KR102338178B1 - 반도체 발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 반도체 발광소자에 있어서, 평탄영역 및 평탄영역을 둘러싸도록 요철영역이 형성된 성장 기판; 성장 기판 위에 형성되는 중간층; 중간층 위에 구비되며, 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 자외선을 생성하는 활성층을 포함하며, 평면상에서 제2 반도체층과 활성층은 성장 기판의 평탄영역 내에 형성되는 반도체 발광부; 그리고, 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함하는 전극;을 포함하는 반도체 발광소자에 관한 것이다.

Description

반도체 발광소자{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 자외선 추출효율을 높일 수 있는 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 성장 기판(10; 예: 사파이어 기판), 성장 기판(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, 성장 기판(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 성장 기판(10), 성장 기판(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 성장 기판(10) 측으로 빛을 반사시키기 위한 3층으로 된 전극막(90, 91, 92)이 형성되어 있다. 제1 전극막(90)은 Ag 반사막, 제2 전극막(91)은 Ni 확산 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 성장 기판(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, 성장 기판(10; 예: 사파이어 기판), 성장 기판(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 전극(70)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(30) 위에 본딩 패드로 역할하는 전극(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 오믹 전극(51) 및 제2 반도체층(p형 반도체층)에 형성되는 제2 오믹전극(52)을 포함하고 있다.
도 4는 한국 공개특허공보 제10-2012-0056130호에 기재된 반도체 발광소자 및 제조방법, 이를 포함하는 백라이트 유닛의 일 예를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해 도면기호 및 용어를 일부 변경하였다.
반도체 발광소자는 PSS 기판(10)과, PSS 기판(10)의 상부로 질화물 접합구조물인 버퍼층(20), n형 GaN층(30), 제1 전극패드(51), 활성층(40), p형 GaN층(50), 투명전극층(60) 및 제2 전극패드(52)를 포함한다. 보다 상세하게는, PSS 기판(10)은 질화갈륨(GaN) 박막을 성장시키기 위한 것이다. 질화물계 LED 소자를 제작하기 위해 이용되는 재료로는 질화갈륨(GaN) 기판이 바람직한 것으로 알려져 있으나, 질화갈륨(GaN)을 이용한 단결정 기판은 제작하기가 어려우며 단가가 높다는 단점으로 인해, 상대적으로 구하기 용이하고 단가가 낮은 사파이어(sapphire)가 많이 이용된다. 이러한 PSS 기판(10)은 일면, 즉 질화물 접합구조물의 방향인 상부면으로는 후술하는 버퍼층(20)과 접합하는 부분에 다수의 요철형상의 미세패턴(11)이 형성된다. 이러한 미세패턴(11)은 삼각형에 가까운 단면이 연장된 형태인 프리즘 형상으로서, 다수의 라인이 일방향으로 형성된다.
종래에는 플립칩 구조를 가지는 반도체 발광소자에서 광추출효율을 높이기 위해 PSS 기판(10)을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 하지만, 자외선을 발광하는 반도체 발광소자의 경우, PSS 기판(10) 위에 복수의 반도체층을 형성하는 것은 어려운 문제점이 있다.
본 개시는 요철영역에서 자외선을 반도체 발광소자 외부로 출광시키며, 평탄영역에 제1 반도체층, 활성층 및 제1 반도체층을 균일하게 성장시켜 안정적으로 복수의 반도체층을 형성하는 자외선을 발광하는 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, 평탄영역 및 평탄영역을 둘러싸도록 요철영역이 형성된 성장 기판; 성장 기판 위에 형성되는 중간층; 중간층 위에 구비되며, 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 자외선을 생성하는 활성층을 포함하며, 평면상에서 제2 반도체층과 활성층은 성장 기판의 평탄영역 내에 형성되는 반도체 발광부; 그리고, 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함하는 전극;을 포함하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 다른 측면에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 성장 기판을 준비하는 단계; 성장 기판에 요철영역과 평탄영역을 형성하는 단계; 성장 기판 위에 중간층을 형성하는 단계; 중간층 위에 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 활성층을 포함하는 복수의 반도체층을 형성하는 단계; 복수의 반도체층을 복수의 반도체 발광부로 형성하는 단계; 그리고, 복수의 반도체 발광부에 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법이 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 제10-2012-0056130호에 기재된 반도체 발광소자 및 제조방법, 이를 포함하는 백라이트 유닛의 일 예를 보여주는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면,
도 6 내지 도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 보여주는 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)). 또한 본 명세서에서 상측/하측, 위/아래 등과 같은 방향 표시는 도면을 기준으로 한다.
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5(a)는 사시도이며, 도 5(b)는 AA'를 따라 자른 단면도이다.
본 개시에 따른 반도체 발광소자(100)는 성장 기판(110), 중간층(140), 반도체 발광부(120) 및 전극(130)을 포함할 수 있다.
성장 기판(110)은 주로 사파이어, SiC, Si, GaN 등이 이용될 수 있다. 성장 기판(110)의 상면에는 요철영역(111) 및 평탄영역(112)이 형성된다. 요철영역(111)에는 요철이 형성되고, 평탄영역(112)에는 평평하게 형성된 평탄면이 형성된다. 성장 기판(110)은 최종적으로 제거될 수 있다. 성장 기판(110) 제거시 요철영역(111)의 요철은 제거되지 않을 수 있다. 도시되지 않았지만 일 예로, 요철영역(111)은 성장 기판(110)의 일부를 식각하여 형성될 수 있고, 평탄영역(112)은 식각하지 않고서 형성될 수도 있다. 요철영역(111)은 식각하여 형성될 수 있으며, 평탄영역(112)도 식각되어 평탄하게 형성될 수도 있다. 요철영역(111)에 형성되는 요철은 일 예로, 원뿔형으로 형성될 수 있다. 요철영역(111)에 형성되는 요철의 모양은 자외선을 반도체 발광소자(100) 밖으로 나갈 수 있게 돕는다면 원뿔형으로 한정되지 않는다. 요철영역(111)에 형성되는 요철의 모양과 크기는 균일하게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 4에 기재된 프리즘 형상일 수 있다. 왜냐하면, 요철영역(111)에 형성되는 요철의 모양과 크기를 균일하게 형성하는 것이 공정이 간단하고, 용이하기 때문이다. 요철의 너비는 0.1~30um 일 수 있고, 요철의 높이는 0.1~10um 일 수 있다. 일반적으로 형성되는 요철의 경우 약 2um 정도의 너비를 가지며 높이는 약 1.5um 정도로 형성한다. 요철영역(111)의 요철은 빛의 산란을 통해 빛 추출 효율을 높이기 위함이다.
중간층(140)은 성장 기판(110)과 반도체 발광부(120) 사이에 구비된다. 중간층(140)은 알루미늄 질화물(AlN)로 형성되는 것이 바람직하다. 성장 기판(110)의 상면에 중간층(140)이 형성될 때, 평면상에서 볼 때, 성장 기판(110) 상의 요철영역(111) 내에 형성된 중간층(140)은 적어도 일부가 불균일하게 형성되며, 성장 기판(110) 상의 평탄영역(112) 내에 형성된 중간층(140)은 균일하게 형성된다. 중간층(140)과 반도체 발광부(120) 사이에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있으며, 버퍼층은 생략될 수 있다. 버퍼층은 또한 필요에 따라 추가의 층들을 포함할 수 있다.
반도체 발광부(120)는 중간층(140) 위에 구비되며, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(121; 예: n형 반도체층), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(122; 예: p형 반도체층) 및 제1 반도체층(121)과 제2 반도체층(122) 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(123)을 포함할 수 있다. 반도체 발광부(120)는 알루미늄갈륨 질화물(AlGaN) 물질을 기반으로 하여 반도체 발광소자(100)가 자외선을 방출할 수 있다. 특히 300nm 이하의 단파장을 갖는 자외선(예: 200nm 내지 280 nm 파장대의 UV-C)을 방출할 수 있다.
평면상에서 볼 때, 성장 기판(110) 상의 요철영역(111) 내에 구비된 중간층(140)의 적어도 일부가 불균일하게 형성되면서, 중간층(140) 위에 형성된 제1 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 반도체층(122)도 중간층(140)을 따라서 적어도 일부는 불균일하게 형성될 수 있다. 도 5(b)에는 불균일하게 형성된 제1 반도체층(121)과 중간층(140)을 음영으로 표시하였다. 음영 표시 부분은 요철영역(111) 위에 형성된다. 불균일하게 형성된 제1 반도체층(121)은 균일하게 형성된 제1 반도체층(121)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 즉, 요철영역(111)과 평탄영역(112)에는 모두 제1 반도체층(121)이 형성되고, 평탄영역(112)에만 활성층(123) 및 제2 반도체층(122)이 구비된다. 이때, 평탄영역(112)에는 제1 반도체층(121)이 노출되도록 형성된다.
불균일한 제1 반도체층(121)도 자외선을 반도체 발광소자(100) 밖으로 산란시킬 수 있다. 불균일한 제1 반도체층(121)을 지나는 자외선의 경로가 바뀌면서 전반사가 되지 않고 자외선이 반도체 발광소자(100) 밖으로 나가기 때문이다.
전극(130)은 제1 전극(131) 및 제2 전극(132)을 포함할 수 있다.
제1 전극(131)은 제1 반도체층(121)과 전기적으로 연결되며, 제1 전극(131)은 평탄영역(112) 위에 형성된 제1 반도체층(121)의 90%를 덮는 것이 바람직하다. 제1 반도체층(121) 및 성장 기판(110) 측으로 들어온 자외선 중 일부가 반사되어 제1 전극(131) 측으로 나오려는 자외선을 성장 기판(110)측으로 반사하기 위해서이다. 제1 전극(131)은 Cr, Ti, Al, Ag, Ni, Pt, W, Au, Rh 등의 조합으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(131)은 순차로 적층된 오믹 접촉층(예: Cr, Ti, Ni, Rh 등)/반사 금속층(예: Al, Ag, Rh 등)/제1 장벽층(예: Ni, Cr, Ti, W, Pt, TiW 등)/산화반지층(예: Au, Pt 등)/제2 장벽층(예: Cr, Ti, Ni, Pt, Al 등)을 포함할 수 있다. 오믹 접촉층은 일함수가 작은 금속으로 이루어져 제1 반도체층(121)과 오믹 접촉을 이룬다. 반사 금속층은 빛을 반사하여 흡수손실을 줄인다. 제1 장벽층은 반사 금속층과 산화 방지층 간에 확산을 방지한다. 산화 방지층은 제1 장벽층 등의 산화를 방지할 수 있다. 도시 하지는 않았지만 제1 전극(131) 위에 패드 전극을 형성할 수 있으며 이 경우 패드 전극과 제1 전극(131)은 좋은 전기적 접촉을 이룰 수 있다. 오믹 접촉층은 5Å~500Å의 두께를 가질 수 있고, 반사 금속층은 500Å~10000Å 정도의 두께를 가질 수 있고, 제1 장벽층은 100Å ~ 5000Å 정도의 두께를 가질 수 있고, 산화방지층은 100Å ~ 5000Å 정도의 두께를 가질 수 있고, 제2 장벽층은 10Å ~ 1000Å 정도의 두께를 가질 수 있다. 이와 같은 다층 구조의 제1 전극(131)은 필요에 따라 일부의 층이 생략되거나 새로운 층이 추가될 수도 있다.
제2 전극(132)은 제2 반도체층(122)과 전기적으로 연결되며, 제2 반도체층(122)을 90%이상 덮는 것이 바람직하다. 활성층(123)에서 나온 자외선을 성장 기판(110) 측으로 반사하기 위해서이다. 제2 전극(132)은 Cr, Ti, Al, Ag, Ni, Pt, W, Au, Rh 등의 조합으로 다층으로 이루어질 수 있다. 제2 전극(132)이 제1 전극(131)과 동일한 구조를 가질 필요는 없지만 비슷한 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(132)은 순차로 적층된 오믹 접촉층/반사 금속층/제1 장벽층/산화반지층/제2 장벽층을 포함할 수 있다. 다만 반도체 발광소자(100)가 플립 칩인 경우 광추출 효율 향상을 위해 제2 전극(132)은 반사층을 포함하는 것이 바람직하다. 도시하지는 않았지만 필요에 따라 제2 전극(132) 위에도 패드 전극이 형성될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만 제2 전극(132)과 제2 반도체층(122) 사이에는 투광성 도전막이 형성될 수 있다. 특히, 제2 반도체층(122)이 p형 알루미늄 갈륨질화물(AlGaN)로 이루어지는 경우 전류 확산 능력이 떨어지므로, 투광성 도전막이 형성되는 것이 바람직하다. 투광성 도전막이 너무 얇게 형성되는 경우 전류 확산에 불리하여 구동 전압이 높아지고, 너무 두껍게 형성되는 경우 빛 흡수로 인해 광추출 효율이 감소될 수 있다. 예를 들어, 투광성 도전막은 ITO, ZnO 또는 Ni 및 Au를 사용하여 투광성 도전막으로 형성되거나, 이와 달리 Ag를 사용하여 반사형 도전막으로도 형성될 수 있다. 다만 파장대가 짧아지는 경우 투광성 도전막에 의한 자외선 흡수 문제가 커지기 때문에 투광성 도전막을 형성하는 것보다는 반사층을 포함한 제2 전극(132)이 제2 반도체층(122)을 대부분 덮어 형성하는 것이 좋다.
본 개시에 따른 요철영역(111)의 요철은 활성층(123)에서 제1 반도체층(121) 및 성장 기판(110)으로 들어온 자외선을 밖으로 나오는 것을 돕는다. 요철영역(111)의 요철 및 제1 반도체층(121)에 의해 전반사되던 자외선을 성장 기판(110) 또는 제1 반도체층(121) 밖으로 내보내게 되어, 종래의 반도체 발광소자보다 자외선의 출광효율이 향상되었다.
도 6 내지 도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(100)의 제조 방법에 있어서, 도 6(a)와 같이 성장 기판(110)을 준비한다.
도 6(b)와 같이 성장 기판(110)에 요철영역(111)과 평탄영역(112)이 형성되도록 식각한다. 요철영역(111)은 평탄영역(112)을 둘러싸도록 형성되는 것이 바람직하다. 반도체 발광소자는 요철영역(111)을 통해 자외선을 더 많이 출광시킬 수 있다.
도 6(c)와 같이 성장 기판(110) 위에 중간층(140)이 형성된다. 성장 기판(110)의 요철영역(111) 위에 위치한 적어도 일부의 중간층(140)은 불균일하게 성장하고, 평탄영역(112) 위에 위치한 중간층(140)은 균일하게 성장한다. 중간층(140)은 성장 기판(110)에 반도체 발광부(120)의 결정성장을 위해 도입되는 층으로, AlxGa1 - xN(0<x≤1)로 구성될 수 있다. 중간층(140)은 일반적으로 반도체 발광부(120)의 성장 온도보다 낮은 온도에서 성장된다. Al의 함량이 증가할수록 활성층(123)에서 생성된 빛의 흡수를 감소시킬 수 있게 된다. 이러한 측면에서 중간층(140)은 AlN으로 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 중간층(140)은 성장 기판(110)의 요철영역(111)에서 균일하게 성장하는 것이 어렵고, 평탄영역(112)에서는 균일하게 성장할 수 있다. 요철영역(111)에서 불균일하게 성장하므로, 이를 통해 자외선을 반도체 발광소자의 외부로 나가게 할 수 있다. 도면에 중간층(140) 중 요철영역(111)에 위치한 부분은 빗금으로 표시하였다.
도 6(d)와 같이 중간층(140) 위에 제1 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 반도체층(122)을 포함하는 복수의 반도체층(120')이 형성된다. 복수의 반도체층(120')은 제1 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 반도체층(122)를 순차적으로 적층하여 형성된다.
도 7(a)와 같이 복수의 반도체층(120')을 복수의 반도체 발광부(120)로 형성한다. 평면상에서 성장 기판(110)의 요철영역(111) 위에 제1 반도체층(121)만 형성되도록 활성층(123)과 제2 반도체층(122)을 제거하고, 평면상에서 평탄영역(112) 위에 일부의 제1 반도체층(121)이 노출되도록 활성층(123) 및 제2 반도체층(122)을 제거한다. 이를 통해 복수의 반도체층(120')을 복수의 반도체 발광부(120)로 형성한다. 따라서, 요철영역(111) 위에는 제1 반도체층(121)만 구비되고, 평탄영역(112)의 일부에는 제1 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 반도체층(122)이 구비되고, 평탄영역(112)의 일부에는 제1 반도체층(121)이 구비된다. 복수의 반도체층(120')에서 활성층(123) 및 제2 반도체층(122)은 식각될 수 있다.
도 7(b)와 같이 평면상에서 성장 기판(110)의 평탄영역(112)에 형성된 반도체 발광부(120)에 전극(130)을 형성한다. 평면상에서 평탄영역(112) 내에 노출된 제1 반도체층(121)에 제1 전극(131)을 연결하고, 평면상에서 평탄영역(112) 내에 형성된 제2 반도체층(122)에 제2 전극(132)을 연결한다. 제1 전극(131)과 제2 전극(132)은 스퍼터링(Sputtering)법, 전자빔 증착법(Ebeam Evaporation), 열 증착법 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
도 7(c)와 같이 복수의 반도체 발광부(120)를 개별화한다. 이때, 성장 기판(110) 위에 위치한 복수의 반도체 발광부(120) 사이를 잘라 분리하며, 성장 기판(110)도 분리된다. 이때, 복수의 반도체 발광부(120)는 성장 기판(110)의 요철영역(111)이 복수의 반도체 발광부(120)의 가장자리에 구비되도록 분리하는 것이 바람직하다.
복수의 반도체 발광부(120)는 다수의 반도체 발광소자(100)를 포함하는 웨이퍼 형태로 제작된 다음, 브레이킹, 쏘잉, 또는 스크라이빙&브레이킹 등과 같은 방법으로 절단하여 개별적인 반도체 발광부(120')로 분리된다. 스크라이빙&브레이킹에서, 스크라이빙 공정은 레이저를 이용하며, 반도체 발광부(120')의 성장 기판(110)의 표면과 성장 기판(110) 내부를 포함하는 성장 기판(110)측에 초점을 맞춰 레이저를 적용하는 방식으로 수행될 수 있다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자에 있어서, 평탄영역 및 평탄영역을 둘러싸도록 요철영역이 형성된 성장 기판; 성장 기판 위에 형성되는 중간층; 중간층 위에 구비되며, 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 자외선을 생성하는 활성층을 포함하며, 평면상에서 제2 반도체층과 활성층은 성장 기판의 평탄영역 내에 형성되는 반도체 발광부; 그리고, 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함하는 전극;을 포함하는 반도체 발광소자.
(2) 중간층은 AlN을 포함하는 반도체 발광소자.
(3) 성장 기판은 사파이어인 반도체 발광소자.
(4) 평면상에서 요철영역 내에 제1 반도체층이 구비되는 반도체 발광소자.
(5) 평면상에서 평탄영역 내에 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층이 구비되는 반도체 발광소자.
(6) 평면상의 평탄영역 내의 중간층은 균일하게 형성되는 반도체 발광소자.
(7) 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 성장 기판을 준비하는 단계; 성장 기판에 요철영역과 평탄영역을 형성하는 단계; 성장 기판 위에 중간층을 형성하는 단계; 중간층 위에 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 활성층을 포함하는 복수의 반도체층을 형성하는 단계; 복수의 반도체층을 복수의 반도체 발광부로 형성하는 단계; 그리고, 복수의 반도체 발광부에 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(8) 성장 기판에 요철영역과 평탄영역을 형성하는 단계에서, 요철영역은 평탄영역을 둘러싸도록 형성되는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(9) 복수의 반도체 발광부에 전극을 형성하는 단계 이후, 복수의 반도체 발광부를 개별화하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(10) 복수의 반도체층을 복수의 반도체 발광부로 형성하는 단계에서, 요철영역에는 제1 반도체층이 구비되며, 평탄영역에는 일부의 제1 반도체층이 노출되도록 활성층 및 제2 반도체층이 구비되는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 요철영역에 의해 자외선의 출광효율이 높아진다.
본 개시에 따른 또 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 성장 기판의 평탄영역에 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층이 형성될 수 있다.
100:반도체 발광소자 110:성장 기판
111:요철영역 112:평탄영역
120:반도체 발광부 130:전극 140:중간층

Claims (10)

  1. 반도체 발광소자에 있어서,
    평탄영역 및 평탄영역을 둘러싸도록 요철영역이 형성된 성장 기판;
    성장 기판 위에 형성되는 중간층;
    중간층 위에 구비되며, 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 자외선을 생성하는 활성층을 포함하며, 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층이 중간층에서 상부로 순차적으로 적층되는 반도체 발광부; 그리고,
    제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함하는 전극;을 포함하며,
    평면상에서 제1 반도체층은 성장기판의 요철영역과 평탄영역 모두에 형성되고,
    평면상에서 제2 반도체층과 활성층은 성장 기판의 평탄영역에만 형성되는, 반도체 발광소자.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    중간층은 AlN을 포함하는 반도체 발광소자.
  3. 청구항 2항에 있어서,
    성장 기판은 사파이어인 반도체 발광소자.
  4. 삭제
  5. 청구항 1항에 있어서,
    평면상에서 평탄영역 내에 일부의 제1 반도체층이 노출되도록 활성층 및 제2 반도체층이 구비되는 반도체 발광소자.
  6. 삭제
  7. 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서,
    성장 기판을 준비하는 단계;
    그 후 성장 기판에 요철영역과 평탄영역을 형성하는 단계;
    그 후 성장 기판 위에 중간층을 형성하는 단계;
    그 후 중간층 위에 순차적으로 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 활성층을 포함하는 복수의 반도체층을 형성하는 단계;
    그 후 복수의 반도체층을 복수의 반도체 발광부로 형성하는 단계; 그리고,
    그 후 복수의 반도체 발광부에 전극을 형성하는 단계;
    를 포함하며,
    성장 기판에 요철영역과 평탄영역을 형성하는 단계에서 요철영역이 평탄영역을 둘러싸도록 형성되며,
    복수의 반도체층을 복수의 반도체 발광부로 형성하는 단계에서 요철영역과 평탄영역에는 모두 제1 반도체층이 구비되며, 평탄영역에만 활성층 및 제2 반도체층이 구비되는, 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 7항에 있어서,
    복수의 반도체 발광부에 전극을 형성하는 단계 이후,
    복수의 반도체 발광부를 개별화하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  10. 삭제
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