KR102056617B1 - 반도체 발광소자 - Google Patents

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KR102056617B1
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Abstract

본 발명은 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면은 제1 및 제2 도전형 반도체층과, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층 및 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층의 일면에 각각 배치된 제1 및 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 하나는 패드부 및 상기 패드부로부터 연장되어 형성된 핑거부를 포함하며, 상기 핑거부는 말단이 링 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의할 경우, 전류가 국부적인 영역에 집중되는 현상을 최소화함으로써 ESD 내성이 강화되는 한편, 광 추출 효율은 향상될 수 있는 반도체 발광소자를 얻을 수 있다.

Description

반도체 발광소자 {Semiconductor light emitting device}
본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것이다.
반도체 발광소자의 일 종인 발광다이오드(LED)는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 반도체 발광소자는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역의 빛을 발광할 수 있는 III족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
이러한 III족 질화물 반도체를 이용한 발광소자는 기판 상에 n형 및 p형 질화물 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층을 구비하는 발광구조물을 성장시킴으로써 얻어지며, 이 경우, 발광구조물의 표면에는 외부로부터 전기 신호를 인가하기 위한 오믹전극과 본딩전극 등이 형성된다. 본딩전극의 경우, 패드부와 핑거부로 구성될 수 있으며, 상기 핑거부는 소자 전체적으로 균일한 전류를 인가하기 위해 채용될 수 있다. 그러나, 핑거부를 사용한 경우라도 핑거부의 일부 영역에는 전류가 집중될 수 있으므로, 당 기술 분야에서는 국부적인 영역에 전류가 집중되는 현상이 최소화된 개선된 전극 구조가 요구된다.
본 발명의 일 목적은 전류가 국부적인 영역에 집중되는 현상을 최소화함으로써 ESD 내성이 강화되는 한편, 광 추출 효율은 향상될 수 있는 반도체 발광소자를 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면은,
제1 및 제2 도전형 반도체층과, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층 및 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층의 일면에 각각 배치된 제1 및 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 하나는 패드부 및 상기 패드부로부터 연장되어 형성된 핑거부를 포함하며, 상기 핑거부는 말단이 링 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제공한다.
한편, 본 발명의 다른 측면은,
제1 및 제2 도전형 반도체층과, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층 및 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층의 일면에 각각 배치된 제1 및 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 하나는 패드부 및 상기 패드부로부터 연장되어 형성된 핑거부를 포함하며, 상기 핑거부는 링 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 전극은 적어도 상기 활성층 및 제2 도전형 반도체층이 제거되어 노출된 상기 제1 도전형 반도체층 표면에 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 전극은 상기 제1 도전형 반도체층 표면의 주연을 따라 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 핑거부는 상기 패드부보다 폭이 좁을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 전극은 모두 상기 패드부 및 핑거부를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 전극의 핑거부는 상기 제1 전극의 패드부로부터 상기 제2 전극의 패드부를 향하여 형성되며, 상기 제2 전극의 핑거부는 상기 제2 전극의 패드부로부터 상기 제1 전극의 패드부를 향하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 전극의 핑거부는 말단이 모두 링 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 전극의 핑거부는 모두 링 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 전극과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 오믹컨택부를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 오믹컨택부는 투광성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 전극은 광 반사 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 링 형상의 핑거부 말단은 상부에서 보았을 때 외곽 라인이 원 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 링 형상의 핑거부 말단은 상부에서 보았을 때 내부의 비어 있는 영역의 라인이 원 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 링 형상의 핑거부 말단은 상기 링 형상의 일부가 끊어져 오픈된 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 링 형상의 핑거부는 상기 링 형상의 일부가 끊어져 오픈된 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 링 형상의 핑거부는 양단이 상기 패드부와 연결되어 폐 루프를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 전극에 포함된 핑거부의 말단은 상기 핑거부가 연장된 방향에 수직인 방향에 대하여 오버랩되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의할 경우, 전류가 국부적인 영역에 집중되는 현상을 최소화함으로써 ESD 내성이 강화되는 한편, 광 추출 효율은 향상될 수 있는 반도체 발광소자를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 반도체 발광소자를 상부에서 바라본 개략적인 평면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5 및 도 6은 각각 도 3 및 도 4의 실시 형태로부터 변형된 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예와 비교 예에 따라 전극의 형상을 달리하여 구동 전압(Vf)과 파워(Po)를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명에서 제안하는 반도체 발광소자의 사용 예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1의 반도체 발광소자를 상부에서 바라본 개략적인 평면도를 나타낸다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(100)는 기판(101), 제1 도전형 반도제층(102), 활성층(103) 및 제2 도전형 반도체층(104)을 포함하며, 제1 도전형 반도체층(102)의 일면에는 제1 전극(106)이 형성되고, 제2 도전형 반도체층(104)의 일면에는 오믹컨택부(105) 및 및 제2 전극(107)이 형성될 수 있다.
기판(101)은 반도체 성장용 기판으로 제공되며, 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등과 같이 전기 절연성 및 도전성 물질로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 가장 바람직하게 사용될 수 있는 것은 전기 절연성을 갖는 사파이어로서 전기 절연성 기판(101)을 사용함에 따라 제1 도전형 반도체층(102)에 연결되는 전극 형성을 위한 에칭 공정이 수반될 수 있다. 사파이어는 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a측 방향의 격자상수가 각각 13.001Å과 4.758Å이며, C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다. 다만, 기판(101)은 최종 소자에서 반드시 필요한 요소는 아니라 할 것이며, 경우에 따라, 반도체층이 성장된 후 제거될 수도 있을 것이다.
제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104)은 각각 n형 및 p형 불순물이 도핑된 반도체로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 각각 p형 및 n형 반도체층이 될 수도 있을 것이다. 또한, 제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104)은 질화물 반도체, 예컨대, AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104)은 질화물 반도체가 아닌 AlGaInP계열 반도체나 AlGaAs계열 반도체로 이루어질 수도 있을 것이다. 제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104) 사이에 배치된 활성층(103)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출하며, 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조, 예컨대, 질화물 반도체일 경우, GaN/InGaN 구조가 사용될 수 있다. 한편, 발광구조물을 구성하는 제1 및 제2 도전형 반도체층(102, 104)과 활성층(103)은 유기 금속 화학 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), 수소화 기상 에피택시(Hydride Vapor Phase Epitaxy, 'HVPE'), 분자선 에피탁시(Molecular Beam Epitaxy, MBE) 등과 같이 당 기술 분야에서 공지된 공정을 이용하여 성장될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(104) 상에 배치된 오믹컨택부(105)는 광 투과율이 높으면서도 오믹컨택 성능이 상대적으로 우수한 ITO, CIO, ZnO 등과 같은 투명 전도성 산화물로 이루어질 수 있다. 다만, 오믹컨택부(105)는 본 발명에서 반드시 필요한 구성은 아니며, 실시 형태에 따라 제외되거나 다른 층으로 대체될 수 있다. 제1 및 제2 전극(106, 107)은 외부 전기 신호 인가를 위하여 도전성 와이어나 솔더 범프 등과 접촉하는 영역으로 제공되며, Au, Ag, Al, Cu, Ni 등과 같이 광 반사성 물질을 포함할 수 있으며, Cr/Au, Ti/Au 등과 같이 다층 구조를 이룰 수도 있다. 이 경우, 제1 전극(106)은 발광구조물에서 활성층(103) 및 제2 도전형 반도체층(104)이 일부 제거되어 노출된 제1 도전형 반도체층(102)의 일면에 형성될 수 있으며, 제2 전극(107)은 오믹컨택부(105) 상에 형성될 수 있다.
본 실시 형태의 경우, 도 2에 도시된 것과 같이, 제1 및 제2 전극(106, 107)은 전류가 발광구조물 전체적으로 균일하게 주입될 수 있도록 패드부(106a, 107a) 및 이보다 폭이 좁은 형태로서 패드부(106a, 107a)로부터 연장되어 형성된 핑거부(106b, 106b)를 포함한다. 즉, 제1 전극(106)은 제1 패드부(106a) 및 이로부터 제2 패드부(107a)를 향하여 형성된 제1 핑거부(106b)를 포함하며, 제2 전극(107)은 제2 패드부(107a) 및 이로부터 제1 패드부(106a)를 향하여 형성된 제2 핑거부(107b)를 포함한다. 이 경우, 전류 확산에 더욱 적합하도록 제1 도전형 반도체층(102) 상면에 형성되는 제1 패드부(106a) 및 제1 핑거부(106b)는 상기 상면의 주연(외곽)을 따라 형성될 수 있다.
본 실시 형태의 경우, 제2 핑거부(107b)는 그 말단이 링 형상을 갖도록 형성된다. 이 경우, 링 형상이라 함은 일 방향으로 관통하여 내부가 비어있는 구조라면 그 형상에 관계없이 모두 해당된다고 할 것이다. 링 형상을 갖는 제2 핑거부(107b)의 말단은 내부의 일부 영역이 제거되어 폐 루프(loop)를 이루는 형상을 가짐으로써 오믹컨택부(105)의 일부를 노출시키도록 형성될 수 있다. 제2 핑거부(107b)의 말단이 링 형상을 갖도록 형성됨으로써 상기 말단을 통하여 전류가 효과적으로 분사될 수 있다. 일반적으로, 핑거부는 상대적으로 좁은 폭으로 길게 뻗은 형태로 형성되기 때문에, 대전류 인가시 말단에서는 전류가 집중되어 ESD 내성이 취약한 문제가 있으며, 본 실시 형태와 같이, 제2 핑거부(107b)의 링 형상 말단에서는 전류가 퍼져나갈 수 있는 경로가 상대적으로 증가될 수 있으므로, ESD 내성이 향상될 수 있는 것이다.
제2 핑거부(107b)의 말단을 링 형상이 아닌 플레이트 형상(즉, 내부가 제거되지 않은 형상)으로 형성하는 경우에도 ESD 내성이 향상되는 효과를 기대할 수 있으나, 본 실시 형태와 비교하여 제2 핑거부(107b)에 의하여 오믹컨택부(105)가 가려지는 영역이 증가되므로 광 추출 효율이 저하될 수 있다. 또한, 서로 동일한 면적으로 형성되는 경우를 고려하더라도 플레이트 형상보다 링 형상인 경우가 핑거의 말단이 실질적으로 차지하는 영역이 더 크다고 볼 수 있으므로, 전류 확산에 보다 유리하다. 또한, 제1 및 제2 전극(106, 107) 간의 거리가 가까울수록 저항이 감소되어 전기적 특성은 우수해질 수 있으므로, 제1 및 제2 핑거부(106b, 107b) 말단은 제1 및 제2 핑거부(106b, 107b)가 연장된 방향에 수직인 방향에 대하여 오버랩(overlap)되도록 형성될 수 있다. 즉, 도 2를 기준으로, 제1 및 제2 핑거부(106b, 107b)가 연장된 방향에 수직인 방향은 세로 방향에 해당한다. 이러한 제1 및 제2 핑거부(106b, 107b) 말단의 오버랩 형태는 이하의 실시 형태에서도 모두 적용될 수 있을 것이다.
한편, 도 2에 도시된 것과 같이, 제2 핑거부(107b)의 말단은 소자(100)의 상부에서 보았을 때 외곽 라인이 원 형상을 가질 수 있으며, 나아가, 내부의 비어 있는 영역의 라인도 원 형상을 가질 수 있다. 이러한 원 형상은 전류를 고르게 확산시키는 데에 적합할 수 있다. 다만, 상기 외곽 라인과 내부의 비어 있는 영역의 라인은 원 형상으로 제한되는 것은 아니며, 실시 형태에 따라, 다각형이나 타원 형상도 가능할 것이다.
한편, 상술한 실시 형태에서는 링 형상의 핑거부가 제2 전극(107)에만 형성되어 있으며, 이는 제2 도전형 반도체층(104)이 p형 반도체로 이루어진 경우 이동도가 낮은 정공의 확산을 우선적으로 고려한 것이나, 링 형상의 핑거부는 제1 전극(106)에도 채용될 수 있을 것이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 본 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(200)는 앞선 실시 형태와 비교하여 2개의 전극 모두에 링 형상 핑거가 채용된 점에서만 차이가 있다. 즉, 제1 도전형 반도체층(202)의 일면에 형성된 제1 전극(206)은 패드부(206a)와 핑거부(206b)를 구비하며, 마찬가지로, 오믹컨택부(205) 상에 형성된 제2 전극(207)은 패드부(207a)와 핑거부(207b)를 구비하는데, 제1 및 제2 핑거부(206b, 207b) 모두 말단이 링 형상을 갖도록 형성된다.
본 실시 형태와 같이, 제1 및 제2 핑거부(206b, 207b) 모두 말단이 링 형상을 이룸으로써 전류 확산 및 ESD 내성이 더욱 향상될 수 있다. 본 실시 형태의 경우에도, 제1 및 제2 전극(206, 207) 간의 거리가 가까울수록 저항이 감소되어 전기적 특성은 우수해질 수 있으므로, 제1 및 제2 핑거부(206b, 207b) 말단은 제1 및 제2 핑거부(206b, 207b)가 연장된 방향에 수직인 방향에 대하여 오버랩되도록 형성될 수 있다. 즉, 도 3을 기준으로, 제1 및 제2 핑거부(206b, 207b)가 연장된 방향에 수직인 방향은 세로 방향에 해당한다. 특히, 본 실시 형태의 경우, 제1 및 제2 핑거부(206b, 207b)에서 링 형상 구조에 해당하는 부분이 오버랩됨으로써 전기적 특성이 더욱 향상될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 본 실시 형태의 경우, 앞선 실시 형태와 비교하여 그 기능은 유사하지만, 핑거부의 형상에 다소 차이가 있다. 구체적으로, 본 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(300)의 경우, 제1 도전형 반도체층(302)의 일면에 형성된 제1 전극(306)은 패드부(306a)와 핑거부(306b)를 구비하며, 마찬가지로, 오믹컨택부(305) 상에 형성된 제2 전극(307)은 패드부(307a)와 핑거부(307b)를 구비한다. 이 경우, 앞선 실시 형태에서는 말단에서만 링 형상을 형성하였던 것과 달리 제1 및 제2 핑거부(306b, 307b) 자체가 링 형상을 갖도록 형성되며, 나아가, 제1 및 제2 핑거부(306b, 307b)의 양단이 패드부(306a, 307a)와 연결되어 폐 루프를 형성할 수 있다. 제1 및 제2 핑거부(306b, 307b)가 이러한 링 형상을 가짐으로써 전류 확산 기능이 향상을 달성하면서도 광 추출 효율의 저하는 최소화될 수 있다. 여기서, 상기 폐 루프 형상은 도 4에 도시된 것과 다르게, 측면이 곡면을 갖도록 형성될 수도 있을 것이다. 또한, 본 실시 형태에서는 제1 및 제2 핑거부(306b, 307b)가 모두 링 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 제1 및 제2 핑거부(306b, 307b) 중 하나만 링 형상을 가질 수도 있을 것이다.
앞선 실시 형태에서는 링 형상을 갖는 핑거부의 말단이 폐 루프를 형성하는 구조를 설명하였으나, 상기 링 형상은 일부가 제거되어 끊어진 구조를 가질 수도 있다. 도 5 및 도 6은 각각 도 3 및 도 4의 실시 형태로부터 변형된 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 우선, 도 5를 참조하면, 변형된 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(200`)는 제1 전극(206`)은 패드부(206a)와 핑거부(206b`)를 구비하며, 마찬가지로, 오믹컨택부(205) 상에 형성된 제2 전극(207`)은 패드부(207a)와 핑거부(207b`)를 구비하는데, 제1 및 제2 핑거부(206b`, 207b`) 모두 말단이 링 형상을 갖도록 형성된다. 다만, 도 3의 실시 형태와 달리, 제1 및 제2 핑거부(206b`, 207b`)의 말단은 상기 링 형상의 일부가 끊어져 오픈된 형상을 가지며, 이와 같이, 일부 오픈 영역이 형성된 링 구조에서도 앞서 설명한 ESD 내성 향상 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 도 5의 실시 형태에서는 제1 및 제2 핑거부(206b`, 207b`)의 말단이 모두 링 형상을 갖는 것으로 나타나 있지만, 실시 형태에 따라, 제1 및 제2 핑거부(206b`, 207b`) 중 하나만이 링 형상의 말단을 가질 수도 있을 것이다. 또한, 오픈 영역도 상기 링 구조에서 도 5에 도시된 것과 다른 영역에 형성될 수도 있을 것이다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 변형된 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(300`)는 제1 전극(306`)은 패드부(306a)와 핑거부(306b`)를 구비하며, 마찬가지로, 오믹컨택부(305) 상에 형성된 제2 전극(307`)은 패드부(307a)와 핑거부(307b`)를 구비한다. 제1 및 제2 핑거부(306b`, 307b`)는 그 자체가 링 형상을 갖되, 도 4의 실시 형태와 달리, 상기 링 형상의 일부가 끊어져 오픈된 형상을 가지며, 이와 같이, 일부 오픈 영역이 형성된 링 구조에서도 앞서 설명한 ESD 내성 향상 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 도 6의 실시 형태에서는 제1 및 제2 핑거부(306b`, 307b`)의 말단이 모두 링 형상을 갖는 것으로 나타나 있지만, 실시 형태에 따라, 제1 및 제2 핑거부(306b`, 307b`) 중 하나만이 링 형상을 가질 수도 있을 것이다. 또한, 오픈 영역도 상기 링 구조에서 도 6에 도시된 것과 다른 영역에 형성될 수도 있을 것이다.
본 발명의 발명자는 본 발명의 실시 예와 비교 예의 성능 차이를 실험하여 보았다. 도 7은 본 발명의 실시 예와 비교 예에 따라 전극의 형상을 달리하여 구동 전압(Vf)과 발광 파워(Po)를 측정하여 나타낸 그래프이다. 도 7의 그래프에서, Ref.는 제1 및 제2 핑거부의 말단을 링 형상이나 플레이트 형상의 구조물을 형성하지 않은 구조로서, 핑거부 전체가 막대 형상을 갖는다. 실시 예 1(①)은 제2 핑거부의 말단에만 링 형상을 채용한 것(도 2의 실시 형태에 해당)이며, 실시 예 2(②)는 제1 및 제2 핑거부 모두의 말단에 링 형상을 채용한 것(도 3의 실시 형태에 해당)이다. 비교 예(③)의 경우, 제1 및 제2 핑거부 모두의 말단에 플레이트 형상, 즉, 도 3의 실시 형태에서 링의 내부가 메워진 구조를 채용한 것이다. 도 7을 참조하면, Ref.와 비교하여 링이나 플레이트 형상의 구조물을 채용할 경우, 구동 전압(Vf)이 낮아질 수 있다. 특히, 링 형상 구조물의 채용 시 플레이트 형상 구조물과 비교하여, 구동 전압(Vf)은 다소 높지만, 발광 파워(Po) 면에서 약 2% 정도 우수한 효과를 나타내었다.
한편, 상기와 같은 구조를 갖는 반도체 발광소자는 다양한 분야에서 응용될 수 있다. 도 8은 본 발명에서 제안하는 반도체 발광소자의 사용 예를 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도 8을 참조하면, 조광 장치(400)는 발광 모듈(401)과 발광 모듈(401)이 배치되는 구조물(404) 및 전원 공급부(403)를 포함하여 구성되며, 발광 모듈(401)에는 본 발명에서 제안한 방식으로 얻어진 하나 이상의 반도체 발광소자(402)가 배치될 수 있다. 이 경우, 반도체 발광소자(402)는 그 자체로 모듈(401)에 실장되거나 패키지 형태로 제공될 수도 있을 것이다. 전원 공급부(403)는 전원을 입력받는 인터페이스(405)와 발광 모듈(401)에 공급되는 전원을 제어하는 전원 제어부(406)를 포함할 수 있다. 이 경우, 인터페이스(405)는 과전류를 차단하는 퓨즈와 전자파장애신호를 차폐하는 전자파 차폐필터를 포함할 수 있다.
전원 제어부(406)는 전원으로 교류 전원이 입력되는 경우, 전원 제어부는 교류를 직류로 변환하는 정류부와, 발광 모듈(401)에 적합한 전압으로 변환시켜주는 정전압 제어부를 구비할 수 있다. 만일, 전원 자체가 발광 모듈(401)에 적합한 전압을 갖는 직류원(예를 들어, 전지)이라면, 정류부나 정전압 제어부를 생략될 수도 있을 것이다. 또한, 발광 모듈(401)의 자체가 AC-LED와 같은 소자를 채용하는 경우, 교류 전원이 직접 발광 모듈(401)에 공급될 수 있으며, 이 경우도 정류부나 정전압 제어부를 생략될 수도 있을 것이다. 나아가, 전원 제어부는 색 온도 등을 제어하여 인간 감성에 따른 조명 연출을 가능하게 할 수도 있다. 또한, 전원 공급부(403)는 발광소자(402)의 발광량과 미리 설정된 광량 간의 비교를 수행하는 피드백 회로 장치와 원하는 휘도나 연색성 등의 정보가 저장된 메모리 장치를 포함할 수 있다.
이러한 조광 장치(400)는 화상 패널을 구비하는 액정표시장치 등의 디스플레이 장치에 이용되는 백라이트 유닛이나 램프, 평판 조명 등의 실내 조명 또는 가로등, 간판, 표지판 등의 실외 조명 장치로 사용될 수 있으며, 또한, 다양한 교통수단용 조명 장치, 예컨대, 자동차, 선박, 항공기 등에 이용될 수 있다. 나아가, TV, 냉장고 등의 가전 제품이나 의료기기 등에도 널리 이용될 수 있을 것이다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
101: 기판 102: 제1 도전형 반도체층
103: 활성층 104: 제2 도전형 반도체층
105: 오믹컨택부 106, 107: 제1 및 제2 전극
106a, 107a: 패드부 106b, 107b: 핑거부

Claims (18)

  1. 제1 및 제2 도전형 반도체층;
    상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층; 및
    상기 제1 및 제2 도전형 반도체층의 일면에 각각 배치된 제1 및 제2 전극;을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 전극 각각은 패드부 및 상기 패드부보다 좁은 폭을 가지고 상기 패드부로부터 연장되는 핑거부를 포함하며, 상기 핑거부들 중 적어도 하나는 상기 패드부로부터 상기 패드부보다 좁은 일정 폭을 가지고 일 방향으로 연장되는 제1 영역 및 상기 제1 영역과 연결되며 하나의 링 형상을 갖는 말단인 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역의 전체 폭은 상기 패드부의 폭보다 좁고 상기 제1 영역의 폭보다 넓으며,
    상기 제1 전극의 핑거부는 상기 제1 전극의 패드부로부터 상기 제2 전극의 패드부를 향해 연장되고, 상기 제2 전극의 핑거부는 상기 제2 전극의 패드부로부터 상기 제1 전극의 패드부를 향해 연장되며, 상기 핑거부들의 말단들은 상기 핑거부들이 연장되는 방향에 수직한 방향에서 오버랩되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 적어도 상기 활성층 및 제2 도전형 반도체층이 제거되어 노출된 상기 제1 도전형 반도체층 표면에 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극의 핑거부는 각각 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상부에서 보았을 때 외곽 라인이 원 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상부에서 보았을 때 내부의 비어 있는 영역의 라인이 원 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 링 형상의 일부가 끊어져 오픈된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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