KR101288908B1 - Semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 전체적으로 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 광추출효율이 향상되고 전기적 연결의 신뢰성이 향상된 반도체 발광소자에 관한 것이다.The present disclosure generally relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly, to a semiconductor light emitting device having improved light extraction efficiency and improved reliability of electrical connection.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present disclosure is provided, and these are not necessarily meant to be known arts.
도 1은 종래의 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이다. 3족 질화물 반도체 발광소자는 기판(10; 예; 사파이어 기판), 기판(10) 위에 성장되는 버퍼층(20), 버퍼층(20) 위에 성장되는 n형 3족 질화물 반도체층(30), n형 3족 질화물 반도체층(30) 위에 성장되는 활성층(40), 활성층(40) 위에 성장되는 p형 3족 질화물 반도체층(50), p형 3족 질화물 반도체층(50) 위에 형성되는 전류확산 전도막(60), 전류확산 전도막(60) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(70), p형 3족 질화물 반도체층(50)과 활성층(40)이 메사 식각되어 노출된 n형 3족 질화물 반도체층(30) 위에 형성되는 n측 본딩 패드(80), 그리고 보호막(90)을 포함한다.1 is a view showing an example of a conventional Group III nitride semiconductor light emitting device. The III-nitride semiconductor light emitting device includes a substrate 10 (e.g., sapphire substrate), a
버퍼층(20)은 기판(10)과 n형 3족 질화물 반도체층(30) 사이의 격자상수 및 열팽창계수의 차이를 극복하기 위한 것이며, 미국특허 제5,122,845호에는 사파이어 기판 위에 380℃에서 800℃의 온도에서 100Å에서 500Å의 두께를 가지는 AlN 버퍼층을 성장시키는 기술이 기재되어 있으며, 미국특허 제5,290,393호에는 사파이어 기판 위에 200℃에서 900℃의 온도에서 10Å에서 5000Å의 두께를 가지는 Al(x)Ga(1-x)N (0≤x<1) 버퍼층을 성장시키는 기술이 기재되어 있고, 미국공개특허공보 제2006/154454호에는 600℃에서 990℃의 온도에서 SiC 버퍼층(씨앗층)을 성장시킨 다음 그 위에 In(x)Ga(1-x)N (0<x≤1) 층을 성장시키는 기술이 기재되어 있다. 바람직하게는 n형 3족 질화물 반도체층(30)의 성장에 앞서 도핑되지 않는 GaN층이 성장되며, 이는 버퍼층(20)의 일부로 보아도 좋고, n형 3족 질화물 반도체층(30)의 일부로 보아도 좋다.The
전류확산 전도막(60)은 p형 3족 질화물 반도체층(50) 전체로 전류가 잘 공급되도록 하기 위해 구비된다. 전류확산 전도막(60)은 p형 3족 질화물 반도체층(50)의 거의 전면에 걸쳐서 형성되며, 예를 들어, ITO, ZnO 또는 Ni 및 Au를 사용하여 투광성 전도막으로 형성되거나, Ag를 사용하여 반사형 전도막으로 형성될 수 있다.The current diffusion
p측 본딩 패드(70)와 n측 본딩 패드(80)는 전류의 공급과 외부로의 와이어 본딩을 위한 메탈 전극으로서, 예를 들어, 니켈, 금, 은, 크롬, 티타늄, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 알루미늄, 주석, 인듐, 탄탈륨, 구리, 코발트, 철, 루테늄, 지르코늄, 텅스텐, 몰리브덴으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 사용하여 형성될 수 있다.The p-
보호막(90)은 이산화규소와 같은 물질로 형성되며, 생략될 수도 있다.The
도 2는 미국 특허 제6,547,249호에 개시된 직렬연결된 LED (A, B)의 일 예를 나타내는 도면이다. 여러 가지 장점 때문에 도 2에 도시된 것과 같이 복수의 LED (A, B)가 직렬연결되어 사용된다. 예를 들어, 복수의 LED (A, B)를 직렬연결하면 외부 회로와 와이어 연결의 개수가 감소하며, 와이어로 인한 광흡수 손실이 감소된다. 또한, 직렬연결된 LED (A, B) 전체의 동작전압이 상승하기 때문에 전원 공급 회로가 보다 단순화될 수 있다.2 is a diagram illustrating an example of a series-connected LED (A, B) disclosed in US Pat. No. 6,547,249. Due to various advantages, a plurality of LEDs (A, B) are used in series as shown in FIG. For example, connecting a plurality of LEDs A and B in series reduces the number of external circuits and wire connections, and reduces the light absorption loss due to the wires. In addition, the power supply circuit can be simplified further because the operating voltage of the series-connected LEDs (A, B) all increases.
한편, 복수의 LED (A, B)를 직렬연결하기 위해서 인터커넥터(34)를 증착하여 이웃한 LED (A, B)의 p측 전극(32)과 n측 전극(32)을 연결한다. 그러나 복수의 LED (A, B)를 전기적으로 절연하는 분리(isolation) 공정에서 사파이어 기판(20)이 노출되도록 복수의 반도체층을 식각해야 하는데, 그 식각 깊이가 깊어서 시간이 오래 걸리고 단차가 크기 때문에 인터커넥터(34)를 형성하기가 어렵다.Meanwhile, in order to connect the plurality of LEDs (A, B) in series, an
단차를 완만하게 하기 위해 복수의 반도체층의 측면이 기판과 경사를 이루도록 형성되는 방법이 사용된다. 그러나 복수의 반도체층의 측면의 경사는 LED 내부로부터 기판측으로 반사되는 광량을 증가시켜 광손실이 증가되는 문제가 있다.In order to smooth the step, a method is used in which side surfaces of the plurality of semiconductor layers are formed to be inclined with the substrate. However, the inclination of the side surfaces of the plurality of semiconductor layers increases the amount of light reflected from the inside of the LED to the substrate side, thereby increasing the light loss.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).SUMMARY OF THE INVENTION Herein, a general summary of the present disclosure is provided, which should not be construed as limiting the scope of the present disclosure. of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 기판; 기판 위에서 서로 떨어져 위치하는 제1 발광부 및 제2 발광부;로서, 각각 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 제1 발광부 및 제2 발광부; 그리고 제1 발광부와 제2 발광부를 전기적으로 연결하는 연결 전극;을 포함하며, 연결 전극이 위치하며, 서로 대향하는 제1 발광부의 측면과 제2 발광부의 측면 중 적어도 하나에 있어서, 연결 전극에 의해 덮힌 측면 부분이 기판의 상면과 이루는 제1 사잇각이 덮이지 않은 측면이 기판의 상면과 이루는 제2 사잇각 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.According to one aspect of the present disclosure, a substrate; A first light emitting part and a second light emitting part positioned apart from each other on the substrate, each of the first light emitting part and the second light emitting part having an active layer for generating light by recombination of electrons and holes; And a connecting electrode electrically connecting the first light emitting part and the second light emitting part, wherein the connecting electrode is positioned and at least one of a side surface of the first light emitting part and a side surface of the second light emitting part that are opposite to each other. The semiconductor light emitting device is characterized in that the side surface portion covered by the first side angle which is not covered with the upper surface of the substrate is larger than the second side angle which is formed with the upper surface of the substrate.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.
도 1은 종래의 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 미국 특허 제6,547,249호에 개시된 직렬연결된 LED의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 도 3에 도시된 반도체 발광소자를 A-A 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면,
도 5는 도 3에 도시된 반도체 발광소자를 B-B 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면.FIG. 1 is a view showing an example of a conventional Group III nitride semiconductor light emitting device,
2 illustrates an example of a series-connected LED disclosed in US Pat. No. 6,547,249;
3 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
FIG. 4 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device shown in FIG. 3 taken along line AA,
5 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device illustrated in FIG. 3 taken along a line BB;
6 is a view showing another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
7 is a view showing still another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
8 illustrates another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing (s).
도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 반도체 발광소자를 A-A 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면이다.3 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A of the semiconductor light emitting device shown in Fig.
반도체 발광소자(500)는 기판(510), 제1 발광부(503), 제2 발광부(505) 및 연결 전극(502)을 포함한다. 제1 발광부(503) 및 제2 발광부(505)는 각각 복수의 반도체층을 포함한다. 복수의 반도체층은 버퍼층(520), 제1 반도체층(530), 활성층(540) 및 제2 반도체층(550)을 포함한다.The semiconductor
기판(510) 위에 버퍼층(520), 제1 반도체층(530), 활성층(540) 및 제2 반도체층(550)을 포함하는 복수의 반도체층이 형성된다. 기판(510) 위에 에피성장되는 반도체층들은 주로 유기금속기상성장법(MOCVD)에 의해 성장되며, 필요에 따라서 각 층들은 다시 세부 층들을 포함할 수 있다.A plurality of semiconductor layers including the
이후, 전기적 분리 공정에서 제1 발광부(503)와 제2 발광부(505)를 제외한 영역의 복수의 반도체층이 식각되어 제1 발광부(503) 및 제2 발광부(505)가 기판(510) 위에서 떨어져 형성된다. 여러 개의 반도체층을 제거하는 방법으로 건식식각 방법, 예를 들어 ICP(Inductively Coupled Plasma)이 사용될 수 있다.Subsequently, in the electrical separation process, the plurality of semiconductor layers in the regions except for the first
이하에서는 버퍼층(520), 제1 반도체층(530), 제2 반도체층(550) 및 활성층(540)이 III-V족 화합물 반도체로 형성된 경우로서, Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)으로 표현되는 3족 질화물 반도체로 형성된 경우를 예로 하여 설명한다.Hereinafter, when the
제1 반도체층(530)은 제1 도전형을 가지며, 제2 반도체층(550)은 제1 도전형과 다른 제2 도전형을 갖도록 구비된다. 본 예에서는, 예를 들어, 제1 반도체층(530)은 n형 질화물 반도체층(530; 예를 들어, n형 GaN층)으로, 제2 반도체층(550)은 p형 질화물 반도체층(550; 예를 들어, p형 GaN층)으로 사용한다.The
기판(510)은 동종기판으로 GaN계 기판, 이종 기판으로 사파이어 기판, SiC 기판 또는 Si 기판 등이 이용되지만, 3족 질화물 반도체층이 성장될 수 있는 기판이라면 어떠한 형태이어도 좋다.The
버퍼층(520)은 기판(510)과 3족 질화물 반도체 사이의 격자상수 및 열팽창계수의 차이를 극복하기 위한 것이다. 버퍼층(520)은, 예를 들어, 상기 III-V족 화합물 반도체로 이루어지며, 저온 버퍼층 및 저온 버퍼층 위에 형성된 un-GaN층을 포함한다.The
계속해서, 제1 발광부(503) 및 제2 발광부(505)의 p형 질화물 반도체층(550) 및 활성층(540)의 일부가 메사 식각되어 n형 질화물 반도체층(530)의 일부가 식각되어 노출된 n-접촉영역(532, 534)이 형성된다.Subsequently, a part of the p-type
이후, 추가의 식각 공정에 의해 서로 대향하는 제1 발광부(503)의 측면 및 제2 발광부(505)의 측면에 연결 전극(502)이 위치하는 측면 부분이 형성된다. 연결 전극(502)이 위치하는 제1 발광부(503)의 측면 부분은 연결 전극(502)과 마주하는 제1 면(504)을 포함하고, 연결 전극(502)이 위치하는 제2 발광부(505)의 측면 부분은 연결 전극(502)과 마주하는 제2 면(506)을 포함한다.Thereafter, a side portion of the first
예를 들어, 건식 식각 공정에 의해 제1 발광부(503)의 n-접촉영역(532)의 n형 질화물 반도체층(530)의 일부 가장자리 및 버퍼층(520)의 일부가 식각되어 제1 면(504)이 형성된다. 제1 발광부(503) 및 제2 발광부(505)로부터 노출된 기판(510)의 상면과 제1 면(504)은 제1 사잇각(593)을 이루며, 제1 사잇각(593)은 둔각으로 형성됨으로써 연결 전극(502)이 완만한 단차로 형성된다.For example, some edges of the n-type
제2 발광부(505)의 측면에 형성된 제2 면(506)은 바람직하게는 n형 질화물 반도체층(530)에 형성되며, 도 4에 도시된 예에서는 p형 질화물 반도체층(550), 활성층(540) 및 n형 질화물 반도체층(530) 및 버퍼층(520)에 형성된다. 제2 면(506)도 기판(510)의 상면과 제1 사잇각(593)을 이루도록 형성됨으로써 연결 전극(502)이 완만한 단차로 형성된다.The
계속해서, 스퍼터링(Sputtering)법, 전자빔 증작법(E-beam Evaporation), 열증착법(Thermal Evaporation) 등을 이용하여, 제1 발광부(503) 및 제2 발광부(505)의 p형 질화물 반도체층(550) 위에 전류확산 전도막(560)이 형성된다. 이와 다르게, 전류확산 전도막(560)을 형성한 후에 전술된 메사 식각 공정을 할 수도 있다. 전류확산 전도막(560)은 p형 질화물 반도체층(550) 전체적으로 전류밀도 균일성을 향상하여 면발광이 되도록 한다. 전류확산 전도막(560)은 주로 ITO, ZnO 또는 Ni/Au로 형성된다.Subsequently, the p-type nitride semiconductor of the first
이후, 제2 발광부(505)의 제2 면(506)에 SiO2, SiN2, SiNOx 등을 사용하여 절연체(590)가 형성된다. 절연체(590)는 기판(510) 및 제1 발광부(503)의 제1 면(504)까지 연장되어 형성되어도 무방하다.Thereafter, an
다음, 스퍼터링(Sputtering)법, 전자빔 증작법(Ebeam Evaporation), 열증착법(Thermal Evaporation) 등의 방법을 이용하여 전극이 형성된다.Next, an electrode is formed by a method such as a sputtering method, an electron beam evaporation method (Ebeam evaporation), or a thermal evaporation method.
n측 가지 전극(583)이 제1 발광부(503)의 n-접촉영역(532)에서 제1 면(504)의 인근에서 뻗도록 형성되고, n측 패드 전극(580) 및 n측 가지 전극(585)이 제2 발광부(505)의 n-접촉영역(534)에 형성된다. p측 패드 전극(570) 및 p측 가지 전극(573)이 제1 발광부(503)의 전류확산 전도막(560) 위에 형성되고, p측 가지 전극(575)이 제2 발광부(505)의 전류확산 전도막(560) 위에서 제2 면(506)의 인근에서 뻗도록 형성된다. 가지 전극 및 패드 전극의 형상 및 위치는 반도체 발광소자의 사이즈, 형상 등에 따라 변경되거나 삭제될 수 있다. the n
연결 전극(502)은 상기 전극들이 형성되는 공정에서 함께 형성된다. 연결 전극(502)은 제1 발광부(503)의 n형 질화물 반도체층(530)과 제2 발광부(505)의 p형 질화물 반도체층(550)을 전기적으로 연결한다. 따라서 제1 발광부(503)와 제2 발광부(505)는 연결 전극(502)에 의해 전기적으로 직렬연결된다. 연결 전극(502)은 제1 발광부(503)의 n-접촉영역(532)에서 n측 가지 전극(583)과 전기적으로 연결된다. 연결 전극(502)는 절연체(590) 위에서 제1 면(504), 기판(510) 및 제2 면(506)을 따라 제2 발광부(505)의 전류확산 전도막(560) 위로 연장되어 p측 가지 전극(575)과 전기적으로 연결된다.The
도 4에 도시된 것과 같이, 연결 전극(502)은 기판(510)의 상면과 제1 사잇각(593)을 이루는 제1 면(504) 및 제2 면(506)을 따라 형성되므로 경사가 완만한 단차로 형성된다. 따라서 연결 전극(502)의 형성이 용이하고, 연결 전극(502)의 단락 등의 불량이 감소하여 전기적 연결의 신뢰성이 향상된다.As shown in FIG. 4, the
도 5는 도 3에 도시된 반도체 발광소자를 B-B 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면이다.5 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device illustrated in FIG. 3 taken along the line B-B.
본 개시는 서로 대향하는 제1 발광부(503) 측면 및 제2 발광부(505)의 측면에 있어서, 연결 전극(502)에 의해 덮히는 측면 부분과 기판(510)의 상면이 이루는 각도가 연결 전극(502)에 의해 덮히지 않은 측면과 기판(510)의 상면 부분이 이루는 각도와 다르게 형성된다. 연결 전극(502)에 의해 덮히지 않은 측면과 기판(510)의 상면 부분이 이루는 각도는 제1 사잇각(593)과 다르기만 하면 무방하며 특별한 제한이 없다.In the present disclosure, an angle between a side portion of the first
본 예에서는 서로 대향하는 제1 발광부(503) 측면 및 제2 발광부(505)의 측면은 전술된 전기적 분리 공정에서 형성되며, 전술된 추가의 식각 공정은 연결 전극(502)이 형성되는 부분만 수행된다. 따라서 제1 발광부(503) 측면 및 제2 발광부(505)의 측면은 각각 기판(510)의 상면과 제2 사잇각(595)을 이룬다. 제2 사잇각(595)은 제1 사잇각(593)보다 작으며 대략 직각이 된다. 또는, 제2 사잇각(595)은 거의 직각에 가까운 둔각 또는 예각으로서 제1 사잇각(593)보다 작은 각이 될 수 있다. In this example, the side of the first
따라서 반도체 발광소자(500)는 연결 전극(502)이 위치하는 제1 면(504) 및 제2 면(506)을 제외한 제1 발광부(503) 측면 및 제2 발광부(505)의 측면에 광추출효율 향상을 위해 다양한 설계를 적용할 수 있는 장점이 있다.The semiconductor
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면이다.6 illustrates another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
반도체 발광소자(600)는 제1 발광부의 측면 및 제2 발광부의 측면을 식각하여 제2 사잇각(695)이 예각으로 형성된 것과, 제2 발광부(605)의 측면 중 연결 전극(602)에 의해 덮힌 부분이 계단형으로 형성된 것을 제외하고는 도 3, 4 및 5에서 설명된 반도체 발광소자(500)와 유사하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.The semiconductor
메사식각 공정에서 제2 발광부(605) 측면 중 연결 전극(602)이 위치하는 부분, 즉 제2 면(606)이 형성될 부분의 p형 질화물 반도체층(650) 및 활성층(640)을 식각하여 n형 질화물 반도체층(630)을 노출한다. 이후, 추가 식각 공정에 의해 제2 발광부(605)의 버퍼층(620) 및 제1 반도체층(630) 측면이 기판(610)의 상면과 제1 사잇각(693)을 이루고, 활성층(640) 및 p형 질화물 반도체층(650)의 측면이 기판(610)의 상면과 제1 사잇각(693)을 이루도록 형성된다. 따라서 제2 면(606)이 도 6에 도시된 것과 같이 계단형으로 형성된다. 계단형 제2 면(606)으로 인해 연결 전극(602)이 형성되는 단차가 더 낮게 되어 불량이 감소된다.In the mesa etching process, the p-type
p측 가지 전극(673), n측 가지 전극(685), n측 패드 전극, p측 패드 전극 및 연결 전극(602)을 형성한 이후, 제1 발광부(603) 측면 및 제2 발광부(605)의 측면을 식각하여 제1 발광부(603) 측면 및 제2 발광부(605)의 측면이 기판(610)의 상면과 제2 사잇각(695)을 이루도록 형성된다. 제2 사잇각(695)은 예각이다.After the p-
제1 발광부(603) 측면 및 제2 발광부(605)의 측면을 식각하는 방법으로 습식 식각 공정이 이용될 수 있다. 습식 식각에서, 예를 들어, 염산(HCl), 질산(HNO3), 불산(HF), 인산(H3PO4), BOE(Buffered Oxide Etchant) 등이 식각액으로 사용된다. 기판(610)과 버퍼층(620)의 계면은 서로 다른 물질 간의 계면이어서 불안정하여 식각이 일어난다. 한편, 절연체(690)에 의해 덮여 있는 제1 면(604) 및 제2 면(606)에서는 절연체(690)에 의해 버퍼층(620)과 기판(610)의 계면이 차폐되어 있다. 따라서 제1 면(604) 및 제2 면(606)은 습식 식각으로부터 보호되며 제1 사잇각(693)이 제2 사잇각(695)보다는 크게 유지된다.A wet etching process may be used to etch the side surfaces of the first
제1 발광부(603) 측면 및 제2 발광부(605)의 측면 중 제2 사잇각(695)을 이루는 측면 부분은 기판(610)의 상면과 접하는 측면의 하단으로부터 일부의 측면일 수 있으며, 식각의 정도에 따라 도 6과 같이 형성될 수도 있다.The side portion of the side of the first
도 6에 도시된 것과 같이, 제1 발광부(603)의 측면 및 제2 발광부(605)의 측면이 기판과 예각인 제2 사잇각(695)를 이룬다. 따라서 기판(610)측으로 반사되어 손실되는 광량이 감소하여 광추출효율이 향상된다. As shown in FIG. 6, the side of the first
이와 같이, 반도체 발광소자(600)는 연결 전극(602)이 형성되는 부분과 빛이 추출되는 부분에서 발광부의 측면의 경사를 다르게 하여 연결 전극(602)의 형성시 불량을 감소하고 광추출효율을 향상한다. As such, the semiconductor
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면이다.7 illustrates another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
반도체 발광소자(700)는 추가의 식각 공정이 삭제되고 제1 면(704) 및 제2 면(706)이 제1 발광부(703)와 제2 발광부(705)를 전기적으로 분리하는 식각 공정에서 형성되는 것을 제외하고는 도 6에서 설명된 반도체 발광소자(500)와 유사하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.In the semiconductor
전기적 분리 공정에서 건식식각에 의해 제1 발광부(703) 및 제2 발광부(705) 이외의 영역의 복수의 반도체층이 제거된다. In the electrical separation process, a plurality of semiconductor layers in regions other than the first
메사식각 공정 이후 추가의 식각 공정 없이 연결 전극(702)이 형성된다. 따라서 연결 전극(702)이 위치하는 제1 발광부(703)의 측면 부분, 즉 제1 면(704)과, 연결 전극(702)이 위치하는 제2 발광부(705)의 측면 부분, 즉 제2 면(706)은 기판(610)과 대략 90도와 같거나 큰 제1 사잇각(793)을 이룬다.After the mesa etching process, the
이후, 습식 식각 공정에 의해 제1 발광부(703)의 측면 및 제2 발광부(705)의 측면이 기판(710)의 상면과 90도보다 작은 제2 사잇각(795)을 이루도록 형성된다. Thereafter, the side surface of the first
연결 전극(702)의 단차가 문제가 되는 않는 경우나 단차 감소의 다른 방법이 적용되는 경우, 추가의 식각 공정을 생략하여 공정 수를 줄이는 이점이 있다. 또한, 제1 발광부(703)의 측면 및 제2 발광부(705)의 측면을 광추출에 유리하게 제2 사잇각(795)을 예각으로 형성하더라도 제1 면(704) 및 제2 면(706)이 기판(610)과 접하는 계면이 절연체(790)에 의해 습식 식각으로부터 보호되므로 연결 전극(702)의 형성에 문제가 발생하지 않는다.When the step of the
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면이다. 반도체 발광소자(900)는 제1 발광부(903)와 제2 발광부(905)가 연결전극(902)에 의해 전기적으로 병렬연결된 것과, 제1 발광부(903)의 측면과 제2 발광부(905)의 측면이 습식 식각되어 기판과 예각을 이루는 것을 제외하고는 도 3, 4 및 5에서 설명된 반도체 발광소자(500)와 유사하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.8 illustrates another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure. In the semiconductor
메사식각 공정으로 제1 발광부(903)의 n-접촉영역(932) 및 제2 발광부(905)의 n-접촉영역(934)이 형성되고, 추가의 식각 공정으로 제1 발광부(903)의 n-접촉영역(932)의 n형 질화물 반도체층(930) 및 버퍼층(920)에 제1 면(904)이 형성되고, 제2 발광부(905)의 n-접촉영역(934)의 n형 질화물 반도체층(930) 및 버퍼층(920)에 제2 면(906)이 형성된다.An n-
절연체(990)가 형성된 후, n측 패드 전극(980) 및 p측 패드 전극(971, 972)이 형성된다. 이와 함께 제1 면(904), 기판(910) 및 제2 면(906) 위의 절연체(990) 위에 연결 전극(902)을 형성하여 제1 발광부(903)의 n형 질화물 반도체층(930)과 제2 발광부(905)의 n형 질화물 반도체층(930)을 전기적으로 연결한다.After the
이후, 습식 식각 공정에 의해 제1 발광부(903)의 측면 및 제2 발광부(905)의 측면이 기판(910)의 상면과 예각을 이루도록 형성된다.Subsequently, a side surface of the first
도 9 및 도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면이다. 제1 발광부(1003)와 제2 발광부(1005)를 건식 식각을 통해 분리한 다음, n-접촉영역(1032,1034)을 건식 식각을 통해 형성한다. 엄밀하게는 또는 바람직하게는, 제1 발광부(1003) 및 제2 발광부(1004) 외곽 전체에 식각부(1035)가 형성된다. 이후, 도 5에서와 같은 전류확산 전도막(560)과 전극들(573,575,583,585 등)을 형성하는 것이 아니라, 절연체(1100)로 제1 발광부(1003), 제2 발광부(1005), 그리고 제1 발광부(1003)와 제2 발광부(1005) 사이의 공간을 덮는다. 도 9에서 제1 발광부(1003)와 제2 발광부(1005)에서 측면들이 수직하게 표시되어 있지만, 건식 식각의 조건에 따라, 그리고 일반적으로 제1 발광부(1003)와 제2 발광부(1005)가 사다리꼴 형상이 되도록 측면이 약간 경사지게 될 수 있다. 다음으로, 도 10에서와 같이, 습식 식각을 행하여, 측면(1120,1121)이 역사다리꼴 방향으로 경사지게 형성할 수 있다(연결 전극이 놓이는 측면보다 기판의 상면에 대하여 상대적으로 작은 각을 가지도록 형성할 수 있다.). 이후, 절연체(1100)를 제거하고, 도 7 내지 도 8에서와 같은 전극들을 형성한다. 연결 전극(702,902) 형성을 위한 추가의 식각공정은 필요에 따라 해도 좋고, 그렇지 않아도 좋다.9 and 10 are diagrams illustrating still another example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure. After separating the first
이하, 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described.
(1) 제2 사잇각은 직각이고, 제1 사잇각은 둔각인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(1) A semiconductor light emitting element, wherein the second angle is right angle and the first angle is obtuse angle.
(2) 제2 사잇각은 예각이고, 제1 사잇각은 둔각인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(2) The semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein the second angle is an acute angle and the first angle is an obtuse angle.
(3) 제2 사잇각은 예각이고, 제1 사잇각은 직각인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(3) A semiconductor light emitting element, wherein the second angle is an acute angle and the first angle is a right angle.
본 개시는 제1 사잇각이 90도보다 작으면서 제2 사잇각보다는 큰 경우도 포함한다.The present disclosure also includes a case where the first angle is smaller than 90 degrees and larger than the second angle.
(4) 연결 전극에 덮힌 제1 발광부의 측면 부분은 연결 전극과 마주하는 제1 면을 포함하고, 연결 전극에 덮힌 제2 발광부의 측면 부분은 연결 전극과 마주하는 제2 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(4) a side portion of the first light emitting portion covered by the connection electrode includes a first surface facing the connection electrode, and a side portion of the second light emitting portion covered by the connection electrode includes a second surface facing the connection electrode A semiconductor light emitting element.
(5) 제1 면 및 제2 면은 각각 제1 발광부 및 제2 발광부로부터 노출된 기판의 상면과 제1 사잇각을 이루는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(5) The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the first surface and the second surface form a first angle with the upper surface of the substrate exposed from the first light emitting portion and the second light emitting portion, respectively.
(6) 제1 발광부 및 제2 발광부는 각각 기판과 활성층 사이에 위치하는 버퍼층; 버퍼층과 활성층 사이에 위치하며, 제1 도전형을 가지는 제1 반도체층; 그리고 활성층 위에 위치하며, 제1 도전형과 다른 제2 도전형을 가지는 제2 반도체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(6) a first light emitting portion and a second light emitting portion, respectively, a buffer layer positioned between the substrate and the active layer; A first semiconductor layer disposed between the buffer layer and the active layer and having a first conductivity type; And a second semiconductor layer on the active layer, the second semiconductor layer having a second conductivity type different from the first conductivity type.
(7) 연결 전극에 의해 덮이는 제1 반도체층의 측면 부분 및 제2 반도체층의 측면 부분은 적어도 제1 반도체층의 측면 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(7) A semiconductor light emitting element, wherein the side portion of the first semiconductor layer and the side portion of the second semiconductor layer covered by the connection electrode include at least the side portion of the first semiconductor layer.
본 개시는 제1 면 및 제2 면이 기판의 상면과 접하는 경우뿐만 아니라 제1 면 및 제2 면이 버퍼층 상부까지만 형성되고, 버퍼층 하부가 대략 수직으로 기판과 만나는 경우도 포함한다.The present disclosure includes not only the case where the first surface and the second surface are in contact with the upper surface of the substrate but also the case where the first surface and the second surface are formed only to the upper part of the buffer layer and the lower part of the buffer layer meets the substrate substantially vertically.
(8) 연결 전극은 제1 발광부의 제1 반도체층과 제2 발광부의 제2 반도체층을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(8) The connecting electrode electrically connects the first semiconductor layer of the first light emitting part and the second semiconductor layer of the second light emitting part.
(9) 연결 전극은 제1 발광부의 제1 반도체층과 제2 발광부의 제1 반도체층을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(9) A connecting electrode electrically connects the first semiconductor layer of the first light emitting part and the first semiconductor layer of the second light emitting part.
(10) 제1 발광부 측면 및 제2 발광부의 측면 중 기판과 접하는 하단으로부터 일부가 습식 식각되어 기판과 제2 사잇각을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(10) A semiconductor light emitting device, characterized in that a part of the first light emitting part side and the second light emitting part side is wet-etched from the lower end contacting the substrate to form a second angle with the substrate.
(11) 연결 전극은 기판과 제1 사잇각을 이루는 제1 반도체층의 측면 부분을 따라 제1 발광부의 식각되어 노출된 제1 반도체층 위로 연장되고, 기판과 제2 사잇각을 이루는 제1 반도체층의 측면 부분 또는 활성층의 측면 부분 및 제2 반도체층의 측면 부분을 따라 제2 발광부의 제2 반도체층 위로 연장된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. (11) The connection electrode extends over the first semiconductor layer etched and exposed along the side surface portion of the first semiconductor layer that forms the first angle with the substrate, and the first semiconductor layer that forms the second angle with the substrate. A semiconductor light emitting element, characterized in that it extends over the second semiconductor layer of the second light emitting portion along the side portion or the side portion of the active layer and the side portion of the second semiconductor layer.
(12) 제1 발광부의 2 반도체층 및 활성층의 일부가 제거되어 노출된 제1 반도체층 위에서 뻗으며 연결 전극과 전기적으로 연결된 제1 가지 전극; 그리고 제2 발광부의 제2 반도체층 위에서 뻗으며 연결 전극과 전기적으로 연결된 제2 가지 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(12) a first branch electrode extending over the exposed first semiconductor layer by removing two semiconductor layers and a portion of the active layer of the first light emitting part and electrically connected to the connection electrode; And a second branch electrode extending over the second semiconductor layer of the second light emitting unit and electrically connected to the connection electrode.
(13) 적어도 연결 전극에 의해 덮힌 제2 발광부의 측면 부분과 연결 전극 사이에 형성된 절연체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And an insulator formed between at least a side portion of the second light emitting part covered by the connection electrode and the connection electrode.
(14) 제1 반도체층 및 제2 반도체층은 3족 질화물 반도체로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(14) A semiconductor light emitting element, wherein the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are made of a group III nitride semiconductor.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 연결 전극에 의해 덮히는 발광부의 측면 부분과 연결 전극에 의해 덮히지 않는 측면이 기판과 이루는 사잇각을 서로 다르게 성함으로써 연결 전극의 형성시 불량이 감소하고 발광부 측면의 설계가 더 자유롭게 된다.According to one semiconductor light emitting device according to the present disclosure, defects in formation of the connection electrode are reduced by forming different angles between the side surface of the light emitting part covered by the connection electrode and the side surface not covered by the connection electrode to form the substrate. The design of the light emitting side has more freedom.
500 : 반도체 발광소자 502 : 연결 전극
503, 505: 발광부 510 : 기판
520 : 버퍼층 540 : n형 질화물 반도체층
550 : p형 질화물 반도체층 560 : 전류확산 전도막
580 : n측 패드 전극 590 : 절연체
593 : 제1 사잇각 595 : 제2 사잇각500 semiconductor
503 and 505: light emitting unit 510: substrate
520: buffer layer 540: n-type nitride semiconductor layer
550: p-type nitride semiconductor layer 560: current diffusion conductive film
580: n-side pad electrode 590: insulator
593: 1st angle 595: 2nd angle
Claims (15)
기판 위에서 서로 떨어져 위치하는 제1 발광부 및 제2 발광부;로서, 각각 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 제1 발광부 및 제2 발광부; 그리고
제1 발광부와 제2 발광부를 전기적으로 연결하는 연결 전극;을 포함하며,
연결 전극이 위치하며 서로 대향하는 제1 발광부의 측면과 제2 발광부의 측면 중 적어도 하나는, 연결 전극에 의해 덮이는 측면 부분과 연결 전극에 의해 덮이지 않는 측면 부분을 포함하고,
연결 전극에 의해 덮이는 측면 부분은 기판의 상면과 제1 사잇각을 이루며,
연결 전극에 의해 덮이지 않는 측면 부분은 기판의 상면과 제2 사잇각을 이루고,
제1 사잇각은 제2 사잇각보다 더 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.Board;
A first light emitting part and a second light emitting part positioned apart from each other on the substrate, each of the first light emitting part and the second light emitting part having an active layer for generating light by recombination of electrons and holes; And
And a connection electrode electrically connecting the first light emitting part and the second light emitting part.
At least one of a side surface of the first light emitting portion and a side surface of the second light emitting portion where the connection electrode is positioned to face each other includes a side portion covered by the connection electrode and a side portion not covered by the connection electrode,
The side portion covered by the connecting electrode forms a first angle with the upper surface of the substrate,
The side portion not covered by the connecting electrode forms a second angle with the upper surface of the substrate,
And the first angle is larger than the second angle.
제2 사잇각은 직각이고, 제1 사잇각은 둔각인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
And a second angle of inclination and a first angle of obtuse.
제2 사잇각은 예각이고, 제1 사잇각은 둔각인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
And the second angle is an acute angle, and the first angle is an obtuse angle.
제2 사잇각은 예각이고, 제1 사잇각은 직각인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
And a second angle is an acute angle, and a first angle is a right angle.
서로 대향하는 제1 발광부의 측면과 제2 발광부의 측면은 모두, 연결 전극에 의해 덮이는 측면 부분과 연결 전극에 의해 덮이지 않는 측면 부분을 포함하고,
연결 전극에 의해 덮이는 측면 부분들은 기판의 상면과 제1 사잇각을 이루며,
연결 전극에 의해 덮이지 않는 측면 부분들은 기판의 상면과 제2 사잇각을 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
Both side surfaces of the first light emitting portion and the side surfaces of the second light emitting portion that are opposed to each other include a side portion covered by the connecting electrode and a side portion not covered by the connecting electrode,
Side portions covered by the connecting electrode form a first angle with the upper surface of the substrate,
The side portions not covered by the connecting electrode form a second angle with the upper surface of the substrate.
서로 대향하지 않는 나머지 제1 발광부의 측면들과 제2 발광부의 측면들은 기판의 상면과 제2 사잇각을 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. The method according to claim 5,
The side surfaces of the first light emitting portion and the side surfaces of the second light emitting portion that do not face each other form a second angle with the upper surface of the substrate.
제1 발광부 및 제2 발광부는 각각
기판과 활성층 사이에 위치하는 버퍼층;
버퍼층과 활성층 사이에 위치하며, 제1 도전형을 가지는 제1 반도체층; 그리고
활성층 위에 위치하며, 제1 도전형과 다른 제2 도전형을 가지는 제2 반도체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
The first light emitting part and the second light emitting part are respectively
A buffer layer located between the substrate and the active layer;
A first semiconductor layer disposed between the buffer layer and the active layer and having a first conductivity type; And
And a second semiconductor layer on the active layer, the second semiconductor layer having a second conductivity type different from the first conductivity type.
서로 대향하는 제1 발광부의 측면 및 제2 발광부의 측면은 각각 적어도 제1 반도체층의 측면 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method of claim 7,
The side surface of the first light emitting portion and the side surface of the second light emitting portion facing each other, each of the semiconductor light emitting device, characterized in that it comprises at least a side portion of the first semiconductor layer.
연결 전극은 제1 발광부의 제1 반도체층과 제2 발광부의 제2 반도체층을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method of claim 7,
And the connection electrode electrically connects the first semiconductor layer of the first light emitting portion and the second semiconductor layer of the second light emitting portion.
연결 전극은 제1 발광부의 제1 반도체층과 제2 발광부의 제1 반도체층을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method of claim 7,
The connection electrode electrically connects the first semiconductor layer of the first light emitting part and the first semiconductor layer of the second light emitting part.
제1 발광부 측면 및 제2 발광부의 측면 중 기판과 접하는 하단으로부터 일부가 습식 식각되어 기판과 제2 사잇각을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method of claim 7,
A portion of the side of the first light emitting part and the side of the second light emitting part is wet etched from the lower end in contact with the substrate is formed so as to form a second angle with the substrate.
연결 전극은 기판과 제1 사잇각을 이루는 제1 반도체층의 측면 부분을 따라 제1 발광부의 식각되어 노출된 제1 반도체층 위로 연장되고, 기판과 제2 사잇각을 이루는 제1 반도체층의 측면 부분 또는 활성층의 측면 부분 및 제2 반도체층의 측면 부분을 따라 제2 발광부의 제2 반도체층 위로 연장된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. The method according to claim 9,
The connection electrode extends over the first semiconductor layer etched and exposed along the side surface portion of the first semiconductor layer that forms the first angle with the substrate, and is a side portion of the first semiconductor layer that forms the second angle with the substrate, or A semiconductor light emitting element, characterized in that it extends over the second semiconductor layer of the second light emitting portion along the side portion of the active layer and the side portion of the second semiconductor layer.
제1 발광부의 제2 반도체층 및 활성층의 일부가 제거되어 노출된 제1 반도체층 위에서 뻗으며 연결 전극과 전기적으로 연결된 제1 가지 전극; 그리고
제2 발광부의 제2 반도체층 위에서 뻗으며 연결 전극과 전기적으로 연결된 제2 가지 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 9,
A first branch electrode extending over the exposed first semiconductor layer by removing a portion of the second semiconductor layer and the active layer of the first light emitting part and electrically connected to the connection electrode; And
And a second branch electrode extending over the second semiconductor layer of the second light emitting part and electrically connected to the connection electrode.
적어도 제2 발광부의 측면 부분과 연결 전극 사이에 형성된 절연체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
And an insulator formed between at least a side portion of the second light emitting portion and the connection electrode.
제1 반도체층 및 제2 반도체층은 3족 질화물 반도체로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
The first semiconductor layer and the second semiconductor layer is a semiconductor light emitting device, characterized in that consisting of a group III nitride semiconductor.
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