KR101354981B1 - 질화물 반도체 발광 다이오드 - Google Patents
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Abstract
균일한 전류 전달을 이루어 유효한 발광 면적을 최대한 확보하여 휘도를 향상시킬 수 있는 전극 패드와 전극 패드에 연결된 다수의 전극 핑거를 구비한 질화물 반도체 발광 다이오드에 관한 것이다.
본 발명에 따른 질화물 반도체 발광 다이오드는 기판 상에 순차적으로 형성된 제 1 도전형 반도체 물질로 형성된 제 1 클래드층, 다중 양자 우물 구조의 활성층 및 제 2 전도성 반도체 물질로 형성된 다층 구조의 제 2 클래드층을 포함하되, 상기 제 2 클래드층의 상부면 양측에 형성된 p-전극 패드; 및 상기 제 1 클래드층의 노출 영역에서 상기 p-전극 패드 각각에 동일한 이격 거리로 마주하여 배치되는 적어도 하나의 n-전극 패드를 포함하고, 상기 p-전극 패드 각각은 상기 n-전극 패드 방향으로 연장된 적어도 하나의 p-전극 핑거가 연결되며, 상기 n-전극 패드는 상기 p-전극 핑거에 마주하여 교차 배치되는 다수의 n-전극 핑거가 연결된다.
본 발명에 따라 p-전극 패드와 n-전극 패드에 주입된 전류가 다수의 p-전극 핑거 및 다수의 n-전극 핑거를 통해 균일하게 전달되어 발광을 위한 유효한 발광 면적을 향상시키는 발광 다이오드를 획득할 수 있다.
전극 핑거, 질화물 반도체 발광 다이오드, 전극 패드
Description
본 발명은 질화물 반도체 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히 균일한 전류 전달을 이루어 유효한 발광 면적을 최대한 확보하여 휘도를 향상시킬 수 있는 전극 패드와 전극 패드에 연결된 다수의 전극 핑거를 구비한 질화물 반도체 발광 다이오드에 관한 것이다.
일반적으로, 질화물 반도체 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 전자와 홀의 재결합을 기초로 발광하는 반도체 소자로서, 광통신, 전자기기 등에서 광원으로 널리 사용되는 것이다.
상기 발광다이오드에 있어서, 발광되는 광의 주파수(혹은 파장)은 반도체소자에 사용되는 재료의 밴드 갭 함수로서, 작은 밴드 갭을 갖는 반도체 재료를 사용하는 경우 낮은 에너지와 긴 파장의 광자가 발생되고, 넓은 밴드 갭을 갖는 반도체 재료를 사용하는 경우 짧은 파장의 광자가 발생한다.
예를 들어, AlGaInP 물질은 적색 파장의 광을 발생시키고, 실리콘 카바이드(SiC)와 Ⅲ족 질화물계 반도체, 특히 GaN는 청색 또는 자외선 파장의 광을 발생시킨다.
그 중에서, 갈륨계 발광다이오드는 GaN의 벌크 단결정체를 형성할 수 없기 때문에, GaN 결정의 성장에 적합한 기판을 사용하여야 하며, 대표적으로 사파이어 기판이 사용된다.
도 1a와 도1b는 종래의 플립-칩 구조의 발광 다이오드의 상면도 및 그 발광다이오드의 A-A 단면도를 각각 도시한 도면으로서, 종래의 발광 다이오드(20)는 예를 들어 사파이어기판(21)의 상면에 순차적으로 버퍼층(22), n형 GaN 클래드층(23a), 활성층(23b), p형 GaN 클래드층(23c)이 형성되며, 이와 같이 형성된 활성층(23b)과 p형 GaN 클래드층(23c)를 건식 에칭하여, n형 GaN 클래드층(23a)의 일부를 노출시킨 후, 노출된 n형 GaN 클래드층(23a)의 상부에는 n측 전극(26), 에칭되지 않은 p형 GaN 클래드층(23c)의 상부에는 투명전극(24)을 개재한 후 p측 전극(25)을 형성한다.
이후, p측 전극(25)과 n측 전극(26) 상에 각각 Au 또는 Au 합금으로 된 마이크로범퍼(microbump)(27,28)을 형성한다.
상기 발광 다이오드(20)는 도 1b에서 뒤집힌 상태에서 마운트 기판 또는 리드 프레임 등에 마이크로 범퍼(27,28)를 본딩 공정을 통해 장착한다.
이와 같은 종래의 발광 다이오드는 기판과 일체로 형성되어 전기적 접속을 위해 요구되는 면적을 줄일 수는 있으나, 최적의 균일한 전류 흐름을 얻지는 못하여, 발광 다이오드의 동작시 공급되는 전류가 일부 부분으로 집중되어 신뢰성이 저하된다.
또한, 종래의 발광 다이오드는 이러한 전류의 일부 집중으로 인해, 발광을 위한 유효한 발광 영역이 협소하여 발광 효율이 저하되며, 그로 인하여 발광 다이오드의 발광 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 최적의 균일한 전류 흐름을 획득하고 이에 따라 유효한 발광 영역을 최대로 확보하여 발광 다이오드의 신뢰성과 효율을 향상시킬 수 있는 전극 패드 및 전극 핑거를 구비한 발광 다이오드를 제공하는데 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예는 기판 상에 순차적으로 형성된 제 1 도전형 반도체 물질로 형성된 제 1 클래드층, 다중 양자 우물(multi-quantum well) 구조의 활성층 및 제 2 전도성 반도체 물질로 형성된 다층 구조의 제 2 클래드층을 포함하되, 상기 제 2 클래드층의 상부면 양측에 형성된 p-전극 패드; 및 상기 제 1 클래드층의 노출 영역에서 상기 p-전극 패드 각각에 동일한 이격 거리로 마주하여 배치되는 적어도 하나의 n-전극 패드를 포함하고, 상기 p-전극 패드 각각은 상기 n-전극 패드 방향으로 연장된 적어도 하나의 p-전극 핑거가 연결되며, 상기 n-전극 패드는 상기 p-전극 핑거에 마주하여 교차 배치되는 다수의 n-전극 핑거가 연결되는 질화물 반도체 발광 다이오드에 관한 것이다.
본 발명의 실시예는 상기 제 2 클래드층과 상기 p-전극 핑거가 연결된 p-전극 패드 사이에 ITO, ZnO, MgO 중 어느 하나로 형성된 투명 전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서 상기 p-전극 패드는 상기 n-전극 패드에 대응하여 동일한 이격 거리로 상기 제 2 클래드층의 상부면 좌측 및 우측에 각각 형성된 제 1 p-전극 패드 및 제 2 p-전극 패드를 포함하고, 상기 p-전극 핑거는 상기 제 1 및 제 2 p-전극 패드 각각의 일측에 연결되어 상기 n-전극 패드 방향으로 연장된 제 1 p-전극 핑거; 및 상기 제 1 및 제 2 p-전극 패드 각각의 타측에 연결되어 상기 다수의 n-전극 핑거 중 외측의 n-전극 핑거를 둘러싸도록 구부러져 상기 제 1 p-전극 핑거와 동일 방향으로 연장된 제 2 p-전극 핑거를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서 상기 다수의 n-전극 핑거는 상기 n-전극 패드에 연결되어 상기 p-전극 핑거 사이에 마주하여 교차 배치되는 제 1 내지 제 3 n-전극 핑거를 포함하고, 상기 제 2 n-전극 핑거를 기준으로 하여 상기 p-전극 핑거, 상기 p-전극 패드, 상기 다수의 n-전극 핑거 및 상기 n-전극 패드가 대칭적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서 상기 적어도 두 개의 p-전극 패드는 상기 다수의 n-전극 핑거 사이의 말단 부분에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서 상기 적어도 두 개의 p-전극 패드는 각각 상기 p-전극 핑거의 말단에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서 상기 p-전극 핑거와 상기 n-전극 핑거는 중첩 영역에서 서로 동일한 거리로 이격되어 교차 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서 상기 p-전극 패드 각각은 외측 방향으로 연장된 p-전극 핑거를 포함하고, 상기 외측 방향으로 연장된 p-전극 핑거는 곡선 형태로 상기 p형 GaN 클래드층의 상부면 테두리에 연장되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 적어도 하나의 p-전극 패드가 적어도 두 개의 n-전극 패드 각각에 대해 동일한 이격 거리로 대응하여 배치되고, p-전극 패드에 연결된 다수의 p-전극 핑거와 n-전극 패드에 연결된 다수의 n-전극 핑거가 중첩 영역에서 서로 균일한 거리로 이격되어 교차 배치됨으로써, p-전극 패드와 n-전극 패드에 주입된 전류가 다수의 p-전극 핑거 및 다수의 n-전극 핑거를 통해 균일하게 전달되어 발광을 위한 유효한 발광 면적을 향상시키는 발광 다이오드를 획득할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 여기서, 발광 다이오드의 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 투시 상면도이고, 도 2b는 도 2a의 발광 다이오드를 A-A'선을 따라 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드(100)는 사파이어 기판(110), 사파이어 기판(110) 상에 순차적으로 제 1 도전형 반도체 물질로 형성된 제 1 클래드층인 n형 GaN 클래드층(120), 다중 양자 우물(multi-quantum well) 구조의 활성층(130), 제 2 전도성 반도체 물질로 형성된 다층 구조의 제 2 클래드층인 p형 GaN 클래드층(140), 투명 전극층(150), p형 GaN 클래드층(140)의 상부면에서 다수의 p-전극 핑거(161,162,161',162')가 연결된 양 측의 p-전극 패드(160,160') 및 n형 GaN 클래드층(120)의 노출 영역에서 다수의 p-전극 핑거(161,162,161',162')에 마주하여 교차 배치되는 다수의 n-전극 핑거(171,172,173)가 연결된 n-전극 패드(170)를 포함한다. 여기서, 사파이어 기판(110)과 n형 GaN 클래드층(120) 사이에는 격자 부정합을 해소하기 위해 AlN/GaN과 같은 버퍼층(도시하지 않음)을 형성하여 구비할 수 있다.
n형 GaN 클래드층(120)은 n형 GaN층 또는 n형 AlGaN층으로 이루어질 수 있고, 활성층(23)은 다중양자우물구조(MQW)의 언도프 InGaN층으로 이루어질 수 있으며, p형 GaN 클래드층(140)은 p형 GaN층과 p형 AlGaN층으로 형성될 수 있으며, 투명 전극층(150)은 ITO, ZnO, MgO 중 어느 하나로 형성되어 구성될 수 있다.
이러한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드에서 기판(110) 상에 순차적으로 형성된 n형 GaN 클래드층(120), 활성층(130), p형 GaN 클래드층(140), 투명 전극층(150)은 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이 MOCVD(Metal Organic Chemical vapor deposition) 등과 같은 공정 기술을 이용하여 적층 구조로 형성된 후, n형 GaN 클래드층(120)의 일측 깊이까지 에칭되어 노출 영역을 형성하고, p형 GaN 클래드층(140)의 상부면에서 다수의 p-전극 핑거(161,162,161',162')가 연결된 양측의 p-전극 패드(160,160') 및 n형 GaN 클래드층(120)의 노출 영역에서 다수의 n-전극 핑거(171,172,173)가 연결된 n-전극 패드(170)가 형성될 수 있다.
p-전극 패드(160,160')는 p형 GaN 클래드층(140)의 상부면에서 대응하는 양측에 형성되어 다수의 p-전극 핑거(161,162,161',162'), 즉 좌측의 제 1 p-전극 패드(160)에 대해 일측에 연결된 제 1 p-전극 핑거(161) 및 타측에 연결 구부러져 제 1 p-전극 핑거(161)와 동일한 방향으로 연장하는 제 2 p-전극 핑거(162)가 연결되고, 우측의 제 2 p-전극 패드(160')에 대해 일측에 제 1 p-전극 핑거(161)와 동일한 방향으로 연결된 제 1 p-전극 핑거(161') 및 타측에 연결 구부러져 제 1 p-전극 핑거(161)와 동일한 방향으로 연장하는 제 2 p-전극 핑거(162')가 연결되어 형성할 수 있다.
n-전극 패드(170)는 n형 GaN 클래드층(120)의 노출 영역에서 두 개의 p-전극 패드(160)에 대향하여, 즉 n-전극 패드(170)는 n형 GaN 클래드층(120)의 노출 영역 일측에서 p형 GaN 클래드층(140)의 상부면 양측에 형성된 p-전극 패드(160) 각각에 동일한 이격 거리로 마주하여 형성되고, n-전극 패드(170)에 연결된 제 1 내지 제 3 n-전극 핑거(171,172,173)는 양측의 p-전극 패드(160,160') 각각의 양단에 연결된 제 1 p-전극 핑거(161,161')와 제 2 p-전극 핑거(162,162') 각각의 사이에 교차 배치되어 형성될 수 있다.
구체적으로, n-전극 패드(170)에 연결된 제 1 n-전극 핑거(171), 제 2 n-전극 핑거(172) 및 제 3 n-전극 핑거(173)는 제 1 및 제 2 p-전극 패드(160,160')의 양단에 연결된 다수의 p-전극 핑거(161,162,161',162') 사이에 교차 배치되되, 제 1 n-전극 핑거(171)는 제 1 p-전극 패드(160)에 연결된 제 1 p-전극 핑거(161)와 제 2 p-전극 핑거(162) 사이에 배치되고, 제 2 n-전극 핑거(172)는 제 1 p-전극 패드(160)의 제 2 p-전극 핑거(162)와 제 2 p-전극 패드(160')에 연결된 제 2 p-전극 핑거(162') 사이에 배치되며, 제 3 n-전극 핑거(173)는 제 2 p-전극 패드(160')에 연결된 제 1 p-전극 핑거(161')와 제 2 p-전극 핑거(162') 사이에 배치되어, 제 2 n-전극 핑거(172)를 기준으로 다수의 패드(160,160',170)와 다수의 전극 핑거(161,162,161',162',171,173)는 대칭적으로 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드에서 양측의 제 1 및 제 2 p-전극 패드(160,160')에 연결된 다수의 p-전극 핑거(161,162,161',162') 및 n-전극 패드(170)에 연결된 다수의 n-전극 핑거(171,172,173)는 중첩 영역에서 서로 균일한 거리로 이격되어 교차 배치됨으로써, 양측의 제 1 및 제 2 p-전극 패드(160,160')와 n-전극 패드(170)에 주입된 전류가 다수의 p-전극 핑거(161,162,161',162') 및 다수의 n-전극 핑거(171,172,173)를 통해 균일하게 전달되어 발광을 위한 유효한 발광 면적을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 투시 상면도로서, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드(200)는 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드(100)와 유사하게 기판상에 순차적으로 형성된 n형 GaN 클래드층, 다중 양자 우물(MQW) 구조의 활성층, p형 GaN 클래드층, 투명 전극층, p형 GaN 클래드층의 상부면에서 다수의 p-전극 핑거(261,262,261',262')가 연결된 양측의 p-전극 패드(260,260') 및 n형 GaN 클래드층의 노출 영역에서 다수의 p-전극 핑거(261,262,261',262')에 마주하여 교차 배치되는 다수의 n-전극 핑거(271,272,273)가 연결된 적어도 두 개의 n-전극 패드(270-1,270-2)를 포함한다. 여기서, 기판과 n형 GaN 클래드층 사이에는 격자 부정합을 해소하기 위해 AlN/GaN과 같은 버퍼층(도시하지 않음)을 형성하여 구비할 수 있다.
양측의 p-전극 패드(260,260')는 p형 GaN 클래드층의 상부면에서 대응하는 양측에 형성되어 다수의 p-전극 핑거(261,262,261',262')가 구비되되, 즉 좌측의 제 1 p-전극 패드(260)에 대해 일측에 연결된 제 1 p-전극 핑거(261) 및 타측에 연결 구부러져 제 1 p-전극 핑거(261)와 동일한 방향으로 연장된 제 2 p-전극 핑거(262)가 연결되고, 우측의 제 2 p-전극 패드(260')에 대해 일측에 제 1 p-전극 핑거(261)와 동일한 방향으로 연결된 제 1 p-전극 핑거(261') 및 타측에 연결 구부러져 제 1 p-전극 핑거(261)와 동일한 방향으로 연장하는 제 2 p-전극 핑거(262')가 연결되어 형성할 수 있다.
두 개의 n-전극 패드(270-1,270-2)는 n형 GaN 클래드층의 노출 영역에서 두 개의 p-전극 패드(260,260')에 대향하여, 즉 p형 GaN 클래드층의 상부면 좌측에 형성된 제 1 p-전극 패드(260)에 동일한 이격 거리로 마주하여 제 1 n-전극 패드(270-1)가 n형 GaN 클래드층의 노출 영역 일측에 형성되고 우측에 형성된 제 2 p-전극 패드(260')에 동일한 이격 거리로 마주하여 제 2 n-전극 패드(270-2)가 n형 GaN 클래드층의 노출 영역 타측에 형성되어 n-전극 패드(170-1,170-2)에 연결된 제 1 내지 제 3 n-전극 핑거(171,172,173)는 양측의 p-전극 패드(160,160') 각각의 양단에 연결된 p-전극 핑거(161,161',162,162') 각각의 사이에 교차 배치되어 형성될 수 있다.
구체적으로, 두 개의 n-전극 패드(270-1,270-2)에 연결된 제 1 n-전극 핑거(271), 제 2 n-전극 핑거(272) 및 제 3 n-전극 핑거(273)는 제 1 및 제 2 p-전극 패드(260,260')의 양단에 연결된 다수의 p-전극 핑거(261,262,261',262') 사이에 각각 교차 배치되되, 제 1 n-전극 패드(270-1)가 구비된 제 1 n-전극 핑거(271)는 제 1 p-전극 패드(260)에 연결된 제 1 p-전극 핑거(261)와 제 2 p-전극 핑거(262) 사이에 배치되고, 제 2 n-전극 핑거(272)는 제 1 p-전극 패드(260)의 제 2 p-전극 핑거(262)와 제 2 p-전극 패드(260')에 연결된 제 2 p-전극 핑거(262') 사이에 배치되며, 제 3 n-전극 핑거(273)는 제 2 p-전극 패드(260')에 연결된 제 1 p-전극 핑거(261')와 제 2 p-전극 핑거(262') 사이에 배치되어, 제 2 n-전극 핑거(272)를 기준으로 다수의 패드(260,260',270-1,270-2)와 다수의 전극 핑거(261,262,261',262',271,273)는 대칭적으로 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드에서 양측의 제 1 및 제 2 p-전극 패드(260,260')에 연결된 다수의 p-전극 핑거(261,262,261',262') 및 적어도 두 개의 n-전극 패드(270-1,270-2)에 연결된 다수의 n-전극 핑거(271,272,273)는 중첩 영역에서 서로 균일한 거리로 이격되어 교차 배치됨으로써, 양측의 제 1 및 제 2 p-전극 패드(260,260')와 적어도 두 개의 n-전극 패드(270-1,270-2)에 주입된 전류가 다수의 p-전극 핑거(261,262,261',262') 및 다수의 n-전극 핑거(271,272,273)를 통해 균일하게 전달될 수 있다.
이하, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 투시 상면도로서, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오 드(300)는 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드(100)와 유사하게 기판상에 순차적으로 형성된 n형 GaN 클래드층, 다중 양자 우물(multi-quantum well) 구조의 활성층, p형 GaN 클래드층, 투명 전극층, p형 GaN 클래드층의 상부면에서 각각의 p-전극 핑거(362,362')가 별개로 연결된 양측의 p-전극 패드(360,360') 및 n형 GaN 클래드층의 노출 영역에서 각각의 p-전극 핑거(362,362')에 마주하여 교차 배치되는 다수의 n-전극 핑거(371,372,373)가 연결된 적어도 하나의 n-전극 패드(370)를 포함한다. 여기서, 기판과 n형 GaN 클래드층 사이에는 격자 부정합을 해소하기 위해 AlN/GaN과 같은 버퍼층(도시하지 않음)을 형성하여 구비할 수 있다.
양측의 p-전극 패드(360,360')는 p형 GaN 클래드층의 상부면에서 대응하는 양측에 형성되어 각각의 p-전극 핑거(362,362')가 구비되되, 즉 좌측의 제 1 p-전극 패드(360)에 대해 일측에 연결되어 제 1 n-전극 핑거(371)를 동일한 이격 거리로 둘러싸고 구부러진 p-전극 핑거(362)가 형성되고, 우측의 제 2 p-전극 패드(360')에 대해 일측에 연결되어 제 3 n-전극 핑거(373)를 동일한 이격 거리로 둘러싸고 구부러진 p-전극 핑거(362')가 형성될 수 있다.
n-전극 패드(370)는 n형 GaN 클래드층의 노출 영역에서 두 개의 p-전극 패드(160)에 대향하여, 즉 n-전극 패드(370)는 n형 GaN 클래드층의 노출 영역 일측에서 p형 GaN 클래드층의 상부면 양측에 형성된 p-전극 패드(360,360') 각각에 동일한 이격 거리로 마주하여 형성되고, n-전극 패드(370)에 연결된 제 1 내지 제 3 n-전극 핑거(371,372,373)는 양측의 p-전극 패드(360,360') 각각의 일측에 연결된 p-전극 핑거(362,362')의 둘러싸여 교차 배치되어 형성될 수 있다.
구체적으로, n-전극 패드(370)에 연결된 제 1 n-전극 핑거(371), 제 2 n-전극 핑거(372) 및 제 3 n-전극 핑거(373)는 제 1 및 제 2 p-전극 패드(360,360') 각각의 일측에 연결된 p-전극 핑거(362,362') 사이에 교차 배치되되, 제 1 n-전극 핑거(371)는 제 1 p-전극 패드(360)에 연결된 p-전극 핑거(362)에 둘러싸여 배치되고, 제 2 n-전극 핑거(372)는 제 1 p-전극 패드(360)의 p-전극 핑거(362)와 제 2 p-전극 패드(360')에 연결된 p-전극 핑거(362') 사이에 배치되며, 제 3 n-전극 핑거(373)는 제 2 p-전극 패드(360')에 연결된 p-전극 핑거(362')에 둘러싸여 배치되어, 제 2 n-전극 핑거(372)를 기준으로 다수의 패드(360,360',370)와 다수의 전극 핑거(362,362',371,373)는 대칭적으로 형성될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조에서처럼 p형 GaN 클래드층(도시하지 않음)의 상부면에서 다수의 p-전극 핑거(461,462,461',462')가 연결된 양측의 p-전극 패드(460,460') 및 n형 GaN 클래드층(도시하지 않음)의 노출 영역에서 다수의 p-전극 핑거(461,462,461',462')에 마주하여 교차 배치되는 다수의 n-전극 핑거(471,472,473)가 연결되고 양측의 p-전극 패드(460,460')로부터 동일한 이격 거리로 마주하여 형성된 n-전극 패드(470)를 포함하고, 양측의 p-전극 패드(460,460')가 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조와 다르게 다수의 n-전극 핑거(471,472,473) 사이의 내측에 형성될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드(400)는 양측의 p-전극 패드(460,460')에 연결된 다수의 p-전극 핑거(461,462,461',462')는 그 길이 가 상이하여, 좌측의 제 1 p-전극 패드(460) 일측에 연결되어 제 1 n-전극 핑거(471)를 둘러싸고 구부러져 연장된 제 1 p-전극 핑거(461)가 제 1 n-전극 핑거(471)와 제 2 n-전극 핑거(472) 사이의 내측 방향으로 연장된 제 2 p-전극 핑거(462) 보다 길게 형성되고, 우측의 제 2 p-전극 패드(460') 일측에 연결되어 제 3 n-전극 핑거(473)를 둘러싸고 구부러져 제 1 p-전극 핑거(461)와 동일한 방향으로 연장된 제 1 p-전극 핑거(461')가 제 2 n-전극 핑거(472)와 제 3 n-전극 핑거(473) 사이의 내측 방향으로 연장된 제 2 p-전극 핑거(462') 보다 길게 형성될 수 있다.
그리고, 도 6에 도시된 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드(500)의 구조에서처럼 p형 GaN 클래드층(도시하지 않음)의 상부면에서 다수의 p-전극 핑거(561,562,561',562')가 연결된 양측의 p-전극 패드(560,560') 및 n형 GaN 클래드층(도시하지 않음)의 노출 영역에서 일부의 p-전극 핑거(562,562')에 마주하여 교차 배치되는 다수의 n-전극 핑거(571,572,573)가 연결되고 양측의 p-전극 패드(560,560')로부터 동일한 이격 거리로 마주하여 형성된 n-전극 패드(570)를 포함하고, 양측의 p-전극 패드(560,560')가 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조와 다르게 다수의 n-전극 핑거(571,572,573)의 말단 사이에 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드(500)는 양측의 p-전극 패드(560,560')에 연결된 다수의 p-전극 핑거(561,562,561',562') 중 제 1 p-전극 핑거(561,561')은 직각으로 구부러져 p형 GaN 클래드층의 상부면에서 외측으로 연 장될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 발광 다이오드에서 적어도 하나의 p-전극 패드는 적어도 두 개의 n-전극 패드 각각에 대해 동일한 이격 거리로 대응하여 배치되고, p-전극 패드에 연결된 다수의 p-전극 핑거와 n-전극 패드에 연결된 다수의 n-전극 핑거가 중첩 영역에서 서로 균일한 거리로 이격되어 교차 배치됨으로써, p-전극 패드와 n-전극 패드에 주입된 전류가 다수의 p-전극 핑거 및 다수의 n-전극 핑거를 통해 균일하게 전달되어 발광을 위한 유효한 발광 면적을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.
또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 발광다이오드의 상면도 및 측단면도.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 투시 상면도.
도 2b는 도 2a의 발광 다이오드를 A-A'선을 따라 절단한 단면을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 투시 상면도.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 투시 상면도.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 투시 상면도.
도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 도시한 투시 상면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100,200,300,400,500: 발광 다이오드 110: 기판
120: n형 GaN 클래드층 130: 활성층
140: p형 GaN 클래드층 150: 투명 전극
160: 제 1 p-전극 패드 160': 제 2 p-전극 패드
161,161': 제 1 p-전극 핑거 162,162': 제 2 p-전극 핑거
170: n-전극 패드 171: 제 1 n-전극 핑거
172: 제 2 n-전극 핑거 173: 제 3 n-전극 핑거
Claims (8)
- 기판 상에 순차적으로 형성된 제 1 도전형 반도체 물질로 형성된 제 1 클래드층, 다중 양자 우물(multi-quantum well) 구조의 활성층 및 제 2 전도성 반도체 물질로 형성된 다층 구조의 제 2 클래드층을 포함하되,상기 제 2 클래드층의 상부면 양측에 형성된 p-전극 패드; 및상기 제 1 클래드층의 노출 영역에서 상기 p-전극 패드 각각에 동일한 이격 거리로 마주하여 배치되는 적어도 하나의 n-전극 패드를 포함하고,상기 p-전극 패드 각각은 상기 n-전극 패드 방향으로 연장된 적어도 하나의 p-전극 핑거가 연결되며, 상기 n-전극 패드는 상기 p-전극 핑거에 마주하여 교차 배치되는 다수의 n-전극 핑거가 연결되는 질화물 반도체 발광 다이오드.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 클래드층과 상기 p-전극 핑거가 연결된 p-전극 패드 사이에 ITO, ZnO, MgO 중 어느 하나로 형성된 투명 전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 다이오드.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 p-전극 패드는 상기 n-전극 패드에 대응하여 동일한 이격 거리로 상기 제 2 클래드층의 상부면 좌측 및 우측에 각각 형성된 제 1 p-전극 패드 및 제 2 p-전극 패드를 포함하고,상기 p-전극 핑거는상기 제 1 및 제 2 p-전극 패드 각각의 일측에 연결되어 상기 n-전극 패드 방향으로 연장된 제 1 p-전극 핑거; 및상기 제 1 및 제 2 p-전극 패드 각각의 타측에 연결되어 상기 다수의 n-전극 핑거 중 외측의 n-전극 핑거를 둘러싸도록 구부러져 상기 제 1 p-전극 핑거와 동일 방향으로 연장된 제 2 p-전극 핑거를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 다이오드.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 다수의 n-전극 핑거는 상기 n-전극 패드에 연결되어 상기 p-전극 핑거 사이에 마주하여 교차 배치되는 제 1 내지 제 3 n-전극 핑거를 포함하고,상기 제 2 n-전극 핑거를 기준으로 하여 상기 p-전극 핑거, 상기 p-전극 패드, 상기 다수의 n-전극 핑거 및 상기 n-전극 패드가 대칭적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 다이오드.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 적어도 두 개의 p-전극 패드는 상기 다수의 n-전극 핑거 사이의 말단 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 다이오드.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 적어도 두 개의 p-전극 패드는 각각 상기 p-전극 핑거의 말단에 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 다이오드.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 p-전극 핑거와 상기 n-전극 핑거는 중첩 영역에서 서로 동일한 거리로 이격되어 교차 배치되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 다이오드.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 p-전극 패드 각각은 외측 방향으로 연장된 p-전극 핑거를 포함하고,상기 외측 방향으로 연장된 p-전극 핑거는 곡선 형태로 상기 제 2 클래드층의 상부면 테두리에 연장되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 다이오드.
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