KR102412620B1 - 발광소자 및 이를 구비한 발광 장치 - Google Patents

발광소자 및 이를 구비한 발광 장치 Download PDF

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Abstract

실시 예에 개시된 발광소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 제1활성층, 상기 제1활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광 구조물의 외측 곡면 외측에 배치되며, 제3 반도체층, 상기 제3반도체층 아래에 제2활성층, 상기 제2활성층 아래에 제4반도체층을 포함하는 보호 구조물; 상기 발광 구조물 아래에 제1전극층; 상기 제1전극층 아래에 제2전극층; 상기 제1 및 제2전극층 사이에 절연층; 및 상기 보호 구조물의 외측에 배치되며 상기 제1전극층에 연결된 제1전극을 포함하며, 상기 보호 구조물은 상기 제1전극과 상기 발광 구조물의 외측 곡면 사이에 배치되며, 상기 보호 구조물의 내 측면 및 외 측벽 중 적어도 하나는 상기 발광 구조물의 외측 곡면에 대응되는 곡면을 갖는다.

Description

발광소자 및 이를 구비한 발광 장치{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHTING EMITTING APPARATUS HAVING THEREOF}
실시 예는 발광소자, 발광 장치 및 라이트 유닛에 관한 것이다.
발광소자의 하나로서 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 많이 사용되고 있다. 발광 다이오드는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선, 자외선과 같은 빛의 형태로 변환한다.
발광소자의 광 효율이 증가됨에 따라 표시장치, 차량용 램프, 각 종 조명기기를 비롯한 다양한 분야에 발광소자가 적용되고 있다.
실시 예는 보호 구조물을 갖는 발광소자를 제공한다.
실시 예는 지지 부재 상의 보호 구조물이 상기 지지 부재 상의 발광 구조물과 전극 사이의 영역에 배치되도록 한 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 구조물과 대응되는 면이 곡면을 갖는 보호 구조물을 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 구조물의 곡면 상에 반사층이 배치된 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 소자를 갖는 발광 장치 및 라이트 유닛을 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 제1활성층, 상기 제1활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광 구조물의 외측 곡면 외측에 배치되며, 제3 반도체층, 상기 제3반도체층 아래에 제2활성층, 상기 제2활성층 아래에 제4반도체층을 포함하는 보호 구조물; 상기 발광 구조물 아래에 제1전극층; 상기 제1전극층 아래에 제2전극층; 상기 제1 및 제2전극층 사이에 절연층; 및 상기 보호 구조물의 외측에 배치되며 상기 제1전극층 및 제2전극층 중 어느 하나에 연결된 제1전극을 포함하며, 상기 보호 구조물은 상기 제1전극과 상기 발광 구조물의 외측 곡면 사이에 배치되며, 상기 보호 구조물의 내 측면 및 외 측벽 중 적어도 하나는 상기 발광 구조물의 외측 곡면에 대응되는 곡면을 갖는다.
실시 예에 따른 발광 소자 내에 보호 구조물을 배치하여 ESD 불량을 개선할 수 있다.
실시 예는 보호 구조물을 발광 구조물과 전극 사이에 배치하여, 광 손실을 줄여줄 수 있다.
실시 예는 보호 구조물을 곡면 형태로 제공해 주어, 광 반사 효율을 개선할 수 있다.
실시 예에 따른 발광 장치에 별도의 보호 소자가 차지하는 공간에 발광 소자의 사이즈를 증가시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 장치에 별도의 보호 소자를 구비하지 않게 되므로, 설계 자유도가 개선되고 재료비 상승을 방지할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자를 갖는 발광 장치 및 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 부분 확대도이다.
도 3은 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 4는 도 3의 발광 소자의 다른 예이다.
도 5는 도 3의 발광 소자의 다른 예이다.
도 6은 제2실시 예에 따른 발광 소자의 예이다.
도 7은 도 6의 발광 소자의 다른 예이다.
도 8은 도 1의 발광 소자의 전극 및 보호 구조물의 변형 예이다.
도 9는 도 1의 발광 소자의 전극 및 보호 구조물의 변형 예이다.
도 10은 도 1의 발광 소자의 전극 및 보호 구조물의 변형 예이다.
도 11은 도 1의 발광 소자의 전극 및 보호 구조물의 변형 예이다.
도 12는 도 1의 발광 소자 상에 형광 필름이 배치된 예이다.
도 13은 도 12의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 14는 도 4의 발광 소자 상에 형광 필름이 배치된 예이다.
도 15는 도 13의 발광 소자를 갖는 발광 장치를 나타낸 측 단면도이다.
도 16 내지 도 22는 도 3의 발광 소자의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly) 접촉" 또는 "다른 층을 개재하여 간접(indirectly) 접촉" 되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들에 따른 발광소자, 및 발광 장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 발광 소자의 부분 확대도이고, 도 3은 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 발광 소자(100)는 복수의 반도체층(11,12,13)을 갖는 발광구조물(10), 상기 발광 구조물(10)의 외측에 복수의 반도체층(21,22,23)을 갖는 보호 구조물(20), 상기 발광 구조물(10) 및 보호 구조물(20)의 아래에 제1전극층(30), 상기 제1전극층(30) 아래에 제2전극층(50), 상기 보호 구조물(20) 외측에 배치되며 제1전극층(30) 및 제2전극층(50) 중 어느 하나에 연결된 제1전극(35), 상기 제1전극층(30)과 상기 제2전극층(50) 사이에 절연층(61)을 포함한다.
상기 발광구조물(10)은 제1 반도체층(11), 제1활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 제1활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 제1활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
상기 제1 반도체층(11)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 반도체층(11)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 단층 또는 다층으로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 제1활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 반도체층(13)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 제1활성층(12)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 제1활성층(12)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1활성층(12)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제1활성층(12)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 제1활성층(12)은 예로서 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제1활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 제1활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 구현될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층, InGaN 우물층/AlGaN 장벽층, InAlGaN 우물층/InAlGaN 장벽층, AlGaN 우물층/AlGaN 장벽층, 또는 GaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기로 구현될 수 있다.
상기 제2반도체층(13)은 상기 제1활성층(12)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 화합물 반도체로 단층 또는 다층으로 구현될 수 있으며, II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 반도체층(13)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2 반도체층(13) 아래에는 상기 제2반도체층(13)과 다른 도전형을 갖는 n형 반도체층이 더 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 반도체층(11) 및 상기 제2 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 반도체층(11)과 상기 제1활성층(12) 사이 또는 상기 제2반도체층(13)과 상기 제1활성층(12) 사이에는 서로 다른 반도체층이 교대로 배치된 예컨대, AlGaN/GaN, InGaN/GaN 또는 InGaN/InGaN 초격자 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13)과 상기 제1활성층(12) 사이에는 제2도전형 도펀트가 첨가된 전자 차단층을 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 전자 차단층은 AlGaN층을 포함할 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.
상기 보호 구조물(20)은 제3 반도체층(21), 제2활성층(22), 및 제3 반도체층(23)을 포함할 수 있다. 상기 제3반도체층(21)은 상기 제1반도체층(11)과 동일한 조성을 갖는 반도체로 형성되며, 상기 제2활성층(22)은 상기 제1활성층(12)과 동일한 조성을 갖는 반도체로 형성되며, 상기 제4반도체층(23)은 상기 제2반도체층(13)과 동일한 반도체로 형성될 수 있다. 상기 보호 구조물(20)은 상기 발광 구조물(10)과 동일한 반도체층의 적층 구조를 가질 수 있다.
상기 발광 구조물(10)의 측면은 상기 발광 구조물(10)의 하면에 대해 수직한 면, 경사진 면 또는 단차진 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 구조물(10)의 아래에는 제1전극층(30)과 제2전극층(50)이 배치될 수 있다. 상기 제1전극층(30)은 상기 제2반도체층(13)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2전극층(50)은 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(30,83) 중 적어도 하나 또는 모두는 상기 발광 구조물(10)의 아래에 배치될 수 있다.
상기 제1전극층(30)은 예컨대, 상기 발광 구조물(10)과 제2전극층(50) 사이에 배치되며, 상기 제2전극층(50)과 절연층(61)에 의해 전기적으로 절연된다. 상기 제1전극층(30)은 제1접촉층(31), 제1반사층(32) 및 캡핑층(capping layer)(33)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(30)은 베리어(Barrier) 층을 포함할 수 있다. 상기 제1 접촉층(31)은 상기 제1반사층(32)과 제2반도체층(13) 사이에 배치되며, 상기 제1반사층(32)은 상기 제1 접촉층(31)과 상기 캡핑층(33) 사이에 배치된다. 상기 제1 접촉층(31), 제1반사층(32) 및 캡핑층(33)은 서로 다른 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 접촉층(31)은 상기 제2 반도체층(13)에 접촉되며, 예컨대 상기 제2 반도체층(13)에 오믹 접촉을 형성할 수 있다. 상기 제1 접촉층(31)은 예컨대 전도성 산화막, 전도성 질화물 또는 금속으로 형성될 수 있다. 상기 제1 접촉층(31)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), ITON(ITO Nitride), IZO(Indium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, In, Au, W, Al, Pt, Ag, Ti 중에서 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제1반사층(32)은 상기 제1 접촉층(31)과 캡핑층(33)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1반사층(32)은 상기 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시킬 수 있다. 상기 제1반사층(32)은 광 반사율이 70% 이상인 금속으로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 제1반사층(32)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1반사층(32)은 상기 금속 또는 합금과 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) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 제1반사층(32)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1반사층(32)은 Ag 층과 Ni 층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti 층, Pt 층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 접촉층(31)은 상기 제1반사층(32) 아래에 형성되고, 적어도 일부가 상기 제1반사층(32)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수도 있다. 다른 예로서, 상기 제1반사층(32)은 상기 제1 접촉층(31)의 아래에 배치되고, 일부가 상기 제1 접촉층(31)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수 있다.
상기 캡핑층(33)은 상기 제1반사층(32)의 하면과 접촉될 수 있다. 상기 캡핑층(33)은 외곽 영역에 제1전극(35)이 연결된 접촉부(33A)를 구비할 수 있다. 상기 캡핑층(33)은 상기 제1전극(35)으로부터 공급되는 전원을 전달하는 배선층일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 상기 캡핑층(33)은 금속으로 형성될 수 있으며, 예컨대 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 캡핑층(33)의 접촉부(33A)는 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치되며, 상기 제1전극(92)과 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 캡핑층(33)의 접촉부(33A)는 상기 제1 접촉층(31) 및 제1반사층(32)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치된다. 상기 캡핑층(33)의 접촉부(33A)는 상기 발광 구조물(10)보다 낮은 위치에 배치되며, 상기 제1전극(35)과 직접 접촉될 수 있다. 상기 캡핑층(33)의 연장부(33B)는 상기 발광 구조물(10)과 상기 보호 구조물(20) 사이의 갭 영역(4)의 바닥 아래까지 연장될 수 있다. 상기 연장부(33B)는 제1접촉층(31) 및 제1반사층(32)의 측면에 접촉될 수 있다.
상기 캡핑층(33)의 외곽 영역은 상기 발광 구조물(10)의 측면보다 더 외측에 배치될 수 있다. 상기 캡핑층(33)의 외곽 영역은 상기 절연층(61)의 외측부에 대해 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다.
상기 제1전극(35)은 패드를 포함할 수 있으며, 상기 제1 전극층(30)에 전기적으로 연결되며, 상기 발광구조물(10)의 외측 영역(A1)에 노출될 수 있다. 상기 제1전극(35)은 상기 페시페이션층(91)의 오픈 영역(92)을 통해 캡핑층(33)의 접촉부(33A)에 연결될 수 있다.
상기 제1전극(35)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, Ti, Ag, Cu, Au 중 적어도 1개를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단층은 Au일 수 있고, 다층인 경우 Ti/Ag/Cu/Au의 적층 구조이거나, Ti/Cu/Au 적층 구조일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 다른 예로서, 상기 제1반사층(32) 및 상기 제1 접촉층(31) 중 적어도 하나는 상기 제1전극(35)과 직접 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1전극(35)은 상기 발광 구조물(10)의 외측 예컨대, 어느 한 측면의 모서리 영역에 적어도 하나 또는 복수개가 배치될 수 있다. 상기 제1전극(35)은 제1전극층(30)의 외 측벽과 상기 발광 구조물(10) 사이의 영역(A1)에 배치될 수 있다. 상기 제1전극(35)은 하부 둘레에 상기 페시베이션층(91)과 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 절연층(61)은 상기 발광구조물(10)의 하면에 배치되며, 상기 제2반도체층(13)의 하면, 상기 제1 접촉층(31) 및 상기 제1반사층(32)과 접촉될 수 있다.
상기 절연층(61)은 상기 제1전극층(30)과 제2전극층(50) 사이에 배치되어 상기 제1전극층(30)과 상기 제2전극층(50)을 전기적으로 절연시켜 준다. 상기 절연층(61)은 상기 제1 전극층(30)의 하면과 상기 제2전극층(50)의 상면에 접촉되며, 상기 보호층(30), 캡핑층(33), 제1접촉층(31), 제1반사층(32) 각각의 두께보다는 두껍게 형성될 수 있다. 상기 절연층(61)의 상부는 제1전극층(30)의 내부로 돌출될 수 있다.
상기 절연층(61)의 외측부는 상기 발광구조물(10)의 측벽보다 외측 영역으로 연장되어, 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있고, 에칭 공정시 칩에 전달되는 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한 상기 절연층(61)은 개별 발광구조물(10)에 대한 아이솔레이션 공정 시 에칭 스토퍼의 기능을 수행할 수 있으며, 또한 아이솔레이션 공정에 의하여 발광소자의 전기적인 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 절연층(61)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(61)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 상기 절연층(61)은 투명한 재질로 형성될 수 있다.
상기 제2 전극층(50)은 접촉 전극(51), 본딩층(52) 및 지지 부재(53)를 포함할 수 있다. 상기 제2전극층(50)은 접촉 전극(51)을 통해 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 접촉 전극(51)은 상기 제1활성층(12) 및 상기 제2반도체층(13)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 접촉 전극(51)은 상기 발광 구조물(10) 내에 배치된 리세스(recess)(2)에 배치되고, 상기 제2활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 절연층(61)에 의해 절연된다. 상기 접촉 전극(51)은 복수개가 서로 이격되어 배치되어, 상기 제1반도체층(11) 내에서 전류를 확산시켜 줄 수 있다. 상기 접촉 전극(51)은 복수개가 상기 제1 반도체층(11)의 내부에 배치되고 상기 제1반도체층(11)과 접촉된다. 상기 접촉 전극(51)의 상면은 상기 제1반도체층(11)의 하면보다 위에 배치될 수 있으며, 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결되고, 상기 제1활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 절연된다. 상기 접촉 전극(51)은 상기 제2 전극층(50)의 일부 구성이거나 별도의 구성일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 접촉 전극(51)이 접촉된 상기 제1반도체층(11)의 영역은 러프한 면으로 형성되어, 전류 확산 및 광 추출 효율이 개선될 수 있다.
상기 제2전극층(50)은 제1돌기(52A) 및 제2돌기(52B)를 포함하며, 예컨대 제1돌기(52A)는 제2전극층(50)과 제1반도체층(11)에 연결되며, 제2돌기(52B)는 제2전극층(50)과 보호 구조물(20)의 제4반도체층(23)에 연결될 수 있다. 상기 제1,2돌기(52A,52B)는 절연층(61)을 통해 제1반도체층(11) 및 제4반도체층(23)에 연결될 수 있다.
상기 접촉 전극(51)은 제2전극층(50)의 제1돌기(52A)에 연결될 수 있으며, 상기 제1돌기(52A)는 상기 본딩층(52)으로부터 돌출되거나 별도로 형성될 수 있다. 상기 제1돌기(52A)는 절연층(61) 내에 배치된 홀(3)을 통해 관통되고, 제1전극층(30)과 절연될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 접촉 전극(51)은 예컨대 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1돌기(52A)는 상기 본딩층(52)을 구성하는 물질이거나 다른 전도성 물질을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 예컨대 상기 제1돌기(52A)는 예로서 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2전극층(50)은 상기 접촉 전극(51) 및 이에 연결된 제1돌기(52A)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2전극층(50)은 상기 절연층(61)과 상기 본딩층(52) 사이에 확산 방지층이 배치될 수 있다. 상기 확산 방지층은 상기 본딩층(52)의 물질이 다른 층에 영향을 주는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 상기 확산 방지층은 상기 본딩층(52)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 제1반사층(32)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 상기 확산 방지층은 예컨대, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 본딩층(52)은 베리어(Barrier) 금속 또는 본딩(bonding) 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 본딩층(52)은 도금 공정을 위한 시드(seed) 층을 포함할 수도 있다.
상기 지지부재(53)는 실시 예에 따른 상기 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 지지부재(53)는 금속 또는 캐리어 기판 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 페시베이션층(91)은 상기 발광구조물(10) 및 보호 구조물(20)의 표면을 보호하고, 상기 제1전극(35)과 상기 발광구조물(10)의 사이를 절연시킬 수 있다. 상기 페시베이션층(91)은 상기 발광 구조물(10)을 구성하는 반도체층의 물질보다 낮은 굴절률을 가지며, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 페시베이션층(91)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 페시베이션층(91)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 페시베이션층(91)은 생략될 수도 있다.
상기 보호 구조물(20)에서 제3반도체층(21)은 상기 제1전극(35) 및 제1전극층(30) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제4반도체층(23)은 제2전극층(50)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 보호 구조물(20) 상에는 연결 전극(37)이 배치되며 상기 연결 전극(37)은 제1전극(35)과 연결되며 연결부(36)를 통해 보호 구조물(20)의 제3반도체층(21)과 연결되며, 상기 연결부(36)는 페시베이션층(91)의 오픈 영역(93)을 통해 제3반도체층(21)에 연결된다. 상기 연결 전극(37)은 보호 구조물(20)의 외 측벽을 따라 상기 제1전극(35)과 연결부(36) 사이를 연결해 준다. 상기 연결 전극(37)과 상기 보호 구조물(20)의 외 측벽 사이에는 페시베이션층(91)이 배치되어, 보호 구조물(20)의 쇼트를 방지할 수 있다. 상기 제1전극(35), 상기 연결 전극(37) 및 연결부(36)는 동일한 금속 적층 구조이거나, 다른 금속 적층 구조일 수 있다.
상기 제4반도체층(23)의 아래에는 제2접촉층(25) 및 제1반사층(26)이 배치되며, 상기 제2접촉층(25)은 상기 제1접촉층(31)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2반사층(26)은 상기 제1반사층(32)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2접촉층(25) 및 제2반사층(26)의 측 단면에서의 너비는 상기 제3반도체층(21)의 상면 너비보다 넓게 배치될 수 있어, 전기적인 특성이 개선될 수 있고 보호 구조물(20) 아래에서의 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제2반사층(26)은 상기 제2전극층(50)의 제2돌기(52B)에 연결될 수 있으며, 상기 제2돌기(52B)는 본딩층(52)로부터 돌출되어 제2반사층(26)과 접촉되고 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2돌기(52B)는 본딩층(52)와 동일한 물질이거나, 제1돌기(52A)와 동일한 물질일 수 있다.
상기 보호 구조물(20)은 상기 발광 구조물(10)에 연결된 전극층(30,50)들과 전기적으로 역 방향 즉, 역 병렬로 연결된다. 이에 따라 상기 보호 구조물(20)은 상기 제1전극(35)과 상기 제2전극층(50) 사이에 연결되어, 보호 소자로 기능한다. 상기 보호 구조물(20)은 상기 발광 구조물(10)에 연결된 제1전극층(30) 또는 제2전극층(50)에 비 정상적인 전압 예컨대, ESD(Electrostatic Discharge)와 같은 전압이 인가될 경우, 바이패스(bypass) 경로를 제공해 준다. 이에 따라 상기 보호 구조물(20)은 상기 발광 구조물(10)을 보호할 수 있다.
도 1 및 도 2와 같이, 실시 예에 따른 발광 소자(100)는 복수의 모서리 중 적어도 한 영역(A1)에 제1전극(35)이 배치될 수 있다. 상기 제1전극(35)의 탑뷰 형상이 부채 꼴 형상이거나 두 개의 반지름과 그 호(arch)를 둘러싸인 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(35)에 인접한 상기 보호 구조물(20)의 외 측벽(5)은 곡면일 수 있으며, 이때의 곡면의 곡률 반경(R1)은 상기 원의 반지름을 따라 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 보호 구조물(20)은 제1전극(35)과 발광 구조물(10) 사이의 영역에 배치될 수 있다. 상기 보호 구조물(20)의 내 측벽(5) 및 외측 벽(6)은 서로 다른 원들이 같은 중심을 가질 수 있다. 상기 보호 구조물(20)의 내 측벽(5)과 발광 구조물(10)의 외측 곡면(7)은 같은 중심(C1)을 갖는 서로 다른 반지름(R1,R2)을 갖는 원 호 형상을 가질 수 있다. 상기 보호 구조물(20)의 내 측벽(5), 외측 벽(6)과 제1전극(35)의 내측 라인은 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 보호 구조물(20)의 내 측벽(5) 및 외측 벽(6)은 보호 구조물(20) 상에 놓인 최 외측 층으로서, 페시베이션층(91)이 위치하거나 연결 전극(37)이 위치하거나, 후술되는 제3반사층이 위치될 수 있으며, 상기 보호 구조물(20)의 반도체층으로 한정하지는 않는다. 상기 발광 구조물(10)의 외측 곡면(7)은 상기 발광 구조물(10)의 최 외측에 놓은 층으로서, 페시베이션층(91)일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 보호 구조물(20)의 외 측벽(6)은 상기 발광 구조물(10)의 외측 곡면(7)과 대면하며, 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 보호 구조물(20)의 외 측벽(6)과 상기 발광 구조물(10)의 곡면은 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 발광 구조물(10)의 외측 곡면(7)의 반경은 300㎛ 이상 예컨대, 300㎛ 내지 330㎛의 범위로 배치될 수 있다. 이러한 발광 구조물(10)의 외측 곡면(7)의 곡률 반경이 상기 범위보다 작은 경우 보호 소자의 기능이 저하될 수 있으며, 상기 범위보다 큰 경우 발광 구조물(10)의 발광 면적이 감소될 수 있다.
상기 보호 구조물(20)과 상기 발광 구조물(10)의 외측 곡면(7) 사이의 갭(Gap) 영역(4)은 적어도 50㎛±5㎛ 범위의 간격(D2)로 이격될 수 있으며, 이러한 범위는 작업 공차를 위해 제공될 수 있다.
상기 보호 구조물(20)의 높이는 상기 발광 구조물(10)의 높이와 동일하며, 너비는 130㎛ 이상 예컨대, 150㎛±10㎛의 범위일 수 있다. 상기 보호 구조물(20)의 너비(D1) 즉, 상부 너비가 상기 너비보다 좁은 경우 보호 소자로서의 기능이 저하될 수 있으며, 상기 범위보다 큰 경우 발광 구조물(10)의 발광 면적이 감소될 수 있다. 여기서, 상기 보호 구조물(20)의 너비(D1)는 제3반도체층(21)의 상면 너비일 수 있으며, 상기 보호 구조물(20)의 내 측벽(5) 및 외측 벽(6)은 경사지게 배치될 수 있다. 상기 보호 구조물(20)은 하부 너비가 상부 너비보다 더 넓을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 따른 보호 구조물(20)은 발광 소자(100) 내에 배치하되, 제1전극(35)에 인접한 영역(A1)에 발광 구조물(10)의 외측 곡면(7)과 대응되도록 배치함으로써, 발광 면적의 감소를 최소화할 수 있다. 또한 발광 구조물(10)과 보호 구조물(20)의 대응되는 측벽(6,7)이 동일한 곡률 반경을 갖도록 함으로써, 제1전극(35)과 보호 구조물(20)의 면적을 확보할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10)은 상기 제1 전극층(30)과 상기 제2 전극층(50)에 의해 구동될 수 있다. 즉, 실시 예에 따른 발광소자(100)는 하나의 소자 내에 개별 구동될 수 있는 복수의 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 발광소자에 2 개의 발광구조물이 배치된 경우를 기준으로 설명하였으나, 하나의 발광소자에 3 개 또는 4 개 이상의 발광구조물이 배치될 수 있으며, 또한 개별 구동되도록 구현될 수 있다. 이러한 구조를 갖는 발광소자는 하나의 예로서 차량의 조명장치, 예컨대 전조등 또는 후미등에 유용하게 적용될 수 있다. 이러한 발광 소자(100)는 비 정상적인 전압이 인가될 경우, 보호 구조물(20)을 통해 흐르게 되어, 발광 구조물(10)을 보호할 수 있다.
실시 예는 보호 구조물(20)은 인접한 영역의 제1전극(35)과 제3반도체층(21)이 연결되고, 상기 발광 구조물(10) 아래에 배치된 제2전극층(50)과 제4반도체층(23)이 연결됨으로써, 보호 구조물(20)의 애노드 및 캐소드 단자의 연결을 간단하게 구현할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광 소자(100)는, 상기 발광구조물(10) 및 보호 구조물(20) 위에 형광체층(미도시)이 제공될 수 있으며, 상기 형광체층은 예컨대 컨포멀(conformal) 코팅을 통하여 균일한 두께로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한 실시 예에 따른 발광 소자(100) 상에는 광학 렌즈를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 4는 도 2의 발광 소자의 변형 예이다. 도 4를 설명함에 있어서, 상기한 구성과 동일한 구성은 도 1-3의 설명을 참조하기로 한다.
도 3을 참조하면, 발광 소자는 발광 구조물(10) 상에 광 추출 구조(11A)가 배치될 수 있다. 상기 광 추출 구조(11A)는 제1반도체층(11)의 상면에 요철 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 요철 형상의 요 또는 철부는 측 단면이 삼각형 형상을 갖는 다각형 형상이거나, 반구형 또는 타원 형상일 수 있다. 페시베이션층(91)은 상기 발광 구조물(10) 상에 요철 구조로 형성될 수 있다. 이러한 광 추출 구조(11A)는 추출되는 광의 임계각의 변화를 주어, 광의 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
다른 예로서, 보호 구조물(20) 상에 광 추출 구조가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 5은 도 2의 발광 소자의 변형 예이다. 도 5를 설명함에 있어서, 도 1-3과 동일한 구성은 도 1-3의 설명을 참조하기로 한다.
도 5를 참조하면, 발광 소자는 발광 구조물(10)의 아래의 제1반사층(32), 보호 구조물(20) 아래의 제2반사층(26), 상기 보호 구조물(20) 상에 제3반사층(39)을 포함한다.
상기 제3반사층(39)은 상기 보호 구조물(20)의 상면, 내측벽 및 외 측벽 상에 배치될 수 있다. 상기 제3반사층(39)은 페이베이션층(91) 상에 배치되어, 상기 보호 구조물(20)의 반도체층(21,22,23)들과는 절연될 수 있다. 상기 제3반사층(39)은 상기 제1전극(35)의 표면, 상기 연결부(36) 및 연결 전극(27)의 표면 상으로 연장될 수 있다.
상기 제3반사층(39)은 상기 발광 구조물(10)과 대면하는 보호 구조물(20)의 내 측벽 상에 배치되므로, 상기 보호 구조물(20)에 의한 광 손실을 줄일 수 있다. 또한 상기 보호 구조물(20)의 곡면 형상으로 배치되므로, 곡면 형상의 제3반사층(39)에 의해, 입사되는 광이 측 방향 또는 상 방향으로 반사될 수 있다. 상기 제3반사층(39)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
상기 제3반사층(39)은 상기 발광 구조물(10)과 상기 보호 구조물(20) 사이의 갭 영역(4)의 바닥까지 연장되고, 상기 발광 구조물(10) 아래에 배치된 캡핑층(33)의 연장부(33B)에 대응될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 구조물(10)로부터 방출된 광 중에서 상기 갭 영역(4)의 바닥으로 진행하는 광을 반사시켜 줄 수 있다.
도 6은 제2실시 예에 따른 발광 소자의 예이다. 도 6을 설명함에 있어서, 다른 구성과 동일한 구성은 상기의 설명을 참조하기로 한다.
도 6을 참조하면, 발광 소자는 발광 구조물(10)과 제1전극(35) 사이에 보호 구조물(20)이 배치되며, 상기 보호 구조물(20)은 제1전극층(30)과 제2전극층(50)에 연결된다.
상기 보호 구조물(20)의 내 측벽에 연결 전극(41)이 배치되며, 상기 연결 전극(41)은 상기 발광 구조물(10)의 외측 곡면과 대응될 수 있다. 이에 따라 상기 연결 전극(41)은 발광 구조물(10)로부터 입사되는 광을 반사할 수 있다.
상기 연결 전극(41)은 보호 구조물(20)의 제3반도체층(21)에 연결된 제1연결부(43)와, 상기 제1전극층(30)의 캡핑층(33)에 연결된 제2연결부(42)를 포함한다. 상기 제1연결부(43)는 상기 페시베이션층(91)의 오픈 영역(93)을 통해 제3반도체층(21)에 연결되며, 상기 제2연결부(42)는 상기 페시베이션층(91)의 오픈 영역(94)을 통해 상기 제1전극층(30)의 캡핑층(33)의 연장부(33B)와 접촉된다. 상기 캡핑층(33)의 연장부(33B)는 상기 발광 구조물(10)과 상기 보호 구조물(20) 사이의 갭 영역(4)의 바닥 아래에 연장된다.
도 7은 도 6의 발광 소자의 다른 예이다.
도 7을 참조하면, 발광 소자는 발광 구조물(10)의 아래의 제1반사층(32), 보호 구조물(20) 아래의 제2반사층(26), 상기 보호 구조물(20) 상에 제3반사층(39)을 포함한다.
상기 제3반사층(39)은 상기 보호 구조물(20)의 상면, 내측벽 및 외 측벽 상에 배치될 수 있다. 상기 제3반사층(39)은 페이베이션층(91) 상에 배치되어, 상기 보호 구조물(20)의 반도체층들(21,22,23)과는 절연될 수 있다. 상기 제3반사층(39)은 상기 연결부(43) 및 연결 전극(41)의 표면 상으로 연장될 수 있다. 상기 제3반사층(39)은 제1전극(35)의 표면에 접촉되거나 이격될 수 있다.
상기 제3반사층(39)은 상기 발광 구조물(10)과 외측 곡면에 대면하는 보호 구조물(20) 상 예컨대, 상기 보호 구조물(20)의 내 측벽, 상면 및 외 측벽 상에 배치되므로, 상기 보호 구조물(20)에 의한 광 손실을 줄일 수 있다. 또한 상기 보호 구조물(20)의 곡면 형상으로 배치되므로, 곡면 형상의 제3반사층(39)에 의해, 입사되는 광이 측 방향 또는 상 방향으로 반사될 수 있다. 상기 제3반사층(39)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
상기 제3반사층(39)은 상기 발광 구조물(10)과 상기 보호 구조물(20) 사이의 갭 영역(4)의 바닥까지 연장되고, 상기 발광 구조물(10) 아래에 배치된 캡핑층(33)의 연장부(33B)에 대응될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 구조물(10)로부터 방출된 광 중에서 상기 갭 영역(4)의 바닥으로 진행하는 광을 반사시켜 줄 수 있다.
도 8은 도 1의 발광 소자의 제1전극 및 보호 구조물의 변형 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 발광 소자는 제1전극(35A)이 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1전극(35)은 상기 발광 소자(100)의 모서리 영역(A1)에 삼각형 형상으로 배치될 수 있으며, 다른 예로서, 사각형 또는 오각형 형상으로 배치될 수 있다.
보호 구조물(20C)은 상기 제1전극(35A)과 상기 발광 구조물(10) 사이의 영역에 사다리꼴 형상일 수 있다. 이는 제1전극(35A)이 삼각형 형상인 경우, 상기 제1전극(35A)과 상기 발광 구조물(10) 사이의 영역이 사다리꼴 형상으로 제공되므로, 보호 구조물(20C)을 사다리꼴 형상으로 형성하여, 발광 면적이 줄어드는 것을 최소화할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1전극(35A)이 사각형 형상인 경우, 상기 보호 구조물은 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 발광 소자는 적어도 한 측면의 센터 영역에 제1전극(35B)를 배치할 수 있다. 상기 제1전극(35B)은 반구형 형상일 수 있으며, 보호 구조물(20B)의 반구형 형상을 가질 수 있다. 상기 보호 구조물(20)의 내 측벽 및 외 측벽은 반구 형상일 수 있다. 상기 제1전극(35B)의 내측 라인, 상기 보호 구조물(20B)의 내 측벽, 외 측벽은 반구 형상일 수 있으며, 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 보호 구조물(20B)과 대면하는 발광 구조물(10)의 외측 곡면은 반구 형상을 가질 수 있다.
상기 보호 구조물(20B)과 대면하는 발광 구조물(10)의 외측 곡면도 상기 보호 구조물(20B)의 내 측벽의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 발광 구조물(10)의 외측 곡면은 상기 보호 구조물(20B) 및 제1전극(35B)을 감싸는 형상일 수 있다. 이에 따라 보호 구조물(20B)에 의한 발광 면적 감소를 줄일 수 있고, 광 손실도 줄일 수 있다.
도 10을 참조하면, 발광 소자의 서로 다른 모서리 영역(A1,A2)에 제1전극(35,35A) 및 보호 구조물(20,20A)이 각각 배치될 수 있다. 상기 서로 다른 모서리 영역(A1,A2)은 인접한 모서리 영역이거나 서로 반대측 모서리 영역일 수 있다. 상기 제1전극(35,35A)이 복수개 배치된 경우, 대면적의 발광 구조물(10)로 공급되는 전류를 확산시켜 줄 수 있다. 또한 제1전극(35,35A)과 발광 구조물(10) 사이의 영역에 보호 구조물(20)이 각각 배치됨으로써, 대면적의 발광 구조물(10)을 비정상적인 전압으로부터 보호할 수 있다. 여기서, 대면적의 발광 구조물(10)은 상기 발광 소자의 한 변의 길이가 2mm 이상인 칩일 수 있다.
또한 복수개의 제1전극(35,35A)과 발광 구조물(10) 사이의 영역에 배치된 복수의 보호 구조물(20)이 곡면 형상으로 배치되므로, 광의 손실을 줄이고 발광 면적의 감소를 억제할 수 있다. 상기 복수의 보호 구조물(20)의 곡률 반경은 서로 동일할 수 있다.
도 11을 참조하면, 발광 소자는 제1전극(35)과 발광 구조물(10) 사이에 보호 구조물(20D,20E)을 배치하되, 상기 보호 구조물(20D,20E)을 2개로 분할하여 배치할 수 있다. 상기 2개로 분할된 보호 구조물(20D,20E)의 내 측벽 및 외 측벽은 소정의 곡률 반경을 가질 수 있으며, 예컨대 보호 구조물(20D,20E)과 대응되는 발광 구조물(10)의 외 측벽과 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 분할된 보호 구조물(20D,20E)은 보다 안정적으로 발광 구조물(10)을 보호할 수 있다.
도 12는 도 1의 발광 소자 상에 형광 필름이 배치된 예이며, 도 13은 도 12의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 실시 예에 따른 발광 소자(100)는 형광 필름(150)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상기에 개시된 구성으로서, 발광 구조물(10), 보호 구조물(20), 제1전극층(30), 제2전극층(50) 및 제1전극(35)을 포함한다.
상기 형광 필름(150)은 상기 발광 구조물(10) 및 보호 구조물(20) 상에 배치될 수 있다. 상기 형광 필름(150)은 상기 발광 구조물(10) 및 상기 보호 구조물(20)의 외 측벽보다 더 외측으로 돌출될 수 있다. 이에 따라 형광 필름(150)은 상기 발광 구조물(10) 및 보호 구조물(20)의 외측을 벗어나 진행되는 광에 대해서도 파장을 변환시켜 줄 수 있다.
상기 형광 필름(150)은 상기 발광 구조물(10) 및 상기 보호 구조물(20) 상에 접착제(155)로 접착될 수 있다. 예를 들면, 상기 형광 필름(150)은 상기 발광 구조물(10) 및 보호 구조물(20) 상에 배치된 페시베이션층(91) 상에 접착제(155)로 접착될 수 있다.
상기 형광 필름(150)은 청색, 녹색, 적색, 황색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 형광 필름(150)은 녹색 형광체 및 적색 형광체를 포함할 수 있다.
상기 형광 필름(150)은 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 변환하여 청색, 녹색, 적색 또는 황색 중 적어도 하나 또는 모두로 변환할 수 있는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 형광 필름(150) 내의 형광체는, 질화물 화합물, 산화물 화합물, 실리게이트계 화합물, 불화물 화합물 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 형광체는 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있으며, 상기 양자점은 II-VI 화합물, 또는 III-V족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, 예컨대, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, In,Sb, AlS, AlP, AlAs, PbS, PbSe, Ge, Si, CuInS2, CuInSe2 등과 같은 것들 및 이들의 조합이 될 수 있다.
상기한 형광 필름(150)을 갖는 발광 소자는 상기에 개시된, 발광 소자(100)의 변형 예들 상에 적용될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 일부 광이 형광 필름(150)에 의해 파장 변환되어 백색 광으로 방출될 수 있다. 실시 예에 따른 발광 소자는 백색 광의 색 온도에 따라 2500K-4000K의 웜 화이트(warm white), 6500K-7000K의 쿨 화이트(cool white), 3000-4000K의 뉴트럴 화이트(neutral white), 퓨어 화이트(pure white) 소자로 구현될 수 있다.
도 14는 도 4의 발광 소자 상에 형광 필름이 배치된 발광 치를 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 발광 소자는, 형광 필름(150)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 상기에 개시된 구성으로서, 발광 구조물(10), 보호 구조물(20), 제1전극층(30), 제2전극층(50) 및 제1전극(35)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 발광 구조물(10) 상에 광 추출 구조(11A)가 배치되므로, 형광 필름(150)로 진행되는 광을 확산시켜 제공할 수 있다. 상기 형광 필름(150)은 상기 발광 구조물(10) 및 보호 구조물(20) 상에 배치될 수 있다. 상기 형광 필름(150)은 상기 발광 구조물(10) 및 상기 보호 구조물(20)의 외 측벽보다 더 외측으로 돌출될 수 있다.
상기 형광 필름(150)은 상기 발광 구조물(10) 및 상기 보호 구조물(20) 상에 접착제(155)로 접착될 수 있다. 예를 들면, 상기 형광 필름(150)은 상기 발광 구조물(10) 상의 페시베이션층(91) 및 상기 보호 구조물(20)에 접착제로 접착될 수 있다.
상기한 형광 필름(150)을 갖는 발광 소자는 상기에 개시된, 발광 소자의 변형 예들 상에 적용될 수 있으며, 상기 발광 소자로부터 방출된 일부 광이 형광 필름(150)에 의해 파장 변환되어 백색 광으로 방출될 수 있다. 실시 예에 따른 발광 소자는 백색 광의 색 온도에 따라 2500K-4000K의 웜 화이트(warm white), 6500K-7000K의 쿨 화이트(cool white), 3000-4000K의 뉴트럴 화이트(neutral white), 퓨어 화이트(pure white) 소자로 구현될 수 있다.
도 15는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 발광 장치를 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 발광 장치는 지지 기판(201), 상기 지지 기판(201) 상에 배치된 발광 소자(100), 상기 발광 소자(100) 위에 형광 필름(150), 및 상기 지지 기판(201) 상에 광학 렌즈(260)를 포함한다.
상기 지지 기판(201)은 몸체(210), 상기 몸체(210)의 상면에 배치된 복수의 리드 전극(221,231)을 포함한다.
상기 몸체(210)는 절연 재질을 포함하며, 예컨대 세라믹 소재를 포함한다. 상기 세라믹 소재는 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함한다. 상기 몸체(210)의 재질은 금속 화합물 예컨대, Al2O3, 또는 AlN일 수 있으며, 바람직하게는 질화알루미늄(AlN) 또는 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있으며, 또는 열 전도도가 140 W/mK 이상인 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 몸체(210)는 다른 예로서, 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(210)는 실리콘, 또는 에폭시 수지, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 몸체(210) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. 함유하고 있다. 상기 몸체(210)는 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해 성형될 수 있다. 예를 들면, 트리글리시딜이소시아누레이트, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜에테르 등으로 이루어지는 에폭시 수지와, 헥사히드로 무수 프탈산, 3-메틸헥사히드로 무수 프탈산4-메틸헥사히드로 무수프탈산 등으로 이루어지는 산무수물을, 에폭시 수지에 경화 촉진제로서 DBU(1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecene-7), 조촉매로서 에틸렌 그리콜, 산화티탄 안료, 글래스 섬유를 첨가하고, 가열에 의해 부분적으로 경화 반응시켜 B 스테이지화한 고형상 에폭시 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(100)는 탑뷰 형상이 다각형 형상 예컨대, 정 사각형 또는 직사각형 형상일 수 있으며, 상기 지지 기판(201)의 상면에 비해 대면적으로 배치해 줌으로써, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 지지 기판(201)의 몸체(210) 위에는 복수의 리드 전극(221,231)이 배치되며, 상기 복수의 리드 전극(221,231)은 예컨대, 제1리드 전극(221), 및 제2리드 전극(231)을 포함한다. 상기 제1리드 전극(221)은 상기 제2리드 전극(231)과 전기적으로 분리되며, 상기 제2리드 전극(231)의 극성과 다른 극성의 단자일 수 있다.
상기 제1리드 전극(221)은 상기 지지 기판(201)의 몸체(210) 위의 센터 영역에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 지지 기판(201)의 상면의 센터 영역에 배치되며, 상기 제1리드 전극(221)은 상기 몸체(210)의 상면의 센터 영역과 상기 발광 소자(100) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1리드 전극(221)과 상기 제2리드 전극(231) 사이에는 간극부(214)가 배치되며, 상기 간극부(214)는 상기 제1리드 전극(221)과 상기 제2리드 전극(231)과의 전기적인 간섭을 방지할 수 있다.
상기 제1리드 전극(221)의 상면 면적은 상기 제2리드 전극(231)의 상면 면적보다 크게 배치되어, 발광 소자(100)로부터 발생된 열을 방열하거나 몸체(210)로 전도해 줄 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 제1리드 전극(221)과 전도성의 접착제에 의해 접착될 수 있고 상기 제1리드 전극(221)과 전기적으로 연결되거나 열적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 제2리드 전극(231)과 와이어(103,104)로 연결될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 광원으로서 LED 칩으로 구현될 수 있다. 이러한 발광 소자(100)는 상기에 개시된 실시 예의 발광 소자일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이러한 발광 장치는 발광 소자에 보호 구조물(20)이 배치되므로, 별도의 보호 소자를 구비하지 않아도 된다. 이에 따라 상기 발광 장치 내에 발광 소자의 사이즈를 극대화하여 탑재할 수 있다. 예컨대, 발광 소자의 사이즈가 한 변이 2mm 이상인 사이즈 예컨대, 2.5mm 이상인 사이즈가 배치될 수 있다. 이러한 대면적의 발광 소자를 배치할 수 있어, 동일한 크기의 발광 장치에 비해 광도가 개선될 수 있다.
상기 지지 기판(201)은 상기 몸체(210)의 내에 복수의 연결 전극(229,239)과, 상기 몸체(210) 아래에 복수의 리드 프레임(281,283,285)을 포함할 수 있다.
상기 복수의 연결 전극(229,239)은 상기 제2리드 전극(231)에 연결된 적어도 하나의 제1연결 전극(229), 상기 제2리드 전극(231)에 연결된 적어도 하나의 제2연결 전극(239)를 포함할 수 있다. 상기 연결 전극(229,239)은 수직한 비아 전극일 수 있다. 상기 연결 전극(229,239)은 상기 광학 렌즈(260)의 렌즈부(261) 외측에 배치될 수 있다.
복수의 리드 프레임(281,283,285)은 제1리드 전극(221) 아래에 배치된 방열 프레임(281), 상기 제1연결 전극(229)에 연결된 제1리드 프레임(283), 상기 제2연결 전극(239)에 연결된 제2리드 프레임(285)을 포함할 수 있다. 상기 제1연결 전극(229)은 상기 제2리드 전극(231)과 상기 제1리드 프레임(283)을 서로 연결해 주며, 상기 제2연결 전극(239)은 상기 제2리드 전극(231)과 상기 제2리드 프레임(285)을 서로 연결해 준다. 상기 방열 프레임(281)은 상기 제1리드 프레임(283) 및 제2리드 프레임(285)의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있으며, 상기 제1리드 프레임(283) 및 제2리드 프레임(285)의 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다. 이에 따라 방열 프레임(281)은 상기 발광 소자(100)의 아래에서 몸체(210)로 전도된 열의 방열을 효과적으로 수행할 수 있다.
상기 리드 전극(221,231) 및 리드 프레임(281,283,2855)은 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 복수의 금속을 포함할 수 있으며, 다층으로 형성될 수 있다.
광학 렌즈(260)는 지지 기판(201) 상에 형성되며, 발광 소자(100)을 덮는다. 상기 광학 렌즈(260)는 상기 발광 소자(100)의 상면에 접촉되고 상기 지지 기판(201)의 상면으로 연장될 수 있다. 상기 광학 렌즈(260)는 상기 발광 소자(100)의 둘레에 배치된 상기 리드 전극(221,231)의 상면과 몸체(210)의 상면으로 연장될 수 있다. 상기 광학 렌즈(260)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투명한 수지 재질로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 광학 렌즈(260)는 유리 재질로 형성되거나, 투명한 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
상기 광학 렌즈(260)는 렌즈부(261) 및 버퍼부(265)를 포함하며, 상기 렌즈부(261)는 상기 발광 소자(100) 상에 반구형 형상 또는 비구면 렌즈로 형성될 수 있다. 상기 렌즈부(261)는 중심부가 위로 볼록하게 돌출된다. 상기 버퍼부(265)는 상기 발광 소자(100)의 둘레에 배치되며, 플랫한 상면을 가질 수 있다. 상기 버퍼부(265)는 상기 발광 소자(100)의 둘레에서 상기 리드 전극(221,231)의 외측으로 연장될 수 있다. 상기 버퍼부(265)는 상기 몸체(210)의 상면 중 리드 전극(221,231,241)이 형성되지 않는 영역에 접촉될 수 있다. 상기 버퍼부(265)의 외 측면은 상기 몸체(210)의 측면과 동일한 수직 면으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 버퍼부(265)는 상기 몸체(210)의 외측 에지를 따라 형성될 수 있어, 습기 침투를 방지할 수 있다.
상기 발광 소자(100) 상에는 형광 필름(150)이 배치되며, 상기 형광 필름(150)는 상기 발광 소자(100)의 상면 면적보다 클 수 있다. 상기 형광 필름(150)의 적어도 일부는 상기 발광 소자(100)의 측면보다 외측으로 돌출될 수 있다.
상기 형광 필름(150)은 상기 발광 소자(100)으로부터 방출된 일부 광을 흡수하여 다른 파장의 광으로 파장 변환하게 된다. 상기 형광 필름(150)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지 재질에 형광체가 첨가되며, 상기 형광체는 실시 예에 따른 청색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체 중 적어도 한 종류 또는 2종류를 포함할 수 있다.
도 16 내지 도 22는 실시 예에 따른 도 2의 발광 소자의 제조 과정을 설명한 도면들이다. 설명에 있어서, 상기에 개시된 구성과 동일한 구성은 상기의 설명을 참조하기로 한다.
도 16을 참조하면, 기판(1) 위에 복수의 반도체층 예컨대, 제1 반도체층(11), 활성층(12), 제2 반도체층(13)을 형성할 수 있다. 상기 제1 반도체층(11), 상기 활성층(12), 상기 제2 반도체층(13)은 발광구조물(10)로 정의될 수 있다.
상기 기판(1)은 전도성, 절연성, 투명한 재질, 비 투명한 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(1) 위에 성장된 반도체층은 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.
상기 제1 반도체층(11)과 상기 기판(1) 사이에는 버퍼층 또는 언도프드 반도체층과 같은 반도체층이 더 형성될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다. 상기 제1반도체층(11) 및 제2반도체층(13) 중 적어도 하나 또는 모두는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 활성층(12)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 형성된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13) 위에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있으며, 이에 따라, 상기 발광 구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 반도체층(11) 및 상기 제2 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 제1 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이에는 제1 도전형 InGaN/GaN 슈퍼래티스 구조 또는 InGaN/InGaN 슈퍼래티스 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2 도전형의 AlGaN층이 형성될 수도 있다.
도 17을 참조하면, 상기 발광구조물(10)에 복수의 리세스(recess)(2)가 에칭 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 복수의 리세스(2)는 상기 제2 반도체층(13)과 상기 활성층(12)의 하면보다 낮은 깊이로 형성될 수 있다. 상기 발광구조물(10)의 상면 중 상기 리세스(2)가 형성되지 않는 영역에 제1접촉층(15), 제1반사층(32), 캡핑층(33)을 갖는 제1전극층(30)과, 제2접촉층(25) 및 제2반사층(26)이 증착 공정 또는 도금 공정에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1 접촉층(15)은 예컨대 투명 전도성 산화막으로 증착될 수 있으며, 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 독립적으로 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1반사층(32)은 고 반사율을 갖는 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중에서 독립적으로 선택된 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
상기 리세스(2) 내의 제1반도체층(11)에는 접촉 전극(51)이 형성될 수 있다. 상기 접촉 전극(51)은 리세스(2)의 측면과는 이격될 수 있다.
도 18을 참조하면, 제1전극층(30) 상에 절연층(61)이 형성될 수 있다. 상기 절연층(61)은 상기 리세스(2)에도 연장되어 형성될 수 있다. 상기 절연층(61)은 절연물질로 구현될 수 있으며, 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(61)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
도 19를 참조하면, 상기 리세스(2) 내의 접촉 전극(51)를 노출시키고, 상기 제2반사층(26)을 노출시켜 주고, 상기 절연층(61) 아래에 본딩층(52)를 형성하게 된다. 이때 본딩층(52)은 상기 리세스(2) 내로 돌출된 제1돌기(52A)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 본딩층(52) 상에 전도성의 지지부재(53)을 도금 또는 증착하거나 부착시켜 줄 수 있다.
도 20을 참조하면, 상기 제1 반도체층(11)으로부터 상기 기판(1)을 제거한다. 하나의 예로서, 상기 기판(1)은 레이저 리프트 오프(LLO: Laser Lift Off) 공정에 의해 제거될 수 있다. 레이저 리프트 오프 공정(LLO)은 상기 기판(1)의 하면에 레이저를 조사하여, 상기 기판(1)과 상기 제1 반도체층(11)을 서로 박리시키는 공정이다.
그리고, 도 21에 도시된 바와 같이, 도 20에서 기판이 제거된 구조물을 회전시킨 후, 아이솔레이션 에칭을 수행하여 상기 발광구조물(10)로부터 보호 구조물(20)을 형성하게 된다. 상기 에칭 공정에 의해 상기 절연층(61)의 일부 영역, 캡핑층(33)의 접촉부(33A)가 노출될 수 있게 된다. 상기 아이솔레이션 에칭은 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 건식 식각에 의해 실시될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 아이솔레이션 에칭에 의해, 인접한 발광구조물(10)이 서로 분리될 수 있다.
이때 상기 제1전극 영역은 부채꼴 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 보호 구조물(20)은 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 보호 구조물(20)은 상기 제1전극 영역과 상기 발광 구조물(10) 사이의 영역에 곡면 형상으로 배치될 수 있다.
이후, 상기 보호 구조물(20) 및 발광 구조물(10)의 표면에 페시베이션층(91)을 형성하게 된다. 상기 페시베이션층(91)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 페시베이션층(91)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 페시베이션층(91)은 설계에 따라 생략될 수도 있다.
이후 페시베이션층(91)의 소정 영역에 오픈 영역을 형성하여, 도 22에 도시된, 제1전극(35) 및 연결 전극(37)의 접촉부(36)을 형성하게 된다. 이때 제1전극(35)은 제1전극층(30)에 연결되며, 연결 전극(37)은 접촉부(36)을 통해 보호 구조물(20)의 제3반도체층(23)에 연결될 수 있다.
상기한 실시 예의 공정을 통해 도 2와 같은 발광 소자를 제공할 수 있으며, 발광 구조물(10)과 제1전극(35) 사이에 보호 구조물(20)이 배치될 수 있어, 보호 구조물(20)의 사이즈를 증가시키지 않고, 발광 면적의 감소를 방지하며, 발광 구조물(10)을 보호할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 보호 구조물(20) 상에 상기에 개시된 제3반사층(39)이 더 배치될 수 있다. 또는 상기 발광구조물(10) 위에 형광 필름(150)이 배치될 수 있다. 이상에서 설명된 제조공정은 하나의 예로서 설명된 것이며, 설계에 따라 또한 목적에 따라 상기 제조공정은 다양하게 변형될 수 있다.
즉, 실시 예에 따른 발광소자는 하나의 소자 내에 개별 구동될 수 있는 복수의 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 발광소자에 1 개의 발광구조물이 배치된 경우를 기준으로 설명하였으나, 하나의 발광소자에 2 개 또는 그 이상의 발광구조물이 배치될 수 있으며, 또한 개별 구동되도록 구현될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 또는 발광 장치는 복수 개가 기판 위에 어레이될 수 있으며, 상기 발광 장치의 광 경로 상에 광학 부재인 렌즈, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 장치, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 상기 라이트 유닛은 탑뷰 또는 사이드 뷰 타입으로 구현되어, 휴대 단말기 및 노트북 컴퓨터 등의 표시 장치에 제공되거나, 조명장치 및 지시 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자 또는 발광 장치를 포함하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는 램프, 가로등, 전광판, 전조등을 포함할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 발광구조물 11: 제1 반도체층
12: 제1활성층 13: 제2 반도체층
20: 보호 구조물 21: 제3반도체층
22: 제2활성층 23: 제4반도체층
25: 제2접촉층 26: 제2반사층
30: 제1전극층 31: 제1접촉층
32: 제1반사층 33: 캡핑층
35: 제1전극 37,41: 연결 전극
50: 제2전극층 51: 접촉 전극
52: 본딩층 53: 지지부재
91: 페시베이션층

Claims (14)

  1. 제1반도체층, 상기 제1반도체층 아래에 제1활성층, 상기 제1활성층 아래에 제2반도체층을 포함하는 발광구조물;
    상기 발광 구조물의 외측에 배치되며, 제3반도체층, 상기 제3반도체층 아래에 제2활성층, 상기 제2활성층 아래에 제4반도체층을 포함하는 보호 구조물;
    상기 발광 구조물 및 상기 보호 구조물 각각의 아래에 배치된 제1전극층;
    상기 제1전극층 아래에 제2전극층;
    상기 제1 및 제2전극층 사이에 절연층; 및
    상기 보호 구조물의 외측에 배치되며 상기 제1전극층 및 제2전극층 중 어느 하나에 연결된 제1전극을 포함하며,
    상기 발광 구조물 외측은 상기 보호 구조물의 내 측면과 대면하는 영역에 오목한 곡면을 포함하며,
    상기 보호 구조물은 상기 제1전극과 상기 발광 구조물의 외측 곡면 사이에 배치되며,
    상기 보호 구조물의 내 측면은 및 외 측벽 중 적어도 하나는 상기 발광 구조물의 외측 곡면에 대응되는 곡면을 가지며,
    상기 보호 구조물과 상기 발광 구조물 사이에 배치된 갭 영역을 포함하는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2전극층은 상기 절연층을 통해 상기 제1반도체층과 연결된 복수의 제1돌기, 및 상기 절연층을 통해 상기 제4반도체층과 연결된 제2돌기를 포함하며,
    상기 발광 구조물 및 상기 보호 구조물 상에 배치된 형광 필름을 포함하는 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호 구조물의 내 측면 및 외 측벽은 상기 발광 구조물의 외측 곡면과 동일한 곡률 반경을 가지며,
    상기 보호 구조물의 내 측면과 상기 발광 구조물의 외측 곡면이 이루는 서로 다른 원은 같은 중심에 배치된 발광 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1전극층은 상기 제2반도체층 아래에 배치된 제1접촉층 및 상기 제1접촉층 아래에 배치된 제1반사층을 갖고, 상기 제2반도체층 및 제1전극과 연결되며,
    상기 제2전극층은 상기 절연층 아래에 배치된 본딩층 및 상기 본딩층 아래에 배치된 지지 부재를 갖고, 상기 제1반도체층 및 제4반도체층에 연결되며,
    상기 제1전극층은 상기 제1반사층 및 상기 제1전극 아래에 캡핑층을 포함하며,
    상기 제2전극층은 상기 제1반도체층에 접촉된 복수의 접촉 전극을 포함하는 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보호 구조물의 표면에 페시베이션층 및 상기 페시베이션층 상에 상기 보호 구조물의 제3반도체층과 상기 제1전극 또는 제1전극층과 연결된 연결 전극을 포함하며,
    상기 보호 구조물과 상기 제2전극층 사이에 제2접촉층 및 제2반사층을 포함하며,
    상기 보호 구조물의 표면에 배치된 페시베이션층 및 연결 전극 상에 제3반사층을 포함하며,
    상기 제3반사층은 상기 보호 구조물과 상기 발광 구조물 사이의 갭 영역으로 연장되는 발광 소자.

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