KR20100016631A - 광전 소자，및 복수 개의 광전 소자들의 제조 방법 - Google Patents

광전 소자，및 복수 개의 광전 소자들의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복사 생성에 적합한 활성 영역(40)을 구비한 반도체 몸체(2) 및 상기 반도체 몸체상에 배치된 2개의 전기 접촉부들(7, 8)을 포함한 광전 소자(1)에 관한 것으로, 상기 접촉부들은 상기 활성 영역과 전기 전도적으로 연결되며, 상기 접촉부들은 반도체 몸체와 반대 방향에 있는 각각 하나의 연결면(70, 80)을 포함하며, 상기 연결면들은 상기 소자의 연결측에 배치되고, 상기 연결측과 다른 소자의 측은 거울 코팅된다. 또한 본 발명은 상기와 같은 소자들을 복수 개로 제조하는 방법에 관한 것이기도 하다.
Figure P1020097023960
활성 영역, 반도체 몸체, 연결면, 지지체, 광전 소자

Description

광전 소자，및 복수 개의 광전 소자들의 제조 방법{OPTOELECTRONIC COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING A PLURALITY OF OPTOELECTRONIC COMPONENTS}
본 발명은 광전 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복사 생성에 적합한 광전 소자에 관한 것이다. 또한, 이러한 광전 소자들을 복수 개로 제조하기 위한 방법에 관한 것이기도 하다.
본 발명의 과제는 복사 발산도(radiant emittance)가 높으며 간단히 제조할 수 있는 광전 소자를 제공하는 것이다. 또한, 상기와 같은 소자들의 비용 경제적 제조 방법을 제공하는 것이기도 하다.
복사 발산도는 소자의 동작 시, 상기 소자의 아웃 커플링면에 대하여 상기 아웃 커플링면을 통과하여 상기 소자로부터 방출되는 복사속을 W/㎡ 단위로 나타낸 것이다.
상기 소자는 독립 청구항들에 따른 소자 및 제조 방법을 통해 해결된다. 유리한 형성예들 및 발전예들은 종속 청구항들의 주제이다.
본 발명에 따른 광전 소자는 복사 생성에 적합한 활성 영역을 가진 반도체 몸체 및 상기 반도체 몸체상에 배치된 적어도 2개의 전기 접촉부들을 포함한다. 이 때, 상기 접촉부들은 활성 영역과 전기 전도적으로 연결되며, 상기 반도체 몸체를 뒤로 하여 배치된 연결면을 각각 포함한다. 연결면들은 소자의 연결측, 특히 공통의 연결측에 배치되며, 소자에서 상기 연결측과 다른 측은 거울 코팅된다.
바람직하게는, 반도체 몸체는 활성 영역을 가진 반도체 층 시퀀스를 포함한다. 반도체 층 시퀀스는 반도체 몸체를 형성하고, 특히 에피택시얼 성장되어 있을 수 있다.
적합하게는, 소자의 거울 코팅된 측은 활성 영역에서 생성될 복사를 반사하도록 형성된다. 소자의 거울 코팅된 측에 입사된 복사는, 상기 거울 코팅에 의해 상기 소자로 재귀반사된다. 거울 코팅을 이용하면, 상기 거울 코팅이 없는 경우에 소자로부터 상기 측에 입사되었을 복사가 소자의 하나 이상의 아웃 커플링면으로 편향될 수 있다. 따라서, 상기 거울 코팅된 측에서 소자로부터의 복사 방출은 감소하거나, 완전히 방지된다. 그러므로, 아웃 커플링면(들)을 경유하여 아웃 커플링된 복사속 및 그에 상응하여 상기 아웃 커플링면측에서의 복사 발산도가 증가한다.
활성 영역에서 생성될 복사에 대한 상기 거울 코팅부의 반사도는 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95%이상이며, 예를 들면 96% 이상이다.
적합하게는, 거울 코팅 역할을 하기 위해 거울 코팅되는 소자의 측에는 거울층이 구비된다. 바람직하게는, 거울층은 예를 들면 PVD(physical vapor deposition) 또는 CVD(chemical vapor deposition) 방법을 이용하여 소자상에 증착되며, 상기 방법은 가령 스퍼터링, 증발 또는 반응 스퍼터링이 있다.
또한, 소자는 외측에서 거울 코팅되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 예를 들면, 활성 영역의 래터럴 주 연장 방향에서 상기 소자를 한정하는 상기 소자의 측면이 거울 코팅된다.
바람직한 형성예에서, 거울층은 적어도 하나의 금속을 함유하는 것이 바람직한 거울 금속화물(metallization) 또는 거울 합금을 포함한다. 거울층은, 특히, 전기 전도성으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 거울층은 Ag, Al, 또는 Au를 함유한다. 거울층은, 특히, 예를 들면 상기 금속들 중 하나를 함유한 거울 금속화물 또는 상기 금속들 중 적어도 하나와의 합금층으로 형성될 수 있다. 금속 또는 합금은 넓은 스펙트럼 영역에 대해 높은 반사도를 가지며, 종종 열 복사 스펙트럼 영역에서도 그러하다.
-가령 전기 전도성 거울 금속화물 또는 전기 전도성 거울 합금-과 같은 전기 전도성 거울층에 대해 대안적 또는 보완적으로, 거울 코팅부, 특히 거울층은 콜드 거울(cold mirror)을 포함할 수 있다. 적합하게는, 콜드 거울은, 활성 영역에서 생성된 복사를 반사하고, 상기 복사 생성 시 소자에서 발생하는 손실열은 투과시키도록 실시된다. 이를 통해, 소자의 내부 온도가 높은 이유로 열에 의해 소자가 손상될 위험은 낮아진다.
바람직한 형성예에서, 거울 코팅부 및 특히 거울층은 유전체 거울층을 포함한다. 유전체 거울층이 있는 경우, 단락을 방지하기 위해 소자의 전기 전도성 부재들로부터 상기 거울층을 절연하기 위한 고가의 절연 처리가 생략될 수 있다. 유전체 거울층은 서로 다른 굴절률을 가진 유전체층들로 이루어진 다층 구조로 형성될 수 있다. 특히, 콜드 거울은 유전체 다층 구조로 실시될 수 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 거울 코팅부 및 특히 거울층은 유전체 거울층 및 전기 전도 거울층을 포함한다. 예를 들면 콜드 거울과 같은 유전체 거울층은, 예를 들면 상기에 기술된 방식의 거울 금속화물 또는 거울 합금과 같은 전기 전도 거울층과 함께 조합되어 사용될 수 있다. 이 경우, 전기 전도 거울층은, 유전체 거울층에서 소자와 반대 방향에 위치한 측에 배치되는 것이 적합하다. 활성 영역에서 생성된 복사는 우선 유전체 거울에 입사되고, 이 곳에서 이미 부분적으로 반사될 수 있다. 유전체 거울층을 통과하는 복사 비율은 상기 전기 전도 거울층에서 반사될 수 있다. 유전체 거울층뿐만 아니라 전기 전도 거울층도 거울 코팅부의 전체 반사도에 기여한다. 그러므로, 경우에 따라서, 거울 금속화물 또는 거울 합금을 위해, 비교적 낮은 반사도, 예를 들면 80% 이하, 바람직하게는 70% 이하의 반사도를 가진 물질들이 사용될 수 있다. 유전체 거울층을 구비하면, 상기 유전체 거울층 및 전기 전도 거울층을 포함한 거울 코팅부의 전체 반사도가 증가할 수 있다.
바람직하게는, 소자는 발광 다이오드로 형성되고, 더욱 바람직하게는 비간섭성 복사의 생성 및 특히 아웃 커플링을 위해 형성된다. 또한, 소자는 가시 복사의 생성을 위해 형성되는 것이 바람직하다.
접촉부들의 연결면들에 의해, 소자는 연결측으로부터 외부에서 전기적으로 접촉될 수 있다. 그러므로, 소자의 다른 측에 전기 접촉부들을 구비할 필요가 없을 수 있다. 예를 들면 접촉 금속화물 또는 합금계 접촉부와 같이 광전 소자를 위한 전기 접촉부들은, 대부분, 활성 영역에서 생성된 복사를 상당히 흡수한다. 상기에서 두 개의 연결면들이 소자의 동일한 측에 배치되므로, 기본적으로, 접촉부가 구비되지 않는 소자의 다른 임의적 측에 의해 복사가 아웃 커플링될 수 있다. 그러므로, 아웃 커플링측에서 접촉부에 의한 흡수는 방지된다. 연결측을 제외하고, 아직 거울 코팅되지 않은 상태의 소자의 나머지 외측들에는, 아웃 커플링을 방해하는 흡수 구조들, 가령 흡수 금속들이 구비되지 않을 수 있다. 반사 역할을 하는 추가적 거울 코팅부에 의해, 아웃 커플링측에서 복사 발산도가 향상될 수 있다.
아웃 커플링면은 거울 코팅되지 않는 것이 적합하다.
또한, 광전 소자의 공통의 연결측에 2개의 접촉부들이 구비됨으로써 상기와 같은 소자를 비용 경제적으로 일괄 제조하기가 쉽다.
바람직한 형성예에서, 소자의 연결측은 소자의 실장측이다. 이 때, 소자의 실장측은 소자가 외부 커넥터 캐리어상에 실장될 때 상기 소자에서 커넥터 캐리어를 향해있는 측으로 볼 수 있다. 이 때 상기 외부 커넥터 캐리어는 면 형상의 커넥터 캐리어인 것이 바람직하며, 예를 들면 도체판이 있다. 소자의 접촉부들은 커넥터 캐리어의 연결 리드들과 전기 전도적으로 연결될 수 있어서, 소자의 동작을 위해 활성 영역에는 외부 전력이 공급될 수 있다. 도전 결합은 전기 전도 결합층에 의해 형성될 수 있다. 소자의 접촉을 위한 것으로, 원호형 와이어에 의해 공간 수요가 큰 본딩 와이어는 생략될 수 있다.
바람직하게는, 소자의 접촉부들의 연결면들은 전기 전도 층 결합법을 이용하여 커넥터 캐리어의 연결 리드들과 전기 전도적으로 연결되도록 형성된다. 예를 들면, 연결면들은 각각 땜납을 이용하여 형성된다.
소자는 표면 실장형 소자(surface mountable device, SMD)로서 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 복수 개의 광전 소자들의 제조 방법에서, 우선 지지층 및 상기 지지층상에 나란히 배치되는 것이 바람직한 복수 개의 반도체 몸체들을 포함한 결합체가 준비된다. 상기 반도체 몸체들은 각각 복사 생성에 적합한 활성 영역을 가진다.
이후, 결합체에 거울층이 도포된다. 특히, 거울층은 상기 결합체상에 증착될 수 있다. 이를 위해, 예를 들면 상기 언급한 PVD 또는 CVD 방법이 적합하다.
바람직하게는, 반도체 몸체들은 이산된 반도체 몸체들로, 즉 공통의 지지층상에서 서로 이격되어 배치된 반도체 몸체들로 실시된다.
거울층이 도포된 이후, 결합체는 복수 개의 광전 소자들로 개별화되며, 이 때 상기 소자는 각각 하나의 아웃 커플링면, 및 상기 소자를 한정하는 측면을 포함하고, 상기 측면은 아웃 커플링과 다른 면으로서, 거울층이 구비되어 거울 코팅된 면을 말한다.
바람직하게는, 거울 코팅된 측면은 소자를 래터럴 방향, 특히 활성 영역의 주 연장 방향에서 한정한다. 측면은 소자의 연결측으로부터 멀어지는 방향으로, 바람직하게는 상기 소자에서 상기 연결측과 반대 방향에 위치한 측에 이르기까지 연장될 수 있다.
개별화 단계에서, 결합체상에 도포된 거울층 및/또는 지지층은 분리되는 것이 바람직하다. 결합체로부터 개별화되는 소자들은 상기 결합체상에 도포된 거울층의 일 부분을 각각 포함할 수 있다.
거울 코팅된 측면을 포함한 소자들도 일괄적으로 제조될 수 있는데, 따라서 동일한 종류의 복수 개의 소자들이 비용 경제적으로 제조되기가 쉽다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 제조 방법은 본 발명에 따른 광전 소자들을 제조하기 위해 사용되므로, 상기에, 그리고 이하에서 소자에 대해 기술한 특징은 상기 제조 방법에도 인용될 수 있고, 그 반대의 경우도 가능하다.
바람직하게는, 결합체의 반도체 몸체들은 동일한 방식으로 형성되며, 특히 동일한 순서로 동일하게 구성된 반도체층들을 포함하여 형성된다.
소자의 아웃 커플링면은 개별화된 아웃 커플링면, 즉 상기 개별화 단계에서 형성된 아웃 커플링면일 수 있다. 이 경우 바람직하게는, 아웃 커플링면은 소자를 래터럴 방향으로 한정한다.
바람직한 형성예에서, 제조될 소자의 반도체 몸체들을 전기적으로 접촉하기 위한 전기 접촉부들은 거울층이 도포되기 전에 구비된다. 이 때, 바람직하게는, 결합체의 일 반도체 몸체에는 각각 2개의 접촉부들이 부속하며, 상기 접촉부들은 반도체 몸체의 일 측 -특히 반도체 몸체의 동일한 측, 바람직하게는 차후의 소자에서 연결측-에 배치된다. 바람직하게는, 접촉부들은 (각 접촉부에 부속한) 반도체 몸체의 활성 영역과 전기 전도적으로 연결된다. 또한, 접촉부들은 적어도 부분적으로 반도체 몸체의 동일한 면에, 특히 활성 영역에서 지지층과 반대 방향에 있는 측에 배치되는 것이 적합하다.
상기와 같이 반도체 몸체의 일 측에 접촉부들을 배치함으로써, 복수 개의 소자들이 일괄적으로 제조되는 것이 간단해진다.
다른 바람직한 형성예에서, 소자는 반도체 몸체가 배치되어 있는 지지체를 포함한다. 에피택시얼 성장된 반도체 몸체는 지지체에 의해 기계적으로 안정될 수 있다. 그러므로, 반도체 몸체가 손상될 위험이 줄어든다. 결합체가 개별화될 때, 지지체는 상기 개별화 단계에서 분리된 지지층으로부터 형성될 수 있다.
지지층은 반도체층 구조체가 성장되어 있던 성장 기판으로부터 형성될 수 있다. 이 때, 상기 반도체층 구조체로부터 결합체의 반도체 몸체가 형성된다.
그러나, 지지체는 성장 기판과 다를 수 있다. 성장 기판상에서 반도체 몸체를 위한 반도체층들이 성장한 후, 상기 성장 기판은 제거될 수 있다. 상기 제거 단계 시, 반도체 물질을 기계적으로 안정화하기 위해서, 상기 성장 기판이 제거되기 전에, 지지체, 또는 지지체를 개별화시키는 해당 지지층이 구비된다. 소자는 반도체 몸체의 반도체층들을 위한 성장 기판을 포함하지 않을 수 있다.
또는, 반도체 몸체를 안정화하는 지지체가 생략될 수 있다. 소자는, 특히, 에피택시얼 성장된 반도체 몸체의 반도체층들, 접촉부들, 및 경우에 따라서 상기 반도체 몸체상에 도포되며 바람직하게는 자체 지지력을 갖지 않는 다른 층들로 구성될 수 있다. 접촉부들 및/또는 반도체 몸체상에 도포된 다른 층들은 증착법을 이용하여 반도체 몸체상에 도포될 수 있다. 증착 단계 시, 층 두께는 증착 시간에 따라 증가한다.
소자는, 지지체를 포함하지 않은 소자로 실시될 수 있다. 반도체 몸체의 기계적 안정을 위해 별도로 구비되며, 특히 자체 지지력을 갖는 지지체는 생략될 수 있다. 지지체가 없는 소자의 경우, 예를 들면 성장 기판은 제거되어 있을 수 있다.
지지체가 생략되므로, 소자의 크기가 매우 작아질 수 있다. 지지체를 포함한 소자에 비해, 상기와 같은 소자는 예를 들면 실장과 같은 취급 단계에서 소자의 손상을 방지하기 위해 매우 세심하게 유의해야 한다.
바람직한 형성예에서, 접촉부들의 연결면들은 반도체 몸체의 공통 표면, 바람직하게는 평편한 표면에 배치된다. 연결면들은, 특히, 상기 표면에 걸쳐 연장될 수 있다. 바람직하게는, 상기 표면은 활성 영역과 접촉부들의 연결면들 사이에 배치된다. 접촉부들 중 하나는 반도체 몸체의 상기 표면측에서, 바람직하게는 직접적으로, 상기 반도체 몸체와 전기 전도적으로 연결되는 것이 적합하다. 이 경우, 다른 접촉부는 상기 표면과 반대 방향에 있는 활성 영역의 측에서 반도체 몸체와 전기 전도적으로 연결되는 것이 적합하다.
또한, 바람직하게는, 연결면들은 반도체 몸체상에서 지지체와 반대 방향에 있는 활성 영역의 측에 배치된다.
또한 바람직하게는, 접촉부들은 반도체 몸체상에 도포되며, 더욱 바람직하게는 증착된다. 예를 들면, 접촉부들은 PVD 또는 CVD 방법 -가령 증발 또는 상기 언급된 방법 중 이와 다른 것- 을 통해 반도체 몸체상에 도포될 수 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 접촉부들은 연결측에서 전기적으로 서로 절연된다. 이를 위해, 연결측의 접촉부들은 절연층에 의해 전기적으로 서로 분리될 수 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 접촉부들 중 일 접촉부는 다른 접촉부의 연결면과 반도체 몸체 사이에서 국부적으로 연장된다. 반도체 몸체의 일 측에 두 개의 연결면들이 배치됨에도 불구하고, 일 접촉부가 다른 접촉부의 연결면의 하부까지 신장됨으로써, 전하 캐리어들이 반도체 몸체의 래터럴 연장 방향에 걸쳐 분포하며 상기 반도체 몸체에 주입될 수 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 접촉부들 중 일 접촉부는 연결측에서 반도체 몸체와 전기 전도적으로 연결되며, 다른 접촉부는 소자의 연결측과 반대 방향에 있는 활성 영역의 측에서 상기 반도체 몸체와 전기 전도적으로 연결된다. 후자의 접촉부는 연결측으로부터 활성 영역을 지나 상기 연결측과 반대 방향에 있는 활성 영역의 측까지 연장되며, 여기서 상기 반도체 몸체와 전기 전도적으로 연결될 수 있다. 적합하게는, 상기 접촉부는 연결측으로부터 상기 연결측과 반대 방향에 있는 활성 영역의 측까지 -예를 들면 반도체 몸체를 따라 연장된 절연층에 의해- 반도체 몸체로부터 전기적으로 절연된다. 그러므로, 소자의 단락이 방지될 수 있다.
반도체 몸체에서, 활성 영역을 관통하는 관통부가 형성될 수 있고, 상기 관통부를 통해 접촉부는 활성 영역의 일 측으로부터 상기 활성 영역의 다른 측으로 연장된다. 관통부는 예를 들면 연결측으로부터 반도체 몸체로 관통해 들어가는 영역으로, 상기 반도체 몸체에 홈이 파인 영역일 수 있다. 상기 홈은 접촉 물질로 채워진다. 특히, 활성 영역을 관통하는 복수 개의 관통부들이 구비될 수 있고, 이러한 관통부들을 통해 접촉부는 활성 영역의 일 측으로부터 상기 활성 영역의 다른 측으로 연장될 수 있다.
관통부를 구비하는 것에 대해 대안적 또는 보완적으로, 접촉부는 반도체 몸체를 래터럴 방향에서 한정하는 측면의 옆에서, 상기 연결측으로부터 상기 연결측과 반대 방향에 있는 활성 영역의 측에 이르기까지 연장될 수 있다. 이 경우, 반도체 몸체에 국부적으로 형성된 홈은 생략될 수 있다. 이를 위해, 예를 들면 접촉부는 적어도 국부적으로 프레임형으로 형성될 수 있다. 이 경우에도, 적합하게는, 접촉부는 활성 영역으로부터 -예를 들면 측면을 따라 연장된 절연층에 의해- 전기적으로 절연되며, 따라서 소자의 단락이 방지된다.
다른 바람직한 형성예에서, 접촉부들 중 일 접촉부는 접촉층을 포함한다. 바람직하게는, 접촉층은 다른 접촉부의 연결면과 반도체 몸체 사이에 국부적으로 배치된다. 바람직하게는, 접촉층은 반도체 몸체에 걸쳐 대면적으로 연장된다. 접촉층은, 특히, 일 접촉부의 연결면으로부터 다른 접촉부의 연결면에 이르고, 바람직하게는 상기 다른 접촉부의 연결면 하부까지 연장될 수 있다. 접촉층에 의해, 상기 접촉부는 반도체 몸체와 대면적으로 전기 전도적으로 연결될 수 있어서, 상기 접촉부에 의해 전하 캐리어들은 대면적으로 균일하게 반도체 몸체에 주입될 수 있다.
바람직하게는, 접촉층은, 특히, 상기 접촉층을 다른 접촉부가 관통하기 위한 경우에만 관통된다. 즉, 접촉층은 연속형층이거나, 다른 접촉부가 관통하기 위해 관통된 층으로 실시될 수 있다. 적합하게는, 접촉층은 다른 접촉부로부터 전기적으로 절연된다. 예를 들면, 상기 다른 접촉부가 반도체 몸체의 측면의 옆에서 연결측으로부터 상기 연결측과 반대 방향에 있는 활성 영역의 측까지 연장되는 경우, 상기 접촉층의 홈은 생략될 수 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 소자는, 특히 연결측에서, 반사체층을 포함한다. 접촉부들 중 하나, 바람직하게는 접촉층을 포함한 접촉부는 반사체층을 포함할 수 있다. 적합하게는, 반사체층은 접촉층에서 반도체 몸체와 반대 방향에 있는 측에 배치된다. 또한 바람직하게는, 반사체층은 접촉부들 중 하나의 연결면과 반도체 몸체 사이에, 더욱 바람직하게는 두 개의 접촉부들의 연결면들과 반도체 몸체 사이에 배치된다. 반사체층을 이용하면, 활성 영역에서 생성되어 반도체 몸체로부터 연결측의 방향으로 출사되는 복사가 상기 반도체 몸체로 재귀반사될 수 있다. 그러므로, 접촉부들에서 복사가 흡수되는 일이 방지될 수 있다. 따라서, 소자로부터 아웃 커플링될 수 있는 복사속이 증가한다.
다른 바람직한 형성예에서, 결합체는 거울층이 도포되기 전에 국부적으로 보호층을 구비한다. 바람직하게는, 보호층은 거울층이 도포된 이후 제거된다. 보호층을 이용하면, 결합체에서, 상기 거울층에 의해 직접적으로 덮이지 않아야 할 영역들이 보호받을 수 있다. 경우에 따라서, 거울층을 위한 물질로서 보호층에 닿은 경우, 상기 물질은 보호층과 함께 제거될 수 있다. 접촉부들이 보호층에 의해 덮이는 것은 매우 유리하다. 그러므로, 전기 전도 거울층 물질에 의해 접촉부들이 단락되는 것이 방지될 수 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 우선, 결합체에서 아웃 커플링면을 형성하기 위해 구비된 면이 거울 코팅되고, 이어서, 아웃 커플링면을 형성하기 위해 거울층이 다시 제거된다. 바람직하게는, 아웃 커플링면을 위한 거울층은 결합체로부터 소자들이 개별화되기 전에 상기 결합체로부터 제거된다. 거울층은 예를 들면 기계적 공정, 예를 들면 그라인딩(grinding)에 의해 제거될 수 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 결합체에서 아웃 커플링면을 형성하기 위해 구비된 면에 보호층이 구비되고, 이후 상기 보호층은 거울 코팅되며, 상기 거울 코팅된 보호층이 다시 제거된다. 바람직하게는, 결합체의 개별화 단계 전에, 보호층이 제거된다. 이러한 방식으로, 거울 코팅이 되지 않은 소자의 아웃 커플링면이 형성될 수도 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 결합체에서 아웃 커플링면을 형성하기 위해 구비된 측, 특히 결합체에서 아웃 커플링면의 형성을 위해 구비된 면은 거울층의 도포 시 그늘진다(shaded). 거울층을 위한 물질이 결합체에 도포되는 것과 관련하여 상기 측이 그늘진다면, 아웃 커플링면을 형성하기 위해 구비된 결합체의 측 및 아웃 커플링면은 거울층의 물질에 의해 덮이지 않는다. 이를 위해, 결합체는 보조 지지체상에 배치되되, 아웃 커플링면이 형성되기 위해 구비된 측이 상기 보조 지지체를 향해있도록 배치될 수 있다.
또는, 결합체가 연결측에서 보조 지지체상에 배치되되, 거울층의 도포 시 상기 연결측이 그늘지도록 배치되는 것도 적합할 수 있다. 이러한 경우, 연결측은 보조 지지체를 향해 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 결합체의 개별화 시, 소자의 아웃 커플링면이 생성된다. 예를 들면, 결합체의 개별화 시, 아웃 커플링면이 서로를 향해 있는 2개의 소자들이 형성된다.
다른 바람직한 형성예에서, 소자의 아웃 커플링면은 융기부들 및 함몰부들을 포함한다. 상기 개별화 단계, 그리고 특히 소자의 개별화 단계 시, 아웃 커플링면에 복수 개의 함몰부들이 형성될 수 있다 함몰부들은 예를 들면 스크라이빙(scribing)에 의해, 특히 레이저를 이용하여 생성될 수 있다. 2개의 인접한 함몰부들 사이에 하나의 융기부가 형성된다. 아웃 커플링면이 구조화된 표면이면, 상기 아웃 커플링측에서 복사 아웃 커플링이 간단해진다는 이점이 있다. 특히, 아웃 커플링면의 구조에 의해, 상기 아웃 커플링면에서의 전반사가 방해받을 수 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 결합체는, 특히 접촉부들이 구비된 이후, -경우에 따라서 그늘진 측까지- 모든 측에서, 그리고 바람직하게는 전면으로 거울 코팅된다.
완성된 소자는 -아웃 커플링면, 및 바람직하게는 연결측에 이르기까지- 모든 측에서, 그리고 특히 외측에서 거울 코팅될 수 있다. 거울 코팅된 측에서의 반사에 의해, 소자에서 복사는 아웃 커플링면으로 안내된다. 모든 측의 거울 코팅부에 의해, 거울 코팅되지 않은 아웃 커플링면의 복사 발산도가 매우 높을 수 있다.
소자에서, 거울 코팅된 측이나 면, 또는 거울 코팅된 모든 측이나 면 중에, 하나 이상은 전면이 거울 코팅될 수 있다.
아웃 커플링면은 지지체의 표면을 이용하거나 반도체 몸체의 표면을 이용하여 형성될 수 있다. 지지체의 표면을 이용하는 경우, 바람직하게는, 예를 들면 측면 방출형 소자를 위한 지지체의 측면을 이용하거나, 예를 들면 표면 방출형 소자를 위한 지지체의 표면으로서 연결측과 반대 방향에 위치한 표면을 이용한다. 반도체 몸체의 표면을 이용하는 경우, 바람직하게는, 예를 들면 측면 방출형 소자를 위한 반도체 몸체의 측면을 이용하거나, 예를 들면 표면 방출형 소자를 위한 반도체 몸체의 표면으로서 연결측과 반대 방향에 위치한 표면을 이용한다. 반도체 몸체의 표면을 이용하여 아웃 커플링면을 형성하는 것은, 지지체가 없는 소자의 경우에 매우 적합하다.
다른 바람직한 형성예에서, 지지체에서 반도체 몸체와 반대 방향에 있는 측, 지지체를 한정하는 하나 이상의 측면 및/또는 반도체 몸체를 한정하는 하나 이상의 측면은 거울 코팅된다. 대안적 또는 보완적으로, 반도체 몸체를 향한 지지체의 측은, 특히 상기 지지체에서 반도체 몸체가 구비되지 않은 영역들에서 거울 코팅될 수 있다.
다른 바람직한 형성예에서, 보조 지지체상에 배치된 복수 개의 결합체들이 준비된다. 바람직하게는, 보조 지지체는 신장이 가능하다. 바람직하게는, 신장 가능한 보조 지지체는 예를 들면 복수 개의 결합체들상에 거울층이 도포되기 전에 신장됨으로써, 거울층의 도포 시 인접한 결합체들 사이의 공간이 확대된다. 그러므로, 인접한 결합체들에서 서로를 향해있는 면들이 거울 코팅 되기쉽다.
다른 바람직한 형성예에서, 상기 결합체들은 1차 결합체가 개별화됨으로써 얻어진다. 바람직하게는, 1차 결합체는 개별화 단계 전에 보조 지지체상에 배치됨으로써, 개별화된 결합체들이 보조 지지체에 의해 안정되고, 특히 상기 보조 지지체에 의해 결합 상태로 유지된다. 1차 결합체는 반도체층 구조체를 포함할 수 있고, 1차 결합체가 개별화되기 전에 상기 반도체층 구조체로부터 반도체 몸체가 형성된다. 또한, 바람직하게는, 접촉부들은 1차 결합체가 개별화되기 전에 형성된다.
소자는 측면 방출형 소자(소위 Side-Looker) 또는 표면 방출형 소자(소위 Top-Looker)로 형성될 수 있다.
전자의 경우, 소자의 아웃 커플링면은 활성 영역의 래터럴 주 연장 방향을 가로질러(transversely) 연장되며, 특히 연결면을 가로지르는 방향으로 연장된다. 이러한 경우, 아웃 커플링면은 지지체를 래터럴 방향에서 한정하는 측면으로 형성될 수 있다. 거울 코팅부에 의해, 복사는 상기 아웃 커플링면으로 편향된다. 상기와 같은 Side-Looker는 일괄적으로 제조될 수 있어 비용 경제적이다. 측면 방출형 소자는, 상기 소자가 커넥터 캐리어상에 실장될 때의 실장면에 대해 평행하게 복사를 방출할 수 있다.
Side-Looker 소자의 경우, 소자의 거울 코팅된 면은 활성 영역상에 연장되며, 상기 거울 코팅면이 활성 영역에 대해 경사져서 - 특히, 90°와 다른 각도로, 바람직하게는 예각을 이루며- 형성되는 것이 매우 유리한 것으로 확인되었다. 바람직하게는, 상기 면은 활성 영역을 완전히 덮는다. 더욱 바람직하게는, 상기 면은 활성 영역에서 연결측과 반대 방향에 있는 측에 배치된다.
Top-Looker의 경우, 지지체에서 반도체 몸체와 반대 방향에 있는 측이 아웃 커플링면으로 형성될 수 있다. Top-Looker는 커넥터 캐리어상에서의 소자의 실장면에 대해 수직으로 복사를 방출할 수 있다.
바람직하게는, 소자는 칩형 소자로, 특히 플립칩형(flip-chip) 소자로 형성된다. 또한, 소자는 칩 크기로 실시될 수 있다. 칩 크기로 실시된 소자의 경우, 활성 영역의 평면도에서 소자의 래터럴 범위는 상기 활성 영역의 래터럴 범위에 비해 작은 것이 유리하다.
이러한 소자의 경우, 연결측의 평면도에서 볼 때, 반도체 몸체에 의해 덮인 면의 면적 대 상기 소자가 연장되어 있는 전체면의 면적의 비율은, 0.2 보다 크고, 바람직하게는 0.3 보다 크며, 더욱 바람직하게는 0.5 보다 크고, 가장 바람직하게는 0.7 보다 클 수 있다.
또한, 상기에 기술된 소자의 경우, 소자가 실장되어 있고 소자를 보호하는 역할을 하나 소자와 함께 일괄적으로 제조되지는 않는 추가의 하우징은 생략될 수 있다.
이하, 다른 특성들, 이점들 및 유리한 형성예들은 도면과 관련하여 기술된 실시예들로부터 도출된다.
도 1은 광전 소자의 제1 실시예를 도시하되, 도 1A는 개략적 평면도로, 도 1B 및 1C는 2개의 개략적 단면도로, 도 1D는 간략화된 개략적 단면도로, 도 1E는 부분 단면도로 도시한다.
도 2는 광전 소자의 다른 실시예를 도시하되, 도 2A는 개략적 평면도로, 도 2B는 개략적 단면도로 도시한다.
도 3은 복수 개의 광전 소자들의 제조 방법에 대한 실시예를 도시하되, 도 3A 내지 3D에서 상기 방법의 중간 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 4는 복수 개의 광전 소자들의 제조 방법에 대한 다른 실시예를 도시하되, 도 4A 내지 4B에서 상기 방법의 중간 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 5는 복수 개의 광전 소자들의 제조 방법에 대한 다른 실시예를 중간 단계를 통해 개략적으로 도시한다.
도 6은 광전 소자(1)의 다른 실시예를 개략적 단면도로 도시한다.
도 7은 광전 소자의 다른 실시예를 개략적 단면도로 도시한다.
도 8은 광전 소자의 다른 실시예를 개략적 단면도로 도시한다.
도 9는 광전 소자의 다른 실시예를 개략적 단면도로 도시한다.
도면에서 동일하고, 동일한 종류이며, 동일한 역할을 하는 부재들은 동일한 참조 번호를 가진다.
도 1은 광전 소자의 제1 실시예를 도시하되, 도 1A는 개략적 평면도로, 도 1B 및 1C는 2개의 개략적 단면도로, 도 1D는 간략화된 개략적 단면도로, 도 1E는 부분 단면도로 도시한다. 도 1B는 도 1A의 라인 A-A에 따른 단면에 상응하고, 도 1C는 도 1A의 라인 B-B에 따른 단면에 상응한다.
광전 소자(1)는 반도체 몸체(2)를 포함한다. 상기 소자(1)는 지지체(3)를 포함하고, 상기 지지체상에 반도체 몸체가 배치된다. 반도체 몸체(2)는 복사 생성에 적합한 활성 영역(4)을 갖는 반도체 층 시퀀스를 포함한다. 반도체 층 시퀀스 는, 특히, 복수 개의 반도체층들을 포함할 수 있고, 상기 반도체층들 사이에 상기 활성 영역이 배치된다. 또한, 바람직하게는, 반도체 층 시퀀스는 반도체 몸체를 형성한다.
바람직하게는, 반도체 몸체(2)는 발광 다이오드 반도체 몸체로 형성된다. 특히, 바람직하게는, 반도체 몸체는 도전형(n형 또는 p형)이 서로 다른 2개의 영역들(5, 6)을 포함한다. 상기 영역들(5, 6) 사이에 활성 영역(4)이 배치되거나 형성되는 것이 적합하다.
바람직하게는, 활성 영역(4)은 이종 구조, 특히 이중 이종 구조, 또는 양자 우물 구조, 더욱 바람직하게는 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자선 구조 또는 양자점 구조를 포함한다. 상기와 같은 구조들은, 활성 영역에서 복사 생성 시 내부 양자 효율이 매우 높다는 특징이 있다.
바람직하게는, 반도체 층 시퀀스는 성장 기판상에 에피택시얼 성장되어 있다. 소자(1)의 제조 시, 지지체(3)는 성장 기판으로부터 형성될 수 있거나, 상기 성장 기판과 다를 수 있다. 후자의 경우, 지지체(3) 또는 상기 지지체를 형성하는 물질은, 성장 기판이 성장된 반도체 물질로부터 분리되기 전에 상기 성장된 반도체 물질상에 도포되는 것이 바람직하다. 성장 기판이 제거되었을 때, 상기 성장된 반도체 물질은 지지체(3)에 의해 기계적으로 안정된다. 지지체(3)가 성장 기판과 다른 경우, 지지체는 단단한 지지체 몸체로서 상기 성장된 반도체 물질과 결합된다. 또는 우선 성형 컴파운드가 반도체 몸체상에 도포되고, 이후, 상기 성형 컴파운드가 지지체의 형성을 위해 경화될 수 있다. 상기와 같은 성형 컴파운드를 위해 예 를 들면 BCB(벤조사이클로부텐(Benzo-Cyclo-Buten))가 적합하다. 단단한 지지체 몸체로서, 예를 들면 유리가 적합하다.
바람직하게는, 지지체(3)는 활성 영역(4)에서 생성될 복사에 대해 투과성으로 형성됨으로써, 상기 복사는 활성 영역으로부터 지지체에 유입된 후, 상기 지지체를 경유하여 소자(1)로부터 아웃 커플링될 수 있다.
바람직한 형성예에서, 반도체 층 시퀀스, 특히 반도체 몸체의 영역들(5, 6) 및/또는 활성 영역(4)은 III-V 반도체 물질을 포함한다. 복사가 생성될 때, III-V 화합물 반도체 물질, 특히 질화물 화합물 반도체 물질, 인화물 화합물 반도체 물질 또는 비화물 화합물 반도체 물질을 이용하여, 전력이 복사속으로 변환될 때의 높은 내부 양자 효율을 간단히 얻을 수 있다. 바람직하게는, 활성 영역 및 특히 반도체 몸체는 상기 물질계 중 하나를 기반으로 한다.
상기와 관련하여, "인화물 화합물 반도체계"란, 활성 영역, 특히 반도체 몸체가 바람직하게는 AlnGamIn1-n-mP를 포함하거나 그것으로 구성되고, 이 때 0≤n≤1, 0≤m≤1 및 n+m≤1이며, 바람직하게는 n≠0, n≠1, m≠0 및/또는 m≠1인 것을 의미한다. 이 때, 상기 물질은 상기 수식에 따라 수학적으로 정확한 조성을 반드시 포함할 필요는 없다. 오히려, 상기 물질의 물리적 특성을 실질적으로 변경하지 않는 추가적 구성 성분 및 하나 이상의 도펀트(dopant)를 포함할 수 있다. 그러나, 결정 격자의 실질적인 구성 성분들(Al, Ga, In, P)만은, 비록 이러한 구성 성분들이 미량의 다른 성분으로 부분적으로 대체될 수 있다고 하더라도, 상기 수식에 포함되 는 것이 간단하다.
상기와 관련하여, "질화물 화합물 반도체계"란, 활성 영역, 특히 반도체 몸체가 바람직하게는 AlnGamIn1-n-mN를 포함하거나 그것으로 구성되고, 이 때 0≤n≤1, 0≤m≤1 및 n+m≤1이며, 바람직하게는 n≠0, n≠1, m≠0 및/또는 m≠1인 것을 의미한다. 이 때, 상기 물질은 상기 수식에 따라 수학적으로 정확한 조성을 반드시 포함할 필요는 없다. 오히려, 상기 물질의 물리적 특성을 실질적으로 변경하지 않는 추가적 구성 성분 및 하나 이상의 도펀트를 포함할 수 있다. 그러나, 결정 격자의 실질적인 구성 성분들(Al, Ga, In, N)만은, 비록 이러한 구성 성분들이 미량의 다른 성분으로 부분적으로 대체될 수 있다고 하더라도, 상기 수식에 포함되는 것이 간단하다.
상기와 관련하여, "비화물 화합물 반도체계"란, 활성 영역, 특히 반도체 몸체가 바람직하게는 AlnGamIn1-n-mAs를 포함하거나 그것으로 구성되고, 이 때 0≤n≤1, 0≤m≤1 및 n+m≤1이며, 바람직하게는 n≠0, n≠1, m≠0 및/또는 m≠1인 것을 의미한다. 이 때, 상기 물질은 상기 수식에 따라 수학적으로 정확한 조성을 반드시 포함할 필요는 없다. 오히려, 상기 물질의 물리적 특성을 실질적으로 변경하지 않는 추가적 구성 성분 및 하나 이상의 도펀트를 포함할 수 있다. 그러나, 결정 격자의 실질적인 구성 성분들(Al, Ga, In, As)만은, 비록 이러한 구성 성분들이 미량의 다른 성분으로 부분적으로 대체될 수 있다고 하더라도, 상기 수식에 포함되는 것이 간단하다.
성장 기판으로서, 질화물 화합물 반도체의 경우 예를 들면 사파이어 성장 기판, SiC 성장 기판 또는 GaN 성장 기판이 적합하고, 인화물- 및 비화물 화합물 반도체의 경우 예를 들면 GaAs 성장 기판이 적합하다.
질화물- 및 인화물- 화합물 반도체 물질은 가시 복사의 생성을 위해 매우 적합하다. 비화물 화합물 반도체 물질은 적외선 스펙트럼 영역을 위해 매우 적합하다. 질화물 화합물 반도체 물질은 자외선 스펙트럼 영역으로부터 청색 스펙트럼 영역을 지나 녹색 스펙트럼 영역에 이르기까지의 복사 생성에 매우 적합하며, 인화물 화합물 반도체 물질은 오렌지색 스펙트럼 영역으로부터 적색 스펙트럼 영역에 이르기까지의 복사에 적합하다.
바람직하게는, 소자(1) 및 특히 상기 소자의 활성 영역(4)은 가시 복사의 생성을 위해 형성된다. 또한, 바람직하게는, 소자는 비간섭성 복사의 방출을 위한 LED 소자로 형성된다.
광전 소자(1)는 2개의 전기 접촉부들, 즉 제1 접촉부(7) 및 제2 접촉부(8)를 포함한다. 접촉부들(7, 8)은 활성 영역(4)의 서로 다른 측에서 반도체 몸체(2)와 전기 전도적으로 연결된다. 소자의 동작 시, 접촉부들(7, 8)에 의해 전하 캐리어들은 활성 영역으로 주입될 수 있다. 전하 캐리어들은 상기 활성 영역에서 복사 생성하며 재조합될 수 있다. 접촉부들(7, 8)은 반도체 몸체에서 지지체(3)와 반대 방향에 있는 측에 배치된다.
접촉부들(7, 8)은 각각 연결면(70 내지 80)을 포함한다. 연결면들은 각각 반도체 몸체(2)를 뒤로 하여 위치한다. 또한, 연결면들(70, 80)은 반도체 몸체(2) 의 동일한 측에, 그리고 특히 활성 영역(4)의 동일한 측 -소자(1)의 연결측- 에 배치된다. 바람직하게는, 소자의 연결측은 반도체 몸체(2)에서 지지체(3)와 반대 방향에 있는 측에 형성된다. 도 1A는 소자의 연결측에 대한 평면도이다.
연결면들(70, 80)은 반도체 몸체의 공통 표면(9)에 걸쳐 연장된다. 상기 표면은 두 개의 접촉부들의 연결면들과 활성 영역(4) 사이에 배치된다. 연결면들(70, 80)은 표면(9)에서 래터럴로 나란히 배치된다. 접촉부들(7, 8)은 특히 반도체 몸체(2)의 표면(9)에 도포될 수 있다.
바람직하게는, 연결면들(70, 80)은 예를 들면 도체판의 도전로들과 같은 외부 커넥터 캐리어의 연결 리드들과 광전 소자의 전기 전도 연결을 위해 구비된다. 더욱 바람직하게는, 커넥터 캐리어상에 소자가 실장될 때, 접촉부들의 연결면들(70, 80)은 상기 커넥터 캐리어를 향해 있다. 소자의 연결측은 커넥터 캐리어(미도시)상에 실장되기 위한 소자의 실장측일 수 있다. 따라서, 소자는 플립칩형 소자로 형성될 수 있다.
접촉부들(7, 8)은 예를 들면 반도체 몸체(2)의 표면(9)에 상기 접촉부들을 위한 물질이 증착되면서 형성될 수 있다. 상기 증착은 예를 들면 PVD 또는 CVD 방법을 이용하여 수행될 수 있으며, 가령 스퍼터링, 증발 또는 반응 스퍼터링을 이용한다.
바람직하게는, 접촉부들은 금속계로 형성된다. 특히, 접촉부들은 예를 들면 AuSn 또는 AnZn과 같은 금속계 합금이나 예를 들면 Au, Al, Ag, Pt 또는 Ti와 같은 금속을 함유하고, 특히 하나 이상의 금속계 합금 및/또는 하나 이상의 금속으로 구 성될 수 있다.
제1 접촉부(7)는 연결면들(70, 80)을 향한 반도체 몸체(2)의 측에서 상기 반도체 몸체와 전기 전도적으로 연결된다. 특히, 제1 접촉부(7)는 반도체 몸체의 영역(5)과 전기 전도적으로 연결된다. 제2 접촉부(8)는 활성 영역에서 연결면들(70, 80)과 반대 방향에 있는 측에서 반도체 몸체(2), 특히 상기 반도체 몸체의 영역(6)과 전기 전도적으로 연결된다. 연결측에서, 그리고 특히 표면(9)으로부터 상기 표면과 반대 방향에 있는 활성 영역(3)의 측에 이르기까지, 상기 두 개의 접촉부들은 전기적으로 서로 절연된다.
제1 접촉부(7)는 접촉층(71)을 포함한다. 접촉층은 표면(9)에 의해, 특히 직접적으로, 반도체 몸체(2)와 전기 전도적으로 연결된다. 연결측에서, 대면적 접촉층에 의해 전하 캐리어들은 반도체 몸체로 대면적으로 주입될 수 있다. 또한, 바람직하게는, 제1 접촉부(7)는 반사체층(72)을 포함한다. 바람직하게는, 반사체층은 반도체 몸체와 반대 방향에 있는 접촉층(71)의 측에 배치된다. 반사체층(72)은 바람직하게는 접촉층(71)과 마찬가지로 반도체 몸체의 표면(9)에 걸쳐 대면적으로 연장된다. 접촉층(71) 및 바람직하게는 반사체층(72)은 제2 접촉부(8)의 연결면(80)과 표면(9) 사이에 배치된다. 접촉층(71) 및 바람직하게는 반사체층(72)은 제1 접촉부(7)의 연결면으로부터 제2 접촉부(8)의 연결면(80)의 하부까지 연장된다.
제1 접촉부(7)는 연결면(70)의 측에서 바람직하게는 연결층(73)을 포함하고, 더욱 바람직하게는 예를 들면 금-주석 땜납층과 같은 땜납층을 포함한다. 제2 접 촉부(8)는 연결층에서 바람직하게는 연결층(83)을 포함하고, 더욱 바람직하게는 예를 들면 금-주석 땜납층과 같은 땜납층을 포함한다. 바람직하게는, 연결층들(73, 83)에서 반도체 몸체(2)와 반대 방향에 있는 표면은 각 접촉부의 연결면을 형성한다.
바람직하게는, 제1 접촉부(7)의 연결면(70)은 상기 제1 접촉부의 다른 층(74)에 의해 상기 접촉층과 전기 전도적으로 연결된다.
접촉층(71)에 의해 전하 캐리어들은 반도체 몸체로 대면적으로 주입될 수 있다. 금속을 함유한 접촉층(71)은, 이미, 활성 영역에서 생성될 복사에 대해 비교적 큰 반사력을 가질 수 있다. 그러나, 별도의 반사체층이 구비되는 것이 유리한데, 이 경우 각각의 층들이 각각의 기능에 최적화될 수 있기 때문이다. 접촉층(71)은 반도체 몸체에 대한 전기 접촉을 형성하는 데 최적화되며 예를 들면 반투명으로 실시될 수 있는 반면, 반사체층은 활성 영역에서 생성될 복사에 대한 높은 반사도를 고려하여 형성될 수 있다. 반도체 물질에 대한 상기 반사체층의 전기적 접촉 특성은 고려하지 않아도 된다.
질화물 화합물 반도체 물질의 경우, 예를 들면 Pt는 p형 반도체 물질에 대한 접촉층(71)을 위해 매우 적합하고, Al은 반사도가 높아서 반사체층(72)에 적합하다.
p형 질화물 물질, 특히 GaN은 래터럴 방향에서 낮은 전도도를 나타내는 경우가 많다. 그러므로, 활성 영역으로 전하 캐리어들을 대면적으로 주입하기 위해 반도체 몸체(2)에서의 전류 확산을 고려하는 대신, 전하 캐리어들이 이미 대면적으로 반도체 몸체에 주입되는 것이 유리하다. 바람직하게는, 반도체 몸체(2)의 활성 영역(5)은 p형으로 형성된다.
연결측에서 접촉부들(7, 8)의 단락을 방지하기 위해, 접촉부들은 연결측에서 전기적으로 서로 절연된다. 제2 접촉부의 연결면(80)과 접촉층(71) 사이, 그리고 경우에 따라서 반사체층(72)과 연결면(80) 사이에 제1 절연층(10)이 배치된다. 절연층에 의해, 제2 접촉부(8)는 연결측에서 제1 접촉부(7)로부터 절연되는데, 특히 제2 접촉부(8)가 반도체 몸체(2)의 표면(9)으로부터 절연된다. 바람직하게는, 절연층(10)은 접촉층(71)과 제2 접촉부(8) 사이에 전면으로 배치된다.
접촉부(8)는 활성 영역(4)을 관통하는 하나의 관통부를 통해, 또는 바람직하게는 복수 개의 관통부들을 통해 연결면들(70, 80)을 향한 반도체 몸체의 측으로부터 상기 연결면들과 반대 방향에 있는 활성 영역의 측까지 연장된다. 이를 위해, 반도체 몸체(2)는 하나 이상의 리세스들(11)을 포함하고, 제2 접촉부(8)는 상기 리세스들을 통해 연장된다. 바람직하게는, 리세스(들)은 반도체 몸체에서 국부적으로 형성된다. 바람직하게는, 리세스(들)(11)은 래터럴 방향에서 반도체 몸체의 둘레측으로 한정된다.
리세스의 벽은 절연 물질로, 바람직하게는 절연층(10)으로 피복되며, 상기 절연층은 연결면들과 반대 방향에 있는 활성 영역(4)의 측에서 접촉점(12)을 위해 홈이 파인다. 접촉점(12)에 의해, 제2 접촉부(8)는 반도체 몸체, 바람직하게는 상기 반도체 몸체의 영역(6)과 직접적으로, 전기 전도적으로 연결된다. 접촉점(12)은 (각각의) 리세스(11)의 바닥에 형성되는 것이 적합하다.
예를 들면, 절연층(10)은 SiN과 같은 질화 실리콘, SiO2와 같은 산화 실리콘, 또는 SiON과 같은 질산화 실리콘을 포함한다.
접촉층(71) 및 경우에 따라서 반사체층(72)은 제2 접촉부(8)가 관통하도록 홈이 파인다. 바람직하게는, 제2 접촉부(8)의 관통형 접촉부들을 위한 홈들을 제외하고, 접촉층(71) 및 바람직하게는 반사체층(72)은 연속형으로 실시된다. 접촉층 및 바람직하게는 반사체층은 제2 접촉부(8)가 통과하기 위해 홈이 파인 영역들을 제외하고, 연결면들(70, 80)을 향해 있는 반도체 몸체(2)의 전체 표면(9)을 덮을 수 있다.
적합하게는, 국부적 접촉점들(12)은 반도체 몸체의 범위에 걸쳐 분포한다. 바람직하게는, 접촉점들은 그리드(grid)에서 균일하게, 예를 들면 격자점형으로 분포한다. 접촉점들에 의해, 반도체 몸체상에서 래터럴 방향으로 분포하는 전하 캐리어들은 반도체 몸체에 국부적으로 도달할 수 있다. 적합하게는, 제2 접촉부(8)에 의해 접촉된 반도체 몸체의 반도체 물질은 제1 접촉부(7)에 의해 접촉된 물질에 비해 래터럴 방향 -즉, 활성 영역에 대해 평행한 방향- 에서 더 큰 전도도를 가진다. 제2 접촉부(8)에 의해 반도체 몸체(2)가 국부적으로만 접촉됨에도 불구하고, 반도체 몸체에서의 전류 확산에 의해 래터럴 방향으로 균일한 전류 분포가 달성될 수 있다. 그러므로, 전하 캐리어 주입이 국부적으로 수행됨에도 불구하고, 상기 전하 캐리어들은 활성 영역으로 대면적으로 주입될 수 있다.
질화물 화합물 반도체 물질의 경우, 예를 들면 n-GaN과 같은 n형 물질은 예 를 들면 p-GaN과 같은 p형 물질에 비해, 래터럴 방향에서 현저히 큰 전도도를 가지는 경우가 많다. 바람직하게는, 반도체 몸체의 영역(6)은 n형이며, 반도체 몸체의 영역(5)은 p형으로 형성된다.
바람직하게는, 활성 영역을 관통하는 하나 이상의 관통부, 특히 반도체 몸체의 복수 개의 리세스들(11)은 제2 접촉부(8)의 연결면(80)의 하부에서 활성 영역(4)을 관통하며 연장된다(도 1A의 평면도 참조).
바람직하게는, 활성 영역을 관통하는 하나 이상의 관통부, 특히 반도체 몸체의 복수 개의 리세스들(11)은 제1 접촉부(7)의 연결면(70)의 하부에서 활성 영역(4)을 관통하며 연장된다(도 1A의 평면도 참조).
바람직하게는, 제2 접촉부(8)는 하나 이상의 접촉 돌출부(84)를 포함한다. 바람직하게는, 각 접촉 돌출부는 제2 접촉부(8)의 연결면(80)으로부터 멀어지며 연장된다. 예를 들면, 접촉 돌출부는 트랙형(track)으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, (각각의) 접촉 돌출부(84)는 연결면(80)으로부터 멀어지며 표면상(9)에 연장되며, 그리고 더욱 바람직하게는 복수 개의 관통부들, 특히 리세스들(11)을 넘어 더 연장된다.
또한, 각 접촉 돌출부(84)는 제1 접촉부의 연결면(70)과 반도체 몸체 사이에 배치된다. 접촉부에서 반도체 몸체의 그 밖의 리세스들을 통해 연장된 부분들은 상기 부분들상에서 각각 연장되는 접촉 돌출부에 의해 연결면(80)과 전기 전도적으로 연결될 수 있다. 바람직하게는, 리세스들(11)은 접촉 물질로 채워진다.
적합하게는, 접촉 돌출부(84)와 제1 접촉부의 연결면(70) 사이에 제2 절연 층(13)이 배치된다. 적합하게는, 절연층(13)은 접촉 돌출부(84)와 제1 접촉부(7)를 전기적으로 서로 절연시킨다. 접촉 돌출부는 두 개의 절연층들(10, 13) 사이에 형성될 수 있다. 특히, 각 접촉 돌출부는 절연 물질에 매립될 수 있다. 접촉 돌출부가 배치되지 않은 영역들에서 두 개의 절연층들은 서로 접해있는 것이 바람직하다. 제2 절연층(13)을 위해, 예를 들면 상기 제1 절연층(10)을 위해 열거한 물질들이 적합하다.
상기와 같은 접촉 구조에 의해, -반도체 몸체의 동일한 측에, 그리고 특히 동일한 면에 걸쳐 연결면들(70, 80)이 배치됨에도 불구하고- 양측에서 균일하고 대면적으로 전하 캐리어들이 활성 영역(4)으로 용이하게 주입될 수 있다. 그러므로, 복사 생성 시, 소자의 효율이 향상된다.
반사체층(72)에 의해, 활성 영역(4)과 반대 방향에 있는 반사체층의 측에 배치된 구조들에서 복사가 흡수되는 일이 예방될 수 있다. 상기 구조는 예를 들면 소자가 실장된 도체판의 도전로들이다.
접촉 구조를 제조하기 위해, 예를 들면 우선 접촉층(71) 및 경우에 따라서 반사체층(72)이, 바람직하게는 전면으로, 반도체 몸체(2)를 위한 물질상에 증착된다. 이어서, 접촉층 및 반도체 몸체는 국부적으로, 예를 들면 식각 및 적합하게 구조화된 마스크를 이용하여, 리세스들을 얻기 위해 제거될 수 있고, 절연층(10)이 구비될 수 있다. 바람직하게는, 절연층은 전면으로 증착된 후, 접촉점을 위해 홈이 파이는데, 예를 들면 적합하게 구조화된 마스크를 사용한 식각에 의해 그러하다.
이후, 제2 접촉부(8)가 도포될 수 있다. 접촉 돌출부들(84)은 제2 절연층에 의해 덮일 수 있다. 이어서, 접촉층(71) 이외의, 제1 접촉부(7)의 부분이 도포될 수 있다.
제1 접촉부(7)의 다겹 구조 -한편으로는 접촉층 및 경우에 따라서 반사체층을 포함한 일 겹 및 다른 한편으로는 제1 접촉부의 나머지 부분을 포함한 다른 겹- 및 두 개의 전기 접촉부들 간의 전기적 절연에 의해, 광전 소자(1)를 위한 접촉 구조를 형성하기가 용이해진다. 접촉 돌출부들은, 특히, 거의 임의적으로 형성되고, 반도체 몸체상에 분포할 수 있다.
제2 접촉부가 양측에서 -절연층들(10, 13)을 이용하여 한편으로는 연결측에서 반도체 몸체로부터, 다른 한편으로는 제2 접촉부로부터- 절연됨으로써, 반도체 몸체에 걸쳐 접촉 돌출부들이 임의적으로 형성되는 것이 가능한 한 간단해진다. 또한, 상기와 같은 접촉 구조는 일괄적으로, 즉 복수 개의 반도체 소자들을 위해 동시에, 간단하게 제조될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 연결면들(70, 80)은 공통의 면에 위치한다. 그러므로, 연결면들이 외부 연결 리드와 연결되기가 용이하다. 소자는 완전히 일괄적으로 제조될 수 있다. 이후의 단계에 본딩 와이어를 이용하여 연결면들을 접촉하는 것은 생략될 수 있다. 오히려, 소자의 연결면들은 플립칩형으로, 바람직하게는 외부 연결 리드와 직접적으로 전기 전도적으로 연결될 수 있으며, 예를 들면 전기 전도 접착제 또는 땜납을 이용한다.
또한, 소자(1)는 국부적으로 거울 코팅된다. 이를 위해, 소자의 표면들, 특 히 외측면들에 거울층(14)이 구비된다. 바람직하게는, 거울층은 소자상에 증착된다. 예를 들면, 거울층은 금속을 함유한다. 거울층은 반드시 일체형으로 실시될 필요는 없으며, 복수 개의 거울층 부분들을 포함할 수 있다. 이 때, 바람직하게는, 서로 다른 거울층 부분들은 소자의 서로 다른 표면에 배치된다.
바람직하게는, 거울층(14)은 금속화물 또는 금속계 합금으로 실시된다. 이를 위해, 예를 들면 Au는 인화물 화합물 반도체계의 활성 영역을 위해, 또는, Al 이나 Ag는 특히 질화물 화합물 반도체계의 활성 영역을 위해 매우 적합하거나, 상기 금속들 중 하나와의 합금이 매우 적합하다.
또는, 거울층(14)은 유전체 거울, 특히 콜드 거울로 실시될 수 있다. 콜드 거울을 이용하면, 활성 영역(4)에서 생성된 복사에 대해 선택적으로 높은 반사도를 얻을 수 있는 반면, 예를 들면 복사 생성 시 손실열에 의해 반도체 몸체(2)에서 발생하는 열 복사는 비교적 방해받지 않고 상기 거울층(14)을 통과하여 소자로부터 방출될 수 있다.
콜드 거울의 경우, 예를 들면 유전체층들만 포함한 다층 구조, 특히 서로 다른 굴절률을 가진 층들로 이루어진 일련의 복수 개의 유전체 층쌍들이 적합하며, 상기 층쌍들은 다층 구조로 교번적으로 배치된다.
거울층을 위해 유전체 거울과 거울 금속화물 또는 거울 합금이 조합되는 것도 유리할 수 있다. 예를 들면, 이산화실리콘층과 같은 유전체층 또는 서로 다른 굴절률을 가진 복수 개의 유전체층들로 이루어진 층 구조가 구비될 수 있고, 이후, 상기 층상에 예를 들면 Au, Ag 또는 Al을 함유한 층과 같은 금속화물층 또는 합금 층이 도포될 수 있다. 유전체 층 구조들은 상기 층 구조에서의 복사의 입사각에 대한 반사도의 각도 종속성이 크다는 특징이 있는 반면, 금속층들 또는 합금층들은 입사각과 가능한 한 무관하게 높은 반사도를 보여준다. 활성 영역에서 생성된 복사는 예를 들면 콜드 거울과 같은 유전체 거울 및 금속 거울 내지 합금 거울이 병합된 부분에서 우선 상기 유전체 거울에 입사되고, 그 곳에서 반사될 수 있다. 이후, 유전체 거울을 통과하는 복사 비율은 금속 거울 내지 합금 거울에서 반사될 수 있다. 유전체 거울은 거울층(14)의 전체 반사도에 기여하므로, 비교적 낮은 반사도를 가진 금속층들 내지 합금층들을 이용하여도 높은 반사도를 얻을 수 있다.
활성 영역(4)에서 생성된 복사에 대한 거울층(14)의 반사도는, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상이며, 예를 들면 96% 이상이다.
소자(1)의 거울 코팅을 이용하면, 복사가 소자에서 소정의 아웃 커플링면을 통해 원하는 대로 방출될 수 있다. 거울층(14)은 복사를 상기 아웃 커플링면의 방향으로 편향시킬 수 있다.
바람직하게는, 반도체 몸체를 래터럴 방향에서 한정하는 상기 반도체 몸체(2)의 측면들(15)은 거울 코팅된다. 가령 금속화물의 경우와 같이 거울층이 전기 전도성으로 형성되면, 상기 거울층(14)과 반도체 몸체 사이에는 단락을 방지하기 위한 절연 물질이 배치되는 것이 적합하며, 이러한 절연 물질은 예를 들면 절연층(10)이 있다.
또한, 바람직하게는, 지지체(3)에서 반도체 몸체(2)를 향해있으나, 반도체 몸체에 의해 덮이지 않는 표면(16)은 거울 코팅된다. 또한, 바람직하게는, 지지체를 래터럴 방향에서 한정하는 상기 지지체(3)의 측면(17)도 거울 코팅된다. 바람직하게는, 반도체 몸체(2)와 반대 방향에 있는 지지체(3)의 표면(18)도 거울 코팅된다.
거울 코팅을 이용하면, 소자에서 복사는 상기 소자의 아웃 커플링면의 방향으로 편향될 수 있다. 그러므로, 아웃 커플링측의 복사속 및 그로 인한 소자의 복사 발산도가 증가한다.
지지체의 면이 아웃 커플링면인 경우, 바람직하게는 지지체(3)는 아웃 커플링면을 제외한 모든 측에서 거울 코팅된다. 바람직하게는, 소자는 아웃 커플링면 및 연결측을 제외한 모든 측에서 거울 코팅된다. 거울 코팅에 의해, 아웃 커플링면을 경유하여 아웃 커플링이 수행되도록 "강요될" 수 있다.
접촉부들에서의 반사체층(72)을 이용하면, 연결측에서 소자로부터 복사가 방출되는 것이 방지될 수 있다. 오히려, 반사체층에 입사된 복사는 반도체 몸체로 재귀 반사되고, 아웃 커플링면을 경유하여 소자로부터 아웃 커플링될 수 있다.
상기에서, 아웃 커플링면(19)은 지지체(3)의 측면들 중 하나로 형성된다. 상기 면을 제외하고, 소자는 바람직하게는 모든 측에서, 그리고 더욱 바람직하게는 전면으로 거울 코팅되는 것이 바람직하다. 복사(20)는 아웃 커플링면을 경유하여 소자로부터 방출될 수 있다.
도 1에 따른 소자는 측면 방출형 소자(Side-Looker)로 형성되며, 상기 소자에서 복사는 활성 영역을 가로지르는 방향으로 연장된 아웃 커플링면(19)을 경유하 여 방출된다. 복사(20)는, 특히, 활성 영역에 대해 평행한 방향으로 소자로부터 아웃 커플링될 수 있다. Side-Looker 소자는 예를 들면 액정 표시장치와 같은 표시 장치의 백라이트를 위해, 또는 광도파로에서 복사의 커플링을 위해 매우 적합하다.
연결면들(70, 80)이 소자(1)의 공통의 측에 구비되므로, 거울 코팅되지 않은 아웃 커플링면을 선택할 때 자유도가 향상된다는 이점이 있다. 아웃 커플링면은 각각의 면을 단순히 거울 코팅하지 않음으로써 형성할 수 있다.
아웃 커플링면(19)에는 다른 부재가 도포될 수 있다(미도시). 예를 들면, 변환 물질을 포함한 발광 변환층이 아웃 커플링면에 도포될 수 있다. 상기 층은 활성 영역에서 생성된 복사를 흡수하고, 더 큰 파장의 복사로 변환할 수 있다. 두 복사가 혼합될 수 있어서, 발광 변환층과 반대 방향에 있는 소자의 측에서 예를 들면 백색광과 같은 혼합색의 복사가 출사된다. 적합한 변환 물질은 예를 들면 문헌[WO 98/12757]에 기재되어 있으며, 이의 전체적 개시 내용은 본원에 포함된다. 대안적 또는 보완적으로, 아웃 커플링면상에는 예를 들면, 특히 렌즈와 같이 빔 형성을 위한 반사 부재 또는 회절 부재와 같은 광학 부재가 배치되고, 특히 소자상에 도포될 수 있다. 또한, 아웃 커플링면의 측에 광 결정 구조가 배치될 수 있다.
상기와 같은 소자(1)는 일괄적으로 제조될 수 있고, 이 때 상기와 같은 복수 개의 소자들이 동시에 얻어질 수 있다. 그러므로, 이러한 일괄 제조는 매우 비용 경제적이다.
복수 개의 광전 소자들을 일괄적으로 제조하기에 적합한 방법은 문헌[WO 2005/081319]에 기재되어 있으며, 이의 전체 개시 내용은 명백하게 참조로서 본 특허 출원서에 포함된다.
복사 생성을 위한 반도체칩을 포함하며, 상기 반도체칩이 상기 칩을 보호하는 하우징 또는 리드프레임에 실장되고, 이 때 상기 실장 이후 칩들이 각각의 소자로 개별화되며, 일괄적으로 봉지(encapsulation)되지는 않는 종래의 광전 소자에 비해, 본원에 기술된 소자는 완전히 일괄적으로 제조될 수 있다.
결합체로부터 소자들이 개별화된 이후 상기 소자들을 보호하기 위해 차후에 상기 소자를 봉지하는 단계는 생략될 수 있다.
오히려, 보호 역할을 하는 봉지부(40)는 이미 결합체에 구비되어 있을 수 있다. 도 1에서 봉지부는 점선으로 표시되어 있다. 반도체 몸체는 봉지부에 매립되는 것이 적합하다. 봉지부(40)는 개별화된 소자의 일부이다. 봉지부(40)는 개별화된 외측면들(41)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 봉지부(40)는 활성 영역(4)을 예를 들면 습기와 같은 유해한 외부 영향으로부터 보호한다.
봉지부를 위해, 예를 들면 BCB와 같은 성형 컴파운드가 반도체 몸체상에 도포될 수 있다. 이후, 상기 성형 컴파운드는 경화되는 것이 적합하다. 경화된 봉지부는 기계적으로 안정적이며, 활성 영역을 효과적으로 보호한다. 봉지부(40)는 반도체 몸체(2)를 둘러쌀 수 있다. 바람직하게는, 봉지부는 지지체와 함께 반도체 몸체를 보호한다. 바람직하게는, 봉지부(40)는 반도체 몸체(2)에서 지지체(3)를 향해 있지 않은 모든 측들을 따라 연장되며, 이 때 바람직하게는, 연결면들(70, 80)은 반도체 몸체(2)와 반대 방향에 있는 봉지부(40)의 측에서 노출되어 있다.
질화물 화합물 반도체는 외부 영향에 대한 내구성이 매우 우수하여, 질화물계 소자의 경우 봉지부는 비교적 위험 없이 생략될 수 있다.
그에 반해, 인화물- 및 비화물 화합물 반도체는, 특히 상기 반도체가 Al을 함유한 경우, 예를 들면 습기와 관련하여 더 민감하다. 그러므로, 소자의 반도체 몸체가 이러한 물질들 중 하나를 함유한 경우, 봉지부를 구비하는 것이 매우 유리하다.
연결측의 평면도에서 보았을 때, 반도체 몸체(2)에 의해 덮인 면의 면적 대 소자(1)가 연장되는 전체면의 면적의 비율은 0.2 보다 크고, 바람직하게는 0.3 보다 크며, 더욱 바람직하게는 0.5 보다 크고, 가장 바람직하게는 0.7 보다 클 수 있다.
반도체 몸체로부터의 복사 방출, 특히 반도체 몸체(2)로부터 지지체(3)로 복사가 통과하는 것을 용이하게 하기 위해, 반도체 몸체(2)에서 연결측과 반대 방향에 있는 표면, 특히 지지체를 향한 반도체 몸체(2)의 표면은 융기부들 및 함몰부들을 포함한 표면 구조(21)를 가질 수 있다. 상기와 같은 구조는 예를 들면 반도체 몸체의 상기 표면을 식각에 의해 러프닝(roughening)하거나, 또는 특히 지지체가 성장 기판으로부터 형성된 경우, 평편하지 않은 성장 기판을 목적에 따라 사용함으로써 얻을 수 있다. 평편하지 않은 성장 기판에 의해, 기판측의 에피택시얼된 반도체층들에서 오프셋(offset)이 발생할 수 있고, 이 때 상기 오프셋에 의해 평편하지 않은 표면이 형성된다. 상기와 같은 표면 구조(21)는 도 1D에 매우 간략하된 단면도로서 개략적으로 도시되어 있다.
상기와 같은 표면 구조(21)에 의해, 반도체 몸체와 지지체 사이의 경계면에서 예를 들면 전반사와 같은 반사가 방해받을 수 있다. 따라서 반도체 몸체(2)로부터 지지체(3)로 복사가 통과하는 것이 용이해진다. 예를 들면, 질화물 화합물 반도체의 반도체 몸체의 경우에, 사파이어 지지체, 바람직하게는 성장 기판으로부터 제조된 사파이어 지지체가 사용된다면, 상기 지지체는 질화물 화합물 반도체 물질보다 굴절률이 작아서, 반도체 몸체에서 전반사가 진행될 위험이 있다. 이러한 전반사는 표면 구조(21)에 의해 방해받을 수 있다.
바람직하게는, 제2 접촉부(8)가 연장되어 있는 리세스(들)(11)은 경사져서 형성된다. 상기와 같이 경사진 형성예는 도 1E의 부분 단면도에 개략적으로 도시되어 있다. 리세스에 배치된 접촉 물질에서 복사가 반사되므로, 반도체 몸체에서의 복사 진행이 방해받을 수 있다. 반도체 몸체로부터 지지체로 통과하는 복사속은 증가할 수 있다. 바람직하게는, 리세스는 소자의 연결측으로부터 시작하여 상기 연결측과 반대 방향에 있는 활성 영역의 측의 방향으로 가면서 뾰족해진다. 상기와 같은 형성 방식은 예를 들면 적합한 경사를 가진 마스크를 이용한 건식 식각에 의해 상기 리세스를 형성함으로써 달성할 수 있다.
바람직하게는, 아웃 커플링면(19)은 융기부들 및 함몰부들을 포함한다. 상기와 같은 아웃 커플링 구조를 이용하여, 아웃 커플링면에서 (전)반사가 방해받음으로써, 상기 아웃 커플링을 경유하여 출사되는 복사속은 증가할 수 있다. 이러한 아웃 커플링 구조는 도 1B 및 1C에 점선으로 도시되어 있다.
도 2는 광전 소자의 다른 실시예를 도시하되, 도 2A는 개략적 평면도를, 도 2B는 개략적 단면도를 도시한다. 도 2B의 단면은 도 2A의 라인 A-A를 따라 얻은 것이다. 도 2에 따른 실시예는 도 1과 관련하여 기술된 실시예에 실질적으로 상응한다.
이와 달리, 연결측과 반대 방향에 있는 반도체 몸체의 측에서 전기적으로 접촉하는 것, 특히 반도체 몸체(2)의 영역(6)에서의 전기적 접촉은 상기 반도체 몸체(2)를 래터럴 방향으로 한정하는 측면(22)옆에서 래터럴로 수행된다. 도 1의 실시예에 따른 리세스들 및 접촉 돌출부들, 그리고 그에 상응하는 제2 절연층(13)은 생략될 수 있다. 접촉층(71) 및 바람직하게는 반사체층(72)은 연속형 층으로서 실시될 수 있다.
제2 접촉부(8)는 활성 영역(4)을 한정하는 반도체 몸체의 측면(22) 옆에서 상기 연결측으로부터 시작하여 상기 연결측과 반대 방향에 있는 활성 영역(4)의 측까지 연장된다. 이를 위해 바람직하게는, 제2 접촉부(8)는, 활성 영역의 옆에서 형성되며, 상기 활성 영역보다 돌출되고 바람직하게는 절연층(10)상에 증착되는 층(84)을 포함한다. 상기 층(84)은 상기 연결측과 반대 방향에 있는 활성 영역(4)의 측에 위치한 접촉 영역(23)에서 반도체 몸체, 특히 영역(6)과 전기 전도적으로 연결된다.
바람직하게는, 상기 층(84)은 반도체 몸체를 프레임형으로 둘러싼다. 그러므로, 대면적 복사 생성을 위해, 활성 영역(4)에 걸쳐 균일한 전하 캐리어 주입이 용이해질 수 있다.
또한, 반도체 몸체의 측면(22)도 경사져서 실시된다. 반도체 몸체를 향해 있으며 경사진 상기 제2 접촉부(8)의 층(84)의 표면에서 수행되는 반사에 의해, 반도체 몸체에서의 복사 진행이 방해받을 수 있다. 이를 통해, 지지체(3)로 진입하는 복사속은 증가할 수 있다.
도 1에 따른 실시예와 달리, 지지체(3)의 모든 측면들(17)이 거울 코팅되며, 특히 거울층(14)을 구비한다. 반도체 몸체(2)와 반대 방향에 있는 지지체(3)의 표면(18)은 거울 코팅되지 않은 아웃 커플링면(19)으로 형성된다. 즉, 소자는 Top-Looker로 실시된다. 아웃 커플링면(19)은 도면에 점선으로 표시되어 있는 표면 구조를 포함할 수 있다. 물론, 거울 코팅이 적합하게 형성되는 경우, 도 1에 따른 소자가 Top-Looker로, 도 2에 따른 소자가 Side-Looker로 형성될 수도 있다.
물론, 도 2의 도면에 상응하여 경사진 반도체 몸체(2)의 측면 및/또는 지지체(3)의 측면은 도 1에 따른 소자에서도 고려될 수 있다.
도 2에 따른 소자(1)는 도 1B 및 1C에 표시된 바와 같은 봉지부(40)를 구비할 수 있다. 또한, 지지체(3)를 향해있는 반도체 몸체(2)의 측에는 도 1D에 따른 구조가 포함될 수 있다.
도 1 및 도 2에 따른 칩형 소자는 예를 들면 액정 표시 장치와 같은 표시 장치의 백라이트를 위해, 또는 광도파로에서 복사의 커플링을 위해 매우 적합하다.
도 3은 복수 개의 광전 소자들의 제조 방법에 대한 실시예를 도시하되, 도 3A 내지 3D에서 상기 방법의 중간 단계를 개략적으로 도시한다.
도 3A의 평면도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 우선 복수 개의, 특히 동일한 종류의, 결합체들(30)이 준비된다. 결합체들(30)은 보조 지지체(31)상에 나란 히 배치된다. 도 3에는 보조 지지체(31)상에 배치된 결합체들(30)에 대해, 하나의 세부도만 도시되어 있다.
이 때, 개별 결합체는 각각 하나의 지지층(300)을 포함한다. 지지층(300)상에 각각 복수 개의 반도체 몸체들(2)이 배치된다. 바람직하게는, 반도체 몸체들은 도 1 및 도 2와 관련하여 기술된 반도체 몸체와 같이 형성된다. 특히, 연결측에서 전기적으로 서로 절연되는 2개의 접촉부들(7, 8)을 포함한 접촉 구조가 이미 구비될 수 있다. 상기 접촉부들은 반도체 몸체의 활성 영역과 전기 전도적으로 연결된다. 명료한 도면을 위해, 접촉 구조의 형성 및 활성 영역은 상세히 도시되어 있지 않다. 접촉부들(7, 8)의 연결면들(70, 80)은 지지층(300)과 반대 방향에 있는 반도체 몸체(2)의 측에 배치된다.
결합체들(30)은 예를 들면 1차 결합체가 개별화됨으로써 얻을 수 있다. 1차 결합체는 반도체 웨이퍼에 의해 형성될 수 있으며, 상기 웨이퍼는 성장 기판 및 상기 기판상에 에피택시얼 성장된 반도체층 구조체를 포함한다. 반도체층 구조체로부터 반도체 몸체들(2)이 구조화될 수 있다. 반도체 몸체들(2)을 위한 접촉부들(7, 8)은 1차 결합체에 이미 구비되어 있을 수 있다.
1차 결합체는, 반도체 몸체의 형성 이후, 그리고 바람직하게는 접촉부들의 형성 이후 결합체들(30)로 개별화될 수 있다. 지지층(300)이 반도체층 구조체의 성장 기판과 다른 경우, 우선 1차 결합체상에 상기 결합체들의 지지층들을 위한 층이 도포되고, 이후 성장 기판이 분리되며, 이후 상기 지지층들을 위한 층에 의해 결합체들(30)로 개별화될 수 있다. 결합체들-보조 지지체-결합물은 1차 결합체의 개별화 시 형성되며, 이 때 보조 지지체는 상기 결합물을 기계적으로 안정시킨다는 이점이 있다. 보조 지지체(31)상에 다수의 결합체들(30)이 배치될 수 있으며, 상기 결합체들은 예를 들면 50개 이상 또는 100개 이상이다.
바람직하게는, 결합체들(30)은 개별적으로 나란히 배치된 복수 개의 반도체 몸체들(2)을 각각 포함한다. 더욱 바람직하게는, 결합체는 정확히 2개의 반도체 몸체들을 포함한다.
이어서, 결합체들(30)은 거울 코팅된다. 바람직하게는, 상기 거울 코팅전에, 각 결합체에서 직접적으로 거울 코팅되지 않을 부분 영역들, 예를 들면 각 반도체 몸체(2)의 연결측에 보호층(32)이 도포된다. 바람직하게는, 보호층(32)은 직접적으로 거울 코팅되지 않아도 되는 결합체의 영역들에 상기 보호층이 구비되도록 구조화된다. 상기와 같은 보호층을 위해, 예를 들면 가령 포토레지스트와 같은 광 구조화성 물질이 적합하다.
바람직하게는 접촉부들(7, 8)에서 노출되어 있는 모든 영역들을 덮는 보호층(32)이 구비된 이후, 결합체들(30)은 거울층(140)을 구비할 수 있다. 바람직하게는, 거울층(140)은 결합체들상에 증착된다. 이 때, 보조 지지체(31)는 결합 부재들(30)로 덮이지 않은 영역들에서 거울 코팅될 수 있다. 거울층의 도포는 도 3B에 화살표로 표시되어 있다. 결합체들(30)은 보조 지지체(31)를 향하지 않은 측들에서 바람직하게는 전면이 거울 코팅된다.
결합체들의 측면들에서 거울 코팅을 용이하게 하기 위해, 보조 지지체는 신장 가능하게 형성되는 것이 바람직하다. 거울층이 도포되기 전에, 보조 지지체가 신장될 수 있어서, 인접한 결합체들 사이의 공간이 넓어진다. 결합체들의 각 측면들은 간단히 거울층 물질로 덮일 수 있다. 거울층은 예를 들면 거울 금속화물 또는 콜드 거울로 실시될 수 있거나, 거울 금속화물 및 콜드 거울을 포함할 수 있다.
신장 가능한 보조 지지체로, 신장 가능한 필름이 매우 적합하다. 상기와 같은 필름은 예를 들면 Hitachi사의 쏘우 필름(saw film)으로 얻을 수 있다.
각 결합체(30)에서 보조 지지체(31)를 향해 있는 측으로서, 결합체들상에 도포된 거울층 물질의 맞은편에서 그늘진 측은, 미리, 예를 들면 아직 1차 결합체 상태일 때, 이미 다른 거울층(141)을 구비할 수 있다. 반도체 몸체들(2)과 반대 방향에 있는 지지층의 측이 제조될 광전 소자들의 아웃 커플링면의 형성을 위해 예정된 경우, 상기 면의 거울 코팅 및 그에 상응하는 거울층(141)이 생략될 수 있다. 결합체들이 거울 코팅된 이후 생성된 구조는 도 3B에서 개략적 부분 단면도로 도시되어 있다.
이어서, 보호층(32)은 상기 보호층상에 배치된 거울층의 일부 영역과 함께 다시 제거될 수 있다. 이를 통해, 접촉부들(7, 8)은 다시 노출된다. 접촉부들의 연결면들이 보조 지지체(31)를 향해있는 경우 보호층(32)은 생략될 수 있다(미도시). 보조 지지체를 향해 있는 측은 증착된 거울층의 맞은편에서 그늘진다. 별도로 구비된 보호층 없이도, 거울 물질이 접촉부들에 직접 닿는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 단락의 위험이 줄어든다.
이후, 결합체들(30)은 소자들(1)로 개별화될 수 있다. 개별화는 2개의 인접한 반도체 몸체들(2) 사이의 영역에서 결합체들이 절단됨으로써 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 3C의 라인(33)을 따라 개별화가 수행될 수 있다. 이 때, 거울층(140)은 절단된다. 개별화 시, 지지층(300)도 절단된다. 상기 절단에 의해 상기 거울 코팅 이후에 노출되는 영역에서, 지지층(300)으로부터 생성된 지지체(3)는 거울 코팅되지 않는다. 경우에 따라서, 거울층(141)이 반도체 몸체들(2)과 반대 방향에 있는 지지층(300)의 측에 배치된 경우, 상기 거울층도 절단된다. 개별화된 소자들은 보조 지지체(31)로부터 분리될 수 있다.
결합체, 특히 지지층(300)은 개별화를 위해 예를 들면 우선 스크라이빙되고, 이후 상기 스크라이빙된 영역에서 절단될 수 있다. 상기 스크라이빙은 예를 들면 레이저를 이용한다.
도 3C에 따른 결합체(30)가 개별화되면, 거울 코팅되지 않고 특히 서로를 향해 있는 아웃 커플링면들을 포함한 2개의 Side-Looker 소자들이 생성된다. 소자들(1)은 각각 하나의 개별화된 아웃 커플링면을 포함하고, 예를 들면 도 1에 따라 형성된다. 개별화된 이후의 소자(1)에 대한 부분 평면도는 도 3D에 도시되어 있다. 스크라이빙 및 그 이후의 절단에 의해 개별화가 수행되면, 아웃 커플링면은, 특히 반도체 몸체(2)의 측에서 구조화된 영역(191)을 포함하고, 그리고 특히 반도체 몸체로부터 이격된 영역에서는 상기 구조화된 영역에 비해 평편한, 바람직하게는 꺾어진 영역(192)을 포함한다. 개별화 시, 아웃 커플링면(19)에서 아웃 커플링 구조가 생성될 수 있다. 상기 구조를 이용하면, 상기 면을 경유하여 아웃 커플링된 복사속은 증가할 수 있다. 이 때, 거울 코팅부(14)는 거울층들(141, 140)의 부분들을 포함하며, 상기 부분들은 결합체들의 개별화 시 얻어진다.
개별화 시, 지지층(300)으로부터 소자(1)의 지지체(3)가 생성된다. 결합체(30)의 개별화 시, 동시에 2개의 측면 방출형 소자들(Side-Looker), 특히 서로를 향해있는 아웃 커플링면(19)을 포함한 소자들이 형성될 수 있다.
표면 방출형 소자, 특히 Top-Looker에서 반도체 몸체(2)와 반대 방향에 있는 지지체(3)의 면이 아웃 커플링면으로 형성되어야 하는 경우, 적합하게는 거울층(141)이 생략된다. Top-Looker의 경우, 개별화 시 형성되는, 거울 코팅되지 않은 지지체(3)의 측면은 경우에 따라서 이후 -경우에 따라서 보조 지지체(31)가 신장되면서- 거울 코팅될 수 있다.
또는, 소자(1)는 우선 전면으로, 그리고 경우에 따라서 그늘진 측에 이르기까지 모든 측에서 거울 코팅될 수 있고, 이후, 아웃 커플링면의 형성을 위해 예정된 면은 거울층을 포함하지 않을 수 있다. 아웃 커플링면으로 예정된 면이 상기와 같이 거울층을 포함하지 않도록 하기 위해, 아웃 커플링면으로 예정된 결합체(30)의 영역들에는 경우에 따라서 다른 보호층(34)이 구비될 수 있다. 이후, 거울 코팅될 수 있고, 이후, 상기 거울 코팅된 보호층(34)은, 경우에 따라서 접촉부들(7, 8)을 덮는 보호층(32)과 함께 제거될 수 있는 것이 바람직하다. 이 때, 아웃 커플링면이 노출될 수 있다. 결합체(30)는 거울 코팅된 보호층이 제거되기 전 또는 그 후에 개별화될 수 있다. 접촉부들의 연결면들이 보조 지지체(31)를 향해 있는 경우 보호층(32)은 생략될 수 있다(미도시). 보조 지지체를 향해있는 측은 증착된 거울층의 맞은편에서 그늘진다. 그러므로, 별도의 보호층을 구비하지 않고도, 거울 물질이 접촉부들에 직접 닿는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 단락의 위험이 줄 어든다.
보호층(34)은 액상 상태로 결합체상에 도포될 수 있고, 도포된 이후, 경우에 따라서, 예를 들면 열에 의해 경화될 수 있다. 예를 들면, 보호층은 폴리비닐알콜(약어로 PVA)을 포함할 수 있다. PVA 보호층은 열에 의해 경화될 수 있다. 또한, 바람직하게는, 예를 들면 수용성과 같은 가용성 보호층이 구비된다. 이 경우, 보호층은 간단하게 세척될 수 있다. PVA는 수용성이다.
도 4A 및 4B는 상기와 같은 방법의 중간 단계들을 개략적 단면도로 도시하며, 이 때 도 4A는 거울 코팅된 이후의 상태를, 도 4B는 거울 코팅된 보호층(들)의 제거 이후의 상태를 도시한다. 이러한 방식으로, 예를 들면 도 2에 따른 소자가 제조될 수 있다.
보호층이 구비되는 것에 대한 대안으로서, 거울층은 거울 코팅된 아웃 커플링면으로부터 기계적 하중에 의해 제거될 수 있다. 이는 도 5에 개략적으로 표시되어 있다. 이를 위해, 결합체(30)의 지지층(300) 또는 이미 개별화된 소자(1)의 지지체(3)는 반도체 몸체(2)와 반대 방향에 있는 측으로부터 그라인딩될 수 있다. 이를 통해, 지지층(300) 내지 지지체(3)에서 반도체 몸체와 반대 방향에 있는 측의 거울 코팅부(141)가 제거된다. 이 때, 특히, 지지체(3)의 일부 내지 지지층(300)의 일부가 제거될 수도 있다.
소자(1)의 지지체(3)는 얇아질 수 있다.
도 6은 광전 소자(1)의 다른 실시예를 개략적 단면도로 도시한다. 소자(1)는 Side-Looker 소자로 형성된다. 상기 소자(1)는 도 1과 관련하여 기술된 소자에 실질적으로 상응하며, 이 때 접촉층은 생략될 수 있다. 도 1에 따른 접촉 구조는 이미 언급된 이점들이 있어 바람직하긴 하나, 이는 도 6의 도면에서는 명료한 도면을 위해 명확하게 도시되어 있지 않다. 또는, 소자의 접촉은 도 2와 관련하여 기술된 소자에 따라 실시될 수 있다.
상기 기술된 소자들과 달리, 도 6에 따른 소자는, 활성 영역(4)상에 연장되는, 바람직하게는 완전히 연장되는 반사체면(35)을 포함하고, 상기 반사체면은 활성 영역(4)과 관련하여 경사를 가지는 데, 즉 활성 영역과 90°외의 각도, 바람직하게는 예각(α)을 이룬다. 45°이하의 각도는 매우 유리한 것으로 확인되었다. 예를 들면, 각도(α)는 45°이다. 바람직하게는, 반사체면(35)은 거울 코팅되고, 이를 위해 거울층(14)을 구비한다.
반사체면(35)은 결합체에서 지지체(3) 내지 지지층(300)이 적합하게 구조화됨으로써 형성될 수 있다. 또는, 부분적으로 거울 코팅된 복사 투과성 아웃 커플링창(outcoupling window)(36)은 지지체(3)와 결합될 수 있다. 이는 점선으로 표시되어 있다. 바람직하게는, 아웃 커플링창(36)은 지지체(3)와 기계적으로 안정되게 결합되며, 예를 들면 접착된다. 바람직하게는, 예를 들면 자외선 복사 또는 청색 복사와 같은 단파 복사의 영향에 대해 안정적인 물질이 아웃 커플링창(36)을 위해, 그리고/또는 지지체(3)와 아웃 커플링창(36) 사이의 고정층을 위해 사용된다. 이를 위해 예를 들면, 아웃 커플링창은 유리 또는 예를 들면 BCB와 같은 폴리머 물질을 함유한다.
고에너지 복사에 대해 내구성을 가진 물질들을 아웃 커플링창을 위해 사용하 는 것은, 질화물 화합물 반도체 물질로 구성되며, 예를 들면 청색 복사 또는 자외선 복사와 같은 고에너지 단파 복사를 생성할 수 있는 반도체 몸체의 경우에, 매우 적합하다.
경사진 반사체면(35)에 의해, 복사는 원하는 대로 아웃 커플링면(19)으로 유도될 수 있다. 경사진 반사체면(35)을 위해 쐐기형 몸체가 매우 적합하다. 그에 상응하여, 예를 들면 지지체(3)가 일 영역에서 쐐기형 구조를 가지거나, 또는 쐐기형 아웃 커플링창(36)이 사용된다.
아웃 커플링면(19)은 반사체면(35)에 걸쳐, 바람직하게는 전체 반사체면(35)에 걸쳐 연장된다. 반사체면 및 아웃 커플링면은 경사형으로, 특히 서로 간에 90°외의 각도를 이루며 형성된다. 상기 각도는 예를 들면 45°이다. 또한, 바람직하게는, 아웃 커플링면은 활성 영역에 대해 수직이다.
바람직하게는, 경사진 반사체면(35)은 일괄적으로 형성된다. 예비 형성된 복수 개의 아웃 커플링창 영역들을 포함한 창 결합물은 결합체들상에 고정되거나, 이미 1차 결합체에 구비될 수 있다.
경우에 따라서, 아웃 커플링창(36)은 반도체 몸체(2)상에 직접 도포될 수 있다. 예를 들면 성장 기판과 같은 지지체(3)는 그에 상응하여 제거될 수 있다. 이에 따라, 소자의 크기가 줄어든다.
도 7은 광전 소자(1)의 다른 실시예를 개략적 단면도로 도시한다. 소자(1)는 도 1과 관련하여 기술된 소자에 실질적으로 상응한다. 이와 달리, 반도체 몸체(2)를 기계적으로 안정시키는 지지체는 생략된다. 소자(1)의 아웃 커플링면(19) 은 활성 영역(4)에 걸쳐 연장되되, 활성 영역을 가로지르며 연장된다. 아웃 커플링면(19)은, 래터럴 방향에서, 활성 영역(4)을 한정하는 반도체 몸체(2)의 측면(15)의 옆에 배치될 수 있다. 아웃 커플링면은 예를 들면 반도체 몸체와 반대 방향에 있는 절연층(10)의 측으로 형성될 수 있다. 경우에 따라서, 반도체 몸체의 측면(15)은 직접적으로 아웃 커플링면을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 반도체 몸체는 측면(15)의 측에서 절연층(10)을 구비하지 않는 것이 적합하다.
도 7에 도시된 소자, 예를 들면 발광 다이오드는, 별도로 구비되어 반도체 몸체를 안정화시키는 부재를 포함하지 않는다. 상기 반도체 몸체는 에피택시얼 성장되어 있는 것이 바람직하다. 특히, 지지체(3)는 생략된다.
지지체를 포함하지 않은 소자는 크기가 매우 작다는 특징이 있다. 소자는 반도체 몸체(2), 접촉부들(7, 8) 및 그 위에 도포되며 특히 증착되는 층들로 구성된다. 상기 층들은 자체 지지력을 갖지 않고 형성되는 것이 바람직하다.
접촉부들의 연결면들과 반대 방향에 있는 반도체 몸체(2)의 표면(24)에, 특히 직접적으로, 거울층(14)이 구비된다.
아웃 커플링면면(19) 및 연결측을 제외하고, 소자는 거울층(14)을 구비한다. 접촉부(7)의 반사체층(72)에 의해, 연결면들(70, 80)의 측에서 복사는 반도체 몸체(2)로 재귀 반사될 수 있다. 그에 상응하여, 아웃 커플링면(19)의 측에서 얻어지는 복사 발산도는 매우 높다.
아웃 커플링면을 제외하고, 소자의 모든 표면들에 반사 부재 -거울 코팅부(14) 또는 반사체층(72)- 가 구비된다.
물론, 상기와 같이 지지체를 포함하지 않은 소자는 도시된 바와 같이 Side-Looker로만 실시되는 것이 아니라, 거울 코팅이 적합하게 형성된 경우 Top-Looker 소자로도 형성될 수 있다. 이러한 경우, 접촉부들(7, 8)의 연결면들(70, 80)과 반대 방향에 있는 반도체 몸체의 표면, 특히 표면(24)은 일부 영역에서 또는 완전히 거울 코팅되지 않는다. 이 경우, 바람직하게는, 도 7에서 거울을 포함하지 않은 반도체 몸체의 측면(15)은 거울층을 구비한다(미도시). Top-Looker의 경우 반도체 몸체의 표면(24)은 예를 들면 도 1D에 도시된 표면 구조와 같은 표면 구조(21)를 구비하는 것이 적합하다.
지지체(3) 내지 지지층(300)은, 지지체를 포함하지 않으며 특히 성장 기판이 없는 소자(1)가 제조되는 동안, 임시 중간 지지체로서 구비될 수 있다. 그러나, 지지체(3) 내지 지지층(300)은 제조 공정 동안 제거된다. 바람직하게는, 지지체(3) 내지 지지층(300)은 완전히 제거된다.
상기와 같이 지지체 없는 소자를 제조하기 위해, 상기에 기술된 바와 같은 결합체들(30) 또는 상기 결합체들로부터 이미 개별화된 부분들이 보조 지지체(31)상에 배치되되, 접촉부들의 연결면들(70, 80)이 보조 지지체(31)를 향하도록 배치되는 것이 매우 적합하다. 이후, 지지층(300) 내지 이미 개별화된 지지체(3)는 예를 들면 레이저를 이용한 방법을 통해 반도체 몸체들(3)로부터 제거될 수 있다. 상기 제거 단계 이후, 그늘진 측에 이르기까지 전면으로 거울 코팅될 수 있다. 이 때, 바람직하게는, 제조될 소자에서 직접 거울 코팅되지 않는 아웃 커플링면은 적합한 보호층으로 덮이며, 상기 보호층은 거울 코팅 이후 상기 보호층상에 도포된 거울층과 함께 다시 소자로부터 제거됨으로써 아웃 커플링면이 생성된다.
또한, 상기에 그리고 이하에 기술된 다른 소자들도 경우에 따라서 지지체 없는 소자로서 실시될 수 있다.
도 8은 광전 소자(1)의 다른 실시예를 개략적 단면도로 도시한다. 상기 소자는 도 6과 관련하여 기술된 소자에 실질적으로 상응한다. 특히, 소자는 활성 영역에 대해 경사진 반사체면(35)을 포함한다. 상기 반사체면은 별도의 아웃 커플링창(36) 또는 지지체(3)에 구비될 수 있다. 도 6에 도시된 소자와 달리, 지지체(3) 내지 아웃 커플링창(36)은 반도체 몸체(2)와 반대 방향에 있는 측에 위치한 일부 영역(37)에서 평편해진다. 상기 영역(37)은 거울 코팅되는 것이 적합하다. 바람직하게는, 상기 부분 영역(37)은 활성 영역에 대해 평행하다.
바람직하게는, 반사체면(35)은 평편해진 부분 영역(37)으로부터 시작하여 활성 영역에 대해 경사를 이루며 상기 반도체 몸체의 방향으로 연장된다. 바람직하게는, 반사체면(35)은 접촉부들(7, 8)의 연결면들(70, 80)과 반대 방향에 있는 반도체 몸체(2)의 표면(24)에 대해 경사진다. 특히, 반사체면(35)은 활성 영역(4)상에서 부분적으로만 연장된다.
도 6의 소자에 비해, 소정의 각(α)에서, 소자의 크기 -즉 상기 소자의 연결면들로부터 상기 연결면들과 반대 방향에 있는 소자의 측까지 이르는 규격- 는 유리하게 감소한다.
활성 영역상에서 부분적으로만 연장되는 반사체면(35)을 이용하여, 복사는 아웃 커플링면(19)의 방향으로 이미 효과적으로 편향될 수 있다.
도 9는 광전 소자(1)의 다른 실시예를 개략적 단면도로 도시한다. 상기 소자는 도 6 및 도 8과 관련하여 기술된 소자에 실질적으로 상응한다. 도 8에 도시된 소자와 유사하게, 반사체면(35)은 활성 영역을 부분적으로만 덮는다. 도 8과 달리, 아웃 커플링창(36)을 향해있는 반도체 몸체의 표면(24)의 일부 영역은 아웃 커플링창을 포함하지 않는다. 바람직하게는, 노출된 표면(24)에 거울층(14)이 구비된다. 적합하게는, 거울층(14)은 상기 표면의 측에서 반도체 몸체상에, 또는 상기 반도체 몸체상에 도포된 절연 물질상에 직접 도포된다. 반사체면(35)에도 거울층(14)이 구비된다. 도 8의 평편해진 영역(37)의 경우와 마찬가지로, 래터럴 방향으로 가면서 작아지는 아웃 커플링창(36), 바람직하게는 쐐기형 또는 원뿔형의 아웃 커플링창에 의해, 소자의 크기는 예를 들면 45°와 같은 소정의 각도에서 작아질 수 있다. 상기 아웃 커플링창은 활성 영역의 일부 영역상에서만 연장된다.
아웃 커플링창 및/또는 아웃 커플링면은 예를 들면 반도체 몸체(2)의 폭과 같은 상기 반도체 몸의 횡 규격을 따른 범위, 그리고/또는 예를 들면 반도체 몸체의 길이와 같은 상기 반도체 몸체(2)의 종 규격을 따른 범위가 반도체 몸체보다 작다. 상기와 같이 작은 규격을 이용하여, 예를 들면 스포트라이트(spotlight)가 생성될 수 있다.
아웃 커플링창(36)은 별도의 창으로서, 바람직하게는 지지체(3) 내지 지지체창(300)을 포함하지 않는 반도체 몸체상에 도포될 수 있거나, 또는 지지체(3)로부터 제조된 부분으로 이루어진 지지 부재(38)일 수 있다. 바람직하게는, 아웃 커플링창(36)은 일괄적으로 형성된다.
아웃 커플링창을 향한 반도체 몸체의 표면이 거울 코팅됨으로써, 아웃 커플링창이 작음에도 불구하고, 복사가 아웃 커플링면으로 안내될 수 있어서, 높은 복사 발산도가 달성될 수 있다.
본 특허 출원은 2007년 4월 26일자의 독일 특허 출원 10 2007 019776.6의 우선권을 주장하며, 이의 개시 내용은 본문에서 참조로 명백하게 본 특허 출원에 포함된다.
본 발명은 실시예들의 기재 내용에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명은 각각의 새로운 특징 및 각각의 특징 조합을 포함하고, 이는 특히 특허 청구 범위의 특징들의 각 조합을 포함하며, 이러한 특징 또는 이러한 조합은 그 자체로 명백하게 특허 청구 범위 또는 실시예들에 제공되지 않더라도 그러하다.

Claims (15)

  1. 복사 생성에 적합한 활성 영역(4)을 구비한 반도체 몸체(2); 및 상기 반도체 몸체상에 배치된 2개의 전기 접촉부들(7, 8)을 포함한 광전 소자(1)에 있어서,
    상기 접촉부들은 상기 활성 영역과 전기 전도적으로 연결되고;
    상기 접촉부들은 상기 반도체 몸체와 반대 방향에 있는 각각 하나의 연결면(70, 80)을 포함하고;
    상기 연결면들은 상기 소자의 연결측에 배치되고; 그리고
    상기 소자에서 상기 연결측 외의 측에는 거울 코팅되는 것을 특징으로 하는 광전 소자(1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 거울 코팅은 전기 전도 거울층 및 유전체 거울층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 소자(1)의 아웃 커플링면(19)은 융기부들 및 함몰부들(191)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 소자는 측면 방출형 소자(1)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 소자에서 거울 코팅된 면(35)은 상기 활성 영역상에서 상기 활성 영역(4)에 대해 경사져서 연장되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 소자는 표면 실장형 소자로 실시되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
  7. 복수 개의 광전 소자들(1)을 제조하는 방법에 있어서,
    지지층(300), 및 복사 생성에 적합한 활성 영역(4)을 각각 구비하고 상기 지지층(300)상에 배치된 복수 개의 반도체 몸체들(2)을 포함한 결합체(30)를 준비하는 단계;
    상기 결합체상에 거울층(140, 141)을 도포하는 단계; 및
    상기 결합체를 복수 개의 광전 소자들로 개별화하는 단계
    를 포함하며,
    상기 광전 소자들은 각각 하나의 아웃 커플링면(19), 및 상기 소자를 한정하고 거울층을 구비하여 거울 코팅된 측면(15, 22, 17)을 포함하고, 상기 측면은 아웃 커플링면과는 다른 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 거울층(140)의 도포 단계 전에 상기 결합체(30)에 국부적으로 보호층(32, 34)을 구비하고, 상기 거울층의 도포 단계 후에 상기 보호층(32, 34)을 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 아웃 커플링면(19)의 형성을 위해 예정된 상기 결합체(30)의 면을 우선 거울 코팅하고, 상기 아웃 커플링면의 형성을 위해 상기 거울층(140, 141)을 적어도 국부적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 아웃 커플링면의 형성을 위해 예정된 상기 결합체(30)의 면에 보호층(34)을 구비하고, 상기 보호층을 거울 코팅하며, 이후, 거울 코팅된 보호층을 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 7 내지 청구항 9 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 거울층의 도포 단계 시, 상기 아웃 커플링면(19)의 형성을 위해 예정된 상기 결합체(30)의 측이 그늘지도록(shaded) 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    결합체의 개별화 단계 시, 상기 소자(1)의 아웃 커플링면(19)이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 결합체(30)의 개별화 단계 시, 상기 아웃 커플링면(19)에 함몰부들(191)을 형성시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 청구항 7 내지 청구항 13 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 개별화 단계 시, 상기 거울층(140, 141)이 절단되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 청구항 7 내지 청구항 14 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 거울층(140)을 상기 결합체(30)상에 증착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
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