KR20130071832A - Semiconductor light emitting device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A semiconductor light emitting device is provided to reduce a light absorption area by forming a branch electrode of which height is lower than that of a bonding pad, and to improve external quantum efficiency. CONSTITUTION: A first semiconductor layer (330), a second semiconductor layer (350), and an active layer (340) are laminated on a substrate (310). The active layer produces light by recombination of holes and electrons. A first bonding pad is formed on the semiconductor layer. A first branch electrode (385) is electrically connected to the first bonding pad. The first branch electrode includes Cr (386) and Al (387).

Description

반도체 발광소자{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}Technical Field [0001] The present invention relates to a semiconductor light emitting device,

본 개시는 전체적으로 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 가지전극에 의한 광흡수 손실을 감소하여 외부양자효율이 향상된 반도체 발광소자에 관한 것이다.The present disclosure generally relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly, to a semiconductor light emitting device having an improved external quantum efficiency by reducing light absorption loss caused by branch electrodes.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present disclosure is provided, and these are not necessarily meant to be known arts.

도 1은 종래의 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이다. 3족 질화물 반도체 발광소자는 기판(10; 예; 사파이어 기판), 기판(10) 위에 성장되는 버퍼층(20), 버퍼층(20) 위에 성장되는 n형 3족 질화물 반도체층(30), n형 3족 질화물 반도체층(30) 위에 성장되는 활성층(40), 활성층(40) 위에 성장되는 p형 3족 질화물 반도체층(50), p형 3족 질화물 반도체층(50) 위에 형성되는 전류확산 전도막(60), 전류확산 전도막(60) 위에 형성되는 p측 본딩패드(70), p형 3족 질화물 반도체층(50)과 활성층(40)이 메사 식각되어 노출된 n형 3족 질화물 반도체층(30) 위에 형성되는 n측 본딩패드(80), 그리고 보호막(90)을 포함한다.1 is a view showing an example of a conventional Group III nitride semiconductor light emitting device. The group III nitride semiconductor light emitting device includes a substrate 10 (eg, a sapphire substrate), a buffer layer 20 grown on the substrate 10, an n-type group III nitride semiconductor layer 30 grown on the buffer layer 20, and an n-type 3 Current diffusion conductive film formed on the active layer 40 grown on the group nitride semiconductor layer 30, the p-type group III nitride semiconductor layer 50 grown on the active layer 40, and the p-type group III nitride semiconductor layer 50. 60, the p-side bonding pad 70 formed on the current spreading conductive film 60, the n-type III-nitride semiconductor layer exposed by the mesa-etched p-type III-nitride semiconductor layer 50 and the active layer 40 And an n-side bonding pad 80 and a passivation layer 90 formed on the 30.

전류확산 전도막(60)은 p형 3족 질화물 반도체층(50) 전체로 전류가 잘 공급되도록 하기 위해 구비된다. 전류확산 전도막(60)은 p형 3족 질화물 반도체층(50)의 거의 전면에 걸쳐서 형성되며, 예를 들어, ITO, ZnO 또는 Ni 및 Au를 사용하여 투광성 전도막으로 형성되거나, Ag를 사용하여 반사형 전도막으로 형성될 수 있다.The current diffusion conductive film 60 is provided to supply current to the entire p-type III nitride semiconductor layer 50 well. The current diffusion conductive film 60 is formed over substantially the entire surface of the p-type III nitride semiconductor layer 50. For example, ITO, ZnO, or Ni and Au may be used to form the light-transmitting conductive film, or Ag may be used Thereby forming a reflective conductive film.

p측 본딩패드(70)와 n측 본딩패드(80)는 전류의 공급과 외부로의 와이어 본딩을 위한 메탈 전극으로서, 예를 들어, 니켈, 금, 은, 크롬, 티타늄, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 알루미늄, 주석, 인듐, 탄탈륨, 구리, 코발트, 철, 루테늄, 지르코늄, 텅스텐, 몰리브덴으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 사용하여 형성될 수 있다.The p-side bonding pad 70 and the n-side bonding pad 80 are metal electrodes for supplying current and wire bonding to the outside, for example, nickel, gold, silver, chromium, titanium, platinum, palladium, and rhodium. And iridium, aluminum, tin, indium, tantalum, copper, cobalt, iron, ruthenium, zirconium, tungsten, molybdenum, or any combination thereof.

보호막(90)은 이산화규소와 같은 물질로 형성되며, 생략될 수도 있다.The protective film 90 is formed of a material such as silicon dioxide and may be omitted.

반도체 발광소자의 대면적화 및 고전력 소모에 따라, 반도체 발광소자 내에서 원활한 전류확산을 위해 가지전극과 복수의 본딩패드가 도입되고 있다. 예를 들어, 도 2는 미국특허 제6,307,218호에 기재된 전극 구조의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자가 대면적화됨에 따라 p측 본딩패드(710)와 n측 본딩패드(810) 사이에 등간격을 가지는 가지전극(910)을 구비하여 전류 확산을 개선하는 기술이 기재되어 있다.In accordance with the large area and high power consumption of the semiconductor light emitting device, branch electrodes and a plurality of bonding pads are introduced for smooth current diffusion in the semiconductor light emitting device. For example, FIG. 2 is a view showing an example of the electrode structure described in US Pat. No. 6,307,218. As the semiconductor light emitting device becomes larger in area, between the p-side bonding pad 710 and the n-side bonding pad 810, and the like. A technique for improving current spreading by having branch electrodes 910 having a gap is described.

그러나 본딩패드 및 가지전극 같은 금속재질의 전극은 두께가 두껍고, 광흡수 손실(Light Absorption Loss)이 크기 때문에 반도체 발광소자의 광추출효율을 저하하는 문제점이 있다.However, since metal electrodes such as bonding pads and branch electrodes have a thick thickness and have a large light absorption loss, there is a problem in that light extraction efficiency of the semiconductor light emitting device is reduced.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).SUMMARY OF THE INVENTION Herein, a general summary of the present disclosure is provided, which should not be construed as limiting the scope of the present disclosure. of its features).

본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 제1 도전형을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전형과 다른 제2 도전형을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 위치하며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 복수의 반도체층; 복수의 반도체층이 제거되어 노출되는 제1 반도체층 위에 형성된 제1 본딩패드; 그리고 제1 반도체층 위에 형성된 제1 가지전극;으로서, 전극의 구성, 측면의 기울기 및 높이 중의 적어도 하나가 제1 본딩패드와 다른 제1 가지전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.According to one aspect of the disclosure, a first semiconductor layer having a first conductivity type, a second semiconductor layer having a second conductivity type different from the first conductivity type, and a first semiconductor is provided. A plurality of semiconductor layers positioned between the layer and the second semiconductor layer and including an active layer that generates light by recombination of electrons and holes; A first bonding pad formed on the first semiconductor layer to which the plurality of semiconductor layers are removed and exposed; And a first branch electrode formed on the first semiconductor layer, wherein at least one of the configuration, the inclination and the height of the side of the electrode comprises a first branch electrode different from the first bonding pad. do.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.

도 1은 종래의 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 미국특허 제6,307,218호에 기재된 전극 구조의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 도 3에 도시된 반도체 발광소자를 A-A 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면,
도 5는 도 3에 도시된 반도체 발광소자를 B-B 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면으로서 반도체 발광소자의 제조공정을 나타내는 도면,
도 6은 도 3에 도시된 반도체 발광소자를 C-C 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면.FIG. 1 is a view showing an example of a conventional Group III nitride semiconductor light emitting device,
2 is a view showing an example of an electrode structure described in US Pat. No. 6,307,218;
3 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
FIG. 4 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device shown in FIG. 3 taken along line AA,
FIG. 5 is a diagram illustrating a cross section taken along line BB of the semiconductor light emitting device illustrated in FIG. 3, illustrating a manufacturing process of the semiconductor light emitting device;
6 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device illustrated in FIG. 3 taken along a line CC;
7 is a view showing another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure;
8 is a view showing still another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
9 is a view showing another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure;
10 is a view showing another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing (s).

이하, 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described.

도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자(300)의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 반도체 발광소자(300)를 A-A 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a semiconductor light emitting device 300 according to the present disclosure. 4 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device 300 illustrated in FIG. 3 taken along line A-A.

반도체 발광소자(300)는 기판(310), 복수의 반도체층, 제1 전극(380), 전류확산 전도막(360) 및 제2 전극(370)을 포함한다. 복수의 반도체층은 기판(310) 위에 적층된 버퍼층(320), 제1 반도체층(330), 활성층(340), 제2 반도체층(350)을 포함한다.The semiconductor light emitting device 300 includes a substrate 310, a plurality of semiconductor layers, a first electrode 380, a current spreading conductive film 360, and a second electrode 370. The plurality of semiconductor layers includes a buffer layer 320, a first semiconductor layer 330, an active layer 340, and a second semiconductor layer 350 stacked on the substrate 310.

이하에서는 제1 반도체층(330), 제2 반도체층(350) 및 활성층(340)이 III-V족 화합물 반도체로 형성된 경우로서, Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)으로 표현되는 3족 질화물 반도체로 형성된 경우를 예로 하여 설명한다.Hereinafter, when the first semiconductor layer 330, the second semiconductor layer 350, and the active layer 340 are formed of a III-V group compound semiconductor, Al (x) Ga (y) In (1-xy) N ( The case where it forms with the group III nitride semiconductor represented by 0 <= <= 1, 0 <= y <= 1, 0 <= x + y <= 1) is demonstrated to an example.

기판(310)은 동종기판으로 GaN계 기판, 이종기판으로 사파이어 기판, SiC 기판 또는 Si 기판 등이 이용되지만, 3족 질화물 반도체층이 성장될 수 있는 기판이라면 어떠한 형태이어도 좋다.The substrate 310 may be a GaN-based substrate as a homogeneous substrate, a sapphire substrate, a SiC substrate, or a Si substrate as a heterogeneous substrate. Any substrate may be used as long as the group III nitride semiconductor layer can be grown.

제1 반도체층(330)은 제1 도전형을 가지며, 제2 반도체층(350)은 제1 도전형과 다른 제2 도전형을 갖도록 구비된다. 본 개시에서는 제1 반도체층(330)은 n형 질화물 반도체층(330; 예를 들어, n형 GaN층)으로, 제2 반도체층(350)은 p형 질화물 반도체층(350; 예를 들어, p형 GaN층)으로 사용하며, 제1 전극(380)을 n측 전극(380)으로, 제2 전극(370)을 p측 전극(370)으로 사용한다.The first semiconductor layer 330 has a first conductivity type, and the second semiconductor layer 350 is provided to have a second conductivity type different from the first conductivity type. In the present disclosure, the first semiconductor layer 330 is an n-type nitride semiconductor layer 330 (eg, an n-type GaN layer), and the second semiconductor layer 350 is a p-type nitride semiconductor layer 350 (eg, p-type GaN layer), the first electrode 380 is used as the n-side electrode 380, and the second electrode 370 is used as the p-side electrode 370.

미설명 번호(371, 372, 373, 374, 375, 381, 382, 383, 384, 385, 386)는 후술된다.Unexplained numbers 371, 372, 373, 374, 375, 381, 382, 383, 384, 385, 386 will be described later.

도 5는 도 3에 도시된 반도체 발광소자를 B-B 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면으로서 반도체 발광소자의 제조공정을 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device illustrated in FIG. 3 taken along the line B-B, illustrating a manufacturing process of the semiconductor light emitting device.

먼저, 기판(310) 위에 n형 질화물 반도체층(330), 활성층(340) 및 p형 질화물 반도체층(350)이 형성된다. 기판(310) 위에 에피성장되는 반도체층들은 주로 유기금속기상성장법(MOCVD)에 의해 성장되며, 필요에 따라서 각 층들은 다시 세부 층들을 포함할 수 있다.First, an n-type nitride semiconductor layer 330, an active layer 340, and a p-type nitride semiconductor layer 350 are formed on the substrate 310. The semiconductor layers epitaxially grown on the substrate 310 are mainly grown by organometallic vapor phase growth (MOCVD), and each layer may further include detailed layers as necessary.

기판(310) 위에 복수의 반도체층을 형성한 이후, 메사(mesa) 형태로 p형 질화물 반도체층(350) 및 활성층(340)을 식각하여, 도 5a에 도시된 것과 같이, n측 전극(380)에 대응하는 영역을 포함하여 n형 질화물 반도체층(330)의 일부를 노출한다. 여러 개의 반도체층을 제거하는 방법으로 건식식각 방법, 예를 들어 ICP(Inductively Coupled Plasma)이 사용될 수 있다.After the plurality of semiconductor layers are formed on the substrate 310, the p-type nitride semiconductor layer 350 and the active layer 340 are etched in the form of mesas, and as shown in FIG. 5A, the n-side electrode 380. A portion of the n-type nitride semiconductor layer 330 is exposed, including a region corresponding to the? As a method of removing a plurality of semiconductor layers, a dry etching method, for example, an inductively coupled plasma (ICP) may be used.

다음으로, 스퍼터링(Sputtering)법, 전자빔 증착법(E-beam Evaporation), 열증착법(Thermal Evaporation) 등을 이용하여, 도 5a에 도시된 것과 같이, p형 질화물 반도체층(350) 위에 전류확산 전도막(360)을 형성한다. 이와 다르게, 전류확산 전도막(360)을 형성한 후에 메사식각 공정을 할 수도 있다. 전류확산 전도막(360)은 p형 질화물 반도체층(350) 전체적으로 전류밀도 균일성을 향상하여 면발광이 되도록 한다. 전류확산 전도막(360)은 주로 ITO, ZnO 또는 Ni/Au로 형성된다. 전류확산 전도막(360)은 발광영역의 대부분에 형성되어 있으며, 전류확산 전도막(360)이 너무 얇으면 전류확산에 불리하여 구동전압이 높아지며, 너무 두꺼우면 광흡수로 인해 광추출효율이 저하될 수 있다.Next, using a sputtering method, an E-beam evaporation method, a thermal evaporation method, and the like, as illustrated in FIG. 5A, a current diffusion conductive film is formed on the p-type nitride semiconductor layer 350. 360 is formed. Alternatively, the mesa etching process may be performed after the current diffusion conductive film 360 is formed. The current spreading conductive film 360 improves the current density uniformity of the p-type nitride semiconductor layer 350 as a whole so as to emit surface light. The current spreading conductive film 360 is mainly formed of ITO, ZnO, or Ni / Au. The current diffusion conductive film 360 is formed in a large portion of the light emitting region. If the current diffusion conductive film 360 is too thin, the current diffusion conductive film 360 is disadvantageous to current diffusion and the driving voltage is high. Can be.

계속해서, 스퍼터링(Sputtering)법, 전자빔 증착법(Ebeam Evaporation), 열증착법(Thermal Evaporation) 등의 방법을 이용하여, 도 3, 도 5b 및 도 5c에 도시된 것과 같이, n형 질화물 반도체층(330) 위에 n측 전극(380)과 전류확산 전도막(360) 위에 p측 전극(370)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIGS. 3, 5B, and 5C, the n-type nitride semiconductor layer 330 is formed by a method such as sputtering, e-beam evaporation, thermal evaporation, or the like. The p-side electrode 370 is formed on the n-side electrode 380 and the current spreading conductive film 360.

예를 들어 n측 전극(380)은 n측 본딩패드(381) 및 n측 가지전극(385)을 포함하며, p측 전극(370)은 p측 본딩패드(371) 및 p측 가지전극(375)을 포함한다.For example, the n-side electrode 380 includes an n-side bonding pad 381 and an n-side branch electrode 385, and the p-side electrode 370 includes a p-side bonding pad 371 and a p-side branch electrode 375. ).

도 3에 예시된 반도체 발광소자(300)는 사이즈 증가를 위해 일측으로 길게 형성되어 대략 직사각형의 평면 형상을 갖는다. 따라서 반도체 발광소자(300)는 장변 및 단변을 가진다.The semiconductor light emitting device 300 illustrated in FIG. 3 is formed to be long to one side to increase in size, and has a substantially rectangular planar shape. Therefore, the semiconductor light emitting device 300 has a long side and a short side.

n측 본딩패드(381) 및 p측 본딩패드(371)는 대향하는 단변측에 위치한다. n측 가지전극(385)은 n측 본딩패드(381)로부터 p측 본딩패드(371)를 향하여 반도체 발광소자(300)의 가운데를 따라 뻗어 있다. 2개의 p측 가지전극(375)은 p측 본딩패드(371)로부터 연장되어 n측 가지전극(385) 양측으로 뻗어 있다.The n-side bonding pad 381 and the p-side bonding pad 371 are located on opposite short sides. The n-side branch electrode 385 extends from the n-side bonding pad 381 toward the p-side bonding pad 371 along the center of the semiconductor light emitting device 300. The two p-side branch electrodes 375 extend from the p-side bonding pad 371 and extend to both sides of the n-side branch electrode 385.

전극의 형상 및 배치는 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 것과 다르게 n측 본딩패드(381) 및 p측 본딩패드(371) 중 적어도 하나는 복수의 반도체층 바깥의 기판(310) 위에 형성될 수 있으며, n측 가지전극(385) 및 p측 가지전극(375)의 개수 및 배치는 반도체 발광소자(300)의 사이즈 및 형상 등에 따라 변경될 수 있다. 또한, n형 질화물 반도체층(330)이 활성층(340) 위에 형성되고, p형 질화물 반도체층(350)이 활성층(340) 아래에 형성되는 것도 가능하며, 이 경우 p측 전극(370) 및 n측 전극(380)의 상하 위치도 변경된다.The shape and arrangement of the electrodes can be variously changed. For example, at least one of the n-side bonding pad 381 and the p-side bonding pad 371 may be formed on the substrate 310 outside of the plurality of semiconductor layers, and the n-side branch electrode may be different from that shown in FIG. 3. The number and arrangement of the 385 and p-side branch electrodes 375 may be changed according to the size and shape of the semiconductor light emitting device 300. In addition, an n-type nitride semiconductor layer 330 may be formed on the active layer 340, and a p-type nitride semiconductor layer 350 may be formed below the active layer 340, in which case the p-side electrode 370 and n The vertical position of the side electrode 380 is also changed.

발광의 균일화를 위해서는 n측 가지전극(385) 및 p측 가지전극(375)이 발광영역을 가로지르게 형성되는 경우가 많고, 따라서 전극에 의한 광흡수를 줄이기 위해서는 n측 가지전극(385) 및 p측 가지전극(375)에 의한 광흡수를 감소시키는 것이 매우 효과적이다.In some cases, the n-side branch electrode 385 and the p-side branch electrode 375 are formed to cross the light emitting region to uniform the light emission. Therefore, the n-side branch electrode 385 and p are reduced to reduce light absorption by the electrode. It is very effective to reduce the light absorption by the side branch electrode 375.

한편, 활성층(340)에서 생성된 빛은 복수의 반도체층의 상하 및 측면으로 방출된다. 상당한 양의 빛이 메사식각되어 노출된 복수의 반도체층의 측면으로 방출된다. 또한, 기판(310)에 의해 일부의 빛이 상측으로 반사된다.On the other hand, the light generated in the active layer 340 is emitted to the top and bottom and side surfaces of the plurality of semiconductor layers. A significant amount of light is mesaetched and emitted to the side of the exposed plurality of semiconductor layers. In addition, a part of light is reflected upward by the substrate 310.

n측 가지전극(385)은 발광영역 내측으로 길게 연장되며, 메사식각되어 노출된 p형 질화물 반도체층(350)의 측면, 활성층(340)의 측면 및 n형 질화물 반도체층(330)의 측면과 대면하므로 광흡수의 비중이 크다. 따라서 본 개시에서는 광흡수 감소를 위해 n측 가지전극(385)의 구성이 n측 본딩패드(381)와 다르게 구비되어 광흡수 손실이 많이 감소된다.The n-side branch electrode 385 extends inwardly into the emission region, and has a side surface of the p-type nitride semiconductor layer 350 exposed through mesa etching, a side surface of the active layer 340, and a side surface of the n-type nitride semiconductor layer 330. As it confronts, the specific gravity of light absorption is large. Therefore, in the present disclosure, the n-side branch electrode 385 is configured differently from the n-side bonding pad 381 in order to reduce the light absorption, thereby greatly reducing the light absorption loss.

일 예로, n측 가지전극(385)은 n측 본딩패드(381)보다 광반사율이 좋은 광반사층(387)을 포함한다. n측 본딩패드(381)는 와이어 본딩이 이루어지므로 박리를 방지하기 위해 선택할 수 있는 금속층 구조에 제한이 n측 가지전극(385)에 비해 크다. 따라서 n측 본딩패드(381)는 접합성이 좋고 와이어 본딩의 특성이 우수한 금속을 선택하고, n측 가지전극(385)은 광반사율이 n측 본딩패드(381)보다 좋은, 다시 말해 n측 본딩패드(381)보다 광흡수율이 낮은 금속을 선택하여 서로 다른 구성을 가지게 한다.For example, the n-side branch electrode 385 includes a light reflection layer 387 having a light reflectance higher than that of the n-side bonding pad 381. Since the n-side bonding pad 381 is wire bonded, the metal layer structure that can be selected to prevent peeling is greater than that of the n-side branch electrode 385. Accordingly, the n-side bonding pad 381 selects a metal having good bonding properties and excellent wire bonding characteristics, and the n-side branch electrode 385 has a light reflectance better than that of the n-side bonding pad 381, that is, the n-side bonding pad 311. Metals with lower light absorption than 381 are selected to have different configurations.

도 6은 도 3에 도시된 반도체 발광소자(300)를 C-C 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면이다.6 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device 300 illustrated in FIG. 3 taken along the line C-C.

일 예로, n측 본딩패드(381)는 도 4 및 도 5c에 도시된 것과 같이 Cr(382)(또는 Ti)/Pt(383)/Au(384)로 형성되며, n측 가지전극(385)은 도 5c 및 도 6에 도시된 것과 같이 Cr(386)(또는 Ti)/Al(387) 또는 Cr(또는 Ti)/Ag로 형성된다. n형 질화물 반도체층(330)과의 접촉성이 좋은 Cr(382,386)을 최하층(접촉층)으로 사용하고, n측 본딩패드(381)는 본딩 특성이 좋은 Au(384)를 최상층(본딩층)으로 사용하며, Cr(382) 및 Au(384)와 접합성이 좋은 Pt(383)를 가운데 층으로 사용하여 박리를 방지한다. n측 가지전극(385)은 Cr(386) 위에 광반사율이 우수한 Al(387) 또는 Ag를 증착하여 광반사층(387)을 형성한다. 예를 들어, 도 5b에 도시된 것과 같이 Cr(382, 372)(또는 Ti)/Pt(383, 373)/Au(384,374) 구조로 n측 본딩패드(381), p측 본딩패드(371) 및 p측 가지전극을 먼저 형성한다. 여기서 Cr(또는 Ti) 접촉층의 두께는 일 예로 1-5nm, Pt는 100-300nm 내외, Au는 1000-2000nm 내외를 사용한다.For example, the n-side bonding pad 381 is formed of Cr 382 (or Ti) / Pt 383 / Au 384, as shown in FIGS. 4 and 5C, and the n-side branch electrode 385. Is formed of Cr 386 (or Ti) / Al 387 or Cr (or Ti) / Ag as shown in FIGS. 5C and 6. Cr (382, 386) having good contact with the n-type nitride semiconductor layer 330 is used as the lowermost layer (contact layer), and the n-side bonding pad 381 has Au (384) having the best bonding characteristics. Pt (383) having good adhesion to Cr (382) and Au (384) is used as a middle layer to prevent peeling. The n-side branch electrode 385 forms Al (387) or Ag having excellent light reflectivity on Cr (386) to form a light reflection layer (387). For example, as illustrated in FIG. 5B, the n-side bonding pads 381 and the p-side bonding pads 371 have a structure of Cr (382, 372) (or Ti) / Pt (383, 373) / Au (384,374). And a p-side branch electrode is formed first. The thickness of the Cr (or Ti) contact layer is, for example, about 1-5 nm, about 100-300 nm of Pt, and about 1000-2000 nm of Au.

이후, 도 5c에 도시된 것과 같이, Cr(386)(Ti)/Al(387) 또는 Cr(Ti) /Ag로 n측 가진전극(385)을 형성한다. 여기서 도 5c에는 도시되지 않았지만 n측 본딩패드(381)와 n측 가지전극(385)은 일부가 겹쳐져 전기적으로 연결되게 형성된다.Thereafter, as shown in FIG. 5C, an n-side excitation electrode 385 is formed of Cr 386 (Ti) / Al 387 or Cr (Ti) / Ag. Although not shown in FIG. 5C, the n-side bonding pad 381 and the n-side branch electrode 385 are partially overlapped and electrically connected to each other.

도 5c에서 n측 본딩패드(381) 및 n측 가지전극(385)의 높이(두께)는 편의상 도시한 것이다. n측 본딩패드(381) 및 n측 가지전극(385)의 높이는 거의 같거나 서로 다를 수 있다. 일 예로, n측 가지전극(385)에서 Cr(386) 또는 Ti의 두께는 1-5nm로 하고 Al 또는 Ag의 두께는 500-5000nm 범위로 한다. Al 또는 Ag의 두께가 너무 얇을 경우 반사 효과가 떨어질 수 있으며, 너무 두꺼울 경우 포토작업 및 증착작업에 있어서 어려움이 존재할 수 있다. 필요에 따라서 Al 및 Ag층 위에 다른 금속(예를 들어 Au, Pt 등)을 얇게 증착하여 보호막으로 사용할 수도 있다.In FIG. 5C, the heights (thicknesses) of the n-side bonding pads 381 and the n-side branch electrodes 385 are shown for convenience. The heights of the n-side bonding pads 381 and the n-side branch electrodes 385 may be substantially the same or different from each other. For example, the thickness of Cr (386) or Ti is 1-5 nm and the thickness of Al or Ag is 500-5000 nm in the n-side branch electrode 385. If the thickness of Al or Ag is too thin, the reflection effect may be reduced, and if too thick, there may be difficulties in photo work and deposition work. If necessary, another metal (for example, Au, Pt, etc.) may be thinly deposited on the Al and Ag layers to be used as a protective film.

전술한 것과 다르게 n측 가지전극(385)을 먼저 형성한 후에 n측 본딩패드(381) 및 p측 전극(370)을 형성할 수도 있다. Unlike the foregoing, the n-side branch electrode 385 may be formed first, and then the n-side bonding pad 381 and the p-side electrode 370 may be formed.

다시 도 6을 참조하면, 메사식각되어 노출된 p형 질화물 반도체층(350)의 측면, 활성층(340)의 측면 및 n형 질화물 반도체층(330)의 측면으로 방출된 빛과 기판(310)에 의해 반사되어 n측 가지전극(385)에 입사하는 빛에 대해 n측 가지전극(385)의 광반사층(387)에 의한 반사량이 증가하여 외부양자효율이 향상된다.Referring back to FIG. 6, the light emitted to the side surface of the p-type nitride semiconductor layer 350, the side surface of the active layer 340, and the side surface of the n-type nitride semiconductor layer 330 exposed through mesa etching is applied to the substrate 310. The amount of reflection by the light reflection layer 387 of the n-side branch electrode 385 increases with respect to the light reflected by the n-side branch electrode 385, thereby improving the external quantum efficiency.

도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자(500)의 다른 예를 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating another example of the semiconductor light emitting device 500 according to the present disclosure.

반도체 발광소자(500)는 n측 가지전극(585)의 높이가 n측 본딩패드(581)의 높이보다 낮은 것과 n측 가지전극(585)이 n측 본딩패드(581)의 재질과 다른 재질의 층은 포함하지 않는 것을 제외하고는 도 3 내지 도 6에서 설명된 반도체 발광소자(300)와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.In the semiconductor light emitting device 500, the height of the n-side branch electrode 585 is lower than that of the n-side bonding pad 581, and the n-side branch electrode 585 is formed of a material different from that of the n-side bonding pad 581. It is substantially the same as the semiconductor light emitting device 300 described with reference to FIGS. 3 to 6 except that the layer is not included. Therefore, redundant description is omitted.

박리를 회피하는 관점에서 n측 본딩패드(581)는 복수의 층으로 구성되며, n측 가지전극(585)은 n형 질화물 반도체층(530)과 전기적 접촉이 양호하게 유지하는 선에서 n측 본딩패드(581)보다 층 구성을 단순화할 수 있다. 따라서 n측 가지전극(585)의 높이가 n측 본딩패드(581)보다 낮게 형성될 수 있으며, 이로 인해 광흡수 면적이 감소하므로 외부양자효율이 향상된다.In order to avoid peeling, the n-side bonding pad 581 is composed of a plurality of layers, and the n-side branch electrode 585 is n-side bonded at a line in which electrical contact with the n-type nitride semiconductor layer 530 is well maintained. The layer configuration can be simplified than the pads 581. Therefore, the height of the n-side branch electrode 585 may be formed to be lower than that of the n-side bonding pad 581. As a result, the light absorption area is reduced, thereby improving external quantum efficiency.

예를 들어, n측 가지전극(585)이 단순하게 n측 본딩패드(581)의 하부층 몇 개만 구비하게 하여 높이를 낮게 하는 것도 가능하다. 예를 들어, Cr(582, 572)(또는 Ti)/Al(583, 573)/Ni(588, 578)/Au(584, 574) 또는 Cr(또는 Ti)/Al/Ti/Au와 같은 층구조로 n측 본딩패드(581), p측 본딩패드(571)를 형성한다. 일 예로, Cr(또는 Ti) 접촉층의 두께는 1-5nm, Al은 100-300nm내외, Ti(또는 Ni) 장벽층은 50-100nm 내외 Au는 1000 - 2000nm 내외로 형성한다.For example, the n-side branch electrode 585 may be provided with only a few lower layers of the n-side bonding pad 581 to reduce the height. For example, a layer such as Cr (582, 572) (or Ti) / Al (583, 573) / Ni (588, 578) / Au (584, 574) or Cr (or Ti) / Al / Ti / Au The n-side bonding pads 581 and the p-side bonding pads 571 are formed in the structure. For example, the thickness of the Cr (or Ti) contact layer is about 1-5 nm, about 100-300 nm for Al, about 50-100 nm for Ti (or Ni) barrier layer, and about 1000-2000 nm for Au.

이후, Cr(586)(또는 Ti)/Al(587) 또는 Cr(또는 Ti)/Ag로 이루어진 n측 가진전극(585)을 형성한다. 이때 n측 가지전극(585)과 n측 본딩패드(581)가 일부분 겹쳐지도록 하여 전기적으로 연결한다. 필요에 따라서 n측 가지전극(585)의 Al 또는 Ag층 위에 다른 금속(예를 들어 Au, Pt등)을 얇게 증착하여 보호막으로 사용할 수도 있다.Then, an n-side excitation electrode 585 made of Cr 586 (or Ti) / Al 587 or Cr (or Ti) / Ag is formed. At this time, the n-side branch electrode 585 and the n-side bonding pad 581 partially overlap and are electrically connected. If necessary, another metal (for example, Au, Pt, etc.) may be thinly deposited on the Al or Ag layer of the n-side branch electrode 585 to be used as a protective film.

여기서 p측 가지전극은 n측 가지전극(585)과 동일한 금속층 구조로 형성되거나 p측 본딩패드(571)와 동일한 금속층 구조로 형성되어도 좋다. 그러나 반도체 발광소자(300)의 표면으로 방출된 광이나 반도체 발광소자 패키지 내부에서 반사된 빛의 미세한 광흡수 손실을 고려할 때 p측 가지전극이 n측 가지 전극(585)과 동일한 금속층 구조로 형성되는 것이 더 바람직하다.The p-side branch electrode may be formed in the same metal layer structure as the n-side branch electrode 585 or in the same metal layer structure as the p-side bonding pad 571. However, the p-side branch electrode is formed in the same metal layer structure as the n-side branch electrode 585 in consideration of the minute light absorption loss of the light emitted to the surface of the semiconductor light emitting device 300 or the light reflected from inside the semiconductor light emitting device package. More preferred.

이와 같이 전극을 구성하면 n측 가지전극(585)은 광흡수 면적 자체가 감소하므로 외부양자 효율을 향상된다.In this way, the n-side branch electrode 585 reduces the light absorption area itself, thereby improving the external quantum efficiency.

도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자(700)의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating still another example of the semiconductor light emitting device 700 according to the present disclosure.

반도체 발광소자(700)는 n측 가지전극(785)의 측면이 기판(705)에 수직한 방향에 대해 기울기를 가지도록 형성된 것을 제외하고는 도 3 내지 도 6에서 설명된 반도체 발광소자(300)와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.The semiconductor light emitting device 700 is the semiconductor light emitting device 300 described with reference to FIGS. 3 to 6 except that the side surface of the n-side branch electrode 785 is formed to have an inclination with respect to the direction perpendicular to the substrate 705. Is substantially the same as Therefore, redundant description is omitted.

예를 들어, n측 본딩패드는 Cr/Pt/Au로 이루어지고, n측 가지전극(785)은 Cr(786)/Al(787) 또는 Cr/Ag로 이루어지며, n측 본딩패드와 n측 가지전극(785)의 높이가 거의 비슷할 수 있다. n측 가지전극(785)의 측면을 도 8에 도시된 것과 같이 기판(705)에 수직방향에 대해 기울기를 가지도록 형성하여 단면이 사다리꼴 형상을 가진다. 따라서 복수의 반도체층으로부터 나온 빛의 반사율이 더 향상된다.For example, the n-side bonding pad is made of Cr / Pt / Au, and the n-side branch electrode 785 is made of Cr (786) / Al 787 or Cr / Ag, and the n-side bonding pad and the n-side The height of the branch electrodes 785 may be about the same. The side of the n-side branch electrode 785 is formed to have an inclination with respect to the vertical direction on the substrate 705 as shown in FIG. 8 so that the cross section has a trapezoidal shape. Thus, the reflectance of light from the plurality of semiconductor layers is further improved.

본 개시는 n측 본딩패드의 측면도 경사지게 형성하는 것을 배제하는 것은 아니다. n측 가지전극(785)의 측면을 경사지게 형성하는 방법은, 예를 들어, PR(photoresist) 패턴 및 메탈 증착 조건에 따라서 형성할 수 있다. 이 경우 PR 패턴의 에지 부분에 증착되는 메탈이 쉐도우(shadow) 마스크 역할을 하여 n측 가지전극(785)의 측면이 자연스럽게 경사지도록 형성될 수 있다.The present disclosure does not exclude that the side surface of the n-side bonding pad is also inclined. For example, the side surface of the n-side branch electrode 785 may be formed to be inclined according to a photoresist pattern and metal deposition conditions. In this case, the metal deposited on the edge portion of the PR pattern serves as a shadow mask so that the side of the n-side branch electrode 785 may be naturally inclined.

도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자(800)의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.9 illustrates another example of the semiconductor light emitting device 800 according to the present disclosure.

반도체 발광소자(800)는 p측 본딩패드(871)와 p측 가지전극(875)의 층구성이 다른 것을 제외하고는 도 3 내지 도 6에서 설명된 반도체 발광소자(300)와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.The semiconductor light emitting device 800 is substantially the same as the semiconductor light emitting device 300 described with reference to FIGS. 3 to 6 except that the p-side bonding pads 871 and the p-side branch electrodes 875 have different layer configurations. . Therefore, redundant description is omitted.

본딩패드와 가지전극의 구성을 다르게 하는 것을 n측뿐만 아니라 p측에도 적용할 수 있다. 예를 들어, p측 본딩패드(871)는 Cr(872)(또는 Ti)/Pt(873)/Au(874)로 형성되며, p측 가지전극(875)은 Cr(876)(또는 Ti)/Al(877)(또는 Ag)/Au(878)로 형성된다. 이와 같이 하면 p측 본딩패드(871)는 접합성 및 전기적 특성을 위해 층구성을 가지면서 p측 가지전극(875)의 Al(877)에 의해 광반사율이 향상된다.Different configurations of the bonding pads and the branch electrodes can be applied to the p side as well as the n side. For example, the p-side bonding pad 871 is formed of Cr 872 (or Ti) / Pt 873 / Au 874, and the p-side branch electrode 875 is formed of Cr 876 (or Ti). / Al 877 (or Ag) / Au 878. In this way, the p-side bonding pad 871 has a layer structure for bonding and electrical characteristics, and the light reflectance is improved by Al 877 of the p-side branch electrode 875.

도 10 본 개시에 따른 반도체 발광소자(900)의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating still another example of the semiconductor light emitting device 900 according to the present disclosure.

반도체 발광소자(900)는 n측 가지전극(985)에서 반사율이 좋은 금속으로 이루어지는 광반사층과 동일한 금속(988)으로 n측 본딩패드(981)의 측면을 둘러싸게 형성된 것을 제외하고는 도 3 내지 도 6에서 설명된 반도체 발광소자(300)와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.The semiconductor light emitting device 900 is made of the same metal 988 as the light reflection layer made of a metal having good reflectance at the n-side branch electrode 985, except that the semiconductor light emitting device 900 surrounds the side surface of the n-side bonding pad 981. It is substantially the same as the semiconductor light emitting device 300 described in FIG. Therefore, redundant description is omitted.

예를 들어, n측 본딩패드(981)는 Cr/Pt/Au로 이루어지고, n측 가지전극(985)은 Cr/Al 또는 Cr/Ag로 이루어지며, 동시에 n측 본딩패드(981)의 측면 둘레로 Cr/Al(988) 또는 Cr/Ag가 둘러싸도록 형성되어 있다. 따라서 Al(988)로 인해 n측 본딩패드(981)의 광흡수율이 감소하여 외부양자효율이 향상된다.For example, the n-side bonding pad 981 is made of Cr / Pt / Au, the n-side branch electrode 985 is made of Cr / Al or Cr / Ag, and at the same time the side of the n-side bonding pad 981. It is formed so as to surround Cr / Al 988 or Cr / Ag. Therefore, the light absorption of the n-side bonding pad 981 is reduced due to Al 988, thereby improving external quantum efficiency.

(1) 제1 가지 전극의 광반사율이 제1 본딩패드의 광반사율보다 높은 전극의 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(1) A semiconductor light emitting device comprising a configuration in which the light reflectance of the first branch electrode is higher than that of the first bonding pad.

(2) 제1 본딩패드는 복수의 금속층을 포함하며, 제1 가지전극은 제1 본딩패드보다 작은 수의 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(2) The first bonding pad includes a plurality of metal layers, and the first branch electrode includes a smaller number of metal layers than the first bonding pad.

(3) 제1 가지전극의 측면은 아래의 제1 반도체층 측으로 기울어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(3) A side surface of the first branch electrode is inclined toward the lower side of the first semiconductor layer.

(4) 제1 가지전극은 Ag 및 Al 중 적어도 하나를 포함하는 광반사층을 포함하여 제1 본딩패드와 다른 전극의 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(4) The first branch electrode includes a light reflection layer including at least one of Ag and Al, and has a configuration different from that of the first bonding pad.

(5) 제1 본딩패드의 측면은 광반사층을 이루는 금속과 동일한 금속에 의해 둘러싸인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(5) A side surface of the first bonding pad is surrounded by the same metal as the metal forming the light reflection layer.

(6) 제2 반도체층 위에 위치하는 제2 본딩패드; 그리고 제2 반도체층 위에 위치하며 제2 본딩패드와 전기적으로 연결된 제2 가지전극;으로서, 전극의 구성, 측면의 기울기 및 높이 중 적어도 하나가 제2 본딩패드와 다른 제2 가지전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(6) a second bonding pad positioned over the second semiconductor layer; And a second branch electrode disposed on the second semiconductor layer and electrically connected to the second bonding pad, wherein at least one of the configuration, the inclination and the height of the side of the electrode is different from the second bonding pad. A semiconductor light emitting device, characterized in that.

(7) 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 활성층이 3족 질화물 반도체로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(7) A semiconductor light emitting element, wherein the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the active layer are formed of a group III nitride semiconductor.

본 개시에 따른 반도체 발광소자에 의하면, 전극에 의한 광흡수가 감소하여 외부양자효율이 향상된다.According to the semiconductor light emitting device according to the present disclosure, the light absorption by the electrode is reduced and the external quantum efficiency is improved.

300 : 반도체 발광소자 370 : p측 전극
380 : n측 전극 381 : n측 본딩패드
382 : Cr 383 : Pt
384 : Au 385 : n측 가지전극
386 : Cr 387 : Al300: semiconductor light emitting element 370: p-side electrode
380: n-side electrode 381: n-side bonding pad
382: Cr 383: Pt
384: Au 385: n-side branch electrode
386: Cr 387: Al

Claims (8)

제1 도전형을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전형과 다른 제2 도전형을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 위치하며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 복수의 반도체층;
복수의 반도체층이 제거되어 노출되는 제1 반도체층 위에 형성된 제1 본딩패드; 그리고
제1 반도체층 위에 위치하며 제1 본딩패드와 전기적으로 연결된 제1 가지전극;으로서, 전극의 구성, 측면의 기울기 및 높이 중 적어도 하나가 제1 본딩패드와 다른 제1 가지전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. A first semiconductor layer having a first conductivity type, a second semiconductor layer having a second conductivity type different from the first conductivity type, and positioned between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and having light by recombination of electrons and holes A plurality of semiconductor layer including an active layer for generating a;
A first bonding pad formed on the first semiconductor layer to which the plurality of semiconductor layers are removed and exposed; And
A first branch electrode disposed on the first semiconductor layer and electrically connected to the first bonding pad, wherein at least one of a configuration, an inclination and a height of the side of the electrode is different from the first bonding pad; A semiconductor light emitting device characterized in that. 청구항 1에 있어서,
제1 가지 전극의 광반사율이 제1 본딩패드의 광반사율보다 높은 전극의 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the light reflectance of the first branch electrode is higher than that of the first bonding pad. 청구항 1에 있어서,
제1 본딩패드는 복수의 금속층을 포함하며, 제1 가지전극은 제1 본딩패드보다 작은 수의 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
The first bonding pad includes a plurality of metal layers, and the first branch electrode includes a smaller number of metal layers than the first bonding pad. 청구항 1에 있어서,
제1 가지전극의 측면은 아래의 제1 반도체층 측으로 기울어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
A side surface of the first branch electrode is inclined toward the lower side of the first semiconductor layer. 청구항 2에 있어서,
제1 가지전극은 Ag 및 Al 중 적어도 하나를 포함하는 광반사층을 포함하여 제1 본딩패드와 다른 전극의 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 2,
The first branch electrode includes a light reflection layer including at least one of Ag and Al, and has a configuration of an electrode different from the first bonding pad. 청구항 5에 있어서,
제1 본딩패드의 측면은 광반사층을 이루는 금속과 동일한 금속에 의해 둘러싸인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 5,
The side surface of the first bonding pad is surrounded by the same metal as the metal forming the light reflection layer, characterized in that the semiconductor light emitting device. 청구항 1에 있어서,
제2 반도체층 위에 위치하는 제2 본딩패드; 그리고
제2 반도체층 위에 위치하며 제2 본딩패드와 전기적으로 연결된 제2 가지전극;으로서, 전극의 구성, 측면의 기울기 및 높이 중 적어도 하나가 제2 본딩패드와 다른 제2 가지전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
A second bonding pad positioned on the second semiconductor layer; And
A second branch electrode disposed on the second semiconductor layer and electrically connected to the second bonding pad, wherein at least one of a configuration, an inclination and a height of the side of the electrode is different from the second bonding pad; A semiconductor light emitting device characterized in that. 청구항 1에 있어서,
제1 반도체층, 제2 반도체층 및 활성층이 3족 질화물 반도체로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
A semiconductor light emitting element, wherein the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the active layer are formed of a group III nitride semiconductor.
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