KR101617225B1 - 반도체 발광소자 - Google Patents
반도체 발광소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101617225B1 KR101617225B1 KR1020140101774A KR20140101774A KR101617225B1 KR 101617225 B1 KR101617225 B1 KR 101617225B1 KR 1020140101774 A KR1020140101774 A KR 1020140101774A KR 20140101774 A KR20140101774 A KR 20140101774A KR 101617225 B1 KR101617225 B1 KR 101617225B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light emitting
- emitting portion
- central
- peripheral
- central light
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 140
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 134
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 102
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 23
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/08—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
본 개시는 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층;을 포함하는 중심 발광부; 중심 발광부의 둘레에 구비된 주변 발광부;로서, 평면도(top view) 상으로 관찰할 때 중심 발광부와 다른 형상을 가지며, 중심 발광부와 마주하는 측면이 중심 발광부의 윤곽(outline)을 따라 형성된 주변 발광부; 그리고 중심 발광부 및 주변 발광부를 전기적으로 연결하는 중심 연결 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자에 관한 것이다.
Description
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 광추출 효율이 향상된 반도체 발광소자에 관한 것이다.
여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 반도체 광소자를 의미하며, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 들 수 있다. 3족 질화물 반도체는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 화합물로 이루어진다. 이외에도 적색 발광에 사용되는 GaAs계 반도체 발광소자 등을 예로 들 수 있다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 종래의 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이다. 3족 질화물 반도체 발광소자는 기판(10; 예; 사파이어 기판), 기판(10) 위에 성장되는 버퍼층(20), 버퍼층(20) 위에 성장되는 n형 3족 질화물 반도체층(30), n형 3족 질화물 반도체층(30) 위에 성장되는 활성층(40), 활성층(40) 위에 성장되는 p형 3족 질화물 반도체층(50), p형 3족 질화물 반도체층(50) 위에 형성되는 전류확산 전도막(60), 전류확산 전도막(60) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(70), p형 3족 질화물 반도체층(50)과 활성층(40)이 메사 식각되어 노출된 n형 3족 질화물 반도체층(30) 위에 형성되는 n측 본딩 패드(80), 그리고 보호막(90)을 포함한다.
버퍼층(20)은 기판(10)과 n형 3족 질화물 반도체층(30) 사이의 격자상수 및 열팽창계수의 차이를 극복하기 위한 것이며, 미국특허 제5,122,845호에는 사파이어 기판 위에 380℃에서 800℃의 온도에서 100Å에서 500Å의 두께를 가지는 AlN 버퍼층을 성장시키는 기술이 기재되어 있으며, 미국특허 제5,290,393호에는 사파이어 기판 위에 200℃에서 900℃의 온도에서 10Å에서 5000Å의 두께를 가지는 Al(x)Ga(1-x)N (0≤x<1) 버퍼층을 성장시키는 기술이 기재되어 있고, 미국공개특허공보 제2006/154454호에는 600℃에서 990℃의 온도에서 SiC 버퍼층(씨앗층)을 성장시킨 다음 그 위에 In(x)Ga(1-x)N (0<x≤1) 층을 성장시키는 기술이 기재되어 있다. 바람직하게는 n형 3족 질화물 반도체층(30)의 성장에 앞서 도핑되지 않는 GaN층이 성장되며, 이는 버퍼층(20)의 일부로 보아도 좋고, n형 3족 질화물 반도체층(30)의 일부로 보아도 좋다.
전류확산 전도막(60)은 p형 3족 질화물 반도체층(50) 전체로 전류가 잘 공급되도록 하기 위해 구비된다. 전류확산 전도막(60)은 p형 3족 질화물 반도체층(50)의 거의 전면에 걸쳐서 형성되며, 예를 들어, ITO, ZnO 또는 Ni 및 Au를 사용하여 투광성 전도막으로 형성되거나, Ag를 사용하여 반사형 전도막으로 형성될 수 있다.
p측 본딩 패드(70)와 n측 본딩 패드(80)는 전류의 공급과 외부로의 와이어 본딩을 위한 메탈 전극으로서, 예를 들어, 니켈, 금, 은, 크롬, 티타늄, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 알루미늄, 주석, 인듐, 탄탈륨, 구리, 코발트, 철, 루테늄, 지르코늄, 텅스텐, 몰리브덴으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 사용하여 형성될 수 있다.
보호막(90)은 이산화규소와 같은 물질로 형성되며, 생략될 수도 있다.
도 2는 미국 등록특허공보 제6,547,249호에 개시된 직렬연결된 LED(A,B)의 일 예를 나타내는 도면이다. 여러 가지 장점 때문에 도 2에 도시된 것과 같이 복수의 LED(A,B)가 직렬연결되어 사용된다. 예를 들어, 복수의 LED(A,B)를 직렬연결하면 외부 회로와 와이어 연결의 개수가 감소하며, 와이어로 인한 광흡수 손실이 감소된다. 또한, 직렬연결된 LED(A,B) 전체의 동작전압이 상승하기 때문에 전원 공급 회로가 보다 단순화될 수 있다.
한편, 복수의 LED(A,B)를 직렬연결하기 위해서 인터커넥터(34)를 증착하여 이웃한 LED(A,B)의 p측 전극(32)과 n측 전극(32)을 연결한다. 그러나 복수의 LED (A,B)를 전기적으로 절연하는 분리(isolation) 공정에서 사파이어 기판(20)이 노출되도록 복수의 반도체층을 식각해야 하는데, 그 식각 깊이가 깊어서 시간이 오래 걸리고 단차가 크기 때문에 인터커넥터(34)를 형성하기가 어렵다. 절연체(30)를 사용하여 도 2에 도시된 것과 같이 인터커넥터(34)를 완만한 경사를 이루도록 형성하는 경우 LED(A,B)들 사이 간격이 증가하여 집적도 향상에 문제가 있다.
도 3은 미국 등록특허공보 제6,547,249호에 개시된 직렬연결된 LED의 다른 예를 나타내는 도면이다. 복수의 LED(A,B)를 절연(isolation)하는 다른 방법으로 복수의 LED(A,B) 사이의 하부 반도체층(22; 예를 들어, n형 질화물 반도체층)을 식각하지 않고 이온 주입(ion implantation)을 하여 복수의 LED(A,B) 사이를 절연하면 인터커넥터(34)의 단차가 감소된다. 그러나 하부 반도체층(22)에 깊게 이온 주입하는 것이 어렵고 공정 시간이 길어서 문제가 된다.
도 4는 미국 등록특허공보 제7,417,259호에 개시된 엘이디 어레이의 일 예를 나타내는 도면으로서, 고전압(high drive voltage), 저전류 구동을 위해 절연기판 위에 2차원 배열된 엘이디 어레이가 형성되어 있다. 절연기판은 사파이어 모노리식(monolithically) 기판이 사용되었고, 기판 위에 2개의 엘이디 어레이가 역방향으로 병렬연결되어 있다. 따라서, AC 전원이 직접 구동전원으로 사용될 수 있다.
도 5는 종래의 단일 기판 위에 직렬연결된 복수의 발광부를 포함하는 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 여러 가지 장점 때문에, 도 5에 도시된 것과 같이, 단일 기판 위에 복수의 발광부(A,B)가 직렬로 연결된 반도체 발광소자가 사용된다. 단일 기판 위에 복수의 발광부(A,B)를 직렬연결하면 외부 회로와의 연결을 위한 와이어의 개수가 감소하며, 따라서 와이어로 인한 광흡수 손실이 감소된다. 또한, 직렬연결된 발광부(A,B) 전체의 동작전압이 상승하기 때문에 전원 공급 회로가 보다 단순화될 수 있다. 더불어, 개별적인 반도체 발광소자를 직렬로 연결하는 것과 비교했을 때, 점유하는 면적이 작아 설치 밀도를 향상시킬 수 있고, 따라서, 반도체 발광소자를 포함하는 조명 장치 등을 구성할 때 소형화가 가능하다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층;을 포함하는 중심 발광부; 중심 발광부의 둘레에 구비된 주변 발광부;로서, 평면도(top view) 상으로 관찰할 때 중심 발광부와 다른 형상을 가지며, 중심 발광부와 마주하는 측면이 중심 발광부의 윤곽(outline)을 따라 형성된 주변 발광부; 그리고 중심 발광부 및 주변 발광부를 전기적으로 연결하는 중심 연결 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 종래의 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 미국 특허 제6,547,249호에 개시된 직렬연결된 LED의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 미국 특허 제6,547,249호에 개시된 직렬연결된 LED의 다른 예를 나타내는 도면,
도 4는 미국 등록특허공보 제7,417,259호에 개시된 엘이디 어레이의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 종래의 단일 기판 위에 직렬연결된 복수의 발광부를 포함하는 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 7은 도 6의 A-A선을 따라 취한 절단면의 일 예를 나타내는 도면,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광추출 효율 향상을 설명하는 도면,
도 9는 비교예1의 반도체 발광소자를 나타내는 도면,
도 10은 비교예2의 반도체 발광소자를 나타내는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 14는 연결 전극이 2개의 연선을 구비하는 다양한 예들을 설명하기 위한 도면,
도 15는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 16은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 17은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 18은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면.
도 2는 미국 특허 제6,547,249호에 개시된 직렬연결된 LED의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 미국 특허 제6,547,249호에 개시된 직렬연결된 LED의 다른 예를 나타내는 도면,
도 4는 미국 등록특허공보 제7,417,259호에 개시된 엘이디 어레이의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 종래의 단일 기판 위에 직렬연결된 복수의 발광부를 포함하는 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 7은 도 6의 A-A선을 따라 취한 절단면의 일 예를 나타내는 도면,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광추출 효율 향상을 설명하는 도면,
도 9는 비교예1의 반도체 발광소자를 나타내는 도면,
도 10은 비교예2의 반도체 발광소자를 나타내는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 14는 연결 전극이 2개의 연선을 구비하는 다양한 예들을 설명하기 위한 도면,
도 15는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 16은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 17은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 18은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6의 A-A선을 따라 취한 절단면의 일 예를 나타내는 도면이다.
반도체 발광소자는 중심 발광부(101), 주변 발광부(201), 중심 연결 전극(92,93), 주변 연결 전극(94), 제1 전극(80) 및 제2 전극(70)을 포함한다. 중심 발광부(101) 및 주변 발광부(201)는 동일한 기판(10)에 형성되며, 각각 기판(10) 위에 형성된 복수의 반도체층을 포함한다.
기판(10)으로 주로 사파이어, SiC, Si, GaN 등이 이용된다. 본 예는 기판(10)이 제거되거나 도전성을 가지는 경우에 전극이 기판(10)이 제거된 제1 반도체층(30) 측 또는 도전성 기판(10) 측에 형성되는 반도체 발광소자에도 적용될 수 있으며, 플립칩(flip chip)에도 적용될 수 있다. 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50)은 그 위치가 바뀔 수 있으며, 3족 질화물 반도체 발광소자에 있어서 주로 GaN으로 이루어진다.
복수의 반도체층은 기판(10) 위에 형성된 버퍼층(20), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: Si 도핑된 GaN), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: Mg 도핑된 GaN) 및 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50) 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; 예: InGaN/(In)GaN 다중양자우물구조)을 포함한다. 복수의 반도체층(30,40,50) 각각은 다층으로 이루어질 수 있고, 버퍼층(20)은 생략될 수 있다.
바람직하게는 전류확산 도전막(60)이 구비된다. 전류확산 도전막(60)은 투광성을 가지며 대략 제2 반도체층(50)을 전체적으로 덮도록 형성될 수 있지만, 일부에만 형성될 수도 있다. 특히 p형 GaN의 경우에 전류 확산 능력이 떨어지며, p형 반도체층(50)이 GaN으로 이루어지는 경우에, 대부분 전류확산 도전막(60)의 도움을 받아야 한다. 예를 들어, ITO, Ni/Au와 같은 물질이 전류확산 도전막(60)으로 사용될 수 있다.
복수의 발광부(101,102,201) 및 연결 전극(92,93,94)을 덮는 보호막(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.
복수의 발광부(101,102,201)는 트렌치(trench)와 같이 반도체층을 식각하는 방법 등에 의해 서로 전기적으로 분리(isolation)되어 있다. 전기적 분리 방법으로 복수의 발광부(101,102,201) 사이에 절연막이 구비될 수 있고, 또는 기판(10)에 이온 주입 등의 방법이 사용되거나, 반도체층을 형성하여 절연할 수도 있다.
주변 발광부(201)는 중심 발광부(101)의 둘레에 구비되며, 평면도(top view) 상으로 관찰할 때 중심 발광부(101)와 다른 형상을 가지며, 중심 발광부(101)와 마주하는 측면(215; 이하 제1 측면)이 중심 발광부(101)의 윤곽(outline)을 따라 형성된다. 중심 연결 전극(92,93)은 중심 발광부(101) 및 주변 발광부(201)를 전기적으로 연결한다.
본 예에서, 복수의 주변 발광부(201)를 포함하며, 각 주변 발광부(201)는 제1 측면(215)과 이어지며 다른 주변 발광부(201)와 마주하는 측면(214)을 구비한다. 중심 발광부(101)의 측면은 주변 발광부의 제1 측면(215) 이외의 주변 발광부(201)의 다른 측면(214)과 나란하지 않도록 형성된다. 평면도 상으로 볼 때, 중심 발광부(101)는 원형이며, 주변 발광부(201)의 제1 측면(215)이 오목하게 형성된다. 제1 측면(215)은 대략 서로 90도로 연결되는 다른 측면과 나란하지 않게 형성된다. 본 예에 의하면, 복수의 발광부(101,102,201)가 콤팩트하게 배치되며, 주변 발광부(201)의 제1 측면(215)으로 인해 내부 전반사에 의한 빛의 갇힘이 줄어들어 결과적으로 휘도가 향상된다. 이에 대해서는 더 후술된다.
본 예에서, 반도체 발광소자는 제1 중심 발광부(101), 제2 중심 발광부(102), 복수의 주변 발광부(201), 복수의 중심 연결 전극(92,93) 및 복수의 주변 연결 전극(94)을 포함한다. 중심 발광부(101,102) 2개가 배치되며, 중심 발광부(101,102) 둘레에 각각 주변 발광부(201) 4개씩 배치되어 있다. 주변 발광부(201)는 제1 측면(215) 측을 제외하고는 대략 4각형의 일부의 형상을 가진다. 중심 발광부(101)는 복수의 주변 발광부(201)가 만나는 접점, 접선 또는 경계가 되는 위치에 형성되며, 이로 인해 주변 발광부(201)는 사각형이 되지 못하고, 제1 측면(215)이 중심 발광부(101)의 윤곽을 따라 오목하게 형성되어 있다.
중심 발광부(101) 및 주변 발광부(201)는 연결 전극(92,93,94)에 의해 전기적으로 연결(예: 직렬, 병렬)되어 있다. 연결 전극(92,93,94)은 주변 발광부(201) 끼리 연결하는 주변 연결 전극(94)과, 주변 발광부(201)와 중심 발광부(101)를 연결하는 중심 연결 전극(92,93)이 있다. 본 예에서, 중심 발광부(101) 및 주변 발광부(201)는 전기적으로 직렬연결되어 있다. 주변 연결 전극(94)의 일 측 단은 하나의 주변 발광부(201)의 전류확산 도전막(60) 위에 형성되며, 주변 연결 전극(94)의 타측 단은 이웃한 주변 발광부(201)의 제2 반도체층(50) 및 활성층(40)이 식각되어 노출된 제1 반도체층(n-contact 영역)에 놓인다. 중심 연결 전극(92)의 일 측 단은 하나의 주변 발광부(201)의 n-contact 영역 위에 형성되며, 타측 단은 중심 발광부(101)의 전류확산 도전막 위에 형성된다. 다른 중심 연결 전극(93)의 일 측 단은 중심 발광부(101)의 n-contact 영역 위에 형성되며, 타측 단은 다른 주변 발광부(201)의 전류확산 도전막(60) 위에 형성된다. 발광부(101,102,201) 사이 및 측면에 연결 전극(92,93,94)의 단부를 제외한 나머지 부분이 복수의 반도체층(30,40,50)과 절연되도록 절연막(95)이 형성될 수 있다.
본 예에서, 복수의 주변 발광부(201)는 각 중심 발광부(101)를 기준으로 대칭적으로(symmetrically) 배치되어 있다. 중심 연결 전극(92,93)은 어느 하나의 주변 발광부(201)로부터 반대측의 주변 발광부(201)를 향하는 대각 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 중심 발광부(101) 및 제1 중심 발광부(101) 둘레의 주변 발광부(201)가 전기적으로 직렬연결되고, 제2 중심 발광부(102) 및 제2 중심 발광부(102) 둘레의 주변 발광부(201)가 전기적으로 직렬연결되며, 제1 중심 발광부(101) 둘레의 하나의 주변 발광부(201)와 제2 중심 발광부(102) 둘레의 하나의 주변 발광부(201)가 전기적으로 연결된다. 직렬연결의 순서는 다양하게 변경가능하다.
제1 전극(80)은 직렬연결의 일측 끝에 위치하는 주변 발광부(201)의 n-contact 영역에 형성되어 전자를 공급한다. 제2 전극(70)은 직렬연결의 타측 끝에 위치하는 주변 발광부(201)의 전류확산 도전막(30) 위에 형성되어 정공을 공급한다.
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광추출 효율 향상을 설명하는 도면으로서, 평면도 상으로는 주변 발광부(201) 제1 측면(215)에 연결된 다른 측면들(214)을 연장하면, 대략 사각 형상을 가진다. 사각 형상의 일 측 모서리가 중심 발광부(101)로 인해 오목하게 형성되어 도 6에 도시된 것과 같은 형상을 가진다. 만약, 주변 발광부(201)가 점선으로 표시된 연장선과 같이 사각 형상을 가진다면, 임계각 이상의 각으로 연장선에 입사하는 광(L11,L12)은 주변 발광부(201) 내에서 반사되며 갇히거나 외부로 추출되기까지 반사 회수가 증가하며, 이로 인해 광손실이 증가한다. 본 예에서는 제1 측면(215)이 중심 발광부(101)의 윤곽을 따라 오목하게 형성되어 다른 측면과 나란하지 않게 형성되어 있다. 따라서, 연장선에 대해 임계각인 광은 제1 측면(215)에 대해서는 입사각이 임계각이 아니게 된다. 따라서, 상기 광은 연장선에 입사하기 전에 제1 측면(215)에 입사하면 외부로 더 잘 추출(L21,L22)될 수 있다. 따라서, 광추출효율이 향상되며, 그 결과 휘도가 향상된다.
도 9는 비교예1의 반도체 발광소자를 나타내는 도면으로서, 중심 발광부가 없고, 모두 동일한 형상의 복수의 발광부(205)를 직렬로 연결하고 있다. 각 발광부(205)는 대략 직사각형이어서, 측면들이 서로 나란하거나 직각을 이룬다. 따라서, 한 측면에서 전반사되어 갇힌 빛의 일부는 다른 측면에서 다시 전반사될 확률 또는 분포가 높다. 반면, 본 예에 따른 반도체 발광소자에서는 중심 발광부(101)와 주변 발광부(201)가 서로 다른 형상을 가지고, 중심 발광부(101)의 제1 측면(215)이 주변 발광부(201)의 다른 측면(214)과 나란하지 않다. 따라서, 주변 발광부(201)의 일 측면에서 반사 또는 전반사 제1 측면(215)에 입사한 광은 비교에1 보다 외부로 더 잘 추출된다. 결과적으로 휘도가 향상된다.
도 10은 비교예2의 반도체 발광소자를 나타내는 도면으로서, 직사각 소자 내에 삼각형의 2개의 발광부가 분할되어 있다. 이로 인해 삼각형 발광부에서 직각 모서리를 제외한 모서리 측은 각이 작고, 뾰족한 형상이 된다. 본 예의 반도체 발광소자는 비교예2의 반도체 발광조사에 비해 장점을 가진다. 예를 들어, 비교예2의 뾰족한 형상은 제조공정상 마스크패턴의 허용오차에 여유를 줄여서 결국 수율이 좋지 않게 된다. 반면, 본 예의 반도체 발광소자는 발광부의 모서리의 내각이 비교예2보다 크고, 또한 모서리가 라운드져서 제조공정상 불량이 작다.
한편, 각 발광부에서 소비되는 전력의 균일성과 발광의 균일성 등을 위해서 주변 발광부(201)와 중심 발광부(101)의 평면적이 대략 비슷하게 형성되는 것이 바람직하다. 본 예에서 중심 발광부(101)는 원형이고, 주변 발광부(201)는 상기 제1 측면(215)을 제외하고, 연장선으로 보면 대략 사각 형상을 가진다. 중심 발광부(101)의 직경, 주변 발광부(201)의 변의 길이, 중심 발광부(101)의 중심과 주변 발광부(201)의 중심 간의 거리를 변수로 하여 중심 발광부(101)와 주변 발광부(201)의 면적이 대략 대등하게 형성할 수 있다. 예를 들어, 중심 발광부(101)의 면적=주변 발광부(201)의 면적으로 방정식을 만들고, 상기 변수 중 2개를 정하면, 나머지 하나가 결정될 수 있다.
본 예의 반도체 발광소자는 형상이 다른 중심 발광부(101)와 주변 발광부(201)를 콤팩트하게 배치하여 소자의 사이즈가 불필요하게 증가되는 것을 억제하며, 다수의 발광부를 직렬연결하여 고전압(high voltage)으로 동작하는 반도체 발광소자를 제공한다. 본 예에서 발광부는 10개이지만, 이 10개를 하나의 세트로 하여 복수의 세트를 직렬연결하는 것도 물론 가능하다. 이때, 직렬연결은 가로 및 세로 방향으로 상기 세트를 배열하는 것을 허용한다. 또한, 직렬연결된 세트들을 병렬연결하는 것도 물론 가능하다. 본 예의 반도체 발광소자는 홀수의 발광부(예: 제1 중심 발광부(101)와 4개의 주변 발광부(201))를 콤팩트하게 배치하기에 매우 적합한 구조를 가진다.
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면으로서, 중심 발광부(101)가 사각 형상을 가지며, 중심 발광부(101)의 모서리는 주변 발광부(201)들이 접하는 선상에 위치한다. 중심 발광부(101)의 모서리는 중심 발광부(101)와 주변 발광부(201)의 중심을 연결하는 중심선으로부터 벋어나 있다. 주변 발광부(201)는 중심 발광부(101) 둘레로 대칭적으로 형성되어 있다. 제1 측면(215;중심 발광부(101)와 마주하는 주변 발광부(201)의 측면)은 그 주변 발광부(201)에서 다른 측면과 나란하지 않게 형성되어 있다. 따라서, 도 6 내지 도 11에서 설명된 효과와 동일유사한 효과를 가진다.
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 중심 발광부(101)가 사각 형상을 가지며, 중심 발광부(101)의 모서리는 중심 발광부(101)와 주변 발광부(201)의 중심을 연결하는 중심선의 바깥에 있으며, 이웃한 중심 발광부(101)가 접하는 선상으로부터도 벋어나 있다. 이와 같이 형성하면, 주변 발광부(201)는 평면상으로 도 11의 실시예와는 또 다른 다각형 형상을 가지며, 측면의 방향의 종류가 다양해지는 효과가 있다. 이로 인해, 전술된 것과 같이, 광추출 효율이 더 향상된다.
도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 중심 발광부(101)가 반원 형상을 가지며, 주변 발광부(201)는 중심 발광부(101)의 호 형상의 측면과 마주하여 오목한 측면(215)을 구비한다. 주변 발광부(201)의 제1 측면에 더하여, 중심 발광부(101)가 호 형상의 측면과 직선형 측면을 구비하여 측면의 방향의 종류가 다양해지는 효과가 있다. 이로 인해, 전술된 것과 같이, 광추출 효율이 더 향상된다.
또한, 중심 연결 전극(92,93)이 각각 2개의 연결선(92a,92b,93a,93b)을 구비하도록 형성되어 있어서, 1개의 연결선(예; 92a, 93a)이 단선 등의 문제가 발생해도 나머지 1개의 연결선(예;92b, 93b)로 인해 직렬연결이 그대로 유지되어 반도체 발광소자의 수율이 향상되며, high current driving에 유리하다. 이와 같이 연결 전극을 2개 이상의 연결선을 구비하도록 형성하는 것은 도 6내지 도 15에서 설명된 본 개시의 실시예들에 모두 적용될 수 있다. 도 14는 연결 전극이 2개의 연선(92a,92b)을 구비하는 다양한 예들이 예시되어 있다. 도 14a, 도 14b의 경우 연결선 중 하나가 단선되어도 발광부 위에서 연결되어 있는 장점이 있다. 도 14b, 도 14d의 경우 전극의 길이가 감소되어 빛흡수량이 감소되는 이점이 있다. 도 14, 도 14d의 경우 메사식각의 면적이 감소되는 이점이 있다.
도 15는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 중심 발광부(101)가 길쭉한 직사각 형상을 가지며, 주변 발광부(201)는 중심 발광부(101)의 모서리측과 장변측에 각각 배치되어 있다. 주변 발광부(201)의 측면의 방향의 다양성은 전술된 실시예보다는 작지만, 중심 발광부(101)를 길게 형성하여 길쭉한 칩을 제조하는 데에 유리하며, 콤팩트한 배열로 좁은 면적에 다수의 발광부를 형성하기에 적합하다.
도 16은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 플립칩에 적용된 예가 제시되어 있다. 연결 전극(92) 및 전류확산 도전막(60)을 덮도록 반사막(R)이 형성되어 있다. 반사막은 활성층으로부터의 빛을 기판 측으로 반사한다. 연결 전극(92)은 서로 마주하는 중심 발광부(101)와 주변 발광부(201)의 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50)을 전기적으로 연결한다. 연결 전극(92)의 일 측 끝은 제2 반도체층(50) 및 활성층(40)이 식각되어 노출된 제1 반도체층(30)과 전기적으로 연통되며, 연결 전극(92)의 타 측 끝은 제2 반도체층(50)과 반사층(R) 사이에 구비된다. 중심 발광부와 주변 발광부의 사이에는 절연체(97)가 형성되며, 연결 전극(92)은 절연체 위에 형성된다. 제1 전극(80)은 주변 발광부의 반사층(R) 위에서 제1 전기적 연결(81)을 통해 제1 반도체층(30)에 전기적으로 연통되고, 제2 전극(70)은 다른 주변 발광부의 반사층(R) 위에서 제2 전기적 연결(71)을 통해 제2 반도체층(50)에 전기적으로 연통된다. 접촉저항을 줄이고 전기적 접속의 안정성을 향상하기 전기적 연결(71,81)과 복수의 반도체층 사이에 오믹 전극(72,82)을 개재시킬 수 있다. 중심 발광부(101)의 반사층(R) 위에는 방열 또는 지지 등을 위한 보조패드(93)가 형성되어 있다.
도 17은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 플립칩에 적용된 예가 제시되어 있다. 연결 전극(92) 전류확산 도전막(60)을 덮는 반사층(R) 위에 형성되어 있다. 연결 전극(92)은 반사층(R)을 관통하는 제1 전기적 연결(81)에 의해 주변 발광부의 제1 반도체층과 전기적으로 연결되며, 반사층(R)을 관통하는 제2 전기적 연결(71)에 의해 중심 발광부의 제2 반도체층과 전기적으로 연결된다.
도 18은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 플립칩에 적용된 예가 제시되어 있다. 오믹 전극(72,82)과 전기적 연결(71,81)의 전기적 접속의 안정성을 향상하기 위해 반사층(R)에 형성된 개구에 의해 오믹 전극(72,82)의 주변까지 노출되며, 전기적 연결(71,81)이 오믹 전극(72,82)을 감싸도록 형성할 수 있다. 반사층은 단일층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
반사층은 단일층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 본 예에서 반사층(R)은 금속 반사막에 의한 광흡수 감소를 위해 비도전성 물질로 형성되며, 분포 브래그 리플렉터(Distributed Bragg Reflector) 및 ODR(Omni-Directional Reflector) 중 하나를 포함할 수 있다. 다층 구조의 일 예로, 유전체막(91b), 분포 브래그 리플렉터(91a) 및 클래드막(91c)을 포함한다. 유전체막(91b)는 높이차를 완화하여 분포 브래그 리플렉터(91a)를 안정적으로 제조할 수 있게 되며, 빛의 반사에도 도움을 줄 수 있다. 유전체막(91b)의 재질은 SiO2가 적당하다. 분포 브래그 리플렉터(91a)는 유전체막(91b) 위에 형성된다. 분포 브래그 리플렉터(91a)는 반사율이 다른 물질의 반복 적층, 예를 들어, SiO2/TiO2, SiO2/Ta2O2, 또는 SiO2/HfO의 반복 적층으로 이루어질 수 있으며, Blue 빛에 대해서는 SiO2/TiO2가 반사효율이 좋고, UV 빛에 대해서는 SiO2/Ta2O2, 또는 SiO2/HfO가 반사효율이 좋을 것이다. 클래드막(91c)은 Al2O3와 같은 금속 산화물, SiO2, SiON와 같은 유전체막(91b), MgF, CaF, 등의 물질로 이루어질 수 있다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층;을 포함하는 중심 발광부; 중심 발광부의 둘레에 구비된 주변 발광부;로서, 평면도(top view) 상으로 관찰할 때 중심 발광부와 다른 형상을 가지며, 중심 발광부와 마주하는 측면이 중심 발광부의 윤곽(outline)을 따라 형성된 주변 발광부; 그리고 중심 발광부 및 주변 발광부를 전기적으로 연결하는 중심 연결 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(2) 복수의 주변 발광부를 포함하며, 각 주변 발광부는 중심 발광부와 마주하는 측면과 이어지며 다른 주변 발광부와 마주하는 측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(3) 중심 발광부의 측면은 중심 발광부와 마주하는 측면 이외의 주변 발광부의 다른 측면과 나란하지 않은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(4) 중심 발광부와 마주하는 측면이 오목한 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(5) 중심 발광부의 평면도 상의 형상이 원형인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(6) 중심 발광부의 평면도 상의 형상이 사각형인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(7) 중심 발광부의 평면도 상의 형상이 반원인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(8) 중심 발광부의 모서리는 중심 발광부의 중심과 주변 발광부의 중심을 연결하는 선의 바깥에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(9) 복수의 중심 발광부; 각 중심 발광부 둘레에 복수의 주변 발광부; 그리고 이웃한 주변 발광부들을 전기적으로 연결하는 주변 연결 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(10) 복수의 주변 발광부는 각 중심 발광부를 기준으로 대칭적으로(symmetrically) 배치되며, 복수의 중심 발광부 및 복수의 주변 발광부는 전기적으로 직렬연결된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(11) 중심 연결 전극 및 주변 연결 전극 중 적어도 하나는 복수의 연결선을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(12) 중심 연결 전극은 어느 하나의 주변 발광부로부터 반대측의 주변 발광부를 향하는 대각 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(13) 복수의 중심 발광부는 제1 중심 발광부 및 제2 중심 발광부를 포함하며, 제1 중심 발광부 둘레의 주변 발광부 중 하나의 주변 발광부의 제1 반도체층과 전기적으로 연통되어 전자 및 정공 중 하나를 공급하는 제1 전극; 그리고 제2 중심 발광부 둘레의 주변 발광부 중 하나의 주변 발광부의 제2 반도체층과 전기적으로 연통되어 전자 및 정공 중 나머지 하나를 공급하는 제1 전극;을 포함하며, 제1 중심 발광부 및 제1 중심 발광부 둘레의 주변 발광부가 전기적으로 직렬연결되고, 제2 중심 발광부 및 제2 중심 발광부 둘레의 주변 발광부가 전기적으로 직렬연결되며, 제1 중심 발광부 둘레의 하나의 주변 발광부와 제2 중심 발광부 둘레의 하나의 주변 발광부가 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
물론 중심 발광부의 개수는 제3 중심 발광부, 제4 중심 발광부 등으로 더 증가될 수 있다.
(14) 복수의 주변 발광부를 포함함며, 중심 발광부, 주변 발광부, 및 중심 연결 전극을 덮으며, 활성층에서 생성된 빛을 반사하는 반사층; 복수의 주변 발광부 중 하나의 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 다른 하나의 주변 발광부의 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극; 그리고, 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나와 복수의 반도체층을 전기적으로 연결하는 전기적 연결(an electrical connection);을 포함하며, 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나는 반사층 위에 형성되며, 반사층을 관통하는 전기적 연결에 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(15) 반사층은: 분포 브래그 리플렉터(Distributed Bragg Reflector) 및 ODR(Omni-Directional Reflector) 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 휘도가 향상된 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 한정된 면적에 콤팩트하게 다수의 발광부를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 발광부의 모서리가 라운드져서 수율이 향상된다.
30: 제1 반도체층 40: 활성층 50: 제2 반도체층
101: 중심 발광부 201: 주변 발광부 92,93: 중심 연결 전극
94: 주변 연결 전극 215: 제1 측면 10: 기판 R: 반사층
101: 중심 발광부 201: 주변 발광부 92,93: 중심 연결 전극
94: 주변 연결 전극 215: 제1 측면 10: 기판 R: 반사층
Claims (15)
- 반도체 발광소자에 있어서,
제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층;을 포함하는 중심 발광부;
중심 발광부의 둘레에 구비된 주변 발광부;로서, 평면도(top view) 상으로 관찰할 때 중심 발광부와 다른 형상을 가지며, 중심 발광부와 마주하는 측면이 중심 발광부의 윤곽(outline)을 따라 형성된 주변 발광부; 그리고
중심 발광부 및 주변 발광부를 전기적으로 연결하는 중심 연결 전극;을 포함하며,
중심 발광부와 마주하는 주변 발광부의 측면과 주변 발광부의 가상의 연장선으로 둘러싸인 부분이 중심 발광부의 일부분과 중첩되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
복수의 주변 발광부를 포함하며,
각 주변 발광부는 중심 발광부와 마주하는 측면과 이어지며 다른 주변 발광부와 마주하는 측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
중심 발광부의 측면은 중심 발광부와 마주하는 측면 이외의 주변 발광부의 다른 측면과 나란하지 않은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
중심 발광부와 마주하는 측면이 오목한 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 2에 있어서,
중심 발광부의 평면도 상의 형상이 원형인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 2에 있어서,
중심 발광부의 평면도 상의 형상이 사각형인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 2에 있어서,
중심 발광부의 평면도 상의 형상이 반원인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 6에 있어서,
중심 발광부의 모서리는 중심 발광부의 중심과 주변 발광부의 중심을 연결하는 선의 바깥에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
복수의 중심 발광부;
각 중심 발광부 둘레에 복수의 주변 발광부; 그리고
이웃한 주변 발광부들을 전기적으로 연결하는 주변 연결 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 9에 있어서,
복수의 주변 발광부는 각 중심 발광부를 기준으로 대칭적으로(symmetrically) 배치되며, 복수의 중심 발광부 및 복수의 주변 발광부는 전기적으로 직렬연결된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 9에 있어서,
중심 연결 전극 및 주변 연결 전극 중 적어도 하나는 복수의 연결선을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 10에 있어서,
중심 연결 전극은 어느 하나의 주변 발광부로부터 반대측의 주변 발광부를 향하는 대각 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 10에 있어서,
복수의 중심 발광부는 제1 중심 발광부 및 제2 중심 발광부를 포함하며,
제1 중심 발광부 둘레의 주변 발광부 중 하나의 주변 발광부의 제1 반도체층과 전기적으로 연통되어 전자 및 정공 중 하나를 공급하는 제1 전극; 그리고
제2 중심 발광부 둘레의 주변 발광부 중 하나의 주변 발광부의 제2 반도체층과 전기적으로 연통되어 전자 및 정공 중 나머지 하나를 공급하는 제2 전극;을 포함하며,
제1 중심 발광부 및 제1 중심 발광부 둘레의 주변 발광부가 전기적으로 직렬연결되고,
제2 중심 발광부 및 제2 중심 발광부 둘레의 주변 발광부가 전기적으로 직렬연결되며,
제1 중심 발광부 둘레의 하나의 주변 발광부와 제2 중심 발광부 둘레의 하나의 주변 발광부가 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
복수의 주변 발광부를 포함함며,
중심 발광부, 주변 발광부, 및 중심 연결 전극을 덮으며, 활성층에서 생성된 빛을 반사하는 반사층;
복수의 주변 발광부 중 하나의 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극;
다른 하나의 주변 발광부의 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극; 그리고,
제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나와 복수의 반도체층을 전기적으로 연결하는 전기적 연결(an electrical connection);을 포함하며,
제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나는 반사층 위에 형성되며, 반사층을 관통하는 전기적 연결에 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 14에 있어서,
반사층은: 분포 브래그 리플렉터(Distributed Bragg Reflector) 및 ODR(Omni-Directional Reflector) 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140101774A KR101617225B1 (ko) | 2014-08-07 | 2014-08-07 | 반도체 발광소자 |
| PCT/KR2015/006638 WO2016021833A1 (ko) | 2014-08-07 | 2015-06-29 | 반도체 발광소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140101774A KR101617225B1 (ko) | 2014-08-07 | 2014-08-07 | 반도체 발광소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160018923A KR20160018923A (ko) | 2016-02-18 |
| KR101617225B1 true KR101617225B1 (ko) | 2016-05-04 |
Family
ID=55457875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140101774A KR101617225B1 (ko) | 2014-08-07 | 2014-08-07 | 반도체 발광소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101617225B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102389061B1 (ko) * | 2017-10-16 | 2022-04-21 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 발광소자 패키지 |
| KR102425083B1 (ko) * | 2017-10-19 | 2022-07-27 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 반도체소자, 반도체소자 패키지 및 자동 초점 장치 |
-
2014
- 2014-08-07 KR KR1020140101774A patent/KR101617225B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20160018923A (ko) | 2016-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10403608B2 (en) | Light-emitting diode (LED) device for realizing multi-colors | |
| US9673355B2 (en) | Light emitting diode having electrode pads | |
| JP4804485B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子及び製造方法 | |
| JP3912219B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| KR101047720B1 (ko) | 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 | |
| JP5736479B2 (ja) | 発光素子、発光素子製造方法 | |
| KR20150139194A (ko) | 발광 다이오드 및 그 제조 방법 | |
| CN111433921B (zh) | 一种发光二极管 | |
| CN110034214A (zh) | 半导体发光装置 | |
| JP2013254939A (ja) | 発光素子及び発光素子パッケージ | |
| KR101617225B1 (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR101863543B1 (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR101855202B1 (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR20110132161A (ko) | 반도체 발광 소자 및 그 제조방법 | |
| KR101928307B1 (ko) | 반도체 발광 소자 및 이의 제조방법 | |
| KR101617227B1 (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR20160035102A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR101858540B1 (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR101643688B1 (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR20160046010A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR20160018924A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR20180096546A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| US20230402490A1 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| KR20160073366A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR101617226B1 (ko) | 반도체 발광소자 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190325 Year of fee payment: 4 |