KR101769048B1 - Light emitting device, light emitting device package and lighting installation having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 발광 소자, 이를 포함하는 발광소자 패키지 및 조명 장치에 관한 것이다. 실시예의 발광 소자는, 제 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광구조물 아래에 위치되고 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극층; 상기 제2 전극층, 상기 제2 도전형 반도체층, 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극층; 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 사이의 절연층; 을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층에 접하는 상기 제1 전극층의 부분은 러프니스가 형성된다.
실시예의 발광 소자, 이를 포함하는 발광소자 패키지 및 조명 장치는 전기적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Embodiments of the present invention relate to a light emitting device, a light emitting device package including the same, and a lighting device. A light emitting device of an embodiment includes a light emitting structure including a conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer; A second electrode layer located below the light emitting structure and electrically connected to the second conductive semiconductor layer; A first electrode layer penetrating the second electrode layer, the second conductivity type semiconductor layer, and the active layer and electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer; An insulating layer between the first electrode layer and the second electrode layer; And a portion of the first electrode layer in contact with the first conductivity type semiconductor layer is formed with a roughness.
The light emitting device, the light emitting device package and the lighting device including the light emitting device of the embodiment can improve the electrical characteristics and reliability.
Description
본 발명의 실시예는 발광 소자, 이를 포함하는 발광소자 패키지 및 조명 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a light emitting device, a light emitting device package including the same, and a lighting device.
발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.BACKGROUND ART Light emitting diodes (LEDs) are a kind of semiconductor devices that convert the electric power to infrared rays or light using the characteristics of compound semiconductors, exchange signals, or use as a light source.
Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체(group Ⅲ-Ⅴ nitride semiconductor)는 물리적, 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD) 등의 발광 소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다.III-V nitride semiconductors (group III-V nitride semiconductors) are widely recognized as key materials for light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LD) due to their physical and chemical properties.
이러한 발광 다이오드는 백열등과 형광등 등의 기존 조명기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명, 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다.Since such a light emitting diode does not contain environmentally harmful substances such as mercury (Hg) used in conventional lighting devices such as incandescent lamps and fluorescent lamps, it has excellent environmental friendliness, and has advantages such as long life and low power consumption characteristics. .
실시예는 전기적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광 소자, 이를 포함하는 발광소자 패키지 및 조명 장치를 제공한다.Embodiments provide a light emitting device capable of improving electrical characteristics and reliability, a light emitting device package including the same, and a lighting device.
실시예의 발광 소자는, 제 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광구조물 아래에 위치되고 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극층; 상기 제2 전극층, 상기 제2 도전형 반도체층, 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극층; 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 사이의 절연층; 을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층에 접하는 상기 제1 전극층의 부분은 러프니스가 형성된다.A light emitting device of an embodiment includes a light emitting structure including a conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer; A second electrode layer located below the light emitting structure and electrically connected to the second conductive semiconductor layer; A first electrode layer penetrating the second electrode layer, the second conductivity type semiconductor layer, and the active layer and electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer; An insulating layer between the first electrode layer and the second electrode layer; And a portion of the first electrode layer in contact with the first conductivity type semiconductor layer is formed with a roughness.
또한, 상기 제1 전극층은 하부층과, 상기 하부층으로부터 분기되어 상기 제1 도전형 반도체층에 접하는 하나 이상의 접촉 전극을 갖는다.The first electrode layer has a lower layer and at least one contact electrode branched from the lower layer and in contact with the first conductive type semiconductor layer.
또한, 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층의 측면을 덮는 보호층; 을 더 포함한다. A protective layer covering the side surfaces of the second conductivity type semiconductor layer and the active layer; .
또한, 상기 제2 전극층의 일 측은 상기 발광구조물의 외부로 노출되고, 상기 노출된 부분에는 제2 전극 패드가 형성된다. In addition, one side of the second electrode layer is exposed to the outside of the light emitting structure, and a second electrode pad is formed in the exposed portion.
또한, 상기 제1 전극층의 일 측은 상기 발광구조물의 외부로 노출되고, 상기 노출된 부분에는 제1 전극 패드가 형성된다. In addition, one side of the first electrode layer is exposed to the outside of the light emitting structure, and a first electrode pad is formed in the exposed portion.
또한, 상기 제1 도전형 반도체층의 상면에는 러프니스 또는 패턴이 형성된다. A roughness or pattern is formed on the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer.
실시예의 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광구조물 아래에 위치되고 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극층; 상기 제2 도전형 반도체층, 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극층; 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 사이의 절연층; 을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층에 접하는 상기 제1 전극층의 부분은 러프니스가 형성된다.The light emitting device of the embodiment includes a light emitting structure including a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer; A second electrode layer located below the light emitting structure and electrically connected to the second conductive semiconductor layer; The second conductive type semiconductor layer, a first electrode layer penetrating the active layer and electrically connected to the first conductive type semiconductor layer; An insulating layer between the first electrode layer and the second electrode layer; And a portion of the first electrode layer in contact with the first conductivity type semiconductor layer is formed with a roughness.
또한, 상기 제1 전극층은 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 측면을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층에 접하는 접촉부와, 상기 발광구조물로부터 노출되는 노출부를 갖는다. The first electrode layer has a contact portion that penetrates the side surfaces of the second conductivity type semiconductor layer and the active layer and contacts the first conductivity type semiconductor layer, and an exposed portion that is exposed from the light emitting structure.
또한, 상기 제1 전극층은 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 중앙 부분을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층에 접하는 접촉부와, 상기 접촉부에 인접하고 상기 제1 도전형 반도체층으로부터 노출되는 노출부를 갖는다. The first electrode layer may include a contact portion that penetrates a center portion of the second conductivity type semiconductor layer and the active layer and contacts the first conductivity type semiconductor layer, and a contact portion that is adjacent to the contact portion and is exposed from the first conductivity type semiconductor layer Exposed portion.
또한, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 측면을 덮는 보호층; 을 더 포함한다. A protective layer covering the side surfaces of the second conductivity type semiconductor layer and the active layer; .
또한, 상기 발광구조물은 서로 인접하는 복수의 셀들로 분할되며, 상기 제1 전극층은, 상기 복수의 셀들로 분할된 상기 발광구조물의 중앙 영역에 배치되어, 상기 복수의 셀들 각각의 제2 도전형 반도체층과 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층에 접하는 접촉부들과, 상기 접촉부에 인접하고 상기 제1 도전형 반도체층으로부터 노출되는 노출부를 갖는다. The light emitting structure may be divided into a plurality of cells adjacent to each other, and the first electrode layer may be disposed in a central region of the light emitting structure divided into the plurality of cells, And an exposed portion which is adjacent to the contact portion and is exposed from the first conductivity type semiconductor layer.
실시예의 발광소자 패키지는, 패키지 몸체; 상기 패키지 몸체 상에 구비되는 상기 발광 소자; 상기 패키지 몸체에 구비되고, 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되는 리드 프레임; 및 상기 발광 소자를 포위하는 수지층; 을 포함한다. A light emitting device package of an embodiment includes: a package body; The light emitting device provided on the package body; A lead frame provided on the package body and electrically connected to the light emitting element; And a resin layer surrounding the light emitting element; .
실시예의 조명 장치는, 회로기판; 상기 회로기판 상에 구비되는 상기 발광 소자; 상기 발광소자로부터 출사된 광을 안내하는 광가이드; 를 포함한다. A lighting apparatus of an embodiment includes: a circuit board; A light emitting element provided on the circuit board; A light guide for guiding light emitted from the light emitting element; .
실시예의 발광 소자, 이를 포함하는 발광소자 패키지 및 조명 장치는 전기적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The light emitting device, the light emitting device package and the lighting device including the light emitting device of the embodiment can improve the electrical characteristics and reliability.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 발광 소자를 나타내는 평면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 발광 소자를 나타내는 평면도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 평면도이다.
도 11a 내지 도 11e는 실시예에 따른 도 1에 도시된 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 12a 내지 도 12f는 실시예에 따른 도 3에 도시된 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 13은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 14는 발광모듈을 갖는 조명 장치의 일 실시예를 도시하는 도면이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment.
2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment.
3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment.
4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment.
5 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment.
6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment.
7 is a plan view showing the light emitting device shown in Fig.
8 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment.
9 is a plan view showing the light emitting device shown in Fig.
10 is a plan view showing a light emitting device according to another embodiment.
11A to 11E are views showing a method of manufacturing the light emitting device shown in FIG. 1 according to the embodiment.
12A to 12F are views showing a method of manufacturing the light emitting device shown in FIG. 3 according to the embodiment.
13 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package according to an embodiment.
14 is a diagram showing an embodiment of a lighting apparatus having a light emitting module.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
상기의 실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In describing the above embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under" the substrate, each layer Quot; on "and " under" include both being formed "directly" or "indirectly" In addition, the criteria for above or below each layer will be described with reference to the drawings.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment.
발광 소자(100)는 지지 기판(110), 제1 전극층(115), 제2 전극층(120), 발광구조물(130), 절연층(140)을 포함한다. The
발광 소자(100)는 복수의 화합물 반도체층, 예컨대, 3족-5족 원소의 화합물 반도체층을 이용한 LED를 포함하며, LED는 청색, 녹색 또는 적색 등과 같은 광을 방출하는 유색 LED이거나 UV LED일 수 있다. LED의 방출 광은 다양한 반도체를 이용하여 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
지지 기판(110)은 전도성 기판 또는 절연 기판일 수 있으며, 발광구조물(130)을 지지한다. 예를 들어, 지지 기판(110)은 소정의 두께를 갖는 베이스 기판(base substrate)으로서, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예를 들어, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC) 및 전도성 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The supporting
제1 전극층(115)은 지지 기판(110) 상에 형성된다. 제1 전극층(115)은 오믹층(ohmic layer), 반사층(reflective layer), 접합층(bonding layer) 중 적어도 한 층을 포함할 수 있다. 제1 전극층(115)은 후술하는 제1 도전형 반도체층(136)과 반사 금속으로 오믹 접촉되거나 전도성 산화물을 이용하여 오믹 접촉될 수 있다. The
제1 전극층(115)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 전극층(115)은 오믹 특성을 갖는 반사 전극 재료로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 제1 전극층(115)이 오믹 역할을 수행할 경우, 오믹층은 형성하지 않을 수 있다. The
제1 전극층(115)은 상기 금속과 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다.The
또한, 제1 전극층(115)은 접합층을 포함할 수 있으며, 이때 접합층은 배리어 금속(barrier metal) 또는 본딩 금속, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 및 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
제2 전극층(120)은 후술하는 제1 전극층(115)의 하부층(115-1) 상에 형성되며, 절연층(140)은 제2 전극층(120)과 제1 전극층(115) 사이에 형성되어, 제1 전극층(115)과 제2 전극층(120)을 전기적으로 절연시킨다.The
제2 전극층(120)은 오믹층/반사층/접합층의 구조이거나, 오믹층/반사층의 적층 구조이거나, 반사층(오믹 포함)/접합층의 구조일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예컨대, 제2 전극층(120)은 절연층(140) 상에 반사층(122) 및 오믹층(124)이 순차로 적층된 형태일 수 있다.The
반사층(122)은 오믹층(124) 및 절연층(140) 사이에 배치되며, 반사도가 50% 이상인 반사물질로 형성될 수 있다. 반사층(122)은 예컨대, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성되거나, 상기 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있다. 또한, 반사층(122)은 IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다. 또한, 반사층(122)이 발광구조물(예컨대, 제2 도전형 반도체층(132))과 오믹 접촉하는 물질로 형성될 경우, 오믹층(124)은 별도로 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
오믹층(124)은 제2 도전형 반도체층(132)과 오믹 접촉되며, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다. 오믹층(124)은 투광성 전도층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다. 오믹층(124)은 제2 도전형 반도체층(132)에 캐리어의 주입을 원활히 하기 위한 것으로, 반드시 형성되어야 하는 것은 아니다.The
발광구조물(130)은 제2 전극층(120) 상에 형성된다. 발광구조물(130)은 제2 도전형 반도체층(132), 활성층(134) 및 제1 도전형 반도체층(136)이 순차로 적층된 형태일 수 있다.The
제2 도전형 반도체층(132)은 오믹층(124)의 상면과 오믹 접촉하도록 오믹층(124) 상에 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(132)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn 등과 같은 P형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(132)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The second conductivity
활성층(134)은 제2 도전형 반도체층(132) 상에 형성되며, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 활성층(134)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 InGaN 우물층/GaN 장벽층 또는 InGaN 우물층/AlGaN 장벽층으로 형성될 수 있다.The
활성층(134)과 제1 도전형 반도체층(136) 사이 또는 활성층(134)과 제2 도전형 반도체층(132) 사이에는 도전형 클래드층이 형성될 수도 있으며, 도전형 클래드층은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있다.A conductive clad layer may be formed between the
제1 도전형 반도체층(136)은 활성층(134) 상에 형성되며, 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 원소의 화합물 반도체, 예를 들어, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 N형 도펀트를 포함한다. 제1 도전형 반도체층(136)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 제1 도전형 반도체층(136)의 상면에는 광 추출 효율을 향상시키기 위해 러프니스(roughness) 또는 패턴(160)이 형성될 수 있다. The first
제1 전극층(115)은 제2 전극층(120), 제2 도전형 반도체층(132) 및 활성층(134)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(136)과 접촉된다. 예를 들어, 제1 전극층(115)은 지지 기판(101)과 접하는 하부층(115-1)과, 상기 하부층(115-1)으로부터 분기하여 제1 도전형 반도체층(136)에 전기적으로 접촉하는 하나 이상의 접촉 전극(115-2)을 갖는다. The
접촉 전극(115-2)은 제1 전극층(115)으로부터 복수 개가 서로 이격되어 분기될 수 있다. 접촉 전극(115-2)이 복수 개인 경우 제1 도전형 반도층(136)에 전류 공급을 원활하게 수행할 수 있다. 접촉 전극(115-2)은 방사형 패턴, 십자형 패턴, 라인형 패턴, 곡선형 패턴, 루프 패턴, 고리 패턴, 및 링 패턴 중 적어도 하나의 패턴일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 접촉 전극(115-2)에는 오믹층이 형성되어, 제1 도전형 반도체층(136)과 오믹 접촉할 수 있다. A plurality of the contact electrodes 115-2 may be branched from the
제1 도전형 반도체층(136)과 접하는 접촉 전극(115-2)에는 러프니스(roughness)(116)가 형성된다. 이러한 러프니스(116)는 제1 도전형 반도체층(136)과 접하는 부분에 랜덤한 형태로 거칠기를 형성한 것이다. 상기 러프니스(116)는 습식 식각 또는 건식 식각 공정에 의해 형성될 수 있다.A
이러한 러프니스(116)는 제1 전극층(115)이 제1 도전형 반도체층(136)과 접촉되는 면적을 증가시킨다. 제1 전극층(115)이 제1 도전형 반도체층(136)과 접촉되는 면적이 증가함에 따라, 전극의 접촉 면적이 넓어져 발광 소자(100)의 전기적 특성이 개선될 수 있다. 또한, 러프니스(116)에 의해 제1 전극층(115)과 제1 도전형 반도체층(136) 사이의 접착력이 증가하여 발광 소자(100)의 신뢰성이 향상될 수 있다.The
절연층(140)은 제1 전극층(115)과 다른 층들(120, 132, 134) 사이를 절연시킨다. 절연층(140)의 일부는 접촉 전극(115-2)의 상면을 제외한 접촉 전극(115-2)의 측면을 감싸도록 배치되어, 다른 층들(120, 132, 134)과의 전기적인 쇼트를 차단한다.The insulating
제2 전극층(120)의 일측 영역, 예컨대, 오믹층(124) 및/또는 반사층(122)의 일측 영역은 발광구조물(130)로부터 노출될 수 있으며, 노출된 제2 전극층(120)의 일측 영역(P1) 상에는 제2 전극 패드(190)가 형성될 수 있다. One side region of the
그리고, 발광구조물(130)의 측면에는 보호층(170)이 형성될 수 있다. 예를들어, 보호층(170)은 제2 도전형 반도체층(132), 활성층(134) 및 제1 도전형 반도체층(136)의 측면 상에 배치될 수 있다. 보호층(170)은 절연물질로 형성되어, 발광구조물(130)과 제2 전극 패드(190) 사이의 전기적인 쇼트를 방지한다.A
도 2는 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다. 도 1에 도시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment. The same components as those in the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
발광 소자(200)는 지지 기판(110), 제1 전극층(117), 제2 전극층(120), 발광구조물(130), 절연층(140)을 포함한다. The
제1 전극층(117)의 일측은 발광구조물(130)로부터 외부에 노출되며, 노출된 제1 전극층의 일측 영역(P2)에는 제1 전극 패드(210)가 형성된다. 제1 전극 패드(210)는 복수 개가 서로 이격되게 배치될 수 있다. One side of the
제2 전극층(120)의 일측은 발광구조물(130)로부터 외부에 노출되며, 노출된 제2 전극층(120)의 일측 영역(P1)에는 제2 전극 패드(220)가 형성된다. 이때, 노출된 제2 전극층(120)의 일측 영역(P1)은 하나 또는 복수 개일 수 있으며, 복수의 제2 전극 패드(220)를 구비할 수 있다.One side of the
제1 전극층(117)의 일측 개방 영역(P2)은 발광구조물(130)의 일 측면에 인접하여 위치하는 반면에, 제2 전극층(120)의 일측 개방 영역(P1)은 발광구조물(130)의 타 측면에 인접하여 위치할 수 있다.The one open region P1 of the
제1 전극층(117)은 제2 전극층(120), 제2 도전형 반도체층(132) 및 활성층(134)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(136)과 접촉된다. 예를 들어, 제1 전극층(117)은 지지 기판(101)과 접하는 하부층(117-1)과, 상기 하부층(117-1)으로부터 분기하여 제1 도전형 반도체층(136)에 전기적으로 접촉하는 하나 이상의 접촉 전극(117-2)을 갖는다. The
제1 도전형 반도체층(136)과 접하는 접촉 전극(117-2)에는 러프니스(roughness)(118)가 형성된다. 이러한 러프니스(118)는 도 1에 도시된 러프니스(116)와 동일한 구성을 갖는다. A
도 2에 도시된 실시예는 제1 전극 패드(210)와 제2 전극 패드(220)를 발광 소자의 외측에 배치함으로써, 전극 패드들(210, 220)에 대한 와이어 본딩을 용이하게 할 수 있다. 또한, 발광 소자 하부를 통해 제1 극성 및 제2 극성의 전원을 공급할 수 있어, 새로운 전류 경로를 갖는 발광 소자를 제공할 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 2, the
도 3은 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment.
발광 소자(300)는 지지 기판(310), 제2 전극층(320), 발광구조물(330), 절연층(340), 제1 전극층(350), 전도층(360)을 포함한다. The
제2 전극층(320)은 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, GZO, IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다.The
또한, 제2 전극층(320)은 반사를 위해 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다. 또한, 제2 전극층(320)은 상기 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 예컨대, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다. 제2 전극층(320)은 접합층 예컨대, 배리어 금속 또는 본딩 금속, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
발광구조물(330)은 제2 전극층(320)의 일 영역(A) 상에 배치되며, 제2 도전형 반도체층(332), 활성층(334) 및 제1 도전형 반도체층(336)을 포함한다. 제2 도전형 반도체층(332), 활성층(334) 및 제1 도전형 반도체층(336)은 도 1에서 상술한 바와 같다.The
전도층(360)은 제1 도전형 반도체층(336) 위에 배치될 수 있다. 전도층(360)은 투광성 물질로서, 산화물 또는 질화물의 재질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO, IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide) 중에서 선택될 수 있다.The
제1 전극층(350)은 일부가 발광구조물(330)의 일 측과 중첩되도록 제2 전극층(320)의 다른 일 영역(B) 상에 배치되며, 제1 전극층(350)의 상면 일부는 제1 도전형 반도체층(336)과 접한다. The
제1 전극층(350)은 제2 도전형 반도체층(332) 및 활성층(334)의 일 측을 관통하여 제1 도전형 반도체층(336)에 접하는 접촉부(352)와, 발광구조물(330)로부터 노출되는 노출부(354)를 포함한다.The
접촉부(352)의 상면은 제1 도전형 반도체층(336)에 접한다. 제1 도전형 반도체층(336)에 접하는 접촉부(352)의 부분은 러프니스(375)를 갖는다. 이러한 러프니스(375)는 도 1에서 설명한 러프니스(116) 또는 도 2에서 설명한 러프니스(118)와 동일한 구성을 갖는다. 이러한 러프니스(375)에 의하여 접촉부(352)와 제1 도전형 반도체층(336) 사이의 접촉 면적이 증가하며, 그에 따라 발광 소자(300)의 전기적 특성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.The upper surface of the
접촉 전극(371)은 제1 전극층(350)의 노출부(354) 및 이와 인접하는 제1 도전형 반도체층(336)의 일 측면과 전도층(360) 상에 배치된다. 접촉 전극(371)은 일측부가 제1 전극층(350)의 노출부(354)에 직접 접촉하고, 타측부가 제1 도전형 반도체층(336) 및/또는 전도층(360)에 직접 또는 간접으로 접촉될 수 있다. 제1 전극층(350)은 전류가 전 영역에 원활하게 공급되도록 접촉 전극(371)이나 전도층(360)에 선택적으로 접촉될 수 있다.The
절연층(340)은 제1 전극층(350)과 제2 전극층(320) 사이에 배치되어 제1 전극층(350)을 제2 전극층(320)으로부터 전기적으로 절연시킨다. 절연층(340)은 제1 전극층(350)의 상면 이외의 영역에 형성되어 제1 전극층(350)을 다른 층들(320, 332, 334)과 전기적으로 절연시켜 준다.The insulating
도 3에 도시된 실시예는 제1 전극층(350)이 제1 도전형 반도체층(336)의 상면이 아닌 제1 도전형 반도체층(336)의 일측 아래에 배치됨으로써 발광 소자에서 수직 방향(칩 표면 방향)으로 방출되는 빛의 진행을 방해하지 않음과 동시에, 일부는 발광구조물(330)을 관통하고, 다른 일부는 발광구조물(330)로부터 노출되어 있어, 발광구조물(330)의 체적 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.In the embodiment shown in FIG. 3, the
도 4는 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다. 도 3에 도시된 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략한다.4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment. The same components as those in the embodiment shown in Fig. 3 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
도 3 및 도 4를 참조하면, 발광 소자(400)는 제1 전극층(350) 위에 배치되는 제1 전극 패드(380)를 더 포함한다. 도 4의 발광 소자(400)에서 도 3에 도시된 접촉 전극(371)은 생략하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 접촉 전극(371)을 포함할 수도 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the
제1 전극 패드(380)는 제1 전극층(350)의 면적에 따라 그 크기, 위치, 형상 등이 달라질 수 있다. 제1 전극 패드(380)는 제1 전극층(350)과 동일한 물질로 형성되거나, 본딩 접속을 위해 금(Au) 등을 더 포함할 수 있다.The
도 5는 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다. 도 3에 도시된 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략한다.5 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment. The same components as those in the embodiment shown in Fig. 3 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
반도체 발광 소자(500)는 도 3에 도시된 발광 소자에서 채널층(145), 절연층(390)을 더 포함한다. The semiconductor
채널층(145)은 제2 도전형 반도체층(332)과 제2 전극층(320)의 사이의 외측 둘레에 형성된다. 채널층(145)의 일부는 발광구조물(330)과 오버랩될 수 있다.The
채널층(145)은 연속적인 패턴으로서, 띠 형상, 고리 형상, 프레임 형상 또는 루프 형상으로 형성될 수 있으며, 소정 폭(예: 2㎛ 이하)으로 형성될 수 있으며, 동일한 물질 또는 서로 다른 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
채널층(145)의 재질은 투광성 물질로서, 산화물, 질화물 또는 절연층의 재질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 등에서 선택적으로 형성될 수 있다.The material of the
채널층(145)은 절연층(340)과 동일한 물질이거나 다른 물질로 형성될 수 있다. 여기서, 채널층(145)과 절연층(340)이 동일한 물질인 경우, 동일 공정으로 형성될 수 있다.The
채널층(145)은 발광구조물(330)의 측벽에서의 층간 단락 문제를 방지할 수 있다. 채널층(145)은 측벽에서의 습기 침투 방지, 칩 측벽에서의 전기적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있으며, 채널층(145)으로 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. The
절연층(390)은 발광구조물(330)을 전기적으로 보호하기 위해 발광구조물(330)의 측면에 형성된다. 예컨대, 절연층(390)은 제2 도전형 반도체층(332), 활성층(334) 및 제1 도전형 반도체층(336)의 측면을 감싸도록 배치될 수 있다. 절연층(390)은 절연 물질, 예를 들어 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. The insulating
도 6은 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 발광 소자를 나타내는 평면도이다. 도 3에 도시된 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략한다.6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment, and FIG. 7 is a plan view illustrating a light emitting device shown in FIG. The same components as those in the embodiment shown in Fig. 3 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
발광 소자(600)는 지지 기판(310), 제2 전극층(320), 발광구조물(330), 절연층(340, 640), 제1 전극층(350, 650) 및 전도층(360)을 포함한다.The
제1 전극층(650)은 제1 전극층(350)으로부터 수평 방향으로 분기하며 제1 도전형 반도체층(336)의 내부에 배치된다. 제1 전극층(650)의 상면은 제1 도전형 반도체층(336)에 접한다.The
제1 전극층(650)의 상면은 러프니스(675)를 갖는다. 러프니스(675)는 도 3에 도시된 러프니스(375)와 동일할 수 있다. 이러한 러프니스(675)에 의하여 제1 전극층(650)과 제1 도전형 반도체층(336) 사이의 접촉 면적이 증가하며, 이에 의하여 발광 소자(600)의 전기적 특성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.The upper surface of the
절연층(640)은 제1 전극층(650)을 다른 층들(320, 332, 334)과 절연시킨다. 절연층(640)은 제1 전극층(650)의 상면을 제외한 측면 및 하면을 감싸도록 배치될 수 있다. The insulating
제1 전극층(350) 및 제1 전극층(650)은 서로 연결되며, 위에서 볼 때 고리 형상, 루프 형상, 프레임 형상으로 형성될 수 있으며, 오픈 루프 형상 또는 폐 루프 형상으로 형성될 수 있다. 제1 전극층(350) 및 제1 전극층(650)은 제1 도전형 반도체층(336)의 외측 둘레에 균일한 전원을 공급할 수 있어, 전류 공급 효율을 개선시켜 줄 수 있다.The
또한, 제1 도전형 반도체층(336)의 둘레 영역은 절연층(640) 및 제1 전극층(650) 상에 배치되므로, 제1 전극층(650)과 절연층(640)은 발광 소자의 위에서 볼 때, 외부에 노출되지 않는다. 따라서, 제1 전극층(650)은 발광 소자의 외부로 노출되지 않기 때문에 제1 도전형 반도체층(336)의 상면 크기를 유지할 수 있어, 광 추출 영역이 감소하는 것을 방지할 수 있다.The
도 8은 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 발광 소자를 나타내는 평면도이다. 8 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to another embodiment, and FIG. 9 is a plan view showing a light emitting device shown in FIG.
발광 소자(700)는 지지 기판(310), 제2 전극층(320), 발광구조물(330), 제1 전극층(710) 및 절연층(730)을 포함한다.The
제2 전극층(320)은 지지 기판(310) 상에 배치되며, 발광구조물(330)은 제2 전극층(320) 상에 배치된다. The
제1 전극층(710)은 제2 전극층(320) 상에 배치되고 또한 칩 중앙 영역의 발광구조물(330) 내에 배치된다. 제1 전극층(710)은 발광구조물(330)의 중앙 영역에 해당하는 제2 도전형 반도체층(332) 및 활성층(334)을 관통하여, 제1 도전형 반도체층(336)에 접촉한다. 제1 도전형 반도체층(336)의 중앙 영역의 일부는 제거되어, 제1 전극층(710)의 상면의 일부를 노출하는 개구부(740)가 형성된다. 이러한 개구부(740)는 전기적인 접촉을 위한 영역이거나 와이어를 본딩하기 위한 영역일 수 있다.The
예컨대, 제1 전극층(710)은 제2 도전형 반도체층(332) 및 활성층(334)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(336)에 접하는 접촉부(712)와, 상기 접촉부(712)에 인접하고 개구부(740)를 통해 제1 도전형 반도체층(336)으로부터 노출되는 노출부(714)를 포함한다. For example, the
제1 도전형 반도체층(336)과 접촉하는 제1 전극층(710)의 접촉부(712)는 러프니스(720)를 갖는다. 러프니스(720)는 도 1에서 설명한 러프니스(116) 또는 도 3에서 설명한 러프니스(118)와 동일할 수 있다.The
절연층(730)은 제1 전극층(710)의 둘레에 배치되며, 제1 전극층(710)을 다른 층들(320, 332, 336)로부터 절연시킨다. 예컨대, 절연층(730)은 제1 전극층(710)의 상면을 제외한 측면과 하면을 감싸도록 배치될 수 있다.The insulating
제1 전극층(710)의 하면 아래의 절연층(730)은 제1 전극층(710)에 인접하는 제2 도전형 반도체층(332)과 제2 전극층(320) 사이의 계면에 일부 연장될 수 있다. 일부 연장된 절연층(730)의 부분은 제2 전극층(320)을 통해 공급되는 전류가 최단 경로로 흐르지 않도록 하여, 전류 차단층(Current blocking layer)의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제1 전극층(710)은 제1 도전형 반도체층(336)의 중앙 영역에서 전류를 공급하기 때문에 용이한 전류 확산을 가능하게 한다. The insulating
도 10은 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 평면도이다. 도 8 및 도 9에 도시된 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략한다.10 is a plan view showing a light emitting device according to another embodiment. The same components as those in the embodiment shown in Figs. 8 and 9 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
도 10을 참조하면, 발광 소자(800)는 발광구조물을 복수의 셀 영역들(예컨대, 2 이상의 셀 영역)로 나눌 수 있다. 예를 들어, 서로 일정 간격 이격하여 제2 전극층(320) 상에 배치되는 4개의 셀들(A1, A2, A3, A4)을 포함한다. 본 실시예는 발광구조물이 서로 일정 간격 이격하는 4개의 셀들로 구분된다는 점을 제외하고는 도 8 및 도 9에 도시된 발광 소자(700)의 구조와 동일하다. Referring to FIG. 10, the
제1 전극층(810)은 칩 중앙 영역의 발광구조물 내에 배치되며, 제1 전극층(810)은 복수의 셀들(A1,A2,A3,A4) 각각의 제1 도전형 반도체층(336)은 제1 전극층(810)의 일부를 노출하는 개구부(840)를 갖는다. 예컨대, 개구부(840)는 칩 중앙 영역에 위치하는 셀들(A1,A2,A3,A4) 각각의 모서리에 위치할 수 있다.The
서로 이격하는 복수의 셀 영역들(A1,A2,A3,A4) 사이에는 절연층(830)이 배치될 수 있으며, 이때 절연층(830)은 인접한 셀 영역들 사이를 절연시켜 준다. 여기서, 인접한 셀 영역들(A1,A2,A3,A4) 사이의 절연층(830) 위에는 제1 전극층(810)에 연결된 접촉 전극을 배치하여, 전원을 효율적으로 공급할 수 있다.An insulating
도 11a 내지 도 11e는 실시예에 따른 도 1에 도시된 발광 소자의 제조 방법을 나타낸다. 11A to 11E show a method of manufacturing the light emitting device shown in FIG. 1 according to the embodiment.
도 11a를 참조하면, 성장 기판(101) 상에 발광구조물(130)을 성장시킨다. 성장 기판(101)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 발광구조물(130) 및 성장 기판(101) 사이에는 격자 상수 차이를 완화하기 위해 버퍼층(미도시) 및/또는 언도프트 질화물층(미도시)을 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 11A, a
발광구조물(130)은 성장 기판(101) 상에 제1 도전형의 반도체층(136), 활성층(134) 및 제2 도전형의 반도체층(132)을 순차적으로 성장함으로써 형성될 수 있다. 발광구조물(130)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
그리고, 제2 도전형 반도체층(132) 상에 제2 전극층(120)을 형성한다. 제2 전극층(120)은 오믹층/반사층/접합층, 오믹층/반사층, 반사층/접합층 중 어느 하나의 형태일 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 제2 도전형 반도체층(132) 상에 오믹층(124)을 형성하고, 오믹층(124) 상에 반사층(122)을 형성할 수 있다.The
오믹층(124) 및 반사층(122)은 예를 들어, 전자빔(E-beam) 증착, 스퍼터링(Sputtering), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 중 어느 하나의 방법에 의해 형성할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(132) 상에 오믹 접촉층(124)과 반사층(122)이 형성되는 면적은 다양하게 선택될 수 있다.The
다음으로, 도 11b를 참조하면, 제2 전극층(120), 제2 도전형 반도체층(132), 활성층(134)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(136)을 노출시키는 적어도 하나의 구멍(412, 414)을 형성한다. 이때 적어도 하나의 구멍(412, 414)의 바닥에는 러프니스(116)가 형성된다.11B, at least one hole (not shown) for exposing the first conductivity
예컨대, 포토리쏘그라피 공정 및 식각 공정을 이용하여, 제2 전극층(120)을 선택적으로 식각하여 제2 도전형 반도체층(132)의 일부를 노출시킨 후, 노출된 제2 도전형 반도체층(132)과 그 하부의 활성층(134)을 식각하여 제1 도전형 반도체층(136)을 노출하는 적어도 하나의 구멍(412, 414)을 형성한다. 그리고, 구멍(412,414)에 의해 노출되는 제1 도전형 반도체층(136)에 건식 식각 또는 PEC(Photo Electro Chemical) 식각 공정을 수행하여 구멍(412, 414)의 바닥에 러프니스(116)를 형성할 수 있다.For example, the
다음으로, 도 11c를 참조하면, 제2 전극층(120) 및 적어도 하나의 구멍(412, 414)의 측면 상에 절연층(140)을 형성한다. Next, referring to FIG. 11C, an insulating
다음으로, 도 11d를 참조하면, 적어도 하나의 구멍(412, 414)을 도전성 물질로 채워 제1 도전형 반도체층(136)과 접하도록 절연층(140) 상에 제1 전극층(115)을 형성한다. 이때, 도전성 물질은 구멍(412, 414)의 러프니스(116) 부분에도 채워진다. 구멍(412, 414)에 채워진 제1 전극층(115)의 부분은 접촉 전극(115-2)이 된다. Next, referring to FIG. 11D, a
그리고, 제1 전극층(115) 상에 지지 기판(110)을 형성한다. 이때, 지지 기판(110)은 본딩 방식, 도금 방식 또는 증착 방식으로 형성할 수 있다.A supporting
다음으로, 도 11e를 참조하면, 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off) 방법 또는 화학적 리프트 오프(Chemical Lift Off) 방법을 이용하여 성장 기판(101)을 발광구조물(130)로부터 제거한다. 도 11e에서는 도 11d에 도시된 구조물을 뒤집어서 도시한다.Next, referring to FIG. 11E, the
그리고, 단위 칩 영역에 따라 발광구조물(130)에 아이솔레이션(isolation) 에칭을 실시하여 복수 개의 발광구조물로 분리한다. 예를 들어, 아이솔레이션 에칭은 ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 건식 식각 방법에 의해 실시될 수 있다. Then, the
아이솔레이션(isolation) 에칭에 의하여 제2 전극층(120)의 일부는 발광구조물(130)로부터 개방된다. 예컨대, 아이솔레이션(isolation) 에칭에 의하여 발광구조물(130)이 식각되어 제2 전극층(120)의 테두리 일부를 개방할 수 있다.A part of the
그리고, 발광구조물(130)의 측면을 덮는 절연층(170)을 형성한다. 절연층(170)은 발광구조(130)의 측면을 덮도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광구조물(130)의 측면 및 상면의 일부 영역을 덮도록 형성될 수도 있다. 그리고, 제1 도전형 반도체층(136)의 상면에 러프니스 또는 패턴 패턴(160)을 형성한다. 그리고, 개방된 제2 전극층(120) 상에 제2 전극 패드(190)를 형성한다.Then, the insulating
도 12a 내지 도 12f는 실시예에 따른 도 3에 도시된 발광 소자의 제조 방법을 나타낸다.12A to 12F show a method of manufacturing the light emitting device shown in FIG. 3 according to the embodiment.
도 12a를 참조하면, 성장 기판(101)에 2족 내지 6족 원소의 화합물 반도체로 구성되는 발광구조물(330)을 형성한다. 예컨대, 성장 기판(101)에 제1 도전형 반도체층(336), 활성층(334) 및 제2 도전형 반도체층(332)을 형성한다. Referring to FIG. 12A, a
다음으로, 도 12b를 참조하면, 포토리쏘그라피 공정을 이용하여 발광구조물(330) 상에 마스크(미도시)를 형성하고, 마스크를 식각 마스크로 이용하여 발광구조물(330)의 일부를 식각하여 제1 도전형 반도체층(336)의 일부를 노출하는 개구부(915)를 형성한다. 예컨대, 제2 도전형 반도체층(332), 활성층(334) 및 제1 도전형 반도체층(336)의 일부를 식각하여 제1 도전형 반도체층(336)의 일부를 노출하는 개구부(915)를 형성할 수 있다. 이때, 제1 도전형 반도체층(336)의 노출되는 부분은 활성층(334)보다 낮게 형성될 수 있다. 12B, a mask (not shown) is formed on the
그리고, 제1 도전형 반도체층(336)의 노출된 부분(918)에 건식 식각 또는 PEC 식각 공정을 이용하여 러프니스(375)를 형성한다. Then, a
다음으로, 도 12c를 참조하면, 러프니스(375)가 형성된 제1 도전형 반도체층(336)의 노출된 부분에 제1 전극층(350)을 형성한다. 제1 전극층(350)은 식각된 발광구조물(330)의 측면과 이격되어 제1 전극층(350)과 발광구조물(330)의 측면 사이에 소정의 갭(930)을 갖도록 형성될 수 있다.Next, referring to FIG. 12C, a
다음으로, 도 12d에 도시된 바와 같이, 제1 전극층(350)의 둘레를 감싸도록 절연층(340)을 형성한다. 예컨대, 절연층(340)은 제1 전극층(350)의 측면과 상면에 형성될 수 있으며, 제1 전극층(350) 상면의 절연층(340)은 인접하는 제2 도전형 반도체층(332)의 상면 일부까지 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 절연층(340)은 식각된 발광구조물(330)의 측면과 제1 전극(350) 사이의 갭(930)을 채울 수 있다.Next, as shown in FIG. 12D, an insulating
다음으로, 도 12e를 참조하면, 제2 도전형 반도체층(332) 및 절연층(350) 상에 제2 전극층(320)을 형성하고, 제2 전극층(320) 상에 지지 기판(310)을 형성한다. 제2 전극층(320)은 오믹층, 반사층 및 접합층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.12E, a
다음으로, 도 12f를 참조하면, 성장 기판(101)을 물리적 및/또는 화학적 방식으로 발광구조물(330)로부터 제거한다. 도 12f에서는 도 12d에 도시된 구조물을 뒤집어서 도시한다.Next, referring to FIG. 12F, the
그리고, 성장 기판(101)을 제거한 후 노출되는 발광구조물(330)에 아이솔레이션 에칭을 실시한다. 아이솔레이션 에칭에 의하여 발광구조물(330)이 식각되어 제2 전극층(320)의 상면 일부가 노출된다. 또한, 아이솔레이션 에칭에 의하여 제1 도전형 반도체층(336)의 일부가 식각되어 제1 전극(350)의 상면의 일부가 노출되나, 제1 전극(350) 상면의 러프니스(375) 부분은 노출되지 않는다. Then, the
도 13은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다. 13 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package according to an embodiment.
상기 발광소자 패키지는 패키지 몸체(50), 리드 프레임(51, 52), 발광 소자(53), 반사판(54), 와이어(55) 및 수지층(56)을 포함한다.The light emitting device package includes a
패키지 몸체(50)의 상면에는 캐비티(cavity)가 형성될 수 있다. 상기 캐비티의 측벽은 경사지게 형성될 수 있다. 패키지 몸체(50)는 실리콘 기반의 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package), 실리콘 기판, 실리콘 카바이드(SiC), 질화알루미늄(aluminum nitride, AlN), 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR) 등과 같이 절연성 또는 열전도도가 좋은 기판으로 형성될 수 있으며, 복수 개의 기판이 적층되는 구조일 수 있다. 실시예는 패키지 몸체(50)의 재질, 구조 및 형상으로 한정되지 않는다. A cavity may be formed on the upper surface of the
리드 프레임(51, 52)은 열 배출이나 발광 소자의 장착을 고려하여 서로 전기적으로 분리되도록 패키지 몸체(50)에 배치된다. 발광 소자(53)는 리드 프레임(51, 52)과 전기적으로 연결된다. 발광 소자(53)는 도 1 내지 도 10의 실시예에 도시된 발광 소자일 수 있다.The lead frames 51 and 52 are disposed on the
반사판(54)은 발광 소자에서 방출된 빛을 소정의 방향으로 지향시키도록 패키지 몸체(50)의 캐비티 측벽에 형성된다. 반사판(54)은 광반사 물질로 이루어지며, 예컨대, 금속 코팅이거나 금속 박편일 수 있다.The
수지층(56)은 패키지 몸체(50)의 캐비티 내에 위치하는 발광 소자(53)를 포위하여 발광 소자(53)를 외부 환경으로부터 보호한다. 수지층(56)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 무색 투명한 고분자 수지 재질로 이루어질 수 있다. 수지층(56)에는 발광 소자(53)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있도록 형광체가 포함될 수 있다. The
실시예에 따른 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 배열되며, 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다.A plurality of light emitting device packages according to the embodiments may be arranged on a substrate, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, and the like may be disposed on the light path of the light emitting device package.
또 다른 실시예는 상술한 실시예들에 기재된 발광 소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.Still another embodiment may be implemented as a display device, an indicating device, a lighting system including the light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments, for example, the lighting system may include a lamp, a streetlight .
도 14는 발광모듈을 갖는 조명 장치의 일 실시예를 도시하는 도면이다. 14 is a diagram showing an embodiment of a lighting apparatus having a light emitting module.
이러한 조명 장치는, 발광모듈(20)과, 발광모듈(20)에서 발광된 빛의 출사 지향각을 안내하는 광가이드(30)를 포함하여 구성될 수 있다. The illumination device may include a
발광모듈(20)은 회로기판(printed circuit board; PCB)(21) 상에 구비되는 적어도 하나의 발광 소자(22)를 포함할 수 있으며, 다수의 발광 소자(22)가 회로기판(21) 상에 이격되어 배열될 수 있다. 발광 소자는 예를 들어, LED(light emitting diode)일 수 있다. The
광가이드(30)는 발광모듈(20)에서 발광되는 광을 집속하여 일정 지향각을 가지고 개구부를 통하여 출사될 수 있도록 하며, 내측면에는 미러면을 가질 수 있다. 여기서, 발광모듈(20)과 광가이드는 일정 간격(d)만큼 이격되어 설치될 수 있다.The
이와 같은 조명 장치는 상술한 바와 같이, 다수의 발광 소자(22)를 집속하여 빛을 얻는 조명등으로 사용될 수 있는 것으로서, 특히 건물의 천장이나 벽체 내에 매입되어 광가이드(30)의 개구부 측이 노출되는 매입등(다운라이트)으로 이용할 수 있다.As described above, such an illumination device can be used as an illumination light for collecting light by collecting a plurality of light emitting
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
110: 지지 기판 115: 제1 전극층
116,118,375: 러프니스 120: 제2 전극층
122: 반사층 124: 오믹층
130,330: 발광구조물 132,332: 제2 도전형 반도체층
134,334: 활성층 136,336: 제1 도전형 반도체층
140,340: 절연층 160: 러프니스 또는 패턴
170: 보호층 110: support substrate 115: first electrode layer
116, 118, 375: Roughness 120: Second electrode layer
122: reflective layer 124:
130,330: light emitting structure 132,332: second conductive type semiconductor layer
134, 334:
140, 340: insulation layer 160: roughness or pattern
170: protective layer
Claims (13)
상기 발광구조물 상에 배치되는 제2 전극층;
상기 제2 전극층, 상기 제2 도전형 반도체층, 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 일부 영역을 노출시키고, 측면과 바닥을 포함하는 적어도 하나 이상의 구멍;
상기 적어도 하나의 이상의 구멍의 측면과 바닥의 일부 영역에 배치되는 절연층; 및
상기 절연층이 배치된 상기 적어도 하나 이상의 구멍 내에 배치되는 제1 전극층을 포함하며,
상기 적어도 하나 이상의 구멍의 바닥에는 러프니스가 형성되고,
상기 제1 전극층은 상기 적어도 하나 이상의 구멍의 바닥에 형성된 상기 러프니스의 일부 영역에 대응되도록 배치되고, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 발광 소자.A light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer;
A second electrode layer disposed on the light emitting structure;
At least one hole extending through the second electrode layer, the second conductivity type semiconductor layer, and the active layer to expose a portion of the first conductivity type semiconductor layer and including side and bottom;
An insulating layer disposed on a side surface of the at least one hole and a partial area of the bottom; And
And a first electrode layer disposed in the at least one hole in which the insulating layer is disposed,
A roughness is formed at the bottom of the at least one hole,
Wherein the first electrode layer is disposed to correspond to a portion of the roughness formed at the bottom of the at least one hole, and is electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer.
상기 제1 전극층은 하부층과, 상기 하부층으로부터 분기되어 상기 제1 도전형 반도체층에 접하는 하나 이상의 접촉 전극을 갖는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode layer has a lower layer and at least one contact electrode branched from the lower layer and in contact with the first conductive type semiconductor layer.
상기 발광 구조물의 측면을 덮는 보호층을 더 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1,
And a protective layer covering a side surface of the light emitting structure.
상기 절연층은 상기 제2 전극층과 상기 제1 전극층 사이, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제1 전극층 사이, 및 상기 활성층과 상기 제1 전극층 사이를 절연시키며,
상기 절연층은 상기 적어도 하나 이상의 구멍의 바닥에 형성된 상기 러프니스의 부분에 채워지는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the insulating layer insulates between the second electrode layer and the first electrode layer, between the second conductive type semiconductor layer and the first electrode layer, and between the active layer and the first electrode layer,
Wherein the insulating layer is filled in the portion of the roughness formed at the bottom of the at least one hole.
상기 발광 구조물의 하부에 배치되는 지지 기판을 포함하고,
상기 발광 구조물의 상면은 상기 발광 구조물의 상면 외곽에 배치되는 외곽부와 상기 외곽부 내측에 배치되는 요철부를 포함하고,
상기 지지 기판의 상면으로부터 상기 외곽부의 상면까지의 최고 높이는 상기 지지 기판의 상면으로부터 상기 요철부의 상면의 최고 높이보다 더 높은 발광 소자.The method according to claim 1,
And a support substrate disposed under the light emitting structure,
Wherein the upper surface of the light emitting structure includes an outer frame portion disposed on the outer surface of the upper surface of the light emitting structure and a recessed portion disposed on the inner side of the outer frame portion,
Wherein a maximum height from an upper surface of the supporting substrate to an upper surface of the outer frame portion is higher than a highest height of an upper surface of the concave-convex portion from an upper surface of the supporting substrate.
상기 제1 전극층의 일 영역 및 상기 제2 전극층의 일 영역 각각은 상기 발광 구조물로부터 노출되고,
노출된 상기 제1 전극층의 일 영역에 배치되는 제1 전극 패드; 및
노출된 상기 제2 전극층의 일 영역에 배치되는 제2 전극 패드를 더 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein one region of the first electrode layer and one region of the second electrode layer are exposed from the light emitting structure,
A first electrode pad disposed on one side of the exposed first electrode layer; And
And a second electrode pad disposed on one side of the exposed second electrode layer.
상기 지지 기판 상에 배치되고, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광구조물;
상기 지지 기판과 상기 발광구조물 사이에 배치되는 제2 전극층;
상기 제2 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제1 도전형 반도체층의 일부 영역을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 제1 전극층; 및
상기 적어도 하나 이상의 제1 전극층의 측면을 둘러싸고 상기 적어도 하나 이상의 제1 전극층과 상기 제2 전극층 사이에 배치되는 절연층을 포함하고,
상기 적어도 하나 이상의 제1 전극층은,
상기 발광 구조물의 제1 도전형 반도체층과 수직 방향으로 중첩하고, 상기 제1 도전형 반도체층에 접하는 적어도 하나 이상의 접촉부; 및
상기 접촉부와 연결되고, 상기 발광 구조물의 측면보다 수평 방향의 외측으로 연장되는 제1 연장부를 포함하며,
상기 제1 도전형 반도체층에 접하는 상기 접촉부의 부분은 러프니스가 형성된 발광 소자.A support substrate;
A light emitting structure disposed on the supporting substrate, the light emitting structure including a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer;
A second electrode layer disposed between the support substrate and the light emitting structure;
At least one first electrode layer electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer through the second conductivity type semiconductor layer, the active layer, and a part of the first conductivity type semiconductor layer; And
And an insulating layer surrounding a side surface of the at least one first electrode layer and disposed between the at least one first electrode layer and the second electrode layer,
Wherein the at least one first electrode layer comprises:
At least one contact portion overlapping the first conductivity type semiconductor layer of the light emitting structure in the vertical direction and in contact with the first conductivity type semiconductor layer; And
And a first extending portion connected to the contact portion and extending outward in a horizontal direction than a side surface of the light emitting structure,
And a portion of the contact portion contacting the first conductivity type semiconductor layer is formed with a roughness.
상기 제2 도전형 반도체층, 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 일부 영역을 노출시키는 적어도 하나 이상의 구멍을 더 포함하고,
상기 적어도 하나 이상의 구멍의 바닥에는 러프니스가 형성되고, 상기 절연층은 상기 적어도 하나 이상의 구멍의 바닥에 형성된 상기 러프니스의 부분에 채워지는 발광 소자.8. The method of claim 7,
The second conductivity type semiconductor layer, and at least one hole penetrating the active layer and exposing a part of the first conductivity type semiconductor layer,
Wherein a roughness is formed at the bottom of the at least one hole, and the insulating layer is filled in a portion of the roughness formed at the bottom of the at least one hole.
상기 제1 연장부의 상면에 배치되는 전극 패드를 더 포함하는 발광 소자.8. The method of claim 7,
And an electrode pad disposed on an upper surface of the first extension portion.
상기 제1 연장부의 상면은 상기 활성층의 상면보다 높게 위치하고,
상기 전극 패드는 상기 제1 연장부의 상면과 접촉하는 발광 소자.10. The method of claim 9,
An upper surface of the first extended portion is positioned higher than an upper surface of the active layer,
Wherein the electrode pad is in contact with an upper surface of the first extending portion.
상기 발광구조물은 복수의 발광 셀들을 포함하고,
상기 제1 전극층은,
상기 복수의 발광 셀들의 중앙 영역에 배치되고, 상기 복수의 발광 셀들 각각의 제2 도전형 반도체층과 활성층을 관통하여 상기 복수의 발광 셀들 각각의 제1 도전형 반도체층에 접하는 접촉부들을 포함하고,
상기 제1 연장부는 상기 접촉부들을 서로 연결하는 발광 소자. 8. The method of claim 7,
Wherein the light emitting structure includes a plurality of light emitting cells,
Wherein the first electrode layer comprises a first electrode layer,
And contact portions disposed in a central region of the plurality of light emitting cells and in contact with the first conductive type semiconductor layer of each of the plurality of light emitting cells through the second conductive type semiconductor layer and the active layer of each of the plurality of light emitting cells,
And the first extension portion connects the contact portions to each other.
상기 접촉부로부터 수평 방향으로 연장되고 상기 발광 구조물의 내부에 배치되는 제2 연장부를 더 포함하는 발광 소자.8. The method of claim 7, wherein the first electrode layer
And a second extending portion extending in the horizontal direction from the contact portion and disposed inside the light emitting structure.
상기 패키지 몸체 상에 구비되는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 발광 소자;
상기 패키지 몸체에 구비되고, 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되는 리드 프레임; 및
상기 발광 소자를 포위하는 수지층을 포함하는 발광소자 패키지.A package body;
The light emitting device according to any one of claims 1 to 11, which is provided on the package body.
A lead frame provided on the package body and electrically connected to the light emitting element; And
And a resin layer surrounding the light emitting element.
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