KR101154709B1 - 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 조명 시스템 - Google Patents

발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 조명 시스템 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 발광 소자는 전도성 지지부재; 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층이 상기 전도성 지지부재와 전기적으로 연결되는 발광부; 상기 발광부 상에 상기 제1 도전형 반도체층과 연결되는 전극; 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 발광부와 이격되는 정전기 보호부; 및, 상기 발광부의 제1 도전형 반도체층과 상기 정전기 보호부의 제2 도전형 반도체층을 전기적으로 연결하는 제1 연결층;을 포함하고 상기 발광부의 제1 도전형 반도체층은 상기 전극을 향하는 일면과 상기 전도성 지지부재를 향하는 타면을 포함하며, 상기 제1 연결층은 상기 발광부의 제1 도전형 반도체층의 타면에서 상기 제1 도전형 반도체층과 연결된다.

Description

발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 조명 시스템{LIGHT EMITTING DEVICE, METHOD FOR FABRICATING THE LIGHT EMITTING DEVICE, LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND LIGHTING SYSTEM}
본 발명은 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 조명 시스템에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자 및 그 제조방법, 발광 소자 패키지, 조명 시스템을 제공할 수 있다.
실시예는 수직형 반도체 발광 소자에 정전 보호 소자를 내장할 수 있는 발광 소자 및 그 제조방법, 발광 소자 패키지, 조명 시스템을 제공할 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자는 전도성 지지부재; 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층이 상기 전도성 지지부재와 전기적으로 연결되는 발광부; 상기 발광부 상에 상기 제1 도전형 반도체층과 연결되는 전극; 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 발광부와 이격되는 정전기 보호부; 및, 상기 발광부의 제1 도전형 반도체층과 상기 정전기 보호부의 제2 도전형 반도체층을 전기적으로 연결하는 제1 연결층;을 포함하고 상기 발광부의 제1 도전형 반도체층은 상기 전극을 향하는 일면과 상기 전도성 지지부재를 향하는 타면을 포함하며, 상기 제1 연결층은 상기 발광부의 제1 도전형 반도체층의 타면에서 상기 제1 도전형 반도체층과 연결된다.
실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 전도성 지지부재를 형성하는 단계; 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하고 상기 제2 도전형 반도체층이 상기 전도성 지지부재와 전기적으로 연결되도록 발광부를 형성하는 단계; 상기 발광부 상에 상기 제1 도전형 반도체층과 연결되는 전극을 형성하는 단계; 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하고 상기 발광부와 이격되도록 정전기 보호부를 형성하는 단계; 상기 발광부 및 정전기 보호부를 분리하고 상기 활성층과 인접한 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되도록 리세스를 형성하는 단계; 및, 상기 리세스에 의해 노출된 상기 발광부의 제1 도전형 반도체층과 상기 정전기 보호부의 제2 도전형 반도체층을 전기적으로 연결하는 제1 연결층;을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 패키지 몸체; 상기 패키지 몸체에 설치된 제1 전극층 및 제2 전극층; 및 상기 제1 전극층 및 제2 전극층에 전기적으로 연결된 발광 소자를 포함하고 상기 발광 소자는 전도성 지지부재; 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층이 상기 전도성 지지부재와 전기적으로 연결되는 발광부; 상기 발광부 상에 상기 제1 도전형 반도체층과 연결되는 전극; 상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 발광부와 이격되는 정전기 보호부; 및, 상기 발광부의 제1 도전형 반도체층은 상기 전도성 지지부재에 대향하는 면을 포함하고, 상기 전도성 지지부재에 대향하는 면과 상기 정전기 보호부의 제2 도전형 반도체층을 전기적으로 연결하는 제1 연결층;을 포함한다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자 및 그 제조방법, 발광 소자 패키지, 조명 시스템을 제공할 수 있다.
실시예는 수직형 반도체 발광 소자에 정전 보호 소자를 내장할 수 있는 발광 소자 및 그 제조방법, 발광 소자 패키지, 조명 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 반도체 발광소자를 나타낸 측 단면도
도 2 내지 도 14는 실시 예에 따른 반도체 발광소자 제조과정을 나타낸 도면
도 15는 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도
도 16은 실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 도시하는 도면
도 17은 실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 유닛의 사시도.
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.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 조명 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 반도체 발광소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 발광소자(100)는 발광부(101), 정전기 보호부(103), 상기 발광부(101) 및 정전기 보호부(103)를 지지하는 접합층(190) 및 전도성 지지부재(195)를 포함한다.
상기 발광부(101)는 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 제2 도전형 반도체층(130), 제1 오믹 접촉층(150), 전극(198)을 포함한다. 상기 정전기 보호부(103)는 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(122), 제2 도전형 반도체층(132), 제2 오믹 접촉층(152)을 포함한다.
발광 구조층(135)의 내측면에는 제1 보호막(140)이 형성되어 상기 발광부(101) 및 정전기 보호부(103)를 전기적으로 분리한다. 상기 제1 보호막(140)은 SiO2, Si3N4, Al2O3 및 TiO2 중 적어도 하나의 절연 물질 중에서 형성될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(130) 위의 내측 영역에는 제1 오믹 접촉층(150)이 형성되며, 상기 제2 도전형 반도체층(132) 위의 내측 영역에는 제2 오믹 접촉층(152)이 형성된다.
상기 제1 오믹 접촉층(150) 상에는 반사층(160)이 형성될 수 있다. 상기 반사층(160)은 상기 발광 구조층(135)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 주어, 상기 발광 소자(100)의 발광 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(110)에 일단이 연결되며, 상기 정전기 보호부(103)의 제2 오믹 접촉층(152)에 타단이 연결되는 제1 연결층(170)이 형성될 수 있다. 상기 제1 연결층(170)의 일단은 활성층(120)과 인접한 Ga-face GaN 영역에서 상기 제1 도전형 반도체층(110)과 연결될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(130) 및 상기 제2 도전형 반도체층(132) 위의 각 외측 영역과 상기 제1 보호막(140), 제1 연결층(170) 및 제2 오믹 접촉층(152) 위에는 보호부재(180)가 형성될 수 있다.
상기 보호부재(180)는 상기 발광 구조층(135) 및 상기 전도성 지지부재(195) 사이의 틈새로 수분 등이 침투되는 것을 방지하고 상기 발광부(101) 및 정전기 보호부(103)를 전기적으로 절연할 수 있다.
상기 보호부재(180), 반사층(160)의 상면과 제1 보호막(140)의 상면 및 측면에는 제2 연결층(185)이 형성된다. 상기 제2 연결층(185)은 상기 발광부(101)의 제2 도전형 반도체층(130)과 상기 정전기 보호부(103)의 제1 도전형 반도체층(112)을 전기적으로 연결한다.
상기 제1 연결층(170) 및 제2 연결층(185)에 의하여 발광부(101) 및 정전기 보호부(103)가 병렬로 연결된다.
상기 접합층(190)은 본딩층으로서, 상기 제2 연결층(185) 위에 형성되고, 상기 전도성 지지부재(195)와의 접착력을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 접합층(190) 위에는 전도성 지지부재(195)가 형성된다. 상기 전도성 지지부재(195)는 상기 발광 구조물(135)을 지지하며 상기 전극(198)과 함께 상기 발광 구조물(135)에 전원을 제공할 수 있다. 상기 전도성 지지부재(195)는 예를 들어, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, Sic 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도성 지지부재(195)의 두께는 상기 발광 소자(100)의 설계에 따라 달라질 수 있으나, 예를 들어, 30μm 내지 500μm의 두께를 가질 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해, 상기 전극(198)과 전도성 지지부재(195)를 통해 순 방향 바이어스를 공급하면, 반도체 발광소자(100)는 LED 영역에서 동작하게 된다. 또한 ESD와 같은 전압이 인가되면 상기 정전기 보호부(103)가 발광부(101)를 보호하게 된다. 여기서, 상기 정전기 보호부(103)는 상기 활성층(120)의 면적을 확보하기 위하여 상기 발광부(101)의 50% 미만의 크기로 형성될 수 있고, 바람직하게는 10~20%의 크기로 형성될 수 있다.
살펴본 바와 같이, 상기 발광부(101)와 정전기 보호부(103)는 발광 소자(100)의 내부에서 N-face GaN에 비해 상대적으로 결정성이 우수하여 열적으로 더 안정적인 Ga-face GaN이 제2 도전형 반도체층(132)과 제1 연결층(170)에 의해 전기적으로 연결되고, 제2 연결층(185)에 의해 제2 도전형 반도체층(130)과 제1 도전형 반도체층(112)이 전기적으로 연결되어 ESD는 정전기 보호부(103)로 통과하게 되므로, 발광부(101)를 보호할 수 있게 되어 발광 소자(100)의 신뢰성이 향상된다.
도 2 내지 도 14는 실시예에 따른 반도체 발광소자 제조과정을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 성장 기판(105) 상에 상기 발광 구조층(135)을 형성할 수 있다.
상기 성장 기판(105)은 예를 들어, 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 구조층(135)은 상기 성장 기판(105) 상에 상기 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120) 및 제2 도전형 반도체층(130)을 순차적으로 성장함으로써 형성될 수 있다.
상기 발광 구조층(135)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.
한편, 상기 발광 구조층(135) 및 상기 성장 기판(105) 사이에는 둘 사이의 격자 상수 차이를 완화하기 위해 버퍼층(미도시)이 형성될 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(110)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체로 화학식은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)이고, 예를 들어, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP 및 AlGaInP 중 적어도 하나로 선택될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(110)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 N형 도펀트를 포함한다. 상기 제1 도전형 반도체층(110)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(110)은 유기금속 화학 증착법에 의하여 형성될 수 있는데 챔버(Chamber) 내에서 가열된 상기 성장 기판(105) 상에 Ga 및 N을 주입하여 형성될 수 있다. 이 경우 상기 제1 도전형 반도체층(110) 내에서 상기 성장 기판(105)과 인접한 영역에는 상대적으로 N의 농도가 높은 N-face GaN이 형성될 수 있고, 상기 활성층(120)과 인접한 영역에는 상대적으로 Ga의 농도가 높은 Ga-face GaN이 형성될 수 있다. Ga-face GaN이 N-face GaN에 비해 격자상수가 상이한 상기 성장 기판(105)으로부터 이격하여 형성되므로 결정성이 우수하여 열적으로 더 안정적이다.
상기 제1 도전형 반도체층(110) 위에는 활성층(120)이 형성되며, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성층(120)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층의 주기, 예를 들면 InGaN 우물층/GaN 장벽층 또는 InGaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
상기 활성층(120)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있으며, 상기 도전형 클래드층은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있다.
상기 활성층(120) 위에는 제2 도전형 반도체층(130)이 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(130)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체로 화학식은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)이고, 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(130)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg, Be, Zn 등과 같은 P형 도펀트를 포함할 수 있다.
또한 상기 제2 도전형 반도체층(130) 위에는 제3 도전형 반도체층(미도시)을 형성할 수도 있다. 또한 상기 제1 도전형 반도체층(110)이 p형 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층(130)이 n형 반도체층으로 구현될 수도 있다. 여기서 제 3도전형 반도체층은 제2 도전형 반도체층이 n형 반도체층인 경우 p형 반도체층으로 형성되며, p형 반도체층인 경우 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 발광부(101)는 np 접합, pn 접합, npn 접합 및 pnp 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 상기 발광 구조층(135)의 일부가 식각되어 상기 제1 도전형 반도체층(110)의 Ga-face GaN이 노출되도록, 리세스(107)를 복수의 영역에 포함할 수 있다. 상기 리세스(107)에 의해 발광부(101) 및 정전기 보호부(103)로 분리된다. 즉, 상기 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 제2 도전형 반도체층(130)을 포함하는 발광부(101)와 상기 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(122), 제2 도전형 반도체층(132)을 포함하는 정전기 보호부(103)로 분리된다.
도 3에서는 상기 리세스(107)를 형성하는 발광 구조층(135)의 측면은 상기 발광 구조층(125)의 상면에 대하여 수직하게 형성되었으나 상기 리세스(107)의 폭이 상기 제2 도전형 반도체층(130)으로부터 상기 제1 도전형 반도체층(110)에 인접할수록 증가하거나 또는 감소하도록 사다리꼴 형상으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 리세스(107)는 상기 제1 도전형 반도체층(110)이 위치된 부분의 폭이 상기 제2 도전형 반도체층(130)이 위치된 부분의 폭보다 작게 형성될 수도 있다.
상기 리세스(107)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 리세스(107)를 형성하는 상기 발광 구조층(135)의 측면은 상기 리세스(107)의 바닥면과 수직하거나 경사지게 형성될 수 있고, 상기 발광 구조층(135)의 상면에 대하여 수직하거나 경사지게 형성될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 상기 리세스(107)를 형성하는 발광 구조층(135)의 내측면에 제1 보호막(140)이 형성된다. 상기 제1 보호막(140)은 SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 등의 절연 물질 중에서 형성될 수 있고, 상기 발광 구조층(135)이 전기적으로 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.
도 5를 참고하면 상기 발광부(101)의 상기 제2 도전형 반도체층(130)과 상기 정전기 보호부(103)의 제2 도전형 반도체층(132) 상에 각각 제1 오믹 접촉층(150) 및 제2 오믹 접촉층(152)을 형성한다.
상기 제1 및 제2 오믹 접촉층(150,152)은 각각 상기 제2 도전형 반도체층(130) 및 제2 도전형 반도체층(132)에 오믹 접촉되어 상기 발광 구조물(135)에 전원이 원활히 공급되도록 하며, 투광성 전도층과 금속을 선택적으로 사용할 수 있으며, 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, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다.
상기 발광부(101)의 상기 제1 오믹 접촉층(150) 내에는 상기 제2 도전형 반도체층(130)과 접촉하도록 전류 차단층(Current Blocking Layer, CBL)(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 전류 차단층은 상기 전극(198)과 수직 방향으로 적어도 일부가 중첩되도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 전극(198)과 나중에 설명될 전도성 지지부재(195) 사이의 최단 거리로 전류가 집중되는 현상을 완화하여 상기 발광 소자(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 전류 차단층은 전기 절연성을 갖는 재질, 상기 반사층(160) 또는 상기 접합층(190)보다 전기 전도성이 낮은 재질 및 상기 제2 도전형 반도체층(130)과 쇼트키 접촉을 형성하는 재질 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, ZnO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiOx, Ti, Al 및 Cr 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 전류 차단층은 상기 제1 오믹 접촉층(150)과 상기 제2 도전형 반도체층(130) 사이에 형성되거나, 상기 반사층(160)과 상기 제1 오믹 접촉층(150) 사이에 형성될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다음으로, 상기 발광 구조층(135)으로부터 입사되는 빛을 반사시키기 위해, 상기 제1 오믹 접촉층(150) 위에 반사층(160)을 형성할 수 있다. 상기 반사층(160)은 예를 들어, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또는, 상기 반사층(160)은 상기 금속 또는 합금과 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 구체적으로는, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni 또는 AZO/Ag/Ni 등으로 적층될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 발광부(101)의 제1 도전형 반도체층(110)과 상기 정전기 보호부(103)의 제2 도전형 반도체층(132)을 전기적으로 연결하는 제1 연결층(170)이 형성될 수 있다. 상기 제1 연결층(170)의 일단은 상기 리세스(107)에 의해 노출된 Ga-face GaN 영역에서 상기 제1 도전형 반도체층(110)과 연결될 수 있다.
상기 제1 연결층(170)은 전기 전도성이 좋은 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, Ti, Ni, Cr, Au 및 Cu 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지 않는다.
상기 제1 연결층(170)은 예를 들어, 전자빔(E-beam)증착, 스퍼터링(Sputtering), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있고 상기 성장 기판(105)을 레이저 리프트 오프 등의 방법에 의해 제거하기 이전에 형성되는 것이므로 공정이 용이하고 안정적으로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 발광부(101)의 상기 제2 도전형 반도체층(130) 및 상기 정전기 보호부(103)의 상기 제2 도전형 반도체층(132) 위의 각 외측 영역과 상기 제1 보호막(140)과 제1 연결층(170) 위에는 보호부재(180)가 형성될 수 있다. 상기 보호부재(180)는 외부로부터 상기 발광 소자(100)를 보호하고 상기 발광부(101) 및 정전기 보호부(103)를 전기적으로 절연할 수 있다.
상기 보호부재(180)는 전기 절연성을 갖는 재질, 상기 반사층(160) 또는 상기 접합층(190)보다 전기 전도성이 낮은 재질 및 상기 제2 도전형 반도체층(130)과 쇼트키 접촉을 형성하는 재질 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, ZnO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiOx, Ti, Al 및 Cr 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 발광부(101)의 제2 도전형 반도체층(130)과 상기 정전기 보호부(103)의 제1 도전형 반도체층(112)을 전기적으로 연결하기 위해 제2 연결층(185)이 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상기 제2 연결층(185)은 상기 반사층(160) 및 발광 소자(100)의 내부에 형성된 보호부재(180) 위에 형성되고, 상기 정전기 보호부(103) 측에 형성된 리세스(107)를 매립하도록 형성되었으나, 마스크를 이용하여 상기 정전기 보호부(103) 측에 형성된 리세스(107)를 매립하여 상기 정전기 보호부(103)의 상기 제1 도전형 반도체층(112) 및 상기 접합층(190)을 연결하도록 기둥형태로만 형성될 수도 있다.
상기 제2 연결층(185)은 예를 들어, Ti, Ni, W, WTi, Mo 및 Pt 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 제1 연결층(170) 및 제2 연결층(185)에 의하여 상기 발광부(101) 및 정전기 보호부(103)가 병렬로 연결된다.
다음으로 상기 제2 연결층(185) 위에 접합층(190)을 형성할 수 있다. 상기 접합층(190)은 이후에 형성되는 전도성 지지부재(195)와의 접착력을 강화시켜 줄 수 있고, 상기 접합층(190)은 배리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 및 Ta 중 적어도 하나를 포함하여 형성할 수 있다.
다음으로 상기 접합층(190) 위에 전도성 지지부재(195)를 형성할 수 있다. 상기 전도성 지지부재(195)는 상기 발광 구조물(135)을 지지하며 나중에 설명될 전극(198)과 함께 상기 발광 구조물(135)에 전원을 제공할 수 있다. 상기 전도성 지지부재(195)는 예를 들어, Cu, Au, Ni, Mo, Cu-W, AlSi 및 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, Sic 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 8의 발광 소자를 180도 뒤집은 후에, 상기 성장 기판(105)을 제거할 수 있다.
상기 성장 기판(105)은 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off) 또는 에칭 중 적어도 하나의 방법에 의해 제거될 수 있다.
상기 성장 기판(105)을 제거함에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층(110)의 표면이 노출될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 노출된 제1 도전형 반도체층(110) 상의 일부 영역에 제1 마스크(148)를 형성할 수 있다.
상기 제1 마스크(148)는 예를 들어, 포토 레지스트(Photo Resist) 또는 금속 재질 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 11을 참조하면, 상기 제1 도전형 반도체층(110)의 상면에 상기 광추출패턴(117)을 형성한다. 이때, 상기 제1 마스크(148)에 의해 가려지는 제1 도전형 반도체층(110) 상면의 영역을 제외하고 상기 광추출패턴(117)이 상기 발광부(101)의 상기 제1 도전형 반도체층(110)의 상면에 형성될 수 있다.
상기 광추출패턴(117)은 랜덤한 형상 및 배열을 갖거나, 원하는 형상 및 배열을 갖도록 형성될 수 있다.
랜덤한 형상을 갖는 광추출패턴(117)은, 상기 발광 구조물(135)의 상면에 웨트 에칭(wet etching)을 실시하거나, 표면을 연마하는 등의 물리적 방법을 통해 형성될 수 있다.
원하는 형상 및 배열을 갖는 광추출패턴(117)은, 상기 제1 도전형 반도체층(110)의 상면에 원하는 상기 광추출패턴(117)의 형상에 대응하는 패턴을 포함하는 패턴 마스크를 형성하고, 상기 패턴 마스크를 따라 에칭 공정을 실시함으로써 형성될 수 있다.
상기 광추출패턴(117)을 형성한 후에는, 상기 제1 마스크(148)를 제거할 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 광추출패턴(117)과 상기 정전기 보호부(103)의 상기 제1 도전형 반도체층(112) 위에 제2 마스크(149)를 형성할 수 있다. 상기 제2 마스크(149)는 상기 발광부(101)의 상기 제1 도전형 반도체층(110) 및 상기 정전기 보호부(103)의 상기 제1 도전형 반도체층(112)을 분리하는 한편 복수 개의 발광 소자를 개별 발광 소자 단위로 구분하기 위한 아이솔레이션(Isolation) 에칭을 실시하기 위해 형성될 수 있다.
상기 제2 마스크(149)는 예를 들어, 포토 레지스트(Photo Resist) 또는 금속 재질 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 13을 참조하면, 상기 제2 마스크(149)를 이용하여 상기 발광 구조물(135)의 칩 경계 영역(105)에 아이솔레이션 에칭을 실시하여 상기 발광부(101)의 상기 제1 도전형 반도체층(110) 및 상기 정전기 보호부(103)의 상기 제1 도전형 반도체층(112)을 분리하고 복수 개의 발광 소자를 개별 발광 소자 단위로 구분할 수 있다.
상기 아이솔레이션 에칭은 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 드라이 에칭 또는 KOH, H2SO4, H3PO4와 같은 에천트를 사용한 웨트 에칭을 사용하여 실시될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 14를 참조하면 상기 발광 구조물(135)의 상면과 상기 아이솔레이션 에칭에 의해 식각된 발광 구조물(135)의 내, 외측면에는 제2 보호막(197)이 형성될 수 있다. 제2 보호막(197)은 상기 발광 구조물(135)이 외부 전극 등과 전기적 쇼트를 일으키는 것을 방지할 수 있으며, 상기 발광부(101)의 상기 제1 도전형 반도체층(110) 및 상기 정전기 보호부(103)의 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 전기적 쇼트를 일으키는 것을 방지할 수 있다. 상기 제2 보호막(197)은 전기 절연성 및 투광성을 갖는 재질, 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4 및 Al2O3 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
다음으로 상기 발광부(101)의 상기 제1 도전형 반도체층(110) 위에 전극(198)을 형성할 수 있다. 상기 전극(198)은 상기 제1 도전형 반도체층(110)에 전류를 공급할 수 있다. 상기 전극(198)은 Ti, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag, Au, Hf, Pt, Ru 및 Au 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
도 14와 같이, 수직형 반도체 발광 소자(100)의 일 영역에는 발광부(101)가 형성되며, 타 영역에는 정전기 보호부(103)가 배치된다. 상기 발광부(101)와 정전기 보호부(103)는 상기 발광 소자(100)의 내부에서 상기 제1 연결층(170)에 의해 상기 발광부(101)의 제1 도전형 반도체층(110)에서 결정성이 우수하여 열적으로 더 안정적인 Ga-face GaN과 상기 정전기 보호부(103)의 제2 도전형 반도체층(132)이 전기적으로 연결되고, 상기 제2 연결층(185)에 의해 상기 발광부(103)의 제2 도전형 반도체층(130)과 상기 정전기 보호부(103)의 제1 도전형 반도체층(112)이 전기적으로 연결되어 정전기(ESD)는 정전기 보호부(103)로 통과하게 되므로, 발광부(101)를 보호할 수 있게 되어 발광 소자(100)의 신뢰성이 향상된다.
도 15는 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 15를 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 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(40)를 포함한다.
상기 패키지 몸체(20)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 측면이 경사면으로 형성된 캐비티를 가질 수 있다.
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.
상기 발광 소자(100)는 상기 패키지 몸체(20) 상에 설치되거나 상기 제1 전극층(31) 또는 제2 전극층(32) 상에 설치될 수 있다.
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. 실시예에서는 상기 발광 소자(100)가 상기 제1 전극층(31)과 와이어(50)를 통해 전기적으로 연결되고 상기 제2 전극층(32)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있다.
상기 몰딩부재(40)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(40)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
도 16은 실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 도시하는 도면이다. 다만, 도 16의 백라이트 유닛(1100)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 16을 참조하면, 상기 백라이트 유닛(1100)은 바텀 프레임(1140)과, 상기 바텀 프레임(1140) 내에 배치된 광가이드 부재(1120)와, 상기 광가이드 부재(1120)의 적어도 일 측면 또는 하면에 배치된 발광 모듈(1110)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광가이드 부재(1120) 아래에는 반사시트(1130)가 배치될 수 있다.
상기 바텀 프레임(1140)은 상기 광가이드 부재(1120), 상기 발광 모듈(1110) 및 상기 반사시트(1130)가 수납될 수 있도록 상면이 개구된 박스(box) 형성으로 형성될 수 있으며, 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 모듈(1110)은 기판(300)과, 상기 기판(300)에 탑재된 복수개의 실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 상기 복수개의 발광 소자 패키지(200)는 상기 광가이드 부재(1120)에 빛을 제공할 수 있다.
도시된 것처럼, 상기 발광 모듈(1110)은 상기 바텀 프레임(1140)의 내측면들 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 광가이드 부재(1120)의 적어도 하나의 측면을 향해 빛을 제공할 수 있다.
다만, 상기 발광 모듈(1110)은 상기 바텀 프레임(1140)의 아래에 배치되어, 상기 광가이드 부재(1120)의 밑면을 향해 빛을 제공할 수도 있으며, 이는 상기 백라이트 유닛(1100)의 설계에 따라 다양하게 변형 가능하므로 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광가이드 부재(1120)는 상기 바텀 프레임(1140) 내에 배치될 수 있다. 상기 광가이드 부재(1120)는 상기 발광 모듈(1110)로부터 제공받은 빛을 면광원화 하여, 표시 패널(미도시)로 가이드할 수 있다.
상기 광가이드 부재(1120)는 예를 들어, 도광판(LGP, Light Guide Panel) 일 수 있다. 상기 도광판은 예를 들어 PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나로 형성될 수 있다.
상기 광가이드 부재(1120)의 상측에는 광학 시트(1150)가 배치될 수도 있다.
상기 광학 시트(1150)는 예를 들어 확산 시트, 집광 시트, 휘도상승 시트, 및 형광 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 시트(1150)는 상기 확산 시트, 집광 시트, 휘도상승 시트 및 형광 시트가 적층되어 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 확산 시트(1150)는 상기 발광 모듈(1110)에서 출사된 광을 고르게 확산시켜주고, 상기 확산된 광은 상기 집광 시트에 의해 표시 패널(미도시)로 집광될 수 있다. 이때 상기 집광 시트로부터 출사되는 광은 랜덤하게 편광된 광인데, 상기 휘도상승 시트는 상기 집광 시트로부터 출사된 광의 편광도를 증가시킬 수 있다. 상기 집광 시트는 예를 들어, 수평 또는/및 수직 프리즘 시트일 수 있다. 또한, 상기 휘도상승 시트는 예를 들어, 조도 강화 필름(Dual Brightness Enhancement film) 일 수 있다. 또한, 상기 형광 시트는 형광체가 포함된 투광성 플레이트 또는 필름이 될 수도 있다.
상기 광가이드 부재(1120)의 아래에는 상기 반사시트(1130)가 배치될 수 있다. 상기 반사시트(1130)는 상기 광가이드 부재(1120)의 하면을 통해 방출되는 빛을 상기 광가이드 부재(1120)의 출사면을 향해 반사할 수 있다.
상기 반사시트(1130)는 반사율이 좋은 수지 재질, 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 17은 실시예들에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 유닛의 사시도이다. 다만, 도 17의 조명 유닛(1200)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 17을 참조하면, 상기 조명 유닛(1200)은 케이스 몸체(1210)와, 상기 케이스 몸체(1210)에 설치된 발광 모듈(1230)과, 상기 케이스 몸체(1210)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1220)를 포함할 수 있다.
상기 케이스 몸체(1210)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(1230)은 기판(300)과, 상기 기판(300)에 탑재되는 적어도 하나의 실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.
상기 기판(300)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(300)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.
상기 기판(300) 상에는 상기 적어도 하나의 실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)가 탑재될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(200)는 각각 적어도 하나의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 다이오드 및 자외선(UV, UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 발광 모듈(1230)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 다이오드의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다. 또한, 상기 발광 모듈(1230)에서 방출되는 광의 진행 경로 상에는 형광 시트가 더 배치될 수 있으며, 상기 형광 시트는 상기 발광 모듈(1230)에서 방출되는 광의 파장을 변화시킨다. 예를 들어, 상기 발광 모듈(1230)에서 방출되는 광이 청색 파장대를 갖는 경우 상기 형광 시트에는 황색 형광체가 포함될 수 있으며, 상기 발광 모듈(1230)에서 방출된 광은 상기 형광 시트를 지나 최종적으로 백색광으로 보여지게 된다.
상기 연결 단자(1220)는 상기 발광 모듈(1230)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 도 17에 도시된 것에 따르면, 상기 연결 단자(1220)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1220)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
상술한 바와 같은 조명 시스템은 상기 발광 모듈에서 방출되는 광의 진행 경로 상에 광가이드 부재, 확산 시트, 집광 시트, 휘도상승 시트 및 형광 시트 중 적어도 어느 하나가 배치되어, 원하는 광학적 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 실시예들에 따른 조명 시스템은 실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함함으로써 광 효율이 향상될 수 있다.
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.
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.

Claims (20)

  1. 전도성 지지부재;
    상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층이 상기 전도성 지지부재와 전기적으로 연결되는 발광부;
    상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하는 정전기 보호부;
    일단은 상기 발광부의 상기 제1 도전형 반도체층의 측면과 전기적으로 연결되고, 타단은 상기 정전기 보호부의 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 연결층; 및
    상기 발광부의 측면과 상기 정전기 보호부의 측면에 위치되는 보호막을 포함하는 발광 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 연결층은 Ti, Ni, Cr, Au및 Cu 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 발광부의 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 전도성 지지 부재 사이 그리고 상기 정전기 보호부의 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 전도성 지지 부재 사이에 제1 및 제2 오믹 접촉층을 더 포함하는 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 발광부의 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 정전기 보호부의 상기 제1 도전형 반도체층을 전기적으로 연결하는 제2 연결층;을 더 포함하는 발광 소자.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 연결층은 Ti, Ni, W, WTi, Mo및 Pt 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정전기 보호부는 상기 발광부의 10 내지 20%의 크기를 갖는 발광소자.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제2 연결층과 상기 발광부의 상기 제1 오믹 접촉층 사이에 반사층을 더 포함하는 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 연결층은 상기 반사층 및 상기 제1 오믹 접촉층 중 하나의 층에 접촉되는 발광 소자.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 정전기 보호부와 상기 제1 연결층 상에 보호 부재를 포함하고, 상기 제2 연결층은 상기 보호 부재를 커버하는 발광 소자.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 제2 연결층은 상기 발광부의 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 전도성 지지 부재 사이에 형성되는 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결층을 각각 둘러싸는 절연 물질을 더 포함하는 발광 소자.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 제2 연결층의 일측은 상기 정전기 보호부의 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 배치되는 발광 소자.
  14. 전도성 지지부재;
    상기 전도성 지지부재 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광부;
    상기 전도성 지지부재상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 정전기 보호부;
    상기 제2 도전형 반도체층의 Ga-face 면이 노출되도록 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하는 제1 및 제2 리세스;
    상기 제1 리세스의 측면 및 상기 제2 리세스의 측면의 둘레에 제1 및 제2 보호막;
    상기 제1 보호막과 접촉하여, 일단은 상기 발광부의 상기 제1 도전형 반도체층의 측면과 전기적으로 연결되고, 타단은 상기 정전기 보호부의 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결된 제1 연결층;
    를 포함하는 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 보호막의 측면에 접촉하여 상기 발광부의 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 정전기 보호부의 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 연결된 제2 연결층을 더 포함하는 발광 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 연결층의 일측은 상기 정전기 보호부의 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 배치되는 발광 소자.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 연결층과 상기 전도성 지지부재 사이에 접합층을 더 포함하는 발광 소자.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 전도성 지지 부재와 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 반사층 및 오믹 접촉층 중 어느 하나의 층을 더 포함하는 발광 소자.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결층은 전도성 금속 물질을 포함하는 발광 소자.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제1 연결층과 상기 정전기 보호부의 상기 제1 도전형 반도체층 상에 보호 부재를 더 포함하는 발광 소자.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8334898B1 (en) * 2011-07-26 2012-12-18 ByteLight, Inc. Method and system for configuring an imaging device for the reception of digital pulse recognition information
US8497146B2 (en) * 2011-08-25 2013-07-30 Micron Technology, Inc. Vertical solid-state transducers having backside terminals and associated systems and methods
DE102011084363B4 (de) * 2011-10-12 2022-12-22 Pictiva Displays International Limited Organische Leuchtdiode
KR101956056B1 (ko) * 2012-06-04 2019-03-11 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템
CN103489965A (zh) * 2012-06-13 2014-01-01 联胜光电股份有限公司 具反射镜保护层的发光二极管
JP6239311B2 (ja) * 2012-08-20 2017-11-29 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 発光素子
US20140091330A1 (en) * 2012-10-02 2014-04-03 Helio Optoelectronics Corporation Led package structure with transparent electrodes
KR102065390B1 (ko) * 2013-02-15 2020-01-13 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛
DE102013103079A1 (de) * 2013-03-26 2014-10-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
US20170277149A1 (en) * 2013-10-22 2017-09-28 Lite-On Technology Corporation Control device with automatic adjustment
DE102014107555A1 (de) * 2014-05-28 2015-12-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Elektrische Kontaktstruktur für ein Halbleiterbauelement und Halbleiterbauelement
KR102224245B1 (ko) * 2015-01-26 2021-03-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지, 및 이를 포함하는 조명시스템
CN107437542B (zh) * 2017-07-31 2023-05-05 广东工业大学 一种紫外led芯片及其制备方法
US11508715B2 (en) * 2020-04-24 2022-11-22 Creeled, Inc. Light-emitting diode chip with electrical overstress protection

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007512689A (ja) 2003-11-28 2007-05-17 オスラム　オプト　セミコンダクターズ　ゲゼルシャフト　ミット　ベシュレンクテル　ハフツング 保護ダイオードを備えた発光半導体素子

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000208822A (ja) * 1999-01-11 2000-07-28 Matsushita Electronics Industry Corp 半導体発光装置
KR100431760B1 (ko) 2001-08-08 2004-05-17 삼성전기주식회사 AlGaInN계 반도체 엘이디(LED) 소자 및 그 제조 방법
EP1516368B1 (fr) * 2002-06-25 2008-01-23 Commissariat A L'energie Atomique Imageur
KR100448350B1 (ko) * 2004-03-13 2004-09-14 에피밸리 주식회사 Ⅲ-질화물계 발광 다이오드 및 그 제조 방법
JP2005311089A (ja) * 2004-04-22 2005-11-04 Fuji Xerox Co Ltd 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置
KR20060062715A (ko) * 2004-12-06 2006-06-12 삼성전기주식회사 정전방전 보호 다이오드를 구비한 ＧａＮ 계열 반도체발광 소자
US7436039B2 (en) * 2005-01-06 2008-10-14 Velox Semiconductor Corporation Gallium nitride semiconductor device
KR100665116B1 (ko) 2005-01-27 2007-01-09 삼성전기주식회사 Ｅｓｄ 보호용 ｌｅｄ를 구비한 질화갈륨계 발광 소자 및그 제조 방법
KR100706952B1 (ko) 2005-07-22 2007-04-12 삼성전기주식회사 수직 구조 질화갈륨계 발광다이오드 소자 및 그 제조방법
DE102007022947B4 (de) * 2007-04-26 2022-05-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
KR101428085B1 (ko) 2008-07-24 2014-08-07 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
DE102009006177A1 (de) * 2008-11-28 2010-06-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender Halbleiterchip
KR20100067441A (ko) 2008-12-11 2010-06-21 삼성엘이디 주식회사 정전기 보호 기능을 갖는 수직구조 반도체 발광소자
KR101047801B1 (ko) 2008-12-29 2011-07-07 엘지이노텍 주식회사 발광 디바이스 패키지 및 그 제조방법
KR20100078521A (ko) 2008-12-30 2010-07-08 주식회사 현암 에이시용 풀칼라 엘이디 연등 전구
KR101039896B1 (ko) * 2009-12-03 2011-06-09 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007512689A (ja) 2003-11-28 2007-05-17 オスラム　オプト　セミコンダクターズ　ゲゼルシャフト　ミット　ベシュレンクテル　ハフツング 保護ダイオードを備えた発光半導体素子

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