KR102631088B1

KR102631088B1 - 발광 다이오드

Info

Publication number: KR102631088B1
Application number: KR1020217027049A
Authority: KR
Inventors: 쑤-후이 린; 성-셴 쉬; 멍-쥔 선; 쓰허 천; 위-졔 황
Original assignee: 샤먼 산안 옵토일렉트로닉스 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2024-01-29
Also published as: US20220123173A1; WO2020228599A1; CN209804697U; KR20210114057A

Abstract

발광 다이오드(100)에 있어서, 기판(101), 기판(101) 상에 형성된 제1 반도체층(102), 제1 반도체층(102)의 제1 부분(1021) 상에 형성된 활성층(103), 활성층(103) 상에 형성된 제2 반도체층(104), 제2 반도체층(104) 및 제1 반도체층(102)의 제2 부분(1022) 상에 형성된 전극 구조(106)를 포함하고, 전극 구조(106)에는 전극 구조 내에 매입식으로 설치된 절연체 구조가 포함되고, 상기 절연체 구조는 높이가 전극 구조(106)의 높이보다 작은 메사 구조를 상기 전극 구조(106) 내에 형성한다. 상기 메사 구조는 전체 장치의 도전성에 영향을 주지 않는다. 와이어 본딩 시, 상기 절연체 구조는 와이어 본딩 시 인가되는 힘을 차단하여, 전극 구조(106)가 받는 힘을 변화시키므로, 전극 구조(106)의 저부에 변형 또는 파손이 발생하는 것을 방지하여, 전극 구조(106) 또는 땜납이 탈락 또는 박리되지 않도록 보장한다. 절연체 구조는 전극의 가장자리에 커패시터를 형성하여, 전극 구조(106)의 대전방지능을 향상시키고, 발광 다이오드(100)의 정전 파괴 리스크를 줄인다.

Description

발광 다이오드

본 발명은 반도체 기술 분야에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드에 관한 것이다.

발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 수명이 길고 에너지 소모가 적은 등 장점으로 인해 각종 분야에 응용된다. 특히 발광 다이오드의 조명 성능 지표가 대폭 향상됨에 따라 LED의 응용 범위는 갈수록 확대되고 있으며, 예를 들면 광학 디스플레이 장치, 교통 표지, 데이터 저장 장치, 통신 장치 및 조명 장치 등에 사용된다.

GaN계 발광 다이오드를 예로 들면, 현재 LED의 완전한 구조는 정면에서 아래로 일반적으로 P형 GaN, 다중 양자우물MQW, N형 GaN, 언도핑 GaN, 기판을 포함하고, 이 구조에서 정면으로부터 P형 GaN과 MQW 구조를 식각하여 PN 접합을 포함하는 어셈블리를 제작하고, PN 전극 구조를 제작한다. 상기 전극 구조는 대부분 상하로 평평한 플랫폼 구조이고, 이러한 상하로 평평한 표면은 후속 와이어 본딩 과정에서 일련의 문제가 나타나게 된다. 예를 들면, 전극 재료가 납볼에 의해 압착되면서 전극 양측으로 밀려나는데, 이는 플랫폼 전극의 전체 구조를 파괴하고, 특히 전극 구조의 저부 구조에 변화를 발생시킨다. 그 밖에, 전극 재료 및 전극 재료 하부의 전극 재료와 접촉하는 재료는 일반적으로 서로 다른 재료이므로, 양자의 연결은 접착력이 비교적 약하고 상대적으로 취약한 결함이 존재한다. 이때 전극 구조가 와이어 본딩 시 인가되는 힘을 받을 경우, 전극 구조의 탈락 및 박리를 초래하기 쉬우므로, 도전 성능에 영향을 준다.

상술한 종래 기술의 결함을 감안하면, 본 발명의 목적은, 전극 구조에 절연된 평판 구조가 형성되어 있고, 상기 평판 구조의 연성이 약하므로, 와이어 본딩 시 평판 구조는 납볼이 전극에 주는 힘을 차단하여, 전체 전극 구조가 받는 힘을 변화시키므로, 전극 재료의 변형을 제한하여, 저부 전극의 구조를 보호하고, 특히 저부 전극의 가장자리 구조가 파괴되지 않아, 전극 또는 납볼의 탈락 또는 박리를 방지하는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.

본 발명은,

기판;

상기 기판 상에 형성되고, 제1 부분과 제2 부분을 포함하는 계단 구조로 형성된 제1 반도체층;

상기 제1 반도체층의 상기 제1 부분 상에 형성된 활성층;

상기 활성층 상에 형성되고, 도전 유형이 상기 제1 반도체층과 반대인 제2 반도체층; 및

상기 제1 반도체층에 위치하는 상기 제2 부분 상 및 상기 제2 반도체층 상에 각각 형성된 전극 구조를 포함하고,

상기 전극 구조는 절연체 구조를 포함하고, 상기 절연체 구조는 상기 전극 구조에 매입식으로 설치되고, 상기 전극 구조 내에 메사 구조가 형성되고, 상기 메사 구조의 높이는 상기 전극 구조의 높이보다 작은, 발광 다이오드를 제공한다.

선택적으로, 상기 발광 다이오드는 상기 제1 반도체층의 상기 제2 부분 및 상기 제2 반도체층 상에 형성되는 전류 전도층을 더 포함한다.

선택적으로, 상기 절연체 구조는 상기 전극 구조의 내부에 매입된 원반 구조를 포함하고, 상기 원반 구조의 중심은 원기둥 형상의 상기 전극 구조의 중심과 정렬되며, 상기 원반 구조의 직경은 상기 전극 구조의 직경보다 작고, 상기 원반 구조의 두께는 상기 전극 구조의 높이보다 작다.

선택적으로, 상기 원반 구조는 다수의 부채꼴 구조를 포함하는 불연속적인 구조를 형성한다.

선택적으로, 상기 절연체 구조는 상기 원반 구조의 중심에서 아래로 연신되어 형성된 지지부를 더 포함하고, 상기 지지부의 직경은 상기 원반 구조의 직경보다 작다.

선택적으로, 상기 절연체 구조는 아웃터 링 구조를 더 포함하고, 상기 아웃터 링 구조는 상기 지지부의 외측에 형성되고, 상기 원반 구조와 서로 다른 평면 내에 형성되며, 상기 아웃터 링 구조의 외경은 상기 전극 구조의 직경보다 작거나 같고, 상기 아웃터 링 구조의 내경은 상기 지지부의 직경보다 크고, 상기 아웃터 링 구조의 두께는 상기 지지부의 높이보다 작다.

선택적으로, 상기 지지부는 상기 전극 구조의 저부까지 연신된다.

선택적으로, 상기 절연체 구조는 상기 전극 구조 내에 매입된 링 구조를 포함하고, 상기 링 구조의 중심은 원기둥 형상의 상기 전극 구조의 중심과 정렬되고, 상기 링 구조의 외경은 상기 전극 구조의 직경보다 작거나 같고, 상기 링 구조의 두께는 상기 전극 구조의 높이보다 작다.

선택적으로, 상기 링 구조는 다수의 부채꼴 링 구조를 포함하는 불연속적인 구조를 형성한다.

선택적으로, 상기 절연체 구조는 상기 링 구조의 가장자리에서 아래로 연신되어 형성된 외측 지지벽을 더 포함하고, 상기 외측 지지벽의 두께는 상기 링 구조의 폭보다 작다.

선택적으로, 상기 링 구조의 외경이 상기 전극 구조의 직경과 같을 경우, 상기 절연체 구조는 중간 원반 구조를 더 포함하고, 상기 중간 원반 구조는 상기 외측 지지벽의 내측에 위치하고, 상기 중간 원반 구조와 상기 링 구조는 서로 다른 평면 내에 형성되고, 상기 중간 원반의 직경은 상기 외측 지지벽의 내경보다 작고, 상기 중간 원반의 두께는 상기 외측 지지벽의 높이보다 작다.

선택적으로, 상기 외측 지지벽은 상기 전극 구조의 저부까지 연신된다.

선택적으로, 상기 링 구조의 외경이 상기 전극 구조의 직경보다 작은 경우, 상기 절연체 구조는 제2 링 구조를 더 포함하고, 상기 제2 링 구조는 상기 외측 지지벽의 외측에 형성되고, 상기 제2 링 구조와 상기 링 구조는 서로 다른 평면 내에 형성되고, 상기 제2 링 구조의 외경은 상기 전극의 직경보다 작거나 같고, 상기 제2 링의 내경은 상기 외측 지지벽의 직경보다 크거나 같고, 상기 제2 링의 두께는 상기 외측 지지벽의 높이보다 작다.

선택적으로, 상기 전극 구조는 원기둥 형상의 구조 또는 상부 직경이 저부 직경보다 작은 원뿔대 구조를 형성한다.

선택적으로, 상기 전극 구조는 저부층과 상부층을 포함하고, 상기 절연체 구조의 링은 상기 전극 구조의 저부층에 지지된다.

선택적으로, 상기 전극 구조는 원기둥 형상 구조 또는 상부 직경이 저부 직경보다 작은 원뿔대 구조를 형성한다.

선택적으로, 상기 절연체 구조의 두께는 100~6000nm이다.

선택적으로, 상기 전극의 구조의 저부층은 반사층을 포함한다.

선택적으로, 상기 전극 구조의 주변은 절연층을 포함하고, 절연층은 전극 구조로 연신되어 절연체 구조와 연속적인 구조를 형성한다.

선택적으로, 상기 전극은 와이어 본딩용 전극이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 발광 다이오드는 아래 유익한 효과가 있다.

본 발명의 발광 다이오드는 전극 구조 내에 절연체 구조가 매입되고, 상기 절연체 구조는 전극 구조 내에 메사 구조를 형성하고, 상기 메사 구조의 직경은 전극 구조보다 작고, 높이는 전극 구조의 높이보다 작아, 전극 구조와 하방의 전류 전도층의 접촉에 영향을 주지 않고, 후속 와이어 본딩 시 납볼과 전극 구조의 접촉에도 영향을 주지 않으므로, 전체 장치의 도전성에도 영향을 주지 않는다.

그 밖에, 절연체 구조는 전극 구조의 금속 재료에 브레이크 포인트를 발생시키거나 전극 구조의 금속 재료를 서로 격리시키고, 또한 상기 절연체 구조의 연성은 전극 구조의 금속 재료의 연성보다 현저하게 작으므로, 와이어 본딩 시에 인가되는 힘을 효과적으로 차단할 수 있다. 따라서, 와이어 본딩 시, 상기 절연체 구조는 와이어 본딩 시 인가되는 힘을 차단하여, 전극 구조가 받는 힘을 변화시키고, 이로써 전극 구조의 금속 재료가 밀려나는 방향을 바꾸어, 전극 구조의 저부에 변형 또는 파괴가 발생하는 것을 방지하여, 전극 구조 또는 납볼이 탈락 또는 박리되지 않도록 보장한다.

상술한 절연체 구조는 전극 구조에 매입식으로 설치되므로, 전극 내부에 내장형 커패시터를 형성하고, 상기 내장형 커패시터는 전극의 가장자리에 형성될 수 있고, 이로써 전극 구조의 대전방지능을 향상시키고, 발광 다이오드의 정전 파괴 리스크를 줄여, 장치의 신뢰성 및 사용 수명을 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 발광 다이오드의 구조 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드의 전극 구조 중의 절연체 구조가 위치하는 평면(a1)에 따란 L1-L1 방향에서의 구조 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1의 바람직한 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1의 다른 바람직한 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에서 제공한 발광 다이오드의 전극 구조의 도 1에 도시된 평면(a1)에 따란 L1-L1 방향에서의 단면 구조 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에서 제공한 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 4에서 제공한 발광 다이오드의 구조 개략도이다.
도 8은 도 7에 도시된 발광 다이오드의 전극 구조 중의 절연체 구조가 위치하는 평면(a2)에 따른 L2-L2 방향에서의 단면 구조 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 4의 바람직한 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 4의 다른 한 바람직한 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 5에서 제공한 발광 다이오드의 전극 구조의 도 7에 도시된 발광 다이오드의 전극 구조 중의 절연체 구조가 위치하는 평면(a2)와 동일한 평면에 따른 L2-L2와 동일한 방향에서의 단면 구조 개략도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 6에서 제공한 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 7에서 제공한 발광 다이오드의 구조 개략도이다.
도 14는 도 13에 도시된 발광 다이오드의 전극 구조 중의 절연체 구조가 위치하는 평면(a3)에 따른 L3-L3 방향에서의 단면 구조 개략도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 7의 바람직한 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 7의 다른 한 바람직한 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 8에서 제공한 발광 다이오드의 전극 구조가 도 14에 도시된 발광 다이오드의 전극 구조 중의 절연체 구조가 위치하는 평면(a3)과 동일한 평면에 따른 L3-L3과 동일한 방향에서의 단면 구조 개략도이다.
도 18은 본 발명의 실시예 9에서 제공한 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.
도 19는 본 발명의 실시예 9의 바람직한 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.
도 20은 본 발명의 실시예 9의 다른 한 바람직한 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조의 개략도이다.

이하, 특정 구체적 실시예를 통해 본 발명의 실시 방식을 설명한다. 당업자는 본 명세서에 개시된 내용으로부터 본 발명의 다른 장점과 효과를 쉽게 이해할 수 있다. 본 발명은 다른 구체적인 실시 방식을 통해 실시되거나 또는 응용될 수도 있고, 본 명세서의 각 항목의 세부 사항은 서로 다른 관점과 응용에 기초하여, 본 발명의 정신을 벗어나지 않으면서 각종 수식 또는 변경을 진행할 수도 있다.

실시예 1

본 실시예는 발광 다이오드를 제공하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(100)은 기판(101), 상기 기판(101) 상에 형성된 제1 반도체층(102)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 반도체층(102)는 제1 부분(1021)과 제2 부분(1022)를 포함한다. 발광 다이오드(100)은 제1 반도체층(102)의 제1 부분(1021) 상에 형성된 활성층(103), 상기 활성층(103) 상에 형성된 제2 반도체층(104) 및 제2 반도체층(104)과 제1 반도체층(102)의 제2 부분(1022) 상에 형성된 전극 구조(106)을 더 포함한다. 상기 전극 구조(106)은 절연체 구조를 포함하고, 상기 절연체 구조는 전극 구조(106) 내에 매입식으로 설치되어, 전극 구조(106) 내에 메사 구조를 형성하고, 형성된 메사 구조의 높이는 전극 구조의 높이보다 작다. 본 실시예에서 매입식으로 설치된다는 것은, 절연체 구조가 전극 구조의 내부인 전극 구조 최상부도 아니고 전극 구조 최하부도 아닌 위치에 설치된다는 것으로 해석될 수 있다. 즉, 전극 구조의 상면에서 상기 절연체 구조가 노출되지 않는다.

본 실시예에서, 상기 기판(101)은 해당 분야에서 일반적으로 사용되는 기판을 포함한다. 예를 들면 실리콘 고무, 석영, 유리, 질화알루미늄 또는 세라믹 등 절연체 재료일 수 있다. 제1 반도체층(102)와 제2 반도체층(104)는 도전 유형이 반대인 반도체층이며, 예를 들어 제1 반도체층(102)이 p형 반도체이면, 제2 반도체층(104)는 도전 유형이 반대인 n형 반도체일 수 있고, 반대로, 제1 반도체층(102)이 n형 반도체이면, 제2 반도체층(104)는 도전 유형이 반대되는 p형 반도체일 수 있다. 활성층(103)은 중성, p형 또는 n형 반도체일 수 있다. 전류가 발광 다이오드(100)를 흐르면, 활성층(103)을 활성화시켜 광선을 방출한다. 활성층(103)이 질화물을 기반으로 하는 재료를 포함할 경우, 발광 다이오드(100)은 청색광 또는 녹색광을 방출한다. 활성층(103)이 인화알루미늄인듐을 기반으로 하는 재료를 포함할 경우, 발광 다이오드(100)은 적색광, 등색광, 황색광인 호박색계의 광선을 방출한다. 본 실시예에서, 제1 반도체층(102)이 n형 반도체이고, 제2 반도체층(104)가 p형 반도체인 것을 예로 들어 설명한다.

본 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 발광 다이오드는 제2 반도체층(104) 상에 형성된 전류 전도층(105)를 더 포함한다. 이때, 상기 전류 전도층(105) 상에 상기 제2 반도체층(104) 상의 전극 구조(106)가 형성된다. 즉, 도면에는 p형 제2 본도체층 상에 전류 전도층을 형성하고, n형 제1 반도체층의 제2 부분에는 상기 전류 전도층(105)를 형성하지 않은 것만 나타냈으며, 실제 응용에서 실제 필요에 따라 n형 제1 반도체의 제2 부분 상에 전류 전도층을 형성할 수도 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 절연체 구조는 산화물 및/또는 질화물로 형성될 수 있고, 예를 들면, 일반적으로 사용되는 산화물은 이산화규소, 산화규소, 산화알루미늄 등을 포함하고, 일반적으로 사용되는 질화물은 질화규소 등을 포함한다.

본 실시예에서, 상기 전극 구조(106)은 다층 구조를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 본 실시예의 전극 구조(106)은 전극 구조의 다층 구조를 나타내지 않았다. 상기 전류 전도층(105)는 해당 분야에서 일반적으로 사용되는 전류 전도층 재료, 예를 들면 인듐주석산화물ITO일 수 있다.

상기 전극 구조는 다층 금속이 적층되어 형성된 것이고, 적어도 저부층 및 상부층을 포함하고, 저부층은 적어도 1층 이상을 포함하고 적어도 반사층을 포함하며, 상기 반사층은 발광층으로부터의 광을 그 표면으로 방사하는 반사를 제공하여, 전극 저부층 표면으로 방사하는 광의 이용율을 향상시킨다. 바람직하게, 상기 반사층 재료는 AI 또는 Ag이다. 상기 상부층은 적어도 1층 이상을 포함하고 적어도 표면층을 포함하며, 상기 표면층은 와이어 본딩층으로서 패키징 시 외부 와이어 본딩 전극의 부착층을 제공한다. AI 및 Ag와 같은 금속 반사층은 쉽게 산화되거나 또는 수증기로 인해 이동이 발생한다. 상기 상부층은 저부층인 반사층과 상부층인 표면층의 와이어 본딩층 사이에 있는 차단층을 더 포함할 수 있고, 예를 들면 Ti, Pt 또는 Ni 또는 W이고, 차단층은 반사층의 금속 확산 또는 이동 등을 차단할 수 있다.

상기 절연체 구조의 연성은 전극 구조의 금속 재료의 연성보다 현저하게 작으므로, 와이어 본딩 시 인가되는 힘을 효과적으로 차단할 수 있다. 따라서, 와이어 본딩 시, 상기 절연체 구조는 와이어 본딩 시 인가되는 힘을 차단하여, 전극 구조가 받는 힘을 변화시키고, 이로써 전극 구조의 금속 재료가 밀려나는 방향을 바꾸어, 전극 구조의 저부에 변형 또는 파괴가 발생하는 것을 방지하여, 전극 구조 또는 납볼이 탈락 또는 박리되지 않도록 보장한다. 특히 저부층은 반사층을 포함하고, 절연체 구조는 저부층의 반사층 상에 위치하여, 반사층이 눌리면서 변형, 파열되어, 금속의 확산 또는 이동이 발생하여, 전극이 고장 나는 것을 차단할 수 있다.

전극 구조에는 그 중 두 층 사이에 매입된 절연체 구조가 있고, 상기 절연체 구조는 전극 구조에서 적어도 서로 인접한 두 층 사이의 서로 마주하는 면에서의 연신되어 형성된 층상 구조 부분을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 절연체 구조가 위치하는 평면(a1)에 따른 L1-L1 방향에서의 도면은 도 2에 도시된 바와 같고, 전극 구조(106)은 원기둥 구조로 형성되고, 절연체 구조는 서로 인접한 두 층 사이의 서로 마주하는 면에서 연신된 원반 구조(107)이고, 상기 원반 구조(107)의 직경은 전극 구조(106)의 직경보다 작고 두께는 전극 구조(106)의 높이보다 작다. 상기 원반 구조(107)는 전극 구조(106)에 매입식으로 설치되어, 전극 구조와 하방의 전류 전도층의 접촉에 영향을 주지 않고, 후속 와이어 본딩 시의 납볼과 전극 구조의 접촉에도 영향을 주지 않으므로, 전체 장치의 도전성에도 영향을 주지 않는다.

바람직하게 상기 원반 구조의 중심은 상기 전극 구조(106)의 중심과 정렬되게 설치된다. 이렇게 설치되면, 후속 와이어 본딩 시, 절연체 구조가 형성한 원반 구조(107)은 균일하게 힘을 받을 수 있으므로, 전극 구조(106)가 받는 힘을 균일하게 분산 또는 차단할 수 있다.

본 실시예의 바람직한 실시예에서, 도 3과 같이 상기 바람직한 실시예의 전극 구조의 개략도를 나타낸다.

상기 바람직한 실시예에서, 절연체 구조는 상기 원반 구조(107)을 포함할 뿐만 아니라, 상기 원반 구조(107)의 중심에서 아래로 연신되어 형성된 지지부(108)을 더 포함한다. 지지부(108)은 원기둥 형상으로 형성될 수 있고, 상기 지지부(108)의 직경은 원반 구조(107)의 직경보다 작고 높이는 원반 구조(107)에서 전극 저부까지의 거리보다 작거나 같고, 상기 지지부(108)은 와이어 본딩 시 전극 구조가 받는 힘을 추가로 차단할 수 있다. 지지부(108)은 전극 구조의 두께 방향을 따라 종방향으로 아래로 연신되고, 적어도 한 층의 일부 두께 또는 전체 두께를 관통하거나 또는 다층의 금속층의 두께를 관통한다.

더 바람직한 실시예에서, 상기 지지부(108)은 상기 전극 구조의 저부까지 연신된다. 즉 지지부(108)의 높이는 원반 구조(107)에서 전극 저부까지의 거리와 같다. 도 3에 도시된 바와 같다.

본 실시예의 다른 한 바람직한 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 바람직한 실시예의 전극 구조의 개략도를 나타낸다. 상기 바람직한 실시예에서, 절연체 구조는 상기 원반 구조(107) 및 상기 원반 구조(107)의 중심에서 아래로 연신되어 형성되는 지지부(108)을 포함할 뿐만 아니라, 상기 지지부 외측, 예를 들면 전극 구조(106)의 가장자리 부분에 형성된 아웃터 링 구조(109)를 포함하고, 상기 아웃터 링 구조(109)와 원반 구조(107)은 서로 다른 평면 내에 형성된다. 또한, 아웃터 링 구조(109)의 외경은 전극 구조(106)의 직경보다 작거나 같고 내경은 지지부(108)의 직경보다 크다. 이로써, 상기 절연체 구조는 전극 구조의 연속성에 영향을 주지 않고, 전극 구조와 하부 전류 전도층의 전기적 연결성에도 영향을 주지 않는다.

실시예 2

본 실시예도 마찬가지로 발광 다이오드를 제공하고, 상기 발광 다이오드의 구조와 실시예 1의 발광 다이오드의 구조의 동일한 점은 중복하여 설명하지 않고, 다른 점은 아래와 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조(206)의 도 1에 도시된 평면(a1)을 따른 L1-L1 방향에서의 구조 개략도를 나타낸다. 본 실시예에서 전극 구조(206) 내의 절연체 구조는 다수의 불연속적인 구조로 형성되고, 예를 들면 다수의 부채꼴 구조(207)로 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 4개의 독립적인 부채꼴 구조(207)로 형성된다. 물론, 기타 수량의 부채꼴 구조로 형성될 수도 있다.

본 실시예에서, 상기 절연체 구조도 마찬가지로 실시예 1에 따른 지지부, 아웃터 링 구조를 더 포함할 수 있다.

실시예 3

본 실시예도 마찬가지로 발광 다이오드를 제공하고, 상기 발광 다이오드의 구조와 실시예 1 및 실시예 2에 따른 발광 다이오드의 구조의 동일한 부분은 중복하여 설명하지 않고 다른 점은 아래와 같다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 전극 구조(306)은 하부 직경이 상부 직경 보다 큰 원뿔대 구조, 즉 수직 단면이 사다리꼴인 원뿔대 구조로 형성된다. 본 실시예에서, 절연체 구조도 마찬가지로 원반 구조(307)로 형성되고, 마찬가지로 실시예에 따른 지지부 및 아웃터 링 구조를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 전극 구조(306)은 수직 단면이 사다리꼴인 원뿔대 구조로 형성되므로, 원반 구조의 직경, 아웃터 링 구조의 내경 및 외경에 대한 설명은 모두 위치하는 평면의 전극 구조의 직경에 대한 것이다. 또한 아웃터 링의 외경이 전극 구조(306)와 동일한 경우, 아웃터 링 구조의 외측은 상응하게 전극 구조(306)과 일치한 경사도를 구비한다.

실시예 4

본 실시예는 발광 다이오드를 제공하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(400)은 기판(401), 상기 기판(401) 상에 형성된 제1 반도체층(402)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 반도체층(402)은 제1 부분(4021)과 제2 부분(4022)를 포함한다. 발광 다이오드(400)는 제1 반도체층(402)의 제1 부분(4021) 상에 형성된 활성층(403), 상기 활성층(403) 상에 형성된 제2 반도체층(404), 제2 반도체층(404)와 제1 반도체층(402)의 제2 부분(4022) 상에 형성된 전류 전도층(405), 및 전류 전도층(405) 상에 형성된 전극 구조(406)을 더 포함한다. 상기 전극 구조(106)은 절연체 구조를 포함하고, 상기 절연체 구조는 전극 구조(406) 내에 매입식으로 설치되어, 전극 구조(406) 내에 메사 구조를 형성하고, 형성된 메사 구조의 높이는 전극 구조의 높이보다 작다. 본 실시예에서, 매입식으로 설치된다는 것은, 절연체 구조가 전극 구조의 내부인 전극 구조 최상부도 아니고 최하부도 아닌 위치에 설치된다는 것으로 해석될 수 있다. 즉 전극 구조의 상면에서 상기 절연체 구조가 노출되지 않는다.

본 실시예에서, 상기 기판(401), 제1 반도체층(402), 제2 반도체층(404), 활성층(404)는 중성, p형 또는 n형 반도체일 수 있고, 절연체 구조, 전류 전도층(405)는 실시예 1의 동일하게 명명된 재료층과 동일한 재료 성분을 가질 수 있으므로, 중복하여 설명하지 않는다.

상기 절연체 구조의 연성은 전극 구조의 금속 재료의 연성보다 현저히 작으므로, 와이어 본딩 시 인가되는 힘을 효과적으로 차단할 수 있다. 따라서, 와이어 본딩 시, 상기 절연체 구조는 와이어 본딩 시 인가되는 힘을 차단하여, 전극 구조 저부층의 받는 힘을 받는 변화시키고, 이로써 전극 구조의 금속 재료가 밀려나는 방향을 바꾸어, 전극 구조의 저부가 눌리면서 변형 또는 파괴가 발생하는 것을 방지하여, 전극 구조 또는 납볼이 탈락 또는 박리되지 않도록 보장한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 전극 구조(406)은 내부에 매입된 절연체 구조를 포함하고, 도 7에 도시된 절연체 구조가 위치하는 평면(a2)을 따른 L2-L2 방향에서의 도면은 도 8에 도시된 바와 같고, 전극 구조(406)은 원기둥 구조로 형성되고, 또한 상기 전극 구조는 다층이고, 전극 구조 내에는 두 층 사이에 매입된 절연체 구조가 있고, 상기 절연체 구조는 전극 구조 내에서 적어도 서로 인접된 두 층 사이의 서로 마주하는 면에서 연신되어 형성된 층상 구조 부분을 포함하고, 본 실시예에서 절연체 구조는 링 구조(407)로 형성된다. 또한 상기 링 구조의 외경은 전극 구조(406)의 직경과 같고 두께는 전극 구조(406)의 높이보다 작다. 상기 링 구조(407)은 전극 구조(406) 내에 매입식으로 설치되고, 링 구조(407)의 개구 내부는 전극 구조 재료로 채워져, 전극 구조와 하부의 전류 전도층의 접촉에 영향을 주지 않고, 후속 와이어 본딩 시 납볼과 전극 구조의 접촉에도 영향을 주지 않으므로, 전체 장치의 도전성에도 영향을 주지 않는다.

바람직하게 상기 링 구조의 중심은 상기 전극 구조(406)의 중심과 정렬되게 설치된다. 이렇게 설치되면, 후속 와이어 본딩 시, 절연체 구조가 형성한 링 구조(107)은 균일하게 힘을 받을 수 있으므로, 전극 구조(406)가 받는 힘을 균일하게 분산 또는 차단할 수 있다.

본 실시예의 바람직한 실시예에서, 도 9와 같이 상기 바람직한 실시예의 전극 구조의 개략도를 나타낸다. 바람직한 실시예에서 절연체 구조는 상기 링 구조(407)을 포함할 뿐만 아니라, 상기 링 구조(407)의 가장자리에서 아래로 연신되어 형성된 외측 지지벽(408)을 더 포함한다. 상기 외측 지지벽(408)은 와이어 본딩 시 전극 구조가 받는 힘을 추가로 차단할 수 있다. 본 바람직한 실시예에서, 외측 지지벽(408)의 두께는 상기 링 구조(407)의 폭(즉 링 구조(407)의 외경에서 내경을 뺀 값)보다 작고, 외측 지지벽(408)의 높이와 링 구조(407)의 두께의 합은 전극 구조(406)의 높이보다 작다.

더 바람직한 실시예에서, 외측 지지벽(408)은 전극 구조(406)의 저부까지 줄곧 연신된다. 도 9에 도시된 바와 같다.

본 실시예의 다른 한 바람직한 실시예에서, 도 10과 같이 상기 바람직한 실시예의 전극 구조의 개략도를 나타낸다. 상기 바람직한 실시예에서 절연체 구조는 상기 링 구조(407), 및 상기 링 구조(407)의 가장자리에서 아래로 연신되어 형성된 외측 지지벽(408)을 포함할 뿐만 아니라, 중간 원반 구조(409)를 더 포함하고, 상기 중간 원반 구조(409)는 상기 외측 지지벽의 내측에 형성되고, 링 구조(407)와 서로 다른 평면 내에 형성된다. 또한, 중간 원반 구조(409)의 직경은 외측 지지벽의 내경보다 작고, 중간 원반 구조(409)의 두께는 외측 지지벽(408)의 높이보다 작다. 이로써, 상기 절연체 구조는 전극 구조의 연속성을 파괴하지 않으며, 전극 구조와 하부 전류 전도층의 전기적 연결성에도 영향을 주지 않는다.

그 밖에, 본 실시예에서, 상기 절연체 구조는, 특히 링 구조(407)를 형성한 절연체 구조는, 전극의 가장자리 부분에 커패시터를 형성할 수 있고, 상기 커패시터는 전극 가장자리의 대전방지능을 증가시키고, 이로써 발광 다이오드의 정전 파괴 리스크를 줄이여, 장치의 신뢰성 및 사용 수명을 증가시킬 수 있다.

실시예 5

본 실시예도 마찬가지로 발광 다이오드를 제공하고, 상기 발광 다이오드의 구조와 실시예 4의 발광 다이오드의 구조의 동일한 점은 중복하여 설명하지 않고, 다른 점은 아래와 같다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조(506)의 도 7에 도시된 평면(a2)에 따른 L2-L2 방향에서의 구조 개략도를 나타낸다. 본 실시예에서 전극 구조(506) 내의 절연체 구조는 불연속적인 링 구조로 형성된다. 예를 들면 다수의 부채꼴 링 구조(507)로 형성된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 4개 독립적인 부채꼴 링 구조(507)로 형성된다. 물론, 기타 수량의 부채꼴 링 구조로 형성될 수도 있다.

본 실시예에서, 상기 절연체 구조도 마찬가지로 실시예 4에 따른 외측 지지벽 및/또는 중간 원반 구조를 포함할 수 있다.

실시예 6

본 실시예도 마찬가지로 발광 다이오드를 제공하고, 상기 발광 다이오드의 구조와 실시예 4 및 실시예 5에 따른 발광 다이오드의 구조의 동일한 부분은 중복하여 설명하지 않고 다른 점은 아래와 같다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 전극 구조(606)은 저부 직경이 상부 직경보다 큰 원뿔대 구조, 즉 수직 단면이 사다리꼴인 원뿔대 구조로 형성된다. 본 실시예에서 절연체 구조도 마찬가지로 링 구조(607)로 형성되고, 마찬가지로 실시예 4에 따른 외측 지지벽과 중간 원반 구조를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 전극 구조(606)은 수직 단면이 사다리꼴인 원뿔대 구조로 형성되므로 링 구조의 외경, 내경, 및 중간 원반의 직경에 대한 설명은 모두 위치하는 평면의 전극 구조의 직경에 대한 것이다. 또한, 본 실시예에 따른 링 구조(607)의 외경이 전극 구조(606)의 직경과 동일한 경우, 외측 지지벽은 상응하게 전극 구조(606)의 측벽과 일치한 경사도를 구비하고, 도 19 및 도 20에 도시된 것을 참조할 수 있다.

실시예 7

본 실시예도 마찬가지로 발광 다이오드를 제공하고, 상기 발광 다이오드의 구조와 실시예 4에 따른 발광 다이오드의 구조의 동일한 부분은 중복하여 설명하지 않고 다른 점은 아래와 같다.

본 실시예에서, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 전극 구조(706) 내에 매입식으로 설치된 절연체 구조는 링 구조(707)의 외경은 상기 전극 구조(706)의 직경보다 작게 형성된다.

본 실시예의 바람직한 실시예에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 절연체 구조는 상기 링 구조(707)를 포함하는 것 외에도, 링 구조(707)의 가장자리 부분을 따라 아래로 연신되어 형성된 외측 지지벽(708)을 더 포함한다. 상기 외측 지지벽(708)은 실시예 4의 외측 지지벽(408)과 동일한 구조 특징을 구비한다.

본 실시예의 다른 한 바람직한 실시예에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 바람직한 실시예의 전극 구조의 개략도를 나타낸다. 상기 바람직한 실시예에서, 절연체 구조는 상기 링 구조(707), 및 상기 링 구조(707)의 가장자리에서 아래로 연신되어 형성된 외측 지지벽(708)을 포함할 뿐만 아니라, 상기 외측 지지벽(708) 외측에 형성된 제2 링 구조(709)를 더 포함하고, 상기 제2 링 구조(709)와 링 구조(707)은 서로 다른 평면 내에 형성된다. 제2 링 구조(709)의 내경은 외측 지지벽(708)의 직경보다 크거나 같고 외경은 전극 구조(706)의 직경보다 작거나 같다. 그 밖에, 상기 제2 링 구조(709)의 두께는 외측 지지벽(408)의 높이보다 작다. 이로써, 상기 절연체 구조는 전극 구조의 연속성을 파괴하지 않고, 전극 구조와 하부 전류 전도층의 전기적 연결성에도 영향을 주지 않는다.

더 바람직한 실시예에서, 형성된 상기 제2 링 구조(709)와 장치 상부에 형성된 절연층은 연속 구조를 이룬다. 이렇게 하면 상기 절연체 구조를 형성하는 제작 과정을 간소화할 수 있다.

실시예 8

본 실시예도 마찬가지로 발광 다이오드를 제공하고, 상기 발광 다이오드의 구조와 실시예 7에 따른 발광 다이오드의 구조의 동일한 부분은 중복하여 설명하지 않고, 다른 점은 아래와 같다.

도 17에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 발광 다이오드의 전극 구조(806)의 도 7에 도시된 평면(a2)에 따른 L2-L2 방향에서의 구조 개략도를 나타낸다. 본 실시예에서 전극 구조(806) 중의 절연체 구조는 불연속적인 링 구조, 예를 들면 다수의 부채꼴 링 구조(807)로 형성된다. 도 17에 도시된 바와 같이, 4개의 독립적인 부채꼴 링 구조(807)로 형성된다. 물론, 다른 수량의 부채꼴 링 구조로 형성될 수도 있다.

본 실시예에서 상기 절연체 구조도 마찬가지로 실시예 7에 따른 외측 지지벽 및/또는 제2 링 구조를 포함할 수 있다.

실시예 9

본 실시예도 마찬가지로 발광 다이오드를 제공하고, 상기 발광 다이오드의 구조와 실시예 7 및 실시예 8에 따른 발광 다이오드의 구조의 동일한 부분은 중복하여 설명하지 않고, 다른 점은 아래와 같다.

도 18에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 전극 구조(906)은 저부 직경이 상부 직경 보다 큰 원뿔대 구조, 즉 수직 단면이 사다리꼴인 원뿔대 구조로 형성된다. 본 실시예에서 절연체 구조도 마찬가지로 링 구조(907)로 형성되고, 상기 링 구조의 수평 외경은 전극 구조의 수평 직경보다 자거나 같다.

도 19에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 바람직한 실시예에서, 절연체 구조는 상기 링 구조(907)을 포함하는 것 외에도, 링 구조의 가장자리 부분을 따라 아래로 연신된 외측 지지벽(908)을 더 포함한다. 더 바람직하게, 외측 지지벽(908)은 전극 구조(906)의 측벽과 동일한 경사도를 구비한다.

본 실시예의 다른 한 바람직한 실시예에서, 도 20에 도시된 바와 같이, 절연체 구조는 상기 링 구조(907), 링 구조의 가장자리 부분을 따란 아래로 연신된 외측 지지벽(908)을 포함하는 것 외에도, 마찬가지로 상기 외측 지지벽(908)의 외측에 형성된 제2 링 구조(909)를 더 포함할 수 있다. 더 바람직한 실시예에서, 상기 절연체 구조의 상기 제2 링 구조(709)와 장치 상방에 형성된 절연층은 연속 구조를 형성한다. 또한, 상기 제2 링 구조와 장치 상방에 형성된 절연층은 동일한 절연 재료일 수 있고, 장치 상방의 절연층이 전극 구조로 연신되는 효과를 이룬다. 그러면 와이어 본딩 시 저부 구조가 파괴되지 않도록 상기 전극 구조를 보호함과 동시에, 상기 절연체 구조의 제작 과정을 간소화할 수 있다.

상기 제2 링 구조(909)는 실시예 7의 제2 링 구조(709)와 동일한 특징을 기짐으로, 더 이상 상세하게 설명하지 않는다.

본 실시예에서, 전극 구조(906)은 수직 단면이 사다리꼴인 원뿔대 구조로 형성되므로, 링 구조의 외경, 내경 및 제2 링 구조의 외경, 내경에 대한 설명은 모두 위치하는 평면의 전극 구조의 직경에 대한 것이다.

본 발명의 발광 다이오드는 전극 구조 내에 절연체 구조가 매입되고, 상기 절연체 구조는 전극 구조 내에 메사 구조를 형성하고, 상기 메사 구조의 직경은 전극 구조보다 작고, 높이는 전극 구조의 높이보다 작아 전극 구조와 하방의 전류 전도층의 접촉에 영향을 주지 않고, 후속 와이어 본딩 시 납볼과 전극 구조의 접촉에도 영향을 주지 않으므로 전체 장치의 도전성에도 영향을 주지 않는다.

상술한 절연체 구조는 전극 구조에 매입식으로 설치되므로 전극 내부에 내장형 커패시터를 형성하고 상기 내장형 커패시터는 전극의 가장자리에 형성될 수 있고, 이로써 전극 구조의 대전방지능을 향상시키고, 발광 다이오드의 정전 파괴 리스크를 줄여, 장치의 신뢰성 및 사용 수명을 증가시킬 수 있다.

상술한 실시예는 본 발명의 원리 및 효과를 예시적으로 설명하기 위한 것이지 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 해당 기술에 익숙한 자는 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않으면서 상기 실시예에 대해 수정 또는 변경을 진행할 수 있다. 따라서, 당업자가 본 발명에서 개시된 정신과 기술 사상을 벗어나지 않으면서 완성한 모든 동등한 효과의 수식 또는 변경은 여전히 본 발명의 청구항의 범위에 포함되어야 한다.

100: 발광 다이오드
101: 기판
102: 제1 반도체층
1021: 제1 반도체층의 제1 부분
1022: 제1 반도체층의 제2 부분
103: 활성층
104: 제2 반도체층
105: 전류 전도층
106: 전극 구조
107: 절연체 구조의 원반 구조
108: 절연체 구조의 지지부
109: 절연체 구조의 아웃터 링 구조
206: 전극 구조
207: 절연체 구조의 원반 구조
306: 전극 구조
307: 절연체 구조의 원반 구조
400: 발광 다이오드
401: 기판
402: 제1 반도체층
4021: 제1 반도체층의 제1 부분
4022: 제1 반도체층의 제2 부분
403: 활성층
404: 제2 반도체층
405: 전류 전도층
406: 전극 구조
407: 절연체 구조의 원반 구조
408: 절연체 구조의 외측 지지벽
409: 절연체 구조의 중간 원반 구조
506: 전극 구조
507: 절연체 구조의 링 구조
606: 전극 구조
607: 절연체 구조의 링 구조
706: 전극 구조
707: 절연체 구조의 링 구조
708: 절연체 구조의 외측 지지벽
709: 절연체 구조의 제2 링 구조
806: 전극 구조
807: 절연체 구조의 부채꼴 링 구조
906: 전극 구조
907: 절연체 구조의 링 구조
908: 절연체 구조의 외측 지지벽
909: 절연체 구조의 제2 링 구조

Claims

발광 다이오드에 있어서,
기판;
상기 기판 상에 형성되고, 제1 부분과 제2 부분을 포함하는 계단 구조로 형성된 제1 반도체층;
상기 제1 반도체층의 상기 제1 부분 상에 형성된 활성층;
상기 활성층 상에 형성되고, 도전 유형이 상기 제1 반도체층과 반대인 제2 반도체층; 및
상기 제1 반도체층에 위치하는 상기 제2 부분 상 및/또는 상기 제2 반도체층 상에 형성된 전극 구조
를 포함하고,
상기 전극 구조는 절연체 구조를 포함하고, 상기 절연체 구조는 상기 전극 구조 중의 전극 구조 최상부도 아니고 전극 구조 최하부도 아닌 위치에 매입식으로 설치되고, 상기 전극 구조 내에 메사 구조(mesa structure)가 형성되고, 상기 메사 구조의 높이는 상기 전극 구조의 높이보다 작고,
상기 절연체 구조는 상기 전극 구조 내에 매입된 링 구조를 포함하고, 상기 링 구조의 외경은 상기 전극 구조의 직경보다 작거나 같고, 상기 링 구조의 종방향 두께는 상기 전극 구조의 높이보다 작은,
발광 다이오드.
제1항에 있어서,
상기 제2 반도체층 상에 형성되거나 또는 상기 제1 반도체층의 상기 제2 부분 및 상기 제2 반도체층 상에 형성되는 전류 전도층을 더 포함하는, 발광 다이오드.
제1항에 있어서,
상기 절연체 구조는 상기 전극 구조의 내부에 매입된 원반 구조를 포함하고, 상기 원반 구조의 외측 직경은 상기 전극 구조의 외측 직경보다 작고, 상기 원반 구조의 두께는 상기 전극 구조의 높이보다 작은, 발광 다이오드.
제3항에 있어서,
상기 원반 구조는 다수의 불연속적인 구조를 형성하는, 발광 다이오드.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 절연체 구조는 상기 원반 구조에서 아래로 연신되어 형성된 지지부를 더 포함하는, 발광 다이오드.
제5항에 있어서,
상기 절연체 구조는 아웃터 링 구조를 더 포함하고, 상기 아웃터 링 구조는 상기 지지부의 외측에 형성되고, 상기 원반 구조와 서로 다른 평면 내에 형성되며, 상기 아웃터 링 구조의 외경은 상기 전극 구조의 직경보다 작거나 같고, 상기 아웃터 링 구조의 두께는 상기 지지부의 높이보다 작은, 발광 다이오드.
제6항에 있어서,
상기 지지부는 상기 전극 구조의 저부까지 연신되는, 발광 다이오드.
제1항에 있어서,
상기 링 구조는 다수의 불연속적인 구조로 형성되는, 발광 다이오드.
제1항 또는 제8항에 있어서,
상기 절연체 구조는 상기 링 구조의 가장자리에서 아래로 연신되어 형성된 외측 지지벽을 더 포함하고, 상기 외측 지지벽의 수평 두께는 상기 링 구조의 수평 폭보다 작은, 발광 다이오드.
제9항에 있어서,
상기 링 구조의 외경이 상기 전극 구조의 직경과 같을 경우, 상기 절연체 구조는 중간 원반 구조를 더 포함하고, 상기 중간 원반 구조는 상기 외측 지지벽의 내측에 위치하고, 상기 중간 원반 구조와 상기 링 구조는 서로 다른 평면 내에 형성되고, 상기 중간 원반의 직경은 상기 외측 지지벽의 내경보다 작고, 상기 중간 원반의 두께는 상기 외측 지지벽의 높이보다 작은, 발광 다이오드.
제10항에 있어서,
상기 외측 지지벽은 상기 전극 구조의 저부까지 연신되는, 발광 다이오드.
제9항에 있어서,
상기 링 구조의 외경은 상기 전극 구조의 직경보다 작고, 상기 절연체 구조는 제2 링 구조를 더 포함하고, 상기 제2 링 구조는 상기 외측 지지벽의 외측에 형성되고, 상기 제2 링 구조와 상기 링 구조는 서로 다른 평면 내에 형성되고, 상기 제2 링 구조의 외경은 상기 전극의 직경보다 작거나 같고, 상기 제2 링의 내경은 상기 외측 지지벽의 직경보다 크고, 상기 제2 링의 두께는 상기 외측 지지벽의 높이보다 작은, 발광 다이오드.
제9항에 있어서,
상기 외측 지지벽은 상기 전극 구조의 저부까지 연신되는, 발광 다이오드.
제1항에 있어서,
상기 전극 구조는 원기둥 형상 구조 또는 상부 직경이 저부 직경보다 작은 원뿔대 구조를 형성하는, 발광 다이오드.
제12항에 있어서,
상기 제2 링 구조의 외경은 상기 전극의 직경보다 작거나 같은, 발광 다이오드.
삭제