KR100809220B1

KR100809220B1 - Semiconductor light emitting device

Info

Publication number: KR100809220B1
Application number: KR1020070010719A
Authority: KR
Inventors: 고건유; 김제원; 김동우; 박형진; 황석민; 채승완
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2008-02-29

Abstract

A semiconductor light emitting device is provided to improve the characteristic of an operation voltage by improving a current diffusion characteristic and by uniformly supplying carriers to an active layer. A light emitting structure includes mutually confronting first and second lateral surfaces, mutually confronting third and fourth lateral surfaces, and an upper surface of a quadrilateral type wherein a semiconductor layer(103) of a first conductivity type, an active layer(105) and a semiconductor layer(107) of a second conductivity type are sequentially stacked in the light emitting structure. A first electrode(121) is formed on the upper surface of the light emitting structure, connected to one of the semiconductor layers of the first and second conductivity types. A second electrode(122) is formed on the light emitting structure, connected to the other of the semiconductor layers of the first and second conductivity types. The first electrode includes a first electrode pad(121a) separated from the second lateral surface and a first extension part(121b) extended toward the second lateral surface wherein the first electrode pad is formed on a center part between the third and fourth lateral surfaces. The second electrode includes a second extension part(122b) of a horseshoe type which is bent to be an arc type near the first lateral surface and is partially extended toward the second lateral surface near the third and fourth lateral surfaces. The first conductivity type can be an n-type, and the second conductivity type can be a p-type.

Description

Semiconductor Light Emitting Device

도 1은 종래의 일례에 따른 반도체 발광소자의 평면도 및 단면도이다.1 is a plan view and a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to a conventional example.

도 2는 종래의 다른 예에 따른 반도체 발광소자의 평면도 및 단면도이다.2 is a plan view and a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to another conventional example.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 평면도 및 단면도이다.3 is a plan view and a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 평면도 및 단면도이다.4 is a plan view and a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 여러실시형태에 따른 반도체 발광소자의 전극 구조를 나타내는 평면도이다.5 to 7 are plan views illustrating electrode structures of semiconductor light emitting devices according to various embodiments of the present disclosure.

도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 전극 구조와 와이어 본딩의 위치를 나타낸 평면도이다.8 is a plan view showing the positions of the electrode structure and the wire bonding according to the embodiment of the present invention.

도 9는 실시예와 비교예의 동작 전압 특성을 나타내는 그래프이다. 9 is a graph showing operating voltage characteristics of Examples and Comparative Examples.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100, 200: 반도체 발광소자 101: 기판100 and 200: semiconductor light emitting device 101: substrate

103: 제1 도전형 반도체층 105: 활성층103: first conductive semiconductor layer 105: active layer

107: 제2 도전형 반도체층 108: 투명 전극층107: second conductive semiconductor layer 108: transparent electrode layer

121: 제1 전극 121a: 제1 전극 패드121: first electrode 121a: first electrode pad

121b: 제1 연장부 121c: 크로스바121b: first extension portion 121c: crossbar

122: 제2 전극 122a: 제2 전극 패드122: second electrode 122a: second electrode pad

122b: 제2 연장부122b: second extension

본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 전류가 균일하게 확산되고 균일한 발광 특성과 개선된 동작 전압 특성을 나타내는 고효율 반도체 발광소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor light emitting devices, and more particularly, to high efficiency semiconductor light emitting devices that exhibit a uniform current spread and exhibit uniform light emission characteristics and improved operating voltage characteristics.

최근, AlGaAs, AlGaInP, AlGaInN 등의 화합물 반도체 재료를 이용한 발광 다이오드(LED)가 특정 파장대의 광을 얻기 위한 광원으로 많이 이용되고 있다. 특히, 질화물 반도체(일반적으로, In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가짐)로 형성되는 질화물 반도체 발광소자는 청색 또는 녹색 파장대의 광원으로서, 전광판, 조명 장치 등 각종 제품에 적용되고 있다. 반도체 LED의 적용 분야가 확대됨에 따라, 반도체 LED의 휘도와 발광 효율을 증대시키기 위한 노력이 진행되고 있다.In recent years, light emitting diodes (LEDs) using compound semiconductor materials such as AlGaAs, AlGaInP, and AlGaInN have been widely used as light sources for obtaining light in a specific wavelength band. In particular, a nitride semiconductor light emitting element formed of a nitride semiconductor (generally having a composition formula of In _x Al _y Ga _1-xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1)). Is a light source in the blue or green wavelength band, and is applied to various products such as an electronic board and an illumination device. As the field of application of semiconductor LEDs expands, efforts have been made to increase the brightness and luminous efficiency of semiconductor LEDs.

고휘도 및 고효율의 반도체 발광소자를 구현하기 위해서 다양한 방법들이 제안되어 왔는데, 예를 들어, 전극-반도체 간의 접촉저항을 낮추는 방법, 소자 내에서의 전반사 또는 광흡수로 인한 광손실을 낮추는 방법, 및 전극 배치 또는 디자인을 개선하는 방법 등이 있다. 전류 확산 특성과 발광 효율을 향상시키기 위해서는, LED의 전극 배치 또는 디자인의 개선이 요구되고 있다. 특히 고전력 LED 칩의 경우, 소형 LED 칩에 비하여 높은 효율이 요구되며 고전류 인가와 대면적화가 필요하다. 일반적으로 대면적 LED 칩으로 갈수록 많은 전극 패드 수와 이로부터 연장된 연장부를 구비하게 되며 전류 확산(spreading)에 유리한 전극 구조가 요구된다. Various methods have been proposed to realize high brightness and high efficiency semiconductor light emitting devices, for example, a method of lowering contact resistance between electrode and semiconductor, a method of reducing light loss due to total reflection or light absorption in the device, and electrodes Ways to improve layout or design. In order to improve current spreading characteristics and luminous efficiency, improvement of electrode arrangement or design of LEDs is required. In particular, high power LED chips require higher efficiency than small LED chips and require high current application and large area. In general, a larger area LED chip has a larger number of electrode pads and extensions extending therefrom, and an electrode structure that is advantageous for current spreading is required.

도 1(a)는 종래의 일례에 따른 전극 구조를 갖는 반도체 발광소자(10)의 평면도이고, 도 1(b)는 도 1(a)의 XX'라인을 따라 자른 단면도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 사파이어 기판(11) 상에 n형 GaN층(13), InGaN/GaN 활성층(15) 및 p형 GaN층(17)이 순차 적층되어 있고, 그 위에 투명전극(18)이 형성되어 있다. 투명 전극(18) 및 n형 GaN층(13)의 일영역 상에는, p-전극(22) 및 n-전극(21)이 각각 배치되어 있다. 1A is a plan view of a semiconductor light emitting device 10 having an electrode structure according to a conventional example, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line XX ′ of FIG. 1A. Referring to FIG. 1, an n-type GaN layer 13, an InGaN / GaN active layer 15, and a p-type GaN layer 17 are sequentially stacked on the sapphire substrate 11, and the transparent electrode 18 is disposed thereon. Formed. On one region of the transparent electrode 18 and the n-type GaN layer 13, the p-electrode 22 and the n-electrode 21 are disposed, respectively.

이러한 질화물 반도체 발광소자(10)에 따르면, p-전극(22)와 n-전극(21) 사이의 점선으로 표시된 영역(A)에 전류가 집중되는 현상이 발생한다. 즉, 전류는 짧은 경로로 반도체층을 통과하려고 하기 때문에, p-전극(22)와 n-전극(21) 간의 간격이 짧은 부분(A 영역)에서 전류가 집중되어 그 부분에서 가장 많은 발광이 일어 난다. 이와 같이 특정 부분에서만 불균일하게 발광이 발생하면, 그 부분에서 열이 집중적으로 발생하고 동작 전압 특성과 소자의 신뢰성이 열화되며, 소자 전체의 발광효율도 떨어지게 된다. 이러한 전류 집중의 문제는, 질화물 반도체 발광소자에서 뿐만 아니라, 예컨대 AlGaAs계 또는 AlGaInP계 등의 다른 화합물 반도체 발광소자에서도 발생한다. According to the nitride semiconductor light emitting device 10, a phenomenon occurs in which current is concentrated in a region A indicated by a dotted line between the p-electrode 22 and the n-electrode 21. That is, since the current tries to pass through the semiconductor layer with a short path, the current is concentrated in the portion (region A) where the gap between the p-electrode 22 and the n-electrode 21 is short, so that the most light emission occurs in the portion. Flies As such, if light emission occurs non-uniformly in only a specific part, heat is concentrated in that part, operating voltage characteristics and reliability of the device are deteriorated, and the light emission efficiency of the entire device is also reduced. This problem of current concentration occurs not only in the nitride semiconductor light emitting device but also in other compound semiconductor light emitting devices such as AlGaAs or AlGaInP.

또한, 반도체 발광소자(10)의 전극 배치에서는, 발광소자(10)의 사이즈를 늘릴 경우, p-전극(22)과 n-전극(21) 간의 간격이 커져서 전류의 흐름이 방해받고 충분한 휘도 증가 효과를 얻을 수 없다. 이러한 전류 흐름의 방해를 방지하기 위해 p-전극(22) 또는 n-전극(21) 자체의 면적을 늘릴 수 있으나, 전극 또는 전극패드 자체의 면적이 넓어질 경우, 발광 면적이 상대적으로 감소되어 결과적으로 충분한 휘도 증대 효과를 얻지 못하게 된다.In addition, in the electrode arrangement of the semiconductor light emitting device 10, when the size of the light emitting device 10 is increased, the distance between the p-electrode 22 and the n-electrode 21 is increased, which hinders the flow of current and increases sufficient luminance. No effect is obtained. In order to prevent such disturbance of current flow, the area of the p-electrode 22 or the n-electrode 21 itself may be increased. However, when the area of the electrode or the electrode pad itself is enlarged, the emission area is relatively reduced, resulting in a consequent increase in area. As a result, a sufficient brightness enhancement effect is not obtained.

도 2는 종래의 다른 예에 따른 전극 구조를 갖는 반도체 발광소자(50)의 평면도 및 단면도이다. 도 2를 참조하면 기판(51) 상에 n형 반도체층(53), 활성층(55), p형 반도체층(57), 투명전극층(59)이 순차 적층되어 있다. n형 반도체층(53)의 일영역 상에 형성된 n-전극(62)은 소자의 양쪽 사이드를 따라 연장된 2개의 암(arm)부(62a)와, 이 암부(62a)에 교차 연결된 크로스빔(cross beam)부(62b)와, 접속 패드(62c)를 포함한다. 또한 투명전극층(59) 상에는, 접속 패드(62c)의 반대측에서 암부(62a) 사이에 p-전극(61)이 형성되어 있다. 도 2의 전극 배치는 도 1의 전극 배치에서보다 균일한 전류 확산 특성을 나타내지만, 보다 향상된 전류 확산 특성을 얻기 위해서는 전극 구조를 개선할 필요가 있다. 특히 대면적 발광소자의 경우에는, n-전극(62)의 각 지점으로부터 p-전극(61)까지의 거리(R1, R2, R3)에 상당한 편차가 있기 때문에, 전류 확산 특성이 충분하지 못하며, 2 전극간의 간격이 짧은 영역(B, B')에 전류가 집중되는 경향을 보일 수 있다.2 is a plan view and a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device 50 having an electrode structure according to another conventional example. Referring to FIG. 2, an n-type semiconductor layer 53, an active layer 55, a p-type semiconductor layer 57, and a transparent electrode layer 59 are sequentially stacked on the substrate 51. The n-electrode 62 formed on one region of the n-type semiconductor layer 53 includes two arm portions 62a extending along both sides of the device, and a cross beam cross-connected to the arm portions 62a. a cross beam portion 62b and a connection pad 62c. On the transparent electrode layer 59, a p-electrode 61 is formed between the arm portions 62a on the opposite side of the connection pad 62c. Although the electrode arrangement of FIG. 2 exhibits more uniform current spreading characteristics than the electrode arrangement of FIG. 1, it is necessary to improve the electrode structure in order to obtain more improved current spreading characteristics. In particular, in the case of the large-area light emitting device, since the distance (R1, R2, R3) from each point of the n-electrode 62 to the p-electrode 61 varies considerably, the current spreading characteristic is not sufficient, The current may be concentrated in the regions B and B 'having a short interval between the two electrodes.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 균일한 전류 확산 특성을 나타내는 개선된 전극 구조를 갖는 고효율 반도체 발광 다이오드를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a high efficiency semiconductor light emitting diode having an improved electrode structure exhibiting more uniform current spreading characteristics.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, In order to achieve the above technical problem, the present invention,

상호 대향하는 제1 및 제2 측면과 상호 대향하는 제3 및 제4 측면과 사각 형상의 상면을 갖되, 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 구비하는 발광 구조물과; Light emission having first and second conductive semiconductor layers, an active layer, and a second conductive semiconductor layer sequentially stacked with the first and second side surfaces facing each other and the third and fourth side surfaces facing each other, and having a rectangular top surface. A structure;

상기 발광구조물의 상면에 형성되어, 상기 제1 및 2 도전형 반도체층 중 어느 하나에 접속되는 제1 전극과;A first electrode formed on an upper surface of the light emitting structure and connected to any one of the first and second conductivity type semiconductor layers;

상기 발광 구조물의 상면에 형성되어, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 중 다른 하나에 접속되는 제2 전극을 포함하되, A second electrode formed on an upper surface of the light emitting structure and connected to the other of the first and second conductivity-type semiconductor layers,

상기 제1 전극은 상기 제3 및 4 측면 사이의 중심부 상에 상기 제2 측면으로부터 이격되어 배치된 제1 전극 패드와, 상기 제1 전극 패드로부터 상기 제2 측면을 향해 연장된 제1 연장부를 갖고, The first electrode has a first electrode pad spaced from the second side surface on a central portion between the third and fourth side surfaces, and a first extension portion extending from the first electrode pad toward the second side surface. ,

상기 제2 전극은 상기 제1 측면에 인접하여 호형으로 굽어져 3 및 4측면에 인접하여 제2 측면을 향하여 일부 연장된 말굽 형상(∩형)의 제2 연장부를 갖는, Wherein the second electrode has a horseshoe-shaped second extension extending in an arc shape adjacent to the first side and partially extending toward the second side adjacent to the third and fourth sides,

반도체 발광소자를 제공한다. Provided is a semiconductor light emitting device.

상기 제2 연장부는, 상기 제1 측면에 인접하여 호형으로 굽어진 만곡부와, 상기 만곡부로부터 연장되어 상기 제3 및 4측면에 인접하여 일부 직선으로 연장된 2개의 직선부를 가질 수 있다. 또한 상기 제1 전극 패드는 제2 연장부의 2개 직선부 사이에 배치될 수 있다. The second extension part may have a curved portion curved in an arc shape adjacent to the first side, and two straight portions extending from the curved portion and partially extending adjacent to the third and fourth side surfaces. In addition, the first electrode pad may be disposed between two straight portions of the second extension portion.

바람직하게는, 상기 제2 연장부의 각 지점으로부터 상기 제1 전극 패드까지의 최단 거리는 제2 연장부와 제1 전극 패드 간의 평균 거리의 ±30% 내에 있고, 더 바람직하게는 ±20% 내에 있다. 바람직하게는, 상기 제1 도전형은 n형이고, 상기 제2 도전형은 p형이다.Preferably, the shortest distance from each point of the second extension to the first electrode pad is within ± 30% of the average distance between the second extension and the first electrode pad, more preferably within ± 20%. Preferably, the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is p-type.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 발광 구조물은 상기 제1 도전형 반도체층의 일부 영역을 노출시키는 그루브(groove)가 형성된 메사(mesa) 구조로 되어 있고, 상기 제1 전극은 상기 그루부 내에 배치되어 상기 제1 도전형 반도체층과 접속 될 수 있다. 상기 발광소자는 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제2 전극 사이에 형성된 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the light emitting structure has a mesa structure in which a groove is formed to expose a portion of the first conductivity-type semiconductor layer, and the first electrode is disposed in the groove portion. And may be connected to the first conductive semiconductor layer. The light emitting device may further include a transparent electrode layer formed between the second conductive semiconductor layer and the second electrode.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 발광 구조물은 상기 제1 도전형 반도체층의 일부 영역을 노출시키는 그루브가 형성된 메사 구조로 되어 있고, 상기 제2 전극은 상기 그루부 내에 배치되어 상기 제1 도전형 반도체층과 접속될 수 있다. 상기 발광소자는 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제1 전극 사이에 형성된 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the light emitting structure has a mesa structure in which a groove for exposing a portion of the first conductivity-type semiconductor layer is formed, and the second electrode is disposed in the groove to form the first conductive layer. It can be connected with the type semiconductor layer. The light emitting device may further include a transparent electrode layer formed between the second conductive semiconductor layer and the first electrode.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 제1 전극은, 상기 제2 측면에 인접하여 연장되어 상기 제1 연장부와 교차하는 크로스바를 더 가질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first electrode may further have a crossbar extending adjacent to the second side surface and intersecting the first extension portion.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 제2 전극은, 상기 발광 구조물 상에 형성되어 상기 제2 연장부와 연결된 제2 전극 패드를 더 가질 수 있다. 상기 제2 전극 패드는, 상기 제1 측면에 인접하여 상기 제1 연장부의 호형으로 굽어진 부분의 중심에 배치될 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 전극 패드는 제1 측면과 이웃한 측면이 만나는 모서리부에 인접하여 배치되거나, 상기 제2 연장부의 단부(end)에 배치될 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, the second electrode may further have a second electrode pad formed on the light emitting structure and connected to the second extension part. The second electrode pad may be disposed at the center of the arc-shaped portion of the first extension portion adjacent to the first side surface. Alternatively, the second electrode pad may be disposed adjacent to an edge portion where the first side and the neighboring side meet, or may be disposed at an end of the second extension portion.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 발광소자는 상기 제1 전극 패드에 본딩 된 와이어를 더 포함하되, 상기 와이어는 수직방향에서 상기 제1 연장부와 오버랩되도록 배치될 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present invention, the light emitting device may further include a wire bonded to the first electrode pad, and the wire may be disposed to overlap the first extension part in the vertical direction.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 발광 구조물은 GaN, AlGaN, InGaN 등의 질화물 반도체 물질로 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the light emitting structure may be formed of a nitride semiconductor material such as GaN, AlGaN, InGaN.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

도 3(a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 평면도이고, 도 3(b)는 도 3(a)의 YY' 라인을 따라 자른 단면도이다. 도 3을 참조하면, 발광소자(100)는 사파이어, SiC 등의 기판(101) 상에 순차 적층된 제1 도전형 반도체층(103), 활성층(105) 및 제2 도전형 반도체층(107)을 포함한다. 이 반도체층들(103, 105, 107)은 전압 인가에 의해 빛을 방출하는 발광 구조물을 형성한다. 도 3(a)의 평면도에 도시된 바와 같이, 발광 구조물(103, 105, 107)은 4개의 측면(S1~S4)과 사각 형상의 상면을 갖는다. 제1 측면(S1)과 제2 측면(S2)은 서로 대향하고, 제3 측면(S3)과 제4 측면(S4)은 서로 대향한다. 상기 발광 구조물은, 발광 특성을 갖는 반도체로 이루어질 수 있다. 예컨대, 발광 구조물(103, 105, 107)은 3-5족 화합물 반도체 또는 2-6족 화합물 반도체로 이루어질 수 있으며, 특히 GaN, AlGaN, InGaN 등의 질화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 3A is a plan view of a semiconductor light emitting device according to an exemplary embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line YY ′ of FIG. 3A. Referring to FIG. 3, the light emitting device 100 includes a first conductive semiconductor layer 103, an active layer 105, and a second conductive semiconductor layer 107 sequentially stacked on a substrate 101 such as sapphire or SiC. It includes. These semiconductor layers 103, 105, and 107 form a light emitting structure that emits light by voltage application. As shown in the plan view of FIG. 3A, the light emitting structures 103, 105, and 107 have four side surfaces S1 to S4 and a rectangular top surface. The first side surface S1 and the second side surface S2 face each other, and the third side surface S3 and the fourth side surface S4 face each other. The light emitting structure may be formed of a semiconductor having light emitting characteristics. For example, the light emitting structures 103, 105, and 107 may be formed of a group 3-5 compound semiconductor or a group 2-6 compound semiconductor, and in particular, may be formed of a nitride semiconductor material such as GaN, AlGaN, InGaN, or the like.

이 발광구조물의 상면에는 제1 도전형 반도체층(103)에 접속되는 제1 전극(121)과 제2 도전형 반도체층(107)에 접속되는 제2 전극(122)이 형성되어 있다. 여기서, 제1 도전형은 n형 또는 p형 중 어느 하나에 해당하고, 제2 도전형은 그 반대 도전형으로서 p형 또는 n형 중 어느 하나에 해당한다. 그러나, 기판(101) 상에 n형 반도체층을 먼저 성장시키는 것이 유리하므로, 바람직하게는 제1 도전형은 n형이다. On the upper surface of the light emitting structure, a first electrode 121 connected to the first conductivity type semiconductor layer 103 and a second electrode 122 connected to the second conductivity type semiconductor layer 107 are formed. Here, the first conductivity type corresponds to either n-type or p-type, and the second conductivity type corresponds to either p-type or n-type as the opposite conductivity type. However, since it is advantageous to first grow an n-type semiconductor layer on the substrate 101, the first conductivity type is preferably n-type.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 전극(122)은 제2 전극 패드(122a)와 이 패드(122a)의 양 사이드로부터 연장된 제2 연장부(122b)를 갖는다. 특히, 제2 전극 패드(122a)는 제2 연장부(122b)의 중심부에 배치되어 있다. 제2 연장부(122b)는, 제1 측면(S1)에 인접하여 호형으로 굽어져 있고, 제3 측면(S3) 및 제4 측면(S4)에 인접하여 제2 측면(S2)으로 일부 곧게 연장되어 있다. 이로써, 제2 전극(122)은 전체적으로 둥근 말굽 형상(∩형)을 이룬다. 달리 말해서, 제2 연장부(122b)는, 제1 측면(S1)에 인접하여 호형으로 굽어진 만곡부와, 이 만곡부로부터 연장되어 상기 제3 측면(S3) 및 4측면(S4)에 인접하여 일부 직선으로 연장된 2개의 직선부로 구분될 수 있다. As shown in FIG. 3, the second electrode 122 has a second electrode pad 122a and a second extension 122b extending from both sides of the pad 122a. In particular, the second electrode pad 122a is disposed at the center of the second extension part 122b. The second extension part 122b is bent in an arc shape adjacent to the first side surface S1 and extends partially straight to the second side surface S2 adjacent to the third side surface S3 and the fourth side surface S4. It is. As a result, the second electrode 122 has a round horseshoe shape as a whole. In other words, the second extension portion 122b has a curved portion curved in an arc shape adjacent to the first side surface S1 and a portion extending from the curved portion and adjacent to the third side surface S3 and the fourth side surface S4. It can be divided into two straight portions extending in a straight line.

제1 전극(121)은 제3 측면(S3) 및 제 4 측면(S4) 사이의 중심부 상에 상기 제2 측면으로부터 이격되어 배치된 제1 전극 패드(121a)와, 상기 제1 전극 패드(121a)부로부터 상기 제2 측면을 향해 연장된 제1 연장부(121b)를 갖는다. 제1 전극 패드(121a)는 제2 연장부(122b)의 2개의 직선부 사이에 배치되어 있다. 또한 제1 전극(121)은, 제2 측면(S2)에 인접하여 제2 측면(S2)을 따라 연장되고 제1 연장부(121b)와 교차하는 크로스바(121c)를 갖는다. The first electrode 121 is a first electrode pad 121a spaced apart from the second side surface on the center between the third side surface S3 and the fourth side surface S4, and the first electrode pad 121a. The first extension part 121b extending toward the second side surface. The first electrode pad 121a is disposed between two straight portions of the second extension portion 122b. In addition, the first electrode 121 has a crossbar 121c extending along the second side surface S2 adjacent to the second side surface S2 and intersecting with the first extension portion 121b.

제1 전극(121)이 형성되는 영역을 제공하기 위해서, 발광 구조물이 제1 도전형 반도체층(103)의 일부 두께까지 에칭되고 이에 따라, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 (제1 도전형 반도체층(103)의 일부 영역을 노출시키는) 그루브(groove)가 형성되어 있는 메사 구조물을 얻게 된다. 이 메사 구조물의 그루브 내에 전술한 형태의 제1 전극(121)을 배치할 수 있다. In order to provide a region in which the first electrode 121 is formed, the light emitting structure is etched to a part of the thickness of the first conductivity type semiconductor layer 103 and thus, as shown in FIG. A mesa structure in which a groove is formed, which exposes a portion of the type semiconductor layer 103, is obtained. The first electrode 121 of the above-described type may be disposed in the groove of the mesa structure.

발광소자(100)의 동작시, 바이어스 전압이 제1 전극 패드(121a)와 제2 전극 패드(122a)에 인가된다. 제1 전극 패드(121a)로부터의 전류(또는 캐리어(carrier) 흐름)은 제1 연장부(121b)를 따라 제1 도전형 반도체층(103)으로 확산된다. 전류는 제1 도전형 반도체층(103) 전체를 통해 확산되어 캐리어가 활성층(105)으로 균일하게 주입된다. 또한 제2 전극 패드(122a)로부터의 전류(또는 캐리어 흐름)은 둥근 말굽 형상(∩형)의 제2 연장부(122b)로 확산되고, 그리고 나서 ITO, Ni/Au 등의 투 명 전극층(108) 전체를 통해 확산된다. 이에 따라 캐리어는 제2 도전형 반도체층(107)을 통해 활성층(105)으로 균일하게 주입된다. 결국, 균일하게 확산된 전자와 정공은 활성층(105)에서 재결합하여 균일하고 높은 발광효율로 빛을 방출하게 된다. In operation of the light emitting device 100, a bias voltage is applied to the first electrode pad 121a and the second electrode pad 122a. Current (or carrier flow) from the first electrode pad 121a is diffused along the first extension 121b to the first conductivity-type semiconductor layer 103. Current is diffused through the entire first conductive semiconductor layer 103 so that carriers are uniformly injected into the active layer 105. In addition, the current (or carrier flow) from the second electrode pad 122a is diffused into the rounded horseshoe-shaped second extension 122b, and then transparent electrode layer 108 such as ITO, Ni / Au, or the like. ) Spread throughout. Accordingly, the carrier is uniformly injected into the active layer 105 through the second conductivity type semiconductor layer 107. As a result, the uniformly diffused electrons and holes recombine in the active layer 105 to emit light with uniform and high luminous efficiency.

특히, 발광소자(100)에 따르면, 제2 전극(122)과 제1 전극(121) 간의 간격이 균일하다. 구체적으로 말해서, 전술한 바와 같은 제1 전극 및 제2 전극(121, 122)의 구조와 배치를 통해서, 둥근 말굽 형상의 제2 연장부(122b)의 각 지점으로부터 제1 전극 패드(121b)까지의 최단 거리(L1, L2, L3 등)는 제2 연장부(122b)와 제1 전극 패드(121a) 간의 평균 거리의 ±30% 내에 있을 수 있으며, 더 바람직하게는 ±20% 내에 있을 수 있다. 제2 연장부(122b)의 만곡부의 곡률과 제1 전극 패드(121a)의 위치의 적절한 조절에 의해, 상기 최단 거리는 평균 거리의 ±10% 내에 있게 할 수도 있다. 또한, 2개의 전극패드(121a, 122a)간의 거리가 상대적으로 가깝기 때문에, 전류 흐름의 저항을 줄일 수 있다(도 2와 비교).In particular, according to the light emitting device 100, the distance between the second electrode 122 and the first electrode 121 is uniform. Specifically, through the structure and arrangement of the first electrode and the second electrode 121, 122 as described above, from each point of the second extended portion 122b of the round horseshoe shape to the first electrode pad 121b The shortest distance of L1, L2, L3, etc. may be within ± 30% of the average distance between the second extension 122b and the first electrode pad 121a, more preferably within ± 20%. . By appropriate adjustment of the curvature of the curved portion of the second extension 122b and the position of the first electrode pad 121a, the shortest distance may be within ± 10% of the average distance. In addition, since the distance between the two electrode pads 121a and 122a is relatively close, the resistance of the current flow can be reduced (compared with FIG. 2).

이와 같이 서로 다른 극성의 전극 간 거리 또는 간격을 균일하게 함으로써, 전류의 확산 효과는 더욱 증대되며, 이에 따라 동작 전압의 감소효과 및 발광효율의 증대효과를 더 높일 수 있다(도 9 참조). By making the distances or intervals between the electrodes of different polarities uniform as described above, the diffusion effect of the current is further increased, thereby increasing the effect of reducing the operating voltage and increasing the luminous efficiency (see FIG. 9).

또한 발광소자(100)에 따르면, 소자 사이즈를 증가시키더라도 전류 확산 효 과를 유지하는데에 유리하다. 예를 들어, 제3, 4 측면(S3, S4)이 길어질 경우, 그 측면(S3, S4)의 길이 증가에 따라 제2 연장부(122b)의 직선부의 길이와 제1 연장부(121b)의 길이를 증대시킬 수 있다. 이로써, 제1 전극 패드(121a)와 제2 연장부(122b) 간의 거리는 거의 변함이 없고, 그 거리의 편차도 작다. In addition, according to the light emitting device 100, it is advantageous to maintain the current diffusion effect even if the device size is increased. For example, when the third and fourth side surfaces S3 and S4 are lengthened, the length of the straight portion of the second extension portion 122b and the first extension portion 121b are increased as the lengths of the side surfaces S3 and S4 are increased. The length can be increased. As a result, the distance between the first electrode pad 121a and the second extension portion 122b is almost unchanged, and the deviation of the distance is small.

도 4(a)는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 발광소자의 평면도이고, 도 4(b)는 도 4(a)의 ZZ' 라인을 따라 자른 단면도이다. 도 4의 실시형태에서는, 둥근 말굽 형상(∩형)의 제2 연장부(222b)를 갖는 제2 전극(222)이 제1 도전형 반도체층(103)과 접속되고, 제2 연장부(222b)의 직선부들 사이에 배치된 제1 전극(221)이 제2 반도체층(103)과 접속된다. 4A is a plan view of a semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line ZZ ′ of FIG. 4A. In the embodiment of FIG. 4, the second electrode 222 having the round horseshoe-shaped second extension part 222b is connected to the first conductive semiconductor layer 103, and the second extension part 222b is provided. The first electrode 221 disposed between the straight portions of the () is connected to the second semiconductor layer 103.

도 4를 참조하면, 제2 전극(222a)은, 제2 전극 패드(222a)의 양 사이드로부터 연장된 제2 연장부(222b)를 가지며, 제1 도전형 반도체층(103)에 접속된다. 제2 연장부(222b)는, 제1 측면(S1)에 인접한 만곡부와, 상기 제3 측면(S3) 및 4측면(S4)에 인접하여 직선으로 연장된 2개의 직선부를 갖고, 전체적으로 둥근 말굽 형상(∩형)을 이룬다. Referring to FIG. 4, the second electrode 222a has second extension portions 222b extending from both sides of the second electrode pad 222a and is connected to the first conductivity type semiconductor layer 103. The second extension portion 222b has a curved portion adjacent to the first side surface S1 and two straight portions extending in a straight line adjacent to the third side surface S3 and the fourth side surface S4 and have a round horseshoe shape as a whole. (Form)

제1 전극(221)은 제3 측면(S3) 및 제 4 측면(S4) 사이의 중심부 상에 제2 측면(S2)으로부터 이격되어 배치된 제1 전극 패드(221a)와, 제1 전극 패드(221a)로부터 제2 측면(S2)을 향해 연장된 제1 연장부(221b)를 갖는다. 제1 전극 패드(221a) 는 제2 연장부(222b)의 2개의 직선부 사이에 배치되어 있다. 또한 제1 전극(221)은, 제1 연장부(221b)와 교차하는 크로스바(221c)를 갖는다. The first electrode 221 is a first electrode pad 221a which is spaced apart from the second side surface S2 on a center between the third side surface S3 and the fourth side surface S4, and the first electrode pad ( It has the 1st extension part 221b extended from 221a toward the 2nd side surface S2. The first electrode pad 221a is disposed between two straight portions of the second extension portion 222b. Moreover, the 1st electrode 221 has the crossbar 221c which cross | intersects the 1st extension part 221b.

본 실시형태에서는, 말굽 형상의 제2 전극(122)이 형성되는 영역을 제공하기 위해서, 발광 구조물이 에칭되어 도 4(b)에 도시된 바와 같이 소자의 둘레 부분에 그루브가 형성된 메사 구조물을 얻게 된다. 이 메사 구조물의 그루브 내에 전술한 형태의 제2 전극(222)을 배치할 수 있다. In this embodiment, the light emitting structure is etched to provide a region in which the horseshoe-shaped second electrode 122 is formed, so as to obtain a mesa structure in which grooves are formed in the periphery of the device as shown in FIG. do. The second electrode 222 of the above-described type may be disposed in the groove of the mesa structure.

도 4의 실시형태에서도, 도 3의 실시형태와 마찬가지로, 보다 향상된 전류 확산 효과 및 이에 의한 균일한 발광 특성과 발광 효율의 증대효과를 얻을 수 있다. Also in the embodiment of FIG. 4, similarly to the embodiment of FIG. 3, a more improved current spreading effect and a uniform light emission characteristic and an increase in light emission efficiency can be obtained.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 여러 실시형태에 따른 발광소자의 전극 구조를 나타내는 평면도이다. 도 5와 같이, 제2 전극(522)의 전극 패드(522a)는 '제1 측면(S1)과 이웃한 측면(S3 또는 S4)이 만나는' 모서리부(E)에 인접하여 배치될 수 있다. 도 5에서 도면부호 521, 521a, 521b는 각각 제1 전극, 제1 전극 패드 및 제1 연장부를 나타낸다. 또한 도 6과 같이, 제2 전극(622)의 전극 패드(622a)는 말굽형상의 연장부(622b)의 단부에 배치되어 제2 연장부(522b)와 연결될 수 있다. 그 외에도, 제2 전극의 전극 패드는 말굽형상의 연장부에 연결될 수 있는 다른 위치에 배치될 수 있다. 도 6에서 도면부호 621, 621a, 621b는 각각 제1 전극, 제1 전극 패드 및 제1 연장부를 나타낸다. 또한 다른 실시형태로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 전극(722)의 제2 연장부(722b)의 직선부들 사이에 배치된 제1 전극(721)은 크로스바(도 6의 621c 참조) 없이 제1 전극 패드(721a)와 제1 연장부(721b)를 구비할 수 있다. 도 5 및 도 6의 전극 구조에서도, 크로스바(521c, 621c)를 생략할 수 있다. 도 7에서 도면부호 722a는 제2 전극 패드를 나타낸다.5 to 7 are plan views illustrating electrode structures of light emitting devices according to various embodiments of the present disclosure. As illustrated in FIG. 5, the electrode pad 522a of the second electrode 522 may be disposed adjacent to the corner portion E that 'the first side S1 and the neighboring side S3 or S4 meet'. In FIG. 5, reference numerals 521, 521a, and 521b denote a first electrode, a first electrode pad, and a first extension, respectively. In addition, as shown in FIG. 6, the electrode pad 622a of the second electrode 622 may be disposed at an end of the horseshoe-shaped extension 622b to be connected to the second extension 522b. In addition, the electrode pad of the second electrode may be disposed at another position that can be connected to the horseshoe-shaped extension. In FIG. 6, reference numerals 621, 621a, and 621b denote first electrodes, first electrode pads, and first extensions, respectively. In another embodiment, as illustrated in FIG. 7, the first electrode 721 disposed between the straight portions of the second extension portion 722b of the second electrode 722 may have a crossbar (see 621c in FIG. 6). The first electrode pad 721a and the first extension part 721b may be provided without. Also in the electrode structures of FIGS. 5 and 6, the crossbars 521c and 621c can be omitted. In FIG. 7, reference numeral 722a denotes a second electrode pad.

도 8은 본 발명의 실시형태 따른 전극 구조와 와이어 본딩의 위치를 나타낸 평면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 발광소자를 외부 회로와 접속시키도록, 전극 패드들(121a, 122a)에 와이어(851, 852)를 본딩할 수 있다. 이 경우, 수직방향에서 볼 때, 와이어(851)를 제1 연장부(121b)의 위치와 오버랩되도록 배치시킴으로써, 와이어(851)에 의한 광손실을 최소화할 수 있다. 8 is a plan view showing the position of the electrode structure and the wire bonding according to an embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 8, wires 851 and 852 may be bonded to the electrode pads 121a and 122a so as to connect the light emitting device to an external circuit. In this case, when viewed in the vertical direction, by arranging the wires 851 to overlap with the position of the first extension part 121b, the light loss by the wires 851 can be minimized.

도 9는 실시예와 비교예의 동작 전압 특성을 나타내는 그래프이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 실시예(도 3 참조)의 동작 전압이 비교예(도 2 참조)의 동작 전압보다 낮게 나타난다. 특히 0.2A 이상의 전류에서 동작전압 특성의 개선이 두드러지게 보인다. 9 is a graph showing operating voltage characteristics of Examples and Comparative Examples. As shown in FIG. 9, the operating voltage of the embodiment (see FIG. 3) appears lower than the operating voltage of the comparative example (see FIG. 2). In particular, the improvement of the operating voltage characteristics is noticeable at a current of 0.2A or more.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims, and various forms of substitution, modification, and within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those skilled in the art that changes are possible.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전류 확산 특성이 개선되고, 활성층에 균일하게 캐리어를 공급할 수 있다. 이에 따라, 동작전압 특성이 더욱 향상되고 발광소자의 발광효율이 더욱 높아진다. As described above, according to the present invention, the current spreading characteristic is improved, and the carrier can be uniformly supplied to the active layer. Accordingly, the operating voltage characteristic is further improved and the luminous efficiency of the light emitting device is further increased.

Claims

Light emission having first and second conductive semiconductor layers, an active layer, and a second conductive semiconductor layer sequentially stacked with the first and second side surfaces facing each other and the third and fourth side surfaces facing each other, and having a rectangular top surface. structure;

A first electrode formed on an upper surface of the light emitting structure and connected to one of the first and second conductive semiconductor layers; And

A second electrode formed on an upper surface of the light emitting structure and connected to the other of the first and second conductivity-type semiconductor layers,

The first electrode has a first electrode pad spaced from the second side surface on a central portion between the third and fourth side surfaces, and a first extension portion extending from the first electrode pad toward the second side surface. ,

And the second electrode is curved in an arc shape adjacent to the first side surface and has a horseshoe-shaped second extension portion partially extended toward the second side surface adjacent to the third and fourth side surfaces.

The method of claim 1,

The second extension portion has a curved portion curved in an arc shape adjacent to the first side surface, and two straight portions extending from the curved portion and partially extending adjacent to the third and fourth side surfaces,

And the first electrode pad is disposed between two straight portions of the second extension portion.

The method of claim 1,

And the shortest distance from each point of the second extension to the first electrode pad is within ± 30% of the average distance between the second extension and the first electrode pad.

The method of claim 1,

And the shortest distance from each point of the second extension to the first electrode pad is within ± 20% of the average distance between the second extension and the first electrode pad.

The method of claim 1,

And the first conductivity type is n type and the second conductivity type is p type.

The method of claim 1,

The light emitting structure has a mesa structure in which a groove is formed to expose a portion of the first conductive semiconductor layer, and the first electrode is disposed in the groove to be connected to the first conductive semiconductor layer. A semiconductor light emitting element.

The method of claim 6,

And a transparent electrode layer formed between the second conductive semiconductor layer and the second electrode.

The method of claim 1,

The light emitting structure has a mesa structure in which a groove is formed to expose a portion of the first conductive semiconductor layer, and the second electrode is disposed in the groove and connected to the first conductive semiconductor layer. A semiconductor light emitting device.

The method of claim 8,

And a transparent electrode layer formed between the second conductive semiconductor layer and the first electrode.

The method of claim 1,

The first electrode further includes a crossbar extending adjacent to the second side surface and intersecting the first extension portion.

The method of claim 1,

And the second electrode further comprises a second electrode pad formed on the light emitting structure and connected to the second extension part.

The method of claim 11,

And the second electrode pad is disposed at the center of the arc-shaped portion of the first extension portion adjacent to the first side surface.

The method of claim 11,

The second electrode pad is disposed adjacent to a corner portion where the first side and the adjacent side meet.

The method of claim 11,

And the second electrode pad is disposed at an end portion of the second extension part.

The method of claim 1,

Further comprising a wire bonded to the first electrode pad,

And the wire is disposed to overlap the first extension part in a vertical direction.

The method of claim 1,

The light emitting structure is a semiconductor light emitting device, characterized in that formed of a nitride semiconductor material.