KR100999725B1 - Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지에 관한 것이다.The embodiment relates to a light emitting device, a light emitting device manufacturing method and a light emitting device package.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전기에너지가 빛에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표 상의 Ⅲ족과 Ⅴ족의 원소를 화합함으로써 생성할 수 있다. LED는 화합물 반도체의 조성비 및 재질을 조절함으로써 다양한 색상 구현이 가능하다.Light emitting diodes (LEDs) may be produced by combining p-n junction diodes having characteristics of converting electrical energy into light energy by combining elements of Groups III and V of the periodic table. LED can realize various colors by adjusting the composition ratio and the material of the compound semiconductor.
발광 다이오드는 순 방향 전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 에너지 갭에 해당하는 만큼의 빛 에너지를 생성할 수 있다.When the forward voltage is applied, the n-layer electrons and the p-layer holes combine to generate light energy corresponding to the energy gap of the conduction band and the valence band.
발광 다이오드의 재질의 일종인 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) LED, 녹색(Green) LED, 자외선(UV) LED 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.Nitride semiconductors, which are a kind of light emitting diodes, have received great attention in the field of optical devices and high power electronic devices due to their high thermal stability and wide bandgap energy. In particular, blue LEDs, green LEDs, and ultraviolet (UV) LEDs using nitride semiconductors are commercially used and widely used.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device, a light emitting device manufacturing method and a light emitting device package having a new structure.
실시예는 방열 특성이 향상된 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a light emitting device having improved heat dissipation characteristics and a method of manufacturing the same.
실시예는 설치가 용이한 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device that is easy to install.
실시예는 광 추출 효율이 향상된 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device having improved light extraction efficiency.
실시예에 따른 발광 소자는 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 아래에 활성층과, 상기 활성층 아래에 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되며, 하부 영역이 상기 발광구조물 아래로 노출되는 제1 전극; 상기 제1 전극의 측면 영역과 상기 발광구조물 사이에 형성된 제1 절연층; 상기 제2 도전형 반도체층 아래에 형성되고 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극; 및 상기 발광구조물의 상부 영역에 형성된 투광성 전극층을 포함한다.A light emitting device according to an embodiment includes a light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer under the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer under the active layer; A first electrode penetrating the active layer and the second conductive semiconductor layer and electrically connected to the first conductive semiconductor layer, and a lower region of which is exposed below the light emitting structure; A first insulating layer formed between the side region of the first electrode and the light emitting structure; A second electrode formed under the second conductive semiconductor layer and electrically connected to the second conductive semiconductor layer; And a light transmissive electrode layer formed on an upper region of the light emitting structure.
실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층 순차적으로 적층하여 발광구조물을 형성하는 단계; 상기 발광구조물을 선택적으로 제거하여 상기 제1 도전형 반도체층의 상면의 일부가 노출되도록 제1 캐비티를 형성하는 단계; 상기 제1 캐비티의 내측면에 제1 절연층을 형성하는 단계; 상기 제1 캐비티의 내부 및 상기 발광구조물 상에 금속층을 형성하는 단계; 상기 금속층을 선택적으로 제거하여 전기적으로 격리된 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 기판을 제거하는 단계; 및 상기 제1 도전형의 반도체층 아래에 투광성 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment may include forming a light emitting structure by sequentially stacking a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer on a substrate; Selectively removing the light emitting structure to form a first cavity to expose a portion of an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer; Forming a first insulating layer on an inner side surface of the first cavity; Forming a metal layer in the first cavity and on the light emitting structure; Selectively removing the metal layer to form electrically isolated first and second electrodes; Removing the substrate; And forming a transparent electrode layer under the first conductive semiconductor layer.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 패키지 몸체; 상기 패키지 몸체에 설치된 제1 전극층 및 제2 전극층; 및 상기 패키지 몸체에 설치되며, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층과 전기적으로 연결된 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 발광 소자를 포함한다.The light emitting device package according to the embodiment includes a package body; A first electrode layer and a second electrode layer provided on the package body; And a light emitting device according to any one of claims 1 to 14 installed on the package body and electrically connected to the first electrode layer and the second electrode layer.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지를 제공할 수 있다.The embodiment can provide a light emitting device having a new structure, a light emitting device manufacturing method, and a light emitting device package.
실시예는 방열 특성이 향상된 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a light emitting device having improved heat dissipation characteristics and a method of manufacturing the same.
실시예는 설치가 용이한 발광 소자를 제공할 수 있다.The embodiment can provide a light emitting device that is easy to install.
실시예는 광 추출 효율이 향상된 발광 소자를 제공할 수 있다.The embodiment can provide a light emitting device having improved light extraction efficiency.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자의 측 단면도
도 2는 도 1의 A-A'단면을 나타낸 도면
도 3은 도 1의 발광 소자의 전극 구조를 나타내는 배면도
도 4는 다른 실시예에 따른 발광 소자를 상면에서 바라본 도면
도 5 내지 도 7은 실시예에 따른 발광 소자의 투광성 전극층의 다른 예를 나타내는 도면
도 8은 실시예에 따른 발광 소자를 회로도로 나타낸 도면
도 9는 실시예에 따른 발광 소자의 정전기 방전 시의 파형도
도 10 내지 도 19는 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법을 설명하는 도면
도 20은 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도1 is a side cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1; FIG.
3 is a rear view illustrating an electrode structure of the light emitting device of FIG. 1.
4 is a top view of a light emitting device according to another embodiment;
5 to 7 are views showing another example of the light transmissive electrode layer of the light emitting device according to the embodiment
8 is a circuit diagram illustrating a light emitting device according to an embodiment;
9 is a waveform diagram at the time of electrostatic discharge of the light emitting device according to the embodiment
10 to 19 illustrate a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment.
20 is a cross-sectional view of a light emitting device package including a light emitting device according to the embodiment
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), region, pattern or structure is formed "on" or "under" a substrate, each layer The terms " on "and " under " encompass both being formed" directly "or" indirectly " In addition, the criteria for the top or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지에 대해 설명한다.Hereinafter, a light emitting device, a light emitting device manufacturing method, and a light emitting device package according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자(100)의 측 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'단면을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 발광 소자(100)의 전극 구조를 나타내는 배면도이다.1 is a side cross-sectional view of a
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자(100)는 제1 도전형 반도체층(112), 상기 제1 도전형 반도체층(112) 아래에 활성층(114), 상기 활성층(114) 아래에 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광구조물(110)과, 상기 활성층(114) 및 상기 제2 도전형 반도체층(116)을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 전기적으로 연결되며 하부 영역이 노출되는 제1 전극(141)과, 상기 제1 전극(141)의 측면 영역 및 상기 발광구조물(110) 사이에 형성된 절연층(120,125)과, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 아래에 제2 전극(142)과, 상기 발광구조물(110)의 상부 영역에 형성된 투광성 전극층(150)을 포함할 수 있다.1 to 3, the
또한, 상기 제1 전극(141)의 상부 영역 및 상기 제1 도전형 반도체층(112) 사이에는 제1 반사층(130a)이 형성되고, 상기 제2 전극층(142) 및 상기 제2 도전형 반도체층(116) 사이에는 제2 반사층(130b)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(141)의 상면은 상기 제1 도전형 반도체층(112) 내부에 배치된다.In addition, a first
또한, 상기 제2 반사층(130b)은 상기 절연층(120,125) 내부로 연장되어 상기 제1 전극(141)의 측면 영역을 둘러싸도록 형성될 수 있다.In addition, the second
실시예에 따른 발광 소자(100)는 상기 제1 전극(141) 및 상기 제2 전극(142)의 하부 영역이 외부로 노출되도록 형성된다. 그리고 바람직하게는, 상기 제1 전극(141) 및 상기 제2 전극(142)은 하면이 동일 평면 상에 배치되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 소자(100)는 리드 프레임 등의 외부 전극에 칩 본딩 방식에 의해 탑재될 수 있게 되므로, 와이어 본딩 공정을 생략할 수 있게 되어 상기 발광 소자(100)를 패키징(packaging) 하는 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.The
또한, 실시예에 따른 발광 소자(100)는 상기 발광구조물(110)에서 생성되는 빛이 제1,2 전극(141,142)에 의해 흡수되는 것을 최소화하기 위해, 상기 제1 전극(141) 및 제2 전극(142) 주위에 상기 제1,2 반사층(130a,130b)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1,2 전극(141,142)을 향해 입사되는 빛들은 상기 제1,2 반사층(130a,130b)에 의해 반사되어 외부로 추출될 수 있게 되므로 발광 소자의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.In addition, the
또한, 실시예에 따른 발광 소자(100)는 상기 발광구조물(110)의 상면 및 외측면에 전극 구조가 형성되지 않고 상기 발광구조물(110)의 아래에 전극 구조가 형성되므로, 상기 발광구조물(110)의 상면 및 외측면 방향으로 추출되는 빛이 전극에 의해 흡수됨으로써 손실되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the
또한, 실시예에 따른 발광 소자(100)는 상기 발광구조물(110)에서 생성된 열이 상기 제1,2 전극(141,142)을 통해 원활히 외부 전원으로 방출될 수 있는 구조를 갖는다. 도 3에 도시된 것처럼, 상기 제1,2 전극(141,142)은 상기 발광 소자(100)의 배면의 대부분의 영역에 형성될 수 있으며, 상기 제1,2 전극(141,142)이 외부 전원에 직접 전기적으로 연결되므로, 상기 발광 소자(100)는 양호한 방열 효율을 가질 수 있다.In addition, the
또한, 실시예에 따른 발광 소자(100)는 상기 발광구조물(110)의 상부 영역에 상기 투광성 전극층(150)을 포함함으로써, 전류를 상기 발광구조물(110)에 스프레딩 시켜 전류가 상기 발광구조물(110) 내의 일부 영역으로만 편중되어 흐르는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 투광성 전극층(150)에 의해 상기 발광구조물(110)의 영역 중 실질적으로 발광에 기여하는 영역을 확장시킬 수 있으며, 이는 실시예에 따른 발광 소자(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the
이하, 실시예에 따른 발광 소자(100)에 대해 구성 요소를 중심으로 상세히 설명한다.Hereinafter, the
실시예에 있어서, 상기 발광구조물(110)은 3족 내지 5족 화합물 반도체, 예를 들어, AlInGaN, GaAs, GaAsP, GaP 계열의 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있으며, 상기 제1,2 도전형 반도체층(112,116)으로부터 제공되는 전자 및 정공이 상기 활성층(114)에서 재결합(Recombination) 됨으로써 빛 에너지를 생성할 수 있다.In example embodiments, the
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 원소의 화합물 반도체, 예를 들어, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함한다. 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The first
상기 제1 도전형 반도체층(112) 아래에는 상기 활성층(114)이 형성될 수 있다. 상기 활성층(114)은 제1 도전형 반도체층(112)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(116)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 화합물 반도체 재질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.The
상기 활성층(114)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성층(114)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층의 주기, 예를 들면 InGaN 우물층/GaN 장벽층 또는 InGaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.The
또한, 상기 활성층(114)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층이 형성될 수도 있으며, 상기 도전형 클래드층은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있다. In addition, a conductive clad layer may be formed on or under the
상기 활성층(114) 아래에는 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn 등과 같은 p형 도펀트를 포함한다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The second
한편, 상기 발광 구조물(110)은 상기 제2 도전형 반도체층(116) 아래에 n형 반도체층을 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 p형 반도체층이고, 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 n형 반도체층으로 구현될 수도 있다. 이에 따라 상기 발광 구조물(110)은 np 접합, pn 접합, npn 접합 및 pnp 접합 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.Meanwhile, the
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 상기 제1 전극(141), 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 상기 제2 전극(142)에 각각 전기적으로 연결되어 외부 전원으로부터 전자와 정공을 제공받을 수 있다. The first conductivity-
상기 제1 전극(141)은 상기 활성층(114) 및 상기 제2 도전형 반도체층(116)을 관통하여 적어도 상부 영역이 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
즉, 상기 제1 전극(141)은 상기 활성층(114) 및 상기 제2 도전형 반도체층(116)을 관통하는 제1 캐비티(118)에 형성될 수 있다.That is, the
상기 제1 전극(141)의 하부 영역은 상기 발광구조물(110)의 아래로 노출될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것처럼 상기 제1 전극(141)은 상기 발광구조물(110)의 배면으로 돌출될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The lower region of the
또한, 상기 제1 전극(141)은 다층 구조를 가질 수 있다. In addition, the
예를 들어, 상기 제1 전극(141)의 상부 영역을 이루는 제1층은 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 전기적으로 도통되기 위해 오믹 접촉을 형성하는 재질로 형성되고, 상기 제1 전극(141)의 하부 영역을 이루는 제3층은 외부 전극과 용이하게 접착될 수 있도록 접착력이 좋은 재질로 형성되고, 상기 제1층과 제3층 사이의 제2층은 층간 확산을 방지하는 Ni와 같은 확산 방지(diffusion barrier) 금속 재질 및 높은 전기 전도성을 갖는 Cu와 같은 금속 재질 중 적어도 하나를 포함하도록 형성될 수 있다.For example, the first layer constituting the upper region of the
즉, 상기 제1 전극(141)은 예를 들어, Cu, Ag, Al, Ni, Ti, Cr, Pd, Au 또는 Sn 등의 금속 재질로 이루어진 군에서 적어도 하나를 포함하도록 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.That is, the
또한, 상기 제1 전극(141)은 측면이 하면에 대해 수직하거나 경사지도록 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(141)이 형성되는 제1 캐비티(118)는 습식 식각 또는 건식 식각을 포함하는 식각 공정 또는 레이저 공정에 의해 형성되는데, 상기 공정들은 바닥면에 대해 수직하게 또는 경사지도록 상기 제1 캐비티(118)를 형성할 수 있다.In addition, the
도 4는 다른 실시예에 따른 발광 소자(100A)를 상면에서 바라본 도면이다.4 is a view of a
도 4를 참조하면, 상기 제1 전극(141)은 복수 개가 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(141)을 복수 개 형성함으로써 대 면적의 발광구조물(110)의 경우에도 전류를 원활히 퍼뜨릴 수 있다.Referring to FIG. 4, a plurality of
상기 제1 전극(141)은 도시된 것처럼 행과 열을 이루어 배치되거나, 기타 다양한 방법으로 배치될 수 있으며 이에 대해 한정하지는 않는다. The
또한, 복수 개의 상기 제1 전극(141) 각각의 주위에는 상기 제2 반사층(130b) 및 상기 절연층(120,125)이 형성될 수 있다.In addition, the second
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 발광구조물(110)의 상부 영역에는 상기 투광성 전극층(150)이 형성될 수 있다. Referring back to FIGS. 1 to 3, the
상기 투광성 전극층(150)은 전류를 상기 발광구조물(110)에 스프레딩 시켜 전류가 상기 발광구조물(110) 내의 일부 영역으로만 편중되어 흐르는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 투광성 전극층(150)에 의해 상기 발광구조물(110)의 영역 중 실질적으로 발광에 기여하는 영역을 확장시킬 수 있으며, 이는 실시예에 따른 발광 소자(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.The light
상기 투광성 전극층(150)은 상기 발광구조물(110)의 상면에 형성된 제1 투광성 전극층(151)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112)을 관통하여 상기 제1 투광성 전극층(151) 및 상기 제1 전극(141)을 전기적으로 연결하는 제2 투광성 전극층(152)을 포함할 수 있다.The light
상기 제1 투광성 전극층(151)은 상기 발광구조물(110)의 상면에 예를 들어 100nm 내지 500nm의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제1 투광성 전극층(151)은 전자빔(E-beam) 증착, 스퍼터링(Sputtering), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 중 적어도 하나의 증착 방법을 통해 비교적 균일한 두께를 가지도록 형성될 수 있다. The first
도 5 및 도 6은 상기 제1 투광성 전극층(151)의 다른 예를 나타내는 도면이다.5 and 6 are diagrams illustrating another example of the first light transmitting
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 투광성 전극층(151)의 상면에는 러프니스(roughness) 또는 패턴(111)이 형성될 수 있다. 5 and 6, a roughness or
도 5에 도시된 것처럼, 상기 러프니스 또는 패턴(111)은 상기 제1 투광성 전극층(151)의 상면에만 형성될 수 있다.As illustrated in FIG. 5, the roughness or
또는, 도 6에 도시된 것처럼, 상기 러프니스 또는 패턴(111)은 상기 발광구조물(110)의 상면 및 상기 제1 투광성 전극층(151)의 상면에 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(110)의 상면에 형성된 러프니스 또는 패턴을 따라 상기 제1 투광성 전극층(151) 상면에도 상기 러프니스 또는 패턴(111)이 형성될 수 있다. 다만, 상기 러프니스(111) 또는 패턴의 형상에 대해 한정하지는 않는다.Alternatively, as illustrated in FIG. 6, the roughness or
상기 러프니스 또는 패턴(111)은 습식 식각에 의해 랜덤하게 형성되거나, 패터닝 공정에 의해 패턴을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 러프니스 또는 패턴(111)은 소정의 주기를 가지도록 형성될 수 있는데, 상기 주기는 상기 발광구조물(110)에서 방출되는 빛의 파장에 따라 결정될 수 있다. 상기 러프니스 또는 패턴(111)은 예를 들어, 200nm 내지 3000nm의 주기를 갖는 광결정(photonic crystal) 구조일 수 있다.The roughness or
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제2 투광성 전극층(152)은 상기 제1 투광성 전극층(151)과 상기 제1 전극(141)을 전기적으로 연결할 수 있다.Referring back to FIGS. 1 to 3, the second
상기 제2 투광성 전극층(152)은 식각 공정 또는 레이저 드릴링 공정에 의해 상기 제1 도전형 반도체층(112)에 제2 캐비티를 형성하고, 상기 제2 캐비티에 전도성 물질을 충진함으로써 형성될 수 있다.The second
도 1에 도시된 것에 따르면, 상기 제2 투광성 전극층(152)의 측면은 상기 제1 투광성 전극층(151)에 대해 수직하게 형성되었다.As illustrated in FIG. 1, the side surface of the second light
하지만 도 7에 도시된 것처럼, 상기 제2 투광성 전극층(152)의 측면은 상기 식각 공정 또는 레이저 드릴링 공정에 따라 상기 제1 투광성 전극층(151)에 대해 경사지게 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 투광성 전극층(152)의 측면은 상기 제1 투광성 전극층(151)에 대해 30° 내지 80°의 경사(θ)를 가질 수 있다.However, as shown in FIG. 7, the side surface of the second
또한, 상기 제2 투광성 전극층(152)은 상기 제1 반사층(130a) 상에만 형성되지 않고, 상기 절연층(120,125) 상에도 더 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 투광성 전극층(152)의 직경에 대해 한정하지는 않는다.In addition, the second
상기 투광성 전극층(150)은 투광성 및 전기 전도성을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 구체적으로는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, Ni, Ag 또는 Au 중 하나 이상을 포함하여 단층 또는 다층 구조를 갖도록 형성할 수 있다.The
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제2 전극(142)은 상기 제2 도전형 반도체층(116) 아래에 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(142)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제1 전극(141)과 함께 상기 발광구조물(110)에 전원을 제공할 수 있다.1 to 3, the
상기 제2 전극(142)은 상기 제1 전극(141)과 전기적 쇼트를 방지하기 위해 소정의 간격이 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 간격은 10μm 내지 50μm 일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
또한, 상기 제2 전극(142)의 하면은 상기 제1 전극(141)의 하면과 동일 평면 상에 배치되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 소자(100)는 리드 프레임 등의 외부 전극에 칩 본딩 방식에 의해 탑재될 수 있다.In addition, a bottom surface of the
상기 칩 본딩 방식은 상기 제1 전극(141) 및 상기 제2 전극(142)과 외부 전극을 대향하고 이들을 솔더링 물질 또는 접합 금속을 이용해 본딩함으로써 전기적으로 연결하는 방식으로써, 와이어 본딩 공정이 불필요하게 되므로 상기 발광 소자(100)를 패키징(packaging) 하는 공정의 수율 및 효율성을 향상시킬 수 있다.The chip bonding method is a method in which the
또한, 상기 제2 전극(142)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전극(142)의 상부 영역을 이루는 제1층은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 전기적으로 도통되기 위해 오믹 접촉을 형성하는 재질로 형성되고, 상기 제2 전극(142)의 하부 영역을 이루는 제3층은 외부 전극과 용이하게 접착될 수 있도록 접착력이 좋은 재질로 형성되고, 상기 제1층과 제3층 사이의 제2층은 층간 확산을 방지하는 Ni와 같은 확산 방지(diffusion barrier) 금속 재질 및 높은 전기 전도성을 갖는 Cu와 같은 금속 재질 중 적어도 하나를 포함하도록 형성될 수 있다.In addition, the
즉, 상기 제2 전극(142)은 예를 들어, Cu, Ag, Al, Ni, Ti, Cr, Pd, Au 또는 Sn 등의 금속 재질로 이루어진 군에서 적어도 하나를 포함하도록 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.That is, the
한편, 도 3에 도시된 것처럼, 상기 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)은 실시예에 따른 발광 소자(100)의 배면의 대부분의 영역에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1,2 전극(141,142)은 상기 발광 소자(100)의 배면에 전극 간의 전기적 쇼트를 방지하기 위한 소정의 간격을 제외하고 형성될 수 있다. 다만, 상기 제1,2 전극(141,142)의 구조에 대해 한정하지는 않는다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the
따라서, 실시예에 따른 발광 소자(100)의 상면 및 외측면에는 전극 구조가 형성되지 않고 상기 발광 소자(100)의 배면에 전극 구조가 형성되므로, 상기 발광 소자(100)의 상면 및 외측면 방향으로 추출되는 빛이 전극 구조에 의해 흡수됨으로써 손실되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the electrode structure is formed on the upper surface and the outer surface of the
또한, 상기 제1,2 전극(141,142)은 실시예에 따른 발광 소자(100)의 배면의 대부분의 면적을 차지하므로, 상기 발광구조물(110)에서 생성된 열은 상기 제1,2 전극(141,142)을 통해 원활히 외부 전원으로 효과적으로 전달되어 방출될 수 있다.In addition, since the first and
또한, 상기 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)은 상기 발광구조물(110)을 지지하는 역할을 할 수 있다.In addition, the
상기 제1 전극(141) 및 상기 제2 전극(142) 주위에는 상기 제1,2 반사층(130a,130b)을 포함하는 반사층(130)이 형성될 수 있다. 상기 반사층(130)은 상기 발광구조물(110)로부터 입사되는 빛을 반사시킴으로써 상기 제1,2 전극(141,142)에 의해 흡수되는 빛을 최소화할 수 있다.The
상기 제1 반사층(130a)은 상기 제1 전극(141)의 적어도 상부 영역과 상기 제1 도전형 반도체층(112) 사이에 형성될 수 있다. The first
또한, 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 상기 제1 전극(141)이 오믹 접촉을 형성하지 않는 경우에는, 상기 제1 반사층(130a)의 재질은 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 오믹 접촉을 형성하는 재질로 선택될 수 있다.In addition, when the first
상기 제2 반사층(130b)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 상기 발광구조물(110) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 반사층(130b)은 연장되어 상기 제1 전극(141)의 측면 영역을 둘러싸도록 더 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 반사층(130b)은 상기 제1 전극(141)의 측면 영역 및 상기 제2 전극(142)의 상부 영역에 형성되어, 상기 활성층(114)으로부터 입사되는 빛을 반사시킴으로써 상기 발광 소자(100)의 광 추출 효율 향상에 기여할 수 있다.The second
또한, 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 상기 제2 전극(142)이 오믹 접촉을 형성하지 않는 경우에는, 상기 제2 반사층(130b)의 재질은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 오믹 접촉을 형성하는 재질로 선택될 수 있다.In addition, when the second
상기 제1 반사층(130a) 및 상기 제2 반사층(130b)은 예를 들어, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1,2 반사층(130a,130b)은 상기 금속 또는 합금과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수도 있으며, 예를 들어, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 형성될 수 있다.The first
상기 제1 반사층(130a)과 상기 제2 반사층(130b)은 서로 동일하거나 상이한 재질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The first
한편, 상기 제1 전극(141)은 상기 활성층(114) 및 상기 제2 도전형 반도체층(116)을 관통하도록 형성되고, 상부 영역은 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 전기적으로 연결되므로, 상기 제1 전극(141)의 측면에는 상기 발광구조물(110) 내의 전기적 쇼트를 방지하기 위한 상기 절연층(120,125)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 절연층(120,125)은 적어도 상기 제1 전극(141)의 측면 영역과 상기 발광구조물(110) 사이에 형성될 수 있다. Meanwhile, the
그런데, 상기 제1 전극(141)의 측면 영역과 상기 발광구조물(110) 사이에 상기 제2 반사층(130b)이 형성된 경우, 상기 절연층(120,125)은 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 반사층(130b) 사이의 전기적 쇼트 및 상기 제2 반사층(130b)과 상기 발광구조물(110) 사이의 전기적 쇼트를 방지하도록 형성되어야 한다.However, when the second
이 경우, 상기 절연층(120,125)은 상기 제2 반사층(130b)과 상기 발광구조물(110) 사이에 형성된 제1 절연층(120)과, 상기 제1 전극(141)의 측면 영역과 상기 제2 반사층(130b) 사이에 형성된 제2 절연층(125)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 절연층(125)은 상기 제1 전극(141)과 제2 전극(142) 사이에 배치된다. 즉, 상기 제2 반사층(130b)이 상기 절연층(120,125) 내부로 연장되어 형성된 구조가 됨으로써 상기 제2 반사층(130b)에 의한 반사 효과는 유지하면서 전기적 쇼트의 발생을 방지할 수 있다.In this case, the insulating
한편, 도 1에 도시된 것처럼, 상기 제1 절연층(120) 및 제2 절연층(125)의 상부 영역은 서로 접촉할 수 있다. 또한, 상기 제2 절연층(125)은 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142) 사이로 일부가 노출되도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142) 사이의 간격을 유지하고 발광 소자(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 간격은 10μm 내지 50μm 일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, upper regions of the first insulating
상기 절연층(120,125)은 투광성 및 전기 절연성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(120,125)은 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 또는 TiOx 중 적어도 하나로 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.The insulating
또한, 상기 제1 절연층(120) 및 제2 절연층(125)은 서로 동일하거나 상이한 재질로 형성될 수 있다. In addition, the first insulating
한편, 상기 절연층(120,125)은 도전성 물질로 형성된 상기 발광구조물(110)과 상기 제1 전극(141) 사이에 형성된 유전체 역할을 하며, 이에 따라, 캐패시터 성분(CD, 도 1 참조)이 발생할 수 있다.Meanwhile, the insulating
상기 커패시터 성분(CD)은 실시예에 따른 발광 소자(100)에 급격한 역방향 전압이 인가되어 정전기 방전(ESD, Electro Static Discharge)이 일어나는 경우에 상기 발광구조물(110)을 보호하는 내전압 효과를 갖는다. 이하, 이에 대해 상세히 설명한다.The capacitor component C D has a withstand voltage effect of protecting the
도 8은 실시예에 따른 발광 소자(100)를 회로도로 나타낸 도면이다.8 is a circuit diagram illustrating a
도 8을 참조하면, 상기 커패시터 성분(CD)은 상기 발광구조물(110)과 병렬로 연결된 것으로 나타낼 수 있다. 상기 커패시터 성분(CD)은 상기 발광구조물(110)과 상기 제2 반사층(130b) 사이 및 상기 제2 반사층(130b)과 상기 제1 전극(141) 사이에 나타나기 때문에, 상기 발광구조물(110)과 병렬로 나타나게 된다.Referring to FIG. 8, the capacitor component C D may be connected to the
상기 발광 소자(100)에 순 방향(Forward) 전압이 인가되는 경우, 전류는 상기 발광구조물(110)을 통해 흘러 빛을 발광한다. 하지만, 정전기 방전에 따라 역 방향(Reverse) 전압이 인가되는 경우 전류는 상기 커패시터 성분(CD)을 통해 적어도 일부가 흐를 수 있다. When forward voltage is applied to the
즉, 정전기 방전 시에 과다 전류 중 적어도 일부가 상기 커패시터 성분(CD)을 통해 흐르게 되므로, 상기 활성층(114)에 흐르는 전류량이 감소되어 결과적으로는 상기 활성층(114)이 breakdown에 의해 손상되는 것을 최소화할 수 있는 것이다.That is, since at least a part of the excess current flows through the capacitor component C D during electrostatic discharge, the amount of current flowing through the
이때, 정전기 방전에 따라 전압이 Reverse인 경우 Total capacitance(CTot)가 클수록 ESD stress로 인해 활성층으로 흐르는 전류는 작아져 정전기 방전에 따른 충격을 완화시킬 수 있다. 이를 수식으로 설명하면 아래와 같다.At this time, when the voltage is reversed according to the electrostatic discharge, the larger the total capacitance (C Tot ), the smaller the current flowing to the active layer due to the ESD stress, thereby alleviating the shock caused by the electrostatic discharge. This is explained by the formula below.
QDis=CESDVESD (QDis는 discharging 시의 전하량, CESD는 discharging 시의 커패시턴스)Q Dis = C ESD V ESD (Q Dis is the amount of charge at discharging, C ESD is the capacitance at discharging)
CTot=CD C Tot = C D
I=dQ/dt=△Q/τ=QDis/(RCTot) ∴ CTot ↑-> I ↓I = dQ / dt = △ Q / τ = Q Dis / (RC Tot ) ∴ C Tot ↑-> I ↓
즉, 정전기 방전에 따라 전압이 Reverse인 경우 Total capacitance(CTot) 즉, 상기 제1 전극(141)과 상기 발광구조물(110) 사이의 커패시터 성분(CD)이 클수록 ESD stress로 인해 활성층으로 흐르는 전류(I)는 작아져 충격을 완화시킬 수 있다.That is, when the voltage is reverse according to the electrostatic discharge, the total capacitance (C Tot ), that is, the larger the capacitor component (C D ) between the
따라서, 상기 커패시터 성분(CD)을 크게 하기 위해, 상기 절연층(120,125)을 형성하는 재질은 유전율(ε)이 높은 절연성 재질, 예를 들어 TiO2 로 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 이에 대해 한정하지는 않는다.Therefore, in order to increase the capacitor component C D , the material forming the insulating
도 9는 실시예에 따른 발광 소자(100)의 정전기 방전 시의 파형도이다.9 is a waveform diagram at the time of electrostatic discharge of the
도 9를 참조하면, 아래의 식과 같이 Pulse 파형은 푸리에 변환을 하게 되면 고주파 성분을 갖게 되며, Pulse 파형의 rising time (tr)이 가파를수록 고주파 성분의 크기는 증가한다.Referring to FIG. 9, as shown in the following equation, a pulse waveform has a high frequency component when the Fourier transform is performed, and as the rising time (t r ) of the pulse waveform is steep, the magnitude of the high frequency component increases.
Impedance: Z=ZR +jZIm (ZR 은 Real Impedance, j는 허수부 인자, ZIm은 커패시터로 인한 Impedance)Impedance: Z = Z R + jZ Im (Z R is Real Impedance, j is imaginary factor, Z Im is impedance due to capacitor)
Capacitor: ZIm,C=1/(jωCD),(단, ω=2πf)Capacitor: Z Im, C = 1 / (jωC D ), (ω = 2πf)
이것을 실시예에 따른 발광 소자(100)에 대입하면, 상기 발광 소자(100)에 정전기 방전에 의한 역전압이 급격하게 인가될수록 상기 커패시터 성분(CD)은 커지게 되고, 이에 따라 발광 소자(100)의 내전압 특성이 향상될 수 있다. 즉, 실시예에 따라, 급격한 과다 전류에 대한 내전압 특성이 향상된 발광 소자(100)가 제공될 수 있다.Substituting this into the
이하, 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 다만, 앞에서 설명한 것과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment will be described in detail. However, the description overlapping with the above description will be omitted or briefly described.
도 10 내지 도 19는 실시예에 따른 발광 소자(100)의 제조방법을 설명하는 도면이다.10 to 19 illustrate a method of manufacturing the
도 10을 참조하면, 기판(101) 상에 상기 발광구조물(110)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 10, the
상기 기판(101)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaN, Si, ZnO, AlN, GaAs, β-Ga2O3, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.The
상기 기판(101) 상에 상기 제1 도전형 반도체층(112), 상기 활성층(114) 및 상기 제2 도전형 반도체층(116)을 순차적으로 적층하여 상기 발광구조물(110)을 형성할 수 있다.The
상기 발광구조물(110)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
한편, 상기 기판(101)과 상기 제1 도전형 반도체층(112) 사이에는 두 층 사이의 격자 상수 및 열 팽창 계수 차이를 완화하고, 상기 발광구조물(110)의 결정성을 향상시키기 위해 버퍼층(미도시) 및 언도프트(Undoped) 반도체층(미도시)이 더 형성될 수도 있다.On the other hand, between the
도 11을 참조하면, 상기 발광구조물(110)을 선택적으로 제거하여, 상기 제1 도전형 반도체층(112)의 상면의 일부가 노출되도록 제1 캐비티(118)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 11, the
상기 제1 캐비티(118)는 습식 식각 및 건식 식각을 포함하는 식각 공정에 의해 형성되거나, 레이저 공정에 의해 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 상기 식각 공정 또는 레이저 공정에 의해 상기 제1 캐비티(118)의 내측면은 바닥면에 대해 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다.The
상기 제1 캐비티(118)는 상기 제2 도전형 반도체층(116) 및 상기 활성층(114)을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 노출되도록 형성될 수 있다.The
도 12를 참조하면, 상기 제1 캐비티(118)의 내측면에 상기 제1 절연층(120)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 12, the first insulating
상기 제1 절연층(120)은 전자빔(E-beam) 증착, 스퍼터링(Sputtering) 및 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등과 같은 증착 공정에 의해 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The first insulating
한편, 상기 증착 공정은 상기 제1 캐비티(118)에 마스크(미도시)를 형성한 후 진행될 수 있는데, 상기 마스크(미도시)의 형상에 따라 상기 제1 절연층(120)의 형상도 달라질 수 있다. Meanwhile, the deposition process may be performed after forming a mask (not shown) in the
도시된 것처럼, 예를 들어, 상기 제1 절연층(120)은 상기 제1 캐비티(118)의 내측면과, 상기 제1 캐비티(118)의 바닥면의 일부 영역과, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상면의 일부 영역에 형성될 수 있다.As illustrated, for example, the first insulating
도 13을 참조하면, 상기 제1 캐비티(118)의 바닥면에 상기 제1 반사층(130a)을 형성하고, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 상기 제2 반사층(130b)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 13, the first
또한, 상기 제2 반사층(130b)은 상기 제1 캐비티(118)에 형성된 상기 제1 절연층(120)의 내측에 더 형성될 수 있다.In addition, the second
상기 제1,2 반사층(130a,130b)은 전자빔(E-beam) 증착, 스퍼터링(Sputtering) 및 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등과 같은 증착 공정에 의해 형성되거나, 도금 공정에 의해 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The first and second
도 14를 참조하면, 상기 제1 캐비티(118) 내에 형성된 상기 제2 반사층(130b)의 내측을 감싸도록 상기 제2 절연층(125)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 절연층(125)은 상기 제2 반사층(130b) 상면에도 더 형성될 수 있다.Referring to FIG. 14, the second insulating
즉, 상기 제2 절연층(125)은 후속 공정에서 제2 전극(142)이 형성되는 상기 제2 반사층(130b) 상면의 일부 영역을 제외하고 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2 반사층(130b)으로 인해 전기적 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.That is, the second insulating
상기 제2 절연층(125)은 전자빔(E-beam) 증착, 스퍼터링(Sputtering) 및 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등과 같은 증착 공정에 의해 형성될 수 있으며, 상기 제1 절연층(120)과 동일한 방법에 의해 형성될 수도 있다.The second
도 15를 참조하면, 도 10의 발광 소자의 상면에 금속층(140)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 금속층(140)은 상기 제1 캐비티(118) 내부와 상기 제2 반사층(130b)의 상면에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 15, a
상기 금속층(140)은 전해 도금 및 무전해 도금 중 적어도 하나를 포함하는 도금 공정에 의해 형성되거나, 증착 공정에 의해 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
도 16을 참조하면, 상기 금속층(140)을 선택적으로 제거함으로써, 상기 제1 전극(141) 및 상기 제2 전극(142)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 16, the
예를 들어, 상기 제1,2 전극(141,142)은 상기 금속층(140) 상에 마스크(미도시)를 형성한 후, 상기 마스크(미도시)를 따라 식각 공정을 실시함으로써 형성될 수 있다. 다만, 이에 대해 한정하지는 않는다.For example, the first and
도 16 및 도 17을 참조하면, 상기 발광구조물(110) 아래에서 상기 기판(101)을 제거할 수 있다.16 and 17, the
상기 기판(101)은 레이저 리프트 오프(LLO, Laser Lift Off) 공정, 화학적 리프트 오프(CLO, Chemical Lift Off) 또는 물리적 연마 방법 중 적어도 하나의 방법에 의해 제거될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
또한, 제조 공정의 신뢰성을 위해 상기 금속층(140)이 형성된 후에 상기 기판(101)을 제거되는 것이 바람직하지만, 제조 공정의 순서에 대해 한정하지는 않는다.In addition, the
또한, 상기 기판(101)을 제거한 후, 노출된 상기 발광구조물(110)의 표면에는 잔존물을 제거하고, 광 추출 향상을 위한 러프니스 또는 패턴을 형성하기 위해 식각 공정이 실시될 수도 있다.In addition, after the
도 18을 참조하면, 상기 발광구조물(110)의 상기 제1 도전형 반도체층(112)을 선택적으로 제거하여 제2 캐비티(155)를 형성함으로써, 상기 제1 전극(141) 또는 상기 제1 반사층(130a)의 상면이 노출되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 18, the
상기 제2 캐비티(155)는 예를 들어, 식각 공정 또는 레이저 드릴링 공정 중 적어도 하나로 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다. The
또한, 상기 제2 캐비티(155)의 내측면은 상기 식각 공정 또는 레이저 드릴링 공정에 따라 수직하거나 경사지도록 형성될 수 있다.In addition, the inner surface of the
도 19를 참조하면, 상기 제2 캐비티(155) 및 상기 발광구조물(110)의 상면에 상기 투광성 전극층(150)을 형성함으로써 실시예에 따른 발광 소자(100)를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 19, the
상기 투광성 전극층(150)은 상기 발광구조물(110)의 상면에 형성된 제1 투광성 전극층(151)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112)을 관통하여 상기 제1 투광성 전극층(151) 및 상기 제1 전극(141)을 전기적으로 연결하는 제2 투광성 전극층(152)을 포함할 수 있다.The light
상기 투광성 전극층(150)은 전자빔(E-beam) 증착, 스퍼터링(Sputtering), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 중 적어도 하나의 증착 방법을 통해 형성되거나, 도금 방법에 의해 형성될 수 있으며 이에 대해 한정하지는 않는다.The
한편, 실시예에 따른 발광 소자 제조방법에 있어서, 상기 제1 전극(141)을 상기 투광성 전극층(150)에 앞서서 형성하는 것으로 설명하였으나, 상기 투광성 전극층(150)을 먼저 형성하고 상기 제1 전극(141)을 형성할 수도 있다.
Meanwhile, in the method of manufacturing a light emitting device according to the embodiment, the
<발광 소자 패키지><Light Emitting Device Package>
도 20은 실시예에 따른 발광 소자(100)를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도이다. 20 is a cross-sectional view of a light emitting device package including the
도 20을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 패키지 몸체(20)와, 상기 패키지 몸체(20)에 설치된 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과, 상기 패키지 몸체(20)에 설치되어 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과 전기적으로 연결되는 실시예에 따른 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(40)를 포함한다.Referring to FIG. 20, the light emitting device package according to the embodiment may include a
상기 패키지 몸체(20)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The
상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The
상기 제1,2 전극층(31,32) 중 어느 하나는 상기 패키지 몸체(20)를 관통하여 형성될 수도 있으며, 이는 상기 발광 소자(100)의 전극 구조에 따라 변형 가능하다.Any one of the first and second electrode layers 31 and 32 may be formed through the
상기 발광 소자(100)는 상기 패키지 몸체(20) 상에 설치되거나 상기 제1 전극층(31) 또는 제2 전극층(32) 상에 설치될 수 있다.The
상기 발광 소자(100)는 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. The
상기 몰딩부재(40)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(40)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The
상기 발광 소자 패키지는 상기에 개시된 실시 예들의 발광 소자 중 적어도 하나를 하나 또는 복수개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The light emitting device package may mount at least one of the light emitting devices of the above-described embodiments as one or more, but is not limited thereto.
또한, 상기 발광 소자 패키지는 COB(Chip On Board) 타입을 포함하며, 상기 패키지 몸체(20)의 상면은 평평하고, 상기 패키지 몸체(20)에는 복수의 발광 소자(100)가 설치될 수도 있다.In addition, the light emitting device package includes a chip on board (COB) type, the top surface of the
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다. A plurality of light emitting device packages according to the embodiment may be arranged on a substrate, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, or the like, which is an optical member, may be disposed on an optical path of the light emitting device package. The light emitting device package, the substrate, and the optical member may function as a light unit. Another embodiment may be implemented as a display device, an indicator device, or a lighting system including the semiconductor light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments, for example, the lighting system may include a lamp and a street lamp. .
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the above description has been made with reference to the embodiment, which is merely an example, and is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be illustrated as above without departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
100: 발광 소자 110: 발광구조물
112: 제1 도전형 반도체층 114: 활성층
116: 제2 도전형 반도체층 120: 제1 절연층
125: 제2 절연층 130a: 제1 반사층
130b: 제2 반사층 141: 제1 전극
142: 제2 전극 150: 투광성 전극층100: light emitting device 110: light emitting structure
112: first conductive semiconductor layer 114: active layer
116: second conductive semiconductor layer 120: first insulating layer
125: second insulating
130b: second reflective layer 141: first electrode
142: second electrode 150: translucent electrode layer
Claims (20)
상기 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되며, 하부 영역이 상기 발광구조물 아래로 노출되는 제1 전극;
상기 제1 전극의 측면 영역과 상기 발광구조물 사이에 형성된 제1 절연층;
상기 제2 도전형 반도체층 아래에 형성되고 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극; 및
상기 발광구조물의 상부 영역에 형성된 투광성 전극층을 포함하는 발광 소자.A light emitting structure comprising a first conductive semiconductor layer, an active layer under the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer under the active layer;
A first electrode penetrating the active layer and the second conductive semiconductor layer and electrically connected to the first conductive semiconductor layer, and a lower region of which is exposed below the light emitting structure;
A first insulating layer formed between the side region of the first electrode and the light emitting structure;
A second electrode formed under the second conductive semiconductor layer and electrically connected to the second conductive semiconductor layer; And
A light emitting device comprising a transmissive electrode layer formed on an upper region of the light emitting structure.
상기 투광성 전극층은 상기 발광구조물의 상면에 형성된 제1 투광성 전극층과, 상기 제1 도전형 반도체층을 관통하여 상기 제1 투광성 전극층 및 상기 제1 전극을 전기적으로 연결하는 제2 투광성 전극층을 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
The light transmissive electrode layer includes a first light transmissive electrode layer formed on an upper surface of the light emitting structure, and a second light transmissive electrode layer penetrating the first conductive semiconductor layer to electrically connect the first light transmissive electrode layer and the first electrode. device.
상기 투광성 전극층은 투광성 및 전기 전도성을 갖는 물질을 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
The light transmissive electrode layer includes a light emitting device including a material having transparency and electrical conductivity.
상기 투광성 전극층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, Ni, Ag 또는 Au 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.The method of claim 3,
The light transmissive electrode layer may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), indium gallium tin oxide (IGTO), A light emitting device comprising at least one of aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), gallium zinc oxide (GZO), IrOx, RuOx, Ni, Ag, or Au.
상기 제2 투광성 전극층은 상기 제1 투광성 전극층에 대해 수직한 발광 소자.The method of claim 2,
And the second light transmitting electrode layer is perpendicular to the first light transmitting electrode layer.
상기 제2 투광성 전극층의 측면은 상기 제1 투광성 전극층에 대해 경사를 갖는 발광 소자.The method of claim 2,
A side surface of the second light-transmitting electrode layer has a slope with respect to the first light-transmissive electrode layer.
상기 투광성 전극층의 두께는 100nm 내지 500nm인 발광 소자.The method of claim 2,
The light emitting device has a thickness of the light transmitting electrode layer is 100nm to 500nm.
상기 투광성 전극층의 상면에 러프니스 또는 패턴이 형성된 발광 소자.The method of claim 1,
A light emitting device having a roughness or a pattern formed on an upper surface of the light transmissive electrode layer.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 하면이 동일 평면 상에 배치된 발광 소자.The method of claim 1,
A light emitting device in which a lower surface of the first electrode and the second electrode are disposed on the same plane.
상기 제1 전극의 하면과 상기 제2 전극의 하면의 사이에 배치되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 격리하는 제2 절연층을 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
And a second insulating layer disposed between the lower surface of the first electrode and the lower surface of the second electrode to electrically isolate the first electrode and the second electrode.
상기 제1 전극과 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 제1 반사층을 포함하는 발광 소자. The method of claim 1,
A light emitting device comprising a first reflective layer between the first electrode and the first conductive semiconductor layer.
상기 제2 전극과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 제2 반사층을 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
A light emitting device comprising a second reflective layer between the second electrode and the second conductive semiconductor layer.
상기 제2 반사층은 상기 절연층 내부로 연장되어 상기 제1 전극의 측면 영역을 둘러싸도록 형성된 발광 소자.The method of claim 12,
The second reflective layer is formed to extend into the insulating layer to surround the side region of the first electrode.
상기 제1 전극은 상기 제1 전극의 상면이 상기 제1 도전형 반도체층의 내부에 위치하도록 연장되는 발광 소자.The method of claim 1,
The first electrode extends so that the top surface of the first electrode is positioned inside the first conductive semiconductor layer.
상기 발광구조물을 선택적으로 제거하여 상기 제1 도전형 반도체층의 상면의 일부가 노출되도록 제1 캐비티를 형성하는 단계;
상기 제1 캐비티의 내측면에 제1 절연층을 형성하는 단계;
상기 제1 캐비티의 내부 및 상기 발광구조물 상에 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층을 선택적으로 제거하여 전기적으로 격리된 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계;
상기 기판을 제거하는 단계; 및
상기 제1 도전형의 반도체층 아래에 투광성 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법.Sequentially stacking a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer on a substrate to form a light emitting structure;
Selectively removing the light emitting structure to form a first cavity to expose a portion of an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer;
Forming a first insulating layer on an inner side surface of the first cavity;
Forming a metal layer in the first cavity and on the light emitting structure;
Selectively removing the metal layer to form electrically isolated first and second electrodes;
Removing the substrate; And
A light emitting device manufacturing method comprising the step of forming a transparent electrode layer under the first conductive semiconductor layer.
상기 투광성 전극층을 형성하는 단계는,
상기 제1 도전형 반도체층을 관통하여 상기 제1 전극의 하면과 접하는 제2 캐비티를 형성하는 단계; 및
상기 제2 캐비티 및 상기 발광구조물 아래에 투광성 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법.16. The method of claim 15,
Forming the light transmitting electrode layer,
Forming a second cavity penetrating the first conductive semiconductor layer and in contact with a bottom surface of the first electrode; And
And forming a translucent electrode layer under the second cavity and the light emitting structure.
상기 제2 캐비티는 식각 공정 또는 레이저 드릴링 공정으로 형성되는 발광 소자 제조방법.17. The method of claim 16,
The second cavity is a light emitting device manufacturing method formed by an etching process or a laser drilling process.
상기 제1 절연층을 형성하는 단계 이후에,
상기 제1 캐비티의 바닥면에 제1 반사층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법. 16. The method of claim 15,
After the forming of the first insulating layer,
And forming a first reflective layer on the bottom surface of the first cavity.
상기 제1 절연층을 형성하는 단계 이후에,
상기 제2 도전형 반도체층의 상면 및 상기 제1 절연층의 내측에 제2 반사층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 캐비티에 형성된 상기 제2 반사층의 내측에 제2 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법.16. The method of claim 15,
After the forming of the first insulating layer,
Forming a second reflective layer on an upper surface of the second conductive semiconductor layer and inside the first insulating layer; And
And forming a second insulating layer inside the second reflective layer formed in the first cavity.
상기 패키지 몸체에 설치된 제1 전극층 및 제2 전극층; 및
상기 패키지 몸체에 설치되며, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층과 전기적으로 연결된 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지.Package body;
A first electrode layer and a second electrode layer provided on the package body; And
The light emitting device package of claim 1, wherein the light emitting device is installed on the package body, and includes the light emitting device of claim 1 electrically connected to the first electrode layer and the second electrode layer.
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