KR101723201B1 - Light emitting diode and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법이 개시된다. 이 발광 다이오드는, 제1 도전형 반도체층과, 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 메사와, 메사 상에 위치하여 제2 도전형 반도체층에 오믹 콘택하는 반사 전극과, 메사 및 제1 도전형 반도체층을 덮되, 메사 상부 영역 내에 위치하고 반사 전극을 노출시키는 개구부를 가지며, 제1 도전형 반도체층에 오믹콘택하고 메사로부터 절연된 전류 분산층과, 전류분산층을 덮되, 반사 전극을 노출시키는 개구부 및 전류 분산층을 노출시키는 개구부를 갖는 상부 절연층과, 상부 절연층의 개구부를 통해 노출된 전류 분산층에 접속하는 제1 패드와, 상부 절연층의 개구부를 통해 노출된 반사 전극에 접속하는 적어도 하나의 제2 패드와, 제1 패드 및 제2 패드를 둘러싸는 지지부를 포함하며, 지지부는 제1 패드 및 제2 패드로부터 절연된다.A light emitting diode and a method for manufacturing the same are disclosed. The light emitting diode includes a first conductivity type semiconductor layer, a mesa disposed on the first conductivity type semiconductor layer and including an active layer and a second conductivity type semiconductor layer, A current spreading layer which covers the mesa and the first conductivity type semiconductor layer and which has an opening which is located in the mesa upper region and exposes the reflective electrode and which is in ohmic contact with the first conductivity type semiconductor layer and is insulated from the mesa, An upper insulating layer covering the current dispersion layer and having an opening for exposing the reflective electrode and an opening for exposing the current dispersion layer, a first pad connected to the current spreading layer exposed through the opening of the upper insulating layer, At least one second pad connected to the reflective electrode exposed through the opening of the layer, and a support surrounding the first pad and the second pad, wherein the support comprises a first pad and a second pad, Emitter is isolated.
Description
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히 개선된 발광 효율을 갖는 플립칩 형의 발광 다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly to a flip chip type light emitting diode having improved light emitting efficiency.
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-전극 패드가 형성되고, 상기 P형 반도체층 상에 P-전극 패드가 형성된다. 상기 발광 다이오드는 상기 전극패드들을 통해 외부 전원에 전기적으로 연결되어 구동된다. 이때, 전류는 P-전극 패드에서 상기 반도체층들을 거쳐 N-전극 패드로 흐른다.Gallium nitride based light emitting diodes are generally formed by growing epitaxial layers on a substrate such as sapphire and include 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.
한편, P-전극 패드에 의한 광 손실을 방지하고 방열 효율을 높이기 위해 플립칩 구조의 발광 다이오드가 사용되고 있으며, 대면적 플립칩 구조의 발광 다이오드에서 전류 분산을 돕기 위한 다양한 전극 구조가 제안되고 있다(US6,486,499 참조). 예컨대, P형 반도체층 상에 반사 전극을 형성하고, P형 반도체층과 활성층을 식각하여 노출된 N형 반도체층 상에 전류 분산을 위한 연장부들을 형성하고 있다.On the other hand, a flip-chip type light emitting diode is used to prevent light loss caused by the P-electrode pad and to increase heat dissipation efficiency, and various electrode structures for assisting current dispersion in a light emitting diode having a large area flip chip structure have been proposed See US 6,486,499). For example, a reflective electrode is formed on the P-type semiconductor layer, and the P-type semiconductor layer and the active layer are etched to form extensions for current dispersion on the exposed N-type semiconductor layer.
P형 반도체층 상에 형성된 반사 전극은 활성층에서 생성된 광을 반사시켜 광 추출 효율을 향상시키며 또한 P형 반도체층 내의 전류 분산을 돕는다. 한편, N형 반도체층에 접속된 연장부들은 N형 반도체층 내의 전류 분산을 도와 넓은 활성 영역에서 고르게 광을 생성하도록 한다. 특히, 고출력을 위해 사용되는 약 1㎟ 이상의 대면적 발광 다이오드에 있어서, P형 반도체층 내의 전류분산과 함께 N형 반도체층 내의 전류 분산이 요구된다.The reflective electrode formed on the P-type semiconductor layer reflects light generated in the active layer to improve the light extraction efficiency and also helps to distribute current in the P-type semiconductor layer. On the other hand, the extensions connected to the N-type semiconductor layer help to distribute the current in the N-type semiconductor layer, thereby generating light evenly in a wide active region. Particularly, in a large area light emitting diode of about 1 mm 2 or more, which is used for high output, current dispersion in the P-type semiconductor layer and current dispersion in the N-type semiconductor layer are required.
그러나 종래 기술은 선형의 연장부들을 사용함에 따라 연장부들의 저항이 커서 전류를 분산시키는데 한계가 있다. 나아가, 반사 전극이 P형 반도체층 상에 한정되어 위치하므로, 반사 전극에 의해 반사되지 못하고 패드들 및 연장부들에 의해 손실되는 광이 상당히 발생된다.However, according to the prior art, since the linear extensions are used, the resistance of the extensions is so large that there is a limit in dispersing the current. Further, since the reflective electrode is located on the P-type semiconductor layer, light that is not reflected by the reflective electrode and is lost by the pads and extensions is significantly generated.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전류 분산 성능을 개선한 발광 다이오드를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting diode improved in current dispersion performance.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 반사율을 높여 광 추출 효율을 개선할 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode capable of improving the light extraction efficiency by increasing the reflectance.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 제조 공정이 복잡해지는 것을 방지하면서 전류 분산 성능을 개선할 수 있는 발광 다이오드 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a light emitting diode that can improve the current dispersion performance while preventing the manufacturing process from being complicated.
본 발명에 따른 발광 다이오드는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 서로 이격되어 배치되고, 각각 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 메사들; 각각 상기 복수의 메사들 상에 위치하여 제2 도전형 반도체층에 오믹 콘택하는 반사 전극들; 및 상기 복수의 메사들 및 상기 제1 도전형 반도체층을 덮되, 상기 각각의 메사 상부 영역 내에 위치하고 상기 반사 전극들을 노출시키는 개구부들을 가지며, 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹콘택하고 상기 복수의 메사들로부터 절연된 전류 분산층을 포함한다.A light emitting diode according to the present invention includes: a first conductive semiconductor layer; A plurality of mesas spaced apart from each other on the first conductive type semiconductor layer and each including an active layer and a second conductive type semiconductor layer; Reflective electrodes positioned on the plurality of mesas and ohmic-contacting the second conductivity type semiconductor layer, respectively; And a second conductive semiconductor layer over the first conductive semiconductor layer, the second conductive semiconductor layer having an opening for covering the mesa and the first conductive type semiconductor layer, the opening for exposing the reflective electrodes located in each of the mesa upper regions, And a current spreading layer insulated from the current spreading layer.
상기 전류 분산층이 복수의 메사들 및 제1 도전형 반도체층을 덮기 때문에, 전류 분산층을 통해 전류 분산 성능이 향샹된다.Since the current spreading layer covers a plurality of mesas and the first conductivity type semiconductor layer, the current dispersion performance is improved through the current dispersion layer.
상기 제1 도전형 반도체층은 연속적이다. 나아가, 상기 복수의 메사들은 일측 방향으로 서로 평행하게 연장하는 기다란 형상을 갖고, 상기 전류 분산층의 개구부들은 상기 복수의 메사들의 동일 단부측에 치우쳐 위치할 수 있다. 따라서, 전류 분산층의 개구부들에 노출된 반사 전극들을 연결하는 패드를 용이하게 형성할 수 있다.The first conductive semiconductor layer is continuous. Furthermore, the plurality of mesas may have an elongated shape extending parallel to each other in one direction, and openings of the current dispersion layer may be biased toward the same end side of the plurality of mesas. Therefore, it is possible to easily form a pad connecting the reflective electrodes exposed in the openings of the current-spreading layer.
상기 전류 분산층은 Al과 같은 반사 금속을 포함할 수 있다. 이에 따라, 반사 전극들에 의한 광 반사에 더하여, 전류 분산층에 의한 광 반사를 얻을 수 있으며, 따라서, 복수의 메사들 측벽 및 제1 도전형 반도체층을 통해 진행하는 광을 반사시킬 수 있다.The current spreading layer may include a reflective metal such as Al. Thus, light reflection by the current-spreading layer can be obtained in addition to light reflection by the reflective electrodes, and thus light traveling through the plurality of mesa sidewalls and the first conductivity type semiconductor layer can be reflected.
한편, 상기 반사 전극들은 각각 반사 금속층과 장벽 금속층을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 장벽 금속층이 상기 반사 금속층의 상면 및 측면을 덮을 수 있다. 이에 따라, 반사 금속층이 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있어 반사 금속층의 열화를 방지할 수 있다.The reflective electrodes may include a reflective metal layer and a barrier metal layer, respectively. Further, the barrier metal layer may cover the upper surface and side surfaces of the reflective metal layer. Thus, the reflective metal layer can be prevented from being exposed to the outside, and deterioration of the reflective metal layer can be prevented.
상기 발광 다이오드는, 상기 전류분산층의 적어도 일부를 덮되, 상기 반사 전극들을 노출시키는 개구부들을 갖는 상부 절연층; 및 상기 상부 절연층 상에 위치하고 상기 상부 절연층의 개구부들을 통해 노출된 반사 전극들에 접속하는 제2 패드를 더 포함할 수 있으며, 나아가, 상기 전류 분산층에 접속하는 제1 패드를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 패드 및 제2 패드는 동일한 형상 및 크기로 형성될 수 있으며, 따라서 플립칩 본딩을 용이하게 수행할 수 있다.Wherein the light emitting diode comprises: an upper insulating layer covering at least a part of the current spreading layer, the upper insulating layer having openings for exposing the reflective electrodes; And a second pad disposed on the upper insulating layer and connected to the reflective electrodes exposed through the openings of the upper insulating layer. The display device may further include a first pad connected to the current dispersion layer . The first pad and the second pad may be formed in the same shape and size, so that flip chip bonding can be easily performed.
또한, 상기 발광 다이오드는, 상기 복수의 메사들과 상기 전류 분산층 사이에 위치하여 상기 전류 분산층을 상기 복수의 메사들로부터 절연시키는 하부 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 하부 절연층은 상기 각각의 메사 상부 영역 내에 위치하고 상기 반사 전극들을 노출시키는 개구부들을 가질 수 있다.The light emitting diode may further include a lower insulating layer disposed between the plurality of mesas and the current dispersion layer to insulate the current dispersion layer from the plurality of mesas. The lower insulating layer may have openings located in the respective mesa upper regions and exposing the reflective electrodes.
나아가, 상기 전류 분산층의 개구부들은 각각 상기 하부 절연층의 개구부들이 모두 노출되도록 상기 하부 절연층의 개구부들보다 더 넓은 폭을 가질 수 있다. 즉, 상기 전류 분산층의 개구부들의 측벽은 상기 하부 절연층 상에 위치한다. 이에 더하여, 상기 발광 다이오드는, 상기 전류분산층의 적어도 일부를 덮고, 상기 반사 전극들을 노출시키는 개구부들을 갖는 상부 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 상부 절연층은 상기 전류 분산층의 개구부들의 측벽들을 덮을 수 있다.Further, the openings of the current-spreading layer may have a wider width than the openings of the lower insulating layer so that the openings of the lower insulating layer are all exposed. That is, the sidewalls of the openings of the current spreading layer are located on the lower insulating layer. In addition, the light emitting diode may further include an upper insulating layer covering at least a part of the current spreading layer and having openings exposing the reflective electrodes. The upper insulating layer may cover sidewalls of the openings of the current spreading layer.
상기 하부 절연층은 반사성 유전층, 예컨대 분포 브래그 반사기(DBR)일 수 있다.The lower insulating layer may be a reflective dielectric layer, such as a distributed Bragg reflector (DBR).
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드는, 상기 전류분산층을 덮되, 상기 반사 전극들을 노출시키는 개구부들 및 상기 전류 분산층을 노출시키는 개구부를 갖는 상부 절연층; 상기 상부 절연층의 개구부를 통해 노출된 상기 전류 분산층에 접속하는 제1 패드; 및 상기 상부 절연층의 개구부를 통해 노출된 상기 반사 전극들에 접속하는 적어도 하나의 제2 패드를 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the light emitting diode includes: an upper insulating layer covering the current dispersion layer, the upper insulating layer having openings exposing the reflective electrodes and an opening exposing the current dispersion layer; A first pad connected to the current spreading layer exposed through an opening of the upper insulating layer; And at least one second pad connected to the reflective electrodes exposed through the opening of the upper insulating layer.
또한, 상기 제1 패드 및 상기 제2 패드를 둘러싸는 지지부를 더 포함할 수 있으며, 상기 지지부는 상기 제1 패드 및 제2 패드로부터 절연될 수 있다. 상기 지지부에 의해 에피층들을 지지할 수 있으며, 따라서 성장기판을 얇게(thinning) 하거나 분리할 때 에피층들에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The pad may further include a support portion surrounding the first pad and the second pad, and the support portion may be insulated from the first pad and the second pad. The support can support the epilayers, thus preventing cracking of the epilayers when thinning or separating the growth substrate.
상기 지지부는 상기 제1 패드 및 제2 패드와 동일한 금속재료로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 패드는 및 상기 제2 패드는 각각 하나씩 형성될 수도 있으며, 각각 복수개일 수도 있다.The support portion may be formed of the same metal material as the first pad and the second pad. The first pad and the second pad may be formed one by one or a plurality of the first and second pads, respectively.
상기 지지부는 상기 제1 패드 및 제2 패드 전체를 둘러싸는 외부 프레임과, 상기 제1 패드 및 제2 패드 사이의 영역에 위치하는 내부 연결부를 포함할 수 있다. The support portion may include an outer frame surrounding the first pad and the second pad, and an inner connection portion located in a region between the first pad and the second pad.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 패드 및 제2 패드 중 어느 하나의 패드는 다른 하나의 패드를 둘러쌀 수 있다. 다른 하나의 패드를 둘러싸는 하나의 패드가 지지부의 기능을 함께 수행한다.In some embodiments, the pad of either the first pad or the second pad may surround another pad. One pad surrounding the other pad performs the function of the support together.
한편, 상기 발광 다이오드는 상기 메사들에 대향하여 상기 제1 도전형 반도체층 측에 위치하는 파장변환층을 더 포함할 수 있으며, 상기 파장변환층은 시트 형상 또는 렌즈 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 파장변환층 상에 또는 상기 파장변환층과 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 투명 수지가 위치할 수 있다.The light emitting diode may further include a wavelength conversion layer located on the first conductivity type semiconductor layer side facing the mesas, and the wavelength conversion layer may have a sheet shape or a lens shape. A transparent resin may be disposed on the wavelength conversion layer or between the wavelength conversion layer and the first conductivity type semiconductor layer.
나아가, 상기 파장변환층과 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 성장 기판이 위치할 수 있으나, 성장 기판이 제거되고 상기 파장변환층은 제1 도전형 반도체층 상에 형성될 수 있다.Furthermore, a growth substrate may be positioned between the wavelength conversion layer and the first conductivity type semiconductor layer, but the growth substrate may be removed, and the wavelength conversion layer may be formed on the first conductivity type semiconductor layer.
본 발명에 따른 발광 다이오드 제조 방법은, 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 형성하고, 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 패터닝하여 상기 제1 도전형 반도체층 상에 복수의 메사들을 형성함과 아울러 상기 복수의 메사들 상에 각각 오믹 콘택하는 반사 전극들을 형성하고, 상기 복수의 메사들 및 상기 제1 도전형 반도체층을 덮되, 상기 각각의 메사 상부 영역 내에 위치하고 상기 반사 전극들을 노출시키는 개구부들을 가지며, 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹콘택하고 상기 복수의 메사들로부터 절연된 전류 분산층을 형성하는 것을 포함한다.A method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention includes forming a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer on a substrate, patterning the second conductive semiconductor layer and the active layer, A plurality of mesas are formed on the first conductivity type semiconductor layer, reflection electrodes are formed on the plurality of mesas to make ohmic contact with each other, and the plurality of mesas and the first conductivity type semiconductor layer are covered, And forming openings for exposing the reflective electrodes, wherein the current spreading layer is ohmic-contacted with the first conductivity type semiconductor layer and is insulated from the plurality of mesas.
한편, 상기 발광 다이오드 제조 방법은, 상기 전류 분산층을 형성하기 전에, 상기 복수의 메사들 및 상기 제1 도전형 반도체층을 덮되, 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부들 및 상기 각각의 메사 영역 상부에 위치하고 상기 반사 전극들을 노출시키는 개구부들을 갖는 하부 절연층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.The method for fabricating a light emitting diode may further include forming a plurality of mesa and the first conductive type semiconductor layer on the first conductive type semiconductor layer before forming the current dispersion layer, And forming a lower insulating layer located above the mesa region and having openings exposing the reflective electrodes.
또한, 상기 발광 다이오드 제조 방법은, 상기 전류 분산층 상에 상부 절연층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 상부 절연층은 상기 반사 전극들을 노출시키는 개구부들을 갖되, 상기 전류 분산층의 개구부들의 측벽을 덮을 수 있다.The method of manufacturing a light emitting diode may further include forming an upper insulating layer on the current spreading layer. Here, the upper insulating layer may have openings for exposing the reflective electrodes, and may cover the sidewalls of the openings of the current-spreading layer.
상기 상부 절연층 상에 제2 패드가 형성될 수 있으며, 상기 제2 패드는 상기 상부 절연층의 개구부들을 통해 노출된 반사 전극들에 접속할 수 있다. 나아가, 상기 제2 패드를 형성하는 동안, 상기 전류 분산층에 접속하는 제1 패드가 형성될 수 있다.A second pad may be formed on the upper insulating layer and the second pad may be connected to the reflective electrodes exposed through the openings of the upper insulating layer. Furthermore, during formation of the second pad, a first pad connected to the current dispersion layer may be formed.
상기 상부 절연층은 상기 전류 분산층을 노출시키는 개구부를 가질 수 있으며, 상기 제1 패드는 상기 전류 분산층을 노출시키는 개구부를 통해 상기 전류 분산층에 접속할 수 있다.The upper insulating layer may have an opening exposing the current spreading layer, and the first pad may be connected to the current spreading layer through an opening exposing the current spreading layer.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 패드 및 제2 패드를 형성하는 동안, 상기 제1 패드 및 제2 패드를 둘러싸는 지지부가 형성될 수 있다.In some embodiments, while forming the first pad and the second pad, a support portion surrounding the first pad and the second pad may be formed.
또한, 상기 제1 패드, 제2 패드 및 지지부를 형성하는 것은, 상기 상부 절연층 상에 씨드층을 형성하고, 상기 씨드층 상에 제1 패드 영역 및 제2 패드 영역을 한정하는 몰드를 형성하고, 상기 몰드로 둘러싸인 영역 내부 및 외부 영역의 씨드층 상에 도금층을 형성하고, 상기 몰드를 제거하고, 상기 몰드 하부에 위치하는 씨드층을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 지지부를 덮는 절연층이 추가로 형성될 수 있다.The forming of the first pad, the second pad, and the supporting portion may include forming a seed layer on the upper insulating layer, forming a mold defining the first pad region and the second pad region on the seed layer , Forming a plating layer on the seed layer inside and outside the region surrounded by the mold, removing the mold, and removing the seed layer located under the mold. Further, an insulating layer may be further formed to cover the support portion.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 패드 및 제2 패드 중 어느 하나의 패드는 다른 하나의 패드를 둘러싸도록 형성될 수 있다.In some embodiments, any one of the first pad and the second pad may be formed to surround the other pad.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전류 분산 성능이 개선된 발광 다이오드, 특히 플립칩형 발광 다이오드가 제공될 수 있다. 또한, 반사율이 개선되어 광 추출 효율이 향상된 발광 다이오드가 제공될 수 있다. 나아가, 제1 패드 및 제2 패드와 함께 지지부를 형성함으로써 성장 기판을 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 복수의 메사 구조를 간단하게 함으로써 발광 다이오드 제조 공정을 단순화할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, a light emitting diode, particularly a flip chip type light emitting diode, having improved current dispersion performance can be provided. In addition, a light emitting diode having improved reflectance and improved light extraction efficiency can be provided. Furthermore, the growth substrate can be easily removed by forming the support together with the first pad and the second pad. Further, by simplifying the plurality of mesa structures, the manufacturing process of the light emitting diode can be simplified.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 도면들로서, 각 도면들에서 (a)는 평면도를 (b)는 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 6은 메사 구조의 변형예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7 내지 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 도면들로서, 각 도면들에서 (a)는 평면도를 (b)는 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도이다.
도 17 및 도 18은 도 16의 발광 다이오드의 다양한 변형예들을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.FIGS. 1 to 5 are views for explaining a method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view, and (b) is a cross-sectional view taken along the cutting line AA.
6 is a plan view for explaining a modified example of the mesa structure.
FIGS. 7 to 16 are views for explaining a method of fabricating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along a percutaneous line BB.
17 and 18 are sectional views for explaining various modifications of the light emitting diode of FIG.
19 is a plan view illustrating a method of fabricating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
20 to 22 are plan views illustrating a method of fabricating 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, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 도면들로서, 각 도면들에서 (a)는 평면도를 (b)는 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.FIGS. 1 to 5 are views for explaining a method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along the cutting line A-A.
우선, 도 1을 참조하면, 기판(21) 상에 제1 도전형 반도체층(23)이 형성되고, 상기 제1 도전형 반도체층(23) 상에 서로 이격된 복수의 메사들(M)이 형성된다. 복수의 메사들(M)은 각각 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)을 포함한다. 활성층(25)이 제1 도전형 반도체층(23)과 제2 도전형 반도체층(27) 사이에 위치한다. 한편, 상기 복수의 메사들(M) 상에는 각각 반사 전극들(30)이 위치한다.1, a first conductivity
상기 복수의 메사(M)들은 기판(21) 상에 제1 도전형 반도체층(23), 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)을 포함하는 에피층을 금속 유기화학 기상 성장법 등을 이용하여 성장시킨 후, 제1 도전형 반도체층(23)이 노출되도록 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(25)을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 상기 복수의 메사들(M)의 측면은 포토레지스트 리플로우와 같은 기술을 사용함으로써 경사지게 형성될 수 있다. 메사(M) 측면의 경사진 프로파일은 활성층(25)에서 생성된 광의 추출 효율을 향상시킨다.The plurality of mesas M may be formed by depositing an epitaxial layer including a first
복수의 메사들(M)은 도시한 바와 같이 일측 방향으로 서로 평행하게 연장하는 기다란 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상은 기판(21) 상에서 복수의 칩 영역에 동일한 형상의 복수의 메사들(M)을 형성하는 것을 단순화시킨다.The plurality of mesas M may have an elongated shape extending parallel to each other in one direction as shown. This shape simplifies the formation of a plurality of mesas M of the same shape in a plurality of chip areas on the
한편, 상기 반사 전극들(30)은 복수의 메사(M)들이 형성된 후, 각 메사(M) 상에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 도전형 반도체층(27)을 성장시키고 메사(M)들을 형성하기 전에 제2 도전형 반도체층(27) 상에 미리 형성될 수도 있다. 반사 전극(30)은 메사(M)의 상면을 대부분 덮으며, 메사(M)의 평면 형상과 대체로 동일한 형상을 갖는다.The
반사전극들(30)은 반사층(28)을 포함하며, 나아가 장벽층(29)을 포함할 수 있다. 상기 장벽층(29)은 반사층(28)의 상면 및 측면을 덮을 수 있다. 예컨대, 반사층(28)의 패턴을 형성하고, 그 위에 장벽층(29)을 형성함으로써, 장벽층(29)이 반사층(28)의 상면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사층(28)은 Ag, Ag 합금, Ni/Ag, NiZn/Ag, TiO/Ag층을 증착 및 패터닝하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 장벽층(29)은 Ni, Cr, Ti, Pt, Rd, Ru, W, Mo, TiW 또는 그 복합층으로 형성될 수 있으며, 반사층의 금속 물질이 확산되거나 오염되는 것을 방지한다.The
상기 복수의 메사들(M)이 형성된 후, 상기 제1 도전형 반도체층(23)의 가장자리 또한 식각될 수 있다. 이에 따라, 기판(21)의 상부면이 노출될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(23)의 측면 또한 경사지게 형성될 수 있다.After the plurality of mesas M are formed, the edges of the first conductive
상기 복수의 메사들(M)은 도 1에 도시한 바와 같이 제1 도전형 반도체층(23)의 상부 영역 내부에 한정되어 위치하도록 형성될 수 있다. 즉, 복수의 메사들(M)이 제1 도전형 반도체층(23)의 상부 영역 상에 아일랜드 형태로 위치할 수 있다. 이와 달리, 도 6에 도시한 바와 같이, 일측방향으로 연장하는 메사들(M)은 상기 제1 도전형 반도체층(23)의 상부 가장자리에 도달하도록 형성될 수 있다. 즉, 복수의 메사들(M) 하부면의 상기 일측방향 가장자리는 제1 도전형 반도체층(23)의 일측방향 가장자리와 일치한다. 이에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층(23)의 상부면은 상기 복수의 메사들(M)에 의해 구획된다.The plurality of mesas M may be formed to be confined within the upper region of the first conductivity
도 2를 참조하면, 복수의 메사들(M) 및 제1 도전형 반도체층(23)을 덮는 하부 절연층(31)이 형성된다. 하부 절연층(31)은 특정 영역에서 제1 도전형 반도체층(23) 및 제2 도전형 반도체층(27)에 전기적 접속을 허용하기 위한 개구부들(31a, 31b)을 갖는다. 예컨대, 하부 절연층(31)은 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시키는 개구부들(31a)과 반사전극들(30)을 노출시키는 개구부들(31b)을 가질 수 있다.Referring to FIG. 2, a lower insulating
상기 개구부들(31a)은 메사들(M) 사이의 영역 및 기판(21) 가장자리 근처에 위치할 수 있으며, 메사들(M)을 따라 연장하는 기다란 형상을 가질 수 있다. 한편, 개구부들(31b)은 메사(M) 상부에 한정되어 위치하며, 메사들의 동일 단부 측에 치우쳐 위치한다.The
상기 하부 절연층(31)은 화학기상증착(CVD) 등의 기술을 사용하여 SiO2 등의 산화막, SiNx 등의 질화막, SiON, MgF2의 절연막으로 형성될 수 있다. 상기 하부 절연층(31)은 단일층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다중층으로 형성될 수도 있다. 나아가, 하부 절연층(31)은 저굴절 물질층과 고굴절 물질층이 교대로 적층된 분포 브래그 반사기(DBR)로 형성될 수 있다. 예컨대, SiO2/TiO2나 SiO2/Nb2O5 등의 층을 적층함으로써 반사율이 높은 절연 반사층을 형성할 수 있다.The lower insulating
도 3을 참조하면, 상기 하부 절연층(31) 상에 전류 분산층(33)이 형성된다. 상기 전류 분산층(33)은 상기 복수의 메사들(M) 및 상기 제1 도전형 반도체층(23)을 덮는다. 또한, 전류 분산층(33)은 상기 각각의 메사(M) 상부 영역 내에 위치하고 상기 반사 전극들을 노출시키는 개구부들(33a)을 갖는다. 상기 전류 분산층(33)은 하부 절연층(31)의 개구부들(31a)을 통해 상기 제1 도전형 반도체층(23)에 오믹콘택할 수 있다. 전류 분산층(33)은 하부 절연층(31)에 의해 복수의 메사들(M) 및 반사 전극들(30)로부터 절연된다.Referring to FIG. 3, a current spreading
상기 전류 분산층(33)의 개구부들(33a)은 전류 분산층(33)이 반사 전극들(30)에 접속하는 것을 방지하도록 각각 하부 절연층(31)의 개구부들(31b)보다 더 넓은 면적을 갖는다. 따라서, 상기 개구부들(33a)의 측벽은 하부 절연층(31) 상에 위치한다.The
상기 전류 분산층(33)은 개구부들(33a)을 제외한 기판(31)의 거의 전 영역 상부에 형성된다. 따라서, 상기 전류 분산층(33)을 통해 전류가 쉽게 분산될 수 있다. 전류 분산층(33)은 Al층과 같은 고반사 금속층을 포함할 수 있으며, 고반사 금속층은 Ti, Cr 또는 Ni 등의 접착층 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 고반사 금속층 상에 Ni, Cr, Au 등의 단층 또는 복합층 구조의 보호층이 형성될 수 있다. 상기 전류 분산층(33)은 예컨대, Ti/Al/Ti/Ni/Au의 다층 구조를 가질 수 있다. The current spreading
도 4를 참조하면, 상기 전류 분산층(33) 상에 상부 절연층(35)이 형성된다. 상부 절연층(35)은 전류 분산층(33)을 노출시키는 개구부(35a)와 함께, 반사 전극들(30)을 노출시키는 개구부들(35b)을 갖는다. 상기 개구부(35a)는 메사(M)의 길이 방향에 수직한 방향으로 기다란 형상을 가질 수 있으며, 개구부들(35b)에 비해 상대적으로 넓은 면적을 갖는다. 개구부들(35b)은 전류 분산층(33)의 개구부들(33a) 및 하부 절연층(31)의 개구부들(31b)을 통해 노출된 반사 전극들(30)을 노출시킨다. 개구부들(35b)은 전류 분산층(33)의 개구부들(33a)에 비해 더 좁은 면적을 갖고, 한편, 하부 절연층(31)의 개구부들(31b)보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 전류 분산층(33)의 개구부들(33a)의 측벽들은 상부 절연층(35)에 의해 덮일 수 있다.Referring to FIG. 4, an upper insulating
상기 상부 절연층(35)은 산화물 절연층, 질화물 절연층, 이들 절연층의 혼합층 또는 교차층, 또는 폴리이미드, 테플론, 파릴렌 등의 폴리머를 이용하여 형성될 수 있다.The upper insulating
도 5를 참조하면, 상기 상부 절연층(35) 상에 제1 패드(37a) 및 제2 패드(37b)가 형성된다. 제1 패드(37a)는 상부 절연층(35)의 개구부(35a)를 통해 전류 분산층(33)에 접속하고, 제2 패드(37b)는 상부 절연층(35)의 개구부들(35b)을 통해 반사 전극들(30)에 접속한다. 상기 제1 패드(37a) 및 제2 패드(37b)는 발광 다이오드를 서브마운트, 패키지 또는 인쇄회로보드 등에 실장하기 위해 범프를 접속하거나 SMT를 위한 패드로 사용될 수 있다.Referring to FIG. 5, a
상기 제1 및 제2 패드(37a, 37b)는 동일 공정으로 함께 형성될 수 있으며, 예컨대 사진 및 식각 기술 또는 리프트 오프 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 패드(37a, 37b)는 예컨대 Ti, Cr, Ni 등의 접착층과 Al, Cu, Ag 또는 Au 등의 고전도 금속층을 포함할 수 있다.The first and
그 후, 기판(21)을 개별 발광 다이오드 칩 단위로 분할함으로써 발광 다이오드가 완성된다. 상기 기판(21)은 개별 발광 다이오드 칩 단위로 분할되기 전 또는 후에 발광 다이오드 칩에서 제거될 수도 있다.Thereafter, the
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조에 대해 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a structure of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
상기 발광 다이오드는, 제1 도전형 반도체층(23), 메사들(M), 반사 전극들(30), 전류 분산층(33)을 포함하며, 기판(21), 하부 절연층(31), 상부 절연층(35) 및 제1 패드(37a)와 제2 패드(37b)를 포함할 수 있다.The light emitting diode includes a first
기판(21)은 질화갈륨계 에피층들을 성장시키기 위한 성장기판, 예컨대 사파이어, 탄화실리콘, 실리콘, 질화갈륨 기판일 수 있다.The
제1 도전형 반도체층(23)은 연속적이며, 제1 도전형 반도체층(23) 상에 복수의 메사들(M)이 서로 이격되어 위치한다. 메사들(M)은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)을 포함하며, 일측을 향해 연장하는 기다란 형상을 갖는다. 여기서 메사들(M)은 질화갈륨계 화합물 반도체의 적층 구조이다. 상기 메사들(M)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 도전형 반도체층(23)의 상부 영역 내에 한정되어 위치할 수 있다. 이와 달리, 상기 메사들(M)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 일측방향을 따라 제1 도전형 반도체층(23)의 상부면 가장자리까지 연장할 수 있으며, 따라서 제1 도전형 반도체층(23)의 상부면을 복수의 영역으로 구획할 수 있다. 이에 따라, 메사들(M)의 모서리 근처에 전류가 집중되는 것을 완화하여 전류 분산 성능을 더 강화할 수 있다.The first conductivity
반사 전극들(30)은 각각 상기 복수의 메사들(M) 상에 위치하여 제2 도전형 반도체층(27)에 오믹 콘택한다. 반사 전극들(300은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 반사층(28)과 장벽층(29)을 포함할 수 있으며, 장벽층(29)이 반사층(28)의 상면 및 측면을 덮을 수 있다.Each of the
전류 분산층(33)은 상기 복수의 메사들(M) 및 상기 제1 도전형 반도체층(23)을 덮는다. 상기 전류 분산층(33)은 상기 각각의 메사(M) 상부 영역 내에 위치하고 상기 반사 전극들(30)을 노출시키는 개구부들(33a)을 갖는다. 전류 분산층(33)은 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(23)에 오믹콘택하고 상기 복수의 메사들(M)로부터 절연된다. 상기 전류 분산층(33)은 Al과 같은 반사 금속을 포함할 수 있다.The current spreading
상기 전류 분산층(33)은 하부 절연층(31)에 의해 복수의 메사들(M)로부터 절연될 수 있다. 예컨대, 하부 절연층(31)은 상기 복수의 메사들(M)과 상기 전류 분산층(33) 사이에 위치하여 상기 전류 분산층(33)을 상기 복수의 메사들(M)로부터 절연시킬 수 있다. 또한, 상기 하부 절연층(31)은 상기 각각의 메사(M) 상부 영역 내에 위치하고 상기 반사 전극들(30)을 노출시키는 개구부들(31b)을 가질 수 있으며, 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시키는 개구부들(31a)을 가질 수 있다. 상기 전류 분산층(33)은 개구부들(31a)을 통해 제1 도전형 반도체층(23)에 접속할 수 있다. 상기 하부 절연층(31)의 개구부들(31b)은 전류 분산층(33)의 개구부들(33a)보다 좁은 면적을 가지며, 개구부들(33a)에 의해 모두 노출된다.The current spreading
상부 절연층(35)은 상기 전류분산층(33)의 적어도 일부를 덮는다. 또한, 상부 절연층(35)은 상기 반사 전극들(30)을 노출시키는 개구부들(35b)을 갖는다. 나아가, 상부 절연층(35)은 전류 분산층(33)을 노출시키는 개구부(35a)를 가질 수 있다. 상기 상부 절연층(35)은 상기 전류 분산층(33)의 개구부들(33a)의 측벽들을 덮을 수 있다.The upper insulating
제1 패드(37a)는 전류 분산층(33) 상에 위치할 수 있으며, 예컨대 상부 절연층(35)의 개구부(35a)를 통해 전류 분산층(33)에 접속할 수 있다. 또한, 제2 패드(37b)는 개구부들(35b)을 통해 노출된 반사전극들(30)에 접속한다.The
본 발명에 따르면, 전류 분산층(33)이 메사들(M) 및 메사들(M) 사이의 제1 도전형 반도체층(23)의 거의 전 영역을 덮는다. 따라서, 전류 분산층(33)을 통해 전류가 쉽게 분산될 수 있다.According to the present invention, the current-spreading
나아가, 상기 전류 분산층(23)이 Al과 같은 반사 금속층을 포함하거나, 하부 절연층을 절연 반사층으로 형성함으로써 반사 전극들(30)에 의해 반사되지 않는 광을 전류 분산층(23) 또는 하부 절연층(31)을 이용하여 반사시킬 수 있어 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.The
앞서 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 상세히 설명하였으며, 기판(21)이 최종적으로 제거될 수 있다는 것을 설명하였다. 그러나, 제1 패드(37a) 및 제2 패드(37b)가 서로 분리되어 있고, 또한 에피층들을 지지하는 지지 부재가 없기 때문에, 기판(21)을 얇게 하거나 분리할 경우, 에피층들이 깨지기 쉬운 문제가 있다. 종래, 에피층에 2차 기판을 부착한 후, 화학적 식각 기술 또는 레이저 리프트 오프 기술을 이용하여 성장 기판을 분리하는 기술이 잘 알려져 있다. 그러나 2차 기판을 별도로 부착해야 하기 때문에 비용이 제조 비용이 증가한다. 따라서 기판(21)을 얇게 하거나 분리할 경우에 발생되는 에피층들의 크랙을 방지하기 위해 웨이퍼 레벨에서 2차 기판을 대체하면서, 제1 및 제2 패드를 형성할 수 있는 기술이 또한 요구된다.An embodiment of the present invention has been described in detail with reference to Figs. 1 to 5, and it has been described that the
도 7 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이며, 각 도면들에서 (a)는 평면도를 (b)는 절취선 B-B를 따라 취해진 단면도를 나타낸다.FIGS. 7 to 16 are views for explaining a method of manufacturing a light emitting diode according to another embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view and (b) is a sectional view taken along a perforated line B-B.
도 7을 참조하면, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 기판(21) 상에 제1 도전형 반도체층(21), 복수의 메사들(M) 및 반사 전극들(30)이 형성된다. 상기 제1 도전형 반도체층(21), 복수의 메사들(M) 및 반사 전극들(30)은 도 1에서 설명한 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 다만, 도 7(a)에 에 있어서, 일측방향으로 연장하는 메사들(M)이, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제1 도전형 반도체층(23)의 상부 가장자리에 도달하도록 형성된 것으로 도시하였다. 그러나, 상기 복수의 메사들(M)은 도 1에 도시한 바와 같이 제1 도전형 반도체층(23)의 상부 영역 내부에 한정되어 위치하도록 형성될 수도 있다. 즉, 복수의 메사들(M)이 제1 도전형 반도체층(23)의 상부 영역 상에 아일랜드 형태로 위치할 수도 있다.Referring to FIG. 7, a first
도 8을 참조하면, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 복수의 메사들(M) 및 제1 도전형 반도체층(23)을 덮는 하부 절연층(31)이 형성되며, 상기 하부 절연층(31)은 제1 도전형 반도체층(23) 및 제2 도전형 반도체층(27)에 전기적 접속을 허용하기 위한 개구부들(31a, 31b)을 갖는다. 다만, 도 2(a)에서 개구부들(31b)은 메사들의 동일 단부 측에 치우쳐 위치하는 것으로 설명하였으나, 본 실시예에서, 상기 개구부들(31b)은 동일 단부 측에 치우쳐 위치하는 대신 삼각형 형태로 배치되어 있다. 나아가, 상기 개구부들(31b)은 각 메사(M) 상부에 복수개 형성될 수도 있다.Referring to FIG. 8, a lower insulating
도 9를 참조하면, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 하부 절연층(31) 상에 전류 분산층(33)이 형성되며, 상기 전류 분산층(33)은 상기 복수의 메사들(M) 및 상기 제1 도전형 반도체층(23)을 덮는다. 상기 전류 분산층(33)은, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 하부 절연층(31)에 의해 복수의 메사들(M) 및 반사 전극들(30)로부터 절연되며, 상기 각각의 메사(M) 상부 영역 내에 위치하고 상기 반사 전극들을 노출시키는 개구부들(33a)을 갖는다.3, a current spreading
도 10을 참조하면, 상기 전류 분산층(33) 상에 상부 절연층(35)이 형성된다. 상부 절연층(35)은 전류 분산층(33)을 노출시키는 개구부(35a)와 함께, 반사 전극들(30)을 노출시키는 개구부들(35b)을 갖는다. 상기 개구부(35a)는 개구부들(35b)과 대략 동일한 면적을 가질 수 있다. 개구부들(35b)은 전류 분산층(33)의 개구부들(33a) 및 하부 절연층(31)의 개구부들(31b)을 통해 노출된 반사 전극들(30)을 노출시킨다. 개구부들(35b)은 전류 분산층(33)의 개구부들(33a)에 비해 더 좁은 면적을 갖고, 한편, 하부 절연층(31)의 개구부들(31b)보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 전류 분산층(33)의 개구부들(33a)의 측벽들은 상부 절연층(35)에 의해 덮일 수 있다.Referring to FIG. 10, an upper insulating
상기 상부 절연층(35)은 산화물 절연층, 질화물 절연층 또는 폴리이미드, 테플론, 파릴렌 등의 폴리머를 이용하여 형성될 수 있다.The upper insulating
도 11을 참조하면, 상기 상부 절연층(35) 상에 씨드층(41)이 형성된다. 상기 씨드층(41)은 도금을 위한 씨드층으로, Au 또는 Cu로 형성될 수 있다. 상기 씨드층(41)은 상부 절연층(35)을 덮고 또한 상기 개구부들(35a, 35b) 내부를 덮는다.Referring to FIG. 11, a
도 12를 참조하면, 상기 씨드층(41) 상에 몰드(43)가 형성된다. 상기 몰드(43)는 예를 들어 20um 이상의 두께로 형성될 수 있으며, 포토레지스트, SU8 또는 폴리이미드 등을 이용하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 12, a
도시한 바와 같이, 상기 몰드(43)는 개구부들(35a, 35b)을 둘러싸도록 예컨대 삼각형 링, 사각형 링, 원형 링 등의 링 형상으로 형성될 수 있다.As shown in the figure, the
상기 몰드(43)에 의해 개구부(35a) 상부에 위치하는 제1 패드 영역과, 개구부들(35b) 상부에 위치하는 제2 패드 영역들이 외부 영역으로부터 분리된다.The first pad region located above the
도 13을 참조하면, 이어서, 상기 몰드(43)로 둘러싸인 제1 패드 영역과 제2 패드 영역들 상에 그리고, 상기 몰드(43)로 둘러싸인 영역들의 외부 영역 상에 도금층이 형성된다. 상기 도금층은 씨드층(41) 상에 Ni, Cu 등으로 형성될 수 있다. 그 후, 상기 도금층과 상기 몰드(43)를 래핑(lapping), CMP 등의 평탄화 공정을 이용하여 평탄화함으로서, 지지부(45; 45a, 45b), 제1 패드(47a) 및 제2 패드(47b)를 형성한다.Referring to FIG. 13, a plating layer is formed on the first pad region and the second pad regions surrounded by the
상기 제1 패드(47a)는 전류 분산층(33)에 접속되고, 제2 패드(47b)는 반사 전극(30)에 접속된다.The
한편, 상기 지지부(45)는 상기 제1 패드(47a)와 제2 패드(47b) 전체를 둘러싸는 외부 프레임(45a) 및 상기 패드들(47a, 47b) 사이에 위치하며 외부 프레임을 연결하는 내부 연결부(45b)를 가질 수 있다.The supporting
도 14를 참조하면, 상기 몰드(43) 및 몰드(43) 아래에 위치하는 씨드층(41)을 제거한다. 상기 몰드(43)는 애슁 또는 습식 식각 기술을 이용하여 제거될 수 있으며, 상기 씨드층(41)은 습식 식각 기술을 이용하여 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 지지부(45)는 제1 및 제2 패드들(47a, 47b)로부터 절연된다.Referring to FIG. 14, the
상기 몰드(43)을 제거하기 전에, 제1 패드(47a) 및 제2 패드(47b) 상에 공융 접합을 위한 본딩층(도시하지 않음), 예컨대 Au 또는 AuSn층이 형성될 수 있다. A bonding layer (not shown) such as an Au or AuSn layer for eutectic bonding may be formed on the
이어서, 상기 지지부(45)와 제1 및 제2 패드들(47a, 47b)의 단락을 방지하기 위해 절연층(49)이 추가로 형성될 수 있다. 상기 절연층(49)은 지지부(45)의 표면을 덮어 제1 및 제2 패드들(47a, 47b)로부터 상기 지지부(45)를 절연시킨다. 상기 절연층(49)에 의해 후속 본딩 공정에서 제1 패드(47a)와 제2 패드(47b)가 단락되는 것을 방지할 수 있다. 상기 절연층(49)은 산화물계 또는 질화물계 절연층 또는 폴리이미드, 테플론, 파라필렌, 패럴린 등으로 형성될 수 있으며, 제1 패드(47a) 및 제2 패드(47b)를 노출시키는 개구부들(49a, 49b)을 사진 및 건식 식각 공정 등으로 형성할 수 있다.An insulating
도 15를 참조하면, 상기 지지부(45)에 의해 강성이 확보된 후, 기판(21)을 얇게 하거나 제1 도전형 반도체층(23)으로부터 분리될 수 있다. 예컨대, 상기 기판(21)은 래핑 및/또는 CMP 기술을 이용하여 부분적으로 또는 완전히 제거될 수 있으며, 또는 화학적 리프트 오프나 레이저 리프트 오프 기술을 이용하여 분리될 수 있다.Referring to FIG. 15, after the rigidity is secured by the supporting
제1 도전형 반도체층(23)이 노출된 경우, 상기 제1 도전형 반도체층(23)의 노출된 표면에 광 강화 화학 식각(photo-enhanced chemical etch) 등을 이용하여 거칠어진 표면(R)을 형성할 수 있다.When the first conductivity
도 16을 참조하면, 상기 제1 도전형 반도체층(23) 측에 파장변환층(51)이 형성될 수 있다. 상기 파장변환층(51)은 형광체를 함유하여 활성층(25)에서 방출된 광의 파장을 변환시킬 수 있다. 상기 파장변환층(51)은 평평한 면을 갖는 시트 형상일 수 있으며, 상기 파장변환층(51) 상에 렌즈 형상의 투명 수지(53)가 형성될 수 있다. 이와 달리, 도 17에 도시된 바와 같이, 파장변환층(55)이 렌즈 형상으로 형성될 수도 있으며, 도 18에 도시한 바와 같이, 제1 도전형 반도체층(23) 상에 렌즈 형상의 투명 수지(57)를 먼저 형성하고, 그 위에 파장변환층(59)을 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 16, the
여기에서는 제1 도전형 반도체층(23) 상에 파장변환층(51, 55, 59) 및 투명 수지(53, 37)가 형성되는 것으로 설명하였지만, 기판(21)이 완전히 제거되지 않고 남아 있는 경우, 이들 파장변환층 및 투명 수지는 기판(21) 상에 형성될 수 있다.Although it has been described that the wavelength conversion layers 51, 55, and 59 and the
본 실시예에 따르면, 제1 패드(47a) 및 제2 패드(47b)와 함께 지지부(45)를 형성함으로써 기판(21)을 얇게 하거나 분리할 때 에피층들에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.According to the present embodiment, by forming the supporting
나아가, 본 실시예에 따라 제조된 발광 다이오드는 별도의 패키징 공정을 필요로 하지 않는 웨이퍼 레벨 패키지로서 제공된다.Further, the light emitting diode manufactured according to this embodiment is provided as a wafer level package that does not require a separate packaging process.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.19 is a plan view illustrating a method of fabricating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
도 19를 참조하면, 앞의 실시예들에 있어서, 하나의 제1 패드(47a)가 형성되고, 각각의 반사 전극(30)에 각각 하나의 제1 패드(47b)가 접속되는 것으로 도시하였으나, 본 실시예에 있어서, 두 개 이상의 제1 패드(47a)들이 형성되어 전류 분산층(33)에 접속되고, 또한 각 반사 전극(30)에 2개 이상의 제2 패드들(47b)이 접속될 수 있다.19, in the above embodiments, one
상기 제1 패드(47a)들에 대응하여 상부 절연층(35)은 전류 분산층(33)을 노출시키는 개구부를 복수개 가질 수 있으며, 또한 각 메사 상의 반사 전극(30)을 노출시키는 개구부를 복수개 가질 수 있다.The upper insulating
상기 제1 패드(47a) 및 제2 패드들(47b)을 복수개로 분리함으로써 지지부(45)의 내부 연결부들(45b)을 더 많이 형성할 수 있어, 지지부(45)의 강성을 향상시킬 수 있다.The inner connecting
도 20 내지 도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.20 to 23 are plan views illustrating a method of fabricating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
도 20을 참조하면, 도 7 내지 도 11을 참조하여 설명한 제조 공정과 동일한 공정을 거쳐 씨드층(41)을 형성한다. 그 후, 도 12를 참조하여 설명한 것과 같이 몰드(43)를 형성하되, 본 실시예에 있어서는, 전류 분산층(33)을 노출시키는 개구부(35a)를 둘러싸는 몰드(43)만 형성되고, 개구부들(35b)을 둘러싸는 몰드는 생략된다. 즉, 본 실시예에 있어서, 상기 몰드(43)는 개구부(35a) 주위의 영역, 즉 제1 패드 영역을 다른 외부 영역으로부터 분리하며, 제2 패드 영역은 별도로 분리되지 않는다.Referring to FIG. 20, a
도 21을 참조하면, 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 도금층을 형성하고 몰드(43)와 도금층을 평탄화하여 상기 몰드(43)로 둘러싸인 영역 내에 제1 패드(47a)를 형성하고, 상기 몰드(43) 외부에 제2 패드(67b)를 형성한다. 즉, 본 실시예에 있어서, 제2 패드(67b)는 제1 패드(47a)를 둘러싸며, 반사 전극들(30)에 접속되는 패드로서의 기능과 함께 지지부로서의 기능을 동시에 갖는다.21, a plated layer is formed and the
도 22를 참조하면, 도 14를 참조하여 설명한 바와 같이, 몰드(43) 및 몰드(43) 하부의 씨드층(41)을 제거하여 제1 패드(47a)를 제2 패드(67b)로부터 전기적으로 분리하고, 제1 패드(47a)와 제2 패드(67b)의 단락을 방지하기 위한 절연층(69)을 형성한다. 상기 절연층(69)은 제1 패드(47a)를 노출시키는 개구부(69a)와 함께 제2 패드(67b)의 본딩 영역을 노출시키는 개구부(69b)를 가질 수 있다.Referring to FIG. 22, the
본 실시예에 따르면, 제2 패드(67b)가 지지부로서 기능할 수 있도록 형성됨으로써 지지부의 형성 면적을 더욱 증가시켜 강성을 향상시킨다.According to the present embodiment, the
한편, 본 실시예에 있어서, 제2 패드(67b)가 제1 패드(47a)를 둘러싸도록 형성되어 지지부의 기능을 갖지만, 반대로 제1 패드(47a)가 제2 패드(67b)를 둘러싸도록 형성되어 지지부의 기능을 가질 수도 있다. 이 경우, 도 20에서, 전류 분산층(33)을 노출시키는 개구부(35a)를 둘러싸는 몰드(43)가 생략되고, 개구부들(35b)을 둘러싸는 몰드가 형성될 것이다.In the present embodiment, the
Claims (18)
상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 메사;
상기 메사 상에 위치하여 제2 도전형 반도체층에 오믹 콘택하는 반사 전극;
상기 메사 및 상기 제1 도전형 반도체층을 덮되, 상기 메사 상부 영역 내에 위치하고 상기 반사 전극을 노출시키는 개구부를 가지며, 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹콘택하고 상기 메사로부터 절연된 전류 분산층;
상기 전류분산층을 덮되, 상기 반사 전극을 노출시키는 개구부 및 상기 전류 분산층을 노출시키는 개구부를 갖는 상부 절연층;
상기 상부 절연층의 개구부를 통해 노출된 상기 전류 분산층에 접속하는 제1 패드;
상기 상부 절연층의 개구부를 통해 노출된 상기 반사 전극에 접속하는 적어도 하나의 제2 패드; 및
상기 제1 패드 및 상기 제2 패드를 둘러싸는 지지부를 포함하되,
상기 지지부는 상기 제1 패드 및 제2 패드로부터 이격된 발광 다이오드.A first conductive semiconductor layer;
A mesa disposed on the first conductivity type semiconductor layer and including an active layer and a second conductivity type semiconductor layer;
A reflective electrode positioned on the mesa and ohmic-contacting the second conductive semiconductor layer;
A current spreading layer covering the mesa and the first conductivity type semiconductor layer, the current spreading layer having an opening that is located in the mesa upper region and exposes the reflective electrode, and which is in ohmic contact with the first conductivity type semiconductor layer and insulated from the mesa;
An upper insulating layer covering the current dispersion layer, the upper insulating layer having an opening exposing the reflective electrode and an opening exposing the current dispersion layer;
A first pad connected to the current spreading layer exposed through an opening of the upper insulating layer;
At least one second pad connected to the reflective electrode exposed through the opening of the upper insulating layer; And
And a support surrounding the first pad and the second pad,
Wherein the support portion is spaced apart from the first pad and the second pad.
상기 지지부는 상기 제1 패드 및 제2 패드와 동일한 금속재료로 형성된 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the support portion is made of the same metal material as the first pad and the second pad.
상기 제1 패드 및 상기 제2 패드는 각각 복수개인 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein each of the first pad and the second pad has a plurality of light emitting diodes.
상기 지지부는 상기 제1 패드 및 제2 패드 전체를 둘러싸는 외부 프레임과, 상기 제1 패드 및 제2 패드 사이의 영역에 위치하는 내부 연결부를 포함하는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the support portion includes an outer frame surrounding the first pad and the second pad, and an inner connection portion located in an area between the first pad and the second pad.
상기 메사와 상기 전류 분산층 사이에 위치하여 상기 전류 분산층을 상기 메사로부터 절연시키는 하부 절연층을 더 포함하되,
상기 하부 절연층은 상기 메사 상부 영역 내에 위치하고 상기 반사 전극을 노출시키는 개구부를 가지며,
상기 전류 분산층의 개구부는 상기 하부 절연층의 개구부가 모두 노출되도록 상기 하부 절연층의 개구부보다 더 넓은 폭을 갖는 발광 다이오드.The method according to any one of claims 2 to 4,
And a lower insulation layer located between the mesa and the current dispersion layer to insulate the current dispersion layer from the mesa,
Wherein the lower insulating layer has an opening located in the mesa upper region and exposing the reflective electrode,
Wherein an opening of the current-spreading layer has a width wider than that of the opening of the lower insulating layer so that all the openings of the lower insulating layer are exposed.
상기 메사는 복수개이고, 상기 반사 전극은 각각의 메사 상에 배치되며, 상기 전류 분산층은 각각의 메사 상부 영역 내에서 상기 반사 전극을 노출시키는 복수의 개구부들을 가지고, 상기 하부 절연층은 각각의 메사 상부 영역 내에서 상기 반사 전극을 노출시키는 복수의 개구부들을 가지고, 각각의 메사 상부 영역 내에 위치하는 상기 전류 분산층의 개구부는 각각의 메사 상부 영역 내에 위치하는 상기 하부 절연층의 개구부가 모두 노출되도록 상기 하부 절연층의 개구부보다 더 넓은 폭을 갖고,
상기 복수의 메사들은 일측 방향으로 서로 평행하게 연장하는 기다란 형상을 갖고, 상기 전류 분산층의 각각의 개구부는 상기 복수의 메사들의 동일 단부측에 치우쳐 위치하는 발광 다이오드.The method of claim 5,
Wherein the mesa includes a plurality of mesas, the reflective electrode is disposed on each mesa, the current spreading layer has a plurality of openings exposing the reflective electrode in each mesa upper region, Wherein the opening of the current spreading layer located in each of the mesa upper regions has a plurality of openings exposing the reflective electrode in the upper region, And has a width wider than an opening of the lower insulating layer,
Wherein the plurality of mesas have an elongated shape extending parallel to each other in one direction and each opening of the current dispersion layer is biased to the same end side of the plurality of mesas.
상기 전류 분산층은 반사 금속을 포함하는 발광 다이오드.The method of claim 5,
Wherein the current dispersion layer comprises a reflective metal.
상기 반사 전극은 각각 반사 금속층과 장벽 금속층을 포함하되, 상기 장벽 금속층이 상기 반사 금속층의 상면 및 측면을 덮는 발광 다이오드.The method of claim 5,
Wherein the reflective electrode comprises a reflective metal layer and a barrier metal layer, respectively, wherein the barrier metal layer covers the top and side surfaces of the reflective metal layer.
상기 전류분산층의 적어도 일부를 덮고, 상기 반사 전극을 노출시키는 개구부를 갖는 상부 절연층을 더 포함하되,
상기 상부 절연층은 상기 전류 분산층의 개구부의 측벽들을 덮는 발광 다이오드.The method of claim 5,
And an upper insulating layer covering at least a part of the current-spreading layer and having an opening exposing the reflective electrode,
And the upper insulating layer covers sidewalls of the opening of the current spreading layer.
상기 하부 절연층은 반사성 유전층인 발광 다이오드.The method of claim 5,
Wherein the lower insulating layer is a reflective dielectric layer.
상기 전류분산층을 덮되, 상기 반사 전극을 노출시키는 개구부 및 상기 전류 분산층을 노출시키는 개구부를 갖는 상부 절연층;
상기 상부 절연층의 개구부를 통해 노출된 상기 전류 분산층에 접속하는 제1 패드; 및
상기 상부 절연층의 개구부를 통해 노출된 상기 반사 전극에 접속하는 적어도 하나의 제2 패드를 더 포함하는 발광 다이오드.The method of claim 5,
An upper insulating layer covering the current dispersion layer, the upper insulating layer having an opening exposing the reflective electrode and an opening exposing the current dispersion layer;
A first pad connected to the current spreading layer exposed through an opening of the upper insulating layer; And
And at least one second pad connected to the reflective electrode exposed through the opening of the upper insulating layer.
상기 메사들에 대향하여 상기 제1 도전형 반도체층 측에 위치하는 파장변환층을 더 포함하는 발광 다이오드.The method of claim 5,
And a wavelength conversion layer located on the side of the first conductivity type semiconductor layer in opposition to the mesas.
상기 파장변환층은 시트 형상 또는 렌즈 형상을 갖는 발광 다이오드.15. The method of claim 14,
Wherein the wavelength conversion layer has a sheet shape or a lens shape.
상기 파장변환층 상에 또는 상기 파장변환층과 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 위치하는 투명 수지를 더 포함하는 발광 다이오드.15. The method of claim 14,
And a transparent resin positioned on the wavelength conversion layer or between the wavelength conversion layer and the first conductivity type semiconductor layer.
상기 파장변환층과 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 성장 기판을 더 포함하는 발광 다이오드.15. The method of claim 14,
And a growth substrate between the wavelength conversion layer and the first conductive type semiconductor layer.
상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 메사;
상기 메사 상에 위치하여 제2 도전형 반도체층에 오믹 콘택하는 반사 전극;
상기 메사 및 상기 제1 도전형 반도체층을 덮되, 상기 메사 상부 영역 내에 위치하고 상기 반사 전극을 노출시키는 개구부를 가지며, 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹콘택하고 상기 메사로부터 절연된 전류 분산층;
상기 전류분산층을 덮되, 상기 반사 전극을 노출시키는 개구부 및 상기 전류 분산층을 노출시키는 개구부를 갖는 상부 절연층;
상기 상부 절연층의 개구부를 통해 노출된 상기 전류 분산층에 접속하는 제1 패드; 및
상기 상부 절연층의 개구부를 통해 노출된 상기 반사 전극에 접속하는 적어도 하나의 제2 패드를 포함하고,
상기 제1 패드 및 제2 패드 중 어느 하나의 패드는 다른 하나의 패드를 둘러싸는 발광 다이오드.A first conductive semiconductor layer;
A mesa disposed on the first conductivity type semiconductor layer and including an active layer and a second conductivity type semiconductor layer;
A reflective electrode positioned on the mesa and ohmic-contacting the second conductive semiconductor layer;
A current spreading layer covering the mesa and the first conductivity type semiconductor layer, the current spreading layer having an opening that is located in the mesa upper region and exposes the reflective electrode, and which is in ohmic contact with the first conductivity type semiconductor layer and insulated from the mesa;
An upper insulating layer covering the current dispersion layer, the upper insulating layer having an opening exposing the reflective electrode and an opening exposing the current dispersion layer;
A first pad connected to the current spreading layer exposed through an opening of the upper insulating layer; And
And at least one second pad connected to the reflective electrode exposed through the opening of the upper insulating layer,
Wherein one of the first pad and the second pad surrounds the other pad.
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