KR101550951B1 - Light emitting device - Google Patents

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Abstract

실시예는 발광소자 및 발광소자의 제조방법에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 개재되는 활성층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되도록 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 일부가 제거된 캐버티 상에 형성된 절연층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제2 전극; 및 상기 캐버티에 의해 노출되는 제1 도전형 반도체층의 반대측 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 전극;을 포함하고, 상기 발광구조물의 일부를 제거하여 형성되는 캐버티는, 상기 제2 도전형 반도체층의 일부영역에서부터 상기 활성층의 일부영역을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출하도록 트렌치 형태로 형성될 수 있다.Embodiments relate to a light emitting device and a method of manufacturing the light emitting device.
A light emitting device according to an embodiment includes a light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer interposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer; An insulating layer formed on the cavity of the second conductivity type semiconductor layer and a part of the active layer to remove a part of the first conductivity type semiconductor layer; A second electrode formed on the second conductive semiconductor layer; And a first electrode formed on the first conductive type semiconductor layer opposite to the first conductive type semiconductor layer exposed by the cavity, wherein the cavity is formed by removing a part of the light emitting structure, Type semiconductor layer through a part of the active layer to expose a part of the first conductivity type semiconductor layer.

Description

발광소자{LIGHT EMITTING DEVICE}[0001] LIGHT EMITTING DEVICE [0002]

실시예는 발광소자 및 발광소자의 제조방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a light emitting device and a method of manufacturing the light emitting device.

발광소자(Light Emitting Device: LED)는 전기에너지가 빛에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족의 원소가 화합하여 생성될 수 있다. LED는 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다. A light emitting device (LED) can be produced by combining p-n junction diodes having the characteristic that electrical energy is converted into light energy by elements of Group III and Group V on the periodic table. LEDs can be implemented in various colors by controlling the composition ratio of compound semiconductors.

발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 에너지 갭에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 LED가 되는 것이다.When a forward voltage is applied to a light emitting device, the electrons in the n-layer and the holes in the p-layer are coupled to emit energy corresponding to the energy gap between the conduction band and the valance band. It is mainly emitted in the form of heat or light, and when emitted in the form of light, it becomes an LED.

예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.For example, nitride semiconductors have received great interest in the development of optical devices and high power electronic devices due to their high thermal stability and wide bandgap energy. Particularly, blue light emitting devices, green light emitting devices, ultraviolet (UV) light emitting devices, and the like using nitride semiconductors have been commercialized and widely used.

종래기술에 의한 수직형 발광소자는 전류주입을 위해 n형 전극과 p형 전극이 각각 상,하에 형성되는데 n형 전극 아래에서 방출된 빛은 n형 전극의 반사로 인해 발광효율이 감소하며, n형 전극에 의해 반사된 빛의 재흡수로 열이 발생하는 문제가 있다.In the vertical type light emitting device according to the related art, an n-type electrode and a p-type electrode are formed on top and bottom, respectively, for current injection. Light emitted below the n-type electrode decreases in luminous efficiency due to reflection of the n- There is a problem that heat is generated by reabsorption of light reflected by the electrode.

또한, 종래기술에 의하면 전류밀집(current crowding)으로 인한 수명 및 신뢰성이 저하하는 문제가 있다.Further, according to the related art, there is a problem that the lifetime and the reliability due to the current crowding are lowered.

실시예는 전류 스프레딩(current spreading) 효율을 높일 뿐만 아니라 광추출 효율(light extraction efficiency)을 향상시킬 수 있는 발광소자 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a light emitting device and a method of manufacturing the same that can improve the current spreading efficiency as well as the light extraction efficiency.

실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 개재되는 활성층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되도록 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 일부가 제거된 캐버티 상에 형성된 절연층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제2 전극; 및 상기 캐버티의 반대측의 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 전극;을 포함하고, 상기 캐버티 상의 절연층은 상기 캐버티의 일부에 형성된 절연층을 포함한다. 상기 절연층은 상기 캐버티의 일부에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극은 상기 캐버티를 메우는 돌출부를 구비한 반사층을 구비할 수 있다. 상기 반사층의 돌출부의 상면은 상기 활성층의 저면보다 낮을 수 있다. 상기 제2 전극은 상기 캐버티를 메우는 돌출부를 구비한 반사층을 구비할 수 있다. 상기 반사층의 돌출부의 상면은 상기 활성층의 저면보다 낮을 수 있다.A light emitting device according to an embodiment includes a light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer interposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer; An insulating layer formed on the cavity of the second conductivity type semiconductor layer and a part of the active layer to remove a part of the first conductivity type semiconductor layer; A second electrode formed on the second conductive semiconductor layer; And a first electrode formed on the first conductive semiconductor layer on the opposite side of the cavity, wherein the insulating layer on the cavity includes an insulating layer formed on a part of the cavity. The insulating layer may be disposed on a part of the cavity. The second electrode may include a reflective layer having a protrusion for covering the cavity. The upper surface of the protrusion of the reflective layer may be lower than the bottom surface of the active layer. The second electrode may include a reflective layer having a protrusion for covering the cavity. The upper surface of the protrusion of the reflective layer may be lower than the bottom surface of the active layer.

또한, 실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 개재되는 활성층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되도록 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 일부가 제거된 캐버티 상에 형성된 절연층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제2 전극; 및 상기 캐버티에 의해 노출되는 제1 도전형 반도체층의 반대측 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 전극;을 포함하고, 상기 발광구조물의 일부를 제거하여 형성되는 캐버티는, 상기 제2 도전형 반도체층의 일부영역에서부터 상기 활성층의 일부영역을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출하도록 트렌치 형태로 형성될 수 있다. 상기 캐버티는 상측과 하측의 폭이 다를 수 있다. 상기 캐비티에 배치되는 절연층은 하부에서 상부 방향으로 폭이 감소할 수 있고, 상기 절연층 내에 제2 반사층을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극은 상기 절연층 아래에 상기 절연층과 접하여 배치될 수 있다. 상기 제1 전극은 상기 절연층과 이격되어 상기 절연층 상측에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극은 상기 절연층 및 상기 제1 전극과 상하간에 중첩되도록 배치될 수 있다. 상기 캐버티는 상측과 하측의 폭이 다를 수 있다. 상기 캐비티에 배치되는 절연층은 하부에서 상부 방향으로 폭이 감소할 수 있고, 상기 절연층 내에 제2 반사층을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극은 상기 절연층 아래에 상기 절연층과 접하여 배치될 수 있다. 상기 제1 전극은 상기 절연층과 이격되어 상기 절연층 상측에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극은 상기 절연층 및 상기 제1 전극과 상하간에 중첩되도록 배치될 수 있다.The light emitting device according to the embodiment may include a light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer interposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer; An insulating layer formed on the cavity of the second conductivity type semiconductor layer and a part of the active layer to remove a part of the first conductivity type semiconductor layer; A second electrode formed on the second conductive semiconductor layer; And a first electrode formed on the first conductive type semiconductor layer opposite to the first conductive type semiconductor layer exposed by the cavity, wherein the cavity is formed by removing a part of the light emitting structure, Type semiconductor layer through a part of the active layer to expose a part of the first conductivity type semiconductor layer. The width of the cavity may be different between the upper side and the lower side. The insulating layer disposed in the cavity may be reduced in width from the bottom to the top, and may include a second reflective layer in the insulating layer. The second electrode may be disposed in contact with the insulating layer under the insulating layer. The first electrode may be spaced apart from the insulating layer and disposed on the insulating layer. The second electrode may be arranged to overlap with the insulating layer and the first electrode vertically. The width of the cavity may be different between the upper side and the lower side. The insulating layer disposed in the cavity may be reduced in width from the bottom to the top, and may include a second reflective layer in the insulating layer. The second electrode may be disposed in contact with the insulating layer under the insulating layer. The first electrode may be spaced apart from the insulating layer and disposed on the insulating layer. The second electrode may be arranged to overlap with the insulating layer and the first electrode vertically.

실시예에 따른 발광소자 및 그 제조방법에 의하면, 효율적인 전류흐름(current flow) 조절로 광 추출효율(light extraction efficiency)을 증가시킬 수 있다.According to the light emitting device and the manufacturing method thereof according to the embodiment, it is possible to increase the light extraction efficiency with efficient current flow control.

또한, 실시예에 의하면 전류스프레딩(current spreading)으로 발광소자의 신뢰성을 향상시킬수 있다.In addition, according to the embodiment, current spreading can improve the reliability of the light emitting device.

도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 2 내지 도 5는 실시예에 따른 발광소자의 제조방법의 공정단면도.
도 6은 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
2 to 5 are process sectional views of a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment.
6 is a sectional view of a light emitting device according to another embodiment;
7 is a sectional view of a light emitting device according to another embodiment.

실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under" the substrate, each layer Quot; on "and" under "are intended to include both" directly "or" indirectly " do. Also, the criteria for top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.

(실시예)(Example)

도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.

실시예에 따른 발광소자는 제2 도전형 반도체층(130), 활성층(120), 제1 도전형 반도체층(110)을 포함하는 발광구조물을 포함하고, 상기 발광구조물의 일부가 제거된 캐버티(C) 상에 형성된 절연층(140)을 포함하며, 상기 발광구조물 상에 제2 전극(150)을 포함할 수 있다.The light emitting device according to an embodiment includes a light emitting structure including a second conductive semiconductor layer 130, an active layer 120, and a first conductive semiconductor layer 110, And an insulating layer 140 formed on the light emitting structure C, and may include a second electrode 150 on the light emitting structure.

실시예에 따른 발광소자에 의하면, 효율적인 전류흐름(current flow) 조절로 광 추출효율(light extraction efficiency)을 증가시킬 수 있다.According to the light emitting device according to the embodiment, it is possible to increase the light extraction efficiency with efficient current flow control.

또한, 실시예에 의하면 전류스프레딩(current spreading)으로 발광소자의 신뢰성을 향상시킬수 있다.In addition, according to the embodiment, current spreading can improve the reliability of the light emitting device.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG.

먼저, 도 2와 같이 제1 기판(100)을 준비한다. 상기 제1 기판(100)은 사파이어(Al2O3) 기판, SiC 기판 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 기판(100)에 대해 습식세척을 실시하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.First, the first substrate 100 is prepared as shown in FIG. The first substrate 100 may be a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a SiC substrate, or the like, but is not limited thereto. The first substrate 100 may be wet-cleaned to remove impurities on the surface.

이후, 상기 제1 기판(100) 상에 제1 도전형 반도체층(110)을 형성한다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(110)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 N형 GaN층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(110)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 실리콘(Si)와 같은 n 형 불순물을 포함하는 실란 가스(SiH4)가 주입되어 형성될 수 있다.Thereafter, the first conductive semiconductor layer 110 is formed on the first substrate 100. For example, the first conductive semiconductor layer 110 may be formed by a method such as chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxy (MBE), sputtering, or vapor phase epitaxy (HVPE) . The first conductive semiconductor layer 110 may be formed by depositing a silane containing an n-type impurity such as trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ) Gas (SiH 4 ) may be implanted and formed.

이때, 실시예는 상기 제1 기판(100) 상에 언도프트(undoped) 반도체층(미도시)을 형성하고, 상기 언도프트 반도체층 상에 제1 도전형 반도체층(110)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(100) 상에 undoped GaN층을 형성하고, n형 GaN층(110)을 형성할 수 있다.In this embodiment, an undoped semiconductor layer (not shown) may be formed on the first substrate 100, and a first conductive semiconductor layer 110 may be formed on the un-acted semiconductor layer . For example, an undoped GaN layer may be formed on the first substrate 100 to form the n-type GaN layer 110.

다음으로, 상기 제1 도전형 반도체층(110) 상에 활성층(120)을 형성한다. 상기 활성층(120)은 제1 도전형 반도체층(110)을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층(130)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. Next, the active layer 120 is formed on the first conductive semiconductor layer 110. Electrons injected through the first conductivity type semiconductor layer 110 and holes injected through the second conductivity type semiconductor layer 130 meet with each other to form the active layer 120 by an energy band inherent in the active layer Emitting layer.

상기 활성층(120)은 에너지 밴드가 서로 다른 질화물 반도체 박막층을 교대로 한 번 혹은 여러 번 적층하여 이루어지는 양자우물구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(120)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 InGaN/GaN, InGaN/InGaN 구조를 갖는 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The active layer 120 may have a quantum well structure in which nitride semiconductor thin film layers having different energy bands are alternately laminated one or more times. For example, the active layer 120 may be doped with trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and trimethyl indium gas (TMIn) to form InGaN / GaN, InGaN / InGaN structures May be formed, but the present invention is not limited thereto.

이후, 상기 활성층(120) 상에 제2 도전형 반도체층(130)을 형성한다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(130)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p 형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 p형 GaN층이 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Thereafter, the second conductive semiconductor layer 130 is formed on the active layer 120. For example, the second conductive semiconductor layer 130 may include p-type impurities such as trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and magnesium (Mg) Bisei butyl cyclopentadienyl magnesium (EtCp 2 Mg) {Mg ( C 2 H 5 C 5 H 4) 2} is injected may be a p-type GaN layer formed, but are not limited to.

다음으로, 도 3과 같이 상기 제2 도전형 반도체층(130), 상기 활성층(120), 상기 제1 도전형 반도체층(110)을 일부 제거하여 캐버티(C)를 형성한다. 상기 캐버티(C)는 움푹들어간 곳, 홈, 도랑, 트렌치 등의 의미를 포함할 수 있다. Next, as shown in FIG. 3, the second conductivity type semiconductor layer 130, the active layer 120, and the first conductivity type semiconductor layer 110 are partially removed to form a cavity C. The cavity C may have the meaning of dents, grooves, ditches, trenches, and the like.

예를 들어, 이후 형성될 제1 전극(160)의 수직 아래에 해당하는 일부분의 제2 도전형 반도체층(130)에서 시작해서 제1 도전형 반도체층(110)의 일부가 나타날 때까지 식각을 진행할 수 있다. 캐버티(C)를 형성하기 위한 식각은 건식식각 또는 습식식각으로 진행될 수 있다.For example, starting from a portion of the second conductive type semiconductor layer 130 corresponding to the vertical lower portion of the first electrode 160 to be formed later, etching is performed until a portion of the first conductive type semiconductor layer 110 appears You can proceed. Etching for forming the cavity C may be performed by dry etching or wet etching.

실시예에서 캐버티(C)는 제2 도전형 반도체층(130)에서 시작해서 활성층(120)까지 식각되거나 제1 도전형 반도체층(110)의 일부가 식각될 수도 있다. 예를 들어, 상기 발광구조물의 일부를 제거하여 형성되는 캐버티(C)는 상기 제2 도전형 반도체층(130)의 일부영역에서부터 상기 활성층(120)의 일부영역을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층(110)의 일부를 노출하도록 트렌치 형태로 형성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 캐버티(C)는 상기 제2 도전형 반도체층(130)의 일부영역에서부터 상기 활성층(120)의 일부영역을 관통하면서 상기 제1 도전형 반도체층(110)의 일부영역까지 제거되어 트렌치 형태로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The cavity C may be etched from the second conductivity type semiconductor layer 130 to the active layer 120 or a part of the first conductivity type semiconductor layer 110 may be etched. For example, the cavity C, which is formed by removing a part of the light emitting structure, may extend from a part of the second conductive type semiconductor layer 130 to a part of the active layer 120, And may be formed in a trench shape to expose a part of the semiconductor layer 110. For example, the cavity C may extend from a portion of the second conductivity type semiconductor layer 130 to a portion of the active layer 120 and may include a portion of the first conductivity type semiconductor layer 110 But may be formed in a trench shape. However, the present invention is not limited thereto.

실시예에서 제1 전극(160)의 수직 아래의 캐버티(C) 영역은 활성층(120)이 없으므로 캐리어(전자 및 홀)의 결합에 의한 빛의 생성은 일어나지 않는다.In the embodiment, since the cavity region C vertically below the first electrode 160 does not have the active layer 120, generation of light by the coupling of carriers (electrons and holes) does not occur.

즉, 실시예에 의하면 캐버티(C)가 형성되는 영역에는 전류의 공급이 원활하지 않아 캐버티(C) 상측에서는 발광이 발생하지 않고, 이에 따라 캐버티(C) 상측에 존재하는 제1 전극(160)에 의한 빛의 흡수를 최소화할 수 있다.That is, according to the embodiment, the current is not smoothly supplied to the region where the cavity C is formed, so that no light is emitted from the upper side of the cavity C, The absorption of light by the light source 160 can be minimized.

또한, 도 6과 같이 실시예에서 캐버티는 상부와 하부의 폭이 다를 수 있다. 예를 들어, 발광구조물의 결정방향을 고려한 식각에 의해 소정의 경사를 가질 수 있다. 이에 따라 발광된 빛 중 절연층(140)에 흡수되지 않은 빛은 반사되어 외부로 추출될 수 있다.Further, as shown in FIG. 6, the cavity may have a different width from the upper portion to the lower portion. For example, it may have a predetermined inclination by etching considering the crystal orientation of the light emitting structure. Accordingly, light that is not absorbed in the insulating layer 140 among the emitted light can be reflected and extracted to the outside.

다음으로, 도 4와 같이 상기 캐버티(C) 상에 절연층(140)을 형성한다. 예를 들어, SiN, SiO2 등과 같은 질화막, 산화막 등의 유전체층 등의 절연층(140)을 캐버티(C) 상에 형성할 수 있다.Next, an insulating layer 140 is formed on the cavity C as shown in FIG. For example, an insulating layer 140 such as a nitride layer such as SiN, SiO 2 , or a dielectric layer such as an oxide layer can be formed on the cavity C. [

실시예에서 상기 절연층(140)은 절연층 자체가 반사율이 50%인 경우 또는 발광구조물의 반도체층과 절연층의 굴절률 차이에 의한 반사율이 50%이상일 수 있다.In the embodiment, the insulating layer 140 may have a reflectivity of 50% or more, or a reflectance of 50% or more due to a difference in refractive index between the semiconductor layer and the insulating layer of the light emitting structure.

이에 따라 활성층에서 발생된 빛이 절연층(140)에 의한 흡수를 줄일 수 있어 광추출 효율을 높일 수 있다.Accordingly, light generated in the active layer can be reduced in absorption by the insulating layer 140, thereby increasing light extraction efficiency.

이후 상기 제2 도전형 반도체층(130)과 상기 절연층(140) 상에 제2 전극(150)을 형성한다.Then, a second electrode 150 is formed on the second conductive semiconductor layer 130 and the insulating layer 140.

상기 제2 전극(150)은 오믹층(미도시), 반사층(152), 결합층(미도시), 전도층(154) 등을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(150)은 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 또는 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제2 전극(150)은 오믹층을 포함할 수 있으며, 정공주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 오믹층은 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.The second electrode 150 may include an ohmic layer (not shown), a reflective layer 152, a bonding layer (not shown), a conductive layer 154, and the like. The second electrode 150 may be formed of a material such as titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), platinum (Pt), gold (Au), tungsten As shown in FIG. For example, the second electrode 150 may include an ohmic layer and may be formed by laminating a single metal, a metal alloy, a metal oxide, or the like so as to efficiently inject holes. For example, the ohmic layer may be formed of ITO, IZO (In-ZnO), GZO (Ga-ZnO), AZO (Al-ZnO), AGZO (Al- Ga ZnO), IGZO , RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO.

또한, 상기 제2 전극(150)은 반사층(152)이나 결합층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전극(150)이 반사층(152)을 포함하는 경우 Al, Ag, 혹은 Al이나 Ag를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 알루미늄이나 은 등은 활성층에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.In addition, the second electrode 150 may include a reflective layer 152 or a bonding layer. For example, when the second electrode 150 includes the reflective layer 152, the second electrode 150 may be formed of a metal layer including Al, Ag, or an alloy including Al or Ag. Aluminum, silver, and the like can effectively reflect the light generated in the active layer and greatly improve the light extraction efficiency of the light emitting device.

실시예에에 의하면 발광된 빛이 제2 전극(150)의 반사층(152)에 의해 반사되어 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 실시예에 의하면 도 6과 같이 상기 캐버티(C)가 상측에서 하측으로 폭이 넓어지게 형성되는 경우 활성층에서 발생된 빛과 반사층에 의해 반사된 빛은 제2 절연층(142)에 의해 발광구조물 상측으로 효율적으로 반사되어 광추출효율이 증대될 수 있다.According to the embodiment, the emitted light can be reflected by the reflective layer 152 of the second electrode 150 to improve the light extraction efficiency. 6, when the cavity C is formed so as to have a width wider from the upper side to the lower side, the light generated in the active layer and the light reflected by the reflective layer are separated by the second insulating layer 142 And the light extraction efficiency can be increased efficiently by being reflected to the upper side of the light emitting structure.

또한, 실시예에서 상기 제2 전극층(150)이 결합층을 포함하는 경우 상기 반사층이 결합층의 기능을 하거나, 니켈(Ni), 금(Au) 등을 이용하여 결합층을 형성할 수 있다.In an embodiment, when the second electrode layer 150 includes a bonding layer, the reflective layer functions as a bonding layer, or a bonding layer may be formed using nickel (Ni), gold (Au), or the like.

한편, 도 5에서 절연층(140)이 캐버티(C)의 전부를 메우는 형태로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것이 아니며, 도 7과 같이 상기 캐버티(C)를 일부 메우는 형태로 형성될 수도 있다. 이에 따라 제2 반사층(153)이 캐버티(C)의 일부에 존재함으로써 제3 절연층(143)을 투과한 빛을 반사하여 광추출 효율을 높일 수 있다. 예를 들어, 상기 캐버티(C) 상의 제3 절연층(143)은 상기 캐버티(C)의 일부영역을 메우고, 상기 제2 전극(150)은 상기 캐버티(C)의 나머지 영역을 메우면서 상기 제3 절연층(143)과 상기 제2 도전형 반도체층(130) 상에 형성된 제2 반사층(153) 및 상기 제2 반사층(153) 상에 형성된 전도층(154)을 포함할 수 있다.5, the insulating layer 140 covers the entire cavity C, but is not limited thereto. The insulating layer 140 may be formed to partially fill the cavity C as shown in FIG. 7 . Accordingly, the second reflective layer 153 is present in a part of the cavity C, thereby reflecting light transmitted through the third insulating layer 143, thereby enhancing light extraction efficiency. For example, a third insulating layer 143 on the cavity C fills a portion of the cavity C, and the second electrode 150 fills the remaining region of the cavity C. [ A second reflective layer 153 formed on the third insulating layer 143 and the second conductive type semiconductor layer 130 and a conductive layer 154 formed on the second reflective layer 153 .

이후, 도 5와 같이 상기 반사층(152) 상에 전도층(154)을 형성할 수 있다. 상기 전도층(154)은 효율적으로 정공을 주입할 수 있도록 전기 전도성이 우수한 금속, 금속합금, 혹은 전도성 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 전도층(154)은 구리(Cu), 구리합금(Cu Alloy) 또는 Si, Mo, SiGe 등일 수 있다. 상기 전도층(154)을 형성시키는 방법은 전기화학적인 금속증착방법이나 공융금속을 이용한 본딩 방법 등을 사용할 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 5, the conductive layer 154 may be formed on the reflective layer 152. The conductive layer 154 may be formed of a metal, a metal alloy, or a conductive semiconductor material having excellent electrical conductivity so as to efficiently inject holes. For example, the conductive layer 154 may be copper (Cu), copper alloy (Cu Alloy), Si, Mo, SiGe, or the like. The conductive layer 154 may be formed by an electrochemical metal deposition method or a bonding method using a eutectic metal.

다음으로, 도 5와 같이 상기 제1 기판(100)은 제거될 수 있다. 예를 들어, 고출력의 레이저를 이용(laser lift-off)하여 제1 기판(100)을 분리하거나 화학적 식각 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 기판(100)은 물리적으로 갈아냄으로써 제거할 수도 있다.Next, as shown in FIG. 5, the first substrate 100 may be removed. For example, the first substrate 100 may be separated by laser lift-off using a high-power laser, or a chemical etching method may be used. Also, the first substrate 100 may be removed by physically grinding.

이후, 상기 제1 기판(100)의 제거에 따라 노출된 상기 제1 도전형 반도체층(110) 상에 제1 전극(160)을 형성할 수 있다. 상기 제1 전극(160)은 상기 캐버티(C)와 공간적으로 오버랩되도록 상기 제1 도전형 반도체층(110) 상에 형성될 수 있다. Thereafter, the first electrode 160 may be formed on the exposed first conductive semiconductor layer 110 according to the removal of the first substrate 100. The first electrode 160 may be formed on the first conductive semiconductor layer 110 so as to overlap the cavity C spatially.

실시예에서 제1 전극(160)의 수직 아래의 캐버티(C) 영역은 활성층(120)이 없으므로 캐리어(전자 및 홀)의 결합에 의한 빛의 생성은 일어나지 않는다.In the embodiment, since the cavity region C vertically below the first electrode 160 does not have the active layer 120, generation of light by the coupling of carriers (electrons and holes) does not occur.

실시예에서 식각된 영역인 캐버티(C)는 절연층(140)으로 덮여있어 전류가 흐르지 않고 그 외의 영역으로 전류가 확산된다. 즉, 캐버티는 절연층(140)으로 덮여있어 전류차단층(CBL:current blocking layer)의 역할을 한다. 그러므로 효율적인 전류흐름으로 신뢰성 향상뿐만 아니라 제1 전극에 의한 빛의 흡수를 최소화 할 수 있어 광량증가의 효과가 있다.In the embodiment, the cavity C, which is the etched region, is covered with the insulating layer 140, so that current does not flow but current is diffused to other regions. That is, the cavity is covered with the insulating layer 140 and functions as a current blocking layer (CBL). Therefore, not only the reliability can be improved by the efficient current flow, but also the light absorption by the first electrode can be minimized, thereby increasing the light amount.

또한, 실시예에 의하면 제2 절연층에 반사기울기를 형성하거나, 제2 절연층 내에 반사층을 도입하여 광 추출효율(light extraction efficiency)를 증가시킬 수 있으며, 광출력 파워(Light output power)를 증가시킬 수 있다.According to the embodiment, the light extraction efficiency can be increased by forming a reflection slope in the second insulating layer or introducing a reflection layer into the second insulating layer, and the light output power can be increased .

실시예에 의하면 전류 스프레딩(current spreading) 효율을 높일 뿐만 아니라 광추출 효율(light extraction efficiency)을 함께 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, the current spreading efficiency as well as the light extraction efficiency can be improved together.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

Claims (6)

제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광구조물;
상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되도록 상기 발광구조물 내에 형성되는 캐버티 상에 배치된 절연층;
상기 제2 도전형 반도체층 아래에 배치된 제2 전극; 및
상기 캐버티에 의해 노출되는 상기 제1 도전형 반도체층의 반대측 제1 도전형 반도체층 상에 배치 제1 전극;을 포함하고,
상기 캐버티는,
상기 제2 도전형 반도체층의 일부영역에서부터 상기 활성층의 일부영역을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출하도록 형성되며,
상기 절연층은 상기 캐버티의 일부에 배치되며,
상기 제2 전극은 상기 캐버티를 메우는 돌출부를 구비한 반사층을 구비하는 발광소자.A light emitting structure including a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer;
An insulating layer disposed on the cavity formed in the light emitting structure such that a part of the first conductive type semiconductor layer is exposed;
A second electrode disposed below the second conductive semiconductor layer; And
And a first electrode disposed on the first conductive type semiconductor layer opposite to the first conductive type semiconductor layer exposed by the cavity,
The cavity
A second conductivity type semiconductor layer formed on the first conductivity type semiconductor layer, the second conductivity type semiconductor layer including a first conductivity type semiconductor layer,
Wherein the insulating layer is disposed in a portion of the cavity,
And the second electrode includes a reflective layer having a protrusion for covering the cavity. 제1 항에 있어서,
상기 반사층의 돌출부의 상면은 상기 활성층의 저면보다 낮은 발광소자.The method according to claim 1,
And the upper surface of the protrusion of the reflective layer is lower than the bottom surface of the active layer. 제2 항에 있어서,
상기 제2 전극은 상기 반사층 아래에 형성된 전도층을 포함하는 발광소자.3. The method of claim 2,
And the second electrode includes a conductive layer formed under the reflective layer. 제2 항에 있어서,
상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 일부가 제거된 캐버티는,
상기 제2 도전형 반도체층의 일부영역에서부터 상기 활성층의 일부영역을 관통하면서 상기 제1 도전형 반도체층의 일부영역까지 제거되어 트렌치 형태로 형성되는 발광소자.3. The method of claim 2,
The second conductivity type semiconductor layer, and the cavity from which a part of the active layer is removed,
Wherein the first conductivity type semiconductor layer is formed in a trench shape while being penetrated through a part of the active layer from a part of the second conductivity type semiconductor layer to a part of the first conductivity type semiconductor layer. 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 개재되는 활성층을 포함하는 발광구조물;
상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되도록 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 일부가 제거된 캐버티 상에 형성된 절연층;
상기 제2 도전형 반도체층 아래에 형성된 제2 전극; 및
상기 캐버티에 의해 노출되는 제1 도전형 반도체층의 반대측 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 전극;을 포함하고,
상기 발광구조물의 일부를 제거하여 형성되는 캐버티는,
상기 제2 도전형 반도체층의 일부영역에서부터 상기 활성층의 일부영역을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출하도록 트렌치 형태로 형성되며,
상기 캐버티는
상측과 하측의 폭이 다르며,
상기 캐버티에 배치되는 절연층은 하부에서 상부 방향으로 폭이 감소하며,
상기 절연층 내에 제2 반사층을 포함하는 발광소자.A light emitting structure including a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and an active layer interposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer;
An insulating layer formed on the cavity of the second conductivity type semiconductor layer and a part of the active layer to remove a part of the first conductivity type semiconductor layer;
A second electrode formed below the second conductive semiconductor layer; And
And a first electrode formed on the first conductive type semiconductor layer opposite to the first conductive type semiconductor layer exposed by the cavity,
And a cavity formed by removing a part of the light emitting structure,
The first conductive semiconductor layer may be formed in a trench shape to expose a part of the first conductive type semiconductor layer from a part of the second conductive type semiconductor layer through a part of the active layer,
The cavity
The upper and lower widths are different,
The insulating layer disposed in the cavity is reduced in width from the bottom to the top,
And a second reflective layer in the insulating layer. 제1 항 또는 제5항에 있어서,
상기 제2 전극은 상기 절연층 아래에 상기 절연층과 접하여 배치되고,
상기 제1 전극은 상기 절연층과 이격되어 상기 절연층 상측에 배치되며,
상기 제2 전극은 상기 절연층 및 상기 제1 전극과 상하간에 중첩되도록 배치되는 발광소자.6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the second electrode is disposed in contact with the insulating layer below the insulating layer,
Wherein the first electrode is spaced apart from the insulating layer and disposed on the insulating layer,
And the second electrode is disposed so as to overlap the insulating layer and the first electrode vertically.
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