KR20130017154A - 반도체 발광소자 - Google Patents
반도체 발광소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130017154A KR20130017154A KR1020110079426A KR20110079426A KR20130017154A KR 20130017154 A KR20130017154 A KR 20130017154A KR 1020110079426 A KR1020110079426 A KR 1020110079426A KR 20110079426 A KR20110079426 A KR 20110079426A KR 20130017154 A KR20130017154 A KR 20130017154A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- type
- light emitting
- emitting device
- semiconductor layer
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 88
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
- H01L33/42—Transparent materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1204—Optical Diode
- H01L2924/12041—LED
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
전류 분산도를 향상시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 발광소자는, 기판; 상기 기판 상에 형성된 제1 반도체층; 상기 제1 반도체층 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 제2 반도체층; 상기 제2 반도체층 상에 형성된 투명전극층; 상기 투명전극층 상에 형성된 제1 전극; 상기 활성층 및 제2 반도체층이 형성되지 않은 상기 제1 반도체층 상에 형성된 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은, 제1 전극패드, 상기 제1 전극패드에 연결되고 제1 곡률반경을 갖도록 형성된 제1 연결전극, 및 상기 제1 연결전극으로부터 상기 제2 전극 방향으로 제2 곡률반경을 갖도록 형성된 제1 가지전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로서 보다 상세하게는 반도체 발광소자에 관한 것이다.
반도체 발광소자는 자외선, 청색, 및 녹색 영역을 포괄하는 발광 영역을 가진다. 특히, GaN계 질화물 반도체 발광소자는 그 응용 분야에 있어서 청색/녹색 LED(Light Emitting Diode)의 광소자, MESFET(Metal Semiconductor Field Effect Transistor) 또는 HEMT (Hetero junction Field ― Effect Transistors) 등의 고속 스위칭이나 고출력 소자인 전자소자에 응용되고 있다.
도 1은 이러한 일반적인 반도체 발광소자의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 발광소자는(100)는 기판(110), 버퍼층(120), 도핑되지 않은(Undoped) 반도체층(130), N형 반도체층(140), 활성층(150), P형 반도체층(160), 투명전극층(170), 및 투명전극층(170) 상에 형성된 P형 전극(180)과, 활성층(150)과 P형 반도체층(160)의 일부를 식각 함으로써 노출된 N형 반도체층(140) 상에 형성된 N형 전극(190)을 포함한다.
이러한 반도체 발광소자(100)는 P형 전극(180) 및 N형 전극(190)에 전압을 인가하면, P형 반도체층(160)과 N형 반도체층(140) 사이에 순방향 바이어스(Forward Bias)가 걸리게 되고, 이때 활성층(150)에서 전자 및 정공들이 재결합(Recombination)되어 광을 방출하게 된다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같은 일반적인 반도체 발광소자(100)의 경우, P형 전극(180)과 N형 전극(190)이 동일면 상에 형성되는 구조를 갖기 때문에 전류가 균일하게 분포하지 못하고, P형 전극(180) 및 N형 전극(190)의 끝 부분에서 전류 집중(Current Crowding) 현상이 발생하게 된다는 문제점이 있다.
또한, 이러한 전류 집중 현상으로 인해 반도체 발광소자(100)가 열화 될 수 있고, 순방향 전압(Forward Voltage)이 증가하게 되며, ESD(Electrostatic Discharge)가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전류 분산도를 향상시킬 수 있는 반도체 발광소자를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 광 추출 효율을 개선시킬 수 있는 반도체 발광소자를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 발광소자는, 기판; 상기 기판 상에 형성된 제1 반도체층; 상기 제1 반도체층 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 제2 반도체층; 상기 제2 반도체층 상에 형성된 투명전극층; 상기 투명전극층 상에 형성된 제1 전극; 상기 활성층 및 제2 반도체층이 형성되지 않은 상기 제1 반도체층 상에 형성된 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은, 제1 전극패드, 상기 제1 전극패드에 연결되고 제1 곡률반경을 갖도록 형성된 제1 연결전극, 및 상기 제1 연결전극으로부터 상기 제2 전극 방향으로 제2 곡률반경을 갖도록 형성된 제1 가지전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, P형 전극이 2개 이상의 곡률구간을 가지도록 함으로써 P형 전극과 N형 전극 간의 거리를 일정하게 유지할 수 있어 전류 분산도를 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, P형 전극 및 N형 전극의 선폭을 최소화함으로써 발광면적을 높여 광 효율을 개선할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도.
도 2b는 도 2a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도.
도 2c는 도 2a에 도시된 반도체 발광소자의 A-A'선을 절단한 단면도.
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도.
도 3b는 도 3a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도.
도 4b는 도 4a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도.
도 5a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도.
도 5b는 도 5a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도.
도 2b는 도 2a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도.
도 2c는 도 2a에 도시된 반도체 발광소자의 A-A'선을 절단한 단면도.
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도.
도 3b는 도 3a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도.
도 4b는 도 4a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도.
도 5a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도.
도 5b는 도 5a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물 "상에" 또는 "아래에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 다만, "바로 위에" 또는 "바로 아래에"라는 용어가 사용될 경우에는, 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 것으로 제한되어 해석되어야 한다.
제1 실시예
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도이며, 도 2c는 도 2a에 도시된 반도체 발광소자의 A-A'선을 절단한 단면도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 발광소자(200)는 기판(210), N형 반도체층(240), 활성층(250), P형 반도체층(260), 투명전극층(270), P형 전극(280), 및 N형 전극(290)을 포함한다.
기판(210)은 사파이어(Al2O3), 실리콘카바이트(SiC), 아연산화물(ZnO), 실리콘(Si), 또는 갈륨비소(GaAs) 등과 같은 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 기판(210) 위에 형성되는 반도체층이 GaN계 반도체 물질로 형성되는 경우, GaN계 반도체 물질의 결정과 결정구조가 동일하면서 격자정합을 이루는 상업적인 기판이 존재하지 않기 때문에, 격자정합을 고려하여 사파이어 기판(Sapphire Substrate)이 기판(210)으로 사용될 수 있다.
사파이어 기판은 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 방향의 격자상수가 13.001Å, a축 방향으로는 4.765Å의 격자간 거리를 가지며, 사파이어 C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등이 사용된다.
이러한 사파이어 기판의 C 면의 경우 비교적 GaN계 반도체 물질의 성장이 용이하며 고온에서 안정하기 때문에, 청색 또는 녹색 발광소자용 기판으로 사파이어 기판이 주로 사용된다.
다시 도 2a를 참조하면, 반도체 발광소자(200)는 버퍼층(220) 및 도핑되지 않은(Undoped) 반도체층(230) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
버퍼층(220)은 기판(210)과 N형 반도체층(240)간의 격자 상수 차이를 줄이기 위해 기판(210)과 N형 반도체층(240) 사이에 형성되는 것으로서, 이러한 버퍼층(220)은 저온 GaN나 AlN를 이용하여 형성될 수 있다.
도핑되지 않은 반도체층(230)은 버퍼층(220) 상에 형성되는 것으로서 GaN계로 형성될 수 있다. 이러한 도핑되지 않은 반도체층(230)은 예컨대, 1100℃의 성장온도에서 버퍼층(220) 상에 NH3와 트리메탈갈륨(TMGa)을 공급함으로써 형성할 수 있다.
N형 반도체층(240)은 기판(210) 상에 형성되는데, 일 실시예에 있어서 N형 반도체층(240)은 GaN계 반도체 물질로 형성될 수 있다. 대표적인 GaN계 반도체 물질로는 GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN 등이 있다. N형 반도체층(240)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Si가 이용될 수 있다.
이러한 N형 반도체층(240)은, 상술한 반도체 물질을 유기금속 화학기상증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD), 분자빔 에피성장법(Molecular Beam Epitaxy: MBE), 또는 하이드라이드 기상증착법(Hydride Vapor Phase Epitaxy: HVPE)과 같은 증착공정을 사용하여 기판(210) 상에 성장시킴으로써 형성된다.
활성층(250)은 빛을 발광하기 위한 층으로서, 통상 InGaN층을 우물로 하고, (Al)GaN층을 장벽층(Barrier Layer)으로 하여 성장시켜 다중양자우물구조(MQW)를 형성함으로써 이루어진다. 청색 발광다이오드에서는 InGaN/GaN 등의 다중 양자 우물 구조, 자외선 발광다이오드에서는 GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN, 및 InGaN/AlGaN 등의 다중 양자 우물 구조가 사용되고 있다.
활성층(250)의 효율 향상과 관련하여, In 또는 Al의 조성비율을 변화시킴으로써 빛의 파장을 조절하거나, 활성층(250) 내의 양자 우물의 깊이, 활성층(250)의 수, 두께 등을 변화시킴으로써 반도체 발광소자(200)의 내부 양자 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 활성층(250)은 상술한 N형 반도체층(240)과 같이 유기금속 화학기상증착법, 분자빔 에피 성장법 또는 하이드라이드 기상증착법과 같은 증착공정을 사용하여 N형 반도체층(240) 상에 형성될 수 있다.
P형 반도체층(260)은 활성층(250) 상에 형성되는데, 일 실시예에 있어서 P형 반도체층(260)은 GaN계 반도체 물질로 형성될 수 있다. 대표적인 GaN 계 반도체 물질로는 상술한 바와 같이 GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN 등이 있다. P형 반도체층(260)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Mg가 이용될 수 있다.
상술한 P형 반도체층(260)은, 상술한 반도체 물질을 유기금속 화학기상증착법, 분자빔 에피 성장법 또는 하이드라이드 기상증착법과 같은 증착공정을 사용하여 활성층(250) 상에 성장시킴으로써 형성된다.
투명전극층(270)은 P형 반도체층(260) 상에 형성된다. 이러한 투명전극층(270)은 비교적 높은 에너지밴드갭을 갖는 P형 반도체층(260)과의 접촉저항을 낮추는데 적절하면서 동시에 활성층(250)에서 생성되는 광이 상부로 방출되기 위해 양호한 투광성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
일반적으로 투명전극층(270)은 얇은 Ni/Au의 이중층 구조를 주로 사용하거나, 양호한 투광성을 확보하기 위해 산화인듐주석(ITO)을 재료로 사용할 수 있다. 투명전극층(270)은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition: CVD) 및 전자빔 증발법(E-beam evaporator)과 같은 증착방법이나 스퍼터링(Sputtering) 등의 공정에 의해 형성될 수 있으며, 오믹(Ohmic) 접합의 특성을 향상시키기 위해서 약 400 내지 900℃의 온도에서 열처리될 수 있다.
P형 전극(280)은 투명전극층(270) 상에 형성된다. 이러한 P형 전극(280)은, 일반적으로 Au 또는 Au를 함유한 합금을 재료로 하여 전자빔 증발법과 같은 증착방법이나 스퍼터링 등의 공정에 의해 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서 P형 전극(280)은 2개 이상의 곡률반경을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, P형 전극(280)은 도 2a에 도시된 바와 같이, P형 전극패드(282), P형 연결전극(284), 및 P형 가지전극(286)을 포함한다.
먼저, P형 전극패드(282)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 투명전극층(270)상의 일측에서 단축(Y)방향으로 중앙에 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 이러한 P형 전극패드(282)는 원형으로 형성될 수 있다.
다음으로, P형 연결전극(284)의 일단은 P형 전극패드(282)에 연결되고 타단은 P형 가지전극(286)에 연결된다. 이때, P형 연결전극(284)은 도 2b에 도시된 바와 같이, N형 전극(290)을 기준으로 단축(Y)방향으로 대칭되도록 형성된 2개의 P형 연결전극(284)을 포함한다.
일 실시예에 있어서, P형 연결전극(284)은 제1 곡률반경을 갖도록 형성될 수 있는데, 이때 제1 곡률반경은 반도체 발광소자(200)의 단축(Y)방향을 기준으로 0.15이상 0.3이하의 범위를 가질 수 있다. 이는, 제1 곡률반경의 값이 0.15보다 작거나 0.3보다 크게 되면 P형 전극(280)과 N형 전극(290)간의 거리가 일정하지 않아 전류 분산도가 낮아지기 때문이다.
다음으로, P형 가지전극(286)은 P형 연결전극(284)으로부터 N형 전극(290) 방향으로 연장되어 형성된 것으로서, P형 가지전극(286)의 일단은 P형 연결전극(284)의 타단에 연결된다. 이때, P형 가지전극(286)은 도 2b에 도시된 바와 같이, N형 전극(290)을 기준으로 단축(Y)방향으로 대칭되도록 형성된 2개의 P형 가지전극(286)을 포함한다.
일 실시예에 있어서, P형 가지전극(286)은 제2 곡률반경을 갖도록 형성될 수 있는데, 이때 제2 곡률반경은 반도체 발광소자(200)의 장축(X)방향을 기준으로 1 이상 2 이하의 범위를 가질 수 있다. 이는, 제2 곡률반경의 값이 1보다 작거나 2보다 크게 되면 P형 전극(280)과 N형 전극(290)간의 거리가 일정하지 않아 전류 분산도가 낮아지기 때문이다.
상술한 바와 같이, P형 전극(280)이 제1 곡률반경을 갖는 P형 연결전극(284) 및 제2 곡률반경을 갖는 P형 가지전극(286)을 포함하도록 형성되기 때문에, P형 전극(280)과 N형 전극(290)간의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있게 되고, 이로 인해 전류 분산도의 향상은 물론 전기적 특성을 개선(예컨대, 순방향 전압의 감소)시킬 수 있게 된다.
한편, 상술한 실시예에 있어서, P형 연결전극(284) 또는 P형 가지전극(286)은 P형 전극패드(282)의 면적 대비 0.45 이상 0.7 이하의 면적비율을 갖도록 형성될 수 있다. 이는, P형 연결전극(284) 면적 또는 P형 가지전극(286) 면적과 P형 전극패드(282) 면적의 비율이 0.45보다 작게 되면 P형 연결전극(284) 또는 P형 가지전극(286)의 선폭이 너무 작아 전류 흐름도가 낮아지게 되고, P형 연결전극(284) 면적 또는 P형 가지전극(286) 면적과 P형 전극패드(282) 면적의 비율 보다 크게 되면 P형 연결전극(284) 또는 P형 가지전극(286)의 선폭이 너무 커 발광면적의 감소로 인해 광 효율이 감소하기 때문이다.
다시 도 2a 및 도 2c를 참조하면, N형 전극(290)은 활성층(250) 및 P형 반도체층(260)이 형성되지 않은 N형 반도체층(240) 상에 Ti, Cr, Al, 및 Au로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다. 이러한 N형 전극(290)은 전자빔 증발법과 같은 증착방법 또는 스퍼터링 등의 공정에 의해 N형 반도체층(240) 상에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서 N형 전극(290)은 도 2b에 도시된 바와 같이, N형 전극패드(292) 및 N형 가지전극(294)을 포함한다.
먼저, N형 전극패드(292)는 도 2b에 도시된 바와 같이, P형 전극패드(282)와 마주보도록 형성된다. 즉, N형 전극패드(292)는 활성층(250) 및 P형 반도체층(260)이 형성되지 않은 N형 반도체층(240)상의 일측에서 단축(Y)방향으로 중앙에 형성된다. 이때, N형 전극패드(292)는 2개의 P형 가지전극(286) 사이의 영역에 형성된다. 일 실시예에 있어서, 이러한 N형 전극패드(292)는, 원형으로 형성될 수 있다.
다음으로, N형 가지전극(294)은 N형 전극패드(292)로부터 P형 전극패드(282) 방향으로 연장되어 형성된다. 따라서, N형 가지전극(294) 또한 N형 전극패드(292)와 동일하게 2개의 P형 가지전극(286) 사이의 영역에 형성된다. 일 실시예에 있어서, N형 가지전극(294)은 도 2b에 도시된 바와 같이, 직선 형태로 형성되며, P형 전극패드(282)로부터 미리 정해진 거리만큼 이격 되도록 형성될 수 있다.
상술한 실시예에 있어서, N형 가지전극(294)은 N형 전극패드(292)의 면적 대비 0.45 이상 0.7 이하의 면적비율을 갖도록 형성될 수 있다. 이는, N형 가지전극(294)과 N형 전극패드(292) 면적의 비율이 0.45보다 작게 되면 P형 연장전극(288)의 선폭이 너무 작아 전류 흐름도가 낮아지게 되고, N형 가지전극(294) 면적과 N형 전극패드(292) 면적의 비율 보다 크게 되면 N형 가지전극(294)의 선폭이 너무 커 발광면적의 감소로 인해 광 효율이 감소하기 때문이다.
제2 실시예
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 반도체 발광소자는 도 2a 및 도 2b에 도시된 반도체 발광소자와 P형 전극의 구조를 제외한 다른 구성요소들은 모두 동일하기 때문에 이하에서는 제2 실시예에 따른 반도체 발광소자의 P형 전극에 대해서만 간략히 설명한다.
먼저, 도 3b에 도시된 바와 같이, P형 전극(280)은 3개의 곡률반경을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, P형 전극(280)은 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, P형 전극패드(282), P형 연결전극(284), P형 가지전극(286), 및 P형 연장전극(288)을 포함한다.
P형 전극패드(282), P형 연결전극(284), 및 P형 가지전극(286)은 도 2b에 도시된 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
P형 연장전극(288)은 P형 가지전극(286)으로부터 제3 곡률반경을 갖도록 연장되어 형성된 것으로서, 도 2b에 도시된 바와 같이, P형 연장전극(288)은 N형 전극(290)을 기준으로 단축(Y)방향으로 대칭되도록 형성된 2개의 P형 연장전극(288)을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제3 곡률반경은 제1 곡률반경과 동일한 값일 수 있다. 즉, 제3 곡률반경은 반도체 발광소자(200)의 단축(Y)방향을 기준으로 0.15이상 0.3이하의 범위를 가질 수 있다. 이는, 제3 곡률반경의 값이 0.15보다 작거나 0.3보다 크게되면 P형 전극(280)과 N형 전극(290)간의 거리가 일정하지 않아 전류 분산도가 낮아지기 때문이다.
일 실시예에 있어서, P형 연장전극(288)은 P형 전극패드(282)의 면적 대비 0.45 이상 0.7 이하의 면적비율을 갖도록 형성될 수 있다. 이는, P형 연장전극(288) 면적과 P형 전극패드(282) 면적의 비율이 0.45보다 작게 되면 P형 연장전극(288)의 선폭이 너무 작아 전류 흐름도가 낮아지게 되고, P형 연장전극(288) 면적과 P형 전극패드(282) 면적의 비율 보다 크게 되면 P형 연장전극(288)의 선폭이 너무 커 발광면적의 감소로 인해 광 효율이 감소하기 때문이다.
제3 실시예
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 반도체 발광소자는 도 2a 및 도 2b에 도시된 반도체 발광소자와 P형 전극의 구조를 제외한 다른 구성요소들은 모두 동일하기 때문에 이하에서는 제3 실시예에 따른 반도체 발광소자의 P형 전극에 대해서만 간략히 설명한다.
먼저, 도 4b에 도시된 바와 같이, P형 전극(280)은 3개의 곡률반경을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, P형 전극(280)은 도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, P형 전극패드(282), P형 연결전극(284), P형 가지전극(286), 및 P형 연장전극(288)을 포함한다.
P형 전극패드(282), P형 연결전극(284), 및 P형 가지전극(286)은 도 2b에 도시된 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
P형 연장전극(288)은 P형 가지전극(286)으로부터 제3 곡률반경을 갖도록 연장되어 형성된 것으로서, 도 2b에 도시된 바와 같이, P형 연장전극(288)은 N형 전극(290)을 기준으로 단축(Y)방향으로 대칭되도록 형성된 2개의 P형 연장전극(288)을 포함한다.
이때, 제3 실시예에 따른 P형 연장전극(288)은 2개의 P형 연장전극(288)이 서로 연결됨으로써, 전체적으로 P형 전극패드(282), P형 연결전극(284), P형 가지전극(286), 및 P형 연장전극(288)이 폐루프를 형성하게 되어 그 내부에 N형 전극패드(292) 및 N형 가지전극(294)을 포함하게 된다.
일 실시예에 있어서, 제3 곡률반경은 제1 곡률반경과 동일한 값일 수 있다. 즉, 제3 곡률반경은, 반도체 발광소자(200)의 단축(Y)방향을 기준으로 0.15이상 0.3이하의 범위를 가질 수 있다. 이는, 제3 곡률반경의 값이 0.15보다 작거나 0.3보다 크게되면 P형 전극(280)과 N형 전극(290)간의 거리가 일정하지 않아 전류 분산도가 낮아지기 때문이다.
일 실시예에 있어서, P형 연장전극(288)은 P형 전극패드(282)의 면적 대비 0.45 이상 0.7 이하의 면적비율을 갖도록 형성될 수 있다. 이는, P형 연장전극(288) 면적과 P형 전극패드(282) 면적의 비율이 0.45보다 작게 되면 P형 연장전극(288)의 선폭이 너무 작아 전류 흐름도가 낮아지게 되고, P형 연장전극(288) 면적과 P형 전극패드(282) 면적의 비율 보다 크게 되면 P형 연장전극(288)의 선폭이 너무 커 발광면적의 감소로 인해 광 효율이 감소하기 때문이다.
제4 실시예
도 5a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 반도체 발광소자의 구조를 보여주는 평면도이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 반도체 발광소자는 도 2a 및 도 2b에 도시된 반도체 발광소자와 N형 전극의 구조를 제외한 다른 구성요소들은 모두 동일하기 때문에 이하에서는 제4 실시예에 따른 반도체 발광소자의 N형 전극에 대해서만 간략히 설명한다.
먼저, 도 5b에 도시된 바와 같이, N형 전극(290)은 N형 패드(292) 및 N형 가지전극(294)을 포함한다.
N형 전극패드(292)는 도 5b에 도시된 바와 같이, N형 반도체층(240)의 단변으로부터 미리 정해진 간격만큼 이격 되어 형성되되, P형 연결전극(286)과 오버랩되지 않도록 형성된다. 이때, N형 전극패드(292)는 P형 전극패드(282)와 마주보도록, 즉 활성층(250) 및 P형 반도체층(260)이 형성되지 않은 N형 반도체층(240)상의 일측에서 단축(Y)방향으로 중앙에 형성되는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, N형 전극패드(292)는 도 5b에 도시된 바와 같이 반원형상이나 종형상으로 형성될 수 있다.
다음으로, N형 가지전극(294)은 N형 전극패드(292)로부터 P형 전극패드(282) 방향으로 연장되어 형성된다. 일 실시예에 있어서, N형 가지전극(294)은 직선 형태로 형성되며, N형 가지전극(294) 중 적어도 일부는 2개의 P형 가지전극(286) 사이의 영역에서 P형 전극패드(282)로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되도록 형성된다.
상술한 실시예에 있어서, N형 가지전극(294)은 N형 전극패드(292)의 면적 대비 0.45 이상 0.7 이하의 면적비율을 갖도록 형성될 수 있다. 이는, N형 가지전극(294)과 N형 전극패드(292) 면적의 비율이 0.45보다 작게 되면 P형 연장전극(288)의 선폭이 너무 작아 전류 흐름도가 낮아지게 되고, N형 가지전극(294) 면적과 N형 전극패드(292) 면적의 비율 보다 크게 되면 N형 가지전극(294)의 선폭이 너무 커 발광면적의 감소로 인해 광 효율이 감소하기 때문이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
예컨대, 상술한 실시예에 있어서는, P형 연결전극이 P형 전극패드의 중앙으로부터 연장되는 것으로 설명하였지만, 변형된 실시예에 있어서 P형 연결전극은 P형 전극패드의 장축(X)방향의 끝단으로부터 연장될 수도 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200: 반도체 발광소자 210: 기판
220: 버퍼층 230: 도핑되지 않은 반도체층
240: N형 반도체층 250: 활성층
260: P형 반도체층 270: 투명전극층
280: P형 전극 282: P형 전극패드
284: P형 연결전극 286: P형 가지전극
288: P형 연장전극 290: N형 전극
292: N형 전극패드 294: N형 가지전극
220: 버퍼층 230: 도핑되지 않은 반도체층
240: N형 반도체층 250: 활성층
260: P형 반도체층 270: 투명전극층
280: P형 전극 282: P형 전극패드
284: P형 연결전극 286: P형 가지전극
288: P형 연장전극 290: N형 전극
292: N형 전극패드 294: N형 가지전극
Claims (10)
- 기판;
상기 기판 상에 형성된 제1 반도체층;
상기 제1 반도체층 상에 형성된 활성층;
상기 활성층 상에 형성된 제2 반도체층;
상기 제2 반도체층 상에 형성된 투명전극층;
상기 투명전극층 상에 형성된 제1 전극;
상기 활성층 및 제2 반도체층이 형성되지 않은 상기 제1 반도체층 상에 형성된 제2 전극을 포함하고,
상기 제1 전극은, 제1 전극패드, 상기 제1 전극패드에 연결되고 제1 곡률반경을 갖도록 형성된 제1 연결전극, 및 상기 제1 연결전극으로부터 상기 제2 전극 방향으로 제2 곡률반경을 갖도록 형성된 제1 가지전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
상기 제2 전극은, 상기 제1 전극패드와 마주보도록 형성된 제2 전극패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 제2항에 있어서,
상기 제2 전극패드는, 상기 제1 반도체층의 단변으로부터 소정 간격 이격되고 상기 제1 연결전극과 오버랩되지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
상기 제2 전극은, 상기 제1 전극패드와 마주보도록 형성된 제2 전극패드로부터 상기 제1 전극패드 방향으로 형성된 제2 가지전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1 가지전극의 일단에 연결되며 제3 곡률반경을 갖는 제1 연장전극을 더 포함하고,
상기 제1 가지전극의 타단은 상기 제1 연결전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 제5항에 있어서,
상기 제1 연결전극은 상기 제2 전극을 기준으로 서로 대칭되는 2개의 제1 연결전극을 포함하고, 상기 제1 가지전극은 상기 제2 전극을 기준으로 서로 대칭되는 2개의 제1 가지전극을 포함하며, 상기 제1 연장전극은 상기 제2 전극을 기준으로 서로 대칭되는 2개의 제1 연장전극을 포함하고,
상기 2개의 제1 연결전극, 2개의 제1 가지전극, 및 2개의 제1 연장전극이 서로 연결되어 폐루프를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 제6항에 있어서,
상기 2개의 제1 연결전극, 상기 2개의 제1 가지전극, 상기 2개의 제1 연장전극은 상기 제2 전극을 포함하도록 폐루프를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1 연결전극 또는 제1 가지전극은, 상기 제1 연결전극 또는 제1 가지전극의 면적과 상기 제1 전극패드의 면적이 0.45 ~ 0.7의 비율을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1 곡률반경은 상기 반도체 발광소자의 단축을 기준으로 0.15 ~ 0.3의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
상기 제2 곡률반경은 상기 반도체 발광소자의 장축을 기준으로 1 ~ 2의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110079426A KR20130017154A (ko) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | 반도체 발광소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110079426A KR20130017154A (ko) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | 반도체 발광소자 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130017154A true KR20130017154A (ko) | 2013-02-20 |
Family
ID=47896359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110079426A KR20130017154A (ko) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | 반도체 발광소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130017154A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140146957A (ko) * | 2013-06-18 | 2014-12-29 | 삼성전자주식회사 | 반도체 발광소자 |
| WO2016159544A1 (ko) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 다이오드 |
| CN107017322A (zh) * | 2015-12-22 | 2017-08-04 | 晶元光电股份有限公司 | 发光组件 |
| US9905729B2 (en) | 2015-03-27 | 2018-02-27 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode |
| CN108428772A (zh) * | 2017-02-15 | 2018-08-21 | 晶元光电股份有限公司 | 光电元件 |
-
2011
- 2011-08-10 KR KR1020110079426A patent/KR20130017154A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140146957A (ko) * | 2013-06-18 | 2014-12-29 | 삼성전자주식회사 | 반도체 발광소자 |
| WO2016159544A1 (ko) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 다이오드 |
| US9905729B2 (en) | 2015-03-27 | 2018-02-27 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode |
| US10193017B2 (en) | 2015-03-27 | 2019-01-29 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode |
| US10559715B2 (en) | 2015-03-27 | 2020-02-11 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode |
| CN107017322A (zh) * | 2015-12-22 | 2017-08-04 | 晶元光电股份有限公司 | 发光组件 |
| CN107017322B (zh) * | 2015-12-22 | 2020-03-10 | 晶元光电股份有限公司 | 发光组件 |
| CN108428772A (zh) * | 2017-02-15 | 2018-08-21 | 晶元光电股份有限公司 | 光电元件 |
| CN108428772B (zh) * | 2017-02-15 | 2021-08-06 | 晶元光电股份有限公司 | 光电元件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9502606B2 (en) | Nitride semiconductor ultraviolet light-emitting element | |
| KR100631975B1 (ko) | 질화물 반도체 발광소자 | |
| KR100661614B1 (ko) | 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
| JP5100900B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP4693547B2 (ja) | 半導体基板、半導体素子、及び半導体発光素子 | |
| US9640712B2 (en) | Nitride semiconductor structure and semiconductor light emitting device including the same | |
| US8502249B2 (en) | Semiconductor light-emitting device having groove in P-type semiconductor layer and method for manufacturing the same | |
| US20110140127A1 (en) | Semi-conductor light emitting device and method for manufacturing thereof | |
| US20110272730A1 (en) | Light emitting device | |
| KR20130066870A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR20130042784A (ko) | 질화물 반도체 발광소자 | |
| KR20130058406A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR20130078345A (ko) | 스트레인 완충층을 이용하여 발광효율이 우수한 질화물계 발광소자 | |
| KR20130017154A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| KR101749154B1 (ko) | 발광 다이오드 칩 및 이의 제조방법 | |
| KR101928479B1 (ko) | 3족 질화물 반도체 발광소자 | |
| US20110175113A1 (en) | Semiconductor light emitting device | |
| KR100728132B1 (ko) | 전류 확산층을 이용한 발광 다이오드 | |
| KR101909437B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
| US20140131759A1 (en) | Semiconductor light-emitting element | |
| KR101552671B1 (ko) | 고휘도 질화물 발광소자 제조 방법 | |
| KR101074079B1 (ko) | 반도체 발광 소자 | |
| KR20130019536A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| US11894487B2 (en) | Light emitting device | |
| KR100988193B1 (ko) | 발광 소자 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |