KR101547322B1 - Light emitting diode package - Google Patents

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Abstract

발광 다이오드 패키지가 개시된다. 이 패키지는, 제1 기판 상에 형성되고, 상대적으로 단파장의 광을 방출하는 발광셀들의 제1 직렬 어레이; 상기 상기 제 1 기판상에 형성되며, 상기 제 1 직렬 어레이 양단부들에 각각 전기적으로 연결된 제 1 본딩패드들; 제2 기판 상에 형성되고, 상대적으로 장파장의 광을 방출하는 발광셀들의 제2 직렬 어레이를 포함하고, 상기 제 2 기판상에 형성되며, 상기 제 2 직렬 어레이 양단부들에 각각 전기적으로 연결된 제 2 본딩 패드들 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들은 외부전원과 연결되어 동작한다.A light emitting diode package is disclosed. The package comprises: a first serial array of light emitting cells formed on a first substrate and emitting light of relatively short wavelength; First bonding pads formed on the first substrate and electrically connected to both ends of the first serial array; And a second serial array of light emitting cells formed on the second substrate and emitting light of relatively long wavelength, the second serial array being formed on the second substrate and electrically connected to the second serial array, Bonding pads The first and second serial arrays operate in conjunction with an external power supply.

Description

발광 다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}[0001] LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE [0002]

본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혼색의 광을 방출하며, 교류전원 하에서 구동될 수 있는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode package, and more particularly, to a light emitting diode package which emits mixed color light and can be driven under an AC power supply.

질화갈륨(GaN) 계열의 발광 다이오드가 개발된 이래, GaN 계열의 LED는 LED 기술을 상당히 변화시켰으며, 현재 천연색 LED 표시소자, LED 교통 신호기, 백색 LED 등 다양한 응용에 사용되고 있다. 최근, 고효율 백색 LED는 형광 램프를 대체할 것으로 기대되고 있으며, 특히 백색 LED의 효율(efficiency)은 통상의 형광램프의 효율에 유사한 수준에 도달하고 있다.Since GaN series LEDs have been developed, GaN series LEDs have changed the LED technology considerably and are being used in various applications such as color LED display devices, LED traffic signals, and white LEDs. In recent years, high efficiency white LEDs are expected to replace fluorescent lamps. In particular, the efficiency of white LEDs has reached a level similar to that of ordinary fluorescent lamps.

일반적으로, 발광 다이오드는 순방향 전류에 의해 광을 방출하며, 직류전류의 공급을 필요로 한다. 따라서, 발광 다이오드는, 교류전원에 직접 연결하여 사용할 경우, 전류의 방향에 따라 온/오프를 반복하며, 그 결과 연속적으로 빛을 방출하지 못하고, 역방향 전류에 의해 쉽게 파손되는 문제점이 있다.Generally, light emitting diodes emit light by forward current and require the supply of a direct current. Therefore, when the light emitting diode is directly connected to the AC power source, the light emitting diode repeats on / off according to the direction of the current. As a result, the light emitting diode can not emit light continuously and is easily damaged by the reverse current.

이러한 발광 다이오드의 문제점을 해결하여, 고전압 교류전원에 직접 연결하여 사용할 수 있는 발광 다이오드가 국제공개번호 WO 2004/023568(Al)호에 "발광 성분들을 갖는 발광소자"(LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT-EMITTING ELEMENTS)라는 제목으로 사카이 등(SAKAI et. al.)에 의해 개시된 바 있다.A light emitting diode capable of being directly connected to a high voltage AC power source to solve the problem of such a light emitting diode is disclosed in International Publication No. WO 2004/023568 (Al), entitled " LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT- EMITTING ELEMENTS, issued by SAKAI et al.

상기 WO 2004/023568(Al)호에 따르면, LED들(발광셀들)이 사파이어 기판과 같은 단일의 절연성 기판상에 2차원적으로 직렬연결되어 LED 어레이를 형성한다. 이러한 두개의 LED 어레이들이 상기 사파이어 기판 상에서 역병렬로 연결된다. 그 결과, AC 파워 서플라이에 의해 직접 구동될 수 있는 단일칩 발광소자가 제공된다. 한편, 상기 단일칩 발광소자는 GaN 계열의 화합물로 제조되어 자외선 또는 청색광을 방출하므로, 상기 단일칩 발광소자와 형광체를 조합함으로써 백색광 등의 혼색을 방출하는 발광 다이오드 패키지를 제공할 수 있다.According to WO 2004/023568 (A1), LEDs (light emitting cells) are two-dimensionally connected in series on a single insulating substrate such as a sapphire substrate to form an LED array. These two LED arrays are connected in anti-parallel on the sapphire substrate. As a result, a single chip light emitting device that can be directly driven by the AC power supply is provided. Meanwhile, since the single chip light emitting device is made of a GaN based compound and emits ultraviolet light or blue light, a light emitting diode package that emits white light or the like by mixing the single chip light emitting device and the phosphor can be provided.

예컨대, 청색광을 방출하는 단일칩 발광소자와, 청색광을 파장변환시키어 황색광을 방출하는 형광체, 또는 녹색광과 적색광을 방출하는 형광체들을 조합함으로써, 백색 발광 다이오드 패키지를 구현할 수 있다. 그러나, 청색 발광소자와 황색 형광체의 조합에 의한 백색광은 색재연성이 좋지 못하며, 녹색 형광체 및 적색 형광체를 사용하는 것은 형광체의 과다 사용에 의해 발광 효율을 떨어뜨릴 수 있다.For example, a white light emitting diode package can be realized by combining a single chip light emitting element that emits blue light, a phosphor that wavelength-converts blue light to emit yellow light, or a phosphor that emits green light and red light. However, the white light by the combination of the blue light emitting element and the yellow phosphor has poor color reproducibility, and the use of the green phosphor and the red phosphor may lower the luminous efficiency due to excessive use of the phosphor.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 혼색의 광을 방출하며, 교류전원, 특히 고전압 교류전원 하에서 구동될 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light emitting diode package that emits light of mixed colors and can be driven by an AC power source, particularly a high voltage AC power source.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 색재연성 및 발광효율이 우수한 백색광을 구현할 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode package capable of realizing white light with excellent color reproducibility and luminous efficiency.

상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드 패키지는, 제1 기판 상에 형성되고, 상대적으로 단파장의 광을 방출하는 발광셀들의 제1 직렬 어레이와, 제2 기판 상에 형성되고, 상대적으로 장파장의 광을 방출하는 발광셀들의 제2 직렬 어레이를 포함한다. 이에 더하여, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들은 서로 역병렬로 연결되어 동작한다. 이에 따라, 혼색의 광을 방출하며, 교류전원하에서 동작할 수 있는 발광 다이오드 패키지가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode package comprising: a first serial array of light emitting cells formed on a first substrate and emitting light of a relatively short wavelength; And a second serial array of light emitting cells that emit light of relatively long wavelength. In addition, the first and second serial arrays are operatively connected in antiparallel to each other. Accordingly, a light emitting diode package that emits light of mixed colors and can operate under an AC power source can be provided.

여기서, "발광셀"은 동작시 광을 방출하는 단위 요소로서의 다이오드를 의미한다. 한편, "직렬 어레이"는, 그 어레이의 양단에 전압을 인가했을 때, 어레이 내의 모든 발광셀들에 순방향 전압이 인가되거나 역방향 전압이 인가되도록 상기 발광셀들이 순차적으로 연결된 어레이를 의미한다. 한편, "역병렬" 연결은, 그 양단에 전압이 인가될 때, 하나의 직렬 어레이에 순방향 전압이 인가되고 다른 직렬 어레이에 역방향 전압이 인가되는 연결을 의미한다.Here, "light emitting cell" means a diode as a unit element emitting light in operation. On the other hand, the "serial array" means an array in which the light emitting cells are sequentially connected so that a forward voltage or an inverse voltage is applied to all the light emitting cells in the array when a voltage is applied to both ends of the array. An "antiparallel" connection, on the other hand, refers to a connection in which a forward voltage is applied to one serial array and a reverse voltage is applied to another serial array when a voltage is applied across both serial arrays.

한편, 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 제1 직렬 어레이에서 방출된 광의 적어도 일부를 파장 변환시키는 형광체를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이와 상기 형광체의 조합에 의해 혼색의 광을 방출할 수 있다.The light emitting diode package may further include a phosphor for wavelength-converting at least a part of the light emitted from the first serial array. Thus, the mixed color light can be emitted by the combination of the first and second series arrays and the phosphor.

몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 직렬 어레이 내의 발광셀들은 청색광을 방출하고, 상기 제2 직렬 어레이 내의 발광셀들은 적색광을 방출하고, 상기 형광체는 청색광을 녹색광으로 파장 변환시킬 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 제1 직렬 어레이 내의 발광셀들은 청색광을 방출하고, 상기 제2 직렬 어레이 내의 발광셀들은 녹색광을 방출하고, 상기 형광체는 청색광을 적색광으로 파장 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 색재연성 및 발광효율이 우수한 백색광을 구현할 수 있다.In some embodiments, the light emitting cells in the first serial array emit blue light, the light emitting cells in the second serial array emit red light, and the phosphor can wavelength-convert blue light into green light. In other embodiments, the light emitting cells in the first serial array emit blue light, the light emitting cells in the second serial array emit green light, and the phosphor can wavelength-convert blue light into red light. Thus, white light excellent in color reproducibility and luminous efficiency can be realized.

이에 더하여, 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 제1 및 제2 직렬 어레이를 덮는 몰딩부를 더 포함할 수 있으며, 상기 몰딩부는 확산제를 함유할 수 있다. 상기 확산제는 상기 직렬 어레이들에서 방출된 광을 혼합함으로써 균일한 혼색광이 외부로 방출되도록 한다. 상기 형광체는 상기 몰딩부 내에 함유될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the light emitting diode package may further include a molding part covering the first and second series arrays, and the molding part may contain a diffusing agent. The diffusing agent mixes the light emitted from the serial arrays so that uniformly mixed light is emitted to the outside. The phosphor may be contained in the molding part, but is not limited thereto.

한편, 상기 제1 직렬 어레이 내의 발광셀들은 각각 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 개재된 제1 활성층을 포함할 수 있다. 상기 제1 활성층은 AlInGaN 계열의 화합물로 형성될 수 있다. 이에 더하여, 상기 제2 직렬 어레이 내의 발광셀들은 각각 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 개재된 제2 활성층을 포함할 수 있으며, 상기 제2 활성층은 AlInGaP 계열의 화합물로 형성될 수 있다.Meanwhile, the light emitting cells in the first serial array may include a first active layer interposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, respectively. The first active layer may be formed of an AlInGaN-based compound. In addition, the light emitting cells in the second serial array may include a second active layer interposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, respectively, and the second active layer may be formed of a compound of AlInGaP series .

상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 제1 기판 상에 형성되고, 상대적으로 단파장의 광을 방출하는 발광셀들의 제1 직렬 어레이; 상기 상기 제 1 기판상에 형성되며, 상기 제 1 직렬 어레이 양단부들에 각각 전기적으로 연결된 제 1 본딩패드들; 제2 기판 상에 형성되고, 상대적으로 장파장의 광을 방출하는 발광셀들의 제2 직렬 어레이를 포함하고, 상기 제 2 기판상에 형성되며, 상기 제 2 직렬 어레이 양단부들에 각각 전기적으로 연결된 제 2 본딩 패드들상기 제1 및 제2 직렬 어레이들은 외부전원과 연결되어 동작할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode package including: a first serial array of light emitting cells formed on a first substrate and emitting light having a relatively short wavelength; First bonding pads formed on the first substrate and electrically connected to both ends of the first serial array; And a second serial array of light emitting cells formed on the second substrate and emitting light of relatively long wavelength, the second serial array being formed on the second substrate and electrically connected to the second serial array, Bonding Pads The first and second serial arrays may operate in conjunction with an external power source.

본 발명의 실시예들에 따르면, 서로 다른 파장의 광을 방출하는 직렬 어레이들을 실장함으로써 혼색의 광을 방출하며, 교류전원, 특히 고전압 교류전원하에서 구동될 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공할 수 있다. 이에 더하여, 상기 직렬 어레이들과 형광체를 조합하여 색재연성 및 발광효율이 우수한 백색광을 구현하는 발광 다이오드 패키지를 제공할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to provide a light emitting diode package that emits light of mixed colors by mounting serial arrays that emit light of different wavelengths, and can be driven by an AC power source, particularly a high voltage AC power source. In addition, it is possible to provide a light emitting diode package that combines the series arrays and phosphors to realize white light with excellent color reproducibility and luminous efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단일칩(10)을 설명하기 위한 부분단면도들이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 단일칩(50)을 설명하기 위한 부분단면도들이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 단일칩(50)을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 10 및 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2 단일칩(50)을 설명하기 위한 부분단면도들이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 상기 또 다른 실시예에 따른 제2 단일칩을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are partial cross-sectional views for explaining a first single chip 10 according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are partial cross-sectional views illustrating a second single chip 50 according to an embodiment of the present invention.
7 to 9 are sectional views for explaining a method of manufacturing the second single chip 50 according to an embodiment of the present invention.
10 and 11 are partial cross-sectional views illustrating a second single chip 50 according to another embodiment of the present invention.
12 to 15 are sectional views for explaining a method of manufacturing a second single chip according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, and the like of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 개략도이다. 여기서, 리세스된 패키지 본체(40)를 갖는 패키지를 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 모든 종류의 패키지에 적용될 수 있다.FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention. Here, the package having the recessed package main body 40 is described, but the present invention is not limited thereto and can be applied to all kinds of packages.

도 1 및 도 2를 참조하면, 패키지 본체(40)의 칩 실장영역, 예컨대 리세스 내의 바닥면 상에 제1 단일칩(10) 및 제2 단일칩(50)이 실장된다. 이들 단일칩들(10, 50)은, 도시된 바와 같이, 칩 실장 영역 상에 각각 실장되어 본딩와이어들(45)에 의해 패키지의 리드전극들(41, 43)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 단일칩들(10, 50)은 서브 마운트(도시하지 않음)와 같은 다른 공통 기판 상에 함께 실장될 수도 있으며, 상기 서브 마운트 또는 상기 칩 실장 영역 상에 플립 본딩될 수도 있다. 상기 단일칩들(10, 50)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 몰딩부(47)에 의해 봉지된다. 상기 몰딩부(40)는 형광체 및/또는 확산제를 함유할 수 있다.1 and 2, a first single chip 10 and a second single chip 50 are mounted on a chip mounting area of the package body 40, for example, on a bottom surface in a recess. These single chips 10 and 50 can be respectively mounted on the chip mounting area and electrically connected to the lead electrodes 41 and 43 of the package by the bonding wires 45 as shown. In addition, the single chips 10, 50 may be mounted together on another common substrate such as a submount (not shown), or may be flip-bonded onto the submount or the chip mounting area. The single chips 10, 50 are encapsulated by a molding part 47 such as epoxy or silicon. The molding part 40 may contain a phosphor and / or a diffusing agent.

도 2를 참조하면, 상기 제1 단일칩(10)은 제1 기판(11) 상에 서로 직렬 연결된 발광셀들(18)의 제1 직렬 어레이(20)를 가지며, 제2 단일칩(50)은 제2 기판(51) 상에 서로 직렬 연결된 발광셀들(58)의 제2 직렬 어레이(60)를 갖는다. 상기 제1 기판 및 제2 기판은 절연기판이거나 상면에 절연층을 갖는 도전성 기판일 수 있다. 상기 제1 및 제2 단일칩들(10, 50)의 구조 및 제조 방법에 대해서는 아래에서 상세하게 설명된다.2, the first single chip 10 has a first series array 20 of light emitting cells 18 connected to each other on a first substrate 11, and a second single chip 50, Has a second serial array (60) of light emitting cells (58) connected in series on a second substrate (51). The first substrate and the second substrate may be an insulating substrate or a conductive substrate having an insulating layer on an upper surface thereof. The structure and manufacturing method of the first and second single chips 10 and 50 will be described in detail below.

한편, 상기 발광셀들(18, 58)은 각각 배선에 의해 서로 직렬 연결되어 직렬 어레이들(20, 60)을 형성한다. 상기 직렬 어레이들(20, 60)의 양단부들에 본딩패드들(31, 71)이 배치될 수 있다. 본딩패드들(31, 71)은 상기 직렬 어레이들(20, 60)의 양단부들에 각각 전기적으로 연결된다. 상기 본딩패드들(31, 71)에 본딩 와이어들(45)이 본딩될 수 있다.Meanwhile, the light emitting cells 18 and 58 are connected to each other in series by wires to form serial arrays 20 and 60. Bonding pads 31 and 71 may be disposed at both ends of the serial arrays 20 and 60. The bonding pads 31 and 71 are electrically connected to both ends of the serial arrays 20 and 60, respectively. Bonding wires 45 may be bonded to the bonding pads 31 and 71.

상기 제1 직렬 어레이(20) 및 제2 직렬 어레이(60)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 역병렬로 연결된다. 즉, 제1 직렬 어레이(20)에 순방향 전압이 인가될 때, 제2 직렬 어레이(60)에 역방향 전압이 인가되고, 제1 직렬 어레이(20)에 순방향 전압이 인가될 때, 제2 직렬 어레이(60)에 순방향 전압이 인가된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들(20, 60)의 양단에 교류전원을 연결할 경우, 상기 제1 및 제2 직렬 어레이들(20, 60)이 서로 교대로 동작하여 광을 방출한다.The first serial array 20 and the second serial array 60 are connected in antiparallel to each other, as shown in Fig. That is, when a forward voltage is applied to the first serial array 20, a reverse voltage is applied to the second serial array 60, and when a forward voltage is applied to the first serial array 20, (60). Accordingly, when AC power is connected to both ends of the first and second serial arrays 20 and 60, the first and second serial arrays 20 and 60 alternately operate to emit light.

다시 도 1을 참조하면, 상기 제1 단일칩(10)은 상대적으로 단파장의 광을 방출하고, 제2 단일칩(50)은 상대적으로 장파장의 광을 방출하도록 구성된다. 한편, 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 제1 단일칩(10)에서 방출된 광의 적어도 일부를 파장변환시키는 형광체를 포함할 수 있다. 이러한 형광체는 앞에서 설명한 바와 같이 몰딩부(47) 내에 함유될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 몰딩부(47) 아래 또는 그 위에 위치할 수도 있다. 또한, 상기 몰딩부(47)는 확산제를 함유하여, 상기 제1 단일칩(10) 및 제2 단일칩(50)에서 방출된 광을 균일하게 혼합시킬 수 있으며, 또한 이들 광과 형광체에서 방출된 광을 균일하게 혼합시킬 수 있다.Referring again to FIG. 1, the first single chip 10 emits a relatively short wavelength light and the second single chip 50 emits a relatively long wavelength light. The light emitting diode package may include a phosphor for wavelength-converting at least a part of the light emitted from the first single chip 10. Such a phosphor may be contained in the molding part 47 as described above, but is not limited thereto, and may be located under or above the molding part 47. [ The molding unit 47 may include a diffusing agent to uniformly mix the light emitted from the first single chip 10 and the second single chip 50, So that the light can be uniformly mixed.

상기 제1 단일칩(10) 및 제2 단일칩(50)과 상기 형광체의 조합에 의해 다양한 색의 혼색광, 예컨대 백색광을 구현하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 제1 단일칩(10)은 청색광을 방출하고, 제2 단일칩(50)은 적색광을 방출할 수 있으며, 상기 형광체는 제1 단일칩(10)에서 방출된 청색광의 일부를 녹색광(또는 황색광)으로 파장 변환시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 단일칩(10)은 청색광을 방출하고, 제2 단일칩(50)은 녹색광을 방출할 수 있으며, 상기 형광체는 제1 단일칩(10)에서 방출된 청색광의 일부를 적색광으로 파장 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 형광체의 사용량을 증가시키지 않고도 색재연성이 우수한 백색광을 구현할 수 있어 발광 효율이 우수한 발광 다이오드 패키지를 제공할 수 있다.It is possible to realize a mixed color light of various colors, for example, white light by combining the first single chip 10 and the second single chip 50 with the phosphor. For example, the first single chip 10 emits blue light and the second single chip 50 emits red light, and the phosphor emits a part of the blue light emitted from the first single chip 10 The wavelength can be converted into green light (or yellow light). The first single chip 10 may emit blue light and the second single chip 50 may emit green light. The phosphor may emit a part of the blue light emitted from the first single chip 10 as red light Wavelength conversion can be performed. Accordingly, it is possible to provide a white light having excellent color reproducibility without increasing the amount of the phosphor used, thereby providing a light emitting diode package having excellent luminous efficiency.

본 실시예에 있어서, 두개의 단일칩들(10, 50)이 실장된 것을 예시하였으나, 더 많은 수의 단일칩들이 교류 전원하에서 구동되도록 실장될 수 있다.In the present embodiment, although two single chips 10 and 50 are illustrated as being mounted, a larger number of single chips may be mounted to be driven under an AC power source.

한편, 제1 직렬 어레이(10) 또는 제2 직렬 어레이(50) 내에서 직렬 연결되는 발광셀들(18 또는 58)의 개수는 각 어레이에 인가되는 전압의 크기 및 발광셀들의 동작전압에 의해 조절될 수 있다. 이러한 발광셀들의 개수는 예컨대 일반 가정용 교류 전원인 110V 또는 220V에서 상기 발광 다이오드 패키지가 구동될 수 있도록 정해질 수 있다.The number of the light emitting cells 18 or 58 connected in series in the first serial array 10 or the second serial array 50 is controlled by the magnitude of the voltage applied to each array and the operating voltage of the light emitting cells. . The number of the light emitting cells can be set to be such that the light emitting diode package can be driven at 110V or 220V, for example, a common household AC power source.

이하, 상기 제1 단일칩(10) 및 제2 단일칩(50)의 구조 및 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure and manufacturing method of the first single chip 10 and the second single chip 50 will be described in detail.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단일칩(10)을 설명하기 위한 부분단면도이다. 여기서, 도 3은 에어브리지 공정에 의해 형성된 배선들(27)에 의해 발광셀들(18)이 직렬 연결된 것을 설명하기 위한 부분단면도이고, 도 4는 스텝커버 공정에 의해 형성된 배선들(37)에 의해 발광셀들이 직렬 연결된 것을 설명하기 위한 부분 단면도이다.3 and 4 are partial cross-sectional views illustrating a first single chip 10 according to an embodiment of the present invention. 3 is a partial cross-sectional view for explaining the series connection of the light emitting cells 18 by the wiring lines 27 formed by the air bridge process, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the wiring lines 37 formed by the step- In which the light emitting cells are connected in series.

도 3을 참조하면, 제1 기판(11) 상에 복수개의 발광셀들(18)이 서로 이격되어 위치한다. 상기 발광셀들 각각은 제1 도전형 하부 반도체층(15), 제1 활성층(17) 및 제2 도전형 상부 반도체층(19)을 포함한다. 상기 활성층(17)은 단일 양자웰 또는 다중 양자웰일 수 있으며, 요구되는 발광 파장에 따라 그 물질 및 조성이 선택된다. 예컨대, 상기 제1 활성층은 질화갈륨 계열의 화합물, 즉 AlInGaN 계열의 화합물로 형성될 수 있다. 한편, 상기 하부 및 상부 반도체층(15, 19)은 상기 활성층(17)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성되며, 질화갈륨 계열의 화합물로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, a plurality of light emitting cells 18 are spaced apart from each other on a first substrate 11. Each of the light emitting cells includes a first conductive type lower semiconductor layer 15, a first active layer 17, and a second conductive type upper semiconductor layer 19. The active layer 17 may be a single quantum well or a multiple quantum well and its material and composition are selected according to the required emission wavelength. For example, the first active layer may be formed of a gallium nitride-based compound, that is, an AlInGaN-based compound. The lower and upper semiconductor layers 15 and 19 are formed of a material having a larger bandgap than that of the active layer 17 and may be formed of a gallium nitride based compound.

한편, 상기 하부 반도체층(15)과 상기 제1 기판(11) 사이에 버퍼층(13)이 개재될 수 있다. 버퍼층(13)은 제1 기판(11)과 하부 반도체층(15)의 격자부정합을 완화시키기 위해 채택된다. 상기 버퍼층(13)은 도시된 바와 같이 서로 이격될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 버퍼층(13)이 절연성이거나 저항이 큰 물질로 형성된 경우, 서로 연속적일 수 있다.A buffer layer 13 may be interposed between the lower semiconductor layer 15 and the first substrate 11. The buffer layer 13 is adopted to alleviate the lattice mismatch between the first substrate 11 and the lower semiconductor layer 15. The buffer layer 13 may be spaced apart from each other as shown in FIG. 1, but it is not limited thereto. When the buffer layer 13 is formed of an insulating material or a material having high resistance, the buffer layer 13 may be continuous with each other.

상기 상부 반도체층(19)은, 도시한 바와 같이, 상기 하부 반도체층(15)의 일부 영역 상부에 위치하며, 상기 활성층은 상부 반도체층(19)과 하부 반도체층(15) 사이에 개재된다. 또한, 상기 상부 반도체층(19) 상에 투명전극층(21)이 위치할 수 있다. 상기 투명전극층(21)은 인디움틴산화막(ITO) 또는 Ni/Au 등의 물질로 형성될 수 있다.The upper semiconductor layer 19 is located above a partial region of the lower semiconductor layer 15 and the active layer is interposed between the upper semiconductor layer 19 and the lower semiconductor layer 15 as shown in the figure. In addition, the transparent electrode layer 21 may be positioned on the upper semiconductor layer 19. The transparent electrode layer 21 may be formed of a material such as indium tin oxide (ITO) or Ni / Au.

한편, 배선들(27)이 상기 발광셀들(18)을 전기적으로 연결한다. 상기 배선들(27)은 하나의 발광셀의 하부 반도체층(15)과 그것에 이웃하는 발광셀의 투명전극층(21)을 연결한다. 상기 배선들은 도시한 바와 같이, 상기 투명전극층(21) 상에 형성된 전극패드(24)와 상기 하부 반도체층(15)의 노출된 영역 상에 형성된 전극패드(25)를 연결할 수 있다. 여기서, 상기 배선들(27)은 에어브리지 공정에 의해 형성된 것으로, 접촉부를 제외한 부분은 기판(11) 및 발광셀들(18)로부터 물리적으로 떨어져 있다. 상기 배선들(27)에 의해 단일의 제1 기판(11) 상에서 발광셀들(18)이 직렬 연결된 제1 직렬 어레이(도 2의 10)이 형성된다.On the other hand, the wirings 27 electrically connect the light emitting cells 18. The wirings 27 connect the lower semiconductor layer 15 of one light emitting cell and the transparent electrode layer 21 of the light emitting cell adjacent thereto. The wirings may connect the electrode pad 24 formed on the transparent electrode layer 21 and the electrode pad 25 formed on the exposed region of the lower semiconductor layer 15 as shown in the figure. Here, the wirings 27 are formed by an air bridge process, and the portions except for the contact portions are physically separated from the substrate 11 and the light emitting cells 18. [ A first serial array 10 of FIG. 2) in which the light emitting cells 18 are connected in series on the single first substrate 11 is formed by the wiring lines 27. FIG.

도 4를 참조하면, 상기 발광셀들(18)을 연결하는 배선들은 스텝커버 공정에 의해 형성될 수 있다. 즉, 배선들(37)을 접촉시키기 위한 부분들을 제외하고, 상기 발광셀들의 모든 층들 및 기판(11)은 절연층(35)으로 덮혀진다. 그리고, 상기 배선들(37)이 상기 절연층(35) 상에서 패터닝되어 상기 발광셀들(18)을 전기적으로 연결한다.Referring to FIG. 4, the wirings connecting the light emitting cells 18 may be formed by a step cover process. That is, all the layers of the light emitting cells and the substrate 11 are covered with the insulating layer 35, except for the portions for contacting the wires 37. The wirings 37 are patterned on the insulating layer 35 to electrically connect the light emitting cells 18.

예컨대, 상기 절연층(35)은 상기 전극패드들(24, 25)을 노출시키는 개구부들을 가지며, 상기 배선들(37)은 상기 개구부들을 통해 이웃하는 발광셀들의 전극패드들(24, 25)을 서로 연결하여 발광셀들(18)을 직렬 연결한다.For example, the insulating layer 35 has openings for exposing the electrode pads 24 and 25, and the wires 37 are connected to the electrode pads 24 and 25 of neighboring light emitting cells through the openings. So that the light emitting cells 18 are connected in series.

본 실시예에 있어서, 서로 이격된 발광셀들(18)은 기판(11) 상에 에피층들을 차례로 성장시킨 후, 이들을 사진 및 식각 기술을 사용하여 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 발광셀들(18)은 희생기판 상에 에피층들을 차례로 성장시킨 후, 제1 기판(11) 상에 상기 에피층들을 접착시키고 상기 희생기판을 제거하는 기판 분리 기술을 사용하여 형성될 수도 있다. 희생기판이 분리된 후, 사진 및 식각 기술을 사용하여 패터닝함으로써 상기 발광셀들(18)이 형성될 수 있다.In this embodiment, the light emitting cells 18 spaced apart from each other can be formed by sequentially growing the epilayers on the substrate 11, and then patterning them using photolithography and etching techniques. Alternatively, the light emitting cells 18 may be formed by sequentially growing epitaxial layers on a sacrificial substrate, then adhering the epilayers on the first substrate 11 and removing the sacrificial substrate . After the sacrificial substrate is separated, the light emitting cells 18 can be formed by patterning using photolithography and etching techniques.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 단일칩(50)을 설명하기 위한 부분단면도들이다.5 and 6 are partial cross-sectional views illustrating a second single chip 50 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 제2 단일칩(50)은 제2 기판(51)을 포함한다. 상기 기판은 AlInGaP 에피층들을 성장시키기에 적합한 단결정 기판으로, GaAs 또는 GaP 기판일 수 있다.Referring to FIG. 5, the second single chip 50 includes a second substrate 51. The substrate is a single crystal substrate suitable for growing AlInGaP epilayers, and may be a GaAs or GaP substrate.

상기 제2 기판(51) 상부에 서로 이격되어 위치하는 복수개의 발광셀들(58)이 위치한다. 상기 발광셀들 각각은 제1 도전형 하부 반도체층(55), 제2 활성층(57) 및 제2 도전형 상부 반도체층(59)을 포함한다. 상기 하부 및 상부 반도체층(55)은 상기 활성층(57)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성되며, AlInGaP 계 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 활성층(57)은 AlInGaP의 단일 양자웰 또는 다중 양자웰일 수 있다.A plurality of light emitting cells 58 are disposed on the second substrate 51 and spaced apart from each other. Each of the light emitting cells includes a first conductive type lower semiconductor layer 55, a second active layer 57, and a second conductive type upper semiconductor layer 59. The lower and upper semiconductor layers 55 are formed of a material having a band gap larger than that of the active layer 57, and may be formed of an AlInGaP-based compound semiconductor. In addition, the active layer 57 may be a single quantum well or a multiple quantum well of AlInGaP.

한편, 상기 하부 반도체층(55) 아래에 제1 도전형 콘택층(54)이 위치할 수 있으며, 상기 제1 도전형 콘택층(54)의 일 영역이 노출된다. 상기 콘택층(54)은 상기 제1 도전형 하부 반도체층(55)에 비해 비저항이 작은 물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 콘택층(54)은 제1 도전형 하부 반도체층(55)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 콘택층(54)과 하부 반도체층(55) 사이에 계면이 사라진다. A first conductive contact layer 54 may be located below the lower semiconductor layer 55 and expose a region of the first conductive contact layer 54. The contact layer 54 may be formed of a material having a lower resistivity than the first conductive type lower semiconductor layer 55. Alternatively, the contact layer 54 may be formed of the same material as the first conductive-type lower semiconductor layer 55. In this case, the interface disappears between the contact layer 54 and the lower semiconductor layer 55.

상기 제2 도전형 상부 반도체층(59)은 상기 콘택층(54) 일부분의 상부에 위치하며, 상기 제2 활성층은 상부 반도체층(59)과 하부 반도체층(55) 사이에 개재된다. 또한, 상기 상부 반도체층(59) 상에 윈도우층(61)이 위치할 수 있다. 상기 윈도우층은 GaAsP, AlGaAs 또는 GaP 등의 물질로 형성될 수 있으며, 상부 반도체층(59)에 비해 비저항이 작고 투명한 물질로 형성된다. 상기 윈도우층(61)은 에피성장기술을 사용하여 상부 반도체층(59) 상에서 성장될 수 있다. 또한, 상기 윈도우층은 AlInGaP 활성층(57)에 비해 더 넓은 밴드갭을 갖는 물질로 형성될 수 있으나, 순방향 전압(Vf)을 감소시키기 위해, 상기 활성층(57)과 동일한 밴드갭을 갖는 물질, 예컨대 AlInGaP로 형성될 수 있다.The second conductive upper semiconductor layer 59 is located on a portion of the contact layer 54 and the second active layer is interposed between the upper semiconductor layer 59 and the lower semiconductor layer 55. In addition, the window layer 61 may be located on the upper semiconductor layer 59. The window layer may be formed of a material such as GaAsP, AlGaAs, or GaP, and may be formed of a transparent material having a lower resistivity than the upper semiconductor layer 59. The window layer 61 may be grown on the upper semiconductor layer 59 using an epitaxial growth technique. In addition, the window layer may be formed of a material having a wider band gap than the AlInGaP active layer 57, but may be formed of a material having the same band gap as the active layer 57, for example, AlInGaP. ≪ / RTI >

한편, 상기 제2 기판(51)과 상기 발광셀들 사이에 반절연 버퍼층들(53)이 개재될 수 있다. 반절연 버퍼층들(53)은, 도시한 바와 같이, 서로 이격될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 연장되어 연속될 수 있다. 여기서, "반절연"층(semi-insulating layer)은 일반적으로 비저항이 상온에서 대략 105Ω·㎝ 이상인 고저항 물질층을 나타내며, 특별한 언급이 없는 한 절연성 물질층도 포함하는 것으로 사용된다. 상기 반절연 버퍼층들(53)은, 상기 제2 기판(51)이 도전성 기판인 경우, 상기 기판(51)과 상기 발광셀들(58)을 전기적으로 절연시킨다.Meanwhile, semi-insulating buffer layers 53 may be interposed between the second substrate 51 and the light emitting cells. The semi-insulating buffer layers 53 may be spaced apart from each other, but not limited thereto, as shown in the drawings, and may extend continuously from one another. Here, the "semi-insulating layer" generally refers to a layer of high-resistance material having a resistivity of at least about 10 5 Ω · cm at room temperature and is used to include a layer of insulating material unless otherwise specified. The semi-insulating buffer layers 53 electrically isolate the substrate 51 from the light emitting cells 58 when the second substrate 51 is a conductive substrate.

상기 반절연 버퍼층들(53)은 도우핑 없이 비저항이 높은 III-V계 물질로 형성되거나, 전자수용체가 도우핑된 III-V계 물질일 수 있다. 상기 전자수용체는 1가 또는 2가의 전자가를 갖는 금속일 수 있으며, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및/또는 전이금속일 수 있다. 예컨대, 상기 전자수용체는 철(Fe) 또는 크롬(Cr) 이온들일 수 있다. 일반적으로, 인위적인 도우핑 없이 성장된 화합물 반도체층들은 N형 도전형을 나타내며, 상기 전자수용체는 이러한 화합물 반도체층들 내에서 전자를 수용하여 비저항을 높여, 반절연층을 만든다.The semi-insulating buffer layers 53 may be formed of a III-V material having a high resistivity without doping, or may be a III-V material doped with an electron acceptor. The electron acceptor may be a metal having a monovalent or divalent electron charge, and may be an alkali metal, an alkaline earth metal, and / or a transition metal. For example, the electron acceptor may be iron (Fe) or chromium (Cr) ions. Generally, compound semiconductor layers grown without artificial doping exhibit an N-type conductivity, which accepts electrons in such compound semiconductor layers to raise the resistivity to form a semi-insulating layer.

한편, 배선들(67)이 상기 발광셀들을 전기적으로 연결한다. 상기 배선들(67)은 하나의 발광셀의 콘택층(54)과 그것에 이웃하는 발광셀의 윈도우층(61)을 연결한다. 상기 배선들은 도시한 바와 같이, 상기 윈도우층(61) 상에 형성된 오믹 콘택층(64)과 상기 제1 도전형 콘택층(54)의 노출된 영역 상에 형성된 오믹 콘택층(65)을 연결할 수 있다. 여기서, 상기 배선들(67)은 에어브리지 공정에 의해 형성된 것으로, 접촉부를 제외한 부분은 제2 기판(51) 및 발광셀들(58)로부터 물리적으로 떨어져 있다.On the other hand, the wirings 67 electrically connect the light emitting cells. The wirings 67 connect the contact layer 54 of one light emitting cell and the window layer 61 of the light emitting cell adjacent thereto. The wirings can connect the ohmic contact layer 64 formed on the window layer 61 and the ohmic contact layer 65 formed on the exposed region of the first conductive contact layer 54 have. Here, the wirings 67 are formed by an air bridge process, and a portion excluding the contact portion is physically separated from the second substrate 51 and the light emitting cells 58.

상기 배선들(67)에 의해 상기 기판(51) 상에 제2 직렬 어레이(도 2의 60)가 형성된다.A second series array (60 in Fig. 2) is formed on the substrate 51 by the wirings 67. Fig.

도 6을 참조하면, 발광셀들을 연결하는 배선 구조를 제외하면 도 5의 단일칩과 동일한 구성요소들을 갖는다. 즉, 본 실시예에 따른 배선들(87)은 스텝 커버 공정에 의해 형성된 배선들이다. 이를 위해, 배선들(87)을 접촉시키기 위한 부분들을 제외하고, 상기 발광셀들의 모든 층들 및 제2 기판(51)은 절연층(85)으로 덮혀진다. 그리고, 상기 배선들(87)이 상기 절연층(85) 상에서 패터닝되어 상기 발광셀들을 전기적으로 연결한다.Referring to FIG. 6, the same components as those of the single chip of FIG. 5 are illustrated except for a wiring structure for connecting the light emitting cells. That is, the wirings 87 according to the present embodiment are wirings formed by the step cover process. To this end, all layers of the light emitting cells and the second substrate 51 are covered with an insulating layer 85, except for portions for contacting the wirings 87. The wirings 87 are patterned on the insulating layer 85 to electrically connect the light emitting cells.

예컨대, 상기 절연층(85)은 상기 오믹콘택층들(64, 65)을 노출시키는 개구부들을 가지며, 상기 배선들(87)은 상기 개구부들을 통해 이웃하는 발광셀들의 오믹콘택층들(64), 65)을 서로 연결하여 발광셀들(58)을 직렬 연결한다.For example, the insulating layer 85 has openings for exposing the ohmic contact layers 64 and 65, and the wirings 87 are electrically connected to the ohmic contact layers 64, 65 are connected to each other to connect the light emitting cells 58 in series.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 단일칩(50)을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.7 to 9 are sectional views for explaining a method of manufacturing the second single chip 50 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 제2 기판(51) 상에 반절연 버퍼층(53), 제1 도전형 하부 반도체층(55), 제2 활성층(57) 및 제2 도전형 상부 반도체층(59)을 성장시킨다. 또한, 상기 반절연 버퍼층(53) 상에 제1 도전형 콘택층(54)이 형성될 수 있으며, 상기 상부 반도체층(59) 상에 윈도우층(61)이 형성될 수 있다.7, a semi-insulating buffer layer 53, a first conductive type lower semiconductor layer 55, a second active layer 57, and a second conductive type upper semiconductor layer 59 are formed on a second substrate 51 Grow. A first conductive contact layer 54 may be formed on the semi-insulating buffer layer 53 and a window layer 61 may be formed on the upper semiconductor layer 59.

상기 제2 기판(51)은 AlInGaP 에피층을 성장시키기에 적합한 격자상수를 갖는 단결정 기판으로, GaAs 또는 GaP 기판일 수 있다. 한편, 상기 반절연 버퍼층(53)은 금속유기화학기상증착(metalorganic chemical mechanical deposition; MOCVD), 분자선 성장(molecular beam epitaxy; MBE)법 등을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 반절연 버퍼층(53)은 AlInGaP계 또는 이와 유사한 격자상수를 III-V계 물질일 수 있다.The second substrate 51 may be a single crystal substrate having a lattice constant suitable for growing an AlInGaP epitaxial layer, and may be a GaAs or GaP substrate. The semi-insulating buffer layer 53 may be formed using metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), or the like. The semi-insulating buffer layer 53 may be an AlInGaP-based or a lattice constant similar to the III-V-based material.

한편, 상기 버퍼층(53)을 형성하는 동안, 전자수용체(acceptor)들이 도우핑될 수 있다. 상기 전자수용체는 1가 또는 2가의 전자가를 갖는 금속일 수 있으며, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및/또는 전이금속일 수 있다. 예컨대, 상기 전자수용체는 철(Fe) 또는 크롬(Cr) 이온들일 수 있다.Meanwhile, during the formation of the buffer layer 53, electron acceptors may be doped. The electron acceptor may be a metal having a monovalent or divalent electron charge, and may be an alkali metal, an alkaline earth metal, and / or a transition metal. For example, the electron acceptor may be iron (Fe) or chromium (Cr) ions.

한편, 상기 반절연 버퍼층(53)의 모든 두께에 걸쳐 전자수용체를 도우핑할 필요는 없으며, 버퍼층(53)의 일부 두께에 걸쳐 전자수용체를 도우핑하여 비저항이 큰 반절연 버퍼층(53)을 형성할 수 있다.It is not necessary to dope the electron acceptor over the entire thickness of the semi-insulating buffer layer 53. The semi-insulating buffer layer 53 having a high resistivity is formed by doping the electron acceptor over a part of the thickness of the buffer layer 53 can do.

상기 제1 도전형 콘택층(54)은 AlInGaP 화합물 반도체로 형성될 수 있으며, 전류분산을 위해 비저항이 낮은 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 제1 도전형 하부 반도체층(55) 및 제2 도전형 상부 반도체층(59)은 모두 AlInGaP 화합물 반도체로 형성될 수 있으며, Al, Ga 및/또는 In의 조성비를 조절하여 상기 활성층(57)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성된다. 하부 및 상부 반도체층들(55, 57)과 제2 활성층(57)은 모두 MOCVD 또는 MBE 기술을 사용하여 형성될 수 있다.The first conductive contact layer 54 may be formed of an AlInGaP compound semiconductor and may be formed of a material having a low resistivity for current dispersion. The first conductive type lower semiconductor layer 55 and the second conductive type upper semiconductor layer 59 may be formed of an AlInGaP compound semiconductor and may be formed by controlling the composition ratio of Al, Ga, and / or In, 57 are formed of a material having a larger bandgap. Both the lower and upper semiconductor layers 55 and 57 and the second active layer 57 may be formed using MOCVD or MBE techniques.

한편, 상기 윈도우층(61)은 활성층(57)에서 생성된 광을 투과시키면서 비저항이 작은 물질층, 예컨대 GaAsP, AlGaAs 또는 GaP로 형성될 수 있으며, 또한, 상기 활성층(57)과 동일한 밴드갭을 갖는 물질, 예컨대 AlInGaP로 형성될 수 있다. 상기 윈도우층(61)은 에피성장기술을 사용하여 상부 반도체층(59) 상에서 성장될 수 있다. 상기 윈도우층이 상기 활성층(57)과 동일한 밴드갭을 갖는 물질로 형성될 경우, 순방향 전압(Vf)을 낮출 수 있다.The window layer 61 may be formed of a material layer having a small specific resistance while transmitting light generated in the active layer 57, for example, GaAsP, AlGaAs, or GaP. Further, the window layer 61 may have the same band gap as that of the active layer 57 , For example, AlInGaP. The window layer 61 may be grown on the upper semiconductor layer 59 using an epitaxial growth technique. When the window layer is formed of a material having the same band gap as that of the active layer 57, the forward voltage Vf can be lowered.

도 8을 참조하면, 상기 윈도우층(61), 제2 도전형 상부 반도체층(59), 활성층(57), 제1 도전형 하부 반도체층(55), 제1 도전형 콘택층(54) 및 반절연 버퍼층(53)을 패터닝하여 셀들을 분리하고, 제1 도전형 콘택층(54)의 일 영역을 노출시킨다. 그 결과, 노출된 제1 도전형 콘택층(54)을 갖는 발광셀들이 형성된다.Referring to FIG. 8, the window layer 61, the second conductive upper semiconductor layer 59, the active layer 57, the first conductive type lower semiconductor layer 55, the first conductive contact layer 54, The semi-insulating buffer layer 53 is patterned to separate the cells and expose a region of the first conductive contact layer 54. As a result, the light emitting cells having the exposed first conductive contact layer 54 are formed.

도 8을 참조하면, 상기 윈도우층(61) 상에 오믹 콘택층(64)을 형성하고, 상기 노출된 제1 도전형 콘택층(54) 상에 오믹 콘택층(65)을 형성한다. 상기 오믹 콘택층(64)은 윈도우층(61)에 오믹 콘택되고, 상기 오믹 콘택층(65)은 제1 도전형 콘택층(54)에 오믹 콘택된다.Referring to FIG. 8, an ohmic contact layer 64 is formed on the window layer 61, and an ohmic contact layer 65 is formed on the exposed first conductive contact layer 54. The ohmic contact layer 64 is ohmic-contacted with the window layer 61 and the ohmic contact layer 65 is ohmic-contacted with the first conductive contact layer 54.

이어서, 상기 발광셀들을 전기적으로 연결하는 배선들(도 5의 67)이 에어브리지(air bridge) 공정에 의해 형성된다. 상기 배선들(67)은 발광셀들을 연결하여 제2 직렬 어레이를 형성한다.Then, wirings (67 in Fig. 5) for electrically connecting the light emitting cells are formed by an air bridge process. The wirings 67 connect the light emitting cells to form a second serial array.

한편, 발광셀들을 연결하는 배선들은 스텝 커버(step cover) 방식으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 도 6의 단일칩이 완성된다. 즉, 도 9의 오믹콘택층들(64, 65)이 형성된 후, 제2 기판(51)의 전면 상에 절연층(도 6의 85)이 형성된다. 상기 절연층은 예컨대, SiO2로 형성될 수 있다. 이어서, 상기 절연층을 패터닝하여 상기 오믹콘택층들(64, 65)을 노출시키는 개구부들을 형성한다. 그 후, 상기 절연층(85) 상에 도금 또는 증착기술을 사용하여 배선들(87)을 형성함으로써 발광셀들을 전기적으로 연결한다.On the other hand, the wirings connecting the light emitting cells may be formed in a step cover manner, thereby completing the single chip of Fig. That is, after the ohmic contact layers 64 and 65 of FIG. 9 are formed, an insulating layer (85 of FIG. 6) is formed on the front surface of the second substrate 51. The insulating layer may be formed of SiO 2 , for example. Then, the insulating layer is patterned to form openings for exposing the ohmic contact layers 64 and 65. Thereafter, the light emitting cells are electrically connected by forming wiring lines 87 on the insulating layer 85 using a plating or vapor deposition technique.

도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2 단일칩(50)을 설명하기 위한 부분단면도들이다.10 and 11 are partial cross-sectional views for explaining a second single chip 50 according to another embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 상기 제2 단일칩은 제2 기판으로서 베이스 기판(171)을 포함한다. 본 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판(171)은 AlInGaP계 에피층들을 성장시키기에 적합한 단결정 기판일 것을 요하지 않으며, 금속 기판 또는 GaP 기판과 같은 도전성 기판일 수 있다.Referring to FIG. 10, the second single chip includes a base substrate 171 as a second substrate. In this embodiment, the base substrate 171 need not be a single crystal substrate suitable for growing AlInGaP-based epitaxial layers, and may be a conductive substrate such as a metal substrate or a GaP substrate.

상기 베이스 기판(171) 상에 복수개의 금속 패턴들(165)이 서로 이격되어 위치한다. 상기 베이스 기판과 상기 금속 패턴들 사이에 절연층(173)이 개재되어 상기 금속패턴들(165)을 베이스 기판(171)으로부터 전기적으로 절연시킨다. 상기 각 금속패턴들(165) 상에 발광셀들이 각각 위치한다. 상기 발광셀들은 각각 제1 도전형 하부 반도체층(155a), 제2 활성층(157a) 및 제2 도전형 상부 반도체층(159a)을 포함한다.A plurality of metal patterns 165 are spaced apart from each other on the base substrate 171. An insulating layer 173 is interposed between the base substrate and the metal patterns to electrically isolate the metal patterns 165 from the base substrate 171. Light emitting cells are located on the respective metal patterns 165. The light emitting cells include a first conductive type lower semiconductor layer 155a, a second active layer 157a, and a second conductive type upper semiconductor layer 159a.

상기 하부 및 상부 반도체층들(155a, 159a)은 상기 활성층(157a)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성되며, AlInGaP계 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 활성층(157a)은 AlInGaP계의 단일 양자웰 또는 다중 양자웰일 수 있다.The lower and upper semiconductor layers 155a and 159a are formed of a material having a larger bandgap than the active layer 157a and may be formed of an AlInGaP-based compound semiconductor. In addition, the second active layer 157a may be a single quantum well or multiple quantum well of AlInGaP system.

한편, 상기 하부 반도체층(155a)의 일 영역이 노출되도록 상기 상부 반도체층(159a)은, 도시한 바와 같이, 상기 하부 반도체층(155a)의 일부 영역 상에 위치하고 상기 활성층(159a)은 상기 하부 및 상부 반도체층들(155a, 159a) 사이에 개재될 수 있다. 이와 달리, 상기 금속패턴들(165)의 일부 영역들이 노출되도록 상기 반도체층들이 상기 금속패턴들(165)의 일부 영역들 상에 위치할 수 있다.The upper semiconductor layer 159a is located on a partial region of the lower semiconductor layer 155a and the active layer 159a is formed on the lower semiconductor layer 155a so that one region of the lower semiconductor layer 155a is exposed. And the upper semiconductor layers 155a and 159a. Alternatively, the semiconductor layers may be located on some regions of the metal patterns 165 such that some regions of the metal patterns 165 are exposed.

한편, 상기 각 제2 도전형 상부 반도체층(159a) 상에 윈도우층(154a)이 위치할 수 있다. 상기 윈도우층은 GaAsP, AlGaAs 또는 GaP 등의 물질로 형성될 수 있으며, 상부 반도체층(159a)에 비해 비저항이 작고 투명한 물질로 형성된다. 상기 윈도우층(154a)은 에피성장기술을 사용하여 성장될 수 있다. 상기 윈도우층은 제2 활성층(157a)에 비해 더 넓은 밴드갭을 갖는 물질로 형성될 수 있으나, 순방향 전압(Vf)을 감소시키기 위해, 상기 활성층(157a)과 동일한 밴드갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.On the other hand, the window layer 154a may be positioned on each second conductive upper semiconductor layer 159a. The window layer may be formed of a material such as GaAsP, AlGaAs, or GaP, and may be formed of a transparent material having a lower resistivity than the upper semiconductor layer 159a. The window layer 154a may be grown using an epitaxial growth technique. The window layer may be formed of a material having a wider bandgap than the second active layer 157a but may be formed of a material having the same bandgap as the active layer 157a to reduce the forward voltage Vf .

한편, 배선들(179)이 상기 발광셀들을 전기적으로 연결한다. 배선들(179)은 하나의 발광셀의 하부 반도체층(155a)과 그것에 이웃하는 발광셀의 윈도우층(154a)을 연결한다. 상기 배선들은, 도시한 바와 같이, 상기 윈도우층(154a) 상에 형성된 오믹 콘택층(178)과 상기 제1 도전형 하부 반도체층(155a)의 노출된 영역 상에 형성된 오믹 콘택층(177)을 연결할 수 있다. 한편, 상기 금속패턴들(165)이 노출된 경우, 상기 배선들은 상기 오믹콘택층(178)과 금속패턴들(165)을 각각 연결할 수 있다. 여기서, 상기 배선들(179)은 에어브리지 공정에 의해 형성된 것으로, 접촉부를 제외한 부분은 베이스 기판(171) 및 발광셀들로부터 물리적으로 떨어져 있다.On the other hand, wirings 179 electrically connect the light emitting cells. The wirings 179 connect the lower semiconductor layer 155a of one light emitting cell and the window layer 154a of the light emitting cell adjacent thereto. As shown in the figure, the wirings include an ohmic contact layer 178 formed on the window layer 154a and an ohmic contact layer 177 formed on the exposed region of the first conductive type lower semiconductor layer 155a You can connect. Meanwhile, when the metal patterns 165 are exposed, the wirings may connect the ohmic contact layer 178 and the metal patterns 165, respectively. Here, the wirings 179 are formed by an air bridge process, and the portions except the contact portions are physically separated from the base substrate 171 and the light emitting cells.

도 11을 참조하면, 본 실시예의 제2 단일칩은 발광셀들을 연결하는 배선 구조를 제외하면 도 10의 제2 단일칩과 동일한 구성요소들을 갖는다. 즉, 본 실시예에 따른 배선들(189)은 스텝 커버 공정에 의해 형성된 배선들이다. 이를 위해, 배선들(189)을 접촉시키기 위한 부분들을 제외하고, 상기 발광셀들의 모든 층들 및 베이스 기판(171)은 절연층(187)으로 덮혀진다. 그리고, 상기 배선들(189)이 상기 절연층(187) 상에서 패터닝되어 상기 발광셀들을 전기적으로 연결한다.Referring to FIG. 11, the second single chip of this embodiment has the same components as the second single chip of FIG. 10 except for the wiring structure connecting the light emitting cells. That is, the wirings 189 according to the present embodiment are wirings formed by the step cover process. To this end, all layers of the light emitting cells and the base substrate 171 are covered with an insulating layer 187, except for the portions for contacting the wires 189. The wirings 189 are patterned on the insulating layer 187 to electrically connect the light emitting cells.

예컨대, 상기 절연층(187)은 상기 오믹콘택층(178)과, 오믹콘택층(177) 또는 금속패턴(165)을 노출시키는 개구부들을 가지며, 상기 배선들(189)은 상기 개구부들을 통해 이웃하는 발광셀들을 서로 연결하여 직렬 연결한다.For example, the insulating layer 187 has openings for exposing the ohmic contact layer 178 and the ohmic contact layer 177 or the metal pattern 165, and the wirings 189 may be disposed adjacent to the openings The light emitting cells are connected to each other and connected in series.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 상기 또 다른 실시예에 따른 제2 단일칩(50)을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.12 to 15 are sectional views for explaining a method of manufacturing the second single chip 50 according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 희생기판(151) 상에 제1 도전형 반도체층(155), 제2 도전형 반도체층(159)과 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층들 사이에 개재된 제2 활성층(157)을 포함하는 반도체층들이 형성된다. 또한, 상기 반도체층들은 희생기판(151) 상에 형성된 버퍼층(153)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 도전형 반도체층(159)을 형성하기 전 윈도우층(154)이 형성될 수 있다.12, a first conductive semiconductor layer 155, a second conductive semiconductor layer 159, and a second conductive semiconductor layer 159 interposed between the first and second conductive semiconductor layers are formed on a sacrificial substrate 151, Semiconductor layers including the active layer 157 are formed. The semiconductor layers may include a buffer layer 153 formed on the sacrificial substrate 151 and a window layer 154 may be formed before the second conductive semiconductor layer 159 is formed.

상기 희생기판(151)은 AlInGaP계 에피층을 성장시키기에 적합한 격자상수를 갖는 단결정 기판으로, GaAs 또는 GaP 기판일 수 있다. 한편, 상기 버퍼층(153)은 금속유기화학기상증착(metalorganic chemical mechanical deposition; MOCVD), 분자선 성장(molecular beam epitaxy; MBE)법 등을 사용하여 형성될 수 있다. 버퍼층(153)은 AlInGaP계 또는 이와 유사한 격자상수를 갖는 III-V계 물질일 수 있다.The sacrificial substrate 151 may be a single crystal substrate having a lattice constant suitable for growing an AlInGaP-based epitaxial layer, and may be a GaAs or GaP substrate. Meanwhile, the buffer layer 153 may be formed using metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), or the like. The buffer layer 153 may be an AlInGaP-based or a III-V-based material having a similar lattice constant.

한편, 상기 제1 도전형 반도체층(155), 제2 활성층(157) 및 제2 도전형 반도체층(159)은 모두 AlInGaP계 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(155) 및 제2 도전형 반도체층(159)은 Al, Ga 및/또는 In의 조성비를 조절하여 상기 제2 활성층(157)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성된다. 제1 및 제2 반도체층들(155, 159)과 활성층(57)은 모두 MOCVD 또는 MBE 기술을 사용하여 형성될 수 있다.The first conductive semiconductor layer 155, the second active layer 157, and the second conductive semiconductor layer 159 may be formed of an AlInGaP-based compound semiconductor. The first conductive semiconductor layer 155 and the second conductive semiconductor layer 159 are formed of a material having a larger bandgap than the second active layer 157 by controlling the composition ratio of Al, Ga, and / or In . Both the first and second semiconductor layers 155 and 159 and the active layer 57 may be formed using MOCVD or MBE techniques.

상기 윈도우층(154)은 활성층(157)에서 생성된 광을 투과시키면서 비저항이 작은 물질층, 예컨대 GaAsP, AlGaAs 또는 GaP으로 형성될 수 있으며, 순방향 전압(Vf)을 감소시키기 위해, 상기 제2 활성층(57)과 동일한 밴드갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 상기 윈도우층(154)은 에피성장기술을 사용하여 제2 도전형 반도체층(159)을 성장시키기 전에 성장될 수 있다.The window layer 154 may be formed of a material layer having a small specific resistance, for example, GaAsP, AlGaAs or GaP, while transmitting the light generated in the active layer 157. In order to reduce the forward voltage Vf, May be formed of a material having the same band gap as that of the first electrode 57. The window layer 154 may be grown prior to growing the second conductive type semiconductor layer 159 using an epitaxial growth technique.

도 13을 참조하면, 제2 기판으로서 베이스 기판(171)이 상기 희생기판(151)과 별개로 준비되고, 상기 베이스 기판(171) 상에 절연층(173)이 형성된다. 상기 베이스 기판(171)은 제2 단일칩(50)의 발광 효율을 향상시키기 위해 선택된다. 특히, 상기 베이스 기판(171)은 열전도율이 높은 도전성 기판일 수 있으며, 몇몇 실시예에 있어서, 투광성 기판일 수 있다. 상기 절연층(173)은 SiO2와 같은 산화층, 또는 반절연층(semi-insulating layer)일 수 있다.Referring to FIG. 13, a base substrate 171 is prepared as a second substrate separately from the sacrificial substrate 151, and an insulating layer 173 is formed on the base substrate 171. The base substrate 171 is selected to improve the luminous efficiency of the second single chip 50. In particular, the base substrate 171 may be a conductive substrate having a high thermal conductivity, and in some embodiments may be a transparent substrate. The insulating layer 173 may be an oxide layer such as SiO 2 , or a semi-insulating layer.

이어서, 상기 절연층(173)과 상기 반도체층들이 서로 마주보도록 본딩된다. 상기 절연층은 반도체층들 상에 직접 본딩될 수 있으며, 이와 달리 접착금속층(175)을 개재하여 본딩될 수 있다. 또한, 상기 접착금속층(175)과 상기 반도체층들 사이에 Ag 또는 Al과 같은 반사금속층(161)이 개재될 수 있다. 상기 접착금속층(175)은 상기 반도체층들 및/또는 상기 절연층(173) 상에 형성될 수 있으며, 상기 반사금속층(161)은 상기 반도체층들 상에 형성될 수 있다. 또한, 접착금속층(175)과 반사금속층(161) 사이에 확산방지층이 개재될 수 있다. 상기 확산방지층은 접착금속층(175)으로부터 반사금속층(161)으로 금속원소가 확산되어 반사금속층(161)의 반사율을 감소시키는 것을 방지한다.Then, the insulating layer 173 and the semiconductor layers are bonded so as to face each other. The insulating layer may be directly bonded onto the semiconductor layers, or alternatively may be bonded via an adhesive metal layer 175. In addition, a reflective metal layer 161 such as Ag or Al may be interposed between the adhesive metal layer 175 and the semiconductor layers. The adhesive metal layer 175 may be formed on the semiconductor layers and / or the insulating layer 173, and the reflective metal layer 161 may be formed on the semiconductor layers. Further, a diffusion preventing layer may be interposed between the adhesive metal layer 175 and the reflective metal layer 161. [ The diffusion preventing layer prevents the metal element from diffusing from the adhesive metal layer 175 into the reflective metal layer 161 to reduce the reflectivity of the reflective metal layer 161.

도 14를 참조하면, 희생기판(151)이 반도체층들로부터 분리된다. 희생기판(151)은 습식 또는 건식식각, 폴리싱, 이온밀링 또는 이들을 조합하여 분리될 수 있다. 이때, 상기 버퍼층(153)도 함께 제거될 수 있다.Referring to Fig. 14, the sacrificial substrate 151 is separated from the semiconductor layers. The sacrificial substrate 151 may be separated by wet or dry etching, polishing, ion milling, or a combination thereof. At this time, the buffer layer 153 may be removed together.

상기 희생기판(151)은 상기 절연층(173)과 상기 반도체층들을 본딩한 후에 분리될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 절연층(173)과 상기 반도체층들을 본딩하기 전에 분리될 수 있다. 이 경우, 상기 절연층(173)은 상기 희생기판(151)으로부터 분리된 면에 위치하는 반도체층에 본딩될 수도 있다. 또한, 다른 희생기판(도시하지 않음)을 먼저 상기 반도체층들에 부착한 후, 상기 희생기판(151)을 제거하고, 상기 베이스 기판(171)의 절연층(173)을 상기 반도체층들과 본딩할 수 있다. 그 후, 상기 다른 희생기판이 분리된다. 한편, 상기 절연층(173)이 희생기판(151)으로부터 분리된 면에 위치하는 반도체층에 본딩될 경우, 상기 윈도우층(154)은 제1 도전형 반도체층(155) 상에 위치하도록 형성된다.The sacrificial substrate 151 may be separated after bonding the insulating layer 173 and the semiconductor layers, but not limited thereto, and may be separated before bonding the insulating layer 173 and the semiconductor layers . In this case, the insulating layer 173 may be bonded to the semiconductor layer located on the surface separated from the sacrificial substrate 151. After the sacrificial substrate 151 is removed and the insulating layer 173 of the base substrate 171 is bonded to the semiconductor layers by attaching another sacrificial substrate (not shown) to the semiconductor layers, can do. Thereafter, the other sacrificial substrate is separated. Meanwhile, when the insulating layer 173 is bonded to the semiconductor layer located on the surface separated from the sacrificial substrate 151, the window layer 154 is formed on the first conductive type semiconductor layer 155 .

도 15를 참조하면, 상기 반도체층들을 패터닝하여 서로 이격된 복수개의 발광셀들(158)을 형성한다. 상기 발광셀들은 각각 패터닝된 제1 도전형 하부 반도체층(155a), 제2 활성층(157a) 및 제2 도전형 상부 반도체층(159a)을 포함하며, 또한 패터닝된 윈도우층(154a)을 포함할 수 있다. 상기 반도체층들은 사진 및 식각 기술을 사용하여 패터닝될 수 있다.Referring to FIG. 15, the semiconductor layers are patterned to form a plurality of light emitting cells 158 spaced from each other. Each of the light emitting cells includes a patterned first conductive type lower semiconductor layer 155a, a second active layer 157a and a second conductive type upper semiconductor layer 159a and further includes a patterned window layer 154a . The semiconductor layers may be patterned using photolithography and etching techniques.

한편, 접착금속층(161) 및/또는 반사금속층(175) 등이 절연층(173)과 반도체층들 사이에 개재된 경우, 이들도 패터닝되어 서로 이격된 금속패턴들(165)이 형성된다. 상기 패터닝된 제1 도전형 하부 반도체층(155a)은, 도시한 바와 같이, 그 일부 영역이 노출되도록 형성될 수 있다. 다만, 금속패턴들(165)이 형성된 경우, 상기 금속패턴들(165)의 일부 영역들이 노출되고, 상기 제1 도전형 하부 반도체층(155a)의 일부 영역은 노출되지 않을 수도 있다.On the other hand, when the adhesive metal layer 161 and / or the reflective metal layer 175 are interposed between the insulating layer 173 and the semiconductor layers, they are also patterned to form metal patterns 165 spaced from each other. The patterned first conductive type lower semiconductor layer 155a may be formed such that a part of the patterned first conductive type lower semiconductor layer 155a is exposed as shown in FIG. However, when the metal patterns 165 are formed, some regions of the metal patterns 165 may be exposed, and a portion of the first conductive type lower semiconductor layer 155a may not be exposed.

다시, 도 10를 참조하면, 상기 각 윈도우층(154a) 상에 오믹 콘택층(178)을 형성하고, 상기 각 노출된 제1 도전형 하부 반도체층(155a) 상에 오믹 콘택층(177)을 형성한다. 상기 오믹 콘택층(178)은 윈도우층(154a)에 오믹 콘택되고, 상기 오믹 콘택층(177)은 제1 도전형 하부 반도체층(155a)에 오믹 콘택된다. 한편, 금속패턴들(165)의 일부 영역들이 노출된 경우, 상기 오믹 콘택층(177)은 생략될 수 있다. 이 경우, 상기 금속패턴들(165)이 상기 제1 도전형 하부 반도체층(155a)에 오믹콘택되는 것이 바람직하다.10, an ohmic contact layer 178 is formed on each of the window layers 154a and an ohmic contact layer 177 is formed on each of the exposed first conductive type lower semiconductor layers 155a. . The ohmic contact layer 178 is ohmically contacted with the window layer 154a and the ohmic contact layer 177 is ohmically contacted with the first conductive type lower semiconductor layer 155a. On the other hand, when the metal patterns 165 are partially exposed, the ohmic contact layer 177 may be omitted. In this case, it is preferable that the metal patterns 165 are ohmically contacted with the first conductive type lower semiconductor layer 155a.

이어서, 상기 발광셀들을 전기적으로 연결하는 배선들(179)이 에어브리지(air bridge) 공정에 의해 형성된다. 상기 배선들(179)은 발광셀들을 연결하여 제2 직렬 어레이를 형성한다.Then, wirings 179 electrically connecting the light emitting cells are formed by an air bridge process. The wirings 179 connect the light emitting cells to form a second serial array.

한편, 발광셀들을 연결하는 배선들은 스텝 커버(step cover) 방식으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 도 11의 제2 단일칩이 완성된다. 즉, 도 10의 오믹콘택층들(177, 178)이 형성된 후, 베이스 기판(171)의 전면 상에 절연층(187)이 형성된다. 상기 절연층(187)은 예컨대, SiO2로 형성될 수 있다. 이어서, 상기 절연층(187)을 패터닝하여 상기 오믹콘택층들(177, 178)을 노출시키는 개구부들을 형성한다. 그 후, 상기 절연층(187) 상에 도금 또는 증착기술을 사용하여 배선들(189)을 형성함으로써 발광셀들이 전기적으로 연결된다.On the other hand, the wirings connecting the light emitting cells may be formed in a step cover manner, thereby completing the second single chip of Fig. That is, after the ohmic contact layers 177 and 178 of FIG. 10 are formed, an insulating layer 187 is formed on the front surface of the base substrate 171. The insulating layer 187 may be formed of SiO 2 , for example. Then, the insulating layer 187 is patterned to form openings for exposing the ohmic contact layers 177 and 178. Thereafter, the light emitting cells are electrically connected by forming wiring lines 189 on the insulating layer 187 using a plating or vapor deposition technique.

본 발명의 실시예들에 있어서, 제1 단일칩(10)이 AlInGaN 계열의 화합물로 제조되고, 제2 단일칩(50)이 AlInGaP 계열의 화합물로 제조되는 것으로 설명하였으나, 이들 재료에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제2 단일칩(50)이 제1 단일칩(10)과 다른 조성을 갖는 AlInGaN 계열의 화합물로 제조될 수도 있다.In the embodiments of the present invention, it has been described that the first single chip 10 is made of an AlInGaN-based compound and the second single chip 50 is made of an AlInGaP-based compound. However, no. For example, the second single chip 50 may be made of an AlInGaN-based compound having a composition different from that of the first single chip 10.

또한, 본 발명의 실시예들에 있어서, 제1 단일칩(10) 및 제2 단일칩(50)이 패키지 내에 실장되는 것으로 설명하였으나, 이들 단일칩들(10, 50)에 더하여 제3 단일칩이 함께 실장될 수 있다. 상기 제3 단일칩은 상기 제1 및 제2 단일칩들과 다른 파장의 광을 방출하는 발광셀들의 제3 직렬 어레이를 갖는다. 예컨대, 제1 단일칩(10)은 청색광을 방출하고, 제2 단일칩(50)은 적색광을 방출하고, 제3 단일칩은 녹색광을 방출할 수 있으며, 이에 따라 형광체를 사용하지 않고도 교류 전원하에서 백색광을 구현할 수 있다. 상기 제3 단일칩은 제1 단일칩 또는 제2 단일칩에 직렬로 연결되거나 병렬로 연결될 수 있다.Also, in the embodiments of the present invention, the first single chip 10 and the second single chip 50 are described as being mounted in the package. However, in addition to the single chips 10 and 50, Can be mounted together. The third single chip has a third serial array of light emitting cells emitting light of a different wavelength than the first and second single chips. For example, the first single chip 10 may emit blue light, the second single chip 50 may emit red light, and the third single chip may emit green light. Thus, without using a phosphor, White light can be realized. The third single chip may be connected in series or connected in parallel to the first single chip or the second single chip.

10, 50: 제1 및 제2 단일칩
11, 51: 기판
13, 53, 153: 버퍼층
15, 55, 155a: 하부 반도체층
17, 57, 157a: 활성층
19, 59, 159a: 상부 반도체층
18, 58: 발광셀들
20, 60: 제1 및 제2 직렬 어레이
21: 투명전극층
24, 25: 전극패드
35, 85, 173, 187: 절연층
27, 37, 67, 179, 189: 배선들
31, 71: 본딩패드들
40: 패키지 본체
41, 43: 리드전극들
45: 본딩와이어들
47: 몰딩부
54: 콘택층
61, 154, 154a: 윈도우층
64, 65, 177, 178: 오믹 콘택층
151: 희생기판
155: 제1 도전형 반도체층
157: 제2 활성층
159: 제2 도전형 반도체층
161: 반사금속층
165: 금속 패턴들
171: 베이스 기판
175: 접착금속층10, 50: first and second single chips
11, 51: substrate
13, 53, 153: buffer layer
15, 55, 155a: lower semiconductor layer
17, 57, 157a:
19, 59, 159a: upper semiconductor layer
18, 58: light emitting cells
20, 60: first and second serial arrays
21: transparent electrode layer
24, 25: Electrode pad
35, 85, 173, 187: insulating layer
27, 37, 67, 179, 189: Wirings
31, 71: bonding pads
40: Package body
41, 43: Lead electrodes
45: bonding wires
47: Molding part
54: contact layer
61, 154, 154a: window layer
64, 65, 177, 178: ohmic contact layer
151: sacrificial substrate
155: First conductive type semiconductor layer
157: second active layer
159: second conductive type semiconductor layer
161: reflective metal layer
165: metal patterns
171: Base substrate
175: Adhesive metal layer

Claims (14)

제1 기판 상에 형성되고, 상대적으로 단파장의 광을 방출하고, 일부 영역이 노출된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치된 투명전극층을 가지는 발광셀들을 포함하는 제1 직렬 어레이;
상기 제1 직렬 어레이가 포함된 제1 도전형 반도체층의 노출된 일부 영역과 투명전극층 상에 배치된 제1 전극패드들;
상기 제1 기판상에 형성되며, 상기 제 1 직렬 어레이 양단부들 각각과 전기적으로 연결된 제1 본딩 패드들;
제2 기판 상에 형성되고, 상대적으로 장파장의 광을 방출하고, 일부 영역이 노출된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치된 투명전극층을 가지는 발광셀들을 포함하는 제2 직렬 어레이;
상기 제2 직렬 어레이가 포함된 제1 도전형 반도체층의 노출된 일부 영역과 투명전극층 상에 배치된 제2 전극패드들;
상기 제2 기판상에 형성되며, 상기 제2 직렬 어레이 양단부들에 각각 전기적으로 연결된 제2 본딩 패드들;
상기 제1 직렬 어레이에서 방출된 광의 적어도 일부를 파장 변환시키는 형광체;
상기 제1 및 제2 직렬 어레이를 덮고, 확산제를 함유하는 몰딩부; 및
상기 제1 및 제2 기판 각각의 상부와 발광셀들 사이에만 형성된 절연층을 포함하고,
상기 제1 및 제2 직렬 어레이들은 외부전원과 연결되어 동작하며,
상기 제1 직렬 어레이 내의 발광셀들은 청색광을 방출하고,
상기 제2 직렬 어레이 내의 발광셀들은 적색광 또는 녹색광을 방출하며,
상기 형광체는 상기 제2 직렬 어레이 내의 발광셀들이 적색광을 방출할 때 상기 제1 직렬 어레이 내의 청색광을 녹색광으로 파장 변환시키고, 상기 제2 직렬 어레이 내의 발광셀들이 녹색광을 방출할 때 상기 제1 직렬 어레이 내의 청색광을 적색광으로 파장 변환시키는 발광 다이오드 패키지.A first conductivity type semiconductor layer formed on the first substrate and emitting light of a relatively short wavelength and partially exposed, and a transparent electrode layer disposed on the second conductivity type semiconductor layer, A first serial array including a plurality of light emitting cells;
First electrode pads disposed on the exposed portion of the first conductive semiconductor layer including the first serial array and the transparent electrode layer;
First bonding pads formed on the first substrate and electrically connected to each of the first serial array ends;
A first conductivity type semiconductor layer formed on the second substrate and emitting a relatively long wavelength light, and a part of which is exposed, and a transparent electrode layer disposed on the second conductivity type semiconductor layer, A second serial array including a plurality of light emitting cells;
Second electrode pads disposed on the exposed portion of the first conductive semiconductor layer including the second serial array and the transparent electrode layer;
Second bonding pads formed on the second substrate and electrically connected to both ends of the second serial array;
A phosphor for wavelength-converting at least a part of the light emitted from the first serial array;
A molding section covering the first and second serial arrays and containing a diffusing agent; And
And an insulating layer formed only between an upper portion of each of the first and second substrates and the light emitting cells,
Wherein the first and second serial arrays are operatively coupled to an external power source,
The light emitting cells in the first serial array emit blue light,
The light emitting cells in the second serial array emit red light or green light,
The phosphor converts the blue light in the first serial array into green light when the light emitting cells in the second serial array emit red light, and when the light emitting cells in the second serial array emit green light, Wherein the blue light in the light emitting diode package is wavelength-converted into red light. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 직렬 어레이 내의 발광셀들은 각각 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 개재된 제1 활성층을 포함하고,
상기 제2 직렬 어레이 내의 발광셀들은 각각 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 개재된 제2 활성층을 포함하고,
상기 제1 활성층은 AlInGaN 계열의 화합물로 형성되고, 상기 제2 활성층은 AlInGaP 계열의 화합물로 형성된 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting cells in the first serial array each include a first active layer interposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer,
Wherein the light emitting cells in the second serial array each include a first conductive semiconductor layer and a second active layer interposed between the second conductive semiconductor layers,
Wherein the first active layer is formed of an AlInGaN-based compound, and the second active layer is formed of an AlInGaP-based compound. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 발광셀들, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 덮는 다른 절연층을 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
And another insulating layer covering the light emitting cells, the first substrate, and the second substrate. 청구항 9에 있어서,
상기 다른 절연층은 SiO2인 발광 다이오드 패키지.The method of claim 9,
And the other insulating layer is SiO 2 . 청구항 1에 있어서,
상기 절연층은 산화층 또는 반절연층인 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the insulating layer is an oxide layer or a semi-insulating layer. 청구항 1에 있어서,
상기 발광셀 하부에 형성된 금속층을 더 포함하는 발광 다이오드 패키지The method according to claim 1,
And a metal layer formed under the light emitting cell 청구항 12에 있어서,
상기 금속층은 반사금속층 및 접착금속층을 포함하는 발광 다이오드 패키지. The method of claim 12,
Wherein the metal layer comprises a reflective metal layer and an adhesive metal layer. 청구항 9에 있어서,
상기 다른 절연층 상에 형성된 제 1 직렬 어레이 또는 제 2직렬 어레이의 발광셀을 전기적으로 연결하는 발광 다이오드 패키지.The method of claim 9,
And electrically connecting the light emitting cells of the first serial array or the second serial array formed on the other insulating layer.
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