KR20120052746A - 발광소자 - Google Patents

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KR20120052746A
KR20120052746A KR1020100114040A KR20100114040A KR20120052746A KR 20120052746 A KR20120052746 A KR 20120052746A KR 1020100114040 A KR1020100114040 A KR 1020100114040A KR 20100114040 A KR20100114040 A KR 20100114040A KR 20120052746 A KR20120052746 A KR 20120052746A
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김성균
주현승
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 발광소자는 전류제한층이 사용되는 발광소자에서, 전류제한층과 전극을 투광성전극층을 사용하여 고정하여, 전류제한층과 전극의 박피현상 및 이탈현상을 최소화하고, 전극 하부의 전류군집현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

발광소자{Light emitting device}
실시예는 발광소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전류제한층과 전극의 박피현상 및 이탈현상을 방지하고, 전극 하부의 전류군집현상을 효과적으로 방지할 수 있는 발광소자에 관한 것이다.
형광등은 흑점 현상, 짧은 수명 등으로 잦은 교체와 형광물질 사용으로 친환경을 지향하는 미래 조명시장의 흐름에 반하므로 점차 타 광원으로 대치되고 있는 추세이다.
이에 타 광원으로 가장 주목받고 있는 것은 LED(Light Emitting Diode)로써, 반도체의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께, 환경 친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높아서 차세대 광원으로 꼽히고 있다. 따라서, 기존의 형광등을 대체하기 위한 LED의 활용은 활발히 진행 중에 있다.
현재, LED와 같은 반도체 발광 소자는 텔레비전, 모니터, 노트북, 휴대폰, 및 기타 디스플레이장치를 구비하는 다양한 장치에 적용되고 있으며, 특히 기존의 CCFL을 대체하여 백 라이트 유닛으로도 널리 사용되고 있다.
전극 하부의 전류군집현상을 억제하기 위하여 전극 하부네 전류제한층을 배치하는 데 전류제한층과 전극의 접합력이 약하여 전극의 박피현상 및 이탈현상이 문제가 되고 있다.
실시예는, 전류제한층을 사용하는 발광소자에서 전극과 전류제한층의 박피현상 및 이탈현상을 방지하는 발광소자를 제공한다.
실시예는, 투광성전극층을 사용하여 간단한 방법으로 전류제한층과 전극의 박피현상을 방지할 수 있는 발광소자를 제공한다.
실시예에 따른 발광소자는 기판, 상기 기판상에 형성되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물, 상기 제1 반도체층에 형성되는 제1 전극, 상기 제2 반도체층 상에 일부 영역에 형성되는 제1 전류제한층 및 상기 제1 전류제한층 상에 상기 제1 전류제한층과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되도록 형성되는 제2 전극패드를 포함하고, 상기 발광구조물 및 상기 제1 전류제한층 상에 위치하고 상기 제2 전극패드의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 패드 고정부를 가지는 투광성 전극층; 상기 투광성전극층을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 전극패드는 상기 제2 전극패드에 연결되어 상기 제2 전극패드의 타측으로 확장되는 적어도 하나 이상의 제2 전극윙을 포함하고, 상기 제2 전극윙과 상기 제2 반도체층 사이에 상기 제2 전극윙과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되도록 형성되는 제2 전류제한층을 포함하고, 상기 투광성전극층은 상기 제2 전극윙과 상기 제2 전류제한층을 덮는 윙 고정부를 포함할 수 있다.
투광성전극층을 사용하여 제2 전극패드와 제1 전류제한층을 고정하므로 전류제한층을 사용하는 발광소자에서 전류제한층과 전극의 박피 및 이탈을 방지할 수 있고, 전류군집현상을 방지할 수 있다.
투광성전극층의 윙 고정부를 통해서 제2 전극윙 및 제2 전류제한층을 고정하게 되므로, 전류제한층을 사용하는 발광소자에서 제2 전류제한층과 제2 전극윙의 박피 및 이탈을 방지할 수 있고, 전류군집현상을 방지할 수 있다.
또한, 투광성전극층의 성장과정에서 용이하게 패드 고정부 또는/및 윙 고정부를 형성시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광소자를 A-A′를 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광소자를 B-B′를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 발광소자를 제조하는 공정을 나타낸 순서도이다.
도 7은 실시 예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시 예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 발광소자를 A-A′를 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 1의 발광소자를 B-B′를 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 실시예의 발광소자(100)는 크게 기판(110), 발광구조물, 제1 전류제한층(191), 투광성전극층(150) 및 전극을 포함하여 이루어질 수 있다.
기판(110)은 반도체 단결정을 성장시키기에 적합한 기판으로서, 바람직하게, 사파이어를 포함하는 투명한 재료를 이용하여 형성되며 사파이어 이외에, 기판(110)은 징크 옥사이드(zinc oxide, ZnO), 갈륨 나이트라이드(gallium nitride, GaN), 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC), 실리콘 및 알루미늄 나이트라이드(AlN)로 형성될 수 있다.
기판(110) 상에는 기판(110)과 제1 반도체층(120) 간의 격자 부정합을 완화하는 버퍼층(111)이 위치할 수 있다. 버퍼층(111)은 저온 분위기에서 형성할 수 있으며, GaN, InN, AlN, AlInN, InGaN, AlGaN, 및 InAlGaN 과 같은 재질 중 선택할 수 있다.
버퍼층(111) 상에는 제1 반도체층(120)이 형성될 수 있다. 제1 반도체층(120)은 p형 또는 n형 반도체층을 포함하여 형성될 수 있다.
n형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상술한 제1 반도체층(120)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제1 반도체층(120)상에는 활성층(130)이 형성될 수 있다. 활성층(130)은 전자와 정공이 재결합되는 영역으로, 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(130)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well)로 형성될 수 있다. 또한, 양자선(Quantum wire)구조 또는 양자점(Quantum dot)구조를 포함할 수도 있다.
제2 반도체층(140)은 상술한 활성층(130)에 정공을 주입하며, 제2 반도체층(140)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있는데, p형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
또한, 제1 2 반도체층(120,140) 상에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 제3 도전형 반도체층(미도시)이 형성될 수도 있으며 이에 따라, 발광소자(100)는 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다.
또한, 제1 반도체층(120) 및 제2 반도체층(140) 내의 도전형 도펀트의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 복수의 반도체층의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상술한 바와는 달리 제1 반도체층(120)이 p형 반도체층을 포함하고, 제2 반도체층(140)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 즉, 제1 반도체층(120)과 제2 반도체층(140)은 활성층(130)을 중심으로 서로 형성되는 위치가 바뀌어도 무방하나, 하기에서는 제1 반도체층(120)이 n형 반도체층을 포함하여 형성되고 기판(110)에 근접하는 것으로 기술한다.
다시 도 2를 참조하면, 전극은 발광소자(100)를 전원과 연결시킨다. 전극은 제1 반도체층(120) 상에 형성되는 제1 전극(170)을 포함할 수 있다.
제1 전극(170)이 형성되는 위치는 제한이 없고, 발광소자(100)의 크기 등을 고려하여 복수 개가 형성될 수도 있지만, 바람직하게는 제2 반도체층(140)과 활성층(130)의 일부 영역이 제거되고, 제1 반도체층(120)의 일부가 노출되며, 노출된 제1 반도체층(120) 상면에 제1 전극(170)이 형성될 수 있다. 다시 설명하면, 발광구조물에 투광성전극층(150)이 형성된 경우는 투광성전극층(150), 제2 반도체층(140) 및 활성층(130)의 일부 영역이 제거되고, 노출된 제1 반도체층(120) 상에 제1 전극(170)이 형성될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 기판(110) 및 버퍼층(111)이 제거되고 제1 반도체층(120)의 노출되는 면에 제1 전극(170)이 형성될 수도 있다.
제1 반도체층(120)의 상면을 제거하는 방법은 제한이 없으나 습식 식각, 건식 식각 등의 방법이 사용될 수 있다.
제1 전극(170)은 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 텅스텐(W) 등의 금속재질 또는 탄소나노튜브을 이용하여 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 전극(170)은 발광소자(100)의 일측에 배치되는 제1 전극패드(미도시) 및 상기 제1 전극패드에 연결되어 타측 방향으로 확장되는 적어도 하나의 제 1전극윙(미도시)을 포함할 수 있다. 상술한 제 1전극윙의 배치형상과 개수는 발광소자의 면적과 전류확산 등을 고려하여 결정하며 다양한 배치형상이 형성될 수 있다.
제1 전류제한층(191)은 제2 반도체층(140) 상의 일부 영역에 형성된다. 전류제한층(190)(CBL)은 비전도성 또는 약전도성의 물질을 포함하는데, 바람직하게는 이산화규소(SiO2), 또는 이산화규소(SiO2)를 포함하는 산화알루미늄(Al2O3)으로 구성될 수도 있다.
제1 전류제한층(191) 은 전자가 전극의 하부에 밀집되는 전류군집현상을 방지하기 위해 마련된다.
제2 전극은 제2 전극패드(182)를 포함할 수 있다. 제2 전극패드(182)는 제1 전류제한층(191) 상에 형성되고, 제1 전류제한층(191) 이 형성된 위치와 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되도록 형성될 수 있다.
제2 전극패드(182)는 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 텅스텐(W) 등의 금속재질 또는 탄소나노튜브를 이용하여 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제1 전류제한층(191)의 폭은 제한이 없지만, 바람직하게는 제2 전극패드(182)의 폭보다 넓게 형성될 수 있다. 따라서, 전류군집현상을 방지할 수 있다.
투광성전극층(150)은 상기 발광구조물 상에 형성된다. 다시 설명하면, 도 2에서는 제2 반도체층(140)상에 형성되지만, 발광구조물의 외부로 노출되는 면에 형성될 수 있다.
투광성전극층(150)은 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 제2 반도체층(140)의 외측 일면 전체에 형성됨으로써, 전류군집현상을 방지할 수 있다.
또한, 투광성전극층(150)은 패드 고정부(152)를 포함할 수 있다.
패드 고정부(152)는 투광성전극층(150)과 일체로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 아니하고 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 실시예에서는 일체로 형성되는 것으로 도시하였다.
또한, 패드 고정부(152)는 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
다시 설명하면, 패드 고정부(152)는 투광성전극층(150)과 일체로 제1 전류제한층(191) 상에 위치하고, 제2 전극패드(182)의 적어도 일부를 덮도록 성장될 수 있다. 이때, 패드 고정부(152)는 전원 공급을 위하여 제2 전극패드(182)의 상면 일부 또는 전부가 노출되도록 형성될 수 있다.
제2 전극패드(182)의 상면의 일부 또는 전부가 노출되는 방법은 제한이 없으나, 투광성전극층(150)과 패드 고정부(152)를 성장시킨 후 노출되는 영역을 습식식각 또는 건식식각 방법에 의해 식각할 수 있다.
따라서, 투광성전극층(150)을 사용하여 제2 전극패드(182)와 제1 전류제한층(191)을 고정하므로 전류제한층을 사용하는 발광소자에서 전류제한층과 전극의 박피 및 이탈을 방지할 수 있고, 전류군집현상을 방지할 수 있다.
패드 고정부(152)의 형상은 제한이 없으나, 바람직하게는 제2 반도체층(140) 의 상면으로부터 제1 전류제한층(191)의 측면 및 제2 전극패드(182)의 측면 및 제2 전극패드(182)의 상면 일부 영역까지 형성될 수 있다.
또한, 제1 전류제한층(191)의 폭이 제2 전극패드(182)의 폭보다 넓게 형성된 경우에는 제2 반도체층(140) 의 상면으로부터 제1 전류제한층(191)의 측면, 제1 전류제한층(191)의 상면 일부 영역 및 제2 전극패드(182)의 측면 및 제2 전극패드(182)의 상면 일부 영역까지 형성될 수 있다.
도 3을 참조하여 설명하면, 제2 전극패드(182)는 제2 전극패드(182)에 연결되어 제2 전극패드(182)의 타측으로 형성되는 적어도 하나의 제2 전극윙(184)을 더 포함할 수 있다. 제2 전극윙(184)은 전류확산 효과를 향상시키기 위한 것으로 발광소자(100)의 크기 등을 고려하여 개수, 배치 영역, 배치 형상 등을 다양하게 변화시킬 수 있다.
이때, 제2 전극윙(184)과 제2 반도체층(140) 사이에 제2 전극윙(184)이 형성된 위치와 적어도 일부분이 수직적으로 중첩되도록 형성되는 제2 전류제한층(192)을 포함할 수 있다. 다시 설명하면, 제2 반도체층(140) 상에 제2 전극윙(184)이 배치되는 위치에 대응되도록 제2 전류제한층(192)이 형성되고, 제2 전류제한층(192) 상에 제2 전극윙(184)이 배치되는 것이다.
제2 전극윙(184)은 발광소자(100)의 크기 등을 고려하여 복수 개로 형성될 수 있고, 또한, 배치되는 위치도 다양하게 변화가능하고, 절곡부를 포함할 수도 있다.
이때, 투광성전극층(150)은 제2 전극윙(184)과 제2 전류제한층(192)을 덮는 윙 고정부(154)를 포함할 수 있다.
윙 고정부(154)는 제2 전극윙(184) 및 제2 전류제한층(192)을 덮게 형성되면 어떠한 형상이라도 가능하지만, 바람직하게는 캡 형상일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 윙 고정부(154)는 도 3에서는 제2 전극윙(184) 및 제2 전류제한층(192)이 노출되지 않도록 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 전극윙(184)의 상면 일부 또는 전부가 노출되도록 형성될 수도 있다.
윙 고정부(154)는 투광성전극층(150)과 일체로 형성될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
윙 고정부(154)는 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다, 즉, 투광성전극층(150)의 재질과 동일하게 형성될 수 있다.
투광성전극층(150)의 윙 고정부(154)를 통해서 제2 전극윙(184) 및 제2 전류제한층(192)을 고정하게 되므로, 전류제한층을 사용하는 발광소자에서 제2 전류제한층(192)과 제2 전극윙(184)의 박피 및 이탈을 방지할 수 있고, 전류군집현상을 방지할 수 있으며, 제조가 용이하다.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(100)는 도 1에서 도시한 실시예와 제2 전극패드(182)와 제1 전류제한층(191)의 형상에 차이가 있다.
제1 전류제한층(191)의 측면은 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 제2 전극패드(182)의 측면은 경사지게 형성될 수 있다.
이때 투광성전극층(150)의 패드 고정부(152)는 제2 전극패드(182) 및 제1 전류제한층(191)의 측면 경사에 대응하여 형성될 수 있다.
따라서, 제2 전극패드(182)와 제1 전류제한층(191)이 경사지게 형성되어서 패드 고정부(152)에 의해 고정되는 효과를 향상시킬 수 있고, 제2 전극패드(182) 와 제1 전류제한층(191)의 박피 및 이탈 현상을 방지할 수 있다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(100)는 도 1에서 도시한 실시예와 제2 전류제한층(192)과 제2 전극윙(184)의 형상에 차이가 있다.
제2 전류제한층(192)의 측면은 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 제2 전극윙(184)의 측면은 경사지게 형성될 수 있다.
이때 투광성전극층(150)의 윙 고정부(154)는 제2 전극윙(184) 및 제2 전류제한층(192)의 측면 경사에 대응하여 형성될 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 발광소자를 제조하는 공정을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하여 실시예에 따른 발광소자의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 공지된 방법에 의하여 기판(110)상에 제1 반도체층(120) 및 활성층(130) 제2 반도체층(140)을 성장시킨다. 이때, 기판(110) 상에는 기판(110)과 제1 반도체층(120)간의 격자 부정합을 완화하고 반도체층들이 용이하게 성장될 수 있도록 버퍼층(111)을 형성할 수 있다.이후, 제2 반도체층(140) 상에 제1 전류제한층(191)을 형성시킨다.
이후, 제1 전류제한층(191)을 소정의 식각방법에 의해 일부 영역을 제외하고 식각한다. 식각방법은 제한이 없으나, 바람직하게는 습식식각방법에 의하는 것이 바람직하다.
이후, 제1 전류제한층(191) 상에 제1 전류제한층(191)이 형성된 위치와 적어도 일부분이 수직적으로 중첩되도록 제2 전극패드(182)를 형성시킨다. 바람직하게는 제1 전류제한층(191)의 폭보다 제2 전극패드(182)의 폭이 작을 수 있다.
이후, 패드 고정부(152)를 가지는 투광성전극층(150)을 형성시킨다. 즉, 패드 고정부(152)는 투광성전극층(150)의 일부분을 의미하며, 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
이후, 패드 고정부(152)는 제2 전극패드(182)의 상면 일부 또는 전부가 노출되도록 건식식각 또는 습식식각 방법에 의해 식각될 수 있다.
마지막으로, 제1 반도체층(120)이 노출되도록 메사식각한 후 제1 전극(170)을 형성시킬 수 있다. 또한, 기판(110)과 버퍼층(111)을 제거하고, 제1 반도체층(120)에 제1 전극(170)을 형성시킬 수도 있다.
도 7은 실시 예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지의 단면도이다.도 7을 참조하여 설명하면, 발광 소자 패키지(300)는 몸체(320)와, 몸체(320)에 설치된 제1 전극층(331) 및 제2 전극층(332)과, 몸체(320)에 설치되어 제1 전극층(331) 및 제2 전극층(332)과 전기적으로 연결되는 실시예에 따른 발광소자(100)와, 발광소자(100)를 밀봉하는 몰딩부재(340)를 포함한다.
몸체(320)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 발광소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.
제1 전극층(331) 및 제2 전극층(332)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 제1 전극층(331) 및 제2 전극층(332)은 발광소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
발광소자(100)는 몸체(320) 상에 설치되거나 제1 전극층(331) 또는 제2 전극층(332) 상에 설치될 수 있다.
발광소자(100)는 제1 전극층(331) 및 제2 전극층(332)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
몰딩부재(340)는 발광소자(100)를 밀봉하여 보호할 수 있다. 또한, 몰딩부재(340)에는 형광체가 포함되어 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
발광 소자 패키지(300)는 상기에 개시된 실시 예들의 발광 소자 중 적어도 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 소자 패키지(300)는 제조가 간단하고 전극과 전류제한층의 박피현상 및 이탈현상을 방지할 수 있다.
본 실시예는 수평형 타입의 발광 소자를 중심으로 기술하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 수직형 구조에 적용될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 발광소자 110: 기판
111: 버퍼층 120: 제1 반도체층
130: 활성층 140: 제2 반도체층
150: 투광성전극층 152: 패드 고정부
154: 윙 고정부 170: 제1 전극
182: 제2 전극패드 184: 제2 전극윙
191: 제1 전류제한층 192: 제2 전류제한층

Claims (16)

  1. 기판;
    상기 기판상에 형성되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물;
    상기 제1 반도체층에 형성되는 제1 전극;
    상기 제2 반도체층 상에 일부 영역에 형성되는 제1 전류제한층; 및
    상기 제1 전류제한층 상에 상기 제1 전류제한층과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되도록 형성되는 제2 전극패드를 포함하고,
    상기 발광구조물 및 상기 제1 전류제한층 상에 위치하고 상기 제2 전극패드의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 패드 고정부를 가지는 투광성 전극층; 상기 투광성전극층을 포함하는 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류제한층의 측면은 경사지게 형성되는 발광소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극패드의 측면은 경사지게 형성되는 발광소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류제한층의 폭은 상기 제2 전극패드 보다 넓게 형성되는 발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패드 고정부는 상기 제2 반도체층의 상면으로부터 상기 제1 전류제한층의 측면, 제2 전극패드의 측면 및 상기 제2 전극패드의 상면 일부 영역까지 형성되는 발광소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 패드 고정부는 상기 투광성전극층과 일체로 형성되는 발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극패드는 상기 제2 전극패드에 연결되어 상기 제2 전극패드의 타측으로 확장되는 적어도 하나 이상의 제2 전극윙을 포함하고,
    상기 제2 전극윙과 상기 제2 반도체층 사이에 상기 제2 전극윙과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되도록 형성되는 제2 전류제한층을 포함하고, 상기 투광성전극층은 상기 제2 전극윙과 상기 제2 전류제한층을 덮는 윙 고정부를 포함하는 발광소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 윙 고정부는,
    상기 제2 전극윙과 상기 제2 전류제한층을 덮는 캡 형상인 발광소자.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 윙 고정부는,
    상기 제2 전극윙의 상면 일부 또는 전부가 노출되도록 형성되는 발광소자.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 윙 고정부 및 패드 고정부는,
    ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하여 형성되는 발광소자.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 전극윙의 측면은 경사지게 형성되는 발광소자.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제2 전류제한층의 측면은 경사지게 형성되는 발광소자.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제2 전극윙은 절곡부를 포함하는 발광소자.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 윙 고정부는 상기 투광성전극층과 일체로 형성되는 발광소자.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전극은,
    상기 제2 전극패드의 타측의 상기 제1 반도체층의 상면 일부가 노출되고, 상기 노출된 상면에 배치되는 제1 전극패드 및
    상기 제1 전극패드에 연결되어 상기 제2 전극패드 방향으로 확장되는 적어도 하나 이상의 제1전극윙을 포함하는 발광소자.
  16. 상기 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지.
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