KR101414651B1 - Nitride semiconductor light emitting device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로 특히, 플립칩 구조를 가지는 질화물 반도체 발광 소자에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 지지층; 상기 지지층 상에 위치하며, 상기 지지층을 향한 제 1측과, 상기 제 1측과 반대방향인 제 2측을 가지고, 상기 제 2측은 높이가 서로 다른 제 1면 및 제 2면을 가지는 결합 금속층; 상기 제 1면 상에 위치하는 제 1전극; 상기 제 2면 상에 위치하는 제 2전극; 질화물계 반도체를 포함하고, 상기 제 1전극과 전기적으로 연결되는 제 1반도체층, 상기 제 2전극과 전기적으로 연결되는 제 2반도체층, 상기 제 1반도체층과 제 2반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 반도체 구조; 및 상기 결합 금속층의 제 2면과 상기 제 2전극 사이에 위치하는 패시베이션 층을 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a nitride semiconductor light emitting device having a flip chip structure. The present invention provides a semiconductor device comprising: a support layer; A coupling metal layer located on the support layer and having a first side toward the support layer and a second side opposite to the first side, the second side having a first side and a second side with different heights; A first electrode located on the first surface; A second electrode located on the second surface; A first semiconductor layer including a nitride semiconductor and electrically connected to the first electrode, a second semiconductor layer electrically connected to the second electrode, an active layer between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, A semiconductor structure; And a passivation layer disposed between the second surface of the bonding metal layer and the second electrode.

Description

질화물 반도체 발광 소자 {Nitride semiconductor light emitting device}[0001] NITRIDE SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE [0002]

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로 특히, 플립칩 구조를 가지는 질화물 반도체 발광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a nitride semiconductor light emitting device having a flip chip structure.

발광 소자의 하나인 LED(Light Emitting diode)는 반도체 제조 공정을 이용하여 제작되는 발광 소자로써 1920년대 반도체 소자에 전압을 가하여 발광 현상이 관측된 이후로 1960년대 말에 실용화되기 시작했다. A light emitting diode (LED), which is one of the light emitting devices, is a light emitting device manufactured using a semiconductor manufacturing process. Since the luminescence phenomenon was observed by applying a voltage to a semiconductor device in the 1920s, it began to be put to practical use at the end of the 1960s.

이후 꾸준히 LED의 효율을 개선하기 위한 연구, 개발이 이루어져 왔으며, 특히 기존의 광원을 대체할 정도의 광 특성을 가진 LED에 대한 관심이 커지고 있는 실정이다. 또한, LED에 대한 연구의 증가와 더불어 LED 패키지와 이를 이용한 조명 장치에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. Since then, researches and developments have been made to improve the efficiency of LED steadily. In particular, there is a growing interest in LEDs having optical characteristics enough to replace conventional light sources. In addition, studies on LED packages and lighting devices using them have been actively conducted along with an increase in research on LEDs.

또한 점광원 및 소형 광소자로, 활용분야가 표시, 신호, 디스플레이, 조명, 바이오, 통신, 휴대전화, LCD, 자동차 산업 등 산업 전반으로 매우 넓으며, 앞으로도 지속성장이 예측된다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국 공개특허공보 제10-2009-0002835호에 기재되어 있다.
It is also a point light source and small-sized optical device, and its application fields are very broad in all industries including display, signal, display, lighting, bio, telecommunication, mobile phone, LCD and automobile industry.
The technology that constitutes the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0002835.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 플립칩 구조를 가지는 질화물 반도체 발광 소자를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a nitride semiconductor light emitting device having a flip chip structure.

또한, 광 출력과 열 방출 효율을 향상시킬 수 있는 플립칩 구조를 가지는 질화물 반도체 발광 소자를 제공하고자 한다.Also, a nitride semiconductor light emitting device having a flip chip structure capable of improving light output and heat emission efficiency is provided.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은, 지지층; 상기 지지층 상에 위치하며, 상기 지지층을 향한 제 1측과, 상기 제 1측과 반대방향인 제 2측을 가지고, 상기 제 2측은 높이가 서로 다른 제 1면 및 제 2면을 가지는 결합 금속층; 상기 제 1면 상에 위치하는 제 1전극; 상기 제 2면 상에 위치하는 제 2전극; 질화물계 반도체를 포함하고, 상기 제 1전극과 전기적으로 연결되는 제 1반도체층, 상기 제 2전극과 전기적으로 연결되는 제 2반도체층, 상기 제 1반도체층과 제 2반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 반도체 구조; 및 상기 결합 금속층의 제 2면과 상기 제 2전극 사이에 위치하는 패시베이션 층을 포함하여 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, A coupling metal layer located on the support layer and having a first side toward the support layer and a second side opposite to the first side, the second side having a first side and a second side with different heights; A first electrode located on the first surface; A second electrode located on the second surface; A first semiconductor layer including a nitride semiconductor and electrically connected to the first electrode, a second semiconductor layer electrically connected to the second electrode, an active layer between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, A semiconductor structure; And a passivation layer disposed between the second surface of the bonding metal layer and the second electrode.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.The present invention has the following effects.

발광 소자의 전극 구조에 의하여 반사율이 크게 향상될 수 있으며, 복층 구조의 패시베이션 층을 구비하여 활성층의 파장 대역에 해당하는 특정 파장 대역에서 고반사층으로 작용함과 동시에 절연층으로 작용할 수 있으므로 광 출력과 전기적 특성이 향상될 수 있다.The reflectance can be greatly improved by the electrode structure of the light emitting device and the passivation layer having a multi-layer structure can be provided so as to function as a high reflection layer in a specific wavelength band corresponding to the wavelength band of the active layer, The electrical characteristics can be improved.

이러한 발광 소자는 회로 기판 상에 플립칩 본딩되어 장착될 수 있고, 이와 같이 플립칩 본딩되는 발광 소자는 반도체 구조에서 방출되는 열이 전도성이 우수한 결합 금속층과 지지층을 통하여 하부로 효과적으로 방출될 수 있는 효과가 있다.Such a light emitting device can be mounted on a circuit board by flip chip bonding, and the light emitting device that is flip chip bonded as described above can effectively emit heat from the semiconductor structure through the bonding metal layer having excellent conductivity and the support layer .

따라서, 발광 소자의 광 출력과 신뢰성이 크게 향상될 수 있는 효과를 가지는 것이다.Therefore, the light output and reliability of the light emitting device can be greatly improved.

도 1은 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1과 같은 발광 소자의 광 방출 특성을 설명하기 위한 일부 확대도이다.
도 3은 패시베이션 층의 반사도를 나타내는 그래프이다.
도 4는 금속 물질들의 반사도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 발광 소자의 장착 상태를 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6은 발광 소자의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6과 같은 발광 소자의 광 방출 특성을 설명하기 위한 일부 확대도이다.
1 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting element.
2 is a partially enlarged view for explaining light emission characteristics of the light emitting device as shown in FIG.
3 is a graph showing the reflectivity of the passivation layer.
4 is a graph showing reflectivity of metal materials.
5 is a cross-sectional view showing an example of the mounting state of the light emitting element.
6 is a cross-sectional view showing another example of the light emitting element.
7 is a partially enlarged view for explaining light emission characteristics of the light emitting device as shown in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between .

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and / or regions, such elements, components, regions, layers and / And should not be limited by these terms.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 발광 소자는, 지지층(100) 상에 제 1반도체층(610), 활성층(620), 및 제 2반도체층(630)을 포함하는 반도체 구조(600)가 위치하고, 이 반도체 구조(600)와 지지층(100)을 결합하는 결합 금속층(200)이 구성된다.1, the light emitting device includes a semiconductor structure 600 including a first semiconductor layer 610, an active layer 620, and a second semiconductor layer 630 on a support layer 100, A bonding metal layer 200 for bonding the semiconductor structure 600 and the support layer 100 is formed.

반도체 구조(600)는 질화물 반도체로 이루어질 수 있다. 즉, 질화 갈륨(GaN), 알루미늄 질화 갈륨(AlGaN), 인듐 질화 갈륨(InGaN), 및 알루미늄 인듐 질화 갈륨(AlInGaN) 반도체를 포함할 수 있으며, 이들의 조합으로 구성될 수도 있다.The semiconductor structure 600 may be made of a nitride semiconductor. That is, it may include gallium nitride (GaN), aluminum gallium nitride (AlGaN), indium gallium nitride (InGaN), and aluminum indium gallium nitride (AlInGaN) semiconductors, or a combination thereof.

이때, 도 1의 상측에 위치하는 제 1반도체층(610)은 n-형 반도체층일 수 있으며, 그 하측에 위치하는 제 2반도체층(630)은 p-형 반도체층일 수 있다. 그러나 경우에 따라 제 1반도체층(610)이 p-형 반도체층(630)으로 이루어지고 제 2반도체층(630)이 n-형 반도체층으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.At this time, the first semiconductor layer 610 located on the upper side of FIG. 1 may be an n-type semiconductor layer, and the second semiconductor layer 630 located below the first semiconductor layer 610 may be a p-type semiconductor layer. However, it goes without saying that the first semiconductor layer 610 may be formed of the p-type semiconductor layer 630 and the second semiconductor layer 630 may be formed of the n-type semiconductor layer.

제 1반도체층(610)이 n-형 반도체층으로 이루어지는 경우에는, 도 1에서와 같이, 제 1반도체층(610)의 두께가 제 2반도체층(630)보다 두꺼울 수 있다.When the first semiconductor layer 610 is formed of an n-type semiconductor layer, the thickness of the first semiconductor layer 610 may be thicker than that of the second semiconductor layer 630, as shown in FIG.

이러한 제 1반도체층(610)과 제 2반도체층(630) 사이에는 활성층(620)이 위치하는데, 이 활성층(620)에서 발광이 일어나게 되며, 이 발광된 빛은 주로 상측으로 방출된다.An active layer 620 is positioned between the first semiconductor layer 610 and the second semiconductor layer 630 and light is emitted from the active layer 620. The emitted light is mainly emitted upward.

지지층(100)은 반도체 또는 금속을 포함하는 층으로 이루어질 수 있다. 도 1에서는 지지층(100)이 반도체 기판(110)을 포함하는 예를 도시하고 있다. 이때, 반도체 기판(110)과 결합 금속층(200) 사이의 전기적 결합을 위한 제 1접촉층(120)이 구비될 수 있다.The support layer 100 may comprise a semiconductor or a layer comprising a metal. 1, an example in which the support layer 100 includes a semiconductor substrate 110 is shown. At this time, a first contact layer 120 for electrical coupling between the semiconductor substrate 110 and the bonding metal layer 200 may be provided.

또한, 반도체 기판(110)의 하측에도 전기적 연결을 위한 제 2접촉층(130)이 위치할 수 있으며, 이러한 제 2접촉층(130)에는 금속 패드(도시되지 않음)가 구비될 수도 있다.Also, a second contact layer 130 for electrical connection may be disposed on the lower side of the semiconductor substrate 110, and a metal pad (not shown) may be provided on the second contact layer 130.

결합 금속층(200)은 지지층(100)을 향하는 제 1측(201)과 반도체 구조(600)를 향하는 제 2측(202)의 형상이 다르게 구성될 수 있다.The bonding metal layer 200 may be configured such that the first side 201 facing the support layer 100 and the second side 202 facing the semiconductor structure 600 are different.

도시하는 바와 같이, 반도체 구조(600)를 향하는 제 2측(202)은 내측에서 융기되는 구조를 가질 수 있다.As shown, the second side 202 facing the semiconductor structure 600 may have a structure that is raised inward.

즉, 제 2측(202)에는 높이가 서로 다른 제 1면(203)과 제 2면(204)를 가질 수 있다. 이때, 제 1면(203)은, 지지층(100)을 기준으로 볼 때, 제 2면(204)보다 높은 위치에 위치하게 된다.That is, the second side 202 may have a first side 203 and a second side 204 having different heights. At this time, the first surface 203 is positioned higher than the second surface 204 when viewed from the support layer 100.

따라서, 제 1면(203)으로부터 지지층(100)까지의 거리는 제 2면(204)으로부터 지지층(100)까지의 거리보다 크도록 구성될 수 있다.Thus, the distance from the first surface 203 to the support layer 100 can be configured to be greater than the distance from the second surface 204 to the support layer 100.

또한, 제 1면(203)과 제 2면(204)은 경사면(205)으로 서로 이어질 수 있다.Also, the first surface 203 and the second surface 204 may be connected to each other by the inclined surface 205.

한편, 결합 금속층(200)은 지지층(100)과 결합되는 솔더층(220)과, 이 솔더층(220)의 성분이 상측으로 확산되는 것을 방지하는 확산 방지층(210)을 포함하여 구성될 수 있다.The bonding metal layer 200 may include a solder layer 220 coupled to the support layer 100 and a diffusion barrier layer 210 for preventing the components of the solder layer 220 from diffusing upward .

이와 같이, 제 1면(203)이 높게 형성되는 결합 금속층(200)의 제 1면(203) 상에는 제 1전극(300)이 위치할 수 있다. 이러한 제 1전극(300)은 제 1반도체층(610)과 접하여 전기적으로 연결된다.As described above, the first electrode 300 may be positioned on the first surface 203 of the bonding metal layer 200 where the first surface 203 is formed high. The first electrode 300 and the first semiconductor layer 610 are electrically connected to each other.

또한, 제 2면(204)과 경사면(205)에는 전기적 절연을 위한 패시베이션 층(500)이 위치할 수 있다. 패시베이션 층(500)은 실리콘 산화물(SiO2) 또는 실리콘 질화물(SiN)로 이루어질 수 있으며, 그 외에도 투명 또는 불투명의 다양한 유전체 물질이 이용될 수 있다.In addition, a passivation layer 500 for electrical insulation may be disposed on the second surface 204 and the inclined surface 205. The passivation layer 500 may be made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN), and various transparent or opaque dielectric materials may be used.

이러한 패시베이션 층(500)이 위치하는 제 2면(204)의 상측에는 제 2전극(400)이 위치할 수 있다.The second electrode 400 may be positioned on the second surface 204 where the passivation layer 500 is located.

이 제 2전극(400) 상에는 제 2반도체층(630)이 위치하여, 서로 전기적으로 연결될 수 있다.The second semiconductor layer 630 is located on the second electrode 400 and may be electrically connected to each other.

따라서, 제 1반도체층(610)은 제 1전극(300)으로부터 전하를 공급받고, 제 2반도체층(630)은 제 2전극(400)으로부터 전하를 공급받을 수 있다.Accordingly, the first semiconductor layer 610 receives charge from the first electrode 300, and the second semiconductor layer 630 receives charge from the second electrode 400.

도시하는 바와 같이, 제 2전극(400)과 반도체 구조(600)는 지지층(100)과 결합 금속층(200)보다 수평 폭이 넓게 구비된다. 따라서, 제 2전극(400)은 외측으로 노출될 수 있고, 특히, 제 2전극(400)의 노출면은 도 1의 하측면을 향하게 된다.As shown in the figure, the second electrode 400 and the semiconductor structure 600 are formed to have a larger horizontal width than the supporting layer 100 and the bonding metal layer 200. Accordingly, the second electrode 400 can be exposed to the outside, and in particular, the exposed surface of the second electrode 400 faces the bottom surface of FIG.

즉, 제 2전극(400)의 노출된 방향은 결합 금속층(200)의 제 1측(201)과 같은 방향이 될 수 있다.That is, the exposed direction of the second electrode 400 may be the same direction as the first side 201 of the bonding metal layer 200.

이러한 제 2전극(400)의 노출면에는 금속 패드(410)가 위치할 수 있다.The metal pad 410 may be positioned on the exposed surface of the second electrode 400.

따라서, 이러한 구조를 이루는 발광 소자는 추후 회로 기판에 장착되는 경우에 플립칩(flip-chip) 본딩 형태를 이룰 수 있다(도 5 참고).Accordingly, the light emitting device having such a structure can be flip-chip bonded when it is mounted on a circuit board (refer to FIG. 5).

한편, 패시베이션 층(500)은 결합 금속층(200)과 제 2전극(400) 및 반도체 구조(600) 사이의 접촉을 막아 절연을 이룰 수 있다.On the other hand, the passivation layer 500 can prevent insulation between the bonding metal layer 200 and the second electrode 400 and the semiconductor structure 600.

또한, 경사면(205) 상에 위치하는 패시베이션 층(500)의 위치에 반도체 구조(600)의 활성층(620)이 위치하도록 구비될 수 있으며, 따라서 패시베이션 층(500)의 상측 위치는 제 1반도체층(610)에 내입되어 제 1전극(300)의 측면에 이르도록 위치할 수 있다.The active layer 620 of the semiconductor structure 600 may be located at a position of the passivation layer 500 located on the sloping surface 205, And may be positioned so as to reach the side surface of the first electrode 300.

즉, 반도체 구조(600)의 활성층(620)은, 결합 금속층(200)의 제 1면(203)과 제 2면(204) 사이의 높이에 위치할 수 있다.That is, the active layer 620 of the semiconductor structure 600 may be located at a height between the first surface 203 and the second surface 204 of the bonding metal layer 200.

반도체 구조(600)의 광 추출 면에는 광 추출 구조(640)가 구비될 수 있는데, 이 광 추출 면은 제 1반도체층(610)의 상면이 될 수 있다.The light extracting surface of the semiconductor structure 600 may include a light extracting structure 640, which may be the upper surface of the first semiconductor layer 610.

이러한 광 추출 구조(640)는 돌기(641) 또는 홈(642) 형태의 단위 구조를 가질 수 있으며, 이러한 단위 구조는 제 1반도체층(610)의 면 상에서 규칙적인 주기를 가지도록 형성되거나, 랜덤 구조로 형성될 수 있다.The light extracting structure 640 may have a unit structure in the form of a protrusion 641 or a groove 642. The unit structure may be formed to have a regular period on the surface of the first semiconductor layer 610, Structure.

한편, 도 2에서 도시하는 바와 같이, 패시베이션 층(500)은 고반사(HR; high reflection)층으로 이루어질 수 있다. 즉, 패시베이션 층(500)은 서로 굴절률이 다른 두 층(510, 520)이 교대로 위치하는 상태로 구성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the passivation layer 500 may be a high reflection (HR) layer. That is, the passivation layer 500 may be configured such that two layers 510 and 520 having different refractive indices are alternately disposed.

일례로서, 굴절률이 낮은(파장 450 nm에서 굴절률 1.45) 실리콘 산화물(SiO2)이 제 1층(510)으로, 굴절률이 높은(파장 450 nm에서 굴절률 2.1) 실리콘 질화물(SiN)이 제 2층(520)으로, 서로 교대로 적층되어 고반사층을 이룰 수 있다.As an example, silicon nitride (SiN) having a high index of refraction (wavelength: 450 nm at a wavelength of 450 nm) is used as the first layer 510 and silicon oxide (SiO 2 ) having a low refractive index (refractive index 1.45 at a wavelength of 450 nm) 520, which are stacked alternately with each other to form a high reflection layer.

이때, 제 1층(510)과 제 2층(520)의 두께는 발광 파장(λ)에 대하여, λ/4n의 두께를 가질 수 있다. 여기서 n은 제 1층(510) 및 제 2층(520)의 굴절률이다.At this time, the thickness of the first layer 510 and the second layer 520 may have a thickness of? / 4n with respect to the emission wavelength?. Where n is the refractive index of the first layer 510 and the second layer 520.

이러한 복층 구조의 패시베이션 층(500)은 활성층(620)의 파장 대역에 해당하는 특정 파장 대역에서 고반사층으로 작용함과 동시에 절연층으로 작용할 수 있게 된다.The passivation layer 500 having such a multi-layer structure acts as a high reflection layer in a specific wavelength band corresponding to the wavelength band of the active layer 620 and can function as an insulation layer.

도 3에서는, 이러한 고반사층 구조의 패시베이션 층(500)의 일례로서, 파장 450 nm에서 λ/4n에 해당하는 두께로 제 1층과 제 2층을 적층한 예의 반사율을 나타내고 있다.In Fig. 3, as an example of the passivation layer 500 having such a highly reflective layer structure, the reflectance is shown as an example in which the first layer and the second layer are laminated with a thickness of? / 4n at a wavelength of 450 nm.

즉, SiO2 막을 740 nm 두께로 증착한 제 1층과, SiN 막을 550 nm 두께로 증착한 제 2층을 각각 6층을 적층한 후의 청색 파장 대역(440 nm) 근처에서의 반사율을 보여주고 있다.That is, it shows the reflectance near the blue wavelength band (440 nm) after laminating 6 layers of the first layer deposited with the SiO 2 film thickness of 740 nm and the second layer deposited with the 550 nm thickness of the SiN film .

도시하는 바와 같이, 파장 410 nm 내지 490 nm 근처에서 반사율이 90% 이상이고, 파장 425 nm 내지 465 nm에서는 반사율이 95% 이상이며, 파장 440 nm에서는 약 96%의 반사율을 보임을 알 수 있다.As shown in the figure, it can be seen that the reflectance is 90% or more at a wavelength of about 410 nm to 490 nm, the reflectance is 95% or more at a wavelength of 425 nm to 465 nm, and the reflectance is about 96% at a wavelength of 440 nm.

또한, 적층하는 제 1층과 제 2층의 수를 증가시킴으로써 반사율을 99%까지 증가시킬 수 있다. 이는 참고 도면인 도 4에서 나타내는 바와 같이, 반사 특성이 우수한 은(Ag)이나 알루미늄(Al)과 같은 금속막보다 높은 반사율을 가지는 것을 알 수 있다.In addition, the reflectance can be increased up to 99% by increasing the number of the first layer and the second layer to be laminated. It can be seen that the reflectance is higher than that of a metal film such as silver (Ag) or aluminum (Al), which has excellent reflection characteristics, as shown in FIG.

이와 같은 구조에 의하여 발광 소자의 광 추출 효율은 크게 향상될 수 있다.With this structure, the light extraction efficiency of the light emitting device can be greatly improved.

다시 도 2를 참조하면, 반도체 구조(600)의 활성층(620)에서 발광되는 빛은 제 1반도체층(610)을 통하여 직접 외부로 방출될 수 있는데, 이때, 광 추출 구조(640)는 이러한 빛이 전반사 되지 않고 외부로 방출될 수 있도록 도울 수 있다.2, the light emitted from the active layer 620 of the semiconductor structure 600 may be directly emitted to the outside through the first semiconductor layer 610, Can be released to the outside without being totally reflected.

또한, 활성층(620)에서 하측으로 방출되는 빛은 제 2전극(400)에 의하여 반사되어 상측을 향할 수 있는데, 이러한 제 2전극(400) 또는 제 1전극(300)은 은(Ag), 니켈(Ni), 금(Au) 중 적어도 어느 하나의 반사 물질을 포함하기 때문이다.The second electrode 400 or the first electrode 300 may be formed of at least one selected from the group consisting of silver (Ag), nickel (Ni), and the like. The light emitted from the active layer 620 may be reflected by the second electrode 400, (Ni), and gold (Au).

이렇게 상측을 향한 빛은 광 추출 구조(640)에 의하여 외부로 방출될 수 있으며, 반도체 구조(600) 상면에서 전반사되어 다시 내부로 향하는 빛은 제 1전극(300) 또는 패시베이션 층(500)에서 반사되어 반도체 구조(600) 외부로 방출될 수 있는 것이다.The light directed toward the upper side may be emitted to the outside by the light extracting structure 640 and the light that is totally reflected on the upper surface of the semiconductor structure 600 and then returns to the inside is reflected by the first electrode 300 or the passivation layer 500 And may be discharged outside the semiconductor structure 600.

이상에서 설명한 발광 소자는, 위에서 언급한 바와 같이, 회로 기판(700) 상에 플립칩 본딩되어 장착될 수 있다.As described above, the light emitting device described above can be mounted on the circuit board 700 by flip-chip bonding.

즉, 제 1전극(300)의 전도성이 연결되는 지지층(100)과 제 2전극(400)이 같은 방향을 바라보도록 구비될 수 있으므로, 회로 패턴(710, 720)에 솔더(730, 740)에 의하여 본딩될 수 있다.That is, since the supporting layer 100 and the second electrode 400 to which the conductivity of the first electrode 300 is connected can be arranged to face in the same direction, the solder 730 and 740 are formed on the circuit patterns 710 and 720, .

즉, 지지층(100)은 제 1솔더층(730)에 의하여 제 1패턴(710)에 본딩될 수 있으며, 제 2전극(400)에 연결된 금속 패드(410)는 제 2솔더층(740)에 의하여 제 2패턴(720)에 본딩될 수 있다.That is, the support layer 100 may be bonded to the first pattern 710 by the first solder layer 730 and the metal pad 410 connected to the second electrode 400 may be bonded to the second solder layer 740 Or may be bonded to the second pattern 720.

이때, 경우에 따라, 금속 패드(410)와 제 2솔더층(740) 사이에는 전기적 연결을 위한 연결부(750)가 더 구비될 수 있다.In this case, a connection portion 750 for electrical connection may be further provided between the metal pad 410 and the second solder layer 740.

이와 같이, 플립칩 본딩되는 발광 소자는 반도체 구조(600)에서 방출되는 열이 열과 전기적으로 전도성이 우수한 결합 금속층(200)과 지지층(100)을 통하여 하부로 효과적으로 방출될 수 있는 특성을 가진다.As described above, the light emitting device that is flip-chip bonded has a characteristic that heat emitted from the semiconductor structure 600 can be effectively discharged downward through the bonding metal layer 200 and the supporting layer 100, which are excellent in heat and electrical conductivity.

도 6에서는 수직형 발광 소자의 일례를 나타내고 있다. 이러한 수직형 발광 소자는 반사 방지(AR; anti-reflection)층 구조를 가지는 패시베이션 층(500)이 적용될 수 있다.6 shows an example of a vertical type light emitting device. The passivation layer 500 having an anti-reflection (AR) layer structure may be applied to the vertical light emitting device.

이러한 수직형 발광 소자는 지지층(100) 상에 결합 금속층(200)이 구비되고, 이 결합 금속층(200) 상에는 제 2전극(420)이 위치한다.In this vertical type light emitting device, the bonding metal layer 200 is provided on the support layer 100, and the second electrode 420 is disposed on the bonding metal layer 200.

이 제 2전극(420) 상에는 제 2반도체층(630), 활성층(620), 및 제 1반도체층(610)이 차례로 위치하는 반도체 구조(600)가 위치하고, 제 1반도체층(610) 상에는 제 1전극(310)이 위치한다.A semiconductor structure 600 in which a second semiconductor layer 630, an active layer 620 and a first semiconductor layer 610 are sequentially positioned is disposed on the second electrode 420, and on the first semiconductor layer 610, One electrode 310 is positioned.

이러한 반도체 구조(600)의 외측에는 패시베이션 층(500)이 위치하며, 이러한 패시베이션 층(500)은 반도체 구조(600)의 측면과 상면의 일부에 위치할 수 있으며, 결합 금속층(200)의 일부 상에도 위치할 수 있다.A passivation layer 500 is disposed outside the semiconductor structure 600 and may be located on a side surface and a part of an upper surface of the semiconductor structure 600, Lt; / RTI >

여기서 구체적으로 언급하지 않는 부분은 위에서 설명한 발광 소자에 대한 기술적 사항이 동일하게 적용될 수 있다.The parts not specifically mentioned here can be equally applied to the technical matters of the light emitting device described above.

위에서 설명한 바와 같이, 패시베이션 층(500)은 다층 구조의 반사 방지층 구조를 가진다.As described above, the passivation layer 500 has an antireflection layer structure of a multilayer structure.

도 7에서 도시하는 바와 같이, 활성층(620)에서 발광된 빛은 광 추출 구조(640)에 의하여 외부로 방출되거나, 제 2전극(420)에 의하여 반사되어 외부로 방출될 수 있다.7, the light emitted from the active layer 620 may be emitted to the outside by the light extracting structure 640 or may be reflected by the second electrode 420 and may be emitted to the outside.

이때, 반도체 구조(600)의 측면을 향하는 빛은 패시베이션 층(500)에서 반사되지 않고 그대로 방출될 수 있다.At this time, light directed toward the side surface of the semiconductor structure 600 may be emitted without being reflected by the passivation layer 500.

즉, 패시베이션 층(500)을 구성함에 있어서, 제 1층(510)과 제 2층(520)이 빛에 대하여 보강 간섭이 일어나도록 번갈아 적층하여 구성하면 반사 방지 코팅이 되어 광 특성이 향상될 수 있다.That is, when the passivation layer 500 is formed by alternately stacking the first layer 510 and the second layer 520 so that constructive interference occurs with respect to light, an antireflection coating may be formed to improve optical characteristics have.

이러한 패시베이션 층(500)은 반도체 구조(600)의 누설 전류를 방지하고, 반도체 구조(600)의 충격을 방지하는 보호층으로 작용할 수 있음은 물론이다.It will be appreciated that such a passivation layer 500 may act as a protective layer to prevent leakage of the semiconductor structure 600 and to prevent the impact of the semiconductor structure 600.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 지지층 200: 결합 금속층
300: 제 1전극 400: 제 2전극
500: 패시베이션 층 600: 반도체 구조
100: support layer 200: bonding metal layer
300: first electrode 400: second electrode
500: passivation layer 600: semiconductor structure

Claims (13)

지지층;
상기 지지층 상에 위치하며, 상기 지지층을 향한 제 1측과, 상기 제 1측과 반대방향인 제 2측을 가지고, 상기 제 2측은 높이가 서로 다른 제 1면 및 제 2면을 가지는 결합 금속층;
상기 제 1면 상에 위치하는 제 1전극;
상기 제 2면 상에 위치하고, 상면이 상기 결합 금속층을 향하도록 구비되는 제 2전극;
질화물계 반도체를 포함하고, 상기 제 1전극과 전기적으로 연결되는 제 1반도체층, 상기 제 2전극과 전기적으로 연결되는 제 2반도체층, 상기 제 1반도체층과 제 2반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하며, 상기 결합 금속층보다 수평 폭이 넓은 반도체 구조; 및
상기 결합 금속층의 제 2면과 상기 제 2전극 사이에 위치하는 패시베이션 층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
Supporting layer;
A coupling metal layer located on the support layer and having a first side toward the support layer and a second side opposite to the first side, the second side having a first side and a second side with different heights;
A first electrode located on the first surface;
A second electrode located on the second surface and having an upper surface facing the bonding metal layer;
A first semiconductor layer including a nitride semiconductor and electrically connected to the first electrode, a second semiconductor layer electrically connected to the second electrode, an active layer between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, A semiconductor structure having a horizontal width larger than that of the bonding metal layer; And
And a passivation layer disposed between the second surface of the bonding metal layer and the second electrode.
제 1항에 있어서, 상기 제 1면과 제 2면은 서로 경사면으로 연결된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.The nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the first surface and the second surface are connected to each other at an inclined surface. 제 1항에 있어서, 상기 제 1면으로부터 지지층까지의 거리는 상기 제 2면으로부터 지지층까지의 거리보다 먼 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.The nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the distance from the first surface to the support layer is longer than the distance from the second surface to the support layer. 삭제delete 제 2항에 있어서, 상기 패시베이션 층은 상기 제 1전극까지 연장된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.The nitride semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein the passivation layer extends to the first electrode. 제 5항에 있어서, 상기 패시베이션 층은, 고반사층인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.The nitride semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein the passivation layer is a highly reflective layer. 제 5항에 있어서, 상기 패시베이션 층은, 서로 굴절률이 다른 두 층이 교대로 위치하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.The nitride semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein the passivation layer has two layers having different refractive indices alternately. 제 1항에 있어서, 상기 발광 소자는 회로 기판 상에 플립칩 본딩 되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.The nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is flip-chip bonded on a circuit board. 제 1항에 있어서, 상기 제 1전극은 반사층으로 작용하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.The nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the first electrode acts as a reflective layer. 제 1항에 있어서, 상기 결합 금속층은,
상기 지지층과 접하는 솔더층; 및
상기 솔더층 상에 위치하는 확산 방지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
The semiconductor device according to claim 1,
A solder layer in contact with the support layer; And
And a diffusion barrier layer disposed on the solder layer.
제 1항에 있어서, 상기 반도체 구조의 활성층은, 상기 제 1면과 제 2면 사이의 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.The nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the active layer of the semiconductor structure is located at a height between the first surface and the second surface. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 구조는 광 추출 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.The nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor structure includes a light extracting structure. 제 1항에 있어서, 상기 지지층은,
반도체 기판; 및
상기 반도체 기판 상에 위치하며, 상기 결합 금속층과 접촉하는 접촉층을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광 소자.
The method as claimed in claim 1,
A semiconductor substrate; And
And a contact layer disposed on the semiconductor substrate and in contact with the bonding metal layer.
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