KR101740534B1 - 전극 연장부를 갖는 발광 다이오드 - Google Patents
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Abstract
전극 연장부를 갖는 발광 다이오드가 개시된다. 이 발광 다이오드는, 제1 도전형 질화물 반도체층; 제1 도전형 질화물 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 질화물 반도체층; 제1 도전형 질화물 반도체층과 제2 도전형 질화물 반도체층 사이에 개재된 활성층; 제2 도전형 질화물 반도체층 상에 위치하고, 제2 도전형 질화물 반도체층을 노출시키는 적어도 하나의 개구부를 갖는 투명 전극층; 외부전원 연결을 위한 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드; 및 제2 전극 패드로부터 연장되어 투명 전극층 상에서 상기 투명 전극층에 전기적으로 접속하는 전극 연장부를 포함한다. 이전극 연장부의 적어도 일부가 투명 전극층의 개구부를 통해 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착된다. 이에 따라, 전극 연장부가 접착력을 강화하여 박리 발생을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히 전극 연장부를 갖는 발광 다이오드에 관한 것이다.
질화갈륨(GaN) 계열의 발광 다이오드가 개발된 이래, GaN 계열의 LED는 현재 천연색 LED 표시소자, LED 교통 신호기, 백색 LED 등 다양한 응용에 사용되고 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 전극패드들을 통해 외부 전원에 전기적으로 연결되어 구동된다. 이때, 전류는 p-전극 패드에서 상기 반도체층들을 거쳐 n-전극 패드로 흐른다.
일반적으로 p형 반도체층은 높은 비저항을 가지므로, p형 반도체층 내에서 전류가 고르게 분산되지 못하고, 상기 p-전극 패드가 형성된 부분에 전류가 집중되며, 모서리를 통해 전류가 집중적으로 흐르는 문제점이 발생된다. 전류 밀집(current crowing)은 발광영역의 감소로 이어지고, 결과적으로 발광효율을 떨어뜨린다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, p형 반도체층 상에 비저항이 낮은 투명전극층을 형성하여 전류분산을 도모하는 기술이 사용된다. p-전극 패드로부터 유입된 전류가 투명전극층에서 분산되어 상기 p-형 반도체층으로 유입되기 때문에 발광 다이오드의 발광영역을 넓힐 수 있다. 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.
한편, 발광 다이오드 내의 전류 분산을 돕기 위해 전극 패드들로부터 연장된 연장부들이 사용되고 있다. 예컨대, 미국특허공보 제6,650,018호에는 전극 접촉부들(117, 127), 즉 전극 패드들로부터 다수의 연장부들이 서로 반대 방향으로 연장하여 전류 분산을 강화하는 것을 개시하고 있다. 이러한 다수의 연장부들을 사용함으로써 발광 다이오드의 넓은 영역에 걸쳐 전류를 분산시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전극 연장부를 갖는 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 발광 다이오드는 n형 질화물 반도체층(25), p형 질화물 반도체층(29), 투명 전극층(31)을 포함하고, 도시되어 있지는 않지만, 일반적으로 n형 질화물 반도체층(25)과 p형 질화물 반도체층(29) 사이에 활성층이 개재된다. 상기 발광 다이오드는 또한 n형 질화물 반도체층(25)에 접속된 n-전극 패드(111), n-전극 패드로부터 연장하는 전극 연장부들(113, 115, 117), 투명 전극층(31) 상에 위치하는 p-전극 패드(121) 및 상기 p-전극 패드(121)로부터 연장하는 전극 연장부들(123, 125)을 포함한다.
상기 n-전극 연장부들(113, 115, 117) 및 p-전극 연장부들(123, 125)을 이용함으로써 발광 다이오드의 넓은 영역에 걸쳐 전류를 분산시킬 수 있다.
그러나 상기 p전극 연장부들(123, 1125) 및 p-전극 패드(111)가 투명 전극층(31)으로부터 박리되는 현상이 종종 발생된다.
도 2는 위쪽 p-전극 연장부(125)의 끝 부분(원으로 표시된 부분)이 박리된 것을 보여준다. 나아가, 아래쪽에서 연장부(125)의 일부와 함께 연장부(123)가 박리되어 있다. 이에 더하여, 상기 p-전극 패드(121)의 외주부, 특히 전극 연장부(123)과 전극 패드(121)가 만나는 부분에서 박리가 자주 발생된다.
일반적으로 n-전극 연장부(113, 115, 117) 및 p-전극 연장부(123, 125)는 발광 다이오드의 넓은 영역에 걸쳐 전류를 고르게 분산시키도록 설계되는데, p-전극 연장부(123, 125)가 박리될 경우, 발광 다이오드의 넓은 영역에 걸쳐 전류를 고르게 분산시킬 수 없게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전류를 고르게 분산시킬 수 있는 신뢰성 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극 연장부의 박리를 방지하여 신뢰성 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드는 투명 전극층, 예컨대 인디움 틴 산화물(ITO)에 개구부를 형성하고, 상기 투명 전극층 위에 형성되는 전극 연장부의 적어도 일부가 상기 투명 전극층의 개구부에 노출된 질화물 반도체층에 접착되는 것을 특징으로 한다. 전극 연장부는 일반적으로 금속으로 형성되며, 예컨대 Cr층을 포함한다. 이러한 금속층은 ITO에 비해 질화물 반도체층에 대한 접착력이 강하다. 따라서, 전극 연장부의 특정 부분, 즉, 박리가 발생되기 쉬운 부분이 질화물 반도체층에 접착하도록 하여 전극 연장부의 박리를 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 발광 다이오드는, 제1 도전형 질화물 반도체층; 상기 제1 도전형 질화물 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 질화물 반도체층; 상기 제1 도전형 질화물 반도체층과 제2 도전형 질화물 반도체층 사이에 개재된 활성층; 상기 제2 도전형 질화물 반도체층 상에 위치하고, 상기 제2 도전형 질화물 반도체층을 노출시키는 적어도 하나의 개구부를 갖는 투명 전극층; 외부전원 연결을 위한 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드; 및 상기 제2 전극 패드로부터 연장되어 상기 투명 전극층 상에서 상기 투명 전극층에 전기적으로 접속하되, 적어도 일부가 상기 투명 전극층의 개구부를 통해 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착된 전극 연장부를 포함한다.
상기 투명 전극층은 인디움 틴 산화물(ITO), 인디움 아연 산화물(IZO), 아연 산화물(ZnO) 등의 도전성 산화물 또는 그래핀(Graphene)일 수 있다. 더욱이, 상기 전극 연장부는 Cr층을 포함하는 다층 구조를 갖고, 상기 Cr층이 상기 투명 전극층 및 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 접촉할 수 있다.
특히, 상기 전극 연장부의 단부가 상기 개구부를 통해 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착될 수 있다. 전극 연장부의 단부는 도 2에 도시된 바와 같이 박리가 쉽게 발생되는 부분이기 때문에, 전극 연장부의 단부를 질화물 반도체층에 접착시킴으로써 박리를 효과적으로 방지할 수 있다.
이에 더하여, 상기 전극 연장부는 확장된 단부를 가질 수 있으며, 상기 확장된 단부가 상기 개구부를 통해 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착될 수 있다. 이에 따라, 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착되는 단부 면적을 증가시킬 수 있어, 전극 연장부의 박리를 더욱 방지할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 전극 연장부는 서로 직교 또는 예각으로 만나는 제1 전극 연장부와 제2 전극 연장부를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 전극 연장부는 상기 제2 전극 패드로부터 상기 발광 다이오드의 일측 가장자리를 따라 연장하고, 상기 제2 전극 연장부는 상기 제1 전극 연장부로부터 상기 발광 다이오드의 일측 가장자리에 연결된 다른 가장자리를 따라 연장할 수 있다.
이때, 상기 전극 연장부는 상기 제1 전극 연장부와 상기 제2 전극 연장부가 만나는 위치에서 상기 투명 전극층의 개구부를 통해 상기 제2 질화물 반도체층에 접착될 수 있다. 나아가, 상기 전극 연장부는 상기 제1 전극 연장부와 상기 제2 전극 연장부가 만나는 위치에서 확장된 부분을 가질 수 있으며, 상기 확장된 부분이 상기 투명전극층의 개구부를 통해 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착될 수 있다.
한편, 상기 제2 전극 패드는 상기 투명 전극층 상에 위치할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 전극 패드의 외주부 중 적어도 일부가 상기 투명 전극층의 개구부를 통해 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착될 수 있다. 특히, 상기 제2 전극 패드의 외주부 중 상기 전극 연장부와 만나는 외주부는 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극 패드의 외주부 중 상기 제1 전극 패드를 향하는 외주부가 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착될 수 있다.
일반적으로, 제2 전극 패드와 전극 연장부가 만나는 위치에서 전류가 집중되기 쉽고 또한 공정상의 문제로 박리가 발생될 가능성이 높다. 더욱이, 제2 전극 패드의 외주부 중 제1 전극 패드를 향하는 부분에 전류가 집중되므로, 이 부분에서 발광 다이오드를 구동하는 동안 박리 발생 가능성이 높다. 따라서, 제2 전극 패드 중 박리 발생 가능성이 높은 외주부가 제2 질화물 반도체층에 접착되도록 함으로써 박리 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 투명 전극층은 상기 전극 연장부를 따라 서로 이격되어 배치된 개구부들을 포함할 수 있다. 상기 개구부들은 서로 동일한 폭을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 폭을 가질 수 있다. 또한, 상기 투명 전극층은 상기 개구부들이 좁은 간격으로 배치된 밀한 부분과 넓은 간격으로 배치된 소한 부분을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 투명 전극층은 폭이 넓은 개구부들이 좁은 간격으로 배치된 밀한 부분과, 폭이 좁은 개구부들이 넓은 간격으로 배치된 소한 부분을 가질 수 있다. 예컨대, 박리 발생 가능성이 상대적으로 높은 부분에 밀한 부분이 배치되고 박리 발생 가능성이 상대적으로 낮은 부분에 소한 부분이 배치되면, 전극 연장부의 박리를 방지함과 아울러 전류 분산을 도모할 수 있다.
예컨대, 상기 개구부들은 상기 제1 전극 연장부의 길이 방향 및 상기 제2 전극 연장부의 길이 방향을 따라 배치되되, 상기 제1 전극 연장부와 상기 제2 전극 연장부가 만나는 위치의 개구부들은 상기 제2 전극 연장부의 길이 방향의 중앙부분의 개구부들에 비해 상대적으로 넓은 폭을 갖고 상대적으로 좁은 간격으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 개구부들은 상기 제2 전극 연장부의 단부 근처에 배치된 개구부들은 상기 제2 전극 연장부의 길이 방향의 중앙부분의 개구부들에 비해 상대적으로 넓은 폭을 갖고 상대적으로 좁은 간격으로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전극 연장부들을 채택하여 전류를 발광 다이오드의 넓은 영역에 걸쳐 고르게 분산시키면서, 투명 전극층 상의 전극 연장부 및 전극 패드가 박리되는 것을 방지할 수 있어 신뢰성 있는 발광 다이오드를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 전극 연장부의 박리 발생을 보여주는 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위해 도 3의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위해 도 3의 절취선 B-b를 따라 취해진 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 전극 연장부의 박리 발생을 보여주는 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위해 도 3의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위해 도 3의 절취선 B-b를 따라 취해진 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
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 4 및 5는 각각 도 3의 절취선 A-A 및 B-B를 따라 취해진 단면도들이다.
도 3 내지 5를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(21), 버퍼층(23), 제1 도전형 질화물 반도체층(25), 활성층(27), 제2 도전형 질화물 반도체층(29), 투명전극층(31), 제1 전극 패드(111), 제2 전극 패드(121), 제1 전극 패드에서 연장된 전극 연장부(113, 115, 117), 제2 전극 패드(121)에서 연장된 전극 연장부(123, 125)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 투명 전극층(31)은 개구부들(131a, 131b, 131c, 131d)을 갖는다.
상기 기판(11)은 사파이어 기판, 예컨대 패터닝된 사파이어 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 도전형 반도체층(25)이 상기 기판(21) 상에 위치하고, 상기 1 도전형 반도체층(25) 상에 제2 도전형 반도체층(29)이 위치하고, 제1 도전형 반도체층(25)과 제2 도전형 반도체층(29) 사이에 활성층(27)이 개재된다. 상기 제1 도전형 반도체층(25), 활성층(27) 및 제2 도전형 반도체층(29)은 질화갈륨 계열의 화합물 반도체 물질 즉, (Al, In, Ga)N으로 형성될 수 있다. 상기 활성층(27)은 요구되는 파장의 광, 예컨대 자외선 또는 청색광을 방출하도록 조성 원소 및 조성비가 결정된다.
상기 제1 도전형 반도체층(25)은 n형 질화물 반도체층일 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(29)은 p형 질화물 반도체층일 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(25) 및/또는 제2 도전형 반도체층(29)은, 도시한 바와 같이, 단일층으로 형성될 수 있으나, 다층 구조로 형성될 수도 있다. 또한, 활성층(27)은 단일 양자웰 또는 다중 양자웰 구조를 가질 수 있다. 상기 반도체층들(25, 27, 29)은 MOCVD 또는 MBE 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 기판(21)과 제1 도전형 반도체층(25) 사이에 버퍼층(23), 예컨대 언도프트 GaN층이 개재될 수 있다.
한편, 상기 제2 도전형 반도체층(29) 및 활성층(27)을 식각하여 제1 도전형 반도체층(25)이 노출된다. 이러한 공정은 메사 식각 공정으로 알려져 있다. 상기 노출된 제1 도전형 반도체층(25) 상에 제1 전극 패드(111)가 위치한다. 한편, 전극 연장부(113)가 제1 전극 패드(111)로부터 발광 다이오드의 내측으로 연장할 수 있으며, 전극 연장부들(115)이 제1 전극 패드(111)의 양측으로 기판(21)의 가장자리를 따라 연장할 수 있다. 또한, 전극 연장부들(117)이 기판(21)의 가장자리를 따라 각각 전극 연장부들(115)에서 연장될 수 있다. 상기 전극 연장부들(113, 115, 117)은 제1 도전형 질화물 반도체층(25)에 전기적으로 접속된다.
한편, 투명 전극층(31)은 상기 제2 도전형 반도체층(29) 상에 위치한다. 투명전극층(31)은 ITO(인디움 틴 산화물), IZO(인디움 아연 산화물), ZnO(아연 산화물) 등의 산화물로 형성되거나 그래핀(Graphene)으로 형성될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(29)의 상부면을 덮어, 제2 도전형 반도체층(29)에 오믹콘택된다. 상기 투명 전극층(31)은 적어도 하나의 개구부를 가질 수 있으며, 도면에 개구부들(131a, 131b, 131c, 131d)이 도시되어 있다. 상기 개구부들을 통해 제2 도전형 반도체층(29)이 노출된다. 상기 개구부들은 제2 전극 패드(121) 또는 상기 제2 전극 패드(121)에서 연장된 전극 연장부들(123, 125) 중 박리가 발생되기 쉬운 부분에 위치한다.
한편, 상기 제2 전극 패드(121)는 투명 전극층(31) 상에 위치할 수 있다. 상기 제2 전극 패드(121)로부터 전극 연장부(123, 125)가 연장한다. 예컨대, 상기 제2 전극 패드(121)로부터 양측으로 제1 전극 연장부(123)가 연장하고 상기 제1 전극 연장부(123)로부터 각각 제2 전극 연장부(125)가 연장할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시되듯이, 상기 제1 전극 연장부(123)는 기판(21)의 일측 가장자리를 따라 연장할 수 있으며, 제2 전극 연장부(125)는 상기 일측 가장자리에 연결된 기판의 다른 가장자리를 따라 연장할 수 있다. 상기 제1 전극 연장부(123)와 제2 전극 연장부(125)는 서로 직교할 수 있으며, 이와 달리 서로 예각을 이루도록 교차할 수도 있다.
상기 제2 전극 패드(121)와 제1 전극 연장부(123)가 만나는 부분, 즉, 제2 전극 패드(121)의 외주부 중 제1 전극 연장부(123)가 연결된 부분은 전류가 집중될 수 있어 일반적으로 박리 발생 가능성이 높다. 따라서, 제2 전극 패드(121)의 외주부 중 제1 전극 연장부(123)가 연결된 부분이 제2 도전형 반도체층(29)에 접착되도록 개구부(131a)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극 패드(121)의 외주부 중 제1 전극 패드(111)에 대향하는 외주부에 전류가 집중될 가능성이 높다. 따라서, 이 부분에 개구부(131b)를 형성하여 제2 전극 패드(121)가 개구부(131b)를 통해 제2 도전형 반도체층(29)에 접착되도록 할 수 있다. 이에 따라, 제2 전극 패드(121)의 박리 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 나아가, 상기 제2 전극 패드(121) 전체가 투명 전극층(31)의 개구부를 통해 제2 도전형 반도체층(29)에 접착될 수도 있다.
한편, 제1 전극 연장부(123)와 제2 전극 연장부(125)가 직각 또는 예각으로 교차할 경우, 이들이 만나는 부분이 박리될 가능성이 높다. 따라서, 제1 전극 연장부(123)와 제2 전극 연장부(125)가 교차하는 부분에 개구부(131b)를 배치하여 전극 연장부를 제2 도전형 반도체층(29)에 접착시킨다. 나아가, 상기 전극 연장부는 상기 제1 전극 연장부(123)와 제2 전극 연장부(125)가 만나는 위치에서 확장된 부분(127)을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 전극 연장부(125)의 단부(129(가 개구부(131d)를 통해 제2 도전형 반도체층(29)에 접착될 수 있으며, 상기 단부는 확장된 단부(129)일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 투명 전극층(31)이 제2 도전형 반도체층(29)을 노출시키는 개구부(131a, 131b, 131c 또는 131d)를 갖고, 제2 전극 패드(121) 또는 전극 연장부(123, 125)가 상기 개구부를 통해 제2 도전형 반도체층(29)에 접착한다. 상기 전극 패드(121) 및/또는 전극 연장부(123, 125)는 일반적으로 금속층으로 형성된다. 특히, 상기 전극 패드(121) 및/또는 전극 연장부(123, 125)는 Cr층을 포함하는 다층 구조일 수 있으며, 상기 Cr층이 투명 전극층(31)과 제2 질화물 반도체층(29)에 접착된다. 금속층은 ITO와 같은 산화물에 비해 질화물에 대한 접착성이 양호하기 때문에, 상기 전극 패드(121) 및/또는 전극 연장부(123, 125)가 ITO와 같은 산화물의 투명 전극층 상에 위치하는 경우에 비해 질화물에 접착됨으로써 접착력이 강화되어 박리를 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 제2 전극 패드(121)가 투명 전극층(31) 상에 위치하는 것으로 설명하였지만, 제2 전극 패드(121)의 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 제2 전극 패드(121)는 앞서 설명한 바와 같이, 제2 도전형 반도체층(29) 상에 직접 위치할 수도 있으며, 전류 블록층(도시하지 않음)을 개재하여 제2 도전형 반도체층(29) 상에 위치할 수도 있다. 나아가, 상기 제2 전극 패드(121)는 절연층(도시하지 않음)을 개재하여 제1 도전형 반도체층(25) 상에 또는 기판(21) 상에 위치할 수도 있다.
일반적으로, 상기 제1 및 제2 전극 패드들(111, 121)은 외부 전원을 연결하기 위한 패드로 사용되며, 와이어를 본딩할 수 있도록 상대적으로 넓은 면적을 갖는다.
본 실시예에 있어서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제1 전극 패드(111)와 제2 전극 패드(121)는 기판(21)의 서로 대향하는 양측 가장자리의 중앙 근처에 배치되며, 제1 전극 패드(111)와 제2 전극 패드(121)를 가로지르는 선, 예컨대 절취선 A-A에 대해 대칭인 구조를 가질 수 있다. 또한, 제1 전극 패드(111)와 제2 전극 패드(121)를 가로지르는 선에 대해 전극 연장부(115, 117) 및 전극 연장부(123, 125)가 서로 대칭으로 배치될 수 있으며, 전극 연장부(113)가 이 선을 따라 연장할 수 있다. 이에 따라, 절취선 A-A의 양측에서 전류를 균일하게 분산시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 앞서 도 3 내지 5를 참조하여 설명한 발광 다이오드와 대체로 유사하다. 다만, 앞의 실시예에 있어서, 전극 패드(121) 및/또는 전극 연장부(123, 125) 중 박리 발생 가능성이 높은 부분이 질화물 반도체층(29)에 접착되도록 투명 전극층(31)에 개구부들(131a~131d)을 형성하였으나, 본 실시예에 있어서, 개구부들(141a)이 패턴으로 전극 연장부(123, 125)를 따라 배치된 것에 차이가 있다.
즉, 박리 발생 가능성이 높은 부분, 예컨대 제2 전극 연장부(125)의 단부 근처, 또는 제1 전극 연장부(123)와 제2 전극 연장부(125)가 교차하는 부분(특히, 제1 전극 연장부와 제2 전극 연장부가 직교하거나 예각을 이룰 때)에서 개구부들(141a)이 밀하게 배치되고, 박리 발생 가능성이 낮은 부분, 예컨대 제2 전극 연장부(125)의 중앙부분에서 개구부들(141a)이 소하게 배치될 수 있다. 또한, 밀하게 배치된 부분의 개구부들(141a)의 폭이 소하게 배치된 부분의 개구부들(141a)의 폭에 비해 더 클 수 있다. 예컨대, 제1 전극 연장부(123)와 제2 전극 연장부(125)가 교차하는 부분의 개구부들(141a)은 10㎛의 폭을 갖고 5㎛의 간격으로 배치될 수 있으며, 제2 전극 연장부(125)의 중앙 부분의 개구부들(141a)은 5㎛의 폭을 갖고 10㎛의 간격으로 배치될 수 있다. 또는, 제1 전극 연장부(123)와 제2 전극 연장부(125)가 교차하는 부분에 가까울수록 폭 및 간격이 작아지도록 개구부들을 배치할 수도 있다.
한편, 상기 개구부들(141a)은 전극 연장부(123, 125)의 폭과 동일한 길이 또는 전극 연장부의 폭보다 약간 더 긴 길이를 가질 수 있다. 여기서, 상기 개구부(141a)의 길이는 전극 연장부(123, 125)를 가로지르는 방향의 길이를 의미하고, 개구부(141a)의 폭은 전극 연장부(123, 125)를 따르는 방향의 길이를 의미한다.
개구부들(141a)을 밀한 부분과 소한 부분으로 배치함으로써 전극 연장부(123, 125)가 투명 전극층(31)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 전극 연장부(123, 125)가 투명 전극층(31)의 특정 위치에서 투명 전극층(31)에 적어도 부분적으로 접속되기 때문에, 투명 전극층(31)의 넓은 영역에 걸쳐 전류를 분산시킬 수 있다. 더욱이, 전류가 집중될 수 있는 부분에 개구부들(141a)을 밀하게 배치하고, 그 외 부분에 개구부들(141a)을 소하게 배치함으로써, 전극 연장부(123, 125)의 길이를 따라 전류를 고르게 분산시킬 수 있다.
앞에서 본 발명의 몇몇 실시예들에 대해 설명하지만, 전극 패드들 및 연장부들의 배치에 대해서 다양한 실시예들 및 변형이 가능하다.
Claims (14)
- 제1 도전형 질화물 반도체층;
상기 제1 도전형 질화물 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 질화물 반도체층;
상기 제1 도전형 질화물 반도체층과 제2 도전형 질화물 반도체층 사이에 개재된 활성층;
상기 제2 도전형 질화물 반도체층 상에 위치하고, 상기 제2 도전형 질화물 반도체층을 노출시키는 적어도 하나의 개구부를 갖는 투명 전극층;
외부전원 연결을 위한 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드; 및
상기 제2 전극 패드로부터 연장되어 상기 투명 전극층 상에서 상기 투명 전극층에 전기적으로 접속하되, 적어도 일부가 상기 투명 전극층의 개구부를 통해 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착된 전극 연장부를 포함하고,
상기 전극 연장부는 확장된 단부를 갖고,
상기 확장된 단부는 상기 투명 전극층의 개구부를 통해 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착되며,
상기 확장된 단부에 형성된 상기 투명 전극층의 개구부의 폭은 상기 확장된 단부의 폭보다 더 큰 발광 다이오드. - 청구항 1에 있어서,
상기 투명 전극층은 인디움 틴 산화물(ITO), 아연 산화물 또는 그래핀(Graphene)인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드. - 청구항 2에 있어서,
상기 전극 연장부는 Cr층을 포함하는 다층 구조를 갖고, 상기 Cr층이 상기 투명 전극층 및 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 접촉하는 발광 다이오드. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 전극 연장부는 제1 전극 연장부와 제2 전극 연장부를 포함하고,
상기 제1 전극 연장부는 상기 제2 전극 패드로부터 상기 발광 다이오드의 일측 가장자리를 따라 연장하고,
상기 제2 전극 연장부는 상기 제1 전극 연장부로부터 연장하되, 상기 발광 다이오드의 일측 가장자리에 연결된 다른 가장자리를 따라 연장하는 발광 다이오드. - 청구항 6에 있어서,
상기 전극 연장부는 상기 제1 전극 연장부와 상기 제2 전극 연장부가 만나는 위치에서 확장된 부분을 갖고, 상기 확장된 부분은 상기 투명전극층의 개구부를 통해 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착된 발광 다이오드. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 전극 패드는 상기 투명 전극층 상에 위치하되, 상기 제2 전극 패드의 외주부 중 적어도 일부가 상기 투명 전극층의 개구부를 통해 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착된 발광 다이오드. - 청구항 8에 있어서,
상기 제2 전극 패드의 외주부 중 상기 전극 연장부와 만나는 외주부는 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착된 발광 다이오드. - 청구항 8에 있어서,
상기 제2 전극 패드의 외주부 중 상기 제1 전극 패드를 향하는 외주부가 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착된 발광 다이오드. - 제1 도전형 질화물 반도체층;
상기 제1 도전형 질화물 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 질화물 반도체층;
상기 제1 도전형 질화물 반도체층과 제2 도전형 질화물 반도체층 사이에 개재된 활성층;
상기 제2 도전형 질화물 반도체층 상에 위치하고, 상기 제2 도전형 질화물 반도체층을 노출시키는 적어도 하나의 개구부를 갖는 투명 전극층;
외부전원 연결을 위한 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드; 및
상기 제2 전극 패드로부터 연장되어 상기 투명 전극층 상에서 상기 투명 전극층에 전기적으로 접속하되, 적어도 일부가 상기 투명 전극층의 개구부를 통해 상기 제2 도전형 질화물 반도체층에 접착된 전극 연장부를 포함하고,
상기 전극 연장부는 상기 제2 전극 패드로부터 발광 다이오드의 일측 가장자리를 따라 연장되는 제1 전극 연장부 및 상기 제1 전극 연장부로부터 연장되되, 상기 발광 다이오드의 일측 가장자리에 연결된 다른 가장자리를 따라 연장되는 제2 전극 연장부를 포함하고,
상기 투명 전극층의 개구부들은 상기 전극 연장부를 따라 서로 이격되어 배치고, 상기 제1 전극 연장부의 길이 방향 및 상기 제2 전극 연장부의 길이 방향을 따라 배치되되, 상기 제1 전극 연장부와 상기 제2 전극 연장부가 만나는 위치의 개구부들은 상기 제2 전극 연장부의 길이 방향의 중앙부분의 개구부들에 비해 상대적으로 넓은 폭을 갖고 상대적으로 좁은 간격으로 배치된 발광 다이오드. - 삭제
- 삭제
- 청구항 11에 있어서,
상기 개구부들은 상기 제2 전극 연장부의 단부 근처에 배치된 투명 전극층의 개구부들은 상기 제2 전극 연장부의 길이 방향의 중앙부분의 개구부들에 비해 상대적으로 넓은 폭을 갖고 상대적으로 좁은 간격으로 배치된 발광 다이오드.
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