KR20110073039A - Nitride semiconductor light emitting device, method of fabricating the same and liquid crystal display device having thereof - Google Patents

Nitride semiconductor light emitting device, method of fabricating the same and liquid crystal display device having thereof Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A nitride semiconductor light emitting diodes, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device including the same are provided to improve the light extracting efficiency by adjusting the size and the alignment of metal patterns. CONSTITUTION: A groove is formed on the rear side of a substrate. Metal patterns(155) are formed by filling metal with the superior thermal conductivity in the groove. An n-type semiconductor layer(103), an active layer, a p-type semiconductor layer(105) are successively formed on the upper side of the substrate. The n-type semiconductor layer is composed of a nitride semiconductor. A p-electrode and an n-electrode are respectively formed on the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer. The metal includes aluminum, platinum, and palladium.

Description

질화물 반도체 발광소자와 그 제조방법 및 이를 구비한 액정표시장치{NITRIDE SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE, METHOD OF FABRICATING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THEREOF}NITRIDE SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE, METHOD OF FABRICATING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THEREOF}

본 발명은 질화물 반도체 발광소자와 그 제조방법 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)를 이용하여 액정표시패널에 광을 공급하는 질화물 반도체 발광소자와 그 제조방법 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitride semiconductor light emitting device, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display device having the same. More specifically, a nitride semiconductor that supplies light to a liquid crystal display panel using a plurality of light emitting diodes (LEDs). A light emitting device, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display device having the same.

일반적으로 발광 다이오드를 이용한 발광소자는 우수한 단색(單色)성 피크파장을 가지며 광효율이 우수하고 소형화가 가능하다는 장점을 가지므로, 다양한 디스플레이 장치 및 광원으로서 널리 사용되고 있다.In general, light emitting devices using light emitting diodes have excellent monochromatic peak wavelengths, have excellent light efficiency, and can be miniaturized, and thus are widely used as various display devices and light sources.

현재 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)와 같은 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)의 백라이트 유닛(back light unit), 조명, 옥외 광고판 등에 주로 쓰이는 발광소자는 기본적으로 저 소비전력, 친 환경 등의 이유로 그 소비가 증대되고 있다.Currently, light emitting devices mainly used for backlight units of flat panel displays (FPDs), lighting, outdoor billboards, such as liquid crystal displays (LCDs), are basically low power consumption and environmentally friendly. The consumption is increasing for such reasons.

특히, 액정표시장치의 백라이트 유닛으로 이용되는 발광소자는 고 효율, 저 소비전력 특성이 크게 부각되어 있으며 비용을 낮추기 위해 적은 개수의 발광소자를 이용해 백라이트 유닛을 제작하고 있다.In particular, a light emitting device used as a backlight unit of a liquid crystal display device has a high efficiency and low power consumption characteristics, and a backlight unit is manufactured using a small number of light emitting devices to lower costs.

도 1은 일반적인 질화물 반도체 발광소자의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a general nitride semiconductor light emitting device.

도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 질화물 반도체 발광소자는 내부에 공간이 마련된 반사컵(1), 상기 반사컵(1) 위에 구비된 제 1 전극구조물(9a)과 제 2 전극구조물(9b), 상기 제 2 전극구조물(9b)을 통해 상기 반사컵(1) 내부에 부착된 사파이어 기판(2), 상기 사파이어 기판(2) 상에 형성된 n형 반도체층(3), 상기 n형 반도체층(3)의 모서리 영역의 일부가 노출되도록 패터닝된 활성층(4), 상기 활성층(4) 상에 형성된 p형 반도체층(5), 상기 n형 반도체층(3) 중에서 상기 활성층(4)에 의해 노출된 영역에 형성된 n전극(6b) 및 상기 p형 반도체층(5) 상에 형성된 p전극(6a)으로 구성된다.As shown in the drawing, a typical nitride semiconductor light emitting device includes a reflection cup 1 having a space therein, a first electrode structure 9a and a second electrode structure 9b provided on the reflection cup 1, and the The sapphire substrate 2 attached to the inside of the reflective cup 1 through the second electrode structure 9b, the n-type semiconductor layer 3 formed on the sapphire substrate 2, and the n-type semiconductor layer 3 A region exposed by the active layer 4 among the active layer 4 patterned to expose a portion of the corner region of the semiconductor layer, the p-type semiconductor layer 5 formed on the active layer 4, and the n-type semiconductor layer 3. And an p-electrode 6a formed on the p-type semiconductor layer 5.

이때, 상기 p전극(6a)과 n전극(6b)은 상기 제 1 전극구조물(9a)과 제 2 전극구조물(9b)에 와이어(11)를 통해 각각 연결될 수 있다.In this case, the p-electrode 6a and the n-electrode 6b may be connected to the first electrode structure 9a and the second electrode structure 9b through wires 11, respectively.

여기서, 상기 n형 반도체층(3)과 활성층(4) 및 p형 반도체층(5)은 질화물계, 예를 들어 GaN 반도체로 형성된다.Here, the n-type semiconductor layer 3, the active layer 4 and the p-type semiconductor layer 5 is formed of a nitride-based, for example GaN semiconductor.

이때, 상기 질화물 반도체 발광 소자는 많은 결함을 포함하고 있어 발광소자 구동시 많은 열이 발생한다. 그러나, 상기 질화물 반도체 발광소자는 동종 기판이 존재하지 않아 대체 물질로 사파이어 기판을 사용하는데, 상기 사파이어 기판의 열전도 특성이 좋지 않아 발광소자에서 발생되는 열을 외부로 방출시키기에 매우 불 리하다.In this case, since the nitride semiconductor light emitting device includes many defects, a lot of heat is generated when the light emitting device is driven. However, since the nitride semiconductor light emitting device does not have a homogeneous substrate, a sapphire substrate is used as a substitute material. Since the thermal conductivity of the sapphire substrate is not good, it is very difficult to release heat generated from the light emitting device to the outside.

이러한 방열 문제를 해결하기 위해 패키지 공정에서 방열판 적용 등의 여러 가지 방법이 연구되고 있으나, 칩 단계에서 방열을 해결하기 위한 방법의 거의 전무했다.In order to solve the heat dissipation problem, various methods such as application of a heat sink in the package process have been studied, but there are almost no methods for solving heat dissipation at the chip stage.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 냉음극 형광램프의 환경 규제에 따른 문제점이 없는 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a nitride semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same, which are free from problems caused by environmental regulation of cold cathode fluorescent lamps.

본 발명의 다른 목적은 방열특성을 향상시키는 동시에 광 추출 효율을 향상시키도록 한 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a nitride semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same, which improve heat dissipation characteristics and improve light extraction efficiency.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 질화물 반도체 발광소자를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having the nitride semiconductor light emitting device described above.

본 발명의 또 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Further objects and features of the present invention will be described in the configuration and claims of the invention which will be described later.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 질화물 반도체 발광소자는 기판의 후면에 소정 형상으로 형성된 홈; 상기 홈 내부에 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 형성된 금속패턴; 상기 기판의 상부에 질화물 반도체로 순차적으로 형성된 n형 반도체층과 활성층 및 p형 반도체층; 및 상기 p형 반도체층과 n형 반도체층 상에 각각 형성된 p전극과 n전극을 포함한다.In order to achieve the above object, the nitride semiconductor light emitting device of the present invention comprises a groove formed in a predetermined shape on the back of the substrate; A metal pattern formed by filling the inside of the groove with a metal having excellent thermal conductivity; An n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer sequentially formed of a nitride semiconductor on the substrate; And a p electrode and an n electrode formed on the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, respectively.

본 발명의 질화물 반도체 발광소자를 구비한 액정표시장치는 액정표시패널; 및 상기 액정표시패널에 광을 공급하며, 기판의 후면에 소정 형상으로 형성된 홈, 상기 홈 내부에 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 형성된 금속패턴, 상기 기판 의 상부에 질화물 반도체로 순차적으로 형성된 n형 반도체층과 활성층 및 p형 반도체층 및 상기 p형 반도체층과 n형 반도체층 상에 각각 형성된 p전극과 n전극으로 이루어진 다수개의 질화물 반도체 발광소자를 포함한다.A liquid crystal display device having a nitride semiconductor light emitting device of the present invention includes a liquid crystal display panel; And a groove formed in a predetermined shape on a rear surface of the substrate, a metal pattern formed by filling a metal having excellent thermal conductivity inside the groove, and an n-type semiconductor sequentially formed of a nitride semiconductor on the substrate. And a plurality of nitride semiconductor light emitting devices each having a layer, an active layer, a p-type semiconductor layer, and a p electrode and an n electrode formed on the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, respectively.

본 발명의 질화물 반도체 발광소자의 제조방법은 기판의 후면에 소정 형상의 홈을 형성하는 단계; 상기 홈 내부를 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 소정의 금속패턴을 형성하는 단계; 상기 금속패턴이 형성된 기판의 상부에 질화물 반도체로 이루어진 n형 반도체층과 활성층 및 p형 반도체층을 형성하는 단계; 및 상기 p형 반도체층과 n형 반도체층 상에 p전극과 n전극을 각각 형성하는 단계를 포함한다.The method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device of the present invention comprises the steps of forming a groove of a predetermined shape on the rear surface of the substrate; Filling the inside of the groove with a metal having excellent thermal conductivity to form a predetermined metal pattern; Forming an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer made of a nitride semiconductor on the substrate on which the metal pattern is formed; And forming a p electrode and an n electrode on the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, respectively.

본 발명의 질화물 반도체 발광소자의 다른 제조방법은 기판의 상부에 질화물 반도체로 이루어진 n형 반도체층과 활성층 및 p형 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 p형 반도체층 상에 p전극을 형성하는 단계; 상기 p전극이 형성된 상기 기판의 후면에서 상기 n형 반도체층의 두께 일부까지 소정 형상의 홈을 형성하는 단계; 및 상기 홈 내부를 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 소정의 금속패턴을 형성하는 단계를 포함한다.Another method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device of the present invention comprises the steps of sequentially forming an n-type semiconductor layer, an active layer and a p-type semiconductor layer made of a nitride semiconductor on the substrate; Forming a p electrode on the p-type semiconductor layer; Forming a groove having a predetermined shape from a rear surface of the substrate on which the p-electrode is formed to a part of the thickness of the n-type semiconductor layer; And filling the inside of the groove with a metal having excellent thermal conductivity to form a predetermined metal pattern.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자와 그 제조방법 및 이를 구비한 액정표시장치는 냉음극 형광램프에서와 같은 환경 규제에 따른 문제점이 없어 점차 강화되는 환경 규제에 적절히 대응할 수 있는 이점이 있다.As described above, the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display device having the same do not have the problems caused by environmental regulations such as those of cold cathode fluorescent lamps, and thus can appropriately cope with environmental regulations that are gradually strengthened. There is this.

또한, 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자와 그 제조방법 및 이를 구비 한 액정표시장치는 질화물 반도체를 이용한 발광소자에 있어 열전도도가 낮은 사파이어 기판의 일부를 제거하고 열전도도가 우수한 금속을 채워 넣음으로써 방열특성을 향상시키는 한편, 금속패턴의 크기 및 배치를 조절하여 빛의 전반사를 감소시킴으로써 광 추출 효율을 향상시키는 효과를 제공한다.In addition, the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device having the same include removing a part of a sapphire substrate having low thermal conductivity and filling a metal having excellent thermal conductivity in a light emitting device using a nitride semiconductor. While improving the heat dissipation characteristics, by reducing the total reflection of the light by adjusting the size and placement of the metal pattern provides an effect of improving the light extraction efficiency.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 질화물 반도체 발광소자와 그 제조방법 및 이를 구비한 액정표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, a method for manufacturing the same and a liquid crystal display device having the same.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 도면에는 액정표시패널 하부에 어레이 형태로 발광소자가 배열되어 있는 직하형 백라이트 구조를 예를 들어 나타내고 있다.FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a liquid crystal display according to the present invention. In FIG. 2, a direct backlight structure in which light emitting devices are arranged in an array form below the liquid crystal display panel is illustrated.

다만, 본 발명이 상기 직하형 백라이트 구조에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 액정표시패널의 측면에 발광소자가 설치된 사이드형 백라이트 구조에도 적용 가능하다.However, the present invention is not limited to the direct type backlight structure, and the present invention can be applied to a side type backlight structure in which a light emitting device is provided on a side surface of the liquid crystal display panel.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는 액정표시패널(110)과 상기 액정표시패널(110)에 광을 공급하는 복수의 발광소자(150)로 이루어진 백라이트(140)로 구성된다.As shown in the drawing, the liquid crystal display device 100 according to the present invention includes a backlight 140 including a liquid crystal display panel 110 and a plurality of light emitting elements 150 for supplying light to the liquid crystal display panel 110. It consists of.

상기 액정표시패널(110)은 유리와 같이 투명한 제 1 기판(110a)과 제 2 기판(110b) 및 그 사이의 형성된 액정층(미도시)으로 이루어지는데, 상기 제 2 기판(110b)은 박막 트랜지스터와 화소전극이 형성되는 박막 트랜지스터 기판이고 상기 제 1 기판(110a)은 컬러필터층이 형성되는 컬러필터 기판이다.The liquid crystal display panel 110 is formed of a transparent first substrate 110a, a second substrate 110b, and a liquid crystal layer (not shown) formed therebetween, and the second substrate 110b is a thin film transistor. And a thin film transistor substrate on which pixel electrodes are formed, and the first substrate 110a is a color filter substrate on which a color filter layer is formed.

또한, 상기 제 2 기판(110b)의 측면에는 구동회로부(120)가 구비되어 상기 제 2 기판(110b)에 형성된 박막 트랜지스터와 화소전극에 각각 신호를 인가하게 된다.In addition, a driving circuit unit 120 is provided on a side surface of the second substrate 110b to apply a signal to the thin film transistor and the pixel electrode formed on the second substrate 110b, respectively.

이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제 2 기판(110b)에는 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인이 종횡으로 배열되고, 각각의 화소영역에는 박막 트랜지스터가 구비되어 상기 게이트라인을 따라 외부로부터 주사신호가 인가됨에 따라 구동하게 된다. 또한, 상기 화소영역에는 각각 화소전극이 형성되어 상기 박막 트랜지스터가 구동됨에 따라 상기 데이터라인을 따라 외부로부터 화상신호가 입력된다.In this case, although not shown in the drawing, a plurality of gate lines and data lines defining a plurality of pixel regions are vertically and horizontally arranged on the second substrate 110b, and thin film transistors are provided in each pixel region to form the gate lines. Therefore, it is driven as a scan signal is applied from the outside. In addition, pixel electrodes are formed in the pixel regions, and as the thin film transistors are driven, image signals are input from the outside along the data lines.

또한, 상기 제 1 기판(110a)에는 화상비표시영역으로 광이 투과하는 것을 차단하는 블랙매트릭스와 실제 컬러를 구현하는 컬러필터층이 형성되게 되며, 이와 같이 구성된 상기 제 1 기판(110a)과 제 2 기판(110b) 사이에 액정층이 형성된다.In addition, the first substrate 110a is formed with a black matrix that blocks light from passing through the image non-display area and a color filter layer that implements actual colors. The first substrate 110a and the second substrate configured as described above are formed. The liquid crystal layer is formed between the substrates 110b.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는 내부에 공간이 마련된 반사컵(101), 상기 반사컵(101) 위에 구비된 제 1 전극구조물(109a)과 제 2 전극구조물(109b), 상기 제 2 전극구조물(109b)을 통해 상기 반사컵(101) 내부에 부착된 기판(102), 상기 기판(102) 상에 형성된 n형 반도체층(103), 상기 n형 반도체층(103)의 모서리 영역의 일부가 노출되도록 패터닝된 활성층(104), 상기 활성층(104) 상에 형성된 p형 반도체층(105), 상기 n형 반도체 층(103) 중에서 상기 활성층(104)에 의해 노출된 영역에 형성된 n전극(106b) 및 상기 p형 반도체층(105) 상에 형성된 p전극(106a)으로 구성된다.As shown in the drawing, the nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a reflection cup 101 having a space therein, a first electrode structure 109a and a first electrode structure provided on the reflection cup 101. The second electrode structure 109b, the substrate 102 attached to the inside of the reflective cup 101 through the second electrode structure 109b, the n-type semiconductor layer 103 formed on the substrate 102, and the n The active layer 104 of the active layer 104 patterned to expose a portion of the corner region of the type semiconductor layer 103, the p-type semiconductor layer 105 formed on the active layer 104, and the n-type semiconductor layer 103. And n-electrode 106b formed in the region exposed by () and p-electrode 106a formed on p-type semiconductor layer 105.

이때, 상기 p전극(106a)과 n전극(106b)은 상기 제 1 전극구조물(109a)과 제 2 전극구조물(109b)에 와이어(111)를 통해 각각 연결될 수 있다.In this case, the p-electrode 106a and the n-electrode 106b may be connected to the first electrode structure 109a and the second electrode structure 109b through wires 111, respectively.

여기서, 상기 n형 반도체층(103)과 활성층(104) 및 p형 반도체층(105)은 질화물계, 예를 들어 GaN 반도체로 형성할 수 있으며, 상기 기판(102)은 사파이어(sapphire), 징크 옥사이드(Zinc Oxide; ZnO), 실리콘 카바이드(Silicon Carbide; SiC) 및 질화 알루미늄(Aluminum Nitride; AlN) 등으로 형성할 수 있다.The n-type semiconductor layer 103, the active layer 104, and the p-type semiconductor layer 105 may be formed of a nitride based, for example, GaN semiconductor, and the substrate 102 may include sapphire and zinc. It may be formed of zinc oxide (ZnO), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), or the like.

이때, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는 상기 기판(102) 후면에 소정 형상의 홈을 형성하여 기판(102) 일부를 제거하고, 그 내부에 은(Ag), 알루미늄(Al), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 등의 열전도 특성이 우수한 금속을 이루어진 금속패턴(155)을 삽입함으로써 방열특성을 향상시키는 한편, 상기 금속패턴(155)의 크기 및 배치를 조절하여 빛의 전반사를 감소시킴으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.In this case, the nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention removes a portion of the substrate 102 by forming a groove having a predetermined shape on the rear surface of the substrate 102, and silver (Ag) and aluminum (Al) therein. ) By improving the heat dissipation characteristics by inserting a metal pattern 155 made of a metal having excellent thermal conductivity such as platinum (Pt) and palladium (Pd), and adjusting the size and arrangement of the metal pattern 155 to provide light. By reducing the total reflection it is possible to improve the light extraction efficiency.

이때, 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 상기 기판(102)에 형성된 홈, 즉 상기 금속패턴(155)의 단면형상은 채워진 삼각형, 직사각형 등의 다각형이나 반구형이 될 수 있다. 또한, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 상기 상기 금속패턴(155)의 단면형상은 일정 두께를 가지도록 하부가 빈 삼각형, 직사각형 등의 다각형이나 반구형이 될 수 있다.4A to 4C, the grooves formed in the substrate 102, that is, the cross-sectional shape of the metal pattern 155 may be polygons or hemispherical shapes such as filled triangles and rectangles. 5A through 5C, the cross-sectional shape of the metal pattern 155 may be polygonal or hemispherical such as a triangle, a rectangle, or the like, having a lower portion so as to have a predetermined thickness.

그리고, 상기 기판(102)의 홈 및 금속패턴(155)은 기판(102)에 발광 다이오 드를 형성하기 전에 형성할 수도 있고, 상기 기판(102)에 발광 다이오드를 형성한 후에 형성할 수도 있다.The grooves and metal patterns 155 of the substrate 102 may be formed before the light emitting diodes are formed on the substrate 102 or after the light emitting diodes are formed on the substrate 102.

또한, 상기 기판(102)의 홈 및 금속패턴(155)은 규칙성을 가지도록 형성하거나 비 규칙성을 가지도록 형성할 수 있다.In addition, the groove and the metal pattern 155 of the substrate 102 may be formed to have regularity or may be formed to have irregularity.

이하, 상기와 같은 특징을 가진 본 발명의 제 1 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of the nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention having the above characteristics will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6a 내지 도 6e는 상기 도 3에 도시된 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 기판의 홈 및 금속패턴을 상기 기판에 발광 다이오드를 형성하기 전에 형성한 경우의 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 예를 들어 나타내고 있다.6A through 6E are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of the nitride semiconductor light emitting device illustrated in FIG. 3, in which the groove and the metal pattern of the substrate are formed before the light emitting diode is formed on the substrate. The manufacturing process of is shown as an example.

도 6a에 도시한 바와 같이, 기판(102)의 후면에 레이저 등을 이용하여 소정 형상의 홈(H)을 형성한다.As shown in FIG. 6A, a groove H having a predetermined shape is formed on the rear surface of the substrate 102 using a laser or the like.

이때, 상기 기판(102)은 사파이어, 징크 옥사이드, 실리콘 카바이드 및 질화 알루미늄 등으로 형성할 수 있다.In this case, the substrate 102 may be formed of sapphire, zinc oxide, silicon carbide, aluminum nitride, or the like.

또한, 상기 기판(102)에 형성된 홈(H)은 규칙성을 가지거나 비 규칙성을 가질 수 있다.In addition, the groove H formed in the substrate 102 may have regularity or irregularity.

다음으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 홈(H) 내부를 은, 알루미늄, 백금 및 팔라듐 등의 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 소정의 금속패턴(155)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 6B, a predetermined metal pattern 155 is formed by filling the inside of the groove H with a metal having excellent thermal conductivity such as silver, aluminum, platinum, and palladium.

이때, 도면에는 상기 홈(H) 내부를 금속으로 전부 채운 경우를 예를 들어 나 타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 금속을 홈(H)의 내부 면에 소정 두께로 발라 상기 홈(H) 내부에 일정 두께를 가지도록 하부가 빈 금속패턴(155)을 형성할 수도 있다.At this time, the figure shows a case in which the entirety of the inside of the groove H is filled with metal, for example. However, the present invention is not limited thereto, and the metal is applied to the inner surface of the groove H by a predetermined thickness. The lower metal pattern 155 may be formed to have a predetermined thickness in the groove H.

또한, 전술한 바와 같이 상기 금속패턴(155)은 삼각형, 직사각형 등의 다각형이나 반구형이 될 수 있으며, 일반적인 증착방법이나 도금 등의 방법을 이용할 수 있다.In addition, as described above, the metal pattern 155 may be polygonal or hemispherical, such as a triangle or a rectangle, and a general deposition method or plating method may be used.

이때, 반사도가 좋은 금속을 사용하는 경우에는 기판(102) 하부로 누설되는 광을 반사 또는 산란시켜 위로 되돌려 보내기 때문에 휘도 증가에 도움을 줄 수 있다.In this case, in the case of using a metal having good reflectivity, the light leaking to the lower portion of the substrate 102 may be reflected or scattered and returned to the upper side, thereby increasing the luminance.

이후, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 금속패턴(155)이 형성된 기판(102)의 상부에 제 1 반도체층(103')과 제 2 반도체층(104') 및 제 3 반도체층(105')을 순차적으로 형성한다.6C, the first semiconductor layer 103 ′, the second semiconductor layer 104 ′, and the third semiconductor layer 105 ′ are formed on the substrate 102 on which the metal pattern 155 is formed. ) Are formed sequentially.

이때, 상기 제 1 반도체층(103')과 제 2 반도체층(104') 및 제 3 반도체층(105')은 각각 n형 반도체와 진성 반도체 및 p형 반도체로 이루어지며, GaN과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다.In this case, the first semiconductor layer 103 ', the second semiconductor layer 104', and the third semiconductor layer 105 'are made of an n-type semiconductor, an intrinsic semiconductor, and a p-type semiconductor, respectively, and a nitride semiconductor such as GaN. It may include.

다음으로, 상기 제 1 반도체층(103')의 일부가 드러나도록, 상기 제 1 반도체층(103')과 제 2 반도체층(104') 및 제 3 반도체층(105')의 일부를 제거하는 식각공정을 수행하면, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 기판(102) 위에 상기 n형 반도체로 이루어진 n형 반도체층(103)과 상기 진성 반도체로 이루어진 활성층(104) 및 상기 p형 반도체로 이루어진 p형 반도체층(105)이 순차적으로 형성되게 된다.Next, a portion of the first semiconductor layer 103 ', the second semiconductor layer 104', and the third semiconductor layer 105 'is removed so that a portion of the first semiconductor layer 103' is exposed. When the etching process is performed, as shown in FIG. 6D, the n-type semiconductor layer 103 made of the n-type semiconductor, the active layer 104 made of the intrinsic semiconductor, and the p-type semiconductor are formed on the substrate 102. The p-type semiconductor layer 105 is formed sequentially.

이때, 전술한 바와 같이 상기 n형 반도체층(103)과 활성층(104) 및 p형 반도체층(105)은 질화물계, 예를 들어 GaN 반도체로 형성할 수 있다.In this case, as described above, the n-type semiconductor layer 103, the active layer 104, and the p-type semiconductor layer 105 may be formed of a nitride based, for example, GaN semiconductor.

이후, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 p형 반도체층(105)과 상기 드러난 n형 반도체층(103) 상에 p전극(106a)과 n전극(106b)을 각각 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 6E, p-electrodes 106a and n-electrodes 106b are formed on the p-type semiconductor layer 105 and the exposed n-type semiconductor layer 103, respectively.

이와 같이 제조된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는 열전도도가 낮은 사파이어 기판의 일부를 제거하고 열전도도가 우수한 금속을 채워 넣음으로써 방열특성을 향상시키는 한편, 금속패턴의 크기 및 배치를 조절하여 빛의 전반사를 감소시킴으로써 광 추출 효율을 향상시키는 효과를 제공한다.The nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention manufactured as described above removes a part of the sapphire substrate having low thermal conductivity and fills a metal having excellent thermal conductivity to improve heat dissipation characteristics, By adjusting the placement to reduce the total reflection of the light provides an effect of improving the light extraction efficiency.

이때, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는 기판 후면의 홈 내부를 금속으로 전부 채운 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 금속을 홈의 내부 면에 소정 두께로 발라 상기 홈 내부에 일정 두께를 가지도록 하부가 빈 금속패턴을 형성할 수도 있다. 또한, 상기 기판 후면에 홈을 형성하여 기판의 일부를 제거한 후 열전도도가 우수한 금속을 삽입하고, 상기 기판 후면 전체에 상기 금속으로 이루어진 금속층을 증착할 수도 있으며, 이를 다음의 본 발명의 제 2 실시예를 통해 상세히 설명한다.In this case, the nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention shows a case in which all of the inside of the groove on the rear surface of the substrate is filled with metal, for example, but the present invention is not limited thereto. A predetermined thickness may be applied to a surface to form a metal pattern having a lower portion so as to have a predetermined thickness in the groove. In addition, after removing a portion of the substrate by forming a groove on the rear surface of the substrate, a metal having excellent thermal conductivity may be inserted, and a metal layer made of the metal may be deposited on the entire rear surface of the substrate. It demonstrates in detail through an example.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a nitride semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는 내부에 공간이 마련된 반사컵(201), 상기 반사컵(201) 위에 구비된 제 1 전극구조물(209a)과 제 2 전극구조물(209b), 상기 제 2 전극구조물(209b)을 통해 상기 반사컵(201) 내부에 부착된 기판(202), 상기 기판(202) 상에 형성된 n형 반도체층(203), 상기 n형 반도체층(203)의 모서리 영역의 일부가 노출되도록 패터닝된 활성층(204), 상기 활성층(204) 상에 형성된 p형 반도체층(205), 상기 n형 반도체층(203) 중에서 상기 활성층(204)에 의해 노출된 영역에 형성된 n전극(206b) 및 상기 p형 반도체층(205) 상에 형성된 p전극(206a)으로 구성된다.As shown in the drawing, the nitride semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention includes a reflective cup 201 having a space therein, a first electrode structure 209a and a first electrode structure provided on the reflective cup 201. The second electrode structure 209b, the substrate 202 attached to the inside of the reflective cup 201 through the second electrode structure 209b, the n-type semiconductor layer 203 formed on the substrate 202, and the n The active layer 204 of the active layer 204 patterned to expose a portion of the corner region of the type semiconductor layer 203, the p-type semiconductor layer 205 formed on the active layer 204, and the n-type semiconductor layer 203. And n-electrode 206b formed in the region exposed by the p-type semiconductor layer 205.

이때, 상기 p전극(206a)과 n전극(206b)은 상기 제 1 전극구조물(209a)과 제 2 전극구조물(209b)에 와이어(211)를 통해 각각 연결될 수 있다.In this case, the p-electrode 206a and the n-electrode 206b may be connected to the first electrode structure 209a and the second electrode structure 209b through wires 211, respectively.

여기서, 상기 n형 반도체층(203)과 활성층(204) 및 p형 반도체층(205)은 질화물계, 예를 들어 GaN 반도체로 형성할 수 있으며, 상기 기판(202)은 사파이어, 징크 옥사이드, 실리콘 카바이드 및 질화 알루미늄 등으로 형성할 수 있다.The n-type semiconductor layer 203, the active layer 204, and the p-type semiconductor layer 205 may be formed of nitride, for example, GaN semiconductor, and the substrate 202 may be formed of sapphire, zinc oxide, and silicon. Carbide, aluminum nitride, or the like.

이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는 상기 기판(202) 후면에 소정 형상의 홈을 형성하여 기판(202) 일부를 제거한 후 그 내부에 은, 알루미늄, 백금 및 팔라듐 등의 열전도 특성이 우수한 금속을 이루어진 금속패턴(255)을 삽입하고, 상기 기판(202)의 후면 전체에 상기 금속으로 이루어진 금속층(256)을 형성함으로써 방열특성을 향상시키는 한편, 상기 금속패턴(255)의 크기 및 배치를 조절하여 빛의 전반사를 감소시킴으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.In this case, the nitride semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention removes a portion of the substrate 202 by forming a groove having a predetermined shape on the rear surface of the substrate 202, and then includes silver, aluminum, platinum, and palladium. Inserting a metal pattern 255 made of a metal having excellent thermal conductivity, and forming a metal layer 256 made of the metal on the entire rear surface of the substrate 202 to improve heat dissipation characteristics, while By adjusting the size and placement, it is possible to improve the light extraction efficiency by reducing the total reflection of light.

이때, 전술한 본 발명의 제 1 실시예와 같이 상기 기판(202)의 홈과 금속패턴(255) 및 금속층(256)은 기판(202)에 발광 다이오드를 형성하기 전에 형성할 수도 있고, 상기 기판(202)에 발광 다이오드를 형성한 후에 형성할 수도 있다.In this case, as in the above-described first embodiment of the present invention, the groove, the metal pattern 255 and the metal layer 256 of the substrate 202 may be formed before the light emitting diode is formed on the substrate 202 or the substrate. It may be formed after the light emitting diode is formed at 202.

또한, 상기 기판(202)의 홈 및 금속패턴(255)은 규칙성을 가지도록 형성하거나 비 규칙성을 가지도록 형성할 수 있다.In addition, the groove and the metal pattern 255 of the substrate 202 may be formed to have regularity or may be formed to have irregularity.

이하, 상기와 같은 특징을 가진 본 발명의 제 2 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of the nitride semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention having the above characteristics will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 8a 내지 도 8e는 상기 도 7에 도시된 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 기판의 홈과 금속패턴 및 금속층을 상기 기판에 발광 다이오드를 형성하기 전에 형성한 경우의 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 예를 들어 나타내고 있다.8A through 8E are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of the nitride semiconductor light emitting device illustrated in FIG. 7, in which a groove, a metal pattern, and a metal layer of the substrate are formed before the light emitting diode is formed on the substrate. The manufacturing process of a light emitting element is shown, for example.

도 8a에 도시한 바와 같이, 기판(202)의 후면에 레이저 등을 이용하여 소정 형상의 홈(H)을 형성한다.As shown in FIG. 8A, a groove H having a predetermined shape is formed on the rear surface of the substrate 202 by using a laser or the like.

이때, 상기 기판(202)은 사파이어, 징크 옥사이드, 실리콘 카바이드 및 질화 알루미늄 등으로 형성할 수 있다.In this case, the substrate 202 may be formed of sapphire, zinc oxide, silicon carbide, aluminum nitride, or the like.

또한, 상기 기판(202)에 형성된 홈(H)은 규칙성을 가지거나 비 규칙성을 가질 수 있다.In addition, the groove H formed in the substrate 202 may have regularity or irregularity.

다음으로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 홈(H) 내부를 은, 알루미늄, 백금 및 팔라듐 등의 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 소정의 금속패턴(255)을 형성한 후, 상기 기판(202)의 후면 전체를 상기 금속으로 증착하여 소정의 금속층(256)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 8B, the substrate 202 is formed by filling the inside of the groove H with a metal having excellent thermal conductivity such as silver, aluminum, platinum, and palladium to form a predetermined metal pattern 255. The entire back surface of the C) is deposited with the metal to form a predetermined metal layer 256.

이때, 전술한 바와 같이 상기 금속패턴(255)은 삼각형, 직사각형 등의 다각형이나 반구형이 될 수 있으며, 일반적인 증착방법이나 도금 등의 방법을 이용할 수 있다.In this case, as described above, the metal pattern 255 may be polygonal or hemispherical such as triangle or rectangle, and a general deposition method or plating method may be used.

이때, 반사도가 좋은 금속을 사용하는 경우에는 기판(202) 하부로 누설되는 광을 반사 또는 산란시켜 위로 되돌려 보내기 때문에 휘도 증가에 도움을 줄 수 있다.In this case, in the case of using a metal having good reflectivity, the light leaking to the lower portion of the substrate 202 may be reflected or scattered and returned to the upper side, thereby helping to increase the luminance.

이후, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 금속패턴(255)과 금속층(256)이 형성된 기판(202)의 상부에 제 1 반도체층(203')과 제 2 반도체층(204') 및 제 3 반도체층(205')을 순차적으로 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 8C, the first semiconductor layer 203 ′, the second semiconductor layer 204 ′, and the third semiconductor layer are formed on the substrate 202 on which the metal pattern 255 and the metal layer 256 are formed. The semiconductor layer 205 'is formed sequentially.

이때, 상기 제 1 반도체층(203')과 제 2 반도체층(204') 및 제 3 반도체층(205')은 각각 n형 반도체와 진성 반도체 및 p형 반도체로 이루어지며, GaN과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다.In this case, the first semiconductor layer 203 ', the second semiconductor layer 204', and the third semiconductor layer 205 'are made of an n-type semiconductor, an intrinsic semiconductor, and a p-type semiconductor, respectively, and a nitride semiconductor such as GaN. It may include.

다음으로, 상기 제 1 반도체층(203')의 일부가 드러나도록, 상기 제 1 반도체층(203')과 제 2 반도체층(204') 및 제 3 반도체층(205')의 일부를 제거하는 식각공정을 수행하면, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 기판(202) 위에 상기 n형 반도체로 이루어진 n형 반도체층(203)과 상기 진성 반도체로 이루어진 활성층(204) 및 상기 p형 반도체로 이루어진 p형 반도체층(205)이 순차적으로 형성되게 된다.Next, a portion of the first semiconductor layer 203 ', the second semiconductor layer 204', and the third semiconductor layer 205 'is removed so that a portion of the first semiconductor layer 203' is exposed. When the etching process is performed, as shown in FIG. 8D, an n-type semiconductor layer 203 made of the n-type semiconductor, an active layer 204 made of the intrinsic semiconductor, and the p-type semiconductor are formed on the substrate 202. The p-type semiconductor layer 205 is formed sequentially.

이때, 전술한 바와 같이 상기 n형 반도체층(203)과 활성층(204) 및 p형 반도체층(205)은 질화물계, 예를 들어 GaN 반도체로 형성할 수 있다.In this case, as described above, the n-type semiconductor layer 203, the active layer 204, and the p-type semiconductor layer 205 may be formed of a nitride based, for example, GaN semiconductor.

이후, 도 8e에 도시된 바와 같이, 상기 p형 반도체층(205)과 상기 드러난 n형 반도체층(203) 상에 p전극(206a)과 n전극(206b)을 각각 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 8E, p-electrodes 206a and n-electrodes 206b are formed on the p-type semiconductor layer 205 and the exposed n-type semiconductor layer 203, respectively.

이와 같이 상기 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 질화물 반도 체 발광소자는 기판 후면의 두께 일부에 홈이 형성된 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판의 후면에서 n형 반도체층까지 홈을 형성하여 기판의 일부를 제거함으로써 바닥의 제 2 전극구조물과 n형 반도체층 사이의 전기적 접속을 위한 n전극 및 와이어 연결이 필요 없게 되는데, 이를 다음의 본 발명의 제 3 실시예를 통해 상세히 설명한다.As described above, the nitride semiconductor light emitting device according to the first and second embodiments of the present invention shows a case in which grooves are formed in a part of the thickness of the rear surface of the substrate, for example, but the present invention is not limited thereto. By removing a portion of the substrate by forming a groove from the rear surface of the substrate to the n-type semiconductor layer, the n-electrode and the wire connection for the electrical connection between the second electrode structure on the bottom and the n-type semiconductor layer are not required. A third embodiment of the invention will be described in detail.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.9 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a nitride semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는 내부에 공간이 마련된 반사컵(301), 상기 반사컵(301) 위에 구비된 제 1 전극구조물(309a)과 제 2 전극구조물(309b), 상기 제 2 전극구조물(309b)을 통해 상기 반사컵(301) 내부에 부착된 기판(302), 상기 기판(302) 상에 형성된 n형 반도체층(303), 상기 n형 반도체층(303) 상에 형성된 활성층(304), 상기 활성층(304) 상에 형성된 p형 반도체층(305) 및 상기 p형 반도체층(305) 상에 형성된 p전극(306)으로 구성된다.As shown in the drawing, the nitride semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention includes a reflection cup 301 having a space therein, a first electrode structure 309a and a first electrode structure provided on the reflection cup 301. A second electrode structure 309b, a substrate 302 attached inside the reflective cup 301 through the second electrode structure 309b, an n-type semiconductor layer 303 formed on the substrate 302, and the n It consists of an active layer 304 formed on the type semiconductor layer 303, a p-type semiconductor layer 305 formed on the active layer 304, and a p-electrode 306 formed on the p-type semiconductor layer 305.

여기서, 상기 n형 반도체층(303)과 활성층(304) 및 p형 반도체층(305)은 질화물계, 예를 들어 GaN 반도체로 형성할 수 있으며, 상기 기판(302)은 사파이어, 징크 옥사이드, 실리콘 카바이드 및 질화 알루미늄 등으로 형성할 수 있다.Here, the n-type semiconductor layer 303, the active layer 304 and the p-type semiconductor layer 305 may be formed of a nitride-based, for example, GaN semiconductor, the substrate 302 is sapphire, zinc oxide, silicon Carbide, aluminum nitride, or the like.

이때, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는 상기 기판(302) 후면에서 n형 반도체층(303)까지 홈을 형성한 후 그 내부에 은, 알루미늄, 백금 및 팔라듐 등의 열전도 특성이 우수한 금속을 이루어진 금속패턴(355)을 삽입 함으로써 방열특성을 향상시키는 한편, 상기 금속패턴(355)의 크기 및 배치를 조절하여 빛의 전반사를 감소시킴으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.In this case, the nitride semiconductor light emitting device according to the third exemplary embodiment of the present invention forms a groove from the rear surface of the substrate 302 to the n-type semiconductor layer 303, and then has thermal conductivity such as silver, aluminum, platinum, and palladium therein. By inserting the metal pattern 355 made of this excellent metal to improve the heat dissipation characteristics, it is possible to improve the light extraction efficiency by reducing the total reflection of the light by adjusting the size and arrangement of the metal pattern 355.

이때, 전술한 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 같이 상기 기판(302)의 홈 및 금속패턴(355)은 규칙성을 가지도록 형성하거나 비 규칙성을 가지도록 형성할 수 있다.In this case, as in the first and second embodiments of the present invention described above, the groove and the metal pattern 355 of the substrate 302 may be formed to have regularity or to have irregularity.

이때, 상기 p전극(306)은 와이어(311)를 통해 상기 제 1 전극구조물(309a)과 연결될 수 있으며, 전술한 바와 같이 상기 n형 반도체층(303)과 제 2 전극구조물(309b)은 상기 금속패턴(355)에 의해 전기적으로 접속되므로 그 둘 사이의 접속을 위한 n전극 및 와이어 연결이 필요 없게된다.In this case, the p-electrode 306 may be connected to the first electrode structure 309a through a wire 311, and as described above, the n-type semiconductor layer 303 and the second electrode structure 309b may be Since it is electrically connected by the metal pattern 355, the n electrode and the wire connection for the connection between the two are not necessary.

이하, 상기와 같은 특징을 가진 본 발명의 제 3 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of the nitride semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention having the above characteristics will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 10a 내지 도 10d는 상기 도 9에 도시된 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 기판의 홈 및 금속패턴을 상기 기판에 발광 다이오드를 형성한 후에 형성한 경우의 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 예를 들어 나타내고 있다.10A through 10D are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of the nitride semiconductor light emitting device illustrated in FIG. 9, in which a groove and a metal pattern of a substrate are formed after the light emitting diode is formed on the substrate. The manufacturing process of is shown as an example.

도 10a에 도시한 바와 같이, 기판(302)의 상부에 n형 반도체층(303)과 활성층(304) 및 p형 반도체층(305)을 순차적으로 형성한다.As shown in FIG. 10A, an n-type semiconductor layer 303, an active layer 304, and a p-type semiconductor layer 305 are sequentially formed on the substrate 302.

이때, 상기 기판(302)은 사파이어, 징크 옥사이드, 실리콘 카바이드 및 질화 알루미늄 등으로 형성할 수 있다.In this case, the substrate 302 may be formed of sapphire, zinc oxide, silicon carbide, aluminum nitride, or the like.

또한, 상기 n형 반도체층(303)과 활성층(304) 및 p형 반도체층(305)은 각각 n형 반도체와 진성 반도체 및 p형 반도체로 이루어지며, GaN과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다.The n-type semiconductor layer 303, the active layer 304, and the p-type semiconductor layer 305 may be formed of an n-type semiconductor, an intrinsic semiconductor, and a p-type semiconductor, respectively, and may include a nitride semiconductor such as GaN.

이후, 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 p형 반도체층(305) 상에 p전극(306a)을 형성한다.Thereafter, as illustrated in FIG. 10B, a p electrode 306a is formed on the p-type semiconductor layer 305.

다음으로, 도 10c에 도시된 바와 같이, 상기 발광 다이오드가 형성된 기판(302)의 후면에 레이저 등을 이용하여 상기 기판(302) 후면에서 상기 n형 반도체층(303)의 두께 일부까지 소정 형상의 홈(H)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 10C, a predetermined shape may be formed from a rear surface of the substrate 302 to a part of the thickness of the n-type semiconductor layer 303 by using a laser or the like on the rear surface of the substrate 302 on which the light emitting diode is formed. The groove H is formed.

이때, 상기 기판(302)에 형성된 홈(H)은 규칙성을 가지거나 비 규칙성을 가질 수 있다.In this case, the groove H formed in the substrate 302 may have regularity or irregularity.

다음으로, 도 10d에 도시된 바와 같이, 상기 홈(H) 내부를 은, 알루미늄, 백금 및 팔라듐 등의 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 소정의 금속패턴(355)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 10D, a predetermined metal pattern 355 is formed by filling the inside of the groove H with a metal having excellent thermal conductivity such as silver, aluminum, platinum, and palladium.

이후, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 기판(302)의 후면 전체를 상기 금속으로 증착하여 소정의 금속층을 형성할 수도 있다.Subsequently, although not shown in the drawing, the entire rear surface of the substrate 302 may be deposited with the metal to form a predetermined metal layer.

이때, 전술한 바와 같이 상기 금속패턴(355)은 삼각형, 직사각형 등의 다각형이나 반구형이 될 수 있으며, 일반적인 증착방법이나 도금 등의 방법을 이용할 수 있다.In this case, as described above, the metal pattern 355 may be polygonal or hemispherical, such as triangle or rectangle, and a general deposition method or plating method may be used.

이때, 반사도가 좋은 금속을 사용하는 경우에는 기판(302) 하부로 누설되는 광을 반사 또는 산란시켜 위로 되돌려 보내기 때문에 휘도 증가에 도움을 줄 수 있다.In this case, in the case of using a metal having good reflectivity, the light leaking to the lower portion of the substrate 302 may be reflected or scattered and returned to the upper side, thereby helping to increase luminance.

또한, 이와 같이 본 발명의 제 3 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자는 상기 기판(302)의 후면에서 n형 반도체층(303)까지 홈을 형성하여 기판(302)의 일부를 제거함으로써 바닥의 제 2 전극구조물(미도시)과 n형 반도체층(303) 사이의 전기적 접속을 위한 n전극 및 와이어 연결이 필요 없게 된다.In this way, the nitride semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention forms a groove from the rear surface of the substrate 302 to the n-type semiconductor layer 303 and removes a part of the substrate 302 so that The n-electrode and the wire connection for the electrical connection between the two-electrode structure (not shown) and the n-type semiconductor layer 303 are eliminated.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.

도 1은 일반적인 질화물 반도체 발광소자의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a general nitride semiconductor light emitting device.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a liquid crystal display according to the present invention.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the nitride semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4c는 상기 도 3에 도시된 질화물 반도체 발광소자에 있어서, 기판에 형성된 홈 내에 삽입되는 금속패턴의 단면형상을 예를 들어 나타내는 도면.4A to 4C are views showing, for example, the cross-sectional shape of a metal pattern inserted into a groove formed in a substrate in the nitride semiconductor light emitting device shown in FIG.

도 5a 내지 도 5c는 상기 도 3에 도시된 질화물 반도체 발광소자에 있어서, 기판에 형성된 홈 내에 삽입되는 금속패턴의 단면형상을 예를 들어 나타내는 도면.5A to 5C are views showing, for example, the cross-sectional shape of a metal pattern inserted into a groove formed in a substrate in the nitride semiconductor light emitting device shown in FIG.

도 6a 내지 도 6e는 상기 도 3에 도시된 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.6A through 6E are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of the nitride semiconductor light emitting device shown in FIG. 3.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.7 is a sectional view schematically showing the structure of a nitride semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention.

도 8a 내지 도 8e는 상기 도 7에 도시된 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.8A to 8E are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of the nitride semiconductor light emitting device shown in FIG. 7.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 질화물 반도체 발광소자의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.9 is a sectional view schematically showing the structure of a nitride semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention.

도 10a 내지 도 10d는 상기 도 9에 도시된 질화물 반도체 발광소자의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.10A to 10D are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of the nitride semiconductor light emitting device shown in FIG. 9.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

101~301 : 도전성 반사컵 102~302 : 서브마운트 기판101-301: conductive reflection cup 102-302: submount substrate

103~303 : n형 반도체층 104~304 : 활성층103 to 303: n-type semiconductor layer 104 to 304: active layer

105~305 : p형 반도체층 106a,206a,306 : p전극105 to 305: p-type semiconductor layers 106a, 206a, 306: p-electrodes

106b,206b : n전극 109a~309a : 제 1 전극구조물106b, 206b: n-electrodes 109a to 309a: first electrode structure

109b~309b : 제 2 전극구조물 111~311 : 와이어109b to 309b: second electrode structure 111 to 311: wire

155~355 : 금속패턴 256 : 금속층155 ~ 355: Metal pattern 256: Metal layer

Claims (18)

기판의 후면에 소정 형상의 홈을 형성하는 단계;Forming a groove having a predetermined shape on a rear surface of the substrate; 상기 홈 내부를 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 소정의 금속패턴을 형성하는 단계;Filling the inside of the groove with a metal having excellent thermal conductivity to form a predetermined metal pattern; 상기 금속패턴이 형성된 기판의 상부에 질화물 반도체로 이루어진 n형 반도체층과 활성층 및 p형 반도체층을 형성하는 단계; 및Forming an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer made of a nitride semiconductor on the substrate on which the metal pattern is formed; And 상기 p형 반도체층과 n형 반도체층 상에 p전극과 n전극을 각각 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.Forming a p-electrode and an n-electrode on the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, respectively. 기판의 상부에 질화물 반도체로 이루어진 n형 반도체층과 활성층 및 p형 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계;Sequentially forming an n-type semiconductor layer made of a nitride semiconductor, an active layer, and a p-type semiconductor layer on the substrate; 상기 p형 반도체층 상에 p전극을 형성하는 단계;Forming a p electrode on the p-type semiconductor layer; 상기 p전극이 형성된 상기 기판의 후면에서 상기 n형 반도체층의 두께 일부까지 소정 형상의 홈을 형성하는 단계; 및Forming a groove having a predetermined shape from a rear surface of the substrate on which the p-electrode is formed to a part of thickness of the n-type semiconductor layer; And 상기 홈 내부를 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 소정의 금속패턴을 형성하는 단계를 포함하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.And forming a predetermined metal pattern by filling the inside of the groove with a metal having excellent thermal conductivity. 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속은 은, 알루미늄, 백금 및 팔라듐 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방 법.The method of claim 1, wherein the metal comprises silver, aluminum, platinum, palladium, or the like. 제 3 항에 있어서, 상기 기판은 사파이어, 징크 옥사이드, 실리콘 카바이드 및 질화 알루미늄 등으로 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.The method of claim 3, wherein the substrate is formed of sapphire, zinc oxide, silicon carbide, aluminum nitride, or the like. 제 3 항에 있어서, 상기 홈은 레이저 등을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.4. The method of claim 3, wherein the groove is formed using a laser or the like. 제 3 항에 있어서, 상기 홈은 규칙성을 가지도록 형성하거나 비 규칙성을 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.The method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to claim 3, wherein the groove is formed to have regularity or to have irregularity. 제 3 항에 있어서, 상기 홈 내부를 상기 금속으로 전부 채우는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.The method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to claim 3, wherein the inside of the groove is filled with the metal. 제 3 항에 있어서, 상기 금속을 홈의 내부 면에 소정 두께로 발라 상기 홈 내부에 일정 두께를 가지도록 하부가 빈 금속패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.The method of manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to claim 3, wherein the metal is applied to the inner surface of the groove with a predetermined thickness so as to form a metal pattern with a lower portion to have a predetermined thickness in the groove. 제 7 항에 있어서, 상기 금속패턴이 형성된 기판 후면 전체에 상기 금속으로 이루어진 금속층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자의 제조방법.The method of claim 7, further comprising forming a metal layer formed of the metal on the entire back surface of the substrate on which the metal pattern is formed. 기판의 후면에 소정 형상으로 형성된 홈;A groove formed in a predetermined shape on a rear surface of the substrate; 상기 홈 내부에 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 형성된 금속패턴;A metal pattern formed by filling the inside of the groove with a metal having excellent thermal conductivity; 상기 기판의 상부에 질화물 반도체로 순차적으로 형성된 n형 반도체층과 활성층 및 p형 반도체층; 및An n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer sequentially formed of a nitride semiconductor on the substrate; And 상기 p형 반도체층과 n형 반도체층 상에 각각 형성된 p전극과 n전극을 포함하는 질화물 반도체 발광소자.A nitride semiconductor light emitting device comprising a p electrode and an n electrode formed on the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, respectively. 제 10 항에 있어서, 상기 금속은 은, 알루미늄, 백금 및 팔라듐 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The nitride semiconductor light emitting device of claim 10, wherein the metal comprises silver, aluminum, platinum, palladium, or the like. 제 10 항에 있어서, 상기 기판은 사파이어, 징크 옥사이드, 실리콘 카바이드 및 질화 알루미늄 등으로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The nitride semiconductor light emitting device of claim 10, wherein the substrate is made of sapphire, zinc oxide, silicon carbide, aluminum nitride, or the like. 제 10 항에 있어서, 상기 금속패턴은 상기 홈 내부를 상기 금속으로 전부 채우는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The nitride semiconductor light emitting device of claim 10, wherein the metal pattern completely fills the inside of the groove with the metal. 제 10 항에 있어서, 상기 금속패턴은 상기 홈 내부에 일정 두께를 가지도록 형성되어 하부가 빈 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The nitride semiconductor light emitting device of claim 10, wherein the metal pattern is formed to have a predetermined thickness inside the groove, and a lower portion thereof is empty. 제 10 항에 있어서, 상기 금속패턴은 삼각형, 직사각형 등의 다각형이나 반구형의 단면형상을 가지는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The nitride semiconductor light emitting device of claim 10, wherein the metal pattern has a polygonal or hemispherical cross-sectional shape such as a triangle or a rectangle. 제 15 항에 있어서, 상기 금속패턴이 형성된 기판 후면 전체에 상기 금속으로 형성된 금속층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The nitride semiconductor light emitting device of claim 15, further comprising a metal layer formed of the metal on the entire rear surface of the substrate on which the metal pattern is formed. 제 10 항에 있어서, 상기 홈은 상기 기판의 후면에서 상기 n형 반도체층의 두께 일부까지 형성된 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 발광소자.The nitride semiconductor light emitting device of claim 10, wherein the groove is formed to a part of a thickness of the n-type semiconductor layer on a rear surface of the substrate. 액정표시패널; 및A liquid crystal display panel; And 상기 액정표시패널에 광을 공급하며, 기판의 후면에 소정 형상으로 형성된 홈, 상기 홈 내부에 열전도 특성이 우수한 금속으로 채워 형성된 금속패턴, 상기 기판의 상부에 질화물 반도체로 순차적으로 형성된 n형 반도체층과 활성층 및 p형 반도체층 및 상기 p형 반도체층과 n형 반도체층 상에 각각 형성된 p전극과 n전극으로 이루어진 다수개의 질화물 반도체 발광소자를 포함하는 액정표시장치.An n-type semiconductor layer sequentially formed of a nitride semiconductor on the substrate to supply light to the liquid crystal display panel, a groove formed in a predetermined shape on a rear surface of the substrate, a metal pattern formed by filling a metal having excellent thermal conductivity inside the groove, And a plurality of nitride semiconductor light emitting devices each comprising an active layer, a p-type semiconductor layer, and a p electrode and an n electrode formed on the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, respectively.
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