KR101662198B1 - 전극 연장부들을 갖는 발광 다이오드 - Google Patents

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Abstract

전극 연장부들을 갖는 발광 다이오드가 개시된다. 이 발광 다이오드는, 제1 가장자리, 상기 제1 가장자리에 대향하는 제2 가장자리, 상기 제1 가장자리와 상기 제2 가장자리를 잇는 제3 가장자리 및 상기 제3 가장자리에 대향하는 제4 가장자리를 갖는 하부 콘택층과, 상기 하부 콘택층 상에 위치하고, 활성층 및 상부 콘택층을 포함하는 메사 구조체와, 상기 제1 가장자리 근처에 배치된 제1 전극 패드와, 상기 제2 가장자리 근처에 배치된 제2 전극 패드와, 상기 제1 전극 패드에서 상기 제2 가장자리측으로 연장하되, 그 끝단들이 상기 제1 전극 패드에 접하는 앞단들에 비해 서로 더 멀리 떨어진 제1 및 제2 하부 연장부들과, 상기 제2 전극 패드에서 연장하는 제1 내지 제3 상부 연장부들을 포함한다. 또한, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 상기 제1 및 제2 하부 연장부들을 감싸도록 상기 제2 전극 패드에서 연장하고, 상기 제3 상부 연장부는 상기 제1 및 제2 하부 연장부들 사이의 영역으로 연장하며, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 각각 상기 제2 전극 패드에서 상기 제2 가장자리측으로 연장한 후에 상기 제1 가장자리측으로 연장하는 한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 전극 연장부들을 형성함에 따른 발광 면적 감소를 완화할 수 있으며, 광출력을 향상시키고 순방향 전압을 감소시킬 수 있다.

Description

전극 연장부들을 갖는 발광 다이오드{LIGHT EMITTING DIODE HAVING ELECTRODE EXTENSIONS}
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히 전극 연장부들을 갖는 발광 다이오드에 관한 것이다.
GaN 계열의 LED는 현재 천연색 LED 표시소자, LED 교통 신호기, 백색 LED 등 다양한 응용에 사용되고 있다. 최근, 고효율 백색 LED는 형광 램프를 대체할 것으로 기대되고 있으며, 특히 백색 LED의 효율(efficiency)은 통상의 형광램프의 효율에 유사한 수준에 도달하고 있다.
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-전극 패드가 형성되고, 상기 P형 반도체층 상에 P-전극 패드가 형성된다. 상기 발광 다이오드는 상기 전극 패드들을 통해 외부 전원에 전기적으로 연결되어 구동된다.
일반적으로 상기 질화갈륨 계열의 반도체층들은 사파이어와 같은 단결정 기판 상에서 성장되며, 최종적으로 칩 분리 공정을 통해 단일의 발광 다이오드가 완성된다. 이때, 상기 단결정 기판이 결정면을 따라 분리되므로, 기판은 통상 직사각형 형상을 갖게 된다. 일반적으로, 최종 발광 다이오드의 기판의 형상은 발광 구조체, 예컨대 메사 형상, 전극 패드 형상, 전극 패드로부터 연장된 연장부들의 형상을 한정한다. 예컨대, 미국특허공보 제6,650,018호에는 전류분산을 향상시키기 위해 전극 접촉부들(117, 127)에서 연장된 연장부들을 개시하고 있으며, 이들 연장부들은 통상 직사각형 형상의 가장자리를 따라 직선형으로 연장한다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(21) 및 메사 구조체(M)를 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드는 하부 콘택층(23), 활성층(25), 상부 콘택층(27)을 포함하며, 투명전극층(29), 제1 전극패드(31), 제2 전극패드(33), 하부 연장부들(31a, 31b, 31c), 상부 연장부들(33a, 33b)를 포함한다.
제1 전극 패드(31)에서 하부 연장부들(31a, 31c)이 연장하고, 상기 하부 연장부들(31a)에서 하부 연장부들(31b)이 기판(21)의 가장자리를 따라 연장한다. 또한, 상기 하부 연장부(31c)는 제1 전극 패드(31)에서 제2 전극 패드(33)를 향해 연장한다. 상기 하부 연장부들(31b, 31c)은 서로 평행하며, 하부 연장부들(31a)은 상기 하부 연장부들(31b, 31c)에 수직 구조를 갖는다.
한편, 상기 제2 전극 패드(33)에서 상부 연장부들(33a)이 연장하고, 상기 상부 연장부들(33a)에서 각각 상부 연장부들(33b)이 연장한다. 상기 상부 연장부들(33a)은 상기 하부 연장부들(31a)과 평행하고, 상기 상부 연장부들(33b)은 상기 하부 연장부들(31b, 31c)과 평행하다. 상기 상부 연장부들(33b)은 각각 하부 연장부(31b)와 하부 연장부(31c) 사이의 영역으로 연장한다.
상기 종래 기술에 따르면, 하부 연장부들(31a, 31b, 31c) 및 상부 연장부들(33a, 33b)을 배치하여 발광 다이오드 내 전류 분산 성능을 개선할 수 있다. 그러나 상기 하부 연장부들(31a, 31b, 31c)을 형성하기 위해서는 하부 연장부들과 메사 구조체(M) 사이의 이격 거리를 확보해야 하기 때문에, 하부 연장부들의 영역보다 더 큰 면적의 메사 구조체(M)의 영역이 감소된다. 그 결과, 하부 연장부들의 형성에 따른 발광 면적이 상대적으로 크게 감소된다. 더욱이, 상기 하부 연장부들(31b)이 상부 연장부들(33b)을 감싸도록 형성됨과 아울러 상기 하부 연장부들(31b)과 제1 전극 패드(31)를 연결하는 하부 연장부들(31a)이 요구됨에 따라 발광 면적 감소가 증가된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극 연장부들의 형성에 따른 발광 면적의 감소를 완화할 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 새로운 구조의 전극 연장부들을 채택하여 전류 분산 성능을 개선할 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 하부 연장부들이 제1 전극 패드에서 직접 제2 가장자리측으로 연장하도록 배치하고, 상기 하부 연장부들을 상부 콘택층 상의 상부 연장부들로 감싸도록 배치함으로써 발광 면적이 감소되는 것을 완화한다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 광 출력을 개선하고 순방향 전압을 감소시키도록 상기 전극 연장부들을 배치하는 기술이 개시된다. 구체적으로, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드는, 제1 가장자리, 상기 제1 가장자리에 대향하는 제2 가장자리, 상기 제1 가장자리와 상기 제2 가장자리를 잇는 제3 가장자리 및 상기 제3 가장자리에 대향하는 제4 가장자리를 갖는 하부 콘택층; 상기 하부 콘택층 상에 위치하고, 활성층 및 상부 콘택층을 포함하는 메사 구조체; 상기 하부 콘택층 상에 위치하고, 상기 제1 가장자리 근처에 배치된 제1 전극 패드; 상기 메사 구조체 상에 위치하고, 상기 제2 가장자리 근처에 배치된 제2 전극 패드; 상기 제1 전극 패드에서 상기 제2 가장자리측으로 연장하되, 그 끝단들이 상기 제1 전극 패드에 접하는 앞단들에 비해 서로 더 멀리 떨어진 제1 및 제2 하부 연장부들; 및 상기 제2 전극 패드에서 연장하는 제1 내지 제3 상부 연장부들을 포함한다. 또한, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 상기 제1 및 제2 하부 연장부들을 감싸도록 상기 제2 전극 패드에서 연장하고, 상기 제3 상부 연장부는 상기 제1 및 제2 하부 연장부들 사이의 영역으로 연장하며, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 각각 상기 제2 전극 패드에서 상기 제2 가장자리측으로 연장한 후에 상기 제1 가장자리측으로 연장한다.
여기서, "제1 가장자리 근처"는 제2 가장자리에 비해 제1 가장자리에 가까운 것을 의미하며, "제2 가장자리 근처"는 제1 가장자리에 비해 제2 가장자리에 가까운 것을 의미한다. 또한, "제1 (또는 제2) 가장자리측으로 연장"하는 것은 연장부를 따라 연장부의 각 지점들이 제1 (또는 제2) 가장자리에 가까워지도록 연장하는 것을 의미한다.
한편, 상기 제1 및 제2 하부 연장부들은 각각 상기 제3 가장자리 및 상기 제4 가장자리측으로 볼록하게 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2 하부 연장부들은 각각 그 전체가 볼록하게 굴곡질 수 있다. 나아가, 상기 제1 및 제2 하부 연장부들의 앞단들은 상기 제1 전극 패드의 중심보다 상기 제1 가장자리에서 더 멀리 떨어질 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 각각 상기 제3 가장자리 및 상기 제4 가장자리측으로 볼록하게 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들의 끝단들은 상기 제1 및 제2 하부 연장부들의 앞단들에 비해 상기 제1 가장자리에 더 가까울 수 있다. 나아가, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들의 끝단들은 상기 제1 가장자리에 평행하게 상기 제1 전극 패드의 중심을 지나는 직선 상에 위치할 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 각각 제3 가장자리 및 상기 제4 가장자리측으로 가깝게 연장한 후에 다시 상기 제3 가장자리 및 상기 제4 가장자리측에서 멀어지도록 연장할 수 있다.
또한, 상기 제2 전극 패드에 접하는 상기 제1 및 제2 상부 연장부들의 앞단들은 상기 제2 전극 패드의 중심에 비해 상기 제2 가장자리에 더 가까울 수 있다. 나아가, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들과 상기 제2 가장자리 사이의 최단 거리는 상기 제2 전극 패드와 상기 제2 가장자리 사이의 최단 거리와 동일할 수 있다.
한편, 상기 제1 하부 연장부의 각 지점에서 상기 제1 상부 연장부에 이르는 최단 거리가 상기 제3 상부 연장부에 이르는 최단 거리에 비해 더 가까울 수 있다. 또한, 상기 제1 하부 연장부의 끝단에서 상기 제1 상부 연장부에 이르는 최단 거리가 상기 제1 하부 연장부의 다른 지점에서 상기 제1 상부 연장부에 이르는 최단 거리에 비해 더 가까울 수 있다. 또한, 상기 제3 상부 연장부의 끝단에서 상기 제1 하부 연장부에 이르는 최단 거리가 상기 제1 전극 패드에 이르는 거리보다 더 가까울 수 있다.
또한, 상기 메사 구조체는 상기 제1 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드의 중심들을 지나는 직선에 대해 대칭 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 하부 연장부들은 서로 대칭이고, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 서로 대칭이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 메사 구조체 상의 제1 및 제2 상부 연장부들이 하부 콘택층 상의 제1 및 제2 하부 연장부들을 감싸도록 배치됨으로써 제1 및 제2 하부 연장부들이 점유하는 면적을 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 하부 연장부들을 형성하기 위해 불가피하게 제거되는 발광 면적 감소를 완화할 수 있다. 나아가, 전극 연장부들의 특정 배치에 의해 전류 분산 성능을 개선할 수 있으며 따라서 광출력을 향상시키고 순방향 전압을 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 3의 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도이다.
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.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4는 도 1의 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(51) 및 메사 구조체(M)를 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드는 하부 콘택층(53), 활성층(55), 상부 콘택층(57)을 포함하며, 투명전극층(59), 제1 전극패드(61), 제2 전극패드(63), 제1 하부 연장부(61a) 및 제2 하부 연장부(61b), 제1 내지 제3 상부 연장부들(63a, 63b, 63c)을 포함한다.
상기 기판(51)은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 사파이어 기판일 수 있다. 상기 기판(51)은 대략 직사각형 형상을 갖는다.
상기 기판(51) 상에 하부 콘택층(53)이 위치한다. 상기 하부 콘택층(53)은 상기 기판(51)과 동일한 직사각형 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 하부 콘택층(53)은 제1 가장자리(E1), 상기 제1 가장자리에 대향하는 제2 가장자리(E2), 상기 제1 가장자리와 상기 제2 가장자리를 잇는 제3 가장자리(E3) 및 상기 제3 가장자리에 대향하는 제4 가장자리(E4)를 갖는다.
또한, 상기 하부 콘택층(53)의 일부 영역 상에 메사 구조체(M)가 위치하며, 상기 메사 구조체는 활성층(55) 및 상부 콘택층(57)을 포함한다. 상기 메사 구조체(M)는 또한 상기 하부 콘택층(53)의 일부를 포함할 수 있다. 상기 하부 콘택층(53)은 n형 이고 상기 상부 콘택층(27)은 p형 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 반대의 도전형일 수 있다. 상기 하부 콘택층(53)과 상기 상부 콘택층(57) 사이에 활성층(55)이 개재된다.
상기 하부 콘택층(53), 활성층(55) 및 상부 콘택층(57)은 질화갈륨 계열의 화합물 반도체 물질, 즉, (Al, In, Ga)N으로 형성될 수 있다. 상기 활성층(55)은 요구되는 파장의 광 예컨대 자외선 또는 청색광을 방출하도록 조성 원소 및 조성비가 결정되며, 하부 콘택층(53) 및 상부 콘택층(57)은 상기 활성층(55)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성된다.
상기 하부 콘택층(53) 및/또는 상부 콘택층(57)은, 도시한 바와 같이, 단일층으로 형성될 수 있으나, 다층 구조로 형성될 수도 있다. 또한, 활성층(55)은 단일 양자웰 또는 다중 양자웰 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 기판(51)과 하부 콘택층(53) 사이에 버퍼층(도시하지 않음)이 개재될 수 있다.
상기 반도체층들(53, 55, 57)은 MOCVD 또는 MBE 기술을 사용하여 성장될 수 있으며, 사진 및 식각 공정을 사용하여 상기 하부 콘택층(53)의 영역이 노출되도록 패터닝되어 메사 구조체(M)가 형성될 수 있다. 이때, 포토레지스트의 리플로우 공정을 사용하여 상기 메사 구조체(M)의 측면을 경사면으로 형성할 수 있다. 상기 메사 구조체(M)의 측면은 단일의 기울기를 갖는 경사면일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 굴곡진 경사면 또는 기울기가 변하는 이중 경사면일 수 있다.
상기 메사 구조체(M)는 하부 콘택층(53)의 평면 형상과 대체로 동일한 형상을 갖는다. 즉, 하부 콘택층(53)의 제1 내지 제4 가장자리들(E1~E4)을 따라 네개의 주요 측면들을 갖는다. 다만, 제1 가장자리(E1) 근처의 측면에는 제1 전극 패드(61)와 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b)을 형성하기 위한 만입부들이 형성된다. 상기 메사 구조체(M)는 발광 영역 전체에 걸쳐 고르게 전류를 분산시키기 위해 대칭 구조를 갖는 것이 바람직하다.
한편, 투명전극층(59)은 상부 콘택층(57)에 오믹 접촉하며, ITO 또는 Ni/Au로 형성될 수 있다. 투명전극층(29)은 상부 콘택층에 비해 비저항이 낮아 전류를 분산시키는 역할을 한다.
한편, 상기 제1 전극패드(61)는 하부 콘택층(53) 상에 위치한다. 상기 제1 전극패드(61)는 하부 콘택층(53)의 제1 가장자리(E1)의 중심 근처에 배치되며, 상기 메사 구조체(M)의 만입부 내에 형성된다. 상기 제1 전극패드(51)는 예컨대 n-전극 패드로서, 외부전원과 발광 다이오드를 연결하기 위해 와이어가 본딩될 수 있는 부분이다.
상기 제1 전극패드(61)에서 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b)이 제2 가장자리(E2)측으로 연장한다. 상기 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b)은, 도시된 바와 같이, 서로 대칭 구조를 갖도록 연장할 수 있다. 이들 하부 연장부들(61a, 61b)은 제1 전극 패드(61)로부터 직접 제2 가장자리(E2)측으로 연장하며, 따라서 이들 하부 연장부들(61a, 61b)을 제1 전극 패드(61)에 연결하기 위한 별도의 연장부들은 생략된다. 한편, 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b)는 그 끝단들이 상기 제1 전극 패드(61)에 접하는 앞단들에 비해 서로 더 멀리 떨어진다. 이들 하부 연장부들(61a, 61b)은 직선 형상을 가질 수 있으나, 바람직하게는 각각 제3 가장자리(E3) 및 제4 가장자리(E4)측으로 볼록하게 굴곡진 형상을 갖는다. 즉, 제1 하부 연장부(61a)는 제3 가장자리(E3)측으로 볼록하게 굴곡진 형상을 가지며, 제2 하부 연장부(61b)는 제4 가장자리(E4)측으로 볼록하게 굴곡진 형상을 갖는다. 상기 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b) 전체가 굴곡진 형상을 가질 수 있으나, 일부분들, 예컨대 끝단 부분들이 직선 형상을 가질 수도 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b)의 앞단들은 상기 제1 전극 패드(61)의 중심보다 상기 제1 가장자리(E1)에서 더 멀리 떨어질 수 있다.
한편, 상기 제2 전극패드(63)는 상기 상부 콘택층(57) 상에 위치하고 상기 하부 콘택층(63)의 제2 가장자리(E2)의 중심 근처에 배치된다. 제2 전극패드(63)는 예컨대 p-전극 패드로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 투명전극층(59)을 관통하여 상부 콘택층(57)에 접촉할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 투명 전극층(59) 상에 형성될 수도 있다.
상기 제2 전극패드(63)에서 제1 상부 연장부(63a), 제2 상부 연장부(63b) 및 제3 상부 연장부(63c)가 연장한다. 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)은 제1 전극패드(61)와 제2 전극패드(63)를 잇는 직선에 대해 대칭 구조로 연장할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)은 상기 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b)을 감싸도록 상기 제2 전극 패드(63)에서 연장한다. 즉, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)이 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b)에 비해 각각 제3 가장자리(E3) 및 제4 가장자리(E4)에 가깝게 위치한다.
나아가, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)은 각각 상기 제3 가장자리(E3) 및 상기 제4 가장자리(E4)측으로 볼록하게 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)은 각각 상기 제2 전극 패드(63)에서 상기 제2 가장자리(E2)측으로 연장한 후에 상기 제1 가장자리(E1)측으로 연장할 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b)의 끝단에서 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)에 이르는 거리를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)의 끝단들은 상기 제1 및 제2 하부 연장부들의 앞단들에 비해 상기 제1 가장자리(E1)에 더 가까울 수 있다. 예컨대, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)의 끝단들은 상기 제1 가장자리에 평행하게 상기 제1 전극 패드(61)의 중심을 지나는 직선 상에 위치할 수 있다. 즉, 제1 가장자리(E1)에서 제1 전극 패드(61)의 중심과 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)의 끝단들에 이르는 최단거리들은 서로 동일할 수 있다. 또는, 제1 가장자리(E1)에서 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)의 끝단들에 이르는 최단거리들이 제1 전극 패드(61)의 중심에 이르는 최단거리보다 더 짧을 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)은 각각 제3 가장자리(E3) 및 상기 제4 가장자리(E4)측으로 가깝게 연장한 후에 다시 상기 제3 가장자리(E3) 및 상기 제4 가장자리(E4)측에서 멀어지도록 연장할 수 있다. 이러한 형상에 의해 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)과 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b) 사이의 거리를 대체로 일정하게 유지할 수 있으며, 따라서 메사 구조체의 많은 영역에 걸쳐 균일한 전류 분산을 달성할 수 있다. 나아가, 상기 제2 전극 패드(63)에 접하는 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)의 앞단들은 상기 제2 전극 패드(63)의 중심에 비해 상기 제2 가장자리에 더 가까울 수 있다. 그 결과, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)과 제2 가장자리(E2) 사이의 거리가 멀리 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 제2 전극 패드(63)는 메사 구조체(M) 상에 위치하며, 또한 제2 가장자리(E2) 근처에 위치한다. 넓은 영역에 걸쳐 전류를 고르게 분산시키기 위해 상기 제2 전극 패드(63)는 가능한 한 제2 가장자리(E2)에 가깝에 위치하는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)과 상기 제2 가장자리(E2) 사이의 최단 거리는 상기 제2 전극 패드(63)와 상기 제2 가장자리(E2) 사이의 최단 거리와 동일할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 상부 연장부들(63a, 63b)이 대체로 제2 가장자리(E2) 근처에 가깝게 위치하도록 배치될 수 있다.
한편, 상기 제3 상부 연장부(63c)는 상기 제1 및 제2 하부 연장부들(61a, 61b) 사이의 영역으로 연장한다. 상기 제3 상부 연장부(63c)는 직선 형상으로 제1 전극 패드(61)를 향해 연장하며 메사 구조체(M)의 중심을 지난다.
일반적으로, 전류는 전극 패드들(61, 63) 사이의 직선 상에 집중되기 쉽다. 따라서, 상기 제1 하부 연장부(61a)의 각 지점에서, 상기 제1 상부 연장부(63a)에 이르는 최단 거리가 상기 제3 상부 연장부(63c)에 이르는 최단 거리에 비해 더 가까운 것이 바람직하다. 이에 따라, 메사 구조체(M)의 넓은 영역에 걸쳐 전류를 분산시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 하부 연장부(61a)의 끝단에서 상기 제1 상부 연장부(63a)에 이르는 최단 거리가 상기 제1 하부 연장부(61a)의 다른 지점에서 상기 제1 상부 연장부(63a)에 이르는 최단 거리에 비해 더 가까울 수 있다. 즉, 제1 하부 연장부(61a)의 끝단에서 제1 하부 연장부(61a)와 제1 상부 연장부(63a) 사이의 거리가 가장 가깝다. 나아가, 상기 제3 상부 연장부(63c)의 끝단에서 상기 제1 하부 연장부(61a)에 이르는 최단 거리가 상기 제1 전극 패드(61)에 이르는 거리보다 더 가까운 것이 바람직하다.
(실험예)
질화갈륨계 반도체층의 적층 구조, 투명전극층을 동일한 조건에서 형성하고, 도 1(비교예) 및 도 3(실시예)에 도시된 전극패드들 및 연장부들의 형태를 갖는 발광 다이오드들을 제작하여 발광 면적, 50mA에서의 광 출력 및 순방향 전압을 측정하여 아래 표 1에 요약하였다. 여기에 사용된 발광 다이오드의 크기는 600×600㎛2이었으며, 상기 발광 다이오드 내 활성층 면적, 제2 전극패드들 및 제2 연장부들의 면적을 레이아웃으로부터 계산하여 구하고 활성층 면적에서 제2 전극패드들 및 제2 연장부들의 면적을 빼서 발광 면적을 구했으며, 도 1의 발광 다이오드를 기준으로 상대값으로 나타내었다.
비교예 실시예 비고
발광 면적 100 104.9 4.9% 증가
광 출력 100 102.35 2.35% 증가
순방향 전압(@350mA) 100 98.11 1.89% 감소
표 1을 참조하면, 실시예의 경우, 비교예에 비해 활성층 면적이 약 5% 큰 것을 알 수 있고, 또한, 비교예에 비해 광출력이 2% 이상 개선되었으면 순방향 전압은 약 2% 정도 감소하였다.

Claims (14)

  1. 제1 가장자리, 상기 제1 가장자리에 대향하는 제2 가장자리, 상기 제1 가장자리와 상기 제2 가장자리를 잇는 제3 가장자리 및 상기 제3 가장자리에 대향하는 제4 가장자리를 갖는 하부 콘택층;
    상기 하부 콘택층 상에 위치하고, 활성층 및 상부 콘택층을 포함하는 메사 구조체;
    상기 하부 콘택층 상에 위치하고, 상기 제1 가장자리 근처에 배치된 제1 전극 패드;
    상기 메사 구조체 상에 위치하고, 상기 제2 가장자리 근처에 배치된 제2 전극 패드;
    상기 제1 전극 패드에서 상기 제2 가장자리측으로 연장하되, 그 끝단들이 상기 제1 전극 패드에 접하는 앞단들에 비해 서로 더 멀리 떨어진 제1 및 제2 하부 연장부들; 및
    상기 제2 전극 패드에서 연장하는 제1 내지 제3 상부 연장부들을 포함하되,
    상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 상기 제1 및 제2 하부 연장부들을 감싸도록 상기 제2 전극 패드에서 연장하고, 상기 제3 상부 연장부는 상기 제1 및 제2 하부 연장부들 사이의 영역으로 연장하며,
    상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 각각 상기 제2 전극 패드에서 상기 제2 가장자리측으로 연장한 후에 상기 제1 가장자리측으로 연장하는 발광 다이오드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 하부 연장부들은 각각 상기 제3 가장자리 및 상기 제4 가장자리측으로 볼록하게 굴곡진 형상을 갖는 발광 다이오드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 및 제2 하부 연장부들의 앞단들은 상기 제1 전극 패드의 중심보다 상기 제1 가장자리에서 더 멀리 떨어진 발광 다이오드.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 각각 상기 제3 가장자리 및 상기 제4 가장자리측으로 볼록하게 굴곡진 형상을 갖는 발광 다이오드.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 및 제2 하부 연장부들의 끝단들은 각각 상기 제3 상부 연장부보다 상기 제1 및 제2 상부 연장부들에 더 가까운 발광 다이오드.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 및 제2 상부 연장부들의 끝단들은 상기 제1 및 제2 하부 연장부들의 앞단들에 비해 상기 제1 가장자리에 더 가까운 발광 다이오드.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 및 제2 상부 연장부들의 끝단들은 상기 제1 가장자리에 평행하게 상기 제1 전극 패드의 중심을 지나는 직선 상에 위치하는 발광 다이오드.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 및 제2 상부 연장부들은 각각 제3 가장자리 및 상기 제4 가장자리측으로 가깝게 연장한 후에 다시 상기 제3 가장자리 및 상기 제4 가장자리측에서 멀어지도록 연장하는 발광 다이오드.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 전극 패드에 접하는 상기 제1 및 제2 상부 연장부들의 앞단들은 상기 제2 전극 패드의 중심에 비해 상기 제2 가장자리에 더 가까운 발광 다이오드.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 및 제2 상부 연장부들과 상기 제2 가장자리 사이의 최단 거리는 상기 제2 전극 패드와 상기 제2 가장자리 사이의 최단 거리와 동일한 발광 다이오드.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 하부 연장부의 각 지점에서 상기 제1 상부 연장부에 이르는 최단 거리가 상기 제3 상부 연장부에 이르는 최단 거리에 비해 더 가까운 발광 다이오드.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 하부 연장부의 끝단에서 상기 제1 상부 연장부에 이르는 최단 거리가 상기 제1 하부 연장부의 다른 지점에서 상기 제1 상부 연장부에 이르는 최단 거리에 비해 더 가까운 발광 다이오드.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3 상부 연장부의 끝단에서 상기 제1 하부 연장부에 이르는 최단 거리가 상기 제1 전극 패드에 이르는 거리보다 더 가까운 발광 다이오드.
  14. 청구항 1 내지 13의 어느 한 항에 있어서,
    상기 메사 구조체는 상기 제1 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드의 중심들을 지나는 직선에 대해 대칭 구조를 갖는 발광 다이오드.
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