KR20120078384A - Light emitting diode having scattering layer and its manufacturing method and its light emitting diode package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 산란층을 갖는 발광 다이오드 및 이의 제작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 산란층의 형성이 용이하고, 전기적인 특성을 유지할 수 있게 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드 및 이의 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode having a scattering layer and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a light emitting diode having a scattering layer which is easy to form a scattering layer and maintains electrical characteristics, and a method of manufacturing the same. will be.
발광다이오드는 공기에 비하여 높은 굴절율을 가지므로, 전자와 정공의 재결합으로 발생하는 광의 많은 부분이 소자 내부에 잔존하게 된다. 이러한 광자는 외부로 탈출하기 전에 박막, 기판, 전극 등 여러 경로를 거치게 되며, 이에 따른 흡수에 의하여 외부양자효율이 감소된다. 이러한 외부양자효율의 증가를 위한 다양한 연구가 계속되고 있다.Since the light emitting diode has a higher refractive index than air, much of the light generated by the recombination of electrons and holes remains in the device. These photons pass through various paths such as a thin film, a substrate, and an electrode before escaping to the outside, and the external quantum efficiency is reduced by absorption. Various studies for increasing the external quantum efficiency are continuing.
특히, 활성층에서 발생된 광이 외부 공기와 접하는 경계면에서 전반사되어 내부로 재입사되는 문제점이 있었다.In particular, there is a problem that the light generated in the active layer is totally reflected at the interface contacting the outside air and re-incident into the inside.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 칩의 표면에 다양한 형태의 패턴을 형성했었다. 그러나, 이러한 패턴을 형성하기 위하여 다양한 포토 공정이나 식각 공정 등 공정의 개수가 늘어나서 생산 비용 및 시간이 많이 소요되었던 문제점이 있었다.In order to solve this problem, conventionally, various types of patterns were formed on the surface of the chip. However, in order to form such a pattern, the number of processes, such as various photo processes or etching processes, has been increased, resulting in a lot of production costs and time.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 칩의 표면에 산란층을 형성하기 위하여 산란체 수용액을 도포한 후, 베이킹하는 단순한 공정을 이용하여 생산 비용 및 시간을 절감시킬 수 있고, 산란층 위에 전극이 형성되는 경우, 전극과의 전기적인 접촉을 용이하게 할 수 있게 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드 및 이의 제작 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the production cost and time by applying a scattering solution in order to form a scattering layer on the surface of the chip, and then baking, the electrode is formed on the scattering layer To provide a light emitting diode having a scattering layer to facilitate electrical contact with the electrode and a method of manufacturing the same.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드는, 제 1 도전형 반도체층, 활성층, 제 2 도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 발광구조물; 상기 제 1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결되는 제 1 전극; 상기 제 2 도전형 반도체층에 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 상기 제 1 도전형 반도체층과 제 1 전극 사이에 형성되는 투명 전극층; 및 상기 투명 전극층의 상면에 형성되고, 빛의 산란을 유도하는 산란층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode having a scattering layer, including: a light emitting structure in which a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer are sequentially stacked; A first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer; A second electrode electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer; A transparent electrode layer formed between the first conductive semiconductor layer and the first electrode; And a scattering layer formed on an upper surface of the transparent electrode layer to induce scattering of light.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 산란층은, 투명 전극 분말을 포함하거나 사파이어 분말을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, according to the spirit of the present invention, the scattering layer may include a transparent electrode powder or sapphire powder.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 산란층은, 직경이 서로 다른 제 1 투명 전극 분말층; 및 제 2 투명 전극 분말층;을 포함할 수 있다.In addition, according to the spirit of the present invention, the scattering layer, the first transparent electrode powder layer having a different diameter; And a second transparent electrode powder layer.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 산란층은, 투명 전극층과 동일한 재질의 투명 전극 분말층; 및 상기 투명 전극 분말층 위에 적층되는 사파이어 분말층;을 포함할 수 있다.In addition, according to the spirit of the present invention, the scattering layer is a transparent electrode powder layer of the same material as the transparent electrode layer; And a sapphire powder layer laminated on the transparent electrode powder layer.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작 방법은, 제 1 도전형 반도체층, 활성층, 제 2 도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 발광구조물에 투명 전극층을 형성하는 단계; 상기 투명 전극층 위에 산란체 수용액을 도포하는 단계; 및 상기 산란체가 고착되어 산란층이 형성될 수 있도록 상기 투명 전극층을 베이크하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the light emitting diode manufacturing method having a scattering layer according to the present invention for achieving the above technical problem, a transparent electrode layer is formed on a light emitting structure in which the first conductive semiconductor layer, the active layer, the second conductive semiconductor layer is sequentially stacked Making; Applying an aqueous scattering solution on the transparent electrode layer; And baking the transparent electrode layer so that the scatterers are fixed to form a scattering layer.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작 방법은, 제 1 도전형 반도체층, 활성층, 제 2 도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 발광구조물에 투명 전극층을 형성하는 단계; 상기 투명 전극층 위에 제 1 산란체 수용액을 도포하는 단계; 상기 제 1 산란체가 고착되어 제 1 산란층이 형성될 수 있도록 상기 투명 전극층을 1차 베이크하는 단계; 상기 제 1 산란층 위에 제 2 산란체 수용액을 도포하는 단계; 상기 제 1 산란층 위에 제 2 산란체가 고착될 수 있도록 상기 제 1 산란층을 2차 베이크하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the light emitting diode manufacturing method having a scattering layer according to the present invention for achieving the above technical problem, a transparent electrode layer is formed on a light emitting structure in which the first conductive semiconductor layer, the active layer, the second conductive semiconductor layer is sequentially stacked Making; Applying a first scattering aqueous solution on the transparent electrode layer; First baking the transparent electrode layer to fix the first scatterer to form a first scattering layer; Applying a second aqueous solution of scattering body on the first scattering layer; And second baking the first scattering layer so that the second scattering body is fixed on the first scattering layer.
본 발명의 산란층을 갖는 발광 다이오드 및 이의 제작 방법은, 단순한 공정을 이용하여 생산 비용 및 시간을 절감시킬 수 있고, 전극과의 전기적인 접촉을 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는 것이다.The light emitting diode having a scattering layer of the present invention and a method of manufacturing the same have an effect of reducing production cost and time by using a simple process and facilitating electrical contact with the electrode.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드의 발광 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 사시도이다.
도 3은 도 1의 산란층의 확대 단면도이다.
도 4는 도 3의 다른 실시예이다.
도 5는 도 3의 또 다른 실시예이다.
도 6은 도 3의 또 다른 실시예이다.
도 7은 도 3의 또 다른 실시예이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작 방법을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작 방법을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작 방법을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작 방법을 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드의 발광 상태를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 패키지를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting state of a light emitting diode having a scattering layer according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of FIG.
3 is an enlarged cross-sectional view of the scattering layer of FIG. 1.
4 is another embodiment of FIG. 3.
5 is another embodiment of FIG. 3.
6 is yet another embodiment of FIG. 3.
FIG. 7 is another embodiment of FIG. 3.
8 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a light emitting diode having a scattering layer according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a light emitting diode having a scattering layer according to another exemplary embodiment of the present invention.
10 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a light emitting diode having a scattering layer according to still another embodiment of the present invention.
11 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a light emitting diode having a scattering layer according to still another embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view illustrating a light emitting state of a light emitting diode having a scattering layer according to another exemplary embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view illustrating a light emitting package having a scattering layer according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 명세서 전체에 걸쳐서 층, 영역, 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "하에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "하에" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접적으로 연결되어", 또는 "직접적으로 하에" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In addition, the thickness or size of each layer in the drawings is exaggerated for convenience and clarity of description. Like numbers refer to like elements herein. Throughout the specification, when referring to one component, such as a layer, region, or substrate, being located on, “connected”, or “under” another component, the one component is directly in another configuration. It may be interpreted that there may be other components in contact with or interposed between, or “on,” “connected”, or “under” an element. On the other hand, when one component is referred to as being located on another component "directly on", "directly connected", or "directly under", it is interpreted that there are no other components intervening therebetween. do.
도면에서 전류의 흐름은 실선 화살표로 도시되어 있고, 광의 진행은 점선 화살표로 도시되어 있다.In the figure the flow of current is shown by solid arrows and the progress of light is shown by dashed arrows.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드의 발광 상태를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 사시도이고, 도 3은 도 1의 산란층의 확대 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting state of a light emitting diode having a scattering layer according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the scattering layer of FIG. 1.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드는, 기판(1)과, 발광구조물(10)과, 제 1 전극(21)과, 제 2 전극(22)과, 투명 전극층(14) 및 산란층(30)을 포함하여 이루어지는 구성이다.1 to 3, a light emitting diode having a scattering layer according to an embodiment of the present invention includes a
여기서, 상기 발광구조물(10)은, 제 1 도전형 반도체층(11), 활성층(13), 제 2 도전형 반도체층(12)이 적층된 것으로서, 상기 발광 구조물(10)은 기판(40) 상에 위치할 수 있고, 복수의 도전형 반도체층이 기판(40)을 기준으로 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이하에서는 발광 구조물(10)이 n-p 접합 구조인 경우를 일 예로 설명하기로 한다.The
상기 발광 구조물(10)은 순차적으로 적층된 제 2 도전형 반도체층(12), 활성층(13), 및 제 1 도전형 반도체층(11)을 포함한다. 발광 구조물(10)은, 예를 들어 전자빔 증착(electron beam evaporation), 물리기상증착(physical vapor deposition, PVD), 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD), 플라즈마 강화 CVD(plasma enhanced CVD, PECVD), 플라즈마 레이저 증착(plasma laser deposition, PLD), 듀얼 타입 열증착(dual-type thermal evaporator), 스퍼터링(sputtering), 유기금속 화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD), 분자빔 에피택시(Molecular Beam Epitaxy, MBE), 수소화물 기상 에피택시(Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE) 등을 이용하여 형성할 수 있다.The
상기 발광구조물(10)에 순방향으로 전압을 인가하면, 활성층(13)의 전도대에 있는 전자와 가전자대에 있는 정공이 천이되어 재결합하고, 에너지 갭에 해당하는 에너지가 광으로 방출된다. 활성층(13)을 구성하는 물질의 종류에 따라서 방출되는 광의 파장이 결정된다. 또한, 제 1 도전형 반도체층(11) 및 제 2 도전형 반도체층(12)은 상기 인가되는 전압에 따라 전자 또는 정공을 활성층(13)에 제공하는 기능을 수행한다. 제 1 도전형 반도체층(11)과 제 2 도전형 반도체층(12)은 서로 다른 도전형을 가지도록 불순물들을 포함할 수 있다. 예를 들어 제 1 도전형 반도체층(11)은 p-형 불순물들을 포함할 수 있고, 제 2 도전형 반도체층(12)은 n-형 불순물들을 포함할 수 있다. 이러한 경우에는, 제 1 도전형 반도체층(11)은 정공을 제공할 수 있고, 제 2 도전형 반도체층(12)은 전자를 제공할 수 있다. 또한, 이와 반대로, 제 1 도전형 반도체층(11)이 n-형이고, 제 2 도전형 반도체층(12)이 p-형인 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 제 1 도전형 반도체층(11) 및 제 2 도전형 반도체층(12)은 각각 III족-V족 화합물 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 갈륨 질화물계 물질을 포함할 수 있다.When a voltage is applied to the
제 2 도전형 반도체층(12)은 n-형 도판트가 도핑된 n-형 반도체층으로 구현될 수 있고, 예를 들어 n-형 AlxInyGazN (0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1)을 포함할 수 있다. 예를 들어 제 2 도전형 반도체층(12)은 n-형 GaN을 포함할 수 있다. 상기 n-형 도판트는 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 셀레늄(Se), 및 텔루륨(Te) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.The second conductivity-
제 1 도전형 반도체층(11)은 p-형 도판트가 도핑된 p-형 반도체층으로 구현될 수 있고, 예를 들어 p-형 AlxInyGazN (0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1)을 포함할 수 있다. 예를 들어 제 1 도전형 반도체층(11)은 p-형 GaN을 포함할 수 있다. 상기 n-형 도판트는 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 베릴륨(Be), 및 바륨(Ba) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제 1 도전형 반도체층(11)은 광을 굴절하여 외부로 방출시키도록 요철 패턴(미도시)이 상측 표면에 형성될 수 있다.The first conductivity-
상기 활성층(13)은 제 1 도전형 반도체층(11) 및 제 2 도전형 반도체층(12)에 비하여 낮은 에너지 밴드갭을 가지므로 발광을 활성화할 수 있다. 활성층(13)은 다양한 파장의 광을 방출할 수 있으며, 예를 들어 적외선, 가시 광선, 또는 자외선을 방출할 수 있다. 활성층(13)은 III족-V족 화합물 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 AlxInyGazN (0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1)을 포함할 수 있고, 예를 들어 InGaN 또는 AlGaN을 포함할 수 있다. 또한, 활성층(13)은 단일양자우물(single quantum well, SQW) 또는 다중양자우물(multi quantum well, MQW)을 포함할 수 있다. 활성층(13)은 양자 우물층과 양자 장벽층의 적층 구조를 가질 수 있고, 상기 양자 우물층과 상기 양자 장벽층의 갯수는 설계 상의 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 활성층(13)은, 예를 들어 GaN/InGaN/GaN MQW 구조 또는 GaN/AlGaN/GaN MQW 구조를 포함할 수 있다. 그러나 이는 예시적이며, 활성층(13)은 구성 물질에 따라 방출되는 광의 파장이 달라지며, 예를 들어, 인듐의 양이 약 22%의 경우에는 청색 광을 발광할 수 있고, 약 40%의 경우에는 녹색 광을 발광할 수 있다. 본 발명은 활성층(13)의 구성 물질에 대해 한정하는 것은 아니다.Since the
상기 발광구조물(10)은 활성층(13) 및 제 1 도전형 반도체층(11)의 일부 영역이 제거된 메사(mesa) 영역을 가질 수 있고, 또한 제2 도전형 반도체층(12)의 일부가 제거될 수 있다. 활성층(13)은 상기 메사 영역에 한정되어 광을 방출할 수 있다. 상기 메사 영역을 형성함에 따라, 제2 도전형 반도체층(12)의 일부 영역이 노출될 수 있다. 상기 메사 영역은 유도결합 플라즈마 반응성 이온 식각(inductively coupled plasma reactive ion etching, ICP-RIE), 습식 식각 또는 건식 식각을 이용하여 형성할 수 있다.The
이러한 상기 발광구조물(10)은, 상기 기판(40) 위에 적층된다. 상기 기판(40)은, 사파이어(Al2O3), 실리콘 탄화물(SiC), 갈륨 질화물(GaN), 갈륨 비소(GaAs), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 아연 산화물(ZnO), 마그네슘 산화물(MgO), 알루미늄 질화물(AlN), 붕산 질화물(BN), 갈륨 인화물(GaP), 인듐 인화물(InP), 리튬-알루미늄 산화물(LiAl2O3) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 기판(40)의 상면 및/또는 하면에는 광을 반사시킬 수 있는 요철 패턴(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 요철 패턴은 스트라이프 형태, 렌즈 형태, 기둥 형태, 뿔 형태 등 다양한 형상을 가질 수 있다.The
또한, 상기 기판(40)의 일측 상에는 상기 기판(40)과 발광구조물(10) 사이의 격자 부정합을 완화하기 위한 버퍼층(미도시)이 위치할 수 있다. 버퍼층은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있고, 예를 들어, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, AlGaInN, AlInN 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 기판(40) 또는 버퍼층 상에 언도프드(undoped) 반도체층(미도시)이 위치할 수 있고, 상기 언도프드 반도체층은 GaN를 포함할 수 있다.In addition, a buffer layer (not shown) may be positioned on one side of the
한편, 상기 제 1 전극(21)은, 상기 제 1 도전형 반도체층(11)에 전기적으로 연결되는 것이고, 제 2 전극(22)은, 상기 제 2 도전형 반도체층(12)에 전기적으로 연결되는 것이다.Meanwhile, the
여기서, 상기 제 2 전극(22)은 상기 메사 영역으로부터 노출된 제 2 도전형 반도체층(12) 상에 위치할 수 있다. 제 2 전극(22)은 제 2 도전형 반도체층(12)과 오믹 콘택을 형성하는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 백금(Pt), 텅스텐(W), 코발트(Co), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 예를 들어 탄소나노튜브(carbon nano tube)를 포함할 수 있다. 제 2 전극(22)은 단일층으로 구성되거나 또는 다중층으로 구성될 수 있고, 예를 들어 Ti/Al, Cr/Au, Ti/Au, Au/Sn과 같은 다중층으로 구성될 수 있다. 제 2 전극(22)은 패키지 공정에서 본딩 와이어가 연결될 수 있다.Here, the
또한, 상기 제 1 전극(21)은 투명 전극층(14) 상에 위치할 수 있다. 제 1 전극(21)과 제 2 전극(22)은 서로 대향하도록 위치할 수 있다. 제 1 전극(21)은 투명 전극층(14)과 오믹 콘택을 형성하는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 백금(Pt), 텅스텐(W), 코발트(Co), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 예를 들어 탄소나노튜브를 포함할 수 있다. 제 1 전극(21)은 단일층으로 구성되거나 또는 다중층으로 구성될 수 있고, 예를 들어 Ni/Au, Pd/Au, Pd/Ni 과 같은 다중층으로 구성될 수 있다. 제 1 전극(21)은 패키지 공정에서 본딩 와이어가 연결될 수 있다.In addition, the
제 1 전극(21)과 제 2 전극(22)은 열증착, 전자빔 증착(e-beam evaporation), 스퍼터링(sputtering), 또는 화학기상증착(chemical vapor deposition)을 이용하여 형성할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제 1 전극(21)과 제 2 전극(22)은 리프트 오프(lift-off), 도금법 등 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 제 1 전극(21)과 제 2 전극(22)은 오믹 콘택을 향상시키기 위하여 열처리될 수 있다.The
제 1 전극(21)은 제 2 전극(22)을 향하여 연장된 전극 핑거(F)를 더 포함할 수 있다. 핑거(F)는 전류를 투명 전극층(14)에 더 균일하게 분산시킬 수 있다. 상기 핑거(14)는 제 1 전극(21)과 동일한 물질로 형성될 수 있고, 제 1 전극(21)과 동시에 형성될 수 있다.The
제 1 전극(21)의 하측에는 반사 전극층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 반사 전극층은 광을 반사하여 제 1 전극(21)이 광을 흡수하는 것을 방지할 수 있다. 반사 전극층은 알루미늄(Al), 은(Ag), 이들의 합금, 은(Ag)계 산화물(Ag-O) 또는 APC 합금(Ag, Pd, Cu를 포함하는 합금)을 포함할 수 있다. 또한, 반사 전극층은 로듐(Rh), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 및 백금(Pt) 중의 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 반사 전극층은 투명 전극층(14)과 제 1 전극(21) 사이의 오믹 접촉을 증가시키는 물질로 구성될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 이러한 반사 전극층은 제 2 전극(22)의 하측에도 형성될 수 있다.A lower side of the
한편, 상기 투명 전극층(14)은 제 1 도전형 반도체층(11) 상에 위치하는 것으로서, 제 1 전극(21)으로부터 주입되는 전류를 제 1 도전형 반도체층(11)에 대하여 균일하게 분산하는 기능을 수행할 수 있다. 투명 전극층(14)은 전체적으로 패턴이 없는 박막 형태를 가지거나 또는 일정한 패턴 형태를 가질 수 있다. 투명 전극층(14)은 제 1 도전형 반도체층(11)과의 접착성을 위해 메쉬(mesh) 구조의 패턴으로 형성될 수 있다. 투명 전극층(14)은 투명하고 전도성이 있는 물질을 포함할 수 있다. 투명 전극층(14)은 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어 니켈(Ni)과 금(Au)의 복합층일 수 있다. 또한, 투명 전극층(14)은 산화물을 포함할 수 있고, 예를 들어 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), GZO(gallium zinc oxide), IGO(indium gallium oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), ATO(aluminum tin oxide), IWO(indium tungsten oxide), CIO(cupper indium oxide), MIO(magnesium indium oxide), MgO, ZnO, In2O3, TiTaO2, TiNbO2, TiOx, RuOx, 및 IrOx 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 투명 전극층(14)은 예를 들어 증착(Evaporation) 또는 스퍼터링을 이용하여 형성할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 투명 전극층(14)은 광을 굴절하여 외부로 방출시키도록 요철 패턴(미도시)이 상측 표면에 형성될 수 있다.Meanwhile, the
한편, 상기 산란층(30)은, 상기 투명 전극층(14)의 상면에 형성되는 것으로서, 빛의 산란을 유도하여 상기 활성층(13)에서 발생된 빛의 내부 전반사를 방지할 수 있는 것이다.On the other hand, the
여기서, 상기 산란층(30)은, 전기적인 연결을 용이하게 하기 위하여 상기 투명 전극층(14)과 동일한 재질의 투명 전극 분말(31)을 포함할 수 있다. 이러한 투명 전극 분말(31)은, 예를 들어 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), GZO(gallium zinc oxide), IGO(indium gallium oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), ATO(aluminum tin oxide), IWO(indium tungsten oxide), CIO(cupper indium oxide), MIO(magnesium indium oxide), MgO, ZnO, In2O3, TiTaO2, TiNbO2, TiOx, RuOx, 및 IrOx 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있는 것이다.Here, the
이외에도, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 산란층(40)은, 사파이어 분말(42)을 포함할 수 있다. 여기서, 이러한 상기 투명 전극 분말(31)과 사파이어 분말(42)의 비율은 산란율을 극대화할 수 있는 적정 비율로 최적화될 수 있는 것이다.In addition, as shown in FIG. 4, the
따라서, 상기 활성층(13)에서 발생된 빛이 상기 투명 전극층(14)을 통과하여 외부 공기와의 경계면에 도달되면, 내부로 전반사되지 않고, 상기 투명 전극 분말(31)이나 사파이어 분말(42)에 산란되어 외부로 쉽게 광추출될 수 있는 것이다.Therefore, when the light generated in the
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 산란층(50)은, 상대적으로 직경이 큰 제 1 투명 전극 분말층(51) 및 상대적으로 직경이 작은 제 2 투명 전극 분말층(52)을 포함할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the
역으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 산란층(60)은, 상대적으로 직경이 작은 제 1 산란층(61) 및 상대적으로 직경이 큰 제 2 산란층(62)을 포함할 수 있는 것이다.Conversely, as shown in FIG. 6, the
따라서, 외부 공기와 접촉되기 이전에 전체적으로 상기 산란층(50)(60)을 거치면서 서로 간의 완만한 굴절율의 차이로 인해 전반사되지 않고, 외부로 쉽게 광추출될 수 있는 것이다.Therefore, due to the difference in the refractive index between each other while passing through the scattering layer (50, 60) as a whole before being in contact with the outside air, it can be easily extracted to the outside.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 산란층(70)은, 투명 전극 분말층(71) 및 상기 투명 전극 분말층(71) 위에 적층되는 사파이어 분말층(72)을 포함할 수 있는 것이다.In addition, as shown in FIG. 7, the
따라서, 외부 공기와 접촉되기 이전에 전체적으로 상기 투명 전극 분말층(71) 및 그 위에 적층되는 사파이어 분말층(72)을 거치면서 서로 간의 완만한 굴절율의 차이로 인해 전반사되지 않고, 외부로 쉽게 광추출될 수 있는 것이다.Therefore, the light is not totally reflected due to the difference in the refractive index between the transparent
도 3 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시예들을 조합하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.Combining the embodiments described with reference to FIGS. 3 to 7 is also included in the technical idea of the present invention.
이러한 본 발명의 산란층을 갖는 발광 다이오드의 제작 방법을 보다 상세하게 설명하면, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작 방법을 나타내는 블록도이다.Referring to the manufacturing method of the light emitting diode having the scattering layer of the present invention in more detail, Figure 8 is a block diagram showing a light emitting diode manufacturing method having a scattering layer according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 도 3에 도시되고, 제 1 도전형 반도체층(11), 활성층(13), 제 2 도전형 반도체층(12)을 포함하는 발광구조물(10)에 투명 전극층(14)을 형성하는 단계(S11)와, 상기 투명 전극층(14) 위에 산란체의 일종인 투명전극 분말 수용액을 도포하는 단계(S12) 및 상기 투명전극 분말(31)이 고착되어 산란층(30)이 형성될 수 있도록 상기 투명 전극층(14)을 베이크하는 단계(S13)를 수행하여 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 8, a transparent electrode layer (not shown) in the
한편, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작 방법을 나타내는 블록도이다.9 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a light emitting diode having a scattering layer according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 도 4에 도시되고, 제 1 도전형 반도체층(11), 활성층(13), 제 2 도전형 반도체층(12)을 포함하는 발광구조물(10)에 투명 전극층(14)을 형성하는 단계(S21)와, 상기 투명 전극층(14) 위에 산란체의 일종인 투명전극 분말 및 사파이어 분말 수용액을 도포하는 단계(S22) 및 상기 투명전극 분말(31) 및 사파이어 분말(42)이 고착되어 산란층(40)이 형성될 수 있도록 상기 투명 전극층(14)을 베이크하는 단계(S23)를 수행하여 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 9, a transparent electrode layer (not shown) in the
한편, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작 방법을 나타내는 블록도이다.10 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a light emitting diode having a scattering layer according to still another embodiment of the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, 도 5에 도시되고, 제 1 도전형 반도체층(11), 활성층(13), 제 2 도전형 반도체층(12)을 포함하는 발광구조물(10)에 투명 전극층(14)을 형성하는 단계(S31)와, 상기 투명 전극층(14) 위에 상대적으로 직경이 큰 제 1 투명 전극 분말 수용액을 도포하는 단계(S32)와, 상기 제 1 투명 전극 분말이 고착되어 제 1 투명 전극 분말층(51)이 형성될 수 있도록 상기 투명 전극층(14)을 1차 베이크하는 단계(S33)와, 상기 제 1 투명 전극 분말층(51) 위에 제 2 투명 전극 분말 수용액을 도포하는 단계(S34) 및 상기 제 1 투명 전극 분말층(51) 위에 제 2 투명 전극 분말층(52)이 고착될 수 있도록 상기 제 1 투명 전극 분말층(51)을 2차 베이크하는 단계(S35)를 수행하여 이루어질 수 있는 것이다.As shown in FIG. 10, the transparent electrode layer (not shown) in FIG. 5 includes a first
한편, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작 방법을 나타내는 블록도이다.11 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a light emitting diode having a scattering layer according to still another embodiment of the present invention.
도 11에 도시된 바와 같이, 도 7에 도시되고, 제 1 도전형 반도체층(11), 활성층(13), 제 2 도전형 반도체층(12)을 포함하는 발광구조물(10)에 투명 전극층(14)을 형성하는 단계(S41)와, 상기 투명 전극층(14) 위에 투명 전극 분말 수용액을 도포하는 단계(S42)와, 상기 제 1 투명 전극 분말이 고착되어 투명 전극 분말층(71)이 형성될 수 있도록 상기 투명 전극층(14)을 1차 베이크하는 단계(S43)와, 상기 투명 전극 분말층(71) 위에 사파이어 분말 수용액을 도포하는 단계(S44)와, 상기 투명 전극 분말층(71) 위에 사파이어 분말층(72)이 고착될 수 있도록 상기 투명 전극 분말층(71)을 2차 베이크하는 단계(S45)를 수행하여 이루어질 수 있는 것이다.As shown in FIG. 11, the transparent electrode layer (not shown) in FIG. 7 includes a first
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전극(21)은 상기 투명 전극 분말(31)로 이루어지는 상기 산란층(30) 위에 형성될 수도 있고, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 전극(21)은 상기 산란층(30)이 제거된 투명 전극층(14) 위에 형성되는 것이 모두 가능하다. 즉, 도 1이나 도 12의 경우, 오믹 콘택시 전기 전도성의 차이가 없거나 미미할 수 있는 것이다. On the other hand, as shown in Figure 1, the
상술한 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드가 래터럴(lateral) 형태를 가지는 경우에 대하여 설명되었으나, 이는 예시적이다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 다이오드는 플립칩(flip-chip)형, 버티컬(vertical)형, 또는 다양한 형상을 가질 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 이해할 수 있다.In the above-described embodiments, the case where the light emitting diode has a lateral shape has been described, but this is exemplary. Those skilled in the art may understand that the light emitting diode according to the spirit of the present invention may have a flip-chip type, a vertical type, or various shapes.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사벽을 갖는 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.13 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package having a reflective wall according to an embodiment of the present invention.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사벽을 갖는 발광 다이오드 패키지(1000)는, 상술된 발광 다이오드(100)와, 상기 제 1 전극(21) 및/또는 제 2 전극(22)과 와이어(200)를 통해 전기적으로 연결되는 리드프레임(300) 및 상기 발광 다이오드(100)와 리드프레임(300)을 덮어 보호하는 투명 보호층(400)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 13, the
따라서, 상기 리드프레임(300)을 통하여 전류가 제공되면, 발광 다이오드(100)의 발광 구조물에서 광이 방출되고, 이어서 투명 보호층(400)을 통하여 발광된다. 이러한, 발광 다이오드 패키지(1000)는 예시적이며, 본 발명은 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.Therefore, when a current is provided through the
1: 기판 10: 발광구조물
11: 제 1 도전형 반도체층 12: 제 2 도전형 반도체층
13: 활성층 14: 투명 전극층
21: 제 1 전극 22: 제 2 전극
30, 40, 50, 60, 70: 산란층 F: 핑거
31: 투명 전극 분말 42: 사파이어 분말
51: 제 1 투명 전극 분말층 52: 제 2 투명 전극 분말층
61: 제 1 산란층 62: 제 2 산란층
71: 투명 전극 분말층 72: 사파이어 분말층
100: 발광 다이오드1: substrate 10: light emitting structure
11: first conductivity type semiconductor layer 12: second conductivity type semiconductor layer
13: active layer 14: transparent electrode layer
21: first electrode 22: second electrode
30, 40, 50, 60, 70: scattering layer F: finger
31: transparent electrode powder 42: sapphire powder
51: first transparent electrode powder layer 52: second transparent electrode powder layer
61: first scattering layer 62: second scattering layer
71: transparent electrode powder layer 72: sapphire powder layer
100: light emitting diode
Claims (11)
상기 제 1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결되는 제 1 전극;
상기 제 2 도전형 반도체층에 전기적으로 연결되는 제 2 전극;
상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 1 전극 사이에 형성되는 투명 전극층; 및
상기 투명 전극층의 상면에 형성되고, 빛의 산란을 유도하는 산란층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드.A light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer;
A first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer;
A second electrode electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer;
A transparent electrode layer formed between the first conductive semiconductor layer and the first electrode; And
A scattering layer formed on an upper surface of the transparent electrode layer to induce scattering of light;
Light emitting diode having a scattering layer, characterized in that it comprises a.
상기 산란층은, 투명 전극 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
The scattering layer includes a transparent electrode powder, characterized in that the light emitting diode having a scattering layer.
상기 산란층은, ITO(indium tin oxide) 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
The scattering layer, the light emitting diode having a scattering layer, characterized in that it comprises indium tin oxide (ITO) powder.
상기 산란층은, 사파이어 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
The scattering layer is a light emitting diode having a scattering layer, characterized in that the sapphire powder.
상기 산란층은, 투명 전극 분말과 사파이어 분말이 혼합된 것을 특징으로 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드.The method according to any one of claims 1 to 4,
The scattering layer is a light emitting diode having a scattering layer, characterized in that the transparent electrode powder and sapphire powder is mixed.
상기 산란층은, 직경이 서로 다른 제 1 투명 전극 분말층; 및 제 2 투명 전극 분말층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드.The method according to any one of claims 1 to 4,
The scattering layer, the first transparent electrode powder layer having a different diameter; And a second transparent electrode powder layer.
상기 제 1 투명 전극 분말층은 상기 제 2 투명 전극 분말층에 비하여 직경이 크고,
상기 제 1 투명 전극 분말층 상에 상기 제 2 투명 전극 분말층이 위치하는 것을 특징으로 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드.The method according to claim 6,
The first transparent electrode powder layer has a larger diameter than the second transparent electrode powder layer,
The light emitting diode having a scattering layer, characterized in that the second transparent electrode powder layer is located on the first transparent electrode powder layer.
상기 제 1 투명 전극 분말층은 상기 제 2 투명 전극 분말층에 비하여 직경이 크고,
상기 제 2 투명 전극 분말층 상에 상기 제 1 투명 전극 분말층이 위치하는 것을 특징으로 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드.The method according to claim 6,
The first transparent electrode powder layer has a larger diameter than the second transparent electrode powder layer,
The light emitting diode having a scattering layer, characterized in that the first transparent electrode powder layer is located on the second transparent electrode powder layer.
상기 산란층은, 상기 투명 전극층과 동일한 재질의 투명 전극 분말층; 및 상기 투명 전극 분말층 위에 적층되는 사파이어 분말층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드.The method according to any one of claims 1 to 4,
The scattering layer, the transparent electrode powder layer of the same material as the transparent electrode layer; And a sapphire powder layer laminated on the transparent electrode powder layer.
상기 투명 전극층 위에 산란체 수용액을 도포하는 단계; 및
상기 산란체가 고착되어 산란층이 형성될 수 있도록 상기 투명 전극층을 베이크하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산란층을 갖는 발광 다이오드 제작방법.Forming a transparent electrode layer on the light emitting structure including the first conductive semiconductor layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer;
Applying an aqueous scattering solution on the transparent electrode layer; And
Baking the transparent electrode layer so that the scattering body is fixed to form a scattering layer.
상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 또는 이들 모두와 전기적으로 연결되는 리드프레임; 및
상기 발광 다이오드와 리드프레임을 덮어 보호하는 투명 보호층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사벽을 갖는 발광 다이오드 패키지.A light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer; A first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer; A second electrode electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer; A transparent electrode layer formed between the first conductive semiconductor layer and the first electrode; And a scattering layer formed on an upper surface of the transparent electrode layer and inducing scattering of light.
A lead frame electrically connected to the first electrode, the second electrode, or both; And
A transparent protective layer covering and protecting the light emitting diode and the lead frame;
The light emitting diode package having a reflective wall, comprising: a.
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