KR101420787B1 - 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 복수의 반도체층; 식각되어 노출되는 제1 반도체층의 표면과 제2 반도체층의 표면을 연결하며, 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하는, 제1 경사를 가지는 복수의 반도체층 내부의 제1 경사면; 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하는, 제1 경사보다 큰 제2 경사를 가지는 복수의 반도체층 둘레의 제2 경사면; 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하도록 제2 반도체층 위에 형성되는 비도전성 반사막; 복수의 반도체층에 전자와 정공 중의 하나를 공급하며, 노출된 제1 반도체층의 표면과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 복수의 반도체층에 전자와 정공 중의 나머지 하나를 공급하며, 제2 반도체층과 전기적으로 연결되고, 비도전성 반사막 위에 위치하는 제2 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자에 관한 것이다.

Description

반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 발광소자의 광추출 효율을 향상시킨 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 반도체 광소자를 의미하며, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 들 수 있다. 3족 질화물 반도체는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)로 된 화합물로 이루어진다. 이외에도 적색 발광에 사용되는 GaAs계 반도체 발광소자 등을 예로 들 수 있다.
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).
도 1은 종래의 반도체 발광소자의 일 예(Lateral Chip)를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에, 버퍼층(200), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 전류 확산을 위한 투광성 도전막(600)과, 본딩 패드로 역할하는 전극(700)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 역할하는 전극(800)이 형성되어 있다.
도 2는 종래의 반도체 발광소자의 다른 예(Flip Chip)를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 기판(100) 측으로 빛을 반사시키기 위한 3층으로 된 전극막(901), 전극막(902) 및 전극막(903)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 기능하는 전극(800)이 형성되어 있다.
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 또 다른 예(Vertical Chip)를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500)이 순차로 증착되어 있으며, 제2 반도체층(500)에 제1 반도체층(300)으로 빛을 반사시키기 위한 금속 반사막(910)이 형성되어 있고, 지지 기판(930) 측에 전극(940)이 형성되어 있다. 금속 반사막(910)과 지지 기판(930)은 웨이퍼 본딩층(920)에 의해 결합된다. 제1 반도체층(300)에는 본딩 패드로 기능하는 전극(800)이 형성되어 있다.
도 4는 미국 등록특허공보 제6,650,044호에 도시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 플립 칩의 형태로, 기판(100), 기판(100) 위에, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 기판(100) 측으로 빛을 반사시키기 위한 반사막(950)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 기능하는 전극(800)이 형성되어 있으며, 기판(100) 및 반도체층(300,400,500)을 둘러싸도록 봉지제(1000)가 형성되어 있다. 반사막(950)은 도 2에서와 같이 금속층으로 이루어질 수 있지만, 도 5에 도시된 바와 같이, SiO2/TiO2로 된 DBR(Distributed Bragg Reflector)과 같은 절연체 반사막으로 이루어질 수 있다. 반도체 발광소자는 전기 배선(820,960)이 구비된 PCB(1200; Printed Circuit Board)에 도전 접착제(830,970)를 통해 장착된다. 봉지제(1000)에는 주로 형광체가 함유된다. 여기서 반도체 발광소자는 봉지제(1000)를 포함하므로, 구분을 위해, 봉지제(1000)를 제외한 반도체 발광소자 부분을 반도체 발광소자 칩이라 부를 수 있다.
도 5는 종래의 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 성장되는 버퍼층(200), 버퍼층(200) 위에 성장되는 n형 반도체층(300), n형 반도체층(300) 위에 성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 성장되는 p형 반도체층(500), p형 반도체층(500) 위에 형성되며, 전류 확산 기능을 하는 투광성 도전막(600), 투광성 도전막(600) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(700) 그리고 식각되어 노출된 n형 반도체층(300) 위에 형성되는 n측 본딩 패드(800)를 포함한다. 그리고 투광성 도전막(600) 위에는 분포 브래그 리플렉터(900; DBR: Distributed Bragg Reflector)와 금속 반사막(904)이 구비되어 있다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
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).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 복수의 반도체층; 식각되어 노출되는 제1 반도체층의 표면과 제2 반도체층의 표면을 연결하며, 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하는, 제1 경사를 가지는 복수의 반도체층 내부의 제1 경사면; 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하는, 제1 경사보다 큰 제2 경사를 가지는 복수의 반도체층 둘레의 제2 경사면; 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하도록 제2 반도체층 위에 형성되는 비도전성 반사막; 복수의 반도체층에 전자와 정공 중의 하나를 공급하며, 노출된 제1 반도체층의 표면과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 복수의 반도체층에 전자와 정공 중의 나머지 하나를 공급하며, 제2 반도체층과 전기적으로 연결되고, 비도전성 반사막 위에 위치하는 제2 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 다른 일 태양에 의하면, 성장 기판을 이용해, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층을 준비하는 단계; 제1 마스크를 사용하여, 제1 반도체층의 표면을 노출시키고, 노출된 제1 반도체층의 표면과 제2 반도체층의 표면을 연결하며 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하는 제1 경사를 가지는 제1 경사면을 복수의 반도체층 내부에 형성하는, 제1 식각 단계; 제1 마스크와 다른 재질의 제2 마스크를 사용하여, 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하는, 제1 경사보다 큰 제2 경사를 가지는 제2 경사면을 복수의 반도체층 둘레에 형성하는, 제 2 식각 단계; 활성층으로부터의 빛을 성장 기판 측인 제1 반도체층 측으로 반사하도록, 제2 반도체층 위에 비도전성 반사막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법이 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자의 일 예(Lateral Chip)를 나타내는 도면,
도 2는 종래의 반도체 발광소자의 다른 예(Flip Chip)를 나타내는 도면,
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 또 다른 예(Vertical Chip)를 나타내는 도면,
도 4는 미국 등록특허공보 제6,650,044호에 도시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 종래의 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 7 내지 도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면,
도 10 및 도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 다른 일 예를 나타내는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면.
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)).
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 본 개시에 따른 반도체 발광소자는, 기판(10), 기판(10)에 성장되는 버퍼층(20), 버퍼층(20)위에 성장되는 n형 반도체층(30), n형 반도체층(30) 위에 성장되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40), 활성층(40) 위에 성장되는 p형 반도체층(50)을 구비한다.
기판(10)으로 주로 사파이어, SiC, Si, GaN 등이 이용되며, 기판(10)은 최종적으로 제거될 수 있고, 버퍼층(20)은 생략될 수 있다. 기판(10)이 제거되거나 도전성을 가지는 경우에 전극(80)은 기판(10)이 제거된 n형 반도체층(30) 측 또는 도전성 기판(10) 측에 형성될 수 있다. n형 반도체층(30)과 p형 반도체층(50)은 그 위치가 바뀔 수 있으며, 3족 질화물 반도체 발광소자에 있어서 주로 GaN으로 이루어진다. 각각의 반도체층(20,30,40,50)이 다층으로 구성될 수 있으며, 추가의 층이 구비될 수도 있다.
또한, n형 반도체층(30)으로 전자를 공급하는 전극(80) 및 p형 반도체층(50)으로 정공을 공급하는 전극(92)이 구비된다. 전극(80)은 별도의 범프를 이용하여 패키지와 결합할 정도의 높이를 가져도 좋고, 도 5에서와 같이 자체가 패키지와 결합될 정도의 높이로 증착되어도 좋다.
식각되어 노출되는 n형 반도체층(30)의 표면과 p형 반도체층(50)의 표면을 연결하는 완만한 경사면(41)이 복수의 반도체층(30, 40, 50) 내부에 구비되고, 완만한 경사면(41) 보다 큰 경사를 가지는 급한 경사면(43)이 복수의 반도체층(30, 40, 50) 둘레에 구비된다. 완만한 경사면(41)은, 예를 들어, 45°정도의 상대적으로 완만한 경사를 가지며, 급한 경사면(43)은, 예를 들어, 75°정도의 급한 경사를 가질 수 있다. 완만한 경사면(41)과 급한 경사면(43) 모두 활성층(40)으로부터의 빛을 n형 반도체층(30) 측으로 반사하지만, 급한 경사면(43)이 완만한 경사면(41) 보다 활성층(40)으로부터의 빛을 더욱 효율적으로 n형 반도체층(30) 측, 즉 기판(10) 측으로 반사한다. 완만한 경사면(41)이 더 넓은 면적에 걸쳐 형성된다는 것은, n형 반도체층(30) 측으로 반사되는 빛이 감소하고, 발광 면적 또한 감소한다는 것을 의미한다. 따라서, 급한 경사면(43)을 대신하여 복수의 반도체층(30, 40, 50) 둘레, 즉 p형 반도체층(50) 가장자리 영역에 완만한 경사면(41)이 형성되는 것은 바람직하지 않다.
활성층(40)으로부터의 빛을, 성장에 사용되는 기판(10) 측 또는 기판(10)이 제거된 경우에 n형 반도체층(30) 측으로 반사하도록 p형 반도체층(50) 위에 비도전성 반사막(91)이 구비된다. 비도전성 반사막(91)은 p형 반도체층(50) 위에만 형성될 수도 있고, 식각되어 노출되는 n형 반도체층(30), 제1 경사면(41) 및 전극(80) 일부의 위에도 형성될 수 있으며, 나아가 복수의 반도체층 둘레의 제2 경사면(43)까지 덮도록 형성될 수도 있다. 비도전성 반사막(91)이 기판(10) 반대 측의 반도체층(30,50) 위의 모든 영역을 반드시 덮어야 하는 것은 아니라는 점을 당업자는 염두에 두어야 한다. 비도전성 반사막(91)이 모든 영역을 덮는 경우 비도전성 반사막(91)에 의한 반사효율이 극대화될 수 있다. 하지만, 제1 경사면(41) 및 제2 경사면(43)과 같은 경사를 가진 표면에 비도전성 반사막(91)을 형성함으로써 얻을 수 있는 반사효율 증대는 비중이 작고, 반면에 제조원가를 증가시키는 원인이 되며, 경사를 가진 표면에, 특히 경사가 급할수록 비도전성 반사막(91)을 형성하는 것이 어렵기 때문에, 비도전성 반사막(91)은 p형 반도체층(50) 위에만 형성되는 것이 효과적일 수 있다. 비도전성 반사막(91)은 반사막으로 기능하되, 빛의 흡수를 방지하도록 투광성 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 예를 들어, SiOx, TiOx, Ta2O5, MgF2와 같은 투광성 유전체 물질로 구성될 수 있다. 비도전성 반사막(91)이 SiOx로 이루어지는 경우에, p형 반도체층(50; 예: GaN)에 비해 낮은 굴절률을 가지므로, 임계각 이상의 빛을 반도체층(30,40,50) 측으로 일부 반사시킬 수 있게 된다. 한편, 비도전성 반사막(91)이 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector; 예: SiO2와 TiO2의 조합으로 된 DBR)로 이루어지는 경우에, 보다 많은 양의 빛을 반도체층(30,40,50) 측으로 반사시킬 수 있게 된다.
도 7 내지 도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 완만한 경사면(41)과 급한 경사면(43)의 형성과정을 나타낸다.
먼저, 도 7에 도시한 바와 같이, 기판(10)을 이용해 성장시킨, n형 반도체층(30), p형 반도체층(50) 및 n형 반도체층(30)과 p형 반도체층(50) 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40)을 포함하는 웨이퍼 형태의 복수의 반도체층을 준비한다.
이어서, n형 반도체층(30)을 부분적으로 노출시키기 위한 식각 공정이 수행된다. 구체적으로, 도 8에 도시한 바와 같이, 노출될 n형 반도체층(30)에 대응하는 영역을 제외한 p형 반도체층(50) 위의 나머지 영역에 마스크(51)를 입히고, 식각 공정을 수행한다. 건식 식각이 사용될 수 있으며, 예를 들어 ICP(inductively coupled plasma) 식각법이 사용될 수 있다. 마스크(51)는 식각에 대한 저향력이 작은 재질이 사용되며, 예를 들어, 식각에 대한 저향력이 비교적 작은 포토 래지스터가 사용된다. 이 과정에서 완만한 경사면(41)이 형성된다.
다음으로, 다수의 반도체 발광소자를 포함하는 일체화된 웨이퍼를 다수의 반도체 발광소자를 분리(isolation)하기 위한 식각 공정이 수행된다. 구체적으로, 도 9에 도시한 바와 같이, 하나의 반도체 발광소자의 상면을 이루게 될 이미 노출된 n형 반도체층(30) 표면과 p형 반도체층(50) 표면을 포함하는 영역에 마스크(53)를 입히고, 식각 공정을 수행한다. 마찬가지로 ICP 건식 식각법과 같은 건식 식각이 사용될 수 있다. 마스크(53)의 재료로는 전술한 식각 공정에서 사용되는 마스크(51)보다 식각에 대한 저향력이 큰 재질이 사용되며, 예를 들어 포토 래지스터 보다 식각에 대한 저항력이 큰 SiO2가 사용될 수 있다. 이 과정에서 급한 경사면(43)이 형성된다. 이와 같은 분리(isolation)하기 위한 식각 공정에서, 기판(10)을 절단하여 완전히 독립적인 반도체 발광소자로 분리될 수 있고, 기판(10)을 절단하지 않는 깊이까지만 식각이 수행되어 인접한 반도체 발광소자와 구분되는 정도로 남을 수도 있다. 기판이 절단되지 않는 깊이까지 식각이 수행되는 경우, 다른 후속 제조공정을 수행한 다음 레이저 스크라이빙(scribing) 방식으로 기판을 절단함으로써 완전히 독립적인 반도체 발광소자로 분리된다.
도 10 및 도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 다른 일 예를 나타내는 도면으로서, 도 8의 노출시키기 위한 식각 공정에 앞서, 도 9의 분리하기 위한 식각 공정을 수행하는 경우를 나타낸다. 즉, 식각에 대한 저항력이 서로 다른 마스크(51, 53)를 사용하는 2회의 식각 공정의 순서만 바뀔 뿐, 획득되는 반도체 발광소자는 동일하며, 구체적인 설명은 생략한다.
상기한 바와 같이, 2회에 걸친 식각 공정으로 복수의 반도체층 내부의 완만한 경사면(41)과 복수의 반도체층 둘레의 급한 경사면(43)을 형성한 상태에서, p형 반도체층 위에 비도전성 반사막(91)을 형성하는 공정 등의 후속 제조공정이 수행된다.
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 일 예를 나타내는 도면으로서, 비도전성 반사막(91)은 분포 브래그 리플렉터(91a)와 p형 반도체층(50)보다 낮은 굴절률을 가지는 유전체 막(91b)으로 된 이중 구조를 가진다. 정밀성을 요하는 분포 브래그 리플렉터(91a)의 증착에 앞서, 일정 두께의 유전체 막(91b)을 형성함으로써, 분포 브래그 리플렉터(91a)를 안정적으로 제조할 수 있게 되며, 빛의 반사에도 도움을 줄 수 있다. 유전체 막(91b)의 경우에 물질은 SiO2가 적당하며, 그 두께는 0.2um ~ 1.0um가 적당하다. 분포 브래그 리플렉터(91a)의 경우에 TiO2/SiO2로 구성되는 경우 각 층은 주어진 파장의 1/4의 광학 두께를 가지도록 설계되며, 그 조합의 수는 4 ~ 20 페어(pairs)가 적합하다.
전극(92)은 활성층(40)으로부터의 빛을, 기판(10) 측 또는 n형 반도체층(30) 측으로 반사하는데 일조한다는 관점에서, p형 반도체층(50) 위에서 비도전성 반사막(91)의 전부 또는 거의 대부분을 덮는 도전성 반사막인 것이 바람직하다. 이때, 반사율이 높은 Al, Ag와 같은 금속이 사용될 수 있다. 비도전성 반사막(91)과 p형 반도체층(50) 사이에는 전극(92)으로부터 p형 반도체층(50)으로 전류 공급(엄밀하게는 정공의 공급)을 위해 길게 뻗어 있는 가지 전극(93)이 구비되어 있다. 가지 전극(93)을 도입함으로써, 도 2에 제시된 플립 칩과 도 5에 제시된 플립 칩의 문제점을 모두 개선한 플립 칩을 구현할 수 있는 기초가 마련된다. 또한 가지 전극(93)의 높이는 0.5um ~ 4.0um가 적당하다. 너무 얇은 두께의 경우 동작전압의 상승을 야기하며, 너무 두꺼운 가지 전극은 공정의 안정성과 재료비 상승을 야기할 수 있기 때문이다.
비도전성 반사막(91) 위의 전극(92)과 가지 전극(93)의 전기적 연통을 위해, 수직 방향으로 비도전성 반사막(91)을 관통하는 전기적 연결(94)이 마련되어 있다. 가지 전극(93)이 없다면, 많은 수의 전기적 연결(94)을 형성하여 p형 반도체층(50)의 거의 전면에 마련된 투광성 전도막(60)에 직접 연결해야 하지만, 이 경우에, 전극(92)과 투광성 전도막(60) 사이에 좋은 전기적 접촉을 형성하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라, 제조 공정상 많은 문제점을 야기한다. 가지 전극(93)은 비도전성 반사막(91) 및 전극(92)의 형성에 앞서, p형 반도체층(50) 또는 바람직하게는 투광성 전도막(60) 위에 형성하고, 열처리함으로써, 양자 간에 안정적인 전기적 접촉을 만들어낼 수 있게 된다. 또한, 전극(92)의 재질로 반사율이 좋은 Al, Ag 등이 적합하지만, 안정적 전기적 접촉에는 Cr, Ti, Ni 또는 이들의 합급 등의 물질이 적합하며, 따라서 가지 전극(93)을 도입함으로써, 필요한 설계 사양에 대응하는 것이 보다 용이해지게 된다. 당업자는 가지 전극(93)에도 반사율이 좋은 Al, Ag 등을 사용할 수 있음을 염두에 두어야 한다.
전술한 바와 같이, 바람직하게는 투광성 전도막(60)이 구비된다. 특히 p형 GaN의 경우에 전류 확산 능력이 떨어지며, p형 반도체층(50)이 GaN으로 이루어지는 경우에, 대부분 투광성 전도막(60)의 도움을 받아야 한다. 예를 들어, ITO, Ni/Au와 같은 물질이 투광성 전도막(60)으로 사용될 수 있다. 가지 전극(93)의 높이가 전극(92)에까지 이르는 경우에는 가지 전극(93) 자체가 전기적 연결(94)을 형성한다. 전극(92)을 도 5의 p측 본딩 패드(700)와 같은 방식으로 구성하는 것을 배제할 필요는 없으나, p측 본딩 패드(700)에 의해 빛이 흡수되고, 비도전성 반사막(91)의 면적이 줄어드는 등 바람직하다고 할 수 없다. 당업자는 바람직하지는 않더라도 전극(92)이 칩의 제조 이후 패키지 레벨에서 장착면에 의해 구성될 수 있음을 배제하여서는 안 된다. 여기까지의 구성요소들로 본 개시에 따른 반도체 발광소자가 구성될 수 있음을 밝혀 둔다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1)비도전성 반사막은 제1 경사면 및 노출된 제1 반도체층 표면 위로 연장되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(2) 비도전성 반사막은 분포 브레그 리플렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(3) 비도전성 반사막은 분포 브레그 리플렉터 아래에 위치하는 유전체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(4) 비도전성 반사막은 제2 반도체층 위에만 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(5) 비도전성 반사막은 유전체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(6) 비도전성 반사막을 관통하여 제2 전극과 제2 반도체층을 연결하는 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(7) 비도전성 반사막과 제2 반도체층 사이에 개재되고, 전기적 연결에 의해 제2 전극과 전기적으로 연결되는 가지 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(8) 제2 마스크는 제1 마스크 보다 식각에 대한 저항력이 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
(9) 제1 마스크는 포토레지스트 재질인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
(10) 제2 마스크는 SiO2 재질인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
(11) 제1 식각 단계에 앞서, 제2 식각 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 우수한 광추출 효율을 달성할 수 있다.
본 개시에 따른 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, n형 반도체 측으로 향하는 빛을 증가시킬 수 있다.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 의하면, 발광면적을 증가시킬 수 있다.
기판(10) n형 반도체층(30) 활성층(40)
완만한 경사면(41) 급한 경사면(43) p형 반도체층(50)

Claims (13)

  1. 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 복수의 반도체층;
    식각되어 노출되는 제1 반도체층의 표면과 제2 반도체층의 표면을 연결하며, 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하는, 제1 경사를 가지는 복수의 반도체층 내부의 제1 경사면;
    활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하는, 제1 경사보다 큰 제2 경사를 가져서 제1 경사보다 상대적으로 급한 제2 경사에 의해서 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 향하도록 하는 복수의 반도체층 둘레의 제2 경사면;
    활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하도록 제2 반도체층 위에 형성되는 비도전성 반사막;
    복수의 반도체층에 전자와 정공 중의 하나를 공급하며, 노출된 제1 반도체층의 표면과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및
    복수의 반도체층에 전자와 정공 중의 나머지 하나를 공급하며, 제2 반도체층과 전기적으로 연결되고, 비도전성 반사막 위에 위치하는 제2 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    비도전성 반사막은 제1 경사면 및 노출된 제1 반도체층 표면 위로 연장되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    비도전성 반사막은 분포 브레그 리플렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  4. 청구항 3에 있어서,
    비도전성 반사막은 분포 브레그 리플렉터 아래에 위치하는 유전체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    비도전성 반사막은 제2 반도체층 위에만 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    비도전성 반사막은 유전체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    비도전성 반사막을 관통하여 제2 전극과 제2 반도체층을 연결하는 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  8. 청구항 7에 있어서,
    비도전성 반사막과 제2 반도체층 사이에 개재되고, 전기적 연결에 의해 제2 전극과 전기적으로 연결되는 가지 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  9. 기판을 이용해, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층을 준비하는 단계;
    제1 마스크를 사용하여, 제1 반도체층의 표면을 노출시키고, 노출된 제1 반도체층의 표면과 제2 반도체층의 표면을 연결하며 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하는 제1 경사를 가지는 제1 경사면을 복수의 반도체층 내부에 형성하는, 제1 식각 단계;
    제1 마스크와 다른 재질의 제2 마스크를 사용하여, 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하는, 제1 경사보다 큰 제2 경사를 가져서 제1 경사보다 상대적으로 급한 제2 경사에 의해서 활성층으로부터의 빛을 제1 반도체층 측으로 향하도록 하는 제2 경사면을 복수의 반도체층 둘레에 형성하는, 제2 식각 단계; 및
    활성층으로부터의 빛을 성장 기판 측인 제1 반도체층 측으로 반사하도록, 제2 반도체층 위에 비도전성 반사막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    제2 마스크는 제1 마스크 보다 식각에 대한 저항력이 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    제1 마스크는 포토레지스트 재질인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    제2 마스크는 SiO2 재질인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    제1 식각 단계에 앞서, 제2 식각 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
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