KR20120126856A - 반도체 발광다이오드 칩 및 이를 이용한 발광장치 - Google Patents

반도체 발광다이오드 칩 및 이를 이용한 발광장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은, 하면 모서리에 상면을 향해 경사진 면을 갖는 광투과성 기판과, 상기 광투과성 기판 상면에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 다이오드부와, 상기 광투과성 기판의 하면과 그 주위의 경사진 면에 형성되며 소정의 굴절율을 갖는 물질로 이루어진 광학 보조층과 상기 광학 보조층의 하면에 형성된 금속 반사막을 갖는 배면 반사용 적층체와, 상기 배면 반사 적층체의 하면에 제공되며, 공융금속물질로 이루어진 접합 금속층과 상기 접합 금속층과 상기 금속 반사막 사이에서 원소간의 확산을 방지하기 위해 형성된 확산 방지막을 갖는 접합용 적층체를 포함하는 반도체 발광소자를 제공한다.

Description

반도체 발광다이오드 칩 및 이를 이용한 발광장치{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DIODE CHIP AND LIGHT EMITTING DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 반도체 발광다이오드 칩에 관한 것으로서, 특히 반사효율을 향상시켜 광학적 손실을 저감시키는 동시에, 열방출이 효과적으로 실행될 수 있는 새로운 반도체 발광다이오드 칩 및 이를 이용한 발광장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하, 'LED'라고 함)는 전기 에너지를 광에너지로 변환하는 반도체 소자로서, 에너지 밴드 갭에 따른 특정한 파장의 빛을 내는 화합물 반도체로 구성되며, 광통신 및 모바일 디스플레이, 컴퓨터 모니터 등과 같은 디스플레이, LCD용 평면광원(backlight unit: BLU)에서부터 조명의 영역까지 그 사용이 확대되고 있는 추세이다.
다양한 LED 응용분야에서, LED의 높은 발열량을 감당하기 위한 방열 대책이 요구되고 있다. 특히, LED의 사용 개수를 감소시키는 방안으로서 개별 LED에 인가되는 전류를 증가시키는 경우에, 이에 따른 증가되는 발열량의 해소는 더욱 중요한 문제로 제기된다.
방열을 위하여 모듈 상에서 LED 외부에 무한 방열판 등을 설치하여 강제 대류를 통해 냉각시킬 수 있다. 하지만, 추가 기구를 부착하게 되면 제품 부피가 커질 뿐만 아니라, 그에 따른 제품 비용 증가도 발생하는 문제가 있다.
한편, LED를 구성하는 반도체층은 외부대기 또는 봉합물질이나 기판에 비해 큰 굴절률을 가지므로, 빛의 방출가능한 입사각범위를 결정하는 임계각이 작아지고, 그 결과, 활성층으로부터 발생된 광의 상당부분은 내부 전반사되어 실질적으로 원하지 않는 방향으로 전파되거나 전반사과정에서 손실되어 광추출효율이 낮을 수 밖에 없다. 이와 관련하여, 원하는 방향으로 진행하는 빛의 양을 증가시킴으로써 실질적인 휘도를 개선하는 방안이 요구된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, LED 칩과 패키지 간 계면에서의 열저항을 획기적으로 개선하는 동시에, 고반사율을 보장하는 새로운 반사구조를 채용한 반도체 발광다이오드 칩과 이를 포함하는 발광장치를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 실현하기 위해서, 본 발명의 일 측면은,
하면 모서리에 상면을 향해 경사진 면을 갖는 광투과성 기판과, 상기 광투과성 기판 상면에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함한 반도체 발광 다이오드와, 상기 광투과성 기판의 하면에 형성되며 소정의 굴절율을 갖는 물질로 이루어진 광학 보조층과 상기 광학 보조층의 하면과 그 주위의 경사진 면에 형성된 금속 반사막을 갖는 배면 반사용 적층체와, 상기 배면 반사 적층체의 하면에 제공되며, 공융금속물질로 이루어진 접합 금속층과 상기 접합 금속층과 상기 금속 반사막 사이에서 원소간의 확산을 방지하기 위해 형성된 확산 방지막을 갖는 접합용 적층체를 포함하는 반도체 발광소자를 제공한다.
상기 접합 금속층의 공융 금속물질은 Au, Ag 및 Sn 중 적어도 하나의 원소를 함유할 수 있다. 바람직하게, 상기 접합금속층의 공융 금속물질은 Au-Sn를 포함할 수 있다.
상기 금속 반사막은 Al, Ag 또는 그 중 적어도 하나를 함유한 합금을 포함할 수 있다. 상기 확산 방지막은 Ti, Ni, Cr, Au, TiW, TiN 및 그 조합으로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 상기 광학 보조층은 Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있다.
다른 실시형태에서, 상기 광학 보조층은 서로 다른 굴절율을 갖는 2종의 유전체 박막이 교대로 적층된 DBR 구조를 가질 수 있다. 이 경우에, 상기 2 종의 유전체 박막은 각각, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 반도체 발광다이오드 칩과, 상기 반도체 발광다이오드 칩을 지지하기 위한 지지체를 포함한다.
상기 반도체 발광다이오드 칩은, 하면 모서리에 상면을 향해 경사진 면을 갖는 광투과성 기판과, 상기 광투과성 기판 상면에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함한 반도체 발광 다이오드부와, 상기 광투과성 기판의 하면과 그 주위에 경사진 면에 형성되며 소정의 굴절율을 갖는 물질로 이루어진 광학 보조층과 상기 광학 보조층의 하면에 형성된 금속 반사막을 갖는 배면 반사용 적층체와, 상기 배면 반사 적층체의 하면에 제공되어 상기 지지체와 융용 접합되는 계면을 가지며 공융금속물질로 이루어진 접합 금속층과 상기 접합 금속층과 상기 금속 반사막 사이에서 원소간의 확산을 방지하기 위해 형성된 확산 방지막을 갖는 접합용 적층체를 포함한다.
본 발명에 따르면, 반사금속과 유전체(또는 DBR층)의 결합 구조를 채용하여 높은 반사효율을 보장하여 원하는 방향으로의 실질적인 휘도를 증가시킬 뿐만 아니라, LED 칩과 패키지의 계면에서 접합 구조를 공융 합금 접합층을 채용함으로써 방열 특성을 개선시킬 수 있다. 특히, 확산방지막을 채용하여 공융 접합층의 원하지 않는 원소의 확산을 방지함으로써 반사구조의 손상을 방지할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 나타내는 측단면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시형태에 채용된 배면 반사층에서 SiO2인 광학 보조층의 두께에 따른 반사율의 변화를 나타내는 그래프이다.
도3은 본 발명에서 접합 금속층으로 바람직하게 사용가능한 Ag-Sn과 실리콘 접합 수지의 열전도율을 비교한 그래프이다.
도4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 나타내는 측단면도이다.
도5는 DBR 반사구조 자체(비교예)의 입사각에 따른 반사율 변화를 나타내는 그래프이다.
도6은 본 발명의 다른 실시형태에 채용가능한 반사구조로서 입사각에 따른 반사율 변화를 나타내는 그래프이다.
도7은 도5에 도시된 반도체 발광소자를 채용한 발광장치 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 발광소자를 나타내는 측단면도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 반도체 발광 다이오드 칩(20)은 기판(11) 상에 순차적으로 n형 반도체층(12), 활성층(15) 및 p형 반도체층(16)을 포함한 발광다이오드 구조(10)를 포함한다.
상기 기판(11)은 사파이어와 같은 광투과성 기판일 수 있다. 상기 n형 반도체층(12), 활성층(15) 및 p형 반도체층(16)은 질화물 반도체층일 수 있다.
n측 전극(19a)은 메사에칭되어 노출된 n형 반도체층(12) 상면 영역에 형성되며, 상기 p형 반도체층(16) 상면에는 투명전극층(17)과 p측 전극(19b)이 차례로 형성된다. 상기 활성층(15)은 복수의 양자장벽층과 복수의 양자우물층으로 이루어진 다중양자우물구조를 가질 수 있다.
본 실시형태에 채용된 광투과성 기판(11)은 그 하면(11a)의 모서리가 상면을 향해 경사진 면(11b)을 가질 수 있다. 또한, 상기 광투과성 기판(11)의 하면에는 기판으로 향하는 빛을 원하는 방향(에피택셜층 형성방향)으로 빛의 진행경로를 변경하기 위한 배면 반사용 적층체(BR)가 형성된다.
이러한 구조에서는, 상기 광투과성 기판(11)의 하면(11a)뿐만 아니라, 그 경사진 면(11b)에도 상기 배면 반사용 적층체(BR)가 형성되므로, 발광된 빛을 원하는 방향(상부)로 효과적으로 추출시키므로 높은 광도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 집광효과도 기대할 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 상기 배면 반사용 적층체(BR)은 소정의 굴절율을 갖는 물질로 이루어진 광학 보조층(23)과 상기 광학 보조층(23)의 하면에 형성된 금속 반사막(25)을 가질 수 있다.
본 실시형태에서 채용된 광학 보조층(23)은 광투과성을 가지면서 소정의 굴절률을 갖는 물질로서, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있다. 상기 금속 반사막(25)은 Al, Ag 또는 그 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, Al, Ag 또는 그 중 적어도 하나를 함유한 합금과 같은 고반사율을 갖는 금속 반사막(23) 상에 파장의 λ/4n를 만족하는 두께로 SiO2와 같은 저굴절률을 갖는 광학보조층(25)을 형성함으로써 단일 지향성 반사기(omni-direction reflector: ODR)를 구현할 수도 있다.
이와 같이, 빛이 입사되는 방향으로 금속 반사막(23) 앞에 소정의 굴절률을 갖는 유전체층을 채용함으로써 전체적인 반사특성을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로 이와 관련하여 도2 및 표1을 참조하여 설명하기로 한다.
도2는 사파이어 기판의 하면에 순차적으로 형성된 광학 보조층인 SiO2 막와 Al 반사금속층(두께: 2000Å)을 갖는 형태에서 SiO2 막의 두께에 따라 입사각에 따른 반사율의 차이를 측정한 그래프이며, 아래의 표1은 도2에서 나타난 입사각에 따른 반사율을 기초하여 SiO2막의 두께 변화에 따른 평균 반사율을 산출한 결과를 나타낸다.
SiO2막 두께(Å) 평균반사율(%)
없음 88.14
767 88.46
1534 88.81
2302 90.93
3069 91.30
3837 92.78
4604 92.75
5000 92.98
5372 93.36
6139 92.91
도2의 그래프와 함께 표1에 나타난 바와 같이, 금속 반사막과 기판 사이에 개재된 굴절률층(광학 보조층)을 도입할 때에 대체로 반사율이 향상되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 그 굴절률층의 두께는 약 2000Å 이상일 때에 대체로 90% 이상의 반사율을 나타냈다. 사파이어 기판일 때에, 금속반사막으로 알루미늄만을 사용할 경우에 반사율은 약 88.14%이지만, 약 5372Å 정도의 SiO2를 알루미늄층과 사파이어 기판 사이에 개재시킴으로써 반사율을 약 93.36% 까지 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 본 발명에서 채용되는 배면 반사구조는 금속반사막 자체를 사용하는 경우보다 높은 반사율을 제공하여 실질적인 휘도 향상에 보다 효과적으로 기여할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 반도체 발광 다이오드 칩(20)은 상기 배면 반사구조의 하면에 형성된 접합용 적층체(AD)를 포함한다.
상기 접합용 적층체(AD)는 공융금속물질로 이루어진 접합 금속층(27)과 상기 접합 금속층(27)과 상기 금속 반사막(25) 사이에서 원소간의 확산을 방지하기 위해 형성된 확산 방지막(29)을 포함한다.
상기 접합 금속층(27)의 공융 금속물질은 Au, Ag 및 Sn 중 적어도 하나의 원소를 함유할 수 있다. 바람직하게, 상기 접합금속층(27)의 공융 금속물질은 Au-Sn를 포함할 수 있다.
상기 발광다이오드부(10)의 내부 열저항 분포를 분석할 경우에, 열방출효율을 가장 크게 좌우하는 부분은 칩과 패키지의 계면으로 볼 수 있다. 이러한 계면의 열저항을 실리콘 수지와 같은 통상의 접합용 수지가 아니라, 공융합금을 이용하여 공융접합을 구현할 수 있다.
도3에 도시된 바와 같이, Au-Sn 공융금속은 실리콘 수지에 비하여 높은 열전도율을 나타내므로, 패키지와 접하는 공융접합 계면을 통해서 발광다이오드 칩(30)으로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있다.
한편, 상기한 공융 금속인 접합금속층(27)의 구성원소(예, 온도 및 전기장에 의한 Sn 확산)를 인접한 반사금속층으로 확산되어 반사특성을 저하시킬 수 있다.
상기 확산 방지막(29)은 이러한 원하지 않는 확산에 의한 반사특성의 손실을 방지하는 역할을 한다. 상기 확산 방지막(29)으로는 Ti, Ni, Cr, Au, TiW, TiN 및 그 조합으로부터 선택된 물질이 사용될 수 있다.
도4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 발광 다이오드 칩을 나타내는 측단면도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 반도체 발광 다이오드 칩(50)은 기판(41) 상에 순차적으로 n형 반도체층(42), 활성층(45) 및 p형 반도체층(46)을 포함한 발광다이오드 구조(40)를 포함한다.
상기 기판(41)은 사파이어와 같은 광투과성 기판일 수 있다. 본 실시형태에 채용된 광투과성 기판(41)은 그 하면(41a)의 모서리가 상면을 향해 경사진 면(41b)을 가질 수 있다. 또한, 상기 광투과성 기판(41)의 하면에는 기판으로 향하는 빛을 원하는 방향(에피택셜층 형성방향)으로 빛의 진행경로를 변경하기 위한 배면 반사용 적층체(BR)가 형성된다.
이러한 구조에서는, 상기 광투과성 기판(41)의 하면(41a)뿐만 아니라, 그 경사진 면(41b)에도 상기 배면 반사용 적층체(BR)가 형성되므로, 발광된 빛을 원하는 방향(상부)로 효과적으로 추출시키므로 높은 광도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 집광효과도 기대할 수 있다.
상기 n형 반도체층(42), 활성층(45) 및 p형 반도체층(46)은 질화물 반도체층일 수 있다.
도1에 도시된 형태와 유사하게, n측 전극(49a)은 메사에칭되어 노출된 n형 반도체층(42) 상면 영역에 형성되며, 상기 p형 반도체층(46) 상면에는 투명전극층(47)과 p측 전극(49b)이 차례로 형성된다. 상기 활성층(45)은 복수의 양자장벽층과 복수의 양자우물층으로 이루어진 다중양자우물구조를 가질 수 있다.
도4에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 발광 다이오드 칩(50)은 소정의 굴절율을 갖는 물질로 이루어진 광학 보조층(53)과 상기 광학 보조층(53)의 하면에 형성된 금속 반사막(55)을 갖는 배면 반사용 적층체(BR)을 갖는다.
도1에 도시된 실시형태와 달리, 본 실시형태에서 채용된 광학 보조층(53)은 서로 다른 굴절율을 갖는 2종의 유전체 박막(53a,53b)이 교대로 적층된 DBR 구조를 가질 수 있다. 상기 2 종의 유전체 박막(53a,53b)은 각각, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있다.
본 실시형태에 채용되는 유전체 DBR 구조인 광학 보조층(53)는 그 자체로서 90% 이상, 나아가 95 %이상의 높은 반사율을 가질 수 있다.
본 실시형태에 따른 반도체 발광 다이오드 칩(50)은 상기 배면 반사구조(BR)의 하면에 형성된 접합용 적층체(AD)를 포함한다. 상기 접합용 적층체(AD)는 공융금속물질로 이루어진 접합 금속층(57)과 상기 접합 금속층(57)과 상기 금속 반사막(55) 사이에서 원소간의 확산을 방지하기 위해 형성된 확산 방지막(59)을 포함한다.
상기 접합 금속층(57)의 공융 금속물질은 Au, Ag 및 Sn 중 적어도 하나의 원소를 함유할 수 있다. 바람직하게, 상기 접합금속층(57)의 공융 금속물질은 Au-Sn를 포함할 수 있다.
상기 확산 방지막(59)은 접합금속층(57)의 구성원소의 원하지 않는 확산에 의한 반사특성의 손실을 방지하는 역할을 한다. 상기 확산 방지막(59)으로는 Ti, Ni, Cr, Au, TiW, TiN 및 그 조합으로부터 선택된 물질이 사용될 수 있다.
본 실시형태에서 채용된 광학 보조층(53)은 그 자체만으로 높은 반사율을 갖는 것으로 알려졌으나, 그 단독으로 사용하는 경우는 물론, Ag, Al과 같은 고반사율의 금속반사막을 함께 사용하지 않는 경우에는 우수한 반사특성을 기대하기 어렵다.
< 실험예1 : DBR + 금속반사막의 효과>
본 실시형태에서 채용되는 DBR + 금속반사막의 반사특성 개선효과를 확인하기 위해서, 우선, SiO2 박막과 Si3N4 박막을 교대로 48층(각각 24층)이 증착하는 방식으로 2개의 DBR 반사구조를 제조하였다.
2개의 DBR 구조 중 하나의 DBR 구조의 일면에만 Al 금속반사막을 추가로 증착하였다. 이와 같이 얻어진 DBR 구조 자체와 DBR + 금속반사구조에 대한 반사특성을 입사각도에 따른 파장대별 반사율로 측정하였으며, 그 결과는 각각 도5 및 도6에 도시되어 있다.
도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 입사각이 작은 경우(약 50°이하)에서는 큰 차이가 없었으나, 입사각의 큰 경우에 DBR 구조만 사용한 경우에는 파장대역에 따라 반사율이 크게 변화되어 440㎚이상인 경우에 반사율이 크게 낮아지는 경향을 나타낸 반면에, DBR + Al 반사막의 구조인 경우(도6)에는 입사각에 따른 큰 변화 없이 전체적으로 높은 반사율을 유지되는 특성을 나타내었다.
이와 같이, DBR 구조를 단독으로 사용하는 경우보다는 DBR 구조에 추가적으로 금속반사막을 결합한 경우에 파장대와 입사각에 따른 반사율의 변화를 감소시켜 전체적으로 우수한 반사특성을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.
도7은 도4에 도시된 반도체 발광다이오드 칩을 채용한 발광장치 나타낸다.
도7을 참조하면, 반도체 발광장치(70)는 도4에 도시된 발광다이오드 칩(50)와 함께 지지체(61)를 포함한다.
본 실시형태에서 채용된 지지체는 외부 회로와 연결을 위한 리드 프레임(62a,62b)을 갖는 구조로 예시되어 있다. 각 리드 프레임(62a,62b)은 상기 발광다이오드 칩(50)에 와이어(69a,69b)와 같은 수단을 통해서 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 발광다이오드 칩(50)은 상기 접합 금속층(59)의 용융 접합(65)에 의해 지지체와 접합될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 열방출효율을 가장 크게 좌우하는 칩(50)과 패키지의 계면에서 공융금속물질로 이루어진 접합 금속층(59)을 이용하여 열저항을 낮춤으로써 발광다이오드 칩(50)으로부터 발생된 열(H)을 효과적으로 방출시킬 수 있다. 이러한 열방출효율의 개선은 방열기능이 특히 중요시되는 고출력 반도체 발광소자에서 매우 유익하게 채용될 수 있다.
< 실험예2 : DBR + 금속반사막의 효과>
앞서 설명한 바와 같이, Al 또는 Ag과 같은 고반사율을 금속 반사막(55) 없이 직접 확산 방지막(57) 또는 공융 금속층(59)이 적용되는 경우에도 원하는 반사특성을 기대하기 어려우며, 이러한 효과를 패키지 구조에서도 아래 발명예와 비교예를 통해서 확인하기로 한다.
( 발명예 )
우선, 질화물 발광 다이오드의 사파이어 기판 하면(경사진 면 포함)에 상기한 실험예1과 같은 DBR 구조를 형성하고, Al 금속반사막을 증착하였다. 추가로, 접합용 적층체로서, Ti/Au 확산방지막과 함께 Au-Sn 접합금속층을 형성하였다.
이렇게 제조된 발광다이오드 칩을 실리콘 서브마운트 기판에 접합금속층을 이용하여 접합시킴으로써 도7에 도시된 구조와 유사한 발광 장치를 제조하였다.
( 비교예 )
다른 예로서, 발명예와 유사하게 질화물 반도체 발광소자 칩을 제조하되, DBR 구조에 Al 금속반사막을 증착하지 않고, Ti/Au를 형성하였고, 이어 Au-Su 접합 금속층을 이용하여 실리콘 서브마운트 기판 상에 발광 다이오드 칩을 접합시켜 백색 발광 장치를 제조하였다.
발명예에 따른 발광장치와 비교예에 따른 발광장치에 대해서, 각각 광속과 함께 색온도, 색좌표와 같은 광특성을 측정하여 그 결과를 아래의 표2로 나타내었다.
구분 Vf(V) 광속(lm) 색온도(CCT) x y
발명예 3.39 104.9 4584 0.366 0.412
비교예 3.38 94.2 4593 0.366 0.414
상기한 표2에 나타난 바와 같이, 색온도와 색좌표와 같은 색특성은 전혀 변화가 없는 반면에, 광속의 경우에는 발명예가 104.9 lm인데 반하여, 비교예는 동일한 조건에서도 94.2 lm로서 10% 정도의 차이가 있었다.
이러한 차이는 DBR 구조의 배면에 고반사율을 갖는 Al과 같은 금속반사막이 아닌, 확산방지막에 사용되는 금속층이 접합된 결과로 이해될 수 있으며, 상술된 바와 같이, DBR + 고반사율의 금속반사막 구조가 실제 패키지 구조에서도 높은 광속을 보장하는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.

Claims (16)

  1. 하면 모서리에 상면을 향해 경사진 면을 갖는 광투과성 기판과, 상기 광투과성 기판 상면에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 다이오드부;
    상기 광투과성 기판의 하면과 그 주위의 경사진 면에 형성되며 소정의 굴절율을 갖는 물질로 이루어진 광학 보조층과 상기 광학 보조층의 하면에 형성된 금속 반사막을 갖는 배면 반사용 적층체; 및
    상기 배면 반사 적층체의 하면에 제공되며, 공융금속물질로 이루어진 접합 금속층과 상기 접합 금속층과 상기 금속 반사막 사이에서 원소간의 확산을 방지하기 위해 형성된 확산 방지막을 갖는 접합용 적층체를 포함하는 반도체 발광다이오드 칩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접합금속층의 공융 금속물질은 Au, Ag 및 Sn 중 적어도 하나의 원소를 함유한 것을 특징으로 하는 반도체 발광다이오드 칩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접합금속층의 공융 금속물질은 Au-Sn를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광다이오드 칩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 반사막은 Al, Ag 또는 그 중 적어도 하나를 함유한 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광다이오드 칩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 확산 방지막은 Ti, Ni, Cr, Au, TiW, TiN 및 그 조합으로부터 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광다이오드 칩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학 보조층은 Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광다이오드 칩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광학 보조층은 서로 다른 굴절율을 갖는 2종의 유전체 박막이 교대로 적층된 DBR 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광다이오드 칩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 2 종의 유전체 박막은 각각, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광다이오드 칩.
  9. 반도체 발광다이오드 칩과, 상기 반도체 발광다이오드 칩을 지지하기 위한 지지체를 포함하며,
    상기 반도체 발광다이오드 칩은,
    하면 모서리에 상면을 향해 경사진 면을 갖는 광투과성 기판과, 상기 광투과성 기판 상면에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 다이오드부;
    상기 광투과성 기판의 하면과 그 주위의 경사진 면에 형성되며 소정의 굴절율을 갖는 물질로 이루어진 광학 보조층과 상기 광학 보조층의 하면에 형성된 금속 반사막을 갖는 배면 반사용 적층체; 및
    상기 배면 반사 적층체의 하면에 제공되어 상기 지지체와 융용 접합되는 계면을 가지며 공융금속물질로 이루어진 접합 금속층과 상기 접합 금속층과 상기 금속 반사막 사이에서 원소간의 확산을 방지하기 위해 형성된 확산 방지막을 갖는 접합용 적층체를 포함하는 반도체 발광장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접합금속층의 공융 금속물질은 Au, Ag 및 Sn 중 적어도 하나의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 접합금속층의 공융 금속물질은 Au-Sn를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 금속 반사막은 Al, Ag 또는 그 중 적어도 하나를 함유한 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 확산 방지막은 Ti, Ni, Cr, Au, TiW, TiN 및 그 조합으로부터 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 광학 보조층은 Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 광학 보조층은 서로 다른 굴절율을 갖는 2종의 유전체 박막이 교대로 적층된 DBR 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 2 종의 유전체 박막은 각각, Si, Zr, Ta, Ti, In, Sn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한 산화물 또는 질화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
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