KR102111647B1 - 반도체 발광소자 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 반도체 발광소자에 있어서, 기판; 기판 위에 구비되며, 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층; 제1 반도체층 위에 구비되며, 전자와 정공의 재결합을 통해 자외선을 생성하는 활성층; 활성층 위에 구비되며, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층; 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 그리고, 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하며, 평면상에서 활성층 및 제2 반도체층을 제1 반도체층이 둘러싸도록 형성되며, 활성층과 제2 반도체층은 외곽을 형성하고, 제1 전극은 반도체 발광소자의 길이방향으로 형성된 연장선 및 외곽과 겹치지 않도록 형성되는 반도체 발광소자에 관한 것이다.
Description
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 출광 효율이 높은 반도체 발광소자에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자는 성장기판(10; 예: 사파이어 기판), 성장기판(10) 위에, 복수의 반도체층으로 버퍼층(20), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: n형 GaN층), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; 예; INGaN/(In)GaN MQWs), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: p형 GaN층)이 순차로 증착되어 있다. 버퍼층(20)은 생략될 수 있다. 그 위에 전류 확산을 위한 투광성 전도막(60)과, 본딩 패드로 역할하는 전극(70)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(14) 위에 본딩 패드로 역할하는 전극(80: 예: Cr/Ni/Au 적층 금속 패드)이 형성되어 있다. 도 1과 같은 형태의 반도체 발광소자를 특히 레터럴 칩(Lateral Chip)이라고 한다. 여기서, 성장기판(10) 측이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면이 된다.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자의 다른 예를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해 도면기호를 변경하였다.
반도체 발광소자는 성장기판(10), 성장기판(10) 위에, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 성장기판(10) 측으로 빛을 반사시키기 위한 3층으로 된 전극막(90, 91, 92)이 형성되어 있다. 제1 전극막(90)은 Ag 반사막, 제2 전극막(91)은 Ni확산 방지막, 제3 전극막(92)은 Au 본딩층일 수 있다. 식각되어 노출된 제1 반도체층(30) 위에 본딩 패드로 기능하는 전극(80)이 형성되어 있다. 여기서, 전극막(92)측이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면이 된다. 도 2와 같은 형태의 반도체 발광소자 칩을 특히 플립 칩(Flip Chip)이라고 한다. 도 2에 도시된 플립 칩의 경우 제1 반도체층(30) 위에 형성된 전극(80)이 제2 반도체층 위에 형성된 전극막(90,91, 92)보다 낮은 높이에 있지만, 동일한 높이에 형성될 수 있도록 할 수도 있다. 여기서 높이의 기준은 성장기판(10)으로부터의 높이일 수 있다. 반도체 발광소자에는 래터럴 칩 또는 플립 칩 이외에 수직 칩 등이 있다.
도 3은 한국 공개특허공보 제2015-0055390호에 기재된 반도체 발광소자의 다른 일 예를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해 도면기호를 일부 변경하였다.
반도체 발광소자는 플립 칩으로, 성장기판(10; 예: 사파이어 기판), 성장기판(10) 위에 복수의 반도체층으로, 버퍼층(20), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: n형 반도체층), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; 예; INGaN/(In)GaN MQWs), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: p형 반도체층)이 순차로 증착되어 있다. 버퍼층(20)은 생략될 수 있다. 그 위에 전류 확산을 위한 투광성 전도막(60)과, 본딩 패드로 역할하는 제2 패드전극(70)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(30) 위에 본딩 패드로 역할하는 제1 패드전극(80: 예: Cr/Ni/Au 적층 금속 패드)이 형성되어 있다. 또한 반도체 발광소자의 동작 전압을 낮추기 위한 전극 구조로 제1 반도체층(n형 반도체층)에 형성되는 제1 전극(51) 및 제2 반도체층(p형 반도체층)에 형성되는 제2 전극(52)을 포함하고 있다.
도 4는 한국 공개특허공보 제2014-0073160호에 기재된 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해 도면기호를 일부 변경하였다.
기판(21) 상에 제1 반도체층(23)이 형성되고, 제1 반도체층(23) 상에 활성층(25) 및 제2 반도체층(27)이 위치한다. 기판(21)은 질화갈륨계 반도체층을 성장시키기 위한 기판으로, 예컨대 사파이어 기판, 탄화실리콘 기판 또는 질화갈륨 기판일 수 있으며, 특히 사파이어 기판일 수 있다.
제1 반도체층(23) 상에 서로 이격된 복수의 메사들(M)이 형성될 수 있으며, 복수의 메사들(M)이 각각 활성층(25) 및 제2 반도체층(27)을 포함할 수 있다. 활성층(25)은 제1 반도체층(23)과 제2 반도체층(27) 사이에 위치한다. 한편, 반사 전극들(30)이 각각 복수의 메사들(M) 상에 위치한다.
도 4(a)와 같이 평면상에서 볼 때, 제1 반도체층(23)에 둘러싸도록 제2 반도체층(27) 및 활성층(25)이 형성된다. 평면상에서 제2 반도체층(27) 및 활성층(25)은 제1 반도체층(23)이 둘러싸는 섬형으로 형성된다.
최근에는 자외선을 발광하는 반도체 발광소자에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 자외선을 발광하는 반도체 발광소자의 복수의 반도체층은 알루미늄 갈륨 질화물(AlGaN) 물질을 기반으로 하고 있다. 그런데 알루미늄 갈륨 질화물(AlGaN) 물질은 면저항이 높아서 전류의 퍼짐이 좋지 않다. 또한, 파장이 짧은 자외선은 제2 반도체층, 전극 및 패드전극에 흡수되어 반도체 발광소자의 온도를 높히고, 반도체 발광소자의 출광효율을 낮추는 문제점이 있다.
본 개시는 파장이 짧은 자외선의 출광효율을 높이는 반도체 발광소자를 제공하고자 한다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 측면에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 기판; 기판 위에 구비되며, 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층; 제1 반도체층 위에 구비되며, 전자와 정공의 재결합을 통해 자외선을 생성하는 활성층; 활성층 위에 구비되며, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층; 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 그리고, 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하며, 평면상에서 활성층 및 제2 반도체층을 제1 반도체층이 둘러싸도록 형성되며, 활성층과 제2 반도체층은 외곽을 형성하고, 제1 전극은 반도체 발광소자의 길이방향으로 형성된 연장선 및 외곽과 겹치지 않도록 형성되는 반도체 발광소자가 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면,
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자의 다른 예를 보여주는 도면,
도 3은 한국 공개특허공보 제2015-0055390호에 기재된 반도체 발광소자의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 4는 한국 공개특허공보 제2014-0073160호에 기재된 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자의 다른 예를 보여주는 도면,
도 3은 한국 공개특허공보 제2015-0055390호에 기재된 반도체 발광소자의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 4는 한국 공개특허공보 제2014-0073160호에 기재된 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5(a)는 반도체 발광소자(100)의 사시도, 도 5(b)는 평면도, 도 5(c)는 측면도를 나타낸다.
반도체 발광소자(100)는 기판(110), 제1 반도체층(130), 활성층(140), 제2 반도체층(150), 제1 전극(180) 및 제2 전극(170)을 포함한다. 기판(110)은 주로 사파이어, SiC, Si, GaN 등이 이용되며, 최종적으로 기판(110)은 제거될 수 있다. 기판(110)은 투광성 재질로 형성될 수 있다. 기판(110) 위에 제1 반도체층(130)이 형성될 수 있다. 기판(110)과 제1 반도체층(130) 사이에는 버퍼층(120)이 형성될 수 있다.
제1 반도체층(130; 예; n형 반도체층)은 제1 도전성을 가진다. 활성층(140)은 제1 반도체층(130) 위에 구비되고, 활성층(140)에서 전자와 정공의 재결합을 통해 자외선이 발광된다. 제2 반도체층(150; 예; p형 반도체층)은 활성층(140) 위에 구비되고, 제2 반도체층(150)은 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가진다.
제1 전극(180)은 제1 반도체층(130) 위에 형성되고, 제1 반도체층(130)과 전기적으로 연결된다. 제2 전극(170)은 제2 반도체층(150) 위에 형성되고, 제2 반도체층(150)과 전기적으로 연결된다.
제1 반도체층(130), 활성층(140) 및 제2 반도체층(150)은 알루미늄갈륨 질화물(AlGaN) 물질을 기반으로 하여 반도체 발광소자(100)가 자외선을 방출할 수 있다. 특히 300nm 이하의 단파장을 갖는 자외선(예: 200nm 내지 280nm 파장대의 UV-C)을 방출할 수 있다.
도 5(b)와 같이, 평면상에서 제1 반도체층(130)이 활성층(140) 및 제2 반도체층(150)을 둘러싸도록 형성된다.
반도체 발광소자(100)의 가장자리 부분의 활성층(140) 및 제2 반도체층(150)을 식각하여 제1 반도체층(130)을 넓게 노출시킨다. 제1 반도체층(130)의 노출된 면을 따라 전류가 확산되어 제2 전극(170)이 형성된 반대까지 전류가 잘 전달될 수 있다.
또한, 활성층(140)에서 발광된 자외선은 제1 반도체층(130)과 기판(110)을 대부분 통과하지만 제2 반도체층(150)에는 대부분 흡수되어 반도체 발광소자(100)의 온도가 상승하는 문제점이 있다. 제2 반도체층(150)을 일부분 제거함으로서 온도 상승을 제한할 수 있다.
제1 반도체층(130)에 형성되는 제1 전극(180)은 제1 반도체층(130)에 넓게 형성되면 전류 확산에 이점이 있다. 그러나 제1 전극(180)은 자외선을 흡수하므로 도트로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 같은 물질로 형성되는 제2 전극(170)도 자외선이 흡수될 수 있으므로 도트로 형성되는 것이 바람직하다.
평면상에서 활성층(140) 및 제2 반도체층(150)과 제1 반도체층(130)의 경계를 활성층(140) 및 제2 반도체층(150)의 외곽(302)이라고 하며, 외곽(302)의 교점(304) 중 적어도 하나는 모나지 않은 둥근 교점(304)으로 형성된다. 둥근 교점(304)은 곡률반경(303)을 가지며, 곡률반경(303)은 15~50um 사이의 값을 가질 수 있다. 외곽(302)이 모가 있는 교점(304;도 6(a) 참조)으로 형성되는 경우의 문제점은 도 6에서 자세하게 설명한다.
제2 반도체층(150)에는 외곽(302)으로부터 일정하게 떨어진 거리(308)까지 활성층(140)이 발광하여 자외선이 나오고 일정하게 떨어진 거리(308) 이상이면 활성층(140)에서 자외선이 나오지 않는 적어도 하나 이상의 영역(305)이 형성된다. 원인은 도 6에서 설명한다. 자외선이 나오지 않는 영역(305)을 도면에는 제2 반도체층(150) 위에 표현하였지만 제2 반도체층(150)은 자외선을 흡수하기 때문에 제2 반도체층(150)에는 나타나지 않을 수 있다. 자외선이 나오지 않는 영역(305)은 자외선이 나가는 제1 반도체층(130)측이나 기판(110)측에서 볼 수 있는데, 이를 제2 반도체층(150) 측에 표현하였다.
적어도 하나 이상의 영역(305)은 복수개 구비되며, 복수의 영역(305) 사이에는 복수의 영역(305)을 지나가는 외곽(302)의 최소폭(306)보다 좁은 폭(307)을 가지는 통로(301)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 복수의 영역(305)은 제1 영역(315), 제2 영역(316) 및 제3 영역(317)을 포함한다. 제1 영역(315) 및 제2 영역(316) 사이에 통로(301)가 구비되고, 제2 영역(316) 및 제3 영역(317) 사이에 통로(301)가 형성된다. 통로(301)가 형성됨으로 인해서 자외선이 나오지 않는 영역(305)이 줄어든다.
외곽(302)의 최대폭(313)이 형성되는 곳에 복수의 영역(305)이 형성될 수 있다.
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6(a)는 외곽(302)의 교점(304)에 모가 형성된 예이다. 교점(304)에 모가 형성되어 있으면, 교점(304)에 전류가 모이는 현상이 생겨서 교점(304)이 형성된 반도체층에 손상을 입힌다.
도 6(b)와 같이 교점(304)을 둥글게 형성하여 외곽(302)에 모가 형성되지 않도록 형성하는 것이 바람직하다. 외곽(302)에 모가 형성되지 않아서 전류가 반도체층을 손상시키는 문제점이 완화되었다.
그러나, 외곽(302)으로부터 일정하게 떨어진 거리(308)까지 전류가 균일하게 퍼지고, 그 이상은 전류가 퍼지지 않아서 외곽(302)으로부터 일정거리 떨어진 부분에 자외선을 발광하지 않는 영역(305)이 형성된다.
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
자외선을 발광하지 않는 영역(305)의 크기를 줄이면서 활성층(140;도 5 참조)의 크기를 넓히기 위해 복수의 영역(305)의 최소폭(306)보다 좁도록 복수의 영역(305) 사이에 통로(301)가 형성된다. 통로(301)의 폭(307)은 외곽(302)으로부터 자외선이 발광하는 영역(305)까지의 거리(308)의 두 배보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
빛은 사방으로 발광되기 때문에 영역(305)이 작게 형성되면, 빛에 의해 영역(305)이 가려지기도 한다.
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
외곽(302)의 교점(304; 도 6 참조)에 모가 형성되지 않도록 하기 위해 원형으로 형성하였다. 하지만 원형으로 형성되는 경우 반도체 발광소자(100)의 폭 방향으로 최대한 크게 형성하여도 길이방향으로 많은 활성층(140;도 5 참조)이 제거되어 원하는 출광효율이 나오지 않는다. 이를 해결한 구조를 도 9에 도시하였다.
제1 전극(180) 및 제2 전극(170) 중 적어도 하나로부터 반도체 발광소자(100)의 길이방향으로 형성된 연장선(309)과 외곽(302)이 겹치지 않도록 형성될 수 있다. 왜냐하면, 예를 들어, 제1 전극(180)으로부터 나올 전자 및 정공 중 적어도 하나가 외곽(302)을 만나면 노출된 제1 반도체층(130) 전면으로 퍼지지 못하고 제2 전극(170)으로 이동하여 활성층(140)이 일부분만 활성화될 수 있기 때문이다.
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8보다 넓은 활성층(140; 도 5 참조)을 가질 수 있도록 도 8의 반도체 발광소자(100)의 외곽(302)을 길이방향으로 넓히면서 외곽(302)에 모가 형성되지 않도록 외곽(302)을 타원형으로 형성하였다. 도 8보다 도 9의 활성층(140)의 크기가 커서 자외선의 총량이 더 많아진다. 하지만 활성층(140)의 크기가 커지면서 타원형 중심에 자외선을 발광하지 않는 영역(305)도 커진다.
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 10는 반도체 발광소자(100)의 단면도를 나타낸다.
반도체 발광소자(100)는 절연층(160), 제1 패드전극(210) 및 제2 패드전극(220)을 더 포함한다.
절연층(160)은 제1 반도체층(130), 제2 반도체층(150) 및 활성층(140) 위에 형성되며, 절연층(160)은 투광성이며, 비 도전성 재료로 형성된다. 예를 들면, 절연층(160)은 SiO₂로 형성될 수 있다.
제1 패드전극(210)과 제2 패드전극(220)의 절연층(160) 위에 형성되며, 제1 패드전극(210)의 적어도 일부는 제1 전극(180)과 전기적으로 연결된다. 제2 패드전극(220)의 적어도 일부는 제2 전극(170)과 전기적으로 연결된다.
제1 패드전극(210)과 제2 패드전극(220)은 외부의 전원과 접촉할 때 안정적으로 접촉하기 위해서 형성된다. 제1 패드전극(210)과 제2 패드전극(220)은 넓게 형성되는 것이 외부 전원에 안정적으로 접촉할 수 있게 도와준다.
제1 패드전극(210)과 제2 패드전극(220)은 절연층(160) 위를 덮고 있다. 그러나 자외선은 파장이 짧아서 제1 패드전극(210)과 제2 패드전극(220)에 대부분의 자외선이 흡수되는 문제점이 있다.
외곽(302)은 제1 반도체층(130)과 90도로 형성될 수 있고, 이때, 활성층(140)은 측면을 가지며, 활성층(140)의 측면에서 나오는 자외선은 반도체 발광소자(100)의 측면으로 나가게 된다.
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 10에서 나타난 문제점을 해결하기 위해 제1 패드전극(210)과 제2 패드전극(220) 중 적어도 하나는 절연층(160)이 노출되도록 형성된 노출부(230)를 포함한다. 외곽(302)은 노출부(230)와 겹치도록 형성될 수 있다. 노출부(230)는 평면상에서 활성층(140)과 적어도 일부가 겹치도록 위치할 수 있다. 평면상에서 활성층(140)의 측면을 따라서 노출부(230)가 구비될 수 있다. 이는 도 12에서 자세하게 설명한다.
활성층(140)의 측면에서 나오는 자외선이 반도체 발광소자(100)의 측면으로 나가는 것을 전면으로 나가게 하기 위해 제1 반도체층(130)의 노출된 상면과 활성층(140)의 측면 사이의 각도(310)는 90도 이상으로 형성될 수 있다. 제1 반도체층(130)의 상면과 활성층(140)의 측면 사이(310)가 90도 이상으로 형성되면 90도로 형성되는 것보다 활성층(140)이 더 형성될 수 있기 때문에 활성층(140)에서 나가는 빛의 양이 많아질 수 있다. 또한, 빛이 제2 반도체층(150) 측으로 더 많이 빛이 나갈 수 있게 된다.
제1 반도체층(130)의 노출된 상면과 활성층(140)의 측면 사이의 각도(310)가 90도 이상으로 형성되자 평면상에서 외곽(302)은 제1 외곽(311)과 제2 외곽(312)을 가지게 된다. 평면상에서 활성층(140) 및 제2 반도체층(150)과 제1 반도체층(130)의 경계를 활성층(140) 및 제2 반도체층(150)의 외곽(302)이라고 한다. 활성층(140)이 90도 이상으로 형성되는 경우 외곽(302)은 제1 외곽(311)과 제2 외곽(312)을 포함한다. 제1 외곽(311)은 제2 반도체층(150)의 상면과 활성층(140)의 경계이고, 제2 외곽(312)은 제1 반도체층(130)의 상면과 식각되지 않은 제1 반도체층(130) 또는 활성층(140) 중 적어도 하나의 경계이다. 평면상에서 제1 외곽(311)과 제2 외곽(312) 사이가 노출부(230)의 적어도 일부와 겹치도록 위치할 수 있다. 제1 외곽(311)과 제2 외곽(312) 사이에는 활성층(140)이 구비된다. 평면상에서 활성층(140)은 노출부(230)와 적어도 일부가 겹치도록 형성되는 것이 바람직하다.
제1 반도체층(130)의 상면과 활성층(140)의 측면의 각도(310)는 90도 이상으로 형성되므로 제2 반도체층(150)의 상면의 면적은 활성층(140)의 면적보다 작게 형성될 수 있다.
제1 패드전극(210)은 노출부(230)에 의해 제1 외부전극(213)과 제1 내부전극(211)으로 분리되고, 제2 패드전극(220)은 노출부(230)에 의해 제2 외부전극(223)과 제2 내부전극(221)으로 분리된다. 제1 외부전극(213)은 제1 전극(180)과 전기적으로 연결되고, 제1 내부전극(211)은 전기적으로 연결되지 않는다. 제2 외부전극(223)은 전기적으로 연결되지 않고, 제2 내부전극(221)은 제2 전극(170)과 전기적으로 연결된다.
전기적으로 연결되지 않는 제1 내부전극(211)과 제2 외부전극(223)은 외부와 본딩 될 때 구조적으로 본딩의 보조 역할을 하여 접합력을 높힐 수 있고, 동시에 제1 내부전극(211)과 제2 외부전극(223)은 제1 외부전극(213) 및 제2 내부전극(221)과 높이를 맞추기 위해 형성될 수 있다. 높이가 맞지 않으면 반도체 발광소자(100)의 실장시에 반도체 발광소자(100)가 기울어져 실장될 수 있다.
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 노출부로 빛이 빠져나가는 것을 설명하는 도면이다.
제2 패드전극(220)에 흡수되는 일부의 자외선(L)이 노출부(230)를 통해 제2 패드전극(220)에 흡수되지 않고 반도체 발광소자(100) 밖으로 빠져나가게 하여 출광효율을 높힐 수 있다. 즉, 노출부(230)를 통해 나온 자외선(L)은 반도체 발광소자(100)가 실장된 외부기판(미도시)에 반사되어 반도체 발광소자(100)의 기판(110)측으로 나갈 수 있기 때문이다. 제1 패드전극(210)은 도면에 표현되지 않았지만 도 12의 내용은 제1 패드전극(210)에도 적용될 수 있다.
도 10의 반도체 발광소자(100)의 출광효율보다 도 11의 반도체 발광소자(100)의 출광효율이 더 높아진다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자에 있어서, 기판; 기판 위에 구비되며, 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층; 제1 반도체층 위에 구비되며, 전자와 정공의 재결합을 통해 자외선을 생성하는 활성층; 활성층 위에 구비되며, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층; 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 그리고, 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하며, 평면상에서 활성층 및 제2 반도체층을 제1 반도체층이 둘러싸도록 형성되며, 활성층과 제2 반도체층은 외곽을 형성하고, 제1 전극은 반도체 발광소자의 길이방향으로 형성된 연장선 및 외곽과 겹치지 않도록 형성되는 반도체 발광소자.
(2) 외곽은 교점을 포함하고, 교점은 둥글게 형성되는 반도체 발광소자.
(3) 교점의 곡률반경은 15~50um사이로 형성되는 반도체 발광소자.
(4) 외곽은 타원형으로 형성되는 반도체 발광소자.
(5) 제1 전극은 도트로 형성되는 반도체 발광소자.
(6) 제2 전극은 도트로 형성되는 반도체 발광소자.
(7) 제1 반도체층은 n형 반도체층이고, 제2 반도체층은 p형 반도체층인 반도체 발광소자.
(8) 외곽으로부터 일정거리 떨어져 활성층에서 자외선이 나오지 않는 적어도 하나 이상의 영역;이 형성되며, 적어도 하나 이상의 영역은 복수개 구비되며, 복수의 영역 사이에 영역을 지나는 외곽의 최소폭보다 좁은 폭을 가지는 통로;를 포함하는 반도체 발광소자.
(9) 외곽으로부터 복수의 영역까지의 거리;가 형성되고, 통로의 폭은 거리의 두 배보다 작게 형성되는 반도체 발광소자.
(10) 복수의 영역을 지나도록 외곽의 최대폭이 형성되는 반도체 발광소자.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 노출부에 의해 자외선의 출광효율이 높게 된다.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 통로에 의해 자외선이 발광하지 않는 영역이 줄어들게 된다.
본 개시에 따른 또 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 반도체층의 손상을 줄이는 구조를 가질 수 있게 된다.
110: 기판 120: 버퍼층 130: 제1 반도체층 140:활성층
150:제2 반도체층 170:제2 전극 180: 제1 전극
150:제2 반도체층 170:제2 전극 180: 제1 전극
Claims (10)
- 반도체 발광소자에 있어서,
기판;
기판 위에 구비되며, 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층;
제1 반도체층 위에 구비되며, 전자와 정공의 재결합을 통해 자외선을 생성하는 활성층;
활성층 위에 구비되며, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층;
제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극; 그리고,
제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;을 포함하며,
평면상에서 활성층 및 제2 반도체층을 제1 반도체층이 둘러싸도록 형성되며,
활성층과 제2 반도체층은 외곽을 형성하고,
제1 전극으로부터 반도체 발광소자의 길이방향으로 연장된 연장선과 외곽이 겹치지 않도록 형성되며,
외곽으로부터 일정거리 떨어져 활성층에서 자외선이 나오지 않는 복수의 영역;이 형성되며,
복수의 영역 사이에 복수의 영역을 지나는 외곽의 최소폭보다 좁은 폭을 가지는 통로;를 포함하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
외곽은 모가 형성되지 않도록 둥글게 형성되는 반도체 발광소자. - 청구항 2에 있어서,
외곽의 곡률반경은 15~50um사이로 형성되는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
외곽은 타원형으로 형성되는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
제1 전극은 도트로 형성되는 반도체 발광소자. - 청구항 5에 있어서,
제2 전극은 도트로 형성되는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
제1 반도체층은 n형 반도체층이고, 제2 반도체층은 p형 반도체층인 반도체 발광소자. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
외곽으로부터 복수의 영역까지의 거리;가 형성되고,
통로의 폭은 거리의 두 배보다 작게 형성되는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
복수의 영역을 지나도록 외곽의 최대폭이 형성되는 반도체 발광소자.
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