KR20090113223A - 발광 장치, 이를 포함하는 패키지와 시스템, 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직형 발광 장치 및 상기 발광 장치를 제조하는 높은 쓰루풋 방법에 관한 것이다. 이 발광 장치들은 광을 방출하는 제1 표면, 제2 표면, 상기 제2 표면에 대하여 일정 각으로 경사진 적어도 하나의 측면, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 활성층, 발광 구조체의 상기 제1 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제1 표면 상에 있는 제1 클래딩층, 및 상기 발광 구조체의 상기 제2 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제2 표면 상에 있는 제2 클래딩층을 포함하는 발광 구조체, 상기 발광 구조체의 상기 적어도 하나의 측면 및 상기 제2 표면의 적어도 일정 영역 상에 있으며, 상기 제2 클래딩층의 적어도 일부를 노출시키는 리세스를 포함하는 절연층, 상기 리세스 내 및 상기 절연층의 적어도 절반 이상의 영역 상에 있으며 상기 발광 구조체와 연결된 제1 전극 및 상기 발광 구조체와 연결된 제2 전극, 및 상기 제1 전극의 표면의 적어도 일정 영역에 부착된 도전성 기판을 포함한다.

발광 장치, 발광 패키지

Description

발광 장치, 이를 포함하는 패키지와 시스템, 및 이들의 제조 방법{LUMINOUS DEVICES, PACKAGES AND SYSTEMS CONTAINING THE SAME, AND FABRICATING METHODS THEREOF}

본 발명은 발광 장치, 상기 발광 장치를 포함하는 패키지 및 시스템, 및 상기 발광 장치 및 그것을 포함하는 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.

LED(light emitting diode) 및 반도체 레이저와 같은 발광 장치들은 다양한 쓰임새를 가진다. 특히, LED는 백열전구 및 형광등을 능가하는 이점에 대한 결과가 주목되고 있다. 장수명 및 저소비 전력 등의 이점이 있다. 예를 들면, 많은 LCD 스크린들은 LED를 이용한다. 광으로 사용될 뿐만 아니라, 이에 더하여, LED는 멸균 및 소독을 위하여 사용될 수도 있다. 유사하게. 레이저 다이오드와 같은 반도체 레이저도 다양한 용도로 이용될 수 있기 때문에, 반도체 레이저 또한 상당한 관심을 모으고 있다. 예를 들면, 반도체 레이저들은 레이저 프린터, CD/DVD 플레이어 및 광학적 컴퓨팅에 사용될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 (i)적어도 하나의 일정 방향을 향하여 광을 방출, (ii) 반사되는 광의 방출을 증가, (iii) 상기 발광 장치로부터 열적으로 전도된 열을 제거, 또는 (iv)이들의 어떠한 조합도 가능하게 하는 발광 장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 발광 장치를 포함하는 발광 패키지 및 발광 시스템을 제공하는 것이다. 　　　　　　　

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 쓰루풋 프로세스를 이용하여 상기 발광 장치, 발광 패키지, 및 발광 시스템을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 도전성 기판을 갖는 발광 장치에 관한 것이다. 상기 발광 장치는 (i)적어도 하나의 일정 방향을 향하여 광을 방출, (ii) 반사되는 광의 방출을 증가, 또는 (iii) 상기 발광 장치로부터 열적으로 전도된 열을 제거할 수 있으며, 이들의 어떠한 조합도 가능하다.

본 발명의 일 실시예는 발광 장치의 제조 방법의 제1의 일반적인 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 제1 기판 상에 적어도 하나의 발광 구조체를 형성하는 단 계; 상기 발광 구조체 상에 제2 클래딩층의 일부를 노출시키는 리세스를 포함하는 패턴된 절연층을 형성하는 단계; 상기 리세스 내 및 상기 절연층의 적어도 일정 영역 상에 제1 전극층을 형성하는 단계; 상기 제1 전극층의 표면의 적어도 일부를 제2 도전성 기판에 부착시키는 단계; 제1 클래딩층의 적어도 하나의 표면을 노출시키기 위하여 상기 제1 기판을 제거하는 단계; 상기 발광 구조체의 상기 제1 클래딩층의 노출된 표면 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 발광 구조체는 적어도 일정 영역이 상기 제1 기판 상에 있는 제1 클래딩층, 상기 제1 클래딩층 상의 활성층, 상기 활성층 상의 제2 클래딩층, 및 상기 제1 클래딩층, 상기 활성층, 및 상기 제2 클래딩층의 노출된 측면으로 구성되는 경사진 측면을 포함한다. 상기 방법은 적어도 하나의 발광 구조체를 포함하는 적어도 하나의 발광 장치를 형성하기 위하여 상기 제2 기판 및 상기 발광 구조체 주위의 영역들을 분리시키는 단계를 더욱 포함한다.

또 다른 실시예에서 상기 제1의 일반적인 방법은 적어도 상기 제1 클래딩층의 적어도 연속하는 부분을 제공하면서 적어도 상기 제2 클래딩층 및 상기 활성층을 분리시키는 적어도 하나의 홈을 형성하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 상기 홈의 하나의 부분은 상기 발광 구조체의 메이저 부분을 정의하며, 상기 홈의 또 다른 부분은 상기 발광 구조체의 마이너 부분을 정의한다. 이 실시예에서, (i) 상기 절연층 내의 상기 리세스는 상기 발광 구조체의 상기 메이저 부분 상에 형성될 수 있으며, (ii)상기 제2 전극의 형성 공정은 상기 마이너 부분의 상기 제1 클래딩층의 상기 노출된 표면 상에 제2 전극을 형성하는 것을 포함하도록 변형될 수 있다. 상 기 발광 구조체의 섬형상의 마이너 부분을 제공하기 위하여 다수개의 직선형 홈 및/또는 하나 또는 다수개의 곡선형의 홈들이 상기 발광 구조체 내에 형성될 수 있다.

또 다른 실시예에서 상기 제1의 일반적인 방법은 상기 제1 클래딩층으로부터 볼록한 구조물을 형성하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 그리고 상기 볼록한 구조물 상에 상기 제2 전극이 형성될 수 있다. 이 추가의 단계는 본 명세서에서 설명되는 어떠한 실시예들에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조체의 상기 메이저 부분의 상기 제1 클래딩층으로부터 볼록한 구조물을 형성함으로써, 이 추가의 단계는 앞의 문단에서 설명된 홈이 있는 실시예에 적용될 수 있다.

또 다른 실시예에서 상기 제1의 일반적인 방법(및 앞서 설명된 어떠한 실시예들)은 상기 도전성 기판의 도핑된 영역을 포함하는 제너 다이오드(Zener diode)를 포함하는 제2 도전성 기판을 이용하는 것에 의해 변형될 수 있다. 상기 도핑된 영역은 상기 제2 도전성 기판의 도전형과 반대의 도전형을 가지며, 상기 도핑된 영역만이 상기 제1 전극과 전기적 통전(electrical communication) 상태이다.

본 발명의 또 다른 실시예는 쓰루 비아(through via)를 갖는 발광 장치를 제조하는 제2의 일반적인 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 제1 기판 상에 적어도 하나의 발광 구조체를 형성하되, 상기 제1 기판 상에 제1 클래딩층, 상기 제1 클래딩층 상에 활성층, 상기 활성층 상에 제2 클래딩층, 상기 층들의 노출된 측면으로 구성되는 적어도 하나의 측면, 및 적어도 상기 제1 클래딩층의 연속하는 부분을 제공하면서 적어도 상기 제2 클래딩층 및 상기 활성층을 분리시키는 적어도 하나의 홈 을 포함하며, 상기 홈의 한 부분은 상기 발광 구조체의 메이저 부분을 정의하고, 상기 홈의 또 다른 부분은 상기 발광 구조체의 마이너 부분을 정의하는 발광 구조체를 형성하는 단계; 상기 발광 구조체 상에 상기 제2 클래딩층의 일부를 노출시키는 리세스를 포함하는 패턴된 절연층을 형성하는 단계; 상기 리세스 내 및 상기 절연층의 적어도 일정 영역 상에, 상기 마이너 부분과 전기적으로 절연시키기 위하여 상기 홈 영역 내에서 단절되는 패턴된 제1 전극층을 형성하는 단계; 상기 제1 전극층으로부터 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 상기 제1 클래딩층까지 연장하는 절연된 쓰루 비아 콘택을 형성하는 단계; 상기 리세스에 대응하는 상기 제1 전극층의 표면에 부착을 위한 제1 부분 및 상기 쓰루 비아 콘택과 전기적 통전을 위한 제2 부분을 갖는 패턴된 도전성 중간층을 포함하는 제2 도전성 기판에 상기 제1 전극층의 표면의 적어도 일정 영역을 부착하는 단계; 상기 제1 클래딩층의 적어도 하나의 표면을 노출시키기 위하여 상기 제1 기판을 제거하는 단계; 및 적어도 하나의 발광 구조체를 포함하는 적어도 하나의 발광 장치를 형성하기 위하여 상기 제2 기판 및 상기 발광 구조체 주위의 영역을 분리시키는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예에서 상기 제2의 일반적인 방법은 변형될 수 있다. 상기 제2 도전성 기판은 (i) 제1 도핑된 영역을 갖는 제너 다이오드 및 (ii) 상기 제2 도전성 기판을 통과하여 연장하는 제2 도핑된 영역을 포함한다. 여기서 상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제1 부분은 상기 제2 도전성 기판의 상기 제1 도핑된 영역 상에 위치하며, 상기 리세스에 대응하는 상기 제1 전극층의 표면의 적어도 일정 영역에 부착된다. 그리고 상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제2 부분은 상기 도전성 기판의 상기 제2 도핑된 영역 범위 내에서 상기 제2 도핑된 영역 상에 위치하며, 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 상기 쓰루 비아 콘택과 접하고 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 제2의 일반적인 방법은 변형될 수 있다. 상기 제2 도전성 기판은 (i) 제1 도핑된 영역을 갖는 제너 다이오드, 및 (ii) 상기 제2 도전성 기판을 통과하여 연장하는 절연된 쓰루 비아 콘택을 포함한다. 여기서 상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제1 부분은 상기 도전성 기판의 상기 제1 도핑된 영역 내에서 상기 제1 도핑된 영역 상에 위치하며, 상기 리세스에 대응하는 상기 제1 전극층의 표면의 적어도 일정 영역에 부착된다. 그리고 상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제2 부분은 상기 도전성 기판의 상기 쓰루 비아 콘택 상에 위치하며, 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 상기 쓰루 비아 콘택과 접하고 있다.

본 발명은 또한 앞서 설명된 어떠한 방법들 또는 이들의 어떠한 단계의 조합으로부터 얻어지는 발광 장치들에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예는 제1의 일반적인 발광 장치에 관한 것이다. 이 발광 장치는 광을 방출하는 제1 표면, 제2 표면, 상기 제2 표면에 대하여 일정 각도로 경사진 적어도 하나의 측면, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 활성층, 발광 구조체의 상기 제1 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제1 표면 상에 있는 제1 클래딩층, 및 상기 발광 구조체의 상기 제2 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제2 표면 상에 있는 제2 클래딩층을 갖는 발광 구조체; 상기 발광 구조체의 상기 적어도 하나의 측면 및 상기 제2 표면의 적어도 일정 영역 상에 있으며, 상기 제2 클래딩층의 적어도 일부를 노출시키는 리세스를 포함하는 절연층; 상기 리세스 내 및 상기 절연층의 적어도 절반 이상의 영역 상에 있으며 상기 발광 구조체와 연결된 제1 전극 및 상기 발광 구조체와 연결된 제2 전극; 및 상기 제1 전극의 표면의 적어도 일정 영역에 부착되는 도전성 기판을 포함한다.

또 다른 실시예에서 상기 제1의 일반적인 장치는 상기 발광 구조체의 메이저 부분과 상기 발광 구조체의 마이너 부분을 제공하기 위하여 상기 발광 구조체의 상기 제2 표면을 따라서 홈을 더욱 포함할 수 있다. 여기서 상기 홈은 적어도 상기 제1 클래딩층의 연속하는 부분을 제공하면서 상기 발광 구조체의 적어도 상기 제2 클래딩층 및 상기 활성층을 분리시킨다. 그리고 상기 제2 전극은 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 제1 표면 상에 위치된다. 상기 발광 구조체의 섬 형태의 마이너 부분을 제공하기 위하여 다수개의 직선형 홈 및/또는 하나 또는 다수개의 곡선형 홈들이 상기 발광 구조체 내에 형성될 수 있다.

또 다른 실시예에서 상기 제1의 일반적인 장치는 볼록한 형태의 렌즈 부분을 갖는 제1 클래딩층을 포함할 수 있다. 이 추가적인 구조적 한정은 본 명세서에서 설명되는 어떠한 실시예들에도 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 홈이 있는 장치의 상기 메이저 부분은 볼록한 형태를 갖는 상기 제1 클래딩층의 일부를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에서 앞서 설명된 어떠한 실시예들도 제너 다이오드를 더욱 포함하는 도전성 기판을 가질 수 있다. 상기 제너 다이오드는 상기 도전성 기판의 도핑된 영역을 포함할 수 있으며, 상기 도핑된 영역만이 상기 제1 전극과 전기적 통전 상태에 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 제2의 일반적인 발광 장치에 관한 것이다. 이 장치는 광을 방출하는 제1 표면, 적어도 하나의 측면, 및 제2 표면을 갖는 발광 구조체; 상기 제2 표면의 일부를 노출시키는 리세스를 포함하며, 상기 발광 구조체의 제2 표면 및 상기 적어도 하나의 측면의 적어도 일정 영역 상에 있는 패턴된 절연층; 파워 소스(power source)와의 연결을 위한 제1 전기 전선관(conduit); 상기 발광 구조체의 상기 제1 표면과 상기 제1 전기 전선관을 전기적으로 연결하기 위한 수단; 및 상기 발광 구조체의 상기 제2 표면과 상기 제1 전기 전선관을 전기적으로 연결하고 상기 발광 구조체의 상기 적어도 하나의 측면 상에 부딪치는 광을 반사시키기 위한 수단을 포함한다. 광을 반사시키기 위한 상기 수단은 상기 발광 구조체로부터 열을 전도하는 기능을 또한 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 제3의 일반적인 발광 장치에 관한 것이다. 이 장치는 광을 방출하는 제1 표면, 제2 표면, 상기 제2 표면에 대하여 일정 각도로 경사진 적어도 하나의 측면, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 활성층, 발광 구조체의 상기 제1 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제1 표면 상에 있는 제1 클래딩층, 상기 발광 구조체의 상기 제2 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제2 표면 상에 있는 제2 클래딩층, 및 적어도 상기 제1 클래딩층의 연속하는 부분을 제공하면서 적어도 상기 제2 클래딩층 및 상기 활성층을 분리시키는 적어도 하나의 홈을 포함하며, 상기 홈의 하나의 부분은 발광 구조체의 메이저 부분을 정의하고 상기 홈의 또 다른 부분은 상기 발광 구조체의 마이너 부분을 정의하는 발광 구조체; 상기 발광 구조체의 상기 메이저 부분의 상기 제2 클래딩층의 적어도 일부를 노출시키는 리세스를 포함하며, 상기 발광 구조체의 적어도 하나의 측면의 적어도 일부 및 상기 제2 표면 상에 있는 절연층; 상기 홈 영역에서 단절되며, 상기 리세스 내 및 상기 절연층의 적어도 일부 상에 있는 패턴된 제1 전극층; 상기 제1 전극층으로부터 상기 발광 구조체의 마이너 부분의 상기 제1 클래딩층까지 연장하는 절연된 쓰루 비아 콘택; 상기 리세스에 대응하는 상기 제1 전극층의 표면에 부착을 위한 제1 부분 및 상기 쓰루 비아 콘택과 전기 전달을 위한 제2 부분을 가지며, 상기 제1 전극에 부착되는 도전성 기판을 포함한다.

또 다른 실시예에서 상기 제3의 일반적인 발광 장치는, (i) 제1 도핑된 영역을 갖는 제너 다이오드, 및 (ii) 상기 제2 도전성 기판을 통과하여 연장하는 제2 도핑된 영역을 포함하는 도전성 기판을 포함할 수 있다. 여기서 상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제1 부분은 상기 도전성 기판의 상기 제1 도핑된 영역 범위 내에서 상기 제1 도핑된 영역 상에 위치하며 상기 리세스에 대응하는 상기 제1 전극층의 상기 표면의 적어도 일정 영역에 부착된다. 그리고 상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제2 부분은 상기 도전성 기판의 상기 제2 도핑된 영역 상에 위치되며, 상기 발광 구조체의 마이너 부분의 상기 쓰루 비아 콘택과 접하고 있다.

또 다른 실시예에서 상기 제3의 일반적인 발광 장치는, (i) 제1 도핑된 영역을 갖는 제너 다이오드, 및 (ii) 상기 제2 도전성 기판을 통과하여 연장하는 절연된 쓰루 비아 콘택을 포함하는 도전성 기판을 포함할 수 있다. 여기서 상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제1 부분은 상기 도전성 기판의 상기 제1 도핑된 영역 상에 위치되며, 상기 리세스에 대응하는 상기 제1 전극층의 상기 표면의 적어도 일정 영 역에 부착된다. 그리고 상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제2 부분은 상기 도전성 기판의 상기 쓰루 비아 콘택 상에 위치되며, 상기 발광 구조체의 마이너 부분의 상기 쓰루 비아 콘택과 접하고 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 앞서 설명된 어떠한 발광 장치들을 포함하는 제1의 일반적인 발광 패키지에 관한 것이다. 이 실시예에서 상기 발광 패키지는, 제1 도전성 영역 및 제2 도전성 영역을 포함하는 서브마운트(submount); 상기 서브마운트의 상기 제1 도전성 영역 상에 위치하는 발광 장치로서, 광을 방출하는 제1 표면, 제2 표면, 상기 제2 표면에 대하여 일정 각도로 경사진 적어도 하나의 측면, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 활성층, 상기 발광 구조체의 상기 제1 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제1 표면 상에 있는 제1 클래딩층, 및 상기 발광 구조체의 상기 제2 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제2 표면 상에 있는 제2 클래딩층을 갖는 발광 구조체를 포함하는 발광 장치; 상기 제2 클래딩층의 적어도 일부를 노출시키는 리세스를 포함하며, 상기 발광 구조체의 적어도 하나의 측면의 적어도 일부 및 상기 제2 표면 상에 있는 절연층; 상기 리세스 내 및 상기 절연층의 적어도 절반 이상의 영역 상에 있으며 상기 발광 구조체와 연결된 제1 전극 및 상기 발광 구조체와 연결된 제2 전극; 상기 제1 전극의 표면의 적어도 일정 영역 및 상기 서브마운트의 상기 제1 도전성 영역에 부착되는 도전성 기판; 상기 발광 장치의 상기 제2 전극과 상기 서브마운트의 상기 제2 도전성 영역을 연결하는 제1 와이어를 포함한다. 앞서 설명된 어떠한 발광 장치들(및 그들의 변형물들)이 상기 제1의 일반적인 패키지에 사용될 수 있다.

또 다른 실시예에서 상기 제1의 일반적인 발광 패키지는, 제3 도전성 영역, 제4 도전성 영역, 상기 제1 도전성 영역과 상기 제3 도전성 영역을 연결하는 적어도 하나의 제1 쓰루 비아, 및 상기 제2 도전성 영역과 상기 제4 도전성 영역을 연결하는 적어도 하나의 제2 쓰루 비아를 더욱 갖는 서브마운트를 포함한다.

또 다른 실시예에서 상기 제1의 일반적인 발광 패키지(앞서 설명된 발광 장치들의 모든 실시예들을 포함하는)는, 도전성 기판의 도핑되지 않은 영역 및 도핑된 영역을 포함하는 제너 다이오드를 갖는 도전성 기판을 포함하는 발광 장치를 포함할 수 있다. 여기서 상기 도핑된 영역은 상기 제2 도전성 기판의 도전형과 반대의 도전형을 가지며, 상기 도핑된 영역만이 상기 제1 전극과 전기적 통전 상태에 있다. 상기 제2 도전성 기판은 상기 도전성 기판의 상기 도핑된 영역 범위 내에서 상기 도핑된 영역 상에 형성되는 제1 부분을 포함하는 패턴된 도전성 중간층을 더욱 포함한다. 상기 제1 전극층과 상기 중간층의 상기 제1 부분 사이의 전기 전달을 제공하기 위하여 상기 제1 전극층의 상기 표면의 적어도 일정 영역은 상기 도전성 중간층의 상기 제1 부분에 본딩된다. 그리고 상기 제1 와이어는 상기 발광 장치의 상기 제2 전극을 상기 서브마운트의 상기 제1 도전성 영역에 전기적으로 연결시키며, 제2 와이어는 상기 도전성 중간층을 상기 서브마운트의 상기 제2 도전성 영역과 전기적으로 연결시킨다.

본 발명의 또 다른 실시예는 발광 장치를 포함하는 제2의 일반적인 발광 패키지에 관한 것이다. 이 실시예에서, 상기 발광 패키지는 제1 도전성 영역 및 제2 도전성 영역을 포함하는 서브마운트; 상기 서브마운트의 상기 제1 도전성 영역 상 에 위치하는 발광 장치로서, 제1 표면, 제2 표면, 상기 제2 표면에 대하여 일정 각도로 경사진 적어도 하나의 측면, 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 활성층, 상기 발광 구조체의 상기 제1 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제1 측면 상에 있는 제1 클래딩층, 상기 발광 구조체의 상기 제2 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제2 측면 상에 있는 제2 클래딩층, 및 적어도 상기 제1 클래딩층의 연속하는 부분을 제공하면서 적어도 상기 제2 클래딩층 및 상기 활성층을 분리시키는 적어도 하나의 홈을 포함하며, 상기 홈의 하나의 부분은 상기 발광 구조체의 메이저 부분을 정의하고 상기 홈의 또 다른 부분은 상기 발광 구조체의 마이너 부분을 정의하는 발광 구조체를 포함하는 발광 장치; 상기 제2 클래딩층의 적어도 일부를 노출시키는 리세스를 포함하며, 상기 발광 구조체의 적어도 하나의 측면의 적어도 일부 및 상기 제2 표면 상에 있는 절연층; 상기 홈 영역에서 단절되며, 상기 리세스 내 및 상기 절연층의 적어도 일부 상에 있는 패턴된 제1 전극층; 상기 제1 전극층으로부터 상기 발광 구조체의 마이너 부분의 상기 제1 클래딩층까지 연장하는 쓰루 비아 콘택; 상기 제1 전극의 표면의 적어도 일정 영역에 부착되는 도전성 기판으로서, 패턴된 도전성 중간층 및 제1 도핑된 영역을 포함하며, 상기 패턴된 도전성 중간층은 상기 리세스에 대응하여 상기 제1 전극층의 상기 표면의 적어도 일정 영역에 부착되도록 위치하는 제1 부분과 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 상기 쓰루 비아 콘택과 전기 전달 상태에 있도록 위치되는 제2 부분을 가지며,상기 제1 도핑된 영역은 상기 제2 도전성 기판의 상기 도전형과 반대의 도전형을 가지며, 상기 발광 구조체의 상기 쓰루 비아 콘택 및 상기 서브마운트의 제1 도전성 영역과 전기적 통전 상 태에 있도록 배치된 도전성 기판; 및 상기 도전성 중간층의 상기 제1 부분과 상기 서브마운트의 상기 제2 도전성 영역을 전기적으로 연결하는 와이어를 포함한다.

또 다른 실시예에서 상기 제2의 일반적인 발광 패키지는, 상기 제1 도핑된 영역 대신에 쓰루 비아 콘택을 포함하는 상기 제1 도전성 기판을 갖는 발광 장치를 포함한다. 상기 쓰루 비아 콘택은 상기 제2 도전성 기판을 통하여 연장하며, 상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제1 부분, 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 상기 쓰루 비아 콘택, 및 상기 서브마운트의 상기 제1 도전성 영역과 전기적 통전 상태에 있도록 위치된다.

또 다른 실시예에서 본 명세서에서 설명되는 어떠한 상기 패키지들은 상기 발광 장치를 덮는 캡슐화제(encapsulant), 또는 적어도 하나의 인광체, 또는 이들의 조합을 더욱 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 본 명세서에서 설명되는 상기 발광 패키지들의 어떠한 것을 포함하는 발광 시스템에 관한 것이다. 이 패키지들은 또한 어레이(array)로 형성될 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 발광 장치, 발광 패키지, 및 발광 시스템은, (i)적어도 하나의 일정 방향을 향하여 광을 방출, (ii) 반사되는 광의 방출을 증가, (iii) 상기 발광 장치로부터 열적으로 전도된 열을 제거, 또는 (iv)이들의 어떠한 조합도 가능하게 한다.

또한 본 발명에 따른 발광 장치, 발광 패키지, 및 발광 시스템의 제조 방법은 높은 쓰루풋을 얻을 수 있다.

본 발명의 이점들은 첨부되는 도면들과 함께 하기의 상세한 설명을 참조하는 것에 의해 분명해질 것이다.

본 발명의 실시예들은 첨부되는 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 많은 다른 형태로 구현될 것이며 여기에 제시된 실시예들에 한정되어서는 안 된다. 오히려, 상기 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하고 당업자에게 본 발명의 범위를 완전히 전달하기 위하여 제시된다. 이 발명의 원리 및 특징들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 변형된 많은 실시예들에 적용될 것이다. 도면에서 층 및 영역들의 상대적인 크기는 명확성을 위하여 과장될 수 있다. 도면은 크기를 정하기 위한 것이 아니다. 달리 언급이 없으면, 도면을 통하여 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 지명한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "패터닝 공정" 또는 "패턴된 구성요소"라는 용어는 (여기서 상기 "구성요소"는 특정 층, 영역 또는 구성요소일 수 있다)는 층, 영역 또는 구성요소의 일정 패턴을 형성하는 것을 의미한다. 그러한 일정 패턴은, 예를 들어, 적어도 하나의 증착 단계; 적어도 하나의 포토마스킹 단계; 적어도 하나의 식각 단계; 및/또는 적어도 하나의 포토마스크 제거 단계들의 어떠한 조합에 의해서도 얻어질 수 있다. 패터닝 공정의 두 가지 예들은 (i) 증착 단계, 이어서 포토마스킹 단계, 이어서 식각 단계, 이어서 포토마스크 제거 단계; 또는 (ii)포토마스킹 단계, 이어서 증착 단계, 이어서 포토마스크 제거 단계의 조합을 포함한다. 또 다른 예로, "증착 및 패터닝"이라는 용어는 적어도 증착 단계, 포토마스킹 단계, 식각 단계, 및 포토마스크 제거 단계를 포함하는 패터닝 공정을 의미한다. 특정 층, 영역, 또는 구성요소의 원하는 패턴을 얻기 위하여 다수의 마스킹, 증착, 및/또는 식각 단계가 사용될 수 있다. 증착 방법을 위한 비제한적인 예들은 PVD, CVD (ALD 포함), 플레이팅(plating) (예를 들어, 전기 플레이팅 및 무전해 플레이팅), 및 코팅(예를 들어, 스핀 코팅 및 스프레이 코팅)을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "발광"이라는 용어는 광을 방출하는 것을 의미한다. 예를 들어, 용어 발광 장치는 광을 방출하는 장치를 의미한다. 발광 장치의 비제한적인 예들은 발광 다이오드(light emitting diode ("LED") 및 레이저를 포함한다. 본 명세서의 모든 실시예들은 LED의 관점에서 설명되지만, 모든 실시예들은 레이저로 전환될 수 있다. 예를 들어, 광을 반사하는 표면에 반사성 제1 전극 및 출력 커플러(output coupler)로도 알려진 반투과 거울층을 갖는 LED이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 구성요소 또는 층이 또 다른 구성요소 또는 층 "상에"("on") 있거나, 또 다른 구성요소 또는 층과 "연결된"("connected to" 및/또는 "coupled to") 것으로 언급될 때, 상기 구성요소 또는 층은 상기 다른 구성요소 또는 층의 직접 상에 있거나 직접 연결된 것일 수 있다. 또는 끼어든 구성요소 또는 층이 존재할 수 있다. 반면에, 구성요소가 다른 구성요소 또는 층의 "직접 상에"("directly on") 있거나, 다른 구성요소 또는 층과 "직접 연결된"("directly connected to" 및/또는 "directly coupled to")로 언급될 때는 끼어드 는 구성요소 또는 중간층은 존재하지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은 합동으로 열겨된 항목의 하나 또는 그 이상의 일부 및 모든 조합을 포함할 수 있다.

또한, 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소, 영역, 층, 및/또는 섹션들을 설명하기 위하여 사용될 수 있으나, 이러한 소자, 구성요소, 영역, 층, 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않아야 한다. 이들 용어들은 하나의 소자, 구성요소, 영역, 층, 및/또는 섹션을 다른 소자, 구성요소, 영역, 층, 및/또는 섹션으로부터 구별하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 아래에서 언급되는 제1 소자, 구성요소, 영역, 층, 및/또는 섹션은 본 발명의 개시로부터 벗어나지 않는 제2 소자, 구성요소, 영역, 층, 및/또는 섹션일 수 있다.

공간적으로 상대적인 용어, 예를 들어, "아래"("beneath","below"), "하부"("lower"), "위에"("above"), "상부"("upper") 및 유사어들은, 예를 들어, 도면에 도시된 구성요소 및/또는 특징들과 다른 구성요소 및/또는 특징들의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 공간적으로 상대적인 용어들은 도면에 도시된 방위에 더하여, 사용 및/또는 동작 중 장치의 다른 방위를 포함하기 위한 것임이 이해될 것이다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집어질 때, 다른 구성요소의 "아래"("below" 및/또는 "beneath")로 설명된 구성요소 또는 특징들은 상기 다른 구성요소 또는 특징들의 "위에"("above")에 위치할 것이다. 상기 장치는 다른 방법으로 방위가 맞추어질 수 있으며(예를 들어, 90도 회전된 또는 다른 방위), 상기 공간적으로 상대적인 용어들은 그에 따라 해석된다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적만을 위한 것이고, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 명백히 문맥이 다른 것을 지시하지 않는 한, 다른 단수형("a", "an" 및 "the")은 복수형 또한 포함하기 위한 것이다. 또한 용어 "포함한다"("includes") 및/또는 "포함하는"("including")은, 본 명세서에서 사용될 때, 정해진 특징, 정수, 단계, 동작, 소자 및/또는 구성요소의 존재를 열거하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 소자, 구성요소, 및/또는 이들의 그룹의 존재 및/또는 추가를 배제하는 것이 아님이 또한 이해될 것이다.

달리 정의되지 않는다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은(기술적 및 과학적 용어들을 포함하여) 당업자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 것이다. 일반적으로 사용되는 사전에서 정의되는 것과 같이 용어들은 본 명세서의 내용 및 관련 기술에서의 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로써 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백히 그렇게 정의되지 않는다면, 이상화 및/또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지는 않을 것이다.

본 명세서의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략화된 도면인 단면도를 참조하여 설명될 것이다. 그래서, 예를 들어, 제조 기술 및/또는 허용오차의 결과로서 도면의 형태의 변화가 예상된다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에서 도시된 영역의 특정 형태에 한정하는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어, 제조 공정으로 인한 형태의 편차를 포함할 것이다. 예를 들어, 직사각형으로 도시된 영역은 일반적으로 라운드되거나 곡면의 특징을 가질 것이다. 따라서 도면 에 도시된 영역은 장치와 비슷한 개략적인 것이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

후에 제공되는 실시예들은 일반적으로 도전성 기판을 갖는 발광 장치들을 제공한다. 이 발광 장치들은 (i) 적어도 하나의 일정한 방향을 향하여 주로 광을 방출, (ii) 반사되는 광의 방출을 충분히 증가, (iii) 상기 발광 장치에서 제거되어 열적으로 열을 전도, 또는 이들의 어떠한 조합을 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 높은 스루풋(throughput) 프로세스를 이용하는 수직형 발광 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 도 1a-1h는 하나의 발광 장치를 제조하는 방법을 도시한 사시도들이다. 당업자에게 잘 알려진 것처럼, 복수의 발광 장치들이 하나의 기판 상에 함께 제조될 수 있으며, 도 2에 도시된 것과 같이 다수의 기판들이 한 번에 제조될 수도 있다.

상기 방법은 도 1a에 도시된 바와 같이, 미리 형성된 다중층의 발광 헤테로 구조(heterostructure)를 이용할 수 있다. 상기 미리 형성된 헤테로 구조는 원하는 설계서에 따라 얻을 수 있으며, 또는 제조될 수 있다. 상기 헤테로 구조를 위한 유용한 제조 공정의 예들은 Nakmura et al.의 U.S. Patent No. 5,777,350 (발명의 명칭: "Nitride Semiconductor Light-Emitting Device"), Koide et al.의 U.S. Patent No. 6,040,588(발명의 명칭: "Semiconductor Light-Emitting Device"), Nakamura et al.의 U.S. Patent No. 5,959,307(발명의 명칭: "Nitride Semiconductor Device"), Sassa et al.의 U.S. Patent No. 5,753,939(발명의 명칭: "Light-Emitting Semiconductor Device Using a Group III Nitride Compound and Having a Contact Layer Upon Which an Electrode is Formed"), Nagahama et al.의 U.S. Patent No. 6,172,382 (발명의 명칭: "Nitride Semiconductor Light-Emitting and Light-Receiving Devices"), 및 Park et al.의 U.S. Patent No. 7,112,456(발명의 명칭: "Vertical GAN Light Emitting Diode and Method for Manufacturing the Same")에서 찾을 수 있다. 상기 특허들에서 개시된 내용은 본 명세서에 참조되어 완전히 통합된다. 상기 미리 형성된 헤테로 구조는 일반적으로 제1 기판(100), 제1 클래딩층(112a), 활성층(114a), 및 제2 클래딩층(116a)을 포함한다.

제1 기판(100)은 일반적으로 유전체 또는 반도체이다. 제1 기판(100) 으로서 유용한 물질의 예들은, 이에 한정되는 것은 아니며, 사파이(Al₂O₃), ZnO, Si, SiC, GaAs, GaP, 이들의 혼합물 및 이들의 합금을 포함한다. 제1 클래딩층(112a)과 우수한 격자 정합(lattice match)인 기판을 이용하는 것이 바람직하다.

제1 클래딩층(112a), 제2 클래딩층(116a), 및 활성층(114a)은 일반적으로 화학식 In_xAl_yGa_(1-x-y)N(여기서, 0 = x = 1 and 0 = y = 1)로 표현될 수 있는 GaN 또는 InGaN의 형태를 포함할 수 있다. 따라서, 유용한 물질들은, 이에 한정되는 것은 아니며, AlGaN 및 InGaN을 포함한다. 다른 유용한 물질들은 도 2b서 도시된다. 상기 클래딩층들과 상기 활성층은 또한 다양한 물질들로 도핑될 수 있다. 예를 들면, 제1 클래딩층(112a)은 Si 도핑된 n형 InGaN일 수 있으며, 제2 클래딩층(116a)은 Mg 도핑된 p형 InGaN일 수 있다. 또한, 제1 클래딩층(112a) 및 제2 클래딩층(116a) 은 일반적으로 반대의 도전형을 가지며, 상기 층들의 도전형은 서로 바뀔 수 있다. 예를 들어, 만약 상기 제1 클래딩층이 n형이면, 상기 제2 클래딩층은 p형이고, 역으로도 가능하다. 본 실시예에서는 제1 클래딩층(112a)은 n형으로 지정될 것이며, 제2 클래딩층(116a)은 p형으로 지정될 것이다.

활성층(114a)은 p-n 정션에서 전자와 홀의 재결합에 의해 광을 생산한다. 방출되는 광의 주파수(또는 파장)와, 그 결과 광의 색깔은 상기 p-n 정션을 형성하는 물질의 밴드갭 에너지에 의존하며, 적외선, 가시광선 또는 자외선일 수 있다. 활성층(114a)은 단일 양자 우물(Single Quantum Well)을 형성하는 적어도 하나의 포텐셜 우물(potential well) 및 포텐셜 장벽(potential barrier)을 포함한다. 활성층(114a)은 또한 다중 양자 우물(Multiple Quantum Well)을 제공하기 위하여 다수의 양자 우물들을 포함할 수 있다. 발광 특성은 B, Al, P, Si, Mg, Zn, Mn, Se, 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물로 상기 포텐셜 장벽을 도핑하는 것에 의해 조절될 수 있다. 바람직한 도핑 물질은 Al, Si, 또는 이들의 조합을 포함한다.

제1 클래딩층(112a), 활성층(114a), 및 제2 클래딩층(116a)은 당업자에게 알려진 공정에 의해 제1 기판(100) 상에 순차적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이들 층들은 MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), 액상 에피텍셜 성장법(liquid phase epitaxial growth), 수소 기상 에피텍셜 성장법(hydride vapor phase epitaxial growth), 분자빔 에피텍셜 성장법(molecular beam epitaxial growth) 및/또는 금속 유기 기상 에피텍셜 성장법(metal organic vapor phase epitaxial growth)에 의해 제1 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 그 후에, 상기 p형 클래딩층을 활성화시키기 위하여 열처리 공정이 수행될 수 있다. 일반적인 열처리 온도는 약 400℃ 내지 약 800℃이다. 예를 들어, 만일 제2 클래딩층(116a)이 Mg로 도핑된 In_xAl_yGa_(1-x-y)N이라면, 상기 Mg와 결합되어 있는 수소가 제거될 수 있으며, 향상된 p형 특성을 제공할 수 있다. 그렇게 형성된 헤테로 정션(예를 들어, 활성층(114a) 내에 또는 근처에 제1 및 제2 클래딩층(112a, 116a)에 의해 형성된 상기 p-n 정션 영역) 은 실온에서 높은 주입 효율을 제공한다.

도 1a에 도시된 상기 다중층의 발광 헤테로 구조는, 도 1b에 도시된 것과 같이 적어도 하나의 상면(115)과 측면(113)을 갖는 발광 구조체(110)를 형성하기 위한 패터닝 공정에 들어간다. 상기 패터닝 공정은 하나 또는 그 이상의 마스킹 및 식각 단계들을 포함할 수 있다. 예를 들어, (i)광자의 내부 반사, (ii)반사 후에 광자의 방출각/경로, 또는 (iii) 양쪽 모두를 증가시키는 것에 의해 발광 구조체(110)가 발광효율을 증가시키는 형태를 가지도록 패턴하는 것이 바람직하다. 도 1b에 도시된 발광 구조체(110)의 적어도 하나의 측면(113)은 광 반사율 및 방출을 증가시키기 위해서 경사져있다. 구체적으로, 도 1b에 도시된 것과 같이, 상면(115)과 일치하는 가상의(imaginary) 선과 측면(113) 사이에 각 α를 형성하는 것이 바람직하다. 그 결과 상면(115)의 표면적은 활성층(114)의 표면적보다 작다. 상기 각 α는 약 30°보다 크며 90°이하인 것이 바람직하며, 약 40°내지 약 70°인 것이 보다 바람직하다. 상기 각 α는 일정하거나, 또는 부분적이거나 전체적으로 오목한 또는 볼록한 측벽 형태를 형성하기 위하여 연속적으로 변할 수 있다. 또한 발광 구 조체(110)를 위한 패턴된 형태의 비제한적인 예들은 역포물선형, 윗부분이 잘린 역포물선형, 원추대(즉, 절단 원추), 각뿔대, 및 이들의 혼합 형태를 포함한다.

발광 구조체(110)의 형성 후에, 예를 들어, 전기적 절연을 제공하기 위하여 도 1c 도시된 것과 같이 절연층(120)이 형성된다. 절연층(120)은 추후 설명되는 제1 전극(140)을 통한 p형과 n형 영역들 사이의 전기적 쇼트(short)를 방지하기 위하여 발광 구조체(110) 상에 컨포말하게(conformally) 형성될 수 있다. 절연층(120)은 또한 발광 구조체(110)에 추가적인 구조적 지지를 제공할 수 있다. 또한, 열이 제1 전극층(140)으로 전달되어 발광 구조체(110)로부터 제거될 수 있도록 절연층(120)은, 예를 들어, 물질의 선택 또는 아주 얇은 층을 이용하는 것에 의해서, 열적으로 전도성인 것이 바람직하다. 절연층(120)은 또한 투명한 것, 예를 들어, 광이 절연층(120)을 통과하고, 이후에 형성되는 제1 전극에 의해 반사되도록 충분히 투명한 것이 바람직하다. 또한 절연층(120)에 사용되는 물질의 투명도는 층의 두께 및 발광되는 광의 파장에 의해 좌우될 것이다. 예를 들어 보다 얇은 층은 더욱 투명할 것이다. 따라서, 절연층(120)의 두께는 약 10 Å 내지 약 1㎛ 인 것이 바람직하며, 약 1000 Å 내지 약 3000 Å인 것이 보다 바람직하다. 또한 상기 두께는 일정하거나 제조 공정들 및 거기에 사용되는 변수들에 따라서 변할 수도 있다. 경사진 측면(113)의 스텝 커버리지를 유념해야 한다. 절연층(120)을 위한 유용한 물질들로는, 이에 제한되는 것은 아니며, SiO₂, SiN_x, ZnO, Al₂O₃, AlN, 및 이들의 조합을 포함한다.

절연층(120)은 당업계에서 알려진 어떠한 방법에 의해서 형성될 수 있다. 하나의 예로, 절연층(120)은 두 단계의 공정으로 형성될 수 있다. SiO₂와 같은 제1 절연층은 갭 필러(gap filler)로서 이용될 수 있다. 그리고 나서 상기 제1 절연층보다 높은 식각 선택비를 갖는 제2 절연층이 상기 제1 절연층 상에 형성될 수 있다. 그 후에 절연층(120)을 원하는 두께 및 형태로 형성하기 위하여 패터닝 및 식각 공정이 이용될 수 있다.

이와 달리, 절연층(120)은 후속하여 서술되는 제1 전극(140)을 매개로 하는 p형과 n형 영역들 사이의 전기적 쇼트를 방지하기 위한 어떠한 형태로도 형성될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서 패턴된 절연층을 형성하는 것에 의해 절연층(120)은 제1 클래딩층(112) 및 활성층(114)의 노출된 측면들만을 덮도록 형성될 수 있다. 또한 또 다른 실시예에서 절연층(120)은 후에 형성되는 제1 전극이 형성될 영역만을 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 패턴된 제1 전극(140)이 패턴된 절연층 상에 형성될 때, 패턴된 절연층(120)은 제2 클래딩층(116) 및 활성층(114)의 노출된 측면들만을 덮도록 형성될 수 있다. 또한 또 다른 실시예에서, 후술할 패턴된 제1 전극(140)이 제2 클래딩층(116) 상에만 형성된다면, 절연층(120)을 형성하는 공정은 생략될 수 있다. 이 실시예에서 제1 전극(140)이 활성층(114) 또는 제1 클래딩층(112)과 접하지 않기 때문에, 전기적 쇼트가 방지된다. 이 실시예에서 패턴된 제1 전극(140)은 형성된 발광 구조체(110) 상의 포토 마스크를 이용하고, 그 후 제1 전극(140)을 플레이팅(plating)하여 형성될 수 있다.

제2 클래딩층(116)과 후술하는 후속하여 형성되는 제1 전극(140) 사이의 전기적 전달이 가능하도록, 절연층(120)은, 예를 들어, 패터닝 공정에 의해, 제2 클래딩층(116)의 표면의 일부를 노출시키는 적어도 하나의 리세스(121)을 포함하도록 형성된다. 비록 도 1c 하나의 리세스(121)만을 도시했으나, 하나 이상의 리세스가 형성될 수 있으며, 리세스(121)는 다양한 기하학적 형태(예를 들어, 링)를 가질 수 있다. 마지막으로, 리세스(121)는 발광 구조체(110)의 상면(115)를 따라서, 활성층(114)을 향한 아래쪽으로 발광 구조체(110)의 측면(113)의 하나 또는 그 이상을 따라서, 또는 이들의 어떠한 조합을 따라서 어디에라도 형성될 수 있다. 제2 클래딩층(116)과 후속하여 형성되는 제1 전극(140) 사이의 전기적 통전을 위해 이용 가능한 표면적을 증가시키는 것이 유용할 수 있다.

절연층(120)은 투명한 것, 예를 들어, 광이 절연층(120)을 통과하고, 이후에 형성되는 제1 전극에 의해 반사되도록 충분히 투명한 것이 바람직하다. 절연층(120)에 사용되는 물질의 투명도는 층의 두께 및 발광되는 광의 파장에 의해 좌우될 것이다. 예를 들어 보다 얇은 층은 더욱 투명할 것이다. 절연층(120)을 위한 유용한 물질들로는, 이에 제한되는 것은 아니며, SiO₂, SiN_x, ZnO, Al₂O₃, AlN, 및 이들의 조합을 포함한다.

절연층(120)을 형성한 후에, 도 1d 부분적으로 도시된 것과 같이, 제1 전극층(140)이 절연층(120) 상에 그리고 절연층(120)의 리세스(121) 내에 형성된다. 제1 전극층(140)은 제2 클래딩층 상면(115) 및 발광 구조체(110)의 적어도 하나의 측 면(113)의 적어도 일정 영역과 열적 전달이 가능하기 때문에, 제1 전극층(140)은 발광 구조체(110)로부터의 열을 제거하는 개선된 열의 전도를 제공할 수 있다.

이와 달리, 절연층(120)이 제1 전극(140)을 통한 p형 및 n형 영역들 사이의 전기적 쇼트를 방지하기 위한 형태로 형성될 때, 제1 전극층(140)은 발광 구조체(110)의 제2 클래딩층(116)의 노출된 영역들 및 선택적으로 절연층(120)의 어떠한 영역들 상에도 형성될 수 있다. 예를 들어, 패턴된 절연층(120)이 제1 클래딩층(112) 및 활성층(114)의 노출된 측면 상에만 형성될 때, 제1 전극(140)은 제2 클래딩층의 상면(115) 및 선택적으로 절연층(120)의 일부 영역 상에 형성될 수 있다. 유사하게, 패턴된 절연층(120)이 제2 클래딩층(116) 및 활성층(114)의 노출된 측면 상에만 형성될 때, 그 후 패턴된 제1 전극(140)은 패턴된 절연층(120) 상에 형성된다. 즉, 제1 전극(140)은 제1 클래딩층(112) 상에 형성되지 않는다. 제1 전극(140)은 적어도 제2 클래딩층 상면(115) 및 발광 구조체(110)의 적어도 하나의 측면(113)의 적어도 일정 영역과 열적 전달 상태에 있기 때문에, 이러한 다른 실시예들 또한 열전도를 향상시킨다.

제1 전극층(140)은 전기적으로 도전성 물질일 수 있다. 유용한 물질들의 비제한적인 예들은 ITO(Indium-Tin-Oxide), Cu, Ni, Cr, Ag, Al, Au, Ti, Pt, V, W, Mo, 이들의 혼합물, 및 이들의 합금을 포함한다. 그러나, 절연층(120)을 통과한 광을 반사시키고 발광 효율을 실질적으로 증가시키기 위하여 제1 전극층(140)은 반사성 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 유용한 반사성 물질들의 예는, 이에 제한되는 것은 아니며, 발광 효율을 높이기 위하여 Ag, Al, Pt 또는 이들의 합금을 포함 한다. 따라서, 제1 전극층(140)은 (i) 전기적 접촉 및 (ii) 광의 반사기의 두 가지 추가적인 기능의 하나 또는 모두를 제공할 수 있다.

다른 실시예에서 도 1d 도시된 것과 같이, 오믹층(130)이 리세스(121) 내에 형성될 수 있다. 예를 들면, 오믹층(130)은 제1 전극층(140)을 형성하기 전에 패턴된 증착에 의해 형성될 수 있다. 오믹층(130)으로 유용한 물질들은, 이에 한정되는 것은 아니며, ITO, ZnO, Ag, Cu, Ti, W, Al, Au, Pt, Ni, In₂O₃, SnO₂, Zn, 이들의 혼합물, 및 이들의 합금을 포함한다. 오믹층(130)으로 바람직한 물질들은, 이에 한정되는 것은 아니며, Zn, Ni, Ag, Ti, W, Pt, ITO, 이들의 혼합물, 및 이들의 합금을 포함한다. 또한, 오믹층(130)을 활성화시키기 위하여 열처리가 행해질 수 있다. 일반적으로, 상기 열처리는 제1 전극층(140)을 형성하기 전에 약 400℃에서 행해질 수 있다.

도시되지는 않았지만, 추가의 층들이 제1 전극층(140) 상에 추가될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(140)을 보호하거나 발광 구조체(110)에 추가적인 구조적 강도를 제공하기 위하여 추가의 층들이 추가될 수 있다.

제1 전극층(140)을 형성한 후에, 도 1e도시된 것과 같이, 분리된 발광 구조체(110)들을 제공하기 위하여, 예를 들어, 마스킹 및 식각 단계의 조합에 의해 각각의 발광 구조체(110)를 분리시키는 영역(111)을 패터닝하는 것을 포함하는 선택적 공정(optional process)을 포함한다. 따라서, 발광 구조체(110)을 둘러싸는 영역(111) 내에서, 제1 전극층(140), 절연층(120), 및 제1 클래딩층(112)를 제거하여 제1 기판(100)을 노출시킨다. 그러나 이 패터닝 공정은 생략될 수 있으며, 후에 행해질 수도 있다. 예를 들어, 제2 기판으로 이동 후 또는 제2 기판을 분리하는 동안에 행해질 수 있다. 만일, 발광 구조체(110) 주위의 영역(111)의 패터닝이 제2 기판(200)으로의 이동 후에 행해진다면, 상기 패터닝은 제1 클래딩층(112) 상에서 수행될 것이며, 적어도 제1 클래딩층(112)이 부분적 제거될 것이다. 만일, 발광 구조체(110)의 주위의 영역(111)의 패터닝이 제2 기판(200)으로의 이동 후에 행해진다면, 절연층(120) 및 제1 전극층(140)을 또한 부분적으로 제거하는 것이 바람직하다.

발광 구조체(110) 주위의 영역(111)을 패터닝하는 공정이 수행되지 않은 것으로 가정하고, 제1 전극층(140)을 형성한 후에, 도 1f 도시된 것과 같이, 제1 전극층(140)의 적어도 일정 영역이 제2 기판(200)에 본딩된다. 당업자에게 알려진 어떠한 본딩 방법도 이용될 수 있다. 본딩 방법의 비제한적인 예들은 공융(eutectic) 본딩(예를 들어, Au, Sn, Ag, Pb, 이들의 혼합물, 및 이들의 합금을 사용), 납땜, 골드-실리콘 본딩(gold-silicon bonding), 및 접착 본딩을 포함한다. 또한 본 명세서에서 참조되어 완전히 통합되는 Park et al.의 U.S. Patent No. 7,112,456 (발명의 명칭: "Vertical GAN Light Emitting Diode and Method for Manufacturing the Same")에 설명된 것과 같은 도전성 접착층도 유용하다.

제2 기판(200)은, 예를 들어, 제1 전극(140)과 선택적으로 오믹층(130)을 통하여 제2 클래딩층(116)과 전기적 통전이 가능 하도록 하기 위하여 도전성인 것(일반적으로 n형 제1 클래딩층의 경우 p형 실리콘)이 바람직하다. 제2 기판(200)으로 유용한 물질들은, 이에 한정되는 것은 아니며, Si, 스트레인된 Si, Si 합금, Si-Al, SOI (silicon on insulator), SiC, SiGe, SiGeC, Ge, Ge 합금, GaAs, InAs, III-V족 반도체, II-VI족 반도체, 이들의 조합 및 이들의 합금을 포함한다.

제2 기판(200)과 제1 전극층(140) 사이의 본드를 강화시키기 위하여, 예를 들어, 제1 기판(100) 및/또는 제2 기판(200) 내의 휨을 보상하기 위하여, 도 1f 도시된 것과 같이, 제2 기판(200)은 도전성 중간층(210)을 또한 포함할 수 있다. 도 1f 도시된 것과 같이, 도전성 중간층(210)은, 제1 전극층(140)의 적어도 일정 영역(예를 들어, 발광 구조체(110)의 상면(115)에 대응하는 가장자리 영역)과 제2 기판(200)을 본딩하기 전에, 제2 기판(200) 상에 형성된다. 도전성 중간층(210)은 제1 전극(140)의 본딩면(또는 본딩면들)과 실질적으로 정렬되고 일치하도록 패턴된다. 일반적으로 공융 본딩으로 이용되는 중간층(210)은 제1 전극(140)보다 낮은 반사 특성을 가질 수 있다. 중간층(210)으로 유용한 물질들은, 이에 한정되는 것은 아니며, Au, Ag, Pt, Ni, Cu, Sn, Al, Pb, Cr, Ti, W, 이들의 혼합, 및 이들의 합금을 포함한다. 예를 들어, Au-Sn이 중간층(210)으로 사용될 때, 본딩은, 예를 들어 약 200℃ 내지 약 400℃에서 열공정을 통하여 수행될 수 있으며, 선택적으로 압력을 이용할 수 있다. 또한, 중간층(210)은 단일층 또는 다중층, 예를 들어, 다른 물질 또는 합금을 갖는 각각의 층일 수 있다.

제1 기판(100)을 제거한 후에는 제2 도전성 기판(200)을 얇게 하는 것이 어려우므로, 또 다른 선택적 추가 공정은 제1 기판(100)을 제거하기 전에, 제2 도전성 기판(200)을 원하는 두께로 얇게 하는 것이다. 예를 들어, 제2 도전성 기 판(200)은 CMP 공정, 그라인딩(grinding) 공정, 식각 공정, 또는 이들의 어떠한 조합에 의해 얇게할 수 있다.

제2 기판(200)으로의 이동은, 도 1g 도시된 것과 같이, 제1 클래딩 층(112)을 노출시키기 위하여 제1 기판(100)이 제거될 때 완성된다. 제1 기판(100)은 당업계에서 알려진 어떠한 방법을 사용하여 제거될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 참조되어 완전히 통합되는 Park et al.의 U.S. Patent No. 7,112,456 (발명의 명칭: "Vertical GaN Light Emitting Diode and Method for Manufacturing the Same") 에서 제공된 것처럼, 제1 기판(100)을 분리시키기 위하여 레이저가 사용될 수 있다. 레이저가 이용된다면, 레이저를 이용하기 전에 먼저, 예를 들어 CMP, 그라인딩, 및/또는 식각에 의해 먼저 제1 기판(100)을 얇게 하고/하거나 연마하는 것이 바람직하다. 또 다른 실시예에서 제1 기판(100) 은 화학적 공정, 예를 들어, 화학적 리프트-오프(chemical lift-off (CLO))를 사용하여 제거될 수 있다. 적절한 CLO 공정의 예는. 본 명세서에서 참조되어 완전히 통합되는 Ha et al.("The Fabrication of Vertical Light-Emitting Diodes Using Chemical Lift-Off Process", IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 20, No. 3, pp. 175-77 (Feb. 1, 2008)), 및 Gmitter의 U.S. Patent No. 4,846,931(발명의 명칭: "Method for Lifting-Off Epitaxial Films")에서 제공된다.

제1 기판(100)을 제거한 후에, 도 1H에 도시된 바와 같이, 노출된 제1 클래딩층(112) 상에 제2 전극(150)이 형성된다. 제2 전극(150)은 광 방출을 방해하는 것을 최소화하는 형태인 것이 바람직하므로, 일반적으로 제2 전극(150)은 제1 클래 딩층(112)의 표면적과 비교하여 충분히 작은 표면적을 갖는다. 제2 전극(150)은 당업계에서 알려진 어떠한 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(150)은, (i) 예를 들어, 제2 전극 물질의 CVD, 스퍼터링 등을 이용한 증착 및 패터닝 공정 또는 (ii) 포토 레지스트 리프트 오프 공정을 사용하여 형성될 수 있다.

제2 전극(150)은 또한 전류 퍼짐(spreading)을 향상시키기 위하여 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(150)은 (i) 제1 클래딩층(112)의 적어도 하나의 에지 근처에, (ii) 제1 클래딩층(112)의 에지 상에 형성된 프레임의 형태로, 및/또는 (iii) 다수개의 더 작은 전극들을 포함하도록 형성될 수 있다.

제2 전극(150)으로 유용한 물질들은, 이에 한정되는 것은 아니며, ITO(Indium-Tin-Oxide), Cu, Ni, Cr, Au, Ti, Pt, Al, V, W, Mo, Ag, 이들의 혼합물, 및 이들의 합금을 포함한다. 제2 전극(150)은 단일층 또는 다중층, 예를 들어 다른 물질 또는 합금을 갖는 각각의 층들로 형성될 수 있다. 제2 전극(150)은 적어도 반투명인 물질로 형성되는 것이 바람직하다.

또 다른 실시예에서 제1 클래딩층(112)과 제2 전극(150)의 표면 사이에 오믹층(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 오믹층으로 유용한 물질들은, 이에 한정되는 것은 아니며, ITO, ZnO, Zn, Ti, Pt, Al, Ni, In₂O₃, SnO₂, 이들의 혼합물, 및 이들의 합금을 포함한다. 오믹층으로 바람직한 물질들은, 이에 한정되는 것은 아니며, ITO, Ti, Pt, Ni, 이들의 혼합물, 및 이들의 합금을 포함한다. 또한 상기 오믹층을 활성화시키기 위하여 열처리가 수행될 수 있다. 일반적으로, 상기 열처리는 제2 전극(150)이 형성되기 전에 약 400℃에서 행해진다.

도 1H에 도시되지는 않았지만, 전류 퍼짐을 향상시키기 위하여, 예를 들어, 제2 전극(150)을 형성하기 전에, 제1 클래딩층(112)의 표면에 도전층을 또한 추가할 수 있다. 상술한 오믹층이 상기 도전층으로 사용될 수 있다. ITO (Indium-Tin-Oxide)와 같은 투명 전도성층을 사용하는 것이 바람직하다.

발광 효율을 증가시키기 위하여 제2 전극(150)을 형성하기 전에 제1 클래딩층(112)의 노출된 표면이 또한 텍스쳐(texture) 처리될 수 있다. 표면 텍스쳐링은 본 명세서의 어떠한 실시예에도 적용될 수 있다. 제1 클래딩층(112)의 노출된 표면에 제2 전극(150)의 부착을 향상시키기 위하여, 전극(150)이 부착되는 제1 클래딩층(112)의 일정 영역은 표면 텍스쳐링되지 않을 수 있다. 표면 텍스쳐링은 제1 클래딩층(112)과 공기 사이의 굴절률 차이에 따른 내부 전반사를 감소시킬 수 있다. 표면 텍스쳐링은 당업자에서 알려진 어떠한 공정에 의해서도 행해질 수 있다. 그러한 공정의 하나의 예는 KOH와 같은 습식 식각액의 사용이다.

제2 전극(150)이 형성된 후에, 도 1H에 도시된 것과 같이, 적어도 하나의 발광 구조체(110)을 포함하는 적어도 하나의 발광 장치(1)를 형성하기 위하여 제2 기판(200) 및 발광 구조체(110)의 주위의 영역들을 분리할 수 있다. 제2 기판(200)과 발광 구조체(110) 주위의 영역들을 분리시키기 위하여 당업자에서 알려진 어떠한 방법들이 사용될 수 있다. 제2 기판(200) 및 발광 구조체(110) 주위의 영역들을 분리시키기 위한 공정들의 비제한적인 예들은, 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저 쏘잉(sawing), 블레이드(blade) 쏘잉, 다이아몬드 커팅, 식각, 및 이들의 조합을 포함한다.

예를 들어, 도 1e 관련하여 상술된 것과 같은 발광 구조체(110) 주위의 영역(111)을 패터닝하는 상술한 "추가의 공정"은, 도 1g및 1h 도시된 것과 같이, 제2 기판(200)을 개별의 발광 장치들로 분리시키는 공정 전에 또는 이와 동시에 행해질 수 있다. 예를 들어, 제1 클래딩층(112), 절연층(120), 및 제1 전극층(140)을 부분적으로 제거하기 위하여, 예를 들어 적어도 하나의 마스킹 및 식각 단계의 조합에 의해 발광 구조체(110) 주위의 영역(111)이 패턴될 수 있다. 그 후에, 제2 기판(200)은, 예를 들어, 레이저 쏘잉에 의해 분리될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 도전성 기판 상에 형성된 수직형 발광 장치에 관한 것이다. 그러한 발광 장치는 상술한 높은 쓰루풋 공정에 따라 제조될 수 있다.

도 3-5는 수직형 발광 장치(1)의 두 가지 실시예들을 도시한다. 도 3은 실질적으로 정사각형의 상부 프로파일(profile)을 갖는 하나의 실시예를 도시하며, 도 4는 실질적으로 직사각형의 상부 프로파일을 갖는 또 다른 실시예를 도시하며, 도 5는 축 A-A에 따라 절단된 도 3 및 4에서 도시된 실시예들의 단면도이다. 이 실시예들은 상면 프로파일의 형태 또는 발광 구조체(110)의 형태와 관련하여 설명되지만, 이 참고물들은 발광 구조체(110)의 상면 프로파일 또는 전체 형상에 관한 참고물로서만 의도된다. 따라서, 본 명세서에서 설명하는 상기 발광 장치들은 이러한 형태들에 한정되지 않으며, 어떠한 원하는 전체 외관 형상도 가질 수 있다.

도 3-5에서 도시된 실시예들에서 수직형 발광 장치(1)는, (i) 제1 표면(109), 제2 표면(115), 및 적어도 하나의 측면(113)을 갖는 다중층의 발광 구조체(110), (ii) 발광 구조체(110)의 제2 표면(115) 및 적어도 하나의 측면(113)의 적어도 일정 영역을 덮는 절연층(120), (iii) 발광 구조체(110)와 연결되는 제1 및 제2 전극들(140, 150), 및(iv) 제1 전극(140)에 본딩된 도전성 기판(200)을 포함한다. 발광 장치(1)는 제1 전극(140)과 도전성 기판(200) 사이의 본드를 향상시키기 위하여, 예를 들어, 도전성 기판(200) 내에 휨을 보상하기 위하여, 제1 전극(140)과 도전성 기판(200) 사이에 중간층(210), 및 발광 구조체(110)의 제2 표면(115) 및 제1 전극(140)과 접촉하도록 위치해 있는 오믹층(130)을 더욱 포함할 수 있다. 예를 들어, 오믹층(130)은 절연층(120) 내의 리세스 내에 위치할 수 있다.

다중층의 광을 방출하는 발광 구조체(110)는 제1 클래딩층(112), 활성층(114), 및 제2 클래딩층(116)을 포함한다. 본 실시예의 발광 구조체(110)는. 예를 들어, (i)광의 내부 반사, (ii)반사 후에 광의 방출각/경로, 또는 (iii) 양쪽 모두를 증가시키는 것에 의해 발광 효율을 증가시키는 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 5에 도시된 발광 구조체(110)의 적어도 하나의 측면(113)은 광 반사를 증가시키기 위하여 경사질 수 있다. 구체적으로, 도 5에 도시된 것과 같이, 제2 표면(115)과 일치하는 가상의 선과 측면(113) 사이에 내부각 α를 형성하는 것이 바람직하다. 그 결과 제1 표면(109)의 표면적은 활성층(114)의 표면적보다 크다. 상기 각 α는 약 30° 보다 크며, 90°이하인 것이 바람직하며, 약 40°내지 약 70°인 것이 보다 바람직하다. 상기 각 α는 일정하거나, 또는 부분적이거나 전체적으로 오목한 또는 볼록한 측벽 형태를 형성하기 위하여 연속적으로 변할 수 있다. 또한 발광 구조체(110)를 위한 패턴된 형태의 비제한적인 예들은 포물선, 윗부분이 잘린 포물선, 인버티드(inverted) 원추대(즉, 절단 원추), 인버티드 각뿔대, 및 이들의 혼합 형태를 포함한다. 예를 들어, 도 3 및 도4는 인버티드 각뿔대(예를 들어, 실질적으로 정사각형 베이스(base)를 갖는)의 형태 및 연장된 각뿔대(실질적으로 직사각형 베이스를 갖는)의 형태를 갖는 발광 구조체(110)를 각각 도시한다. 또한, 상술한 바와 같이 제1 클래딩층(112)의 노출된 표면은 텍스쳐 처리될 수 있다(도시되지 않음). 표면 텍스쳐링은 또한 선택된 영역, 예를 들어, 제2 전극(150)을 제1 클래딩층(112)의 노출된 표면에 부착하는 영역, 에서 금지될 수 있다.

절연층(120)은 후술하는 제1 전극(140)을 통한 p형 및 n형 영역들 사이의 전기적 쇼트를 예방한다. 절연층(120)은 발광 구조체(110)를 위한 추가의 구조적 지지를 제공할 수 있다. 열이 발광 구조체(110)로부터 제거되어 제1 전극(140)으로 이동될 수 있도록, 절연층(120)은, 예를 들어 물질의 선택이나 매우 얇은 층으로 형성하는 것에 의해 열적으로 도전성인 것이 또한 바람직하다. 절연층(120)은 또한 투명한 것, 예를 들어, 광이 절연층(120)을 통과하고, 후술하는 후속하여 형성되는 제1 전극에 의해 반사되도록 하기에 충분하도록 투명한 것이 바람직하다. 절연층(120)에 사용되는 물질의 투명도는 또한 층의 두께 및 방사되는 광의 파장에 의해 좌우될 것이다. 예를 들어, 더욱 얇은 층이 더욱 투명할 것이다. 절연층(120)으로 유용한 물질들은, 이에 한정되는 것은 아니며, SiO₂, SiN_x, ZnO, Al₂O₃, AlN, 및 이들의 조합을 포함한다.

도 5에 도시된 것과 같이, 절연층(120)은 발광 구조체(110)의 제2 표면(115) 및 측면(113) 전체를 덮을 수 있다. 또 다른 실시예에서 절연층(120)은 발광 구조체(110)의 제2 표면(115)과 적어도 하나의 측면(113)의 적어도 일정 영역을 덮을 수 있다. 예를 들어, 절연층(120)은 적어도 제2 클래딩층(116) 및 활성층(114)을 덮는다. 또 다른 실시예에서 절연층(120)은, 예를 들어, 패턴된 절연층(120)을 형성하는 것에 의해, 제1 클래딩층(112) 및 활성층(114)의 노출된 측면만을 덮을 수 있다. 또한, 또 다른 실시예에서 절연층(120)은 선택적이며, 제1 전극(140)이 제2 클래딩층(116)의 측면까지만 연장된다면, 예를 들어, 제1 전극(140)이 제1 클래딩층(112) 또는 활성층(114)과 전기적 통전 상태에 있지 않을 때, 절연층(120)은 제거될 수 있다.

절연층(120)은, 절연층(120)을 통하여 전기적 통전이 가능하도록 발광 구조체(110)의 제2 클래딩층(116)을 노출시키는 적어도 하나의 리세스(121)를 또한 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 하나 또는 그 이상의 리세스(121)가 (i) 제2 표면(115)을 따라서 중심을 벗어난 장소 내에, (ii) 활성층(114) 아래의 발광 구조체(110)의 제2 표면(115) 및 측면(113)을 따라서, (iii) 활성층(114) 아래의 하나 또는 그 이상의 측면(113)을 따라서, 또는 이들의 조합들에 위치할 수 있다. 리세스(121)를 위한 이러한 다른 위치들은 전류 흐름을 향상시키기 위하여 유용할 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 적어도 일부의 광이 절연층(120)을 통과할 수 있도록 충분하게 투명한 것이 바람직하다

제1 및 제2 전극(140, 150)은 발광 구조체(110)와 전기적 통전 상태에 있다. 보다 구체적으로, 제1 전극(140)은 발광 구조체(110)의 제2 클래딩층(116)과 전기적 통전 상태에 있으며, 제2 전극(150)은 발광 구조체(110)의 제1 클래딩층(112)과 전기적 통전 상태에 있다.

따라서, 제1 전극(140)은 활성층(114) 및 제1 클래딩층(112)으로부터 전기적으로 분리된다. 제1 전극(140)의 전기적 분리는 제1 전극(140)이 측면(113)을 따라서 연장하나, 헤테로 구조의 활성층(114)까지는 도달하지 않게, 예를 들어, 발광 구조체(110)의 제2 표면(115)을 따라서만 또는 제2 표면(115)과 측면(113)의 일부를 따라서만 연장하도록 하는 것에 의해 달성될 수 있다. 이와 달리, 전기적 절연은, 도 5에 도시되고, 상술한 본 실시예를 위한 절연층의 설명 및 제조 방법 부분에서 설명된 것과 같은 절연층을 이용하는 것에 의해 달성될 수 있다.

도 5에 도시된 실시예에서, 제1 전극(140)의 일부가 절연층(120)의 리세스(121)를 통하여 제2 클래딩층(116)과 전기적 통전 상태에 있다면, 제1 전극(140)은 절연층(120)의 어떠한 영역도 덮을 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 것과 같이, 제1 전극(140)은 실질적으로 절연층(120)의 모두를 덮을 수 있다. 절연층(120) 및 제1 전극(140)은 발광 구조체(110)에 여분의 구조적 지지를 제공할 수 있다. 이와 달리, 패턴된 절연층(120)이 제1 클래딩층(112)과 활성층(114)의 노출된 측면만을 덮을 때, 제1 전극(140)은 제2 클래딩층의 상면(115)과 선택적으로 절연층(120)의 일부 영역 상에 형성될 수 있다. 유사하게, 패턴된 절연층(120)이 제2 클래딩층(116)과 활성층(114)의 노출된 측면만을 덮을 때, 그 후 패턴된 제1 전극(140)은 패턴된 절연층(120)을 덮는다. 예를 들어, 제1 전극(140)은 제1 클래딩층(112) 상에 형성되지 않는다. 제2 전극(150)에 관하여, 크기 및 형태는 발광 구조체(110)으로부터 방출되는 광의 방해를 최소화하면서, 전류 흐름을 최대화하도록 선택된다. 따라서, 제2 전극(150)은 전류 퍼짐 및/또는 방출되는 광의 방해를 감소시키기 위하여 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(150)은 (i) 제1 클래딩층(112)의 적어도 하나의 에지 근처에, (ii) 제1 클래딩층(112)의 에지 상에 형성된 프레임의 형태로, (iii) 다수개의 보다 작은 전극들을 포함하도록, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 도 5에 도시되지는 않으나, 전류 퍼짐을 개선하기 위하여 제1 클래딩층(112)의 제1 표면(109)에 도전층이 또한 추가될 수 있다. ITO(Indium-Tin-Oxide)와 같은 투명 도전층을 사용하는 것이 바람직하다.

발광 장치(1)는 제1 전극(140)의 적어도 일정 영역에 본딩된 도전성 기판(200)을 더욱 포함한다. 이로써 제2 클래딩층(116)과의 전기적 통전이 가능하다. 당업자에서 알려진 어떠한 본딩 방법도 사용될 수 있다. 본딩 방법의 비제한적인 예들은 공융 본딩, 납땜, 골드-실리콘 본딩, 및 접착 본딩을 포함한다. 또한 본 명세서에서 참조되어 완전히 통합되는 Park et al.의 U.S. Patent No. 7,112,456 (발명의 명칭: "Vertical GAN Light Emitting Diode and Method for Manufacturing the Same")에 설명된 것과 같은 도전성 접착층도 유용하다.

도전성 기판(200)은, 제1 전극(140)과의 본드를 향상시키기 위하여, 예를 들어, 제1 기판(100) 및/또는 제2 기판(200) 내의 휨을 보상하기 위하여, 도전성 중간층(210)을 또한 포함할 수 있다. 일반적으로 공융 본딩으로 사용되는 중간 층(210)은 제1 전극(140)보다 낮은 반사 특성을 가질 수 있다. 중간층(210)은 단일층 또는 다중층, 예를 들어, 다른 물질 또는 합금을 갖는 각각의 층들일 수 있다.

발광 장치(1)의 제조 방법 및 물질 성분 등 에 관한 더욱 자세한 사항 및 발광 구조체(110), 제1 및 제2 전극(140,150), 도전성 기판(200) 등의 다양한 부분들에 관한 더욱 자세한 사항들은 발광 장치의 제조 방법에 관해서 상술한 부분에서 찾을 수 있다.

도 5에 도시된 것과 같이, 도 5에 도시된 발광 장치(1)는, 특히 투명 절연층(120) 및 반사 제1 전극(140)이 사용될 때, 광 방출을 현저히 개선시킬 수 있다. 활성층(114)으로부터 직접 방출되는 광선(예를 들어, 광선 L1)에 더하여, 발광 장치(1)의 경사진 측면(113)에 적어도 한번 반사된 광(예를 들어, 광선 L2) 및 두번 반사된 광(예를 들어, 광선 L3)이 헤테로 구조로부터 방출되도록 한다. 따라서, 전체적으로 방출되는 광의 양은 충분히 증가시키면서, 방출되는 광의 방향성도 충분히 제어될 수 있다. 또한, 제1 전극(140)이 발광 구조체(110)의 제2 클래딩층 표면(115) 및 적어도 하나의 측면(113)의 적어도 일정 영역과 열 전달 상태에 있기 때문에, 제1 전극(140)은 발광 구조체(110) 로부터 열을 제거하여 도전성 기판(200)으로의 개선된 열의 전도를 제공할 수 있다. 제1 전극층(140)이 또한 도전성 기판(200)과 충분한 접촉 면적을 가지므로, 이 냉각 효과는 충분할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 헤테로 구조로부터 방출되는 광을 방해하지 않는 위치에 제공되는 제2 전극(150)(예를 들어, 상부 전극)을 갖는 발광 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 그러한 배열은 도 6A-6C에 도시된 것과 같이, 홈이 있 는 발광 구조체를 형성하는 것에 의해 달성될 수 있다. 이 방법은 수직형 발광 장치를 제조하는 방법으로, 상술한 방법의 변형이다. 따라서, 상기 방법의 일반적인 과정들은 실질적으로 동일하며, 하기에서 상술하는 특정의 변경을 제외하고는 본 실시예에 동일하게 적용된다. 예를 들어, 본 실시예의 방법은 다음의 공정 단계를 또한 거친다. (i) 발광 구조체를 형성하고; (ii) 리세스를 갖는 절연층을 형성하고; (iii) 제1 전극 및 선택적인 오믹층을 형성하고; (iv) 상기 발광 구조체 주위의 영역을 선택적으로 패터닝하고(후에 행해질 수 있음); (v) 제1 전극 표면을 제2 도전성 기판에 본딩하고; (vi) 제1 기판을 제거하고; (vii) 제2 전극을 형성하고; 그리고 (viii) 제2 기판을 개개의 발광 장치들로 분리시킨다. 유사하게, 도 1a-1h 및 도 3-5와 관련하여 앞선 실시예들에서 상술된 절연층(120) 및 제1 전극(140)에 관한 모든 변형이 본 실시예에 동일하게 적용된다.

본 실시예에서, 도 6A에 도시된 것과 같이, 도 1a에 도시된 미리 형성된 다중층의 발광 헤테로 구조에 발광 구조체(110)의 적어도 제2 클래딩층(116)및 활성층(114)을 분리시키는 적어도 하나의 홈(118)을 갖는 발광 구조체(110)를 형성하기 위한 패터닝 공정을 수행한다. 홈(118)의 한 부분은 발광 구조체(110)의 메이저 부분(110a)의 측면(113b)을 정의하며, 홈(118)의 또 다른 부분은 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b)의 측면(117)을 정의한다. 따라서, 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b)과 메이저 부분(110a) 사이의 전기적 통전을 제공하기 위하여, 제1 클래딩층(112)의 적어도 일정 영역은 연속된 층으로 남아있다. 측면(113b) 및/또는 측면(117)은 도 5에 도시된 실시예와 관련하여 상술한 것과 같이 경사질 수 있다. 본 실시예에서는 발광 구조체(110)의 메이저 부분(110a)만이 광을 방출한다. 도 6A-6B는 직선형의 홈(118)을 도시하였으나, 홈(118)은 곡선형일 수도 있다.

도 6B 및 6C에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 나머지 공정들은 제2 전극의 형성을 제외하고는 본 명세서에서 참조되어 완전히 통합되는 앞서 설명된 발광 장치의 제조 방법의 공정들과 본질적으로 동일하다. 예를 들어, 리세스(121)을 포함하는 절연층(120)이 발광 구조체(110)의 형태에 컨폼(conform)하도록 형성된다. 예를 들어, 절연층(120)이 홈(118) 내에도 형성된다. 절연층(120)은 패터닝 공정에 의해 형성될 수 있는 리세스(121)를 또한 포함한다. 그 후에, 도 6B에 도시된 것과 같이, 제1 전극층(140)이, 홈(118)에 대응하는 영역을 포함하여, 절연층(120) 상에 그리고 리세스(121) 내에 형성된다. 이와 달리, 도 6B에 도시된 것과 같이, 오믹층(130)이 리세스(121) 내에 형성될 수 있다. 그 후에, 도 6C에 부분적으로 도시된 것과 같이, 패턴된 도전성 중간층(210)을 선택적으로 가질 수 있는 제2 도전성 기판(200)이 제1 전극층(140)의 적어도 일정 영역에 본딩되며, 제1 기판(100)이 제거된다. 또한, 도전성 기판(200)과 제1 전극층(140) 사이의 본드를 향상시키기 위하여, 도전성 기판(200)은 패턴된 중간층(210)을 또한 포함할 수 있다.

그러나, 상술한 방법들에 반하여, 본 실시예의 방법은, 도 6C에 도시된 것과 같이, 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b)의 제1 클래딩층(112) 상에 제2 전극(150)을 형성한다. 따라서, 마이너 부분(110b) 상에 위치하는 제2 전극(150)은 발광 구조체(110)의 메이저 부분(110a)으로부터 방출되는 광을 방해하지 않는다. 따라서, 제2 전극(150)은 제1 클래딩층(112)과 적합한 어떠한 도전성 물질, 예를 들어, 투명 물질, 불투명 물질, 또는 투명하지 않은 물질로 형성될 수 있으며, 제2 전극(150)은 발광 구조체의 마이너 부분(110b)의 제1 클래딩층(112)의 일부 또는 전체 표면을 가로질러 연장할 수 있다.

또한, 도 6C에 도시되지는 않지만, 전류 퍼짐을 개선시키기 위하여, 예를 들어, 제2 전극(150)의 형성 전에, 도전층이 발광 구조체(110)의 메이저 부분(110a)의 제1 클래딩층(112)의 표면 및 선택적으로 마이너 부분(110b)에 또한 추가될 수 있다. 이 도전층은 광을 방출하는 발광 구조체(110)의 메이저 부분(110a)을 덮을 것이기 때문에, ITO(Indium-Tin-Oxide)와 같은 투명 도전층을 이용하는 것이 바람직하다.

제2 전극(150)을 형성한 후에, 도 6C에 도시된 것과 같이 적어도 하나의 발광 구조체(110)을 포함하는 적어도 하나의 발광 장치(2)를 형성하기 위하여 제2 기판(200) 및 발광 구조체(110) 주위의 영역들을 분리시킬 수 있다. 제2 기판(200) 및 발광 구조체(110) 주위의 영역들을 분리시키기 위하여 당업자에서 알려진 어떠한 방법도 사용될 수 있다. 제2 기판(200) 및 발광 구조체(110) 주위의 영역을 분리시키기 위한 공정의 비제한적인 예들은, 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저 쏘잉, 블레이드 쏘잉, 다이아몬드 커팅, 식각, 및 이들의 조합을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 적어도 하나의 일정 방향을 향하여 방출되는 광을 방해하지 않는 상부 전극이, 도전성 기판 상에 형성된 수직형 발광 장치에 관한 것이다. 그러한 발광 장치는 홈이 있는 발광 구조체를 갖는 발광 장치를 위하여 상술된 높은 쓰루풋 제조 공정에 따라 제조될 수 있다. 따라서, 상술된 공정들에서 제공된 자세한 사항, 예를 들어 물질, 배열 등 모든 것은 본 실시예에 또한 적용된다.

도 7 및 8은 광을 방출하는 메이저 부분(110a)과 제2 전극(150)을 부착하기 위한 마이너 부분(110b)을 갖는 발광 장치(2)의 하나의 실시예를 도시한다. 결과적으로, 제2 전극(150)은 광 방출을 방해하지 않는다. 도 8은 도 7에 도시된 축 B-B를 따라 절단한 발광 장치(2)의 단면도이다. 도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 제2 전극(150)은 발광 도전성 구조체의 상면 프로파일이 실질적으로 직사각형인 마이너 부분(110b) 상에 형성된다. 홈(118)은 발광 구조체(110)의 메이저 부분(110a)과 마이너 부분(110b)을 정의한다. 따라서, 발광 구조체(110)의 상기 영역에 대응하는 발광 장치(2)의 부분들은 각각 발광 장치의 메이저 부분(major portion) 및 발광 장치의 마이너 부분(minor portion)으로 언급될 것이다.

홈(118)은 발광 구조체(110)의 적어도 활성층(114) 및 제2 클래딩층(116)(및 선택적으로 제1 클래딩층(112)의 일부)을 분리시킨다. 결과적으로, 제1 클래딩층(112)의 적어도 일부는 발광 구조체(110)의 처음부터 끝까지 연속적이다. 제2 전극(150)이 발광 장치(2)의 마이너 부분(110b) 내의 제1 클래딩층(112)에 부착되므로, 전기는 연속하는 제1 클래딩층(112)을 따라서(또는 그것의 표면을 따라서) 흐를 것이며, 광이 생성될 영역인 발광 장치(2)의 메이저 부분(110a) 내로 분배될 것이다.

제2 전극(150)의 부재(absence)를 제외하고, 발광 장치(2)의 메이저 부분(110a)은 도 5에 도시된 발광 장치(1)와 실질적으로 유사하다. 따라서, 발광 장 치(1)의 세부 사항 및 변형들 모두는 발광 장치(2)의 메이저 부분에 동일하게 적용된다. 예를 들어, 발광 장치(2)의 메이저 부분(110a)은 (i) 제1 표면(109), 제2 표면(115), 및 적어도 하나의 측면(113a)(또는 홈(118)의 일부를 형성하는 측면(113b))을 갖는 다중층이며, 광을 방출하는 발광 구조체(110), (ii) 리세스(121)를 가지며, 발광 구조체(110)의 제2 표면(115) 및 측면(113a, 113b)의 적어도 일부를 덮는 절연층(120), (iii) 발광 구조체(110)의 메이저 부분(110a)에 연결되는 제1 전극(140), 및 (iv) 제1 전극(140)에 본딩된 도전성 기판(200)을 포함한다. 발광 장치(2)의 메이저 부분(110a)은 발광 구조체(110)의 제2 표면(115)과 제1 전극(140)에 접하도록 위치하는 오믹층(130)을 더욱 포함할 수 있다. 예를 들어, 오믹층(130)은 절연층(120) 내부의 리세스 안에 위치할 수 있다. 발광 장치(2)는 상기 본드를 향상시키기 위하여, 예를 들어, 도전성 기판(200) 내의 휨을 보상하기 위하여, 중간층(210)을 더욱 포함할 수 있다.

또한, 광 방출 효율을 증가시키기 위하여 발광 구조체의 마이너 부분(110b)의 제1 클래딩층(112) 상에 제2 전극(150)을 부착하기 전에, 메이저 부분(110a)의 제1 클래딩층(112)의 노출된 표면은 또한 텍스쳐 처리될 수 있다(도시되지 않음). 마이너 부분(110b)의 제1 클래딩층(112)의 노출된 표면에 제2 전극(150)의 부착을 향상시키기 위하여, 제2 전극(150)이 부착하는 마이너 부분(110b)의 제1 클래딩층(112)의 영역은 텍스쳐링되지 않을 수 있다. 표면 텍스쳐링은 메이저 부분(110a)의 제1 클래딩층(112)과 공기 사이에서 굴절률의 차이로 인한 내부 전반사를 감소시킬 수 있다. 는 표면 텍스쳐링은 당업자에게 알려진 어떠한 공정에 의해서도 행 해질 수 있다. 그러한 공정의 하나의 예는 KOH와 같은 습식 식각액의 사용이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 발광 장치(2)의 마이너 부분(110b)은 제1 클래딩층(112)과 전기 전달 상태에 있는 제2 전극(150)을 포함한다. 제2 전극(150)은 발광 구조체의 마이너 부분(110b)의 제1 클래딩층(112)의 일부 또는 전체 표면을 가로질러 연장할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(150)은 전류 분배를 향상시키기 위하여 초승달 형태를 가질 수 있다. 적절히, 발광 장치의 마이너 부분(110b)은 절연층(120) 및 선택적으로 제1 전극층(140)을 또한 포함한다. 비록 발광 장치(2)의 마이너 부분은 제1 전극층(140)을 필요로 하지 않지만, 높은 쓰루풋 제조공정 동안에 그것을 포함하는 것이 보다 편리할 수 있다.

도 7 및 8에 도시된 발광 장치(2)는 제2 전극(150)을 광의 비방해 영역에 위치시키고, 특히 투명 절연층(120)과 반사 제1 전극(140)이 사용될 때, 광 방출을 현저히 개선할 수 있다. 활성 영역으로부터 직접적으로 방출되는 광선(예를 들어, 광선 L1)에 더하여, 발광 장치(2)의 경사진 측면들(113a, 113b)에 적어도 한번 반사된 광(예를 들어, 광선 L2) 및 두번 반사된 광(예를 들어, 광선 L3)이 헤테로 구조로부터 방출되도록 한다. 따라서, 방출되는 광의 전체 양을 충분히 증가시키면서, 방출되는 광의 방향성이 충분히 조절될 수 있다. 또한, 제1 전극층(140)이 발광 구조체(110)의 제2 클래딩층 표면(115) 및 메이저 부분(110a)의 적어도 하나의 측면(113)의 적어도 일부와 열의 전달 상태에 있으므로, 제1 전극층(140)은 발광 구조체(110)로부터 도전성 기판(200)으로의 개선된 열의 전도를 제공할 수 있다. 또한 제1 전극층(140)이 도전성 기판(200)과 충분한 접촉 면적을 가지므로, 이 냉 각 효과는 충분할 수 있다.

또 다른 실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 사분면 코너에, 상면 프로파일이 실질적으로 정사각형인 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b)(예를 들어, 두 개의 홈(118)에 의해 정의되는) 상에 형성된 제2 전극(150)을 갖는 발광 장치(3)을 제조하기 위하여, 홈이 있는 발광 구조체를 제조하기 위하여 상술된 제조 공정이 수정될 수 있다. 그에 따라, 상면 프로파일로부터 봤을 때, 실질적으로 정사각형의 마이너 부분(110b)은 정사각형의 상면 프로프일을 갖는 발광 장치의 하나의 사분면 코너에 형성된다. 본 실시예의 또 다른 변형에서는, 예를 들어, 마주보는 사분면 코너 상에 하나, 또는 각각의 사분면 코너 상에 하나와 같이, 발광 장치(3)는 두 개 이상의 실질적으로 정사각형의 마이너 부분들(도시되지 않음)을 가질 수 있다. 이러한 다른 실시예들에서 미리 형성된 다중층의 광을 방출하는 헤테로 구조는 다수의 홈을 갖는 발광 구조체를 형성하기 위하여 패턴될 수 있다.

또 다른 실시예에서 상면 프로파일로부터 보여지는 것 및 도 10에 도시한 바와 같이, 발광 장치(4)는 발광 구조체(110)의 중앙 영역에 형성된 발광 구조체의 마이너 부분(110b)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 사각형 구조 내에 네 개의 홈(또는 원형 구조 내의 하나의 홈)은 마이너 부분(110b)을 발광 구조체(110)의 중앙 영역에 섬의 형태로 형성하기 위하여 이용될 수 있다. 제2 전극(150)은 마이너 부분(110b) 상에 형성되므로, 그것의 중앙 영역은 발광 구조체(110)의 광을 방출하는 메이저 부분(110a) 중심으로부터 외부로의 방사 방향으로 외측으로 향하는 전류 분배를 증가시키도록 도울 수 있다. 본 실시예에서 절연층(120)은 메이저 부 분(110a)의 형상에 대응하여 실질적으로 정사각형 형상을 갖는 리세스(및 선택적으로 오믹층)를 가진다.

상기에서 참조된 모든 형태들이 정사각형 또는 직사각형이더라도, 상술한 발광 장치의 어떠한 부분들을 위해 다른 형태들 또한 가능하다. 예를 들어, 발광 구조체의 마이너 부분(110b)은 원형 또는 타원형의 상면 프로파일 형태를 가질 수 있다. 이 실시예에서 하나의 홈은 원형 또는 타원형의 형상을 가질 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예는 도 11a-11d에 도시된 바와 같이 렌즈를 갖는 수직형 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법은 수직형 발광 장치 및 홈을 갖는 수직형 발광 장치를 제조하기 위하여 상술한 방법들의 변형이다. 본 실시예에서 제1 클래딩층의 일부가 렌즈를 형성하기 위하여 이용된다. 렌즈의 곡률은, 제1 클래딩층과 공기 사이의 굴절률의 차이에 기인한 현상인 이스케이프 콘 앵글(escape cone angle)을 감소시켜서 광 방출 효율을 증가시킬 수 있다.

본 실시예에서 제조 방법은, 도 11a에 도시된 바와 같이, 미리 형성된 다중층의 광을 방출하는 헤테로 구조를 이용한다. 도 1a와 관련하여 설명된 미리 형성된 헤테로 구조와 유사하게, 도 11a에 도시된 본 실시예의 미리 형성된 헤테로 구조는 적어도 제1 기판(100), 제1 클래딩층(111a), 활성층(114a), 및 제2 클래딩층(116a)을 포함한다. 그러나 본 실시예의 미리 형성된 헤테로 구조는 렌즈 부분을 보상하기 위하여 충분히 더 두꺼운 제1 클래딩층(111a)를 가진다. 본 실시예에서 제1 클래딩층(111a)의 두께는, 상면 프로파일로부터 봤을 때, 렌즈가 형성될 발광 구조체(110)의 제1 표면(109)의 가장 짧은 면(또는 가장 짧은 지름)의 길이의 약 1/10보다 일반적으로 크다. 상술한 홈이 있는 발광 장치에서, 메이저 부분(110a)의 제1 표면(109)만이 상기 가장 짧은 면(또는 가장 짧은 지름)을 결정하는 것에 관련된다. 그러한 두꺼운 제1 클래딩층(111a)는 기상 에피텍시와 같이 당업자에게 알려진 어떠한 방법에 의해서도 얻어질 수 있다.

다른 공정들은 수직형 발광 장치 및 홈을 갖는 수직형 발광 장치를 제조하기 위하여 상술한 방법들의 공정들과 본질적으로 동일하다. 예를 들어, 본 실시예의 방법 또한 다음의 공정을 거친다: (i) 발광 구조체를 형성하고; (ii) 리세스를 갖는 절연층을 형성하고; (iii) 제1 전극과 선택적 오믹층을 형성하고; (iv) 발광 구조체 주위 영역을 선택적으로 패터닝하고(후에 수행될 수 있음); (v) 제1 전극의 표면을 제2 도전성 기판과 본딩하고; (vi) 제1 기판을 제거하고; (vii) 제2 전극을 형성하고; 그리고 (viii) 개별의 발광 장치로 제2 기판을 분리시킨다.

그러나, 본 실시예의 방법은, 도 11c 도시된 바와 같이, 제1 클래딩층(111)로부터 렌즈(119)를 형성하는 추가의 공정을 더욱 포함한다. 제1 기판(100)을 제거하는 공정 후에, 도 11b에 도시된 바와 같이 제1 클래딩층(111)이 노출된다. 그 후에, 도 11b 및 11c에 도시된 바와 같이, 렌즈(119) 주위의 영역을 정의하고 제1 클래딩층(111)으로부터 렌즈(119)를 형성하고 하기 위하여, 포토 레지스트 패턴을 이용하여 패터닝 공정을 제1 클래딩층(111) 상에서 수행한다. 렌즈(119)를 형성하는 패턴 공정의 예는, 본 명세서에서 참조되어 완전히 통합되는 Stern et al.의 "Dry etching for coherent refractive microlens arrays" (Optical Engineering, Vol. 33, No. 11, p. 3547-51 (Nov. 1994)), 및 Okazaki et al.의 US Patent No. 5,948,281(September 7, 1999, 발명의 명칭:"Microlens array and method of forming same and solid-state image pickup device and method of manufacturing same")에서 설명된다.

도 11a-11d는 볼록 렌즈를 도시하지만, 원하는 광 방출 패턴을 얻기 위하여 제1 클래딩층(111)은 어떠한 원하는 형태로도 만들 수 있다. 예를 들어, 상기의 제조 공정의 변형으로, 도 11e 도시된 바와 같이, 더 작은 렌즈의 다수개를 제공하기 위하여 렌즈 모양 패턴을 변경하는 것에 의해 렌즈(119)가 다수개로 얻어질 수 있다.

적어도 하나의 렌즈를 형성한 후에, 도 11d 도시되고 앞서 설명한 바와 같이, 제1 클래딩층(111)으로 형성된 렌즈(119)(또는 렌즈의 다수개) 상에 제2 전극(150)이 형성된다. 발광 장치가 홈을 갖는 실시예에서는 제2 전극(150)은 상기 발광 장치의 마이너 부분의 제1 클래딩층(111) 상에 형성될 수 있다.

본 발명은 또한 도전성 기판 상에 형성되고, 렌즈를 포함하는 수직형 발광 장치에 관한 것이다. 앞서 기술된 실시예들 모두는 여기서 설명된 렌즈를 포함할 수 있다. 그러한 발광 장치는 렌즈를 갖는 발광 장치를 위하여 앞서 설명된 높은 쓰루풋 공정에 따라서 제조될 수 있다.

도 12-14는 제1 클래딩층(111)으로 형성된 렌즈를 갖는 수직형 발광 장치의 세 가지 변형물을 도시한다. 도 12 및 13은 하나의 큰 렌즈 및 다수개의 보다 작은 렌즈들을 갖는 발광 장치들을 각각 도시한다. 도 12에서, 발광 장치(5)는 하나의 렌즈(119)를 갖는 발광 구조체를 포함한다. 여기서 제2 전극(150)은 렌즈(119)와 본딩된다. 도 13에서, 발광 장치(6)는 다수개의 렌즈들(119)을 갖는 발광 구조체를 포함한다. 여기서 제2 전극(150)은 중심에 위치하는 작은 렌즈들의 그룹과 본딩된다. 이와 달리, 제2 전극이 본딩되는 영역은 평평할 수 있다. 예를 들어 렌즈가 없을 수 있다. 이 발광 구조체들은 도전성 기판(200)에 본딩되는 제1 전극(140)을 더욱 포함한다. 결합을 향상시키기 위하여, 예를 들어, 도전성 기판(200) 내의 휨을 보상하기 위하여, 도전성 기판(200)은 중간층(210)을 더욱 포함할 수 있다.

유사하게, 도 14는 발광 장치의 메이저 부분(110a) 및 마이너 부분(110b)를 정의하는 홈(118)을 갖는 발광 장치(7)을 도시한다. 발광 장치(7)의 메이저 부분(110a)은 렌즈(119)를 포함하며, 발광 장치(7)의 마이너 부분(110b)은 제2 전극(150)을 포함한다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 제2 전극(150)은 발광 장치(7)의 메이저 부분(110a)으로부터 방출되는 광을 방해하지 않는다. 따라서, 제2 전극(150)은 어떠한 도전성 물질로도 형성될 수 있으며, 그것은 어떠한 형태를 취할 수도 있다. 예를 들어, 제2 전극(150)은 발광 장치(7)의 마이너 부분(110b) 내의 제1 클래딩층의 전체 표면을 덮을 수 있다. 도 14에서 도시되지는 않으나, 발광 장치(7)는 제1 클래딩층의 표면 및 선택적으로 렌즈(119)의 표면 상에 전류 퍼짐층을 더욱 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에서 본 발명은 도전성 기판(200) 내에 임베디드 제너 다이오드(embedded zener diode)를 갖는 수직형 발광 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 여기서 실시예들은 도전성 기판이 일반적으로 적어도 하나의 n형 도핑된 영역을 갖는 p형 기판으로 구성되는 것으로 서술하지만, 상기 도전성 기판은 또한 적어 도 하나의 p형 도핑된 영역을 갖는 n형 기판일 수도 있다. 이에 더하여, 여기의 모든 실시예들은, 앞서 상술한 바와 같이, 렌즈 부분을 갖는 제1 클래딩층을 또한 포함할 수 있다. 또한, 앞서 설명된 발광 장치들이 사용되더라도, 도전성 기판(200) 내에 임베디드 제너 다이오드를 이용하는 것에 의하여 어떠한 적절한 수직형 발광 장치로 교체될 수 있다.

도 15는 상기 발광 장치 및 제너 다이오드의 기능적 측면을 도시하는 회로 다이아그램(circuit diagram)을 제공한다. 도전성 기판(200)은 도전성 기판(200)의 도전형과 반대의 도전형의 화합물로 도핑된다. 예를 들어, 상기 제너 다이오드를 형성하기 위하여 p형 기판(200)이 사용될 때, 기판(200)의 선택된 영역은 n형 화합물로 도핑되며, 그 반대의 경우도 가능하다. 그러면 도전성 기판(200)의 도핑된 영역은, 도전성 기판(200)과 동일한 반도체 타입인 발광 구조체(110)의 제2 클래딩층(116)과 전기적 통전 상태에 놓인다. 예를 들어, 도전성 기판(200)의 n형으로 도핑된 영역은 발광 구조체(110)의 p형 클래딩층(116)과 전기적 통전 상태에 놓인다. 상기 제너 다이오드는 역 바이어스 전압에서 발광 구조체(110)를 유해한 서지(surge)로부터, 예를 들어, 정전기 방전(electrostatic discharge)으로부터 보호한다.

도 16A는 제너 다이오드를 포함하는 발광 장치(8)의 일 실시예를 도시한다. 도 16A에 도시된 발광 장치(8)는 도 5에 도시된 발광 장치(1)와 실질적으로 유사하다. 그러나, 발광 장치(8)는 n형 도핑된 영역(205)을 갖는 p형 도전성 기판(200b)을 포함하는 제너 다이오드를 포함한다. 또한, 제1 클래딩층(112b)은 n형이며, 제2 클래딩층(116b)는 p형이다. 따라서, 유해한 역 바이어스 전압이 n형 도핑된 영역(205)에 들어가면, 그것은 무해하게 p형 기판(200b)로 흐를 것이며, 발광 구조체(110)를 보호할 것이다. 도 16A에 도시된 것과 같이 중간층(210)이 사용될 때, 중간층(210)은 도핑된 영역(205)하고만 전기적 통전 상태에 있다. 즉, 중간층(210)은 도전성 기판(200b)의 도핑되지 않은 영역과 접하지 않아야 한다.

유사하게, 도 16B는 제너 다이오드를 포함하는 발광 장치(9)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 16B에 도시된 홈을 갖는 발광 장치(9)는 도 8에 도시된 발광 장치(2)와 실질적으로 유사하다. 그러나 발광 장치(9)는 p형 도전성 기판(200b)과 n형 도핑된 영역(205)를 포함하는 제너 다이오드를 포함한다. 또한, 제1 클래딩층(112b)는 n형이며, 제2 클래딩층(116b)은 p형이다. 따라서, 유해한 역 바이어스 전압이 n형 도핑된 영역(205)에 들어가면, 그것은 무해하게 n형 기판(200b)으로 흐를 것이며, 발광 구조체(110)를 보호할 것이다. 도 16B에 도시된 것과 같이 중간층(211)이 사용될 때, 중간층(211)은 도핑된 영역(205)하고만 전기적 통전 상태에 있어야 한다. 즉, 중간층(211)은 도전성 기판(200b)의 도핑되지 않은 영역과 접하지 않아야 한다.

이 발광 장치들(8 및 9)은 수직형 발광 장치 및 홈을 갖는 수직형 발광장치를 제조하기 위하여 앞서 설명된 방법에 추가의 공정을 포함하여 얻어질 수 있다. 상기 추가의 공정은 다음을 포함한다: (i) 절연층(120) 내의 리세스(121)에 대응하는 제1 전극층의 영역과 전기적 통전 상태에 있는 선택된 영역 내에 적절한 도펀트(예를 들어, 기판과 반대 도전형)로 도전성 기판을 도핑하는 것; (ii) 도전성 기 판(200b)의 도핑된 영역(205) 상에 패턴된 도전성 중간층(210)(홈을 가진 발광 장치에서는 211)을 선택적으로 형성하는 것; (iii) 도핑된 영역(205) 또는 패턴된 도전성 중간층(도핑된 영역(205)에 대응하는 부분인 210)을 절연층(120) 내의 리세스(121)와 대응하는 제1 전극층의 부분에 정렬 및 부착시키는 것; 그리고 이들의 어떠한 조합이 있다. 패턴된 도전성 중간층(210)이 도전성 기판(200b)의 도핑되지 않은 영역과 접하지 않도록 하기 위하여(또는 직접 전기적 통전 전달 상태에 있지 않도록 하기 위하여), 패턴된 도전성 중간층(210)은 도핑된 영역(205) 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 앞서 설명된 수직형 발광 장치들을 포함하는 발광 패키지(예를 들면, 칩 스케일 패키지(chip scale package))에 관한 것이다. 이 발광 패키지는, 상기 패키지를 파워 소스에 연결하는 것에 의해 어떤 적당한 발광 시스템에서도 이용될 수 있다. 방출되는 광의 방향성이 여기서 설명되는 발광 패키지 내에서 충분히 조절될 수 있기 때문에, 칩 스케일 패키징은 실질적으로 단순화될 수 있다. 예를 들어, 반사기 또는 반사 측면 및 배면 등을 포함하는 전통적인 패키지가 사용될 수도 있지만, 여기서 설명되는 발광 패키지는 이미 방출되는 광의 방향성을 충분히 조절하는 것이 이미 가능하기 때문에, 그러한 전통적인 패키징은 필요하지 않다. 발광 패키지는 크게 두 개의 큰 카테고리로 나눌 수 있다. 캡슐화되지 않은 것(unencapsulated)과 캡슐화된 것(capsulated)이다. 여기서 사용되는 참조번호(300)은 발광 장치에 전기를 공급하기 위하여 적어도 두 개의 도전성 영역을 갖는 기판인 서브마운트(submount)이다. 서브마운트의 비제한적인 예는 회로 기판 또 는 프린트된 회로 기판을 포함한다. 그러나, 간단하게, 여기서 참조번호(300)은 회로 기판으로 언급된다.

도 17 및 18은 회로 기판(300) 상의 제1 도전성 영역(310)(또한 콘택으로 불려진다)에 본딩된 발광 장치(1를 포함하는 캡슐화되지 않은 발광 패키지(10)의 일 실시예를 도시한다. 회로 기판(300)은 회로 기판(300) 상에 제2 도전성 영역(320)(또한 콘택으로 불려진다)을 포함하며, 와이어(330)은 제2 전극(150)과 제2 도전성 영역(320) 사이의 전기적 통전(예를 들어, 와이어 본드(wire bond))을 제공한다. 본 실시예는 하나의 와이어(330) 전기의 연결만을 필요로 한다. 왜냐하면, 만일 제2 전기의 연결이 이용된다면, 도전성 중간층(210)을 경유하여 도전성 기판(200)에 의해 제공된다. 발광 장치(1)는 도 5에 도시된 장치와 실질적으로 동일하지만, 앞서 설명된 발광 장치의 어떠한 것도 본 실시예의 발광 장치(1)를 대신할 수 있다.

도 19, 20, 21a, 및 21b는 제너 다이오드를 갖는 발광 장치를 포함하는 캡슐화되지 않은 발광 패키지의 다양한 실시예들을 도시한다. 이 실시예들은 앞서 설명된 발광 장치들의 사용을 설명하지만, 어떠한 적절한 수직형 발광 장치로도 대체될 수 있기 때문에, 도전성 기판(200) 내에 임베디드 제너 다이오드도 이용될 것이다.

도 19는 제너 다이오드를 갖는 발광 장치(8)를 포함하는 캡슐화되지 않은 발광 패키지(11)의 또 다른 실시예를 도시한다. 장치는 회로 기판(300) 상의 제1 도전성 영역(310)과 본딩된다. 발광 장치(8)는 n형 도핑된 영역(205)을 갖는 p형 도전성 기판(200b)를 갖는다. 도전성 중간층(210)은 (i) 발광 구조체(110)의 제1 전 극(140)과 p형 제2 기판(200b)의 표면 사이의 본드를 향상시키며, (ii) p형 도전성 기판(200b)의 n형 도핑된 영역(205)의 적어도 일정 영역을 덮는다(또는 접한다). 중간층(210)은 도핑된 영역(205)하고만 전기적 통전 상태에 있다. 즉, 중간층(210)은 도전성 기판(200b)의 도핑되지 않은 영역과 접하지 않아야 한다. 제1 와이어(330)는 발광 구조체(110)의 제2 전극(150)과 제1 도전성 영역(310) 사이의 전기적 통전을 제공하며, 제2 와이어(332)는 도전성 중간층(210)과 회로 기판(300) 상의 제2 도전성 영역(320) 사이의 전기적 통전을 제공한다.

도 20는 제너 다이오드를 갖는 발광 장치(9)를 포함하는 캡슐화되지 않은 발광 패키지(12)의 또 다른 실시예를 도시한다. 장치는 회로 기판(300) 상의 제1 도전성 영역(310)과 본딩된다. 발광 장치(9)는 광을 방출하는 메이저 부분(110a) 및 제2 전극(150)이 위치하는 마이너 부분(110b)을 갖는 발광 구조체(110)을 포함한다. 도 16B에 도시된 것과 같이 발광 장치(9)는 n형 도핑된 영역(205)를 갖는 p형 도전성 기판(200b)을 또한 갖는다. 제1 도전성 중간층(210)은 (i) 발광 구조체(110)의 광을 방출하는 메이저 부분(110a) 상에 위치되는 발광 구조체(110)의 제1 전극(140)과 p형 도전성 기판(200b)의 표면 사이의 본드를 향상시키며, (ii) p형 도전성 기판(200b)의 n형 도핑된 영역(205)의 적어도 일정 영역을 덮는다(또는 접한다). 중간층(210)은 도핑된 영역(205)하고만 전기적 통전 상태에 있다. 즉, 중간층(210)은 도전성 기판(200b)의 도핑되지 않은 영역과 접하지 않아야 한다. 제2 도전성 중간층(211)은 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b) 상에 위치되는 제1 전극(140)과 p형 기판(200b)의 표면 사이의 본드를 향상시킨다. 제1 및 제2 도전성 중간층들(210,211)은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 도전성 중간층들(210,211) 사이에 갭(gap)을 두는 것이 바람직하다. 제1 와이어(330)는 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b)에 위치하는 제2 전극(150)과 제1 도전성 영역(310) 사이의 전기의 전달을 제공하며, 제2 와이어(332)는 도전성 중간층(210)과 회로 기판(300) 상의 제2 도전성 영역(320) 사이의 전기의 전달을 제공한다.

도 19에 도시된 발광 패키지(11) 및 도 20에 도시된 발광 패키지(12)는 실질적으로 유사한 방식으로 이용될 수 있다. 발광 패키지 상에 순바이어스를 인가하는 것에 의해, 예를 들어, 제1 도전성 영역(310) 상에 음의 바이어스를 인가하고, 제2 도전성 영역(320) 상에 양의 바이어스를 인가하는 것에 의해, 발광 패키지(11) 및 발광 패키지(12)는, 예를 들어 광을 방출하기 위하여, 활성화된다. 도 19 및 20의 왼편에서 파선의 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 전자들은 제1 와이어(330)을 경유하여 제1 도전성 영역(310)에서 제2 전극(150)으로 흐른다. 역 바이어스가 발광 패키지에 인가되면, 예를 들어, 제1 도전성 영역(310) 상에 양의 바이어스가 인가되고, 제2 도전성 영역(320) 상에 음의 바이어스가 인가되면, 전자들은 제2 도전성 영역(320)으로부터 도전성 중간층(210)으로 흐를 것이다. 역바이어스의 전압이, 예를 들어 정전기 방전의 위험 레벨과 같은 특정 브레이크다운 전압에 이를 때, 상기 n형 도핑된 영역(205) 및 p형 도전성 기판(200b)의 제너 다이오드는, n형 도핑된 영역(205) 및 p형 도전성 기판(200b)을 통과하는 전자의 흐름 및 제1 도전성 영역(310)을 통하여 전자가 빠져나가는 것을 허용할 것이다. 이로써, 발광 장치(8, 9)를 보호할 수 있다.

도 21a는 제너 다이오드를 갖는 변경된 발광 장치(9')을 포함하는 캡슐화되지 않은 발광 패키지(13)의 또 다른 실시예를 도시한다. 장치는 회로 기판(300) 상의 제1 도전성 영역(310)에 본딩되어 있다. 발광 장치(9')는 발광 패키지(13)를 위해 도 16B에서 도시된 바와 같이 광을 방출하는 메이저 부분(110a) 및 제2 전극(150)이 위치하는 마이너 부분(110b)을 갖는 발광 구조체(110)를 포함한다. 그러나 이 발광 장치(9')는 변경되었다. 왜냐하면, 그것은 (i) 제2 전극(150) 대신에 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b) 내에 쓰루 비아 콘택(through via contact)(145)을 포함하며, (ii) 제1 전극(140)이 발광 구조체(110)의 메이저 부분(110a)와 마이너 부분(110b) 사이의 영역에서 제거된다. 쓰루 비아 콘택(145)은 n형 제1 클래딩층(112b)에서부터 절연층(120)의 외부까지 접하며 연장된다. 쓰루 비아 콘택(145)은 중심의 도전성 물질 및 선택적으로 외부의 절연층(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 쓰루 비아 콘택(145)은 당업자에서 알려진 어떠한 방법에 의해서 형성될 수 있다. 쓰루 비아 콘택(145)을 형성하기 위해서 가능한 공정의 비제한적인 예는 Yamaguchi의 U.S. Patent No. 6,916,725(등록일: 2005.07.12, 발명의 명칭: "Method for Manufacturing Semiconductor Device, and Method for Manufacturing Semiconductor Module"), Yamaguchi 의 U.S. Patent No. 7,193,297(등록일: 2007.03.20, 발명의 명칭:"Semiconductor Device, Method for Manufacturing the Same, Circuit Substrate and Electronic Device", 및 Miyazawa 의 U.S. Patent No. 7,214,615(등록일: 2007.05.08, 발명의 명칭: "Method of manufacturing semiconductor device, semiconductor device, circuit substrate and electronic apparatus")에서 찾을 수 있다. 이 문헌 전체가 본 명세서에서 참조된다.

발광 장치(9')는 또한 제1 n형 도핑된 영역(205) 및 제2 n형 도핑된 영역(206)을 갖는 p형 도전성 기판(200b)를 가진다. 제1 도전성 중간층(210)은 (i) 발광 구조체(110)의 메이저 부분(110a) 상에 위치하는 제1 전극(140)과 p형 도전성 기판(200b)의 표면 사이의 본드를 향상시키며, (ii) p형 도전성 기판(200b)의 제1 n형 도핑된 영역(205)의 적어도 일정 영역을 덮는다(또는 접한다). 유사하게, 제2 도전성 중간층(211)은 (i) 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b) 상에 위치하는 제1 전극(140)과 p형 도전성 기판(200b)의 표면 사이의 본드를 향상시키며, (ii) p형 도전성 기판(200b)의 제2 n형 도핑된 영역(206)의 적어도 일정 영역을 덮는다(또는 접한다). 중간층(210)은 제1 n형 도핑된 영역(205)에서만 전기적 통전 상태에 있다. 즉, 중간층(210)은 도전성 기판(200b)의 도핑되지 않은 영역과 접하지 않아야 하며, 중간층(211)은 제2 n형 도핑된 영역(206)에서만 전기적 통전 상태에 있다. 제1 및 제2 도전성 중간층들(210, 211)은 동일한 물질 또는 다른 물질들로 형성될 수 있다. 본 실시예에서 제1 및 제2 도전성 중간층들(210, 211) 사이에 갭이 제공된다. 쓰루 비아 콘택(145)은, 2 도전성 중간층(211) 및 도전성 기판(200b)의 제2 n형 도핑된 영역(206)을 경유하여, 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b) 내에 위치하는 n형 제1 클래딩층(112b)과 제1 도전성 영역(310) 사이에 전기적 통전을 제공한다. 그리고 와이어(332)는 도전성 중간층(210)과 회로 기판(300) 상의 제 2 도전성 영역(320) 사이의 전기적 통전을 제공한다.

도 21b는 제너 다이오드를 갖는 변경된 발광 장치(9")을 포함하는 캡슐화되지 않은 발광 패키지(14)의 또 다른 실시예를 도시한다. 장치는 회로 기판(300) 상의 제1 도전성 영역(310)에 본딩되어 있다. 본 실시예의 발광 패키지(14)는 도 21a에 도시된 발광 패키지(13)와 실질적으로 유사하다. 따라서, 앞서 설명된 발광 패키지(13)을 위한 설명은 발광 패키지(14)에도 또한 적용된다. 그러나 발광 패키지(14)의 p형 도전성 기판(200b)은 제2 n형 도핑된 영역(206) 대신에 쓰루 비아 콘택(212)을 갖는다. 쓰루 비아 콘택(212)은 중심의 도전성 물질 및 선택적으로 외부의 절연층(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 결과적으로, 제2 도전성 중간층(211)은 (i) 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b) 상에 위치하는 제1 전극(140)과 p형 도전성 기판(200b)의 표면 사이의 본드를 향상시키며, (ii) p형 도전성 기판(200b) 내의 쓰루 비아 콘택(212)과 전기적 통전(또는 콘택) 상태에 있다.

도 21a에 도시된 발광 장치(9')와 도 21b에 도시된 발광 장치(9")는 (i) 홈을 갖는 수직형 발광 장치(도 8에 도시된 발광 장치(2)) 및 (ii) 홈 및 제너 다이오드를 갖는 수직형 발광 장치(도 16B에 도시된 발광 장치(9))를 제조하기 위하여 앞서 설명된 방법들을 변경하는 것에 의하여 얻어질 수 있다. 발광 장치들(9' 및 9") 모두를 위한 두 가지의 공통의 추가적인 공정은 다음을 포함할 수 있다: (i) 메이저 부분(110a)의 제1 전극층(140)을 마이너 부분(110b)으로부터 분리시키기 위하여, 홈 영역(118)의 적어도 일정 영역(예를 들어, 발광 구조체(110)의 메이저 부분(110a)과 마이너 부분(110b) 사이의 영역)으로부터 제1 전극층(114)을 부분적으 로 제거하거나, 또는 홈 영역(118) 내에서 단절된 패턴된 제1 전극층을 형성하는 것, (ii) 도 6B에 도시된 바와 같이, 제1 전극층을 형성하기 전 또는 후에, 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b) 내에 쓰루 비아 콘택(145)을 형성하는 것(예를 들어, 제1 클래딩층(112)까지 비아를 형성하고, 상기 비아를 도전성 물질로 메우는 것)이다. 이 추가 공정들은 제2 도전성 기판(200)에 본딩하기 전에 행해진다.

"홈 영역(118)의 적어도 일정 영역으로부터 제1 전극층(140)을 부분적으로 제거하고 분리시키는 것"의 공정은 제1 전극층(140)을 통하여 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b)과 메이저 부분(110a) 사이의 전기적 통전을 방지하기 위하여 수행된다. 이로써 장치 내의 전기 쇼트가 방지된다. 따라서, 또 다른 방법은 패턴된 제1 전극층(140)을 형성하는 것을 포함한다. 패턴된 제1 전극층(140)은 메이저 부분(110a)을 위한 분리된 제1 전극층(140)과 마이너 부분(110b)을 위한 분리된 제1 전극층(140)이다. 이로써 발광 구조체의 메이저 부분과 마이너 부분 사이의 전기적 통전을 방지한다. 또한 또 다른 방법에서 패턴된 제1 전극층(140)은 메이저 부분(110a) 상에만 형성되고, 마이너 부분(110b) 상에는 형성되지 않을 수 있다.

도 21의 발광 장치(9')를 위한 추가의 공정은 다음을 포함할 수 있다: (i) 도전성 기판을 본딩하기 전에, 미리 설명된 영역(205)의 도핑에 더하여, 도전성 기판(200b)의 발광 구제초의 마이너 부분(110b)에 대응하는 추가의 영역(206)을, 에를 들어 이온 주입에 의해 도핑하는 것; (ii) 도전성 기판(200b)의 도핑된 영역(205, 206) 범위 내에 패턴된 중간층(210, 211)을 선택적으로 형성하는 것; (iii) 패턴된 도전성 중간층들(210,211)의 도핑된 영역들(205,206)에 대응하는 영 역을, 절연층(120) 내의 리세스(121)에 대응하는 제1 전극층의 영역 및 쓰루 비아 콘택(145)에 정렬하고 부착하는 것; 및 이들의 어떠한 조합이다. 도핑된 영역(206)을 위한 도핑 공정의 적어도 일부는 도핑된 영역(205)을 위한 도핑 공정과 동시에 수행될 수 있다. 또는 도핑된 영역(206)을 위한 도핑 공정은 별개의 공정으로 수행될 수 있다. 또한 도핑된 영역(206)이 도전성 기판(200b)의 양 사이드 상에서 노출되도록 하기 위하여, 후속 단계에서, 예를 들어, 본딩 후에, 도전성 기판(200b)을 얇게 할 수 있다.

도 21b의 발광 장치(9")를 위한 추가의 공정들은 다음을 포함할 수 있다: (i) 도핑된 영역(205)을 형성하기 전 또는 후에, 예를 들어, 도전성 기판(200b)을 통과하는 비아를 형성하고, 상기 비아를 도전성 물질로 메우는 것 에 의해, 발광 구조체(110)의 마이너 부분(110b)에 대응하는 쓰루 비아 콘택(212)을 형성하는 것; (ii) 도전성 기판(200b)의 도핑된 영역(205)과 쓰루 비아 콘택(212)에 대응하는 영역 범위 내에 패턴된 도전성 중간층들(210,211)을 선택적으로 형성하는 것; (iii) 패턴된 도전성 중간층들(210,211)의 도핑된 영역(205)과 쓰루 비아 콘택(212)에 대응하는 영역을, 절연층(120) 내의 리세스(121)에 대응하는 제1 전극층의 부분 및 쓰루 비아 콘택(145)에 정렬하고 부착하는 것; 및 이들의 어떠한 조합이다.

도 21a에 도시된 발광 패키지(13) 및 도 21b에 도시된 발광 패키지(14)는 앞서 설명된 발광 패키지(12)와 실질적으로 유사한 방식으로 이용될 수 있다. 발광 패키지 상에 순바이어스를 인가하는 것에 의해, 예를 들어, 제1 도전성 영역(310) 상에 음의 바이어스를 인가하고, 제2 도전성 영역(320) 상에 양의 바이어스를 인가 하는 것에 의해, 발광 패키지(13) 및 발광 패키지(14)는, 예를 들어, 광을 방출하기 위하여 활성화된다. 도 21a 및 21b의 왼편에서 파선의 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 전자들은 제2 n형 도핑된 영역(206) 또는 쓰루 비아 콘택(212)을 경유하여 제1 도전성 영역(310)에서 쓰루 비아 콘택(145)으로 흐른다. 역바이어스가 발광 패키지에 인가되면, 예를 들어, 제1 도전성 영역(310) 상에 양의 바이어스가 인가되고, 제2 도전성 영역(320) 상에 음의 바이어스가 인가되면, 전자들은 제2 도전성 영역(320)으로부터 도전성 중간층(210)으로 흐를 것이다. 역바이어스의 전압이, 예를 들어, 정전기 방전의 위험 레벨과 같은 특정 브레이크다운 전압에 이를 때, 상기 n형 도핑된 영역(205) 및 p형 도전성 기판(200b)으로 이루어진 상기 제너 다이어드는 n형 도핑된 영역(205) 및 p형 도전성 기판(200b)을 통과하는 전자의 흐름 및 제1 도전성 영역(310)을 통하여 전자가 빠져나가는 것을 허용할 것이다. 이로써, 발광 장치(9',9")를 보호할 수 있다.

도 19-21b에서 도시된 실시예들은 광을 방출하는 표면 상에 표면 텍스쳐링(도시되지 않음) 또는 광을 방출하는 표면 상에 하나 또는 다수개의 렌즈를 더욱 포함할 수 있다.

도 22는 회로 기판(300) 상의 제1 도전성 영역(310)에 본딩된 발광 장치(1)를 포함하는 캡슐화되지 않은 발광 패키지(15)의 또 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예는 도 17 및 18에 도시된 실시예와 유사하다. 따라서, 도 17 및 도 18에서와 동일한 참조 번호는 패키지의 동일한 구성요소(또는 구조체)와 동일시한다. 그러나, 본 실시예에서 회로 기판(300)은 (i) 앞서 설명된 제1 도전성 영역(310) 및 제 2 도전성 영역(320)을 갖는 제1 표면, 및 (ii) 제3 도전성 영역(312) 및 제4 도전성 영역(322)을 갖는 제2 표면을 포함한다. 회로 기판(300)은 (a) 제1 도전성 영역(310)과 제3 도전성 영역(312)을 연결하는 적어도 하나의 쓰루 비아(316), 및 (b) 제2 도전성 영역(320) 및 제4 도전성 영역(322)을 연결하는 적어도 하나의 제2 쓰루 비아(326)를 더욱 포함한다. 쓰루 비아들(316,326)은 추가적인 연결을 필요함이 없이 외부 장치와의 연결을 하게 하므로, 이 특정 실시예는 유용하다.

도 23a-23d는 다양한 캡슐화된 실시예들을, 즉 캡슐화된 발광 패키지들(16-19)을 도시한다. 이 도면들은 도 17 및 18에 도시된 캡슐화되지 않은 패키지(10)의 사용을 도시하지만, 앞서 설명된 패키지들의 어떠한 것도 유사하게 캡슐화될 수 있다. 캡슐화는 적어도 다음의 이점이 있다. (i) 보호의 역할을 하는 물리적 배리어(barrier); 및 (ii) 인광체들을 트랩하는 능력이다. 이로써 방출되는 광의 파장(예를 들어, 색깔)의 조절이 가능하게 한다. 캡슐화에 하나 또는 그 이상의 층들이 사용될 수 있다.

당업자에게 알려진 어떠한 적절한 캡슐화의 방법이 사용될 수 있다. 캡슐화제(encapsulant)로 유용한 물질들은, 이에 한정되는 것은 아니며, epoxy, silicone, rigid silicone, urethane, oxethane, acryl, poly-carbonate, polyimide, 이들의 혼합물, 및 이들의 조합을 포함한다. (i) 광 방출을 최대화하기 위하여 충분히 투명하고, (ii) 큐어(cure)되지 않은 상태에서 유동성인 캡슐화제를 사용하는 것이 바람직하다.

유사하게, 당업자에게 알려진 어떠한 적절한 인광체가 사용될 수 있다. 유용 한 인광체의 적절한 예들은, Shimizu et al.의 U.S. Patent No. 5,998,925(등록일: 1999.12.07, 발명의 명칭: "Light Emitting Device Having a Nitride Compound Semiconductor and a Phosphor Containing a Garnet Fluorescent Material"), Tamaki et al.의 U.S. Patent No. 7,297,293(등록일: 2007.11.20 , 발명의 명칭:"Nitride Phosphor and Production Process Thereof, and Light Emitting Device"), Murazaki et al.의 U.S. Patent No. 7,247,257 (등록일: 2007.07.24, 발명의 명칭:"Light Emitting Device"), Izuno et al.의 U.S. Patent No. 7,301,175(등록일: 2007.11.27, 발명의 명칭:"Light Emitting Apparatus and Method of Manufacturing the Same"), Hohn et al.의 U.S. Patent No. 6,066,861(등록일: 2000.05.23, 발명의 명칭: "Wavelength-Converting Casting Composition and Its Use"), Reeh et al.의 U.S. Patent No. 6,812,500(등록일: 2004.11.02, 발명의 명칭: "Light-Radiating Semiconductor Component with a Luminescence Conversion Element"), Mueller et al. 의 U.S. Patent No. 6,417,019(등록일: 2002.07.09, 발명의 명칭: "Phosphor Converting Light Emitting Diode"), Kozawa et al.의 U.S. Patent No. 6,891,203(등록일: 2005.05.10, 발명의 명칭: "Light Emitting Device"), Ota et al.의 U.S. Patent No. 7,157,746(등록일: 2007.01.02, 발명의 명칭: "Light Emitting Device Having a Divalent-Europium-Activated Alkaline Earth Metal Orthosilicate Phosphor"), 및 Tasch et al. 의 U.S. Patent No. 6,809,347(발명의 명칭: "Light Source Comprising Light-Emitting Element")에서 찾을 수 있다. 상기 문헌 전체는 본 명 세서에서 참조된다. 앞서 언급한 바와 같이, 인광체들은 발광 장치 의해 생성되는 빛의 적어도 일부를 또 다른 파장의 광으로 변환할 수 있다. 이로써, 방출되는 광의 색깔을 바꾸는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, 청색광을 방출하는 발광 구조체를 이용하고, 노란색 형광 물질을 포함하는 인광체를 사용하는 것에 의해 백색광이 얻어질 수 있다. 유사하게, 연색지수(color rendering index)를 높이기 위하여 적색 인광체가 사용될 수 있다.

도 23A는 발광 패키지(10), 제1 캡슐화제(342) 내에 캡슐화된 다수개의 인광체 미립자들(344)을 포함하는 인광체 영역(340), 및 인광체 영역(340)을 캡슐화하는 제2 캡슐화제(350)를 포함하는 캡슐화된 발광 패키지(16)를 도시한다. 제1 및 제2 캡슐화제(342,350)은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다. 제2 캡슐화제(350)은 인광체 영역(340)이, 예를 들어, 수분에 의해 야기되는 손상 등에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 23B는 발광 패키지(10), 인광체층(344), 및 캡슐화제(350)를 포함하는 캡슐화된 발광 패키지(17)을 도시한다. 박막의 인광체층(344)은 인광체 코팅된 패키지를 캡슐화하기 전에 캡슐화되지 않은 패키지(10) 상에 스프레이(spray)될 수 있다.

도 23C는 발광 패키지(10), 인광체층(344), 캡슐화제(342), 및 수직으로 연장된 측벽들(301)을 갖는 변형된 회로 기판(300)을 포함하는 캡슐화된 발광 패키지(18)을 도시한다. 회로 기판(300)의 측벽들(301)은 직선이나, 광 반사 및 방출을 증가시키기 위하여 측벽들(301)은 경사질 수 있다. 본 실시예에서 측벽들(301)은 반사성인 것이 바람직하다. 도시된 바와 같이, 본 실시예는, 특히 발광 패키지(18)가 밀폐된 발광 시스템 내에서 이용될 때, 캡슐화제 없이 이용될 수 있다. 이와 달리, 앞서 설명한 바와 같이, 캡슐화제(도시되지 않음) 및/또는 인광체(도시되지 않음)가 회로 기판(300) 및 측벽들(301)에 의해 생성된 동봉물(enclosure)에 추가될 수 있다.

도 23D은 제1 캡슐화제(342)에 의해 캡슐화된 발광 패키지(10), 제1 캡슐화제(342)를 덮는 인광체층(344), 및 인광체층(344)에 의해 덮인 제1 캡슐화제(342)를 캡슐화하는 제2 캡슐화제(350)를 포함하는 캡슐화된 발광 패키지(19)를 도시한다. 제1 및 제2 캡슐화제(342,350)는 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다. 제2 캡슐화제(350)는 인광체층(344)이, 예를 들어, 수분 등에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 24- 26는 발광 장치들(1)의 어레이를 제공하는 다양한 패키지 배열들을 제공한다. 도 24는 발광 장치들(1)의 서브 그룹들이 시리즈로 배열된 발광 장치들(1)의 어레이를 도시한다. 각 서브 그룹에서 발광 장치들(1)은 회로 기판(300) 상의 공통 제1 도전성 영역(310)에 본딩된다. 각 서브 그룹의 각 발광 장치(1)의 제2 전극(150)은 회로 기판(300) 상의 공통 제2 도전성 영역(320)에 전기적으로 연결된다. 도 25는 시리즈로 배열된 발광 장치들(1)의 각 서브 그룹이 공통 인광체 영역(340) 및/또는 공통 제2 캡슐화제(350)에 의해 캡슐화된 발광 장치들(1)의 어레이를 도시한다. 도 26은 각 발광 장치가 인광체 영역(340) 및/또는 제2 캡슐화제(350)에 의해 개별적으로 캡슐화된 발광 장치들(1)의 어레이를 도시한다.

도 27-31은 본 발명의 발광 패키지 및 발광 장치를 포함하는 발광 시스템을 도시한다. 도 27은 (i) 반사성 측벽들(301)을 갖는 회로 기판(300) 상에 마운트된 적어도 하나의 발광 장치(1)를 포함하는 발광 패키지(18), (ii) 패턴들(412a)을 가지며, 일정 방향으로 광의 반사를 조절하기 위하여 경사진 반사 시트(412), (iii) 도광 시트(410), (iv) 확산 시트(414), (v) 적어도 하나의 프리즘 시트(416), 및 (vi)디스플레이 패널(450)을 포함하는 LCD 패널을 도시한다. 발광 장치(1)을 이용할 때, 방출되는 광의 방향 조절을 제공하는 반사성 측벽들(301)은 필수적인 것은 아니다.

도 28은 (i) 본 명세서에서 설명된 바와 같은 발광 패키지를 포함하는 광원(410), (ii) 콘덴싱 렌즈(condensing lens)(420), (iii) 컬러 필터(430), (iv) 샤핑 렌즈(sharpening lens)(440), (v) 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micromirror Device)(450), 및 (vi)프로젝션 렌즈(480)를 포함하는 프로젝션 시스템을 도시한다. 형성되는 이미지는 스크린(490) 상에 프로젝트된다.

유사하게, 도 29-31은 발광 패키지(10)을 갖는 자동차의 헤드라이트, 적어도 하나의 발광 패키지(10)을 갖는 가로등, 및 적어도 하나의 발광 패키지(10)을 갖는 투광기(flood light)를 각각 도시한다.

도 1a - 1h는 발광 장치를 제조하기 위한 방법의 일 실시예를 도시한다.

도 2a 는 다수개의 제1 기판들을 제조하는 하나의 방법을 도시한다.

도 2b는 LED의 p-n정션을 형성함에 있어 유용한 다양한 물질들의 일정 특성들을 도시한다.

도 3 및 4는 도 1a-1h에 도시된 방법으로부터 얻어질 수 있는 발광 장치의 두 가지 실시예를 도시한다.

도 5는 도 3 및 4에 도시된 실시예들의 단면을 도시한다

도 6a - 6c는 발광 장치를 제조하기 위한 방법의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 7, 9, 및 10은 도 6a-6c에 도시된 방법들로부터 얻어질 수 있는 발광 장치의 세 가지 실시예들을 도시한다.

도 8은 도 7에 도시된 실시예의 단면을 도시한다.

도 11a-1d 발광 장치를 제조하기 위한 방법의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 11e는 도 11a-11d 도시된 방법의 변형물을 도시한다.

도 12 및 14는 도 11a-11d 도시된 방법으로 얻어질 수 있는 발광 장치의 두 가지 실시예들을 도시한다.

도 13은 도 11e에 도시된 방법으로부터 얻어질 수 있는 발광 장치의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 15는 제너 다이오드를 갖는 발광 장치를 도시하는 회로 다이아그 램(diagram)이다.

도 16a 및 16b는 제너 다이오드를 갖는 발광 장치의 두 가지 실시예들을 도시한다.

도 17은 발광 패키지의 실시예를 도시한다.

도 18은 도 17에 도시된 실시예의 단면을 도시한다.

도 19 및 20은 제너 다이오드를 갖는 발광 패키지의 두 가지 실시예들을 도시한다.

도 21a 및 21b는 제너 다이오드를 갖는 발광 패키지의 두 가지 추가적인 실시예들을 도시한다.

도 22는 발광 패키지의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 23a - 23d는 발광 패키지의 추가적인 실시예들을 도시한다.

도 24 - 26은 발광 패키지의 어레이의 다양한 실시예들을 도시한다.

도 27- 31은 하나 또는 다수의 발광 패키지 또는 발광 패키지의 어레이를 갖는 시스템의 다양한 실시예들을 도시한다

Claims (24)

1. 제 1 기판 상에 제1 클래딩층, 상기 제1 클래딩층 상에 활성층, 상기 활성층 상에 제2 클래딩층, 및 상기 제1 클래딩층, 상기 활성층 및 상기 제2 클래딩층의 노출된 측면으로 이루어진 적어도 하나의 경사진 측면을 포함하는 적어도 하나의 발광 구조체를 상기 제1 기판 상에 형성하는 단계;

   상기 제2 클래딩층의 일부를 노출시키는 리세스를 포함하는 패턴된 절연층을 상기 발광 구조체 상에 형성하는 단계;

   상기 리세스 내 및 상기 절연층의 적어도 일정 영역 상에 제1 전극층을 형성하는 단계;

   상기 제1 전극층의 적어도 일정 영역을 제2 도전성 기판에 부착하는 단계;

   상기 제1 클래딩층의 적어도 하나의 표면을 노출시키기 위하여 상기 제1 기판을 제거하는 단계; 및

   상기 발광 구조체의 상기 제1 클래딩층의 노출된 표면 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   적어도 하나의 발광 구조체를 포함하는 적어도 하나의 발광 장치를 형성하기 위하여 상기 제2 도전성 기판 및 상기 발광 구조체 주위의 영역들을 분리시키는 단계를 더욱 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 절연층을 형성하는 단계는 상기 발광 구조체의 상기 적어도 하나의 경사진 측면 및 상기 제2 클래딩층 상에 절연층을 형성하는 것을 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 절연층을 형성하는 단계는 적어도 상기 발광 구조체의 상기 활성층 및 상기 제1 클래딩층의 상기 노출된 측면 상에 절연층을 형성하는 것을 포함하며,

   상기 제1 전극층을 형성하는 단계는 적어도 상기 제2 클래딩층 상에 제1 전극층을 형성하는 것을 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 리세스 내에 오믹층을 형성하는 단계를 더욱 포함하며,

   상기 제1 전극층은 상기 오믹층 및 상기 절연층의 적어도 일정 영역 상에 형성되는 발광 장치의 제조 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 발광 구조체는, 적어도 상기 제1 클래딩층의 연속하는 부분을 제공하면서 적어도 제2 클래딩층 및 상기 활성층은 분리시키는 적어도 하나의 홈을 더욱 포 함하도록 형성하고, 상기 홈의 한 부분은 상기 발광 구조체의 메이저 부분을 정의하며, 상기 홈의 다른 부분은 상기 발광 구조체의 마이너 부분을 정의하며,

   상기 제2 전극을 형성하는 단계는 상기 마이너 부분의 상기 제1 클래딩층의 상기 노출된 표면 상에 제2 전극을 형성하는 것을 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 클래딩층의 일부로부터 볼록한 구조체를 형성하는 것을 더욱 포함하며, 상기 제2 전극은 상기 볼록한 구조체 상에 형성되는 발광 장치의 제조 방법.
8. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,

   상기 제2 도전성 기판은 상기 도전성 기판의 도핑된 영역을 포함하는 제너 다이오드를 포함하며, 상기 도핑된 영역은 상기 제2 도전성 기판의 도전형과 반대되는 도전형을 가지며, 상기 도핑된 영역만이 상기 제1 전극과 전기적 통전 상태에 있는 발광 장치의 제조 방법.
9. 제 1 기판 상에 적어도 하나의 발광 구조체를 형성하되, 상기 제1 기판 상에 제1 클래딩층, 상기 제1 클래딩층 상에 활성층, 상기 활성층 상에 제2 클래딩층, 상기 층들의 노출된 측면으로 이루어진 적어도 하나의 측면, 및 적어도 상기 제1 클래딩층의 연속하는 부분을 제공하면서 적어도 상기 제2 클래딩층 및 상기 활성층 을 분리시키는 적어도 하나의 홈을 포함하며, 상기 홈의 한 부분은 상기 발광 구조체의 메이저 부분을 정의하고 상기 홈의 다른 부분은 상기 발광 구조체의 마이너 부분을 정의하는 발광 구조체를 형성하는 단계;

   상기 발광 구조체 상에 상기 제2 클래딩층의 일부를 노출시키는 리세스를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;

   상기 리세스 내 및 상기 절연층의 적어도 일정 영역 상에, 상기 마이너 부분과 전기적으로 절연시키기 위하여 상기 홈 영역 내에서 단절되는 패턴된 제1 전극층을 형성하는 단계;

   상기 제1 전극층으로부터 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 상기 제1 클래딩층까지 연장하는 절연된 쓰루 비아 콘택을 형성하는 단계;

   상기 리세스에 대응하는 상기 제1 전극층의 표면에 부착을 위한 제1 부분 및 상기 쓰루 비아 콘택과 전기 전달을 위한 제2 부분을 갖는 패턴된 도전성 중간층을 포함하는 제2 도전성 기판에 상기 제1 전극층의 표면의 적어도 일정 영역을 부착하는 단계;

   상기 제1 클래딩층의 적어도 하나의 표면을 노출시키기 위하여 상기 제1 기판을 제거하는 단계; 및

   적어도 하나의 발광 구조체를 포함하는 적어도 하나의 발광 장치를 형성하기 위하여 상기 제2 도전성 기판 및 상기 발광 구조체 주위의 영역들을 분리시키는 단계를 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제2 도전성 기판은 제1 도핑된 영역 및 상기 제2 도전성 기판을 통하여 연장하는 제2 도핑된 영역을 갖는 제너 다이오드를 포함하며,

    상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제1 부분은 상기 도전성 기판의 상기 제1 도핑된 영역 범위 내에서 상기 제1 도핑된 영역 상에 배치되고, 상기 리세스에 대응하는 상기 제1 전극층의 표면의 적어도 일정 영역에 부착되며,

    상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제2 부분은 상기 도전성 기판의 상기 제2 도핑된 영역 범위 내에서 상기 제2 도핑된 영역 상에 배치되고, 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 상기 쓰루 비아 콘택과 접하는 발광 장치의 제조 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 제2 도전성 기판은 제1 도핑된 영역을 갖는 제너 다이오드 및 상기 제2 도전성 기판을 통하여 연장하는 절연된 쓰루 비아 콘택을 포함하며,

    상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제1 부분은 상기 도전성 기판의 상기 제1 도핑된 영역 범위 내에서 상기 제1 도핑된 영역 상에 배치되고, 상기 리세스에 대응하는 상기 제1 전극층의 표면의 적어도 일정 영역에 부착되며,

    상기 패턴된 도전성 중간층의 상기 제2 부분은 상기 도전성 기판의 상기 쓰루 비아 콘택 상에 배치되고, 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 상기 쓰루 비아 콘택과 접하는 발광 장치의 제조 방법.
12. 제 1항의 방법으로 제조된 발광 장치.
13. 광을 방출하는 제1 표면, 제2 표면, 상기 제2 표면에 대하여 일정 각으로 경사진 적어도 하나의 측면, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 활성층, 발광 구조체의 상기 제1 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제1 표면 상에 있는 제1 클래딩층, 및 상기 발광 구조체의 상기 제2 표면을 제공하며 상기 활성층의 상기 제2 표면 상에 있는 제2 클래딩층을 포함하는 발광 구조체;

    상기 발광 구조체의 상기 적어도 하나의 측면 및 상기 제2 표면의 적어도 일정 영역 상에 있으며, 상기 제2 클래딩층의 적어도 일부를 노출시키는 리세스를 포함하는 절연층;

    상기 리세스 내 및 상기 절연층의 적어도 절반 이상의 영역 상에 있으며 상기 발광 구조체와 연결된 제1 전극 및 상기 발광 구조체와 연결된 제2 전극; 및

    상기 제1 전극의 표면의 적어도 일정 영역에 부착된 도전성 기판을 포함하는 발광 장치.
14. 제 13항에 있어서,

    적어도 상기 활성층을 둘러싸기 위하여 상기 절연층은 상기 발광 구조체의 상기 측면까지 연장되는 발광 장치.
15. 제 13항에 있어서,

    상기 절연층은 상기 발광 구조체의 상기 측면 전체까지 연장되는 발광 장치.
16. 제 13항에 있어서,

    상기 절연층은 적어도 상기 활성층 및 상기 제1 클래딩층에 대응하는 상기 측면 상에 있으며, 상기 제1 전극층은 적어도 상기 제2 클래딩층 상에 있는 발광 장치.
17. 제 13항에 있어서,

    상기 제1 전극층은 상기 제2 클래딩층 및 상기 절연층의 적어도 일정 영역 상에 있는 발광 장치.
18. 제 13항에 있어서,

    상기 발광 구조체의 메이저 부분 및 상기 발광 구조체의 마이너 부분을 제공하기 위하여 상기 발광 구조체의 상기 제2 표면을 따라서 위치하는 홈을 더욱 포함하며, 상기 홈은 적어도 상기 제1 클래딩층의 연속하는 부분을 제공하면서 적어도 상기 제2 클래딩층 및 상기 활성층을 분리시키며,

    상기 제2 전극은 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 제2 표면 상에 있는 발광 장치.
19. 제 13항에 있어서,

    상기 제1 클래딩층은 볼록한 형상의 렌즈 부분을 포함하는 발광 장치.
20. 제 18항에 있어서,

    상기 발광 구조체의 상기 메이저 부분의 상기 제1 클래딩층의 일부는 볼록한 형상을 가지며, 상기 제2 전극은 상기 발광 구조체의 상기 마이너 부분의 상기 제2 표면 상에 배치된 발광 장치.
21. 제 13항 또는 제18항에 있어서,

    상기 도전성 기판은 상기 도전성 기판의 도핑된 영역을 포함하는 제너 다이오드를 포함하며, 상기 도핑된 영역만이 상기 제1 전극과 전기적 통전 상태에 있는 발광 장치.
22. 제 21항에 있어서,

    상기 제2 도전성 기판은 상기 도전성 기판의 상기 도핑된 영역 범위 내에서 상기 도핑된 영역 상에 배치된 패턴된 도전성 중간층을 더욱 포함하며, 상기 제1 전극층의 상기 표면의 적어도 일정 영역은 상기 도전성 중간층과 연결되는 발광 장치.
23. 광을 방출하는 제1 표면, 적어도 하나의 측면 및 제2 표면을 포함하는 발광 구조체;

    상기 제2 표면의 일부를 노출시키는 리세스를 포함하며, 상기 발광 구조체의 상기 제2 표면 및 상기 적어도 하나의 측면의 적어도 일정 영역 상에 있는 패턴된 중간층;

    상기 발광 구조체를 지지하는 기판;

    파워 소스와의 연결을 위한 제1 전기 전선관;

    상기 파워 소스와의 연결을 위한 제2 전기 전선관;

    상기 발광 구조체의 상기 제1 표면과 상기 제1 전기 전선관을 전기적으로 연결하기 위한 수단; 및

    상기 발광 구조체의 상기 제2 표면과 상기 제1 전기 전선관을 전기적으로 연결하며, 상기 발광 구조체의 상기 적어도 하나의 측면 상에 부딪치는 광을 반사시키기 위한 수단을 포함하는 수직형 발광 장치.
24. 제 23항에 있어서,

    광을 반사시키기 위한 상기 수단은 상기 발광 구조체로부터 열을 또한 전도하는 것인 수직형 발광 장치.

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