-07-26 삼성전기주식회사 플립칩용 질화물 반도체 발광소자
JP2005252300A (ja) 2005-04-25 2005-09-15 Toshiba Electronic Engineering Corp 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100974777B1 (ko) 2009-12-11 2010-08-06 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
US8053805B2 (en) 2009-12-11 2011-11-08 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device, light emitting device and package, and lighting system
KR101189474B1 (ko) 2011-09-08 2012-10-15 전북대학교산학협력단 전류확산전극을 갖는 발광다이오드 및 그 제조방법
JP2020021803A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 日亜化学工業株式会社 発光素子
JP7219391B2 (ja) 2018-07-31 2023-02-08 日亜化学工業株式会社 発光素子

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