KR20060010344A - Optical device with photo detector - Google Patents

Optical device with photo detector

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KR20060010344A
KR20060010344A KR1020040059007A KR20040059007A KR20060010344A KR 20060010344 A KR20060010344 A KR 20060010344A KR 1020040059007 A KR1020040059007 A KR 1020040059007A KR 20040059007 A KR20040059007 A KR 20040059007A KR 20060010344 A KR20060010344 A KR 20060010344A
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Abstract

본 발명은 광 검출기를 구비한 광소자에 관한 것으로, 제1 도전형을 가지는 반도체 층, 제2 도전형을 가지는 반도체 층, 그리고 제1 도전형을 가지는 반도체 층과 제2 도전형을 가지는 반도체 층 사이에 형성되는 공핍층을 포함하는 광 검출기, 그리고 광 검출기에 플립칩 본딩되어 있으며, 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 복수개의 화합물 반도체층을 포함하는 발광소자를 포함하며, 발광소자의 활성층에서 생성된 빛을 광 검출기의 공핍층에서 검출하는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자를 제공하며, 이에 의해 LED와 같은 발광소자를 포토다이오드와 같은 광 검출기에 flip chip 방법으로 집적하여 발광소자의 광출력을 검출할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device having a photodetector, comprising a semiconductor layer having a first conductivity type, a semiconductor layer having a second conductivity type, and a semiconductor layer having a first conductivity type and a semiconductor layer having a second conductivity type. And a light detector including a photo detector including a depletion layer formed therebetween, and a plurality of compound semiconductor layers including flip chip bonding to the photo detector and an active layer generating light by recombination of electrons and holes. The present invention provides an optical device having a photodetector, which detects light generated in an active layer of a light emitting device at a depletion layer of a photodetector, thereby flipping a light emitting device such as an LED onto a photo detector such as a photodiode. Can be integrated to detect the light output of the light emitting device.

발광다이오드, 광소자, 광 검출기, 수광소자, 포토다이오드, 레이저다이오드Light emitting diodes, optical elements, photo detectors, light receiving elements, photodiodes, laser diodes

Description

광 검출기를 구비한 광소자{OPTICAL DEVICE WITH PHOTO DETECTOR}Optical device with photodetector {OPTICAL DEVICE WITH PHOTO DETECTOR}

도 1은 종래의 LCD에서의 LED 구동 및 광검출 방법을 나타내는 도면,1 is a view showing a LED driving and photodetection method in a conventional LCD,

도 2 내지 도 4는 미국특허 제5,757,829호에 게시된 파워 모니터 시스템을 나타내는 도면,2 to 4 show a power monitor system disclosed in US Pat. No. 5,757,829,

도 5는 본 발명에 따른 광 검출기(10)를 구비한 광소자(100)를 나타내는 도면,5 shows an optical device 100 with a photo detector 10 according to the invention,

도 6은 도 5에 따른 광소자의 전기적 연결을 개념적으로 나타내는 도면,6 conceptually illustrates electrical connection of an optical device according to FIG. 5;

도 7은 본 발명의 다른 예를 나타내는 도면,7 is a view showing another example of the present invention;

도 8은 도 7에 따른 광소자의 전기적 연결을 개념적으로 나타내는 도면,8 conceptually illustrates electrical connection of an optical device according to FIG. 7;

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예를 개념적으로 나타내는 도면,9 conceptually illustrates another embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 개념적으로 나타내는 도면. 10 conceptually illustrates another embodiment of the present invention.

본 발명은 광 검출기를 포함하는 광소자에 관한 것이다. 최근에 LED(Light Emitting Diode)가 LCD(Liquid Crystal Display)의 광원으로 사용되면서 LED의 광출력을 조절하는 장치가 필요하게 되었다. LCD 광원으로 사용되는 LED는 적색, 청 색, 녹색의 세가지 광원으로 이루어지며 각각의 광출력은 일정한 비율을 가져야 한다. LED의 광출력은 색깔에 따른 LED의 종류, 사용되는 온도, 사용된 시간에 따라서 변화하게 된다. 적색 LED의 경우 AlGaInP 물질로 만들어지며 구동 전압이 2V - 2.5V의 값을 가진다. 일반적인 LED의 경우 20mA에서 구동되며 구동 전류를 증가시키면 비례해서 광출력이 증가한다. 구동 전류를 더욱 커지면 광출력 증가율은 떨어지게 된다. 청색이나 녹색 LED의 경우 AlGaInN 물질을 기반으로 하고 구동 전압이 3V - 4V의 값을 가진다. 적색 LED와 마찬가지로 일반적으로 20mA에서 구동되며 구동 전류를 그 이상으로 구동하면 광출력 증가율은 떨어지게 된다.The present invention relates to an optical device comprising a photo detector. Recently, as light emitting diodes (LEDs) are used as light sources of liquid crystal displays (LCDs), devices for controlling the light output of LEDs are required. LED used as LCD light source is composed of three light sources, red, blue, and green, and each light output should have a certain ratio. The light output of the LED varies according to the type of LED, temperature used, and time used according to the color. The red LED is made of AlGaInP material and has a driving voltage of 2V-2.5V. A typical LED is driven at 20mA, and increasing the drive current increases the light output proportionally. As the driving current becomes larger, the rate of light output decreases. Blue or green LEDs are based on AlGaInN materials and have a drive voltage of 3V-4V. Like a red LED, it is typically driven at 20mA, and driving higher drive currents reduces the rate of light output growth.

또한 LED의 광출력 특성중의 하나는 사용 온도에 따른 광출력 특성의 변화가 있다. 동작 온도가 높아지면 광출력은 감소하는 것이 일반적이다.In addition, one of the light output characteristics of the LED is a change in the light output characteristics according to the use temperature. As the operating temperature increases, the light output generally decreases.

또 다른 LED의 광출력 특성중의 하나는 사용 시간에 따른 광출력의 감소 특성이다. 이는 시간이 지남에 따라 소자의 특성이 나빠지기 때문이다.One of the light output characteristics of another LED is the decrease in light output with use time. This is because the characteristics of the device deteriorate with time.

이와 같은 이유로 인하여 일정한 광출력을 얻기 위해서는 LED에서 방출되는 광출력을 감지하고, 방출된 광출력에 따라서 구동전류를 가변하여 일정한 광출력을 유지하여 한다. 따라서 이러한 광출력의 변화를 감지하고 일정한 광출력을 가지게 LED를 구동하는 것은 아주 중요하다.For this reason, in order to obtain a constant light output, the light output emitted from the LED is sensed and the drive current is varied according to the emitted light output to maintain a constant light output. Therefore, it is very important to detect the change in light output and drive the LED to have a constant light output.

종래의 기술에 따른 LCD에서의 LED 구동 및 광검출 방법을 도 1에 나타내었다. 종래에는 LCD의 한쪽에 LED(1)를 배치하고 LCD 패널(2)의 반대편에 광출력을 검출하는 소자(3)를 배치하는 구조를 가지고 있다. 여기에 사용되는 LED는 적색, 청색, 녹색으로 이루어져 있다. 각각을 일정 전류로 구동하면서 광검출기에서의 광 의 세기를 측정하여 각 색깔에 적합한 광출력이 되도록 LED의 구동 전류값을 바꾸어 주는 방식이다.The LED driving and photodetecting method in the LCD according to the prior art is shown in FIG. Conventionally, it has a structure which arrange | positions the LED 1 on one side of an LCD, and arrange | positions the element 3 which detects light output on the opposite side of the LCD panel 2. The LED used here consists of red, blue and green. It is a method of changing the driving current value of LED to measure the light intensity in the photodetector while driving each with a constant current so as to have a light output suitable for each color.

미국특허 제5,757,829호는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 기판(314)에 플립칩 장착된 기판(352)를 포함하는 파워 모니터 시스템(360)을 제시되어 있으며, 기판(352)은 포토다이오드(350)를 구비하고 있다. 기판(352)은 기판(314) 위에 위치하며 VCSEL(310; Vertical Cavity Surface Emitting Lasers)과 광학적으로 정렬되도록 포토다이오드(350)를 위치시켜, VCSEL(310)로부터의 발광이 포토다이오드(350)로 직접 들어가도록 되어 있다. 여기서, 플립칩 장착은 bump bonding, conductive epoxy 등과 같은 잘 알려진 반도체 기술이 이용된다.U.S. Patent 5,757,829 discloses a power monitor system 360 that includes a substrate 352 flip-chip mounted to a substrate 314 as shown in FIGS. 2 and 3, wherein the substrate 352 is a photodiode. 350 is provided. Substrate 352 is positioned over substrate 314 and positions photodiode 350 to be optically aligned with VCSEL 310 (Vertical Cavity Surface Emitting Lasers) so that light from VCSEL 310 is directed to photodiode 350. It is supposed to go in directly. Here, the flip chip mounting is a well-known semiconductor technology such as bump bonding, conductive epoxy and the like.

도 4에 도시된 바와 같이, 파워 모니터 시스템(360)은 파워 제어 장치(370)를 더 구비하며, 포토다이오드(350)로부터의 신호(372)를 입력으로 하여 VCSEL(310,312)로 파워(374)를 출력하여 VCSEL(310,312)의 발광을 일정하게 유지한다.As shown in FIG. 4, the power monitor system 360 further includes a power control device 370, which receives the signal 372 from the photodiode 350 as an input and powers the power 374 to the VCSELs 310 and 312. The light emission of the VCSELs 310 and 312 is kept constant.

그러나, 미국특허 제5,757,829호의 경우에 광을 검출하는 포토다이오드(350)가 플립칩 본딩되어 있으며, 기판(314)은 광 검출용 VCSEL(310)과 발광용 VCSEL(312)을 별도로 구비하고 있다.However, in US Pat. No. 5,757,829, the photodiode 350 for detecting light is flip-chip bonded, and the substrate 314 is provided with the light detecting VCSEL 310 and the light emitting VCSEL 312 separately.

본 발명은 LED(Light Emitting Device), LD(Laser Diode)와 같은 발광소자의 광출력을 일정하게 유지할 수 있도록 그 광출력을 검출할 수 있는 광 검출기를 구비한 광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an optical device having a light detector capable of detecting the light output so as to maintain a constant light output of a light emitting device such as a light emitting device (LED) and a laser diode (LD).

이를 위해, 본 발명은 제1 도전형을 가지는 반도체 층, 제2 도전형을 가지는 반도체 층, 그리고 제1 도전형을 가지는 반도체 층과 제2 도전형을 가지는 반도체 층 사이에 형성되는 공핍층을 포함하는 광 검출기, 그리고 광 검출기에 플립칩 본딩되어 있으며, 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 복수개의 화합물 반도체층을 포함하는 발광소자를 포함하며, 발광소자의 활성층에서 생성된 빛을 광 검출기의 공핍층에서 검출하는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자를 제공한다.To this end, the present invention includes a semiconductor layer having a first conductivity type, a semiconductor layer having a second conductivity type, and a depletion layer formed between a semiconductor layer having a first conductivity type and a semiconductor layer having a second conductivity type. And a light emitting device that is flip chip bonded to the photo detector and includes a plurality of compound semiconductor layers including an active layer that generates light by recombination of electrons and holes, and is generated in the active layer of the light emitting device. An optical device having a photodetector characterized in that light is detected in a depletion layer of a photodetector.

여기서 발광소자는 LED(발광 다이오드)나 LD(레이저 다이오드)와 같이 전자와 정공의 재결합을 통해 빛(광자)을 생성하는 소자를 의미하며, 광 검출기는 포토다이오드와 같이 빛(광자)을 검출하는 소자를 의미한다.Here, the light emitting device refers to a device that generates light (photons) through recombination of electrons and holes, such as LED (light emitting diode) or LD (laser diode), and the photo detector is used to detect light (photon) like photodiode Means an element.

제1 도전형이 p형인 경우에 제2 도전형은 n형을 가지며, 제1 도전형이 n형인 경우에 제2 도전형은 p형을 가진다.When the first conductivity type is p type, the second conductivity type has n type, and when the first conductivity type is n type, the second conductivity type has p type.

화합물 반도체층은 예를 들어 AlxInyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1), GaAs와 같은 물질로 이루어질 수 있다.The compound semiconductor layer may be formed of, for example, a material such as Al x In y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) or GaAs.

제1 및 제2 도전형을 가지는 반도체 층은 바람직하게는 실리콘으로 이루어진다.The semiconductor layer having the first and second conductivity types is preferably made of silicon.

또한, 본 발명은 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 복수개의 화합물 반도체층, 복수개의 화합물 반도체층 상부에 위치하는 투명 성 기판, 그리고 복수개의 화합물 반도체층 하부에 위치하는 제1 도전성을 가지는 전극과 제2 도전성을 가지는 전극을 포함하는 발광소자; 그리고 발광소자가 플립칩 본딩되어 있으며, 발광소자의 제1 도전성을 가지는 전극과 제2 도전성을 가지는 전극에 의해 발광소자와 전기적으로 연결되어 있고, 발광소자의 활성층으로부터 복수개의 화합물 반도체층의 하부로 방출되는 빛을 검출하는 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자를 제공한다. In addition, the present invention provides a plurality of compound semiconductor layers including an active layer that generates light by recombination of electrons and holes, a transparent substrate positioned on the plurality of compound semiconductor layers, and a lower portion of the plurality of compound semiconductor layers. A light emitting device comprising an electrode having a first conductivity and an electrode having a second conductivity; The light emitting device is flip-chip bonded, and is electrically connected to the light emitting device by an electrode having a first conductivity and an electrode having a second conductivity of the light emitting device, and from the active layer of the light emitting device to the lower portion of the compound semiconductor layer. It provides an optical device having a photo detector, characterized in that it comprises a photo detector for detecting the emitted light.

여기서, 본 발명은 활성층에서 생성된 빛을 기판이 있는 방향으로 방출하는 플립칩 형태의 발광소자와 이 발광소자의 기판의 반대 방향 측에 수광소자를 구비하여 발광소자의 광출력을 검출하는 광소자를 의미하여, 이러한 광출력을 피드백함으로써 발광소자의 광출력을 일정하게 유지할 수 있다.The present invention provides a flip chip type light emitting device that emits light generated in an active layer in a direction of a substrate, and an optical device having a light receiving device on a side opposite to the substrate of the light emitting device to detect light output of the light emitting device. In other words, by feeding back such light output, the light output of the light emitting device can be kept constant.

이하, 도면을 참고로 하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 5는 본 발명에 따른 광 검출기(10)를 구비한 광소자(100)를 나타내는 도면으로서, 바람직하게는 실리콘 반도체가 기판(11)으로 사용되는데, 기판(11)은 p형 반도체 층(11)으로 구성되어 있다. 이온 주입 또는 확산 방법에 의해서 일정 부분에 n형 반도체 층(12)을 구성하여 p-n 다이오드를 형성한다.5 is a view showing an optical device 100 having a photo detector 10 according to the present invention, preferably a silicon semiconductor is used as the substrate 11, the substrate 11 is a p-type semiconductor layer 11 ) An n-type semiconductor layer 12 is formed at a portion by an ion implantation or diffusion method to form a p-n diode.

p-n 다이오드에 전압을 가하지 않거나 역방향 전압을 가하면 p-n 다이오드 접합면에 공핍층(13)이 형성되고 외부의 광(40)이 공핍층(13)으로 입사되면 전자-정공이 형성되면서 광전류가 발생한다. 광전류는 입사하는 광출력에 따라서 변하게 되어 p-n 다이오드 상측에 배치된 발광소자(30), 본 실시예에서는 LED(30)에서 방출되는 광의 세기를 검출할 수 있다. When no voltage is applied to the p-n diode or a reverse voltage is applied, a depletion layer 13 is formed on the p-n diode junction and an external light 40 is incident on the depletion layer 13 to form an electron-hole, thereby generating a photocurrent. The photocurrent changes according to the incident light output, so that the intensity of the light emitted from the light emitting element 30 disposed above the p-n diode and, in this embodiment, the LED 30 can be detected.                     

p-n 접합이 형성된 기판(11)에 외부 전극 연결을 위한 금속패드(51,52,53)가 형성되며, 금속패드(51,52,53)에 본딩 와이어(91,92,93)가 연결된다. p형 반도체 층(11) 위의 금속패드(51)와 LED(30)의 n형 화합물 반도체 층(71) 사이에 n형 전극(61)이 형성되고, n형 반도체 층(12) 위의 금속패드(52)와 LED(30)의 p형 화합물 반도체 층(72) 사이에 p형 전극(62)이 형성된다. LED(30)의 n형 전극(61)과의 절연을 위해서 p형 반도체 층(11)의 표면에 절연막(81)을 형성하고, LED(30)의 n형 전극(61)으로부터 위쪽으로의 전기적 연결을 위해서 금속패드(52)를 형성하여 있다.Metal pads 51, 52, and 53 are formed on the substrate 11 on which the p-n junction is formed, and bonding wires 91, 92, and 93 are connected to the metal pads 51, 52, and 53. An n-type electrode 61 is formed between the metal pad 51 on the p-type semiconductor layer 11 and the n-type compound semiconductor layer 71 of the LED 30, and the metal on the n-type semiconductor layer 12. A p-type electrode 62 is formed between the pad 52 and the p-type compound semiconductor layer 72 of the LED 30. An insulating film 81 is formed on the surface of the p-type semiconductor layer 11 to insulate it from the n-type electrode 61 of the LED 30, and the electrical upwards from the n-type electrode 61 of the LED 30. Metal pads 52 are formed for connection.

도 5는 금속패드(51,52,53)가 형성된 실리콘 기판(11) 상에 LED(30)를 뒤집어서 붙인 모양을 보이고 있으며, 반도체 칩을 뒤집어서 붙이는 방법을 flip chip 기술이라 하고, 전술한 바와 같이 이는 잘 알려진 기술이다.FIG. 5 shows a shape in which the LEDs 30 are turned upside down on the silicon substrate 11 having the metal pads 51, 52, and 53 formed thereon, and a method of flipping the semiconductor chip upside down is referred to as flip chip technology. This is a well known technique.

LED(30)는 p형 전극(62)과 n형 전극(61)을 구비하고 있으며 p형 전극(62)에 (+) 전원(도시 생략)을 가하면 LED(30)의 활성층(73)이 전자와 정공의 재결합을 통해 광을 방출한다. LED(30)의 p형 전극(62)을 금속패드(52)를 통해 실리콘 p-n 다이오드(10)의 n형 반도체 층(12)과 연결하고, LED(30)의 n형 전극(61)을 실리콘 기판(11)의 절연막(81) 위에 형성된 금속패드(51)에 연결한 후, 금속패드(51,52,53) 각각에 본딩 와이어(91,92,93)를 연결한다. 이러한 전기적 연결에 의해 도 6과 같이 광 검출기 또는 실리콘 p-n 다이오드(10)와 LED(30)를 본딩 와이어(91,92,93)를 통해 외부와 전기적으로 연결시킬 수 있다.The LED 30 includes a p-type electrode 62 and an n-type electrode 61. When a positive power source (not shown) is applied to the p-type electrode 62, the active layer 73 of the LED 30 becomes electrons. And light is emitted through the recombination of the holes. The p-type electrode 62 of the LED 30 is connected to the n-type semiconductor layer 12 of the silicon pn diode 10 through the metal pad 52, and the n-type electrode 61 of the LED 30 is silicon. After connecting to the metal pads 51 formed on the insulating film 81 of the substrate 11, the bonding wires (91, 92, 93) are connected to each of the metal pads (51, 52, 53). By such an electrical connection, as shown in FIG. 6, the photo detector or the silicon p-n diode 10 and the LED 30 may be electrically connected to the outside through the bonding wires 91, 92, and 93.

LED(30)의 활성층(73)에서 방출된 광은 청색 또는 녹색 LED의 경우 투명성 기판(예, 사파이어)을 통해서 상측으로 방출되며 일부의 광(40)은 하측으로 방출된 다. 하부로 방출된 광(40)은 실리콘 p-n 다이오드(10)의 공핍층(13)으로 흡수되어 광출력의 세기에 따라 p-n 다이오드의 광전류가 변하게 된다. 실리콘 기판(11) 위에 형성된 LED(30)는 적색, 청색, 녹색, 자외선, 적외선 등의 모든 LED가 사용될 수 있다.Light emitted from the active layer 73 of the LED 30 is emitted upward through a transparent substrate (eg, sapphire) in the case of a blue or green LED, and some light 40 is emitted downward. The light 40 emitted downward is absorbed into the depletion layer 13 of the silicon p-n diode 10 so that the photocurrent of the p-n diode changes according to the intensity of the light output. As the LED 30 formed on the silicon substrate 11, all LEDs such as red, blue, green, ultraviolet, and infrared rays may be used.

도 7은 본 발명의 다른 예를 나타내는 도면으로서, 실리콘 기판(111)으로 n형 반도체 층이 사용되고, 부분적으로 이온주입 또는 확산 방법으로 p형 반도체 층(112)을 형성하여 p-n 다이오드를 구성하고 있다. 이 경우에 발광소자(30)의 n형 전극(61)과 p형 전극(62) 중 n형 전극(61)이 p형 반도체 층(112)에 연결된다. 도 8은 도 7의 실시예에 따른 전기적 연결을 개념적으로 나타내고 있다.FIG. 7 is a view showing another example of the present invention, in which an n-type semiconductor layer is used as the silicon substrate 111, and a p-type semiconductor layer 112 is formed by partially implanting or diffusing a pn diode. . In this case, the n-type electrode 61 of the n-type electrode 61 and the p-type electrode 62 of the light emitting element 30 are connected to the p-type semiconductor layer 112. 8 conceptually illustrates an electrical connection according to the embodiment of FIG. 7.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예를 개념적으로 나타내는 도면으로서, LED(30)와 병렬로 역방향 제너 다이오드(300)를 연결한 구조를 보이고 있다. 일반적으로 AlGaInN 기반의 청색, 녹색 LED는 역방향 정전기에 아주 약한 것으로 알려져 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방편으로 역방향 제너 다이오드(300)를 LED(30)와 병렬로 연결함으로써 역방향 정전 내압을 획기적으로 개선할 수 있다.FIG. 9 is a view conceptually showing another embodiment of the present invention, and shows a structure in which a reverse zener diode 300 is connected in parallel with the LED 30. In general, AlGaInN-based blue and green LEDs are known to be very weak against reverse static electricity. As a way to solve this problem, by connecting the reverse Zener diode 300 in parallel with the LED 30, it is possible to significantly improve the reverse electrostatic breakdown voltage.

도 9는 도 5의 구성에 따른 광소자에 제너 다이오드(300)를 연결한 것이고, 도 10은 도 7의 구성에 따른 광소자에 제너 다이오드(300)를 연결한 본 발명에 따른 실시예를 나타낸다.9 is a view illustrating an embodiment in which a zener diode 300 is connected to an optical device according to the configuration of FIG. 5, and FIG. 10 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention in which a zener diode 300 is connected to an optical device according to the configuration of FIG. 7. .

본 발명에 의하면, LED와 같은 발광소자를 포토다이오드와 같은 광 검출기에 flip chip 방법으로 집적하여 발광소자의 광출력을 검출할 수 있다. According to the present invention, the light output device of the light emitting device can be detected by integrating a light emitting device such as an LED into a photo detector such as a photodiode by a flip chip method.                     

또한 본 발명에 의하면, 기판으로 역할하는 광 검출기를 통해서 발광소자의 활성층에서 발생된 열을 효과적으로 방출할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, it is possible to effectively release the heat generated in the active layer of the light emitting device through a photo detector serving as a substrate.

또한 본 발명에 의하면, 플립칩 구조의 발광소자의 광출력을 광출력 방향의 후방에서 검출하여 일정하게 유지할 수 있게 된다.Further, according to the present invention, the light output of the light emitting device having the flip chip structure can be detected from the rear of the light output direction and kept constant.

Claims (10)

제1 도전형을 가지는 반도체 층, 제2 도전형을 가지는 반도체 층, 그리고 제1 도전형을 가지는 반도체 층과 제2 도전형을 가지는 반도체 층 사이에 형성되는 공핍층을 포함하는 광 검출기; 그리고A photo detector comprising a semiconductor layer having a first conductivity type, a semiconductor layer having a second conductivity type, and a depletion layer formed between the semiconductor layer having a first conductivity type and the semiconductor layer having a second conductivity type; And 광 검출기에 플립칩 본딩되어 있으며, 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 복수개의 화합물 반도체층을 포함하는 발광소자;를 포함하며,And a light emitting device that is flip-chip bonded to the photo detector and includes a plurality of compound semiconductor layers including an active layer that generates light by recombination of electrons and holes. 발광소자의 활성층에서 생성된 빛을 광 검출기의 공핍층에서 검출하는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자.An optical device with a photo detector, characterized in that for detecting the light generated in the active layer of the light emitting device in the depletion layer of the photo detector. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 발광소자는 복수개의 화합물 반도체층과 전기적으로 접촉되는 제1 도전형을 가지는 전극과 제2 도전형을 가지는 전극을 포함하며,The light emitting device includes an electrode having a first conductivity type and an electrode having a second conductivity type in electrical contact with a plurality of compound semiconductor layers, 발광소자의 제1 도전형을 가지는 전극은 광 검출기의 제2 도전형을 가지는 반도체 층 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자.And an electrode having a first conductivity type of the light emitting element is located on a semiconductor layer having a second conductivity type of the light detector. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 발광소자는 복수개의 화합물 반도체층과 전기적으로 접촉되는 제1 도전형을 가지는 전극과 제2 도전형을 가지는 전극을 포함하며,The light emitting device includes an electrode having a first conductivity type and an electrode having a second conductivity type in electrical contact with a plurality of compound semiconductor layers, 발광소자의 제2 도전형을 가지는 전극과 광 검출기의 제1 도전형을 가지는 반도체 층 사이에는 절연체가 놓여 있는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자.An insulator is provided between an electrode having a second conductivity type of a light emitting element and a semiconductor layer having a first conductivity type of a photodetector. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 발광소자의 제1 도전형을 가지는 전극과 광 검출기의 제2 도전형을 가지는 반도체 층에 전기적으로 연결된 제1 본딩 와이어;A first bonding wire electrically connected to an electrode having a first conductivity type of the light emitting device and a semiconductor layer having a second conductivity type of the photodetector; 발광소자의 제2 도전형을 가지는 전극에 전기적으로 연결된 제2 본딩 와이어; 그리고A second bonding wire electrically connected to an electrode having a second conductivity type of the light emitting device; And 광 검출기의 제1 도전형을 가지는 반도체 층에 전기적으로 연결된 제3 본딩 와이어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자.And a third bonding wire electrically connected to a semiconductor layer having a first conductivity type of the photodetector. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 발광소자의 제1 도전형을 가지는 전극과 광 검출기의 제2 도전형을 가지는 반도체 층 사이에 위치하는 제1 금속패드;A first metal pad positioned between an electrode having a first conductivity type of the light emitting device and a semiconductor layer having a second conductivity type of the photodetector; 발광소자의 제2 도전형을 가지는 전극 아래에 위치하는 제2 금속패드; 그리고A second metal pad under the electrode having the second conductivity type of the light emitting device; And 광 검출기의 제1 도전형을 가지는 반도체 층 위에 위치하는 제3 금속패드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자.And a third metal pad positioned on the semiconductor layer having the first conductivity type of the photo detector. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 제1 금속패드에 전기적으로 연결된 제1 본딩 와이어; 제2 금속패드에 전기적으로 연결된 제2 본딩 와이어; 그리고 제3 금속패드에 전기적으로 연결된 제3 본딩 와이어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자.A first bonding wire electrically connected to the first metal pad; A second bonding wire electrically connected to the second metal pad; And a third bonding wire electrically connected to the third metal pad. 제 1 항 내지는 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 역방향 정전기로부터 발광소자를 보호하기 위한 제너 다이오드를 더 포함하며,And a zener diode for protecting the light emitting device from reverse static electricity. 제너 다이오드는 발광소자에 전기적으로 극성이 엇갈리도록 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자.The Zener diode is an optical device having a photo detector, characterized in that the polarity is electrically connected in parallel to the light emitting device. 제 1 항 내지는 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 제1 도전형을 가지는 반도체 층 및 제2 도전형을 가지는 반도체 층은 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자.A semiconductor device having a photo detector, characterized in that the semiconductor layer having the first conductivity type and the semiconductor layer having the second conductivity type are made of silicon. 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 복수개의 화합물 반도체층, 복수개의 화합물 반도체층 상부에 위치하는 투명성 기판, 그리고 복수개의 화합물 반도체층 하부에 위치하는 제1 도전성을 가지는 전극과 제2 도전성을 가지는 전극을 포함하는 발광소자; 그리고A plurality of compound semiconductor layers including an active layer that generates light by recombination of electrons and holes, a transparent substrate positioned on the plurality of compound semiconductor layers, and an electrode having a first conductivity located under the plurality of compound semiconductor layers; A light emitting device including an electrode having a second conductivity; And 발광소자가 플립칩 본딩되어 있으며, 발광소자의 제1 도전성을 가지는 전극 과 제2 도전성을 가지는 전극에 의해 발광소자와 전기적으로 연결되어 있고, 발광소자의 활성층으로부터 복수개의 화합물 반도체층의 하부로 방출되는 빛을 검출하는 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자.The light emitting device is flip chip bonded, and is electrically connected to the light emitting device by an electrode having a first conductivity and a second conductivity of the light emitting device, and is emitted from the active layer of the light emitting device to the bottom of the plurality of compound semiconductor layers. An optical device having a photo detector, characterized in that it comprises a photo detector for detecting the light to be. 제 9 항에 있어서, 광 검출기는 포토다이오드인 것을 특징으로 하는 광 검출기를 구비한 광소자.10. The device of claim 9, wherein the photo detector is a photodiode.
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