KR101615283B1 - Light emitting diode having electrode pads - Google Patents
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Abstract
전극패드들을 갖는 발광 다이오드가 개시된다. 이 발광 다이오드는, 기판, 상기 기판 상에 위치하고, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체, 상기 발광 구조체로부터 고립되고, 제1 도전형 반도체층을 포함하는 전극 패드 영역, 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극 패드, 상기 전극 패드 영역의 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 전극 패드, 및 상기 제2 전극패드에 연결되어 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 적어도 하나의 상부 연장부를 포함한다. 제2 전극패드가 위치하는 전극 패드 영역이 발광 구조체로부터 고립되기 때문에, 제2 전극패드 근처에 전류가 밀집되는 것을 방지할 수 있다.A light emitting diode having electrode pads is disclosed. The light emitting diode includes a substrate, a light emitting structure disposed on the substrate, the light emitting structure including a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer, the first conductivity type semiconductor layer being isolated from the light emitting structure, An electrode pad region, a first electrode pad electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer of the light emitting structure, a second electrode pad located on the second conductivity type semiconductor layer of the electrode pad region, And at least one upper extension connected to the pad and electrically connected to the second conductive type semiconductor layer of the light emitting structure. The electrode pad region where the second electrode pad is located is isolated from the light emitting structure, so that the current can be prevented from being concentrated near the second electrode pad.
Description
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히 전극패드들을 갖는 발광 다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly to a light emitting diode having electrode pads.
질화갈륨(GaN) 계열의 발광 다이오드가 개발된 이래, GaN 계열의 LED는 현재 천연색 LED 표시소자, LED 교통 신호기, 백색 LED 등 다양한 응용에 사용되고 있다.BACKGROUND ART GaN-based LEDs have been used in various applications such as color LED display devices, LED traffic signals, and white LEDs since gallium nitride (GaN) -based light emitting diodes have been developed.
질화갈륨 계열의 발광 다이오드는 일반적으로 사파이어와 같은 기판 상에 에피층들을 성장시키어 형성되며, n형 반도체층, p형 반도체층 및 이들 사이에 개재된 활성층을 포함한다. 한편, 상기 n형 반도체층 상에 N-전극패드가 형성되고, 상기 p형 반도체층 상에 P-전극패드가 형성된다. 상기 발광 다이오드는 상기 전극패드들을 통해 외부 전원에 전기적으로 연결되어 구동된다. 이때, 전류는 P-전극패드에서 상기 반도체층들을 거쳐 N-전극패드로 흐른다.The gallium nitride series light emitting diode is generally formed by growing epitaxial layers on a substrate such as sapphire, and includes an n-type semiconductor layer, a p-type semiconductor layer, and an active layer interposed therebetween. On the other hand, an N-electrode pad is formed on the n-type semiconductor layer, and a P-electrode pad is formed on the p-type semiconductor layer. The light emitting diode is electrically connected to an external power source through the electrode pads. At this time, current flows from the P-electrode pad to the N-electrode pad through the semiconductor layers.
일반적으로 p형 반도체층은 높은 비저항을 가지므로, p형 반도체층 내에서 전류가 고르게 분산되지 못하고, 상기 P-전극패드가 형성된 부분에 전류가 집중되며, 모서리를 통해 전류가 집중적으로 흐르는 문제점이 발생된다. 전류 밀집(current crowding)은 발광영역의 감소로 이어지고, 결과적으로 발광효율을 저하시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, p형 반도체층 상에 비저항이 낮은 투명전극층을 형성하여 전류분산을 도모하는 기술이 사용된다. P-전극패드로부터 유입된 전류가 투명전극층에서 분산되어 상기 p형 반도체층으로 유입되기 때문에 발광 다이오드의 발광영역을 넓힐 수 있다.In general, since the p-type semiconductor layer has a high resistivity, the current can not be uniformly dispersed in the p-type semiconductor layer, the current is concentrated in the portion where the P-electrode pad is formed, and current flows intensively through the edge . Current crowding leads to a decrease in the luminescent area, and consequently degrades the luminous efficiency. In order to solve such a problem, a technique of forming a transparent electrode layer having a low resistivity on the p-type semiconductor layer to achieve current dispersion is used. The current flowing from the P-electrode pad is dispersed in the transparent electrode layer and flows into the p-type semiconductor layer, so that the light emitting region of the light emitting diode can be widened.
그러나, 투명전극층은 광을 흡수하기 때문에 그 두께가 제한되며, 따라서 전류분산에 한계가 있다. 특히, 고출력을 위해 사용되는 약 1㎟ 이상의 대면적 발광 다이오드에서 투명전극층을 이용한 전류분산은 한계가 있다.However, since the transparent electrode layer absorbs light, its thickness is limited, and therefore current dispersion is limited. In particular, current dispersion using a transparent electrode layer in a large-area light emitting diode of about 1 mm 2 or more, which is used for high output, is limited.
한편, 발광 다이오드 내의 전류 분산을 돕기 위해 전극패드들로부터 연장된 연장부들이 사용되고 있다. 예컨대, 미국특허공보 제6,650,018호에는 전극 접촉부들(117, 127), 즉 전극패드들로부터 다수의 연장부들이 서로 반대 방향으로 연장하여 전류 분산을 강화하는 것을 개시하고 있다.On the other hand, extensions extending from the electrode pads are used to facilitate current dispersion in the light emitting diode. For example, U.S. Patent No. 6,650,018 discloses that electrode contacts 117, 127, i.e., a plurality of extensions from electrode pads extend in opposite directions to enhance current dispersion.
이러한 다수의 연장부들을 사용함으로써 발광 다이오드의 넓은 영역에 걸쳐 전류를 분산시킬 수 있으나, 전극패드들이 위치하는 부분에서 여전히 전류가 집중되는 전류 밀집 현상이 나타나고 있다.By using such a plurality of extension parts, current can be distributed over a wide area of the light emitting diode, but a current crowding phenomenon is still present in which a current is still concentrated at a position where the electrode pads are located.
한편, 발광 다이오드의 크기가 대면적화함에 따라 발광 다이오드 내에 결함이 포함될 확률이 증가한다. 예컨대, 실전위(threading dislocation), 핀홀 등의 결함은 전류가 급격히 흐르는 통로를 제공하여 전류 분산을 방해한다.On the other hand, as the size of the light emitting diode becomes larger, the probability that a defect is included in the light emitting diode increases. For example, defects such as threading dislocations, pinholes, and the like, provide a path through which current is abruptly impeded, thereby impeding current dispersion.
본 발명이 해결하려는 과제는 전극패드 근처에서 전류 밀집 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting diode capable of preventing a current densification phenomenon from occurring near an electrode pad.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 넓은 면적의 발광 다이오드에서 전류를 고르게 분산시킬 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode capable of evenly distributing a current in a wide area light emitting diode.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드는, 기판; 상기 기판 상에 위치하고, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체; 상기 발광 구조체로부터 고립되고, 제1 도전형 반도체층을 포함하는 전극 패드 영역; 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극 패드; 상기 전극 패드 영역의 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 전극 패드; 및 상기 제2 전극패드에 연결되어 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 적어도 하나의 상부 연장부를 포함한다. 상기 제2 전극패드가 위치하는 전극 패드 영역이 상기 발광 구조체로부터 고립되기 때문에, 상기 제2 전극패드 근처에 전류가 밀집되는 것을 방지할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode comprising: a substrate; A light emitting structure disposed on the substrate, the light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer; An electrode pad region isolated from the light emitting structure and including a first conductive semiconductor layer; A first electrode pad electrically connected to the first conductive semiconductor layer of the light emitting structure; A second electrode pad positioned on the first conductive semiconductor layer in the electrode pad region; And at least one upper extension connected to the second electrode pad and electrically connected to the second conductive semiconductor layer of the light emitting structure. Since the electrode pad region where the second electrode pad is located is isolated from the light emitting structure, it is possible to prevent current from being concentrated near the second electrode pad.
한편, 상기 발광 다이오드는 상기 상부 연장부와 상기 제2 전극패드를 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 연결부는 상기 발광 구조체로부터 절연될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부와 상기 발광 구조체 사이에 절연층이 개재되어 상기 연결부를 상기 발광 구조체로부터 절연시킬 수 있다.The light emitting diode may further include a connection portion connecting the upper extension portion and the second electrode pad. At this time, the connection portion may be insulated from the light emitting structure. For example, an insulating layer may be interposed between the connection portion and the light emitting structure to isolate the connection portion from the light emitting structure.
또한, 상기 발광 다이오드는 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층을 덮는 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 절연층은 적어도 하나의 개구부를 가지며, 상기 적어도 하나의 상부 연장부는 상기 개구부를 통해 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속될 수 있다.The light emitting diode may further include an insulating layer covering the second conductive semiconductor layer of the light emitting structure. The insulating layer may have at least one opening, and the at least one upper extension may be electrically connected to the second conductive semiconductor layer of the light emitting structure through the opening.
나아가, 상기 발광 다이오드는 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층에 오믹콘택하는 투명전극층을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 투명전극층이 상기 절연층의 개구부에 의해 노출되고, 상기 적어도 하나의 상부 연장부는 상기 투명전극층에 접속될 수 있다.Furthermore, the light emitting diode may further include a transparent electrode layer that makes an ohmic contact with the second conductive semiconductor layer of the light emitting structure. In this case, the transparent electrode layer may be exposed by the opening of the insulating layer, and the at least one upper extension may be connected to the transparent electrode layer.
상기 제1 전극패드는 상기 제2 전극패드에 대향하여 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층 상에 위치할 수 있다. 또한, 제1 하부 연장부가 상기 제1 전극패드에서 상기 제2 전극패드를 향해 연장할 수 있다. 상기 제1 하부 연장부는 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된다. 나아가, 상기 제1 하부 연장부의 단부는 상기 제1 전극패드보다 상기 제2 전극패드에 더 가까울 수 있다.The first electrode pad may be located on the first conductivity type semiconductor layer of the light emitting structure opposite to the second electrode pad. The first lower extension may extend from the first electrode pad toward the second electrode pad. The first lower extension is electrically connected to the first conductive semiconductor layer of the light emitting structure. Furthermore, the end of the first lower extension may be closer to the second electrode pad than the first electrode pad.
또한, 상기 발광 다이오드는 상기 제1 전극패드에서 연장하는 제2 하부 연장부를 더 포함할 수 있는데, 상기 제2 하부 연장부는 상기 기판의 가장자리를 따라 연장한다.In addition, the light emitting diode may further include a second lower extension extending from the first electrode pad, the second lower extension extending along an edge of the substrate.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층 및 활성층은 적어도 두 개의 발광 영역들을 정의하도록 분할될 수 있다. 상기 적어도 두 개의 발광 영역들 상에 각각 상기 제2 전극 패드에 연결된 상부 연장부가 위치한다. 상기 발광 구조체를 복수개의 발광 영역들로 분할함으로써 특정 위치에 핀홀이나 실전위 등의 결함이 있더라도 이들 결함에 전류가 과도하게 집중되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 넓은 영역에 걸쳐 전류를 고르게 분산시킬 수 있다.In some embodiments, the second conductive semiconductor layer and the active layer of the light emitting structure may be divided to define at least two light emitting regions. An upper extension connected to the second electrode pad is disposed on each of the at least two light emitting regions. By dividing the light emitting structure into a plurality of light emitting regions, it is possible to prevent an excessive concentration of current in these defects even if there are defects such as pinholes or electric potential at specific positions, have.
한편, 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층은 상기 적어도 두 개의 발광 영역들에 의해 공유될 수 있다. 나아가, 상기 제1 전극 패드는 상기 제2 전극 패드에 대향하여 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층 상에 위치할 수 있다.Meanwhile, the first conductive semiconductor layer of the light emitting structure may be shared by the at least two light emitting regions. Furthermore, the first electrode pad may be positioned on the first conductive semiconductor layer of the light emitting structure opposite to the second electrode pad.
또한, 상기 제1 전극패드에서 제2 전극패드를 향해 연장하는 제1 하부 연장부는 상기 발광 영역들 사이에 위치할 수 있다. 나아가, 상기 제1 하부 연장부와 상기 상부 연장부들은 서로 평행할 수 있다.In addition, the first lower extension extending from the first electrode pad toward the second electrode pad may be located between the light emitting regions. Further, the first lower extension and the upper extensions may be parallel to each other.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드는 상기 전극패드 영역의 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 전극패드 사이에 위치하는 절연층을 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the light emitting diode may further include an insulating layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second electrode pad in the electrode pad region.
본 발명의 실시예들에 따르면, 발광 구조체로부터 고립된 전극 패드 영역 상에 제2 전극 패드가 위치함으로써 제2 전극 패드 근처에 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 대면적 발광 다이오드의 경우, 핀홀, 실전위 등의 반도체층 내 결함들에 전류가 집중되기 쉬우나, 발광 구조체를 복수개의 발광 영역들로 분할함으로써 발광 다이오드의 각 영역들에 전류를 고르게 분산시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, since the second electrode pad is located on the isolated electrode pad region from the light emitting structure, current can be prevented from being concentrated near the second electrode pad. Also, in the case of a large-area light emitting diode, current is liable to concentrate in defects in the semiconductor layer such as pinholes and actual electric fields. However, by dividing the light emitting structure into a plurality of light emitting regions, .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2a, 2b 및 2c는 각각 도 1의 절취선 A-A, B-B 및 C-C를 따라 취해진 단면도들이다.
도 3a 내지 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
Figures 2a, 2b and 2c are cross-sectional views taken along the perforations AA, BB and CC, respectively, of Figure 1.
3A to 3E are plan views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a plan view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
5 is a plan view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 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 다이오드를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2a, 2b 및 2c는 각각 도 1의 절취선 A-A, B-B 및 C-C를 따라 취해진 단면도들이다.FIG. 1 is a plan view for explaining a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2a, 2b and 2c are sectional views taken along the perforated lines A-A, B-B and C-C, respectively,
도 1, 도 2a 내지 2c를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(21), 발광 영역들(LE1, LE2)을 포함하는 발광 구조체, 상기 발광 구조체로부터 고립된 전극패드 영역(EP), 제1 전극패드(35), 제2 전극패드(33) 및 상부 연장부들(33a)을 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드는 투명전극층(29), 절연층(31), 연결부들(33b), 제1 하부 연장부(35a) 및 제2 하부 연장부들(35b)을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 발광 구조체는 제1 도전형 반도체층(23), 활성층(25), 제2 도전형 반도체층(27)을 포함하며, 상기 전극패드 영역(EP)는 제1 도전형 반도체층(23)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2A to 2C, the light emitting diode includes a
상기 기판(11)은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대 사파이어 기판일 수 있다. 상기 발광 구조체 및 전극 패드 영역(EP)이 상기 기판(21) 상에 위치한다.The substrate 11 is not particularly limited, and may be, for example, a sapphire substrate. The light emitting structure and the electrode pad region EP are located on the
상기 제1 도전형 반도체층(23)이 상기 기판(21) 상에 위치하고, 상기 제1 도전형 반도체층(23) 상에 제2 도전형 반도체층(27)이 위치하고, 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층(25)이 개재된다. 상기 제1 도전형 반도체층(23), 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 질화갈륨 계열의 화합물 반도체 물질 즉, (Al, In, Ga)N으로 형성될 수 있다. 상기 활성층(25)은 요구되는 파장의 광, 예컨대 자외선 또는 청색광을 방출하도록 조성 원소 및 조성비가 결정된다.The first conductivity
상기 제1 도전형 반도체층(23)은 n형 질화물 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층(27)은 p형 질화물 반도체층일 수 있으며, 그 반대일 수도 있다.The first
상기 제1 도전형 반도체층(23) 및/또는 제2 도전형 반도체층(27)은, 도시한 바와 같이, 단일층으로 형성될 수 있으나, 다층 구조로 형성될 수도 있다. 또한, 활성층(25)은 단일 양자웰 또는 다중 양자웰 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 기판(21)과 제1 도전형 반도체층(23) 사이에 버퍼층(도시하지 않음)이 개재될 수 있다. 상기 반도체층들(23, 25, 27)은 MOCVD 또는 MBE 기술을 사용하여 형성될 수 있다.As shown in the figure, the first
상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층 및 활성층은 적어도 두 개의 발광 영역들(LE1, LE2)을 정의하도록 분할될 수 있다. 이들 발광 영역들(LE1, LE2)은 대칭 구조를 갖도록 형성될 수 있으며, 이러한 분할 공정은 메사 식각 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 메사 식각 공정에 의해 만입부(30b)가 형성되어 상기 제2 도전형 반도체층(27) 및 상기 활성층(25)이 두개의 영역들로 분할될 수 있다. 또한, 상기 메사 식각 공정에 의해 형성되는 발광 구조체의 측면들은 바람직하게 기판(21) 면에 대해 30~70도 범위 내의 경사각을 가질 수 있다. 또한, 상기 발광 영역들(LE1, LE2)의 제1 도전형 반도체층(23)은 상기 발광 영역들에 의해 공유될 수 있으며, 따라서, 상기 발광 영역들 사이에 제1 도전형 반도체층(23)이 노출된다.The second conductive semiconductor layer and the active layer of the light emitting structure may be divided to define at least two light emitting regions LE1 and LE2. These light emitting regions LE1 and LE2 may be formed to have a symmetrical structure, and such a dividing process may be performed by a mesa etching process. The
나아가, 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층(29) 상에 투명전극층(29)이 위치할 수 있다. 상기 투명전극층(29)은 ITO 또는 Ni/Au로 형성될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(29)에 오믹콘택된다.Further, the
한편, 상기 전극패드 영역(EP)은 상기 발광 구조체로부터 고립된다. 즉, 상기 전극패드 영역의 제1 도전형 반도체층(23)은 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층(23)으로부터 이격된다. 따라서, 상기 전극패드 영역(EP)은 상기 발광 구조체로부터 전기적으로 절연된다. 상기 전극패드 영역(EP)은 제1 도전형 반도체층(27) 내에 형성된 트렌치 영역(TI)에 의해 상기 발광 구조체로부터 고립될 수 있다.Meanwhile, the electrode pad region EP is isolated from the light emitting structure. That is, the first conductivity
한편, 절연층(31)이 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층(27)(또는 상기 투명전극층(29))을 덮을 수 있다. 절연층(31)은 또한 메사 식각에 의해 노출된 제2 도전형 반도체층(29) 및 활성층(25)의 측면을 덮을 수 있다. 나아가, 상기 절연층(31)은 상기 발광 영역들(LE1, LE2) 상의 투명전극층(29)을 노출시키는 개구부들(31a)을 갖는다. 상기 개구부들(31a)에 의해 상기 투명전극층(29)(또는 제2 도전형 반도체층(27))이 노출된다. 또한, 상기 절연층(31)은 상기 전극패드 영역(EP)의 제1 도전형 반도체층(23)을 덮을 수 있으며, 상기 전극패드 영역(EP)의 측면을 덮을 수 있다. 상기 절연층(31)은 활성층(25)에서 생성된 광이 투과할 수 있는 투명한 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 SiO2로 형성될 수 있다.On the other hand, the insulating
한편, 상기 발광 구조체의 노출된 제1 도전형 반도체층(23) 상에 제1 전극패드(35)가 위치할 수 있으며, 상기 전극패드 영역(EP) 상에 제2 전극패드(33)가 위치한다. 상기 제1 전극패드(35)는, 도시한 바와 같이, 상기 제2 전극패드(33)와 대향하여 위치할 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극패드들(35, 33)은 와이어를 본딩하기 위한 본딩 패드들로서 와이어를 본딩할 수 있도록 상대적으로 넓은 면적을 갖는다. The
상기 제1 전극패드(35)는 제1 도전형 반도체층(23)에 전기적으로 접속된다. 또한, 제1 하부 연장부(35a)가 상기 제1 전극패드(35)로부터 제2 전극패드(33)를 향해 연장할 수 있다. 상기 제1 하부 연장부(35a)는 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층(23) 상에 위치하여 제1 도전형 반도체층(23)에 전기적으로 접속한다. 도시된 바와 같이, 상기 제1 하부 연장부(35a)는 상기 발광 영역들(LE1, LE2) 사이에서 상기 만입부(30b) 내에 위치하며, 그 단부가 상기 제2 전극패드(33)에 가까이 위치할 수 있다. 나아가, 제2 하부 연장부들(35b)이 상기 제1 전극패드(35)로부터 연장할 수 있으며, 이들 제2 하부 연장부들(35b)은 상기 제1 전극패드(35)로부터 기판(21)의 가장자리를 따라 연장할 수 있다.The
한편, 상기 전극패드 영역(EP) 상에 제2 전극패드(33)가 위치한다. 상기 제2 전극패드(33)는 제1 도전형 반도체층(23) 상에 위치하며, 절연층(31)이 상기 제2 전극패드(33)와 제1 도전형 반도체층(23) 사이에 개재될 수 있다. 절연층(31)이 제2 전극패드(33)와 제1 도전형 반도체층(23) 사이에 개재된 경우, 제2 전극 패드를 전극패드 영역(EP)으로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다.On the other hand, the
한편, 상기 발광 영역들(LE1, LE2) 상에 상부 연장부들(33a)이 위치한다. 상기 상부 연장부들(33a)은 상기 절연층(31)의 개구부들(31a)을 통해 상기 투명전극층(29)(또는 제2 도전형 반도체층(27))에 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 개구부들(31a)을 통해 상기 제2 도전형 반도체층(27)이 노출될 수도 있으며, 상기 상부 연장부들(33a)은 상기 제2 도전형 반도체층(27)에 직접 접속될 수도 있다. 상부 연장부들(33a)은 제2 도전형 반도체층(27)에 전류를 고르게 분산시킬 수 있도록 배치되며, 예컨대, 상기 상부 연장부들(33a)은 서로 평행하게 연장할 수 있다. 또한, 상기 상부 연장부들(33a)은 상기 제1 하부 연장부(35a)와 평행할 수 있다. 상기 상부 연장부들(33a)은 각각 연결부들(33b)을 통해 제2 전극패드(33)에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 연결부들(33b)은 절연층(31)에 의해 투명전극층(27)(또는 제2 도전형 반도체층(27))으로부터 절연된다. 또한, 상기 연결부들(33a)은 절연층(31)에 의해 발광 구조체의 측면으로부터 절연될 수 있다.On the other hand, the
상기 전극패드들(33, 35), 상부 연장부들(33a), 연결부들(33b) 및 제1 및 제2 하부 연장부들(35a, 35b)은 동일한 금속 재료, 예컨대 Cr/Au로 동일 공정을 이용하여 함께 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상부 연장부들(33a)과 상기 제2 전극패드(33)를 별개의 공정으로 형성할 수도 있으며, 서로 다른 재료로 형성할 수도 있다.The
본 실시예에 있어서, 상기 발광 다이오드는 제1 전극패드(35)와 제2 전극패드(33)를 가로지르는 선, 예컨대 도 1의 절취선 B-B에 대해 대칭구조를 가질 수 있다. 상기 투명전극층(29), 상기 상부 연장부들(33a)이 서로 대칭으로 배치될 수 있으며, 상기 제2 하부 연장부들(35b)이 서로 대칭으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 다이오드는 상기 만입부(30b)의 양측에서 동일한 발광 특성을 나타낼 수 있다. 따라서, 발광 영역들이 두개의 영역들로 분할됨으로써 핀홀이나 실전위와 같은 결함에 전류가 집중되는 것을 완화하여 전류를 분산시킬 수 있다.In this embodiment, the light emitting diode may have a symmetrical structure with respect to a line crossing the
본 실시예에 있어서, 제1 전극패드(35)가 제1 도전형 반도체층(23) 상에 위치하는 것으로 설명하였지만, 상기 기판(21)이 도전성인 경우, 상기 제1 전극패드(35)는 기판(21)의 바닥면 또는 기판(21) 상에 위치할 수도 있다. 이 경우, 상기 제2 전극패드(33)는 절연층(31)에 의해 상기 전극패드 영역(EP)으로부터 절연된다.The
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 평면도들이다. 반도체층들(23, 25, 27), 투명전극층(29) 및 절연층(31)의 형성 방법은 일반적으로 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.3A to 3E are plan views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention. The method of forming the semiconductor layers 23, 25, and 27, the
우선, 도 3a를 참조하면, 기판(21) 상에 제1 도전형 반도체층(23), 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)을 포함하는 반도체층들이 형성된다. 이어서, 상기 반도체층들을 메사 식각하여 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시킨다. 상기 반도체층들은 예컨대 30 내지 70도의 경사각으로 경사지게 형성될 수 있다. 이때, 도 1에 도시된 바와 같은 제1 전극패드(35)가 형성될 영역(30a), 제1 하부 연장부(35a)가 형성될 영역(30b) 및 제2 하부 연장부들(35b)이 형성될 영역(30c)의 제1 도전형 반도체층(23)이 노출된다. 상기 제1 하부 연장부(35a)가 형성될 영역(30b)이 상기 발광 다이오드의 내측으로 침입하는 만입부(30b)가 된다. 상기 만입부(30b)는 상기 제1 전극 패드가 형성될 영역(30a)으로부터 내측으로 침입한다. 한편, 상기 메사식각 공정에 의해 전극패드 영역의 제1 도전형 반도체층(23)이 노출된다. 이에 따라, 상기 메사 식각 공정에 의해 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(23)이 두개의 발광 영역들(LE1, LE2)을 정의하도록 분할된다.3A, semiconductor layers including a first conductive
도 3b를 참조하면, 전극패드 영역(EP) 주위를 따라 제1 도전형 반도체층(23)을 식각하여 트렌치(TI)를 형성한다. 상기 트렌치(TI)에 의해 상기 전극패드 영역(EP)이 발광 영역들(LE1, LE2)을 포함하는 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층(23)으로부터 아일랜드 형태로 고립된다. Referring to FIG. 3B, the first
도 3c를 참조하면, 상기 발광 영역들(LE1, LE2)의 제2 도전형 반도체층(27) 상에 투명전극층(29)이 형성될 수 있다. 상기 투명전극층(29)은 상기 만입부(30b)를 지나는 선에 대해 대칭구조를 갖도록 형성될 수 있다. 투명전극층(29)은 ITO 또는 Ni/Au로 형성될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(27)에 오믹콘택된다.Referring to FIG. 3C, a
도 3d를 참조하면, 상기 발광 구조체 상에 절연층(31)이 형성된다. 상기 절연층(31)은 발광 구조체의 투명전극층(29)을 덮으며, 또한, 상기 전극패드 영역(EP) 상의 제1 도전형 반도체층(23)을 덮을 수 있다. 상기 절연층(31)은 또한 메사식각에 의해 노출된 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(23)의 측면들을 덮을 수 있다. 한편, 상기 절연층(31)은 사진 및 식각 공정에 의해 패터닝되어 상기 발광 영역들(LE1, LE2) 상의 투명전극층(29)을 노출시키는 개구부들(31a)이 형성된다. 상기 투명전극층(29)을 노출시키는 개구부들(31a)은 서로 평행하게 대칭으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극패드(35), 제1 하부 연장부(35a) 및 제2 하부 연장부들(35b)이 형성될 영역의 제1 도전형 반도체층(23)이 노출된다.Referring to FIG. 3D, an insulating
도 3e를 참조하면, 상기 발광 구조체의 노출된 제1 도전형 반도체층(23) 상에 제1 전극패드(35), 제1 하부 연장부(35a) 및 제2 하부 연장부들(35b)이 형성된다. 또한, 상기 전극패드 영역(EP) 상에 제2 전극패드(33)가 형성되고, 상기 개구부들(31a)에 상부 연장부들(33a)이 형성되며, 상기 제2 전극패드(33)와 상기 상부 연장부들(33a)을 연결하는 연결부들(33b)이 형성된다.Referring to FIG. 3E, the
상기 상부 연장부들(33a)은 상기 투명전극층(29)에 접속되며, 상기 제1 하부 연장부(35a)와 평행하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같은 발광 다이오드가 완성된다.The
본 실시예에 있어서, 발광 구조체가 두개의 발광 영역들(LE1, LE2)로 분할되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 더 많은 수의 영역들로 분할될 수도 있다. 또한, 메사 식각 공정 후에 투명전극층(29)이 형성되는 것으로 설명하였으나, 투명전극층(29)을 형성한 후에 메사 식각 공정이 수행될 수도 있다. 또한, 메사 식각 공정 후에 트렌치(TI)를 형성하는 것으로 설명하였으나, 트렌치(TI)를 먼저 형성하고 메사 식각 공정을 수행할 수 있다.In the present embodiment, the light emitting structure is described as being divided into two light emitting regions LE1 and LE2. However, the present invention is not limited thereto, and the light emitting structure may be divided into a larger number of regions. In addition, although the
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.4 is a plan view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
도 1의 실시예에서, 제1 전극패드(35) 및 제2 전극패드(33)가 발광 다이오드의 장축 방향을 따라 배치되고, 만입부(30b)가 발광 다이오드의 장축 방향을 따라 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 실시예에 있어서는 전극패드들(53, 55)이 발광 다이오드의 단축 방향을 따라 배치되고, 만입부(60b)가 발광 다이오드의 단축 방향을 따라 형성되어 있다. 투명전극층(29), 상부 연장부들(53a) 및 하부 연장부들(55a)은 상기 만입부(60b)에 대해 대칭 구조로 배치되어 있다.In the embodiment of FIG. 1, the
여기서, 상기 상부 연장부들(53a)은 발광 다이오드의 바깥측으로 연장되어 발광 다이오드를 감싸는 형태로 배치되고, 또한, 발광 다이오드의 바깥쪽에서 내측으로 침입하는 연장부(53b)를 갖는다. 한편, 하부 연장부들(55a)은 발광 다이오드의 안쪽에서 바깥쪽으로 향해 연장하고 있다. 또한, 하부 연장부들(55a)은 각각 발광 영역들 내에서 상기 연장부(53b)를 감싸도록 두 갈래로 갈라질 수 있다.The
한편, 상기 상부 연장부들(53a)은 절연층(31)의 개구부들(31a)을 통해 발광 영역들(LE1, LE2) 상의 투명전극층(29)에 접속하며, 연결부들(53b)에 의해 제2 전극패드(53)에 접속된다. 상기 연결부들(53b)은 절연층(31)에 의해 발광 구조체로부터 절연된다.The
한편, 전극패드 영역(EP)은, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 트렌치(TI)에 의해 발광 구조체로부터 고립된다.On the other hand, the electrode pad region EP is isolated from the light emitting structure by the trench TI as described with reference to Fig.
본 실시예에 있어서, 제1 전극패드(55)에서 제2 전극패드(53)로 연장하는 제1 하부 연장부(도 1의 35a)는 생략된다.In this embodiment, the first lower extension (35a in Fig. 1) extending from the
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.5 is a plan view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 도 4를 참조하여 설명한 발광 다이오드와 대체로 유사하나 하부 연장부들(65a) 및 상부 연장부들(63a)의 배치에 차이가 있다.Referring to FIG. 5, the light emitting diode according to the present embodiment is substantially similar to the light emitting diode described with reference to FIG. 4, but differs in the arrangement of the
즉, 하부 연장부들(65a)이 발광 다이오드의 바깥쪽으로 연장된 후 내측으로 침입하고, 상부 연장부들(63a)은 각 투명전극층(29) 상에 두개의 연장부들을 포함하고, 이들 두개의 연장부들이 상기 내측으로 침입한 하부 연장부(65a)를 감싸도록 배치된다.That is, the
상기 상부 연장부들(63a)은 절연층(31)의 개구부들(31a)을 통해 발광 영역들(LE1, LE2) 상의 투명전극층(29)에 접속하고, 연결부들(63b)에 의해 제2 전극패드(53)에 접속된다. 상기 연결부들(63b)은 절연층(31)에 의해 발광구조체로부터 절연된다.The
앞에서 본 발명의 몇몇 실시예들에 대해 설명하지만, 전극패드들 및 연장부들의 배치에 대해서 다양한 실시예들 및 변형이 가능하다.While several embodiments of the present invention have been described above, various embodiments and variations are possible for the arrangement of the electrode pads and extensions.
21: 기판, 23: 제1 도전형 반도체층, 25: 활성층,
27: 제2 도전형 반도체층, 29: 투명전극층,
30a: 제1 전극패드 형성 영역, 30b: 만입부,
30c: 제2 하부 연장부 형성 영역, 31: 절연층, 31a: 개구부,
33, 53: 제2 전극패드, 33a: 상부 연장부, 33b, 53b, 63b: 연결부,
35, 55: 제1 전극패드, 35a: 제1 하부 연장부,
35b: 제2 하부 연장부, 53b: 연장부, 55a, 65a: 하부 연장부,
LE1, LE2: 발광 영역, EP: 전극패드 영역, TI: 트렌치21: substrate, 23: first conductivity type semiconductor layer, 25: active layer,
27: second conductivity type semiconductor layer, 29: transparent electrode layer,
30a: a first electrode pad formation region, 30b: a recessed portion,
30c: second lower extension portion forming region, 31: insulating layer, 31a: opening portion,
33, 53: second electrode pad, 33a: upper extension part, 33b, 53b, 63b: connection part,
35, 55: first electrode pad, 35a: first lower extension,
35b: second lower extension portion, 53b: extension portion, 55a, 65a: lower extension portion,
LE1, LE2: emitting region, EP: electrode pad region, TI: trench
Claims (14)
상기 기판 상에 위치하고, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체;
상기 발광 구조체로부터 고립되고, 제1 도전형 반도체층을 포함하는 전극 패드 영역;
상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극 패드;
상기 전극 패드 영역의 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 전극 패드; 및
상기 제2 전극패드에 연결되어 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 적어도 하나의 상부 연장부를 포함하는 발광 다이오드.Board;
A light emitting structure disposed on the substrate, the light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer;
An electrode pad region isolated from the light emitting structure and including a first conductive semiconductor layer;
A first electrode pad electrically connected to the first conductive semiconductor layer of the light emitting structure;
A second electrode pad positioned on the first conductive semiconductor layer in the electrode pad region; And
And at least one upper extension connected to the second electrode pad and electrically connected to the second conductive semiconductor layer of the light emitting structure.
상기 상부 연장부와 상기 제2 전극패드를 연결하는 연결부를 더 포함하되,
상기 연결부는 상기 발광 구조체로부터 절연된 발광 다이오드.The method according to claim 1,
And a connection portion connecting the upper extension portion and the second electrode pad,
Wherein the connection portion is insulated from the light emitting structure.
상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층을 덮는 절연층을 더 포함하되,
상기 절연층은 적어도 하나의 개구부를 갖고,
상기 적어도 하나의 상부 연장부는 상기 개구부를 통해 상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 발광 다이오드.The method of claim 2,
And an insulating layer covering the second conductive type semiconductor layer of the light emitting structure,
Wherein the insulating layer has at least one opening,
Wherein the at least one upper extension is electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer of the light emitting structure through the opening.
상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층에 오믹콘택하는 투명전극층을 더 포함하고,
상기 투명전극층이 상기 절연층의 개구부에 의해 노출되고,
상기 적어도 하나의 상부 연장부는 상기 투명전극층에 접속된 발광 다이오드.The method of claim 3,
Further comprising a transparent electrode layer which makes an ohmic contact with the second conductivity type semiconductor layer of the light emitting structure,
The transparent electrode layer is exposed by the opening of the insulating layer,
And the at least one upper extension is connected to the transparent electrode layer.
상기 제1 전극패드는 상기 제2 전극패드에 대향하여 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode pad is located on the first conductive type semiconductor layer of the light emitting structure opposite to the second electrode pad.
상기 제1 전극패드에서 상기 제2 전극패드를 향해 연장하고, 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 하부 연장부를 더 포함하는 발광 다이오드.The method of claim 5,
And a first lower extension portion extending from the first electrode pad toward the second electrode pad and electrically connected to the first conductive type semiconductor layer of the light emitting structure.
상기 제1 하부 연장부의 단부는 상기 제1 전극패드보다 상기 제2 전극패드에 더 가까운 발광 다이오드.The method of claim 6,
And an end of the first lower extension is closer to the second electrode pad than the first electrode pad.
상기 제1 전극패드에서 연장하는 제2 하부 연장부를 더 포함하되, 상기 제2 하부 연장부는 상기 기판의 가장자리를 따라 연장하는 발광 다이오드.The method of claim 7,
Further comprising a second lower extension extending from the first electrode pad, the second lower extension extending along an edge of the substrate.
상기 발광 구조체의 제2 도전형 반도체층 및 활성층은 적어도 두 개의 발광 영역들을 정의하도록 분할되고,
상기 적어도 두 개의 발광 영역들 상에 각각 상기 제2 전극 패드에 연결된 상부 연장부가 위치하는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
The second conductive semiconductor layer and the active layer of the light emitting structure are divided to define at least two light emitting regions,
And an upper extension connected to the second electrode pad is disposed on each of the at least two light emitting regions.
상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층은 상기 적어도 두 개의 발광 영역들에 의해 공유되는 발광 다이오드.The method of claim 9,
Wherein the first conductive semiconductor layer of the light emitting structure is shared by the at least two light emitting regions.
상기 제1 전극 패드는 상기 제2 전극 패드에 대향하여 상기 발광 구조체의 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 발광 다이오드. The method of claim 10,
Wherein the first electrode pad is located on the first conductive type semiconductor layer of the light emitting structure opposite to the second electrode pad.
상기 제1 전극패드에서 상기 제2 전극패드를 향해 연장하는 제1 하부 연장부를 더 포함하되,
상기 제1 하부 연장부는 상기 발광 영역들 사이에 위치하는 발광 다이오드.The method of claim 11,
Further comprising: a first lower extension extending from the first electrode pad toward the second electrode pad,
Wherein the first lower extension is located between the light emitting regions.
상기 제1 하부 연장부와 상기 상부 연장부들은 서로 평행한 발광 다이오드.The method of claim 12,
Wherein the first lower extension portion and the upper extension portions are parallel to each other.
상기 전극패드 영역의 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 전극패드 사이에 위치하는 절연층을 더 포함하는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
And an insulating layer disposed between the first conductive type semiconductor layer and the second electrode pad in the electrode pad region.
Priority Applications (15)
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---|---|---|---|
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