KR20140026071A - 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
실시예의 발광 소자는 지지 기판과, 지지 기판 위에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 발광 구조물과, 발광 구조물과 지지 기판의 사이에 배치되어 제1 도전형 반도체층을 노출하는 개구부를 갖는 전류 차단층과, 개구부와 지지 기판의 사이에 배치되어 광을 반사하는 반사층과, 반사층과 지지 기판의 사이에 배치되어, 지지 기판의 금속 원자의 확산을 방지하는 확산 방지층 및 반사층을 확산 방지층에 접합시키는 접합층을 포함하고, 전류 차단층과 지지 기판 사이에 공동이 형성된다.
Description
실시예는 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.
Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체(group Ⅲ-Ⅴ nitride semiconductor)는 물리적 및 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD) 등의 발광소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다.
이러한 발광 다이오드는 백열등과 형광등 등의 기존 조명 기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명과 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다.
도 1은 기존의 수직형 발광 소자의 단면도이다.
도 1에 도시된 발광 소자는 지지 기판(10), 웨이퍼 본딩층(WBL:Wafer Bonding Layer)(20), 확산 차단층(DBL:Diffusion Blocking Layer)(30), 전류 차단층(CBL:Current Blocking Layer)(40), ITO 층(50), 리플렉터(60), Ti층(70), 발광 구조물(80), 전극층(90) 및 패시베이션(passivation)막(92)으로 구성된다.
도 1에 도시된 발광 소자에서 발광 구조물(80)은 p형 반도체층(82), 활성층(84) 및 n형 반도체층(86)으로 구성된다. p형 및 n형 반도체층(82, 86) 각각은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 예를 들면 GaN으로 구현될 수 있다. 활성층(84)은 n형 반도체층(86)을 통해서 주입되는 전자와 p형 반도체층(82)을 통해서 주입되는 정공(hole)이 서로 만나서, 활성층(84)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. 활성층(84)에서 방출된 빛이나 리플렉터(60)에서 반사된 빛은 상부 방향으로 출사된다.
WBL(20)에 의해 지지 기판(10)과 본딩된 DBL(30)은 Ti층(70)에 의해 리플렉터(60) 및 CBL(40)과 각각 결합한다. CBL(40)에 의해 전류의 흐름은 화살표 방향(3)으로 흐르게 된다. 이때, CBL(40)과 DBL(30)을 접착시키는 Ti층(70)에 의해, 칩 외곽의 CBL(40)을 따라 화살표 방향(5)으로 누설전류가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
더우기, CBL(40)의 하부는 금속 물질인 Ti층(70)이 배치되므로, CBL(40)의 크랙(crack) 발생시에, 크랙을 따라 전도성 물질이 확산되어 누설 전류 경로를 형성하여 누설 전류가 더욱 발생될 수 있다.
또한, CBL(40) 하부에 위치한 DBL(30)이 전하 캐리어(charged carrier)를 축적시켜 표면 누설(surface leakage) 전류를 발생시킬 수도 있다.
실시예는 누설 전류를 차단하는 구조를 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시예의 발광 소자는, 지지 기판; 상기 지지 기판 위에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 발광 구조물: 상기 발광 구조물과 상기 지지 기판의 사이에 배치되어 상기 제1 도전형 반도체층을 노출하는 개구부를 갖는 전류 차단층; 상기 개구부와 상기 지지 기판의 사이에 배치되어 광을 반사하는 반사층; 상기 반사층과 상기 지지 기판의 사이에 배치되어, 상기 지지 기판의 금속 원자의 확산을 방지하는 확산 방지층; 및 상기 반사층을 상기 확산 방지층에 접합시키는 접합층을 포함하고, 상기 전류 차단층과 상기 지지 기판 사이에 공동이 형성된다.
다른 실시예의 발광 소자는, 지지 기판; 상기 지지 기판 위에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 발광 구조물: 상기 발광 구조물과 상기 지지 기판의 사이에 배치되어 상기 제1 도전형 반도체층을 노출하는 개구부를 갖는 전류 차단층; 상기 개구부와 상기 지지 기판의 사이에 배치되어 광을 반사하는 반사층; 상기 반사층과 상기 지지 기판의 사이에 배치되어, 상기 지지 기판의 금속 원자의 확산을 방지하는 확산 방지층; 및 상기 반사층을 상기 확산 방지층에 접합시키는 접합층을 포함하고, 상기 전류 차단층과 상기 확산 방지층 사이에 공동이 형성된다.
상기 발광 소자는, 상기 확산 방지층을 상기 지지 기판에 본딩시키는 본딩층을 더 포함할 수 있다. 상기 본딩층의 상부와 상기 전류 차단층의 하부는 상기 공동을 사이에 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 발광 소자는, 상기 발광 구조물의 측벽을 감싸며 상기 전류 차단층의 상부에 형성되는 보호층을 더 포함하고, 상기 공동은 상기 전류 차단층의 하부와, 상기 접합층의 상부와, 상기 확산 방지층의 측부와, 상기 지지 기판의 상부와, 상기 보호층에 의해 형성된다.
상기 발광 소자는, 상기 반사층과 상기 발광 구조물 사이에 배치되어, 상기 제1 도전형 반도체층과 오믹 접촉하는 전도층을 더 포함할 수 있다.
상기 전류 차단층의 노출된 하부 폭은 상기 접합층의 두께에 반비례하며, 상기 접합층은 35 ㎚ 이상 70 ㎚ 이하의 두께를 갖는다. 상기 전류 차단층의 노출된 하부 폭은 0 보다 크고 3000 ㎚이하일 수 있다.
상기 전도층의 증착 면적은 상기 반사층의 증착 면적 보다 더 넓을 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자는 전류 차단층과 확산 방지층이 공동을 사이에 두고 서로 이격되어 있기 때문에 누설 전류가 형성되는 경로가 차단되어, 누설 전류의 발생을 원천적으로 해소시키고, 공동을 형성하기 위해 별도의 패턴된 마스크를 추가로 이용하지 않고 접합층의 두께가 35 ㎚ 이상 70 ㎚ 이하일 때 자연스럽게 공동이 형성되도록 하여 공정 시간을 단축하고 공정 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 기존의 수직형 발광 소자의 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 실시예에 의한 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 기존과 실시예에 의한 발광 소자의 일부 단면을 전자 현미경으로 촬영한 사진이다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도이다.
도 7은 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 실시예에 의한 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 기존과 실시예에 의한 발광 소자의 일부 단면을 전자 현미경으로 촬영한 사진이다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도이다.
도 7은 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는 실시예에 따른 발광 소자(100)를 나타내는 단면도이다.
실시예의 발광 소자(100)는 지지 기판(110), 본딩(bonding)층(120), 확산 방지층(130), 전류 차단층(140), 전도층(150), 반사층(160), 접착층(170), 발광 구조물(180), 전극층(190) 및 보호층(192)을 포함한다.
발광 소자(100)는 복수의 화합물 반도체층, 예컨대, Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체층을 이용한 LED를 포함하며, LED는 청색, 녹색, 또는 적색 등과 같은 광을 방출하는 유색 LED이거나 자외선(UV:UltraViolet) LED일 수 있다. LED의 방출 광은 다양한 반도체를 이용하여 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
먼저, 지지 기판(110)은 전도성 기판일 수 있으며, 발광 구조물(180)을 지지하고, 발광 소자(100)가 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 금속을 사용할 수 있다.
예를 들어, 지지 기판(110)은 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
또한, 지지 기판(110)은 전체 질화물 반도체에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가질 수 있다.
다음으로, 발광 구조물(180)은 지지 기판(110) 위에 배치된다. 발광 구조물(180)은 제1 도전형 반도체층(182), 활성층(184) 및 제2 도전형 반도체층(186)이 순차로 적층된 형태일 수 있다.
제1 도전형 반도체층(182)은 반도체 화합물을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(182)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, 제1 도전형 반도체층(182)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(182)이 p형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(182)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
활성층(184)은 제1 도전형 반도체층(182) 상에 배치되며, 단일 우물 구조(Double Hetero Structure), 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 활성층(184)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs),/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(184)과 제1 도전형 반도체층(182) 사이 또는 활성층(184)과 제2 도전형 반도체층(186) 사이에는 도전형 클래드층(미도시)이 배치될 수도 있다.
도전형 클래드층은 활성층(184)의 장벽층의 밴드 갭보다 더 넓은 밴드 갭을 가지는 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조 등을 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(186)은 활성층(184) 상에 배치되며, 반도체 화합물을 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(186)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 반도체층(186)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(186)이 n형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(186)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제2 도전형 반도체층(186)의 상면에는 광 추출 효율을 증가시키기 위해 러프니스(roughness, 196)가 형성될 수 있다.
다음으로, 제2 도전형 반도체층(186) 상에는 전극층(190)이 러프니스(196)와 접촉하여 형성될 수 있다. 전극층(190)은 금속으로 형성될 수 있다. 또한 오믹 특성을 갖는 반사 전극 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
다음으로, 보호층(192)이 발광 구조물(180)의 측면을 감싸도록 배치될 수 있다. 또한, 보호층(192)은 전류 차단층(140)의 상측 일부 및 측벽과 제2 도전형 반도체층(186)의 상부 일부에도 배치될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 보호층(192)은 발광 구조물(180)을 전기적으로 보호하기 위해 전기 절연성을 가질 뿐만 아니라 투광성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 보호층(180)은 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 를 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
전류 차단층(140)은 발광 구조물(180)과 지지 기판(110) 사이에 배치되며, 제1 도전형 반도체층(182)의 하부면 일부를 노출시키는 개구부(A1)를 갖는다. 전류 차단층(140)은 전기 절연성을 갖는 재질 및 제1 도전형 반도체층(182)과 쇼트키 접촉을 형성하는 재질 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, ZnO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiOx, TiO2, Ti, Al, Cr 중 적어도 하나를 포함한다.
반사층(160)은 전류 차단층(140)에 의해 형성된 개구부(A1)와 지지 기판(110) 사이에 배치된다. 반사층(160)은 발광 구조물(180)로부터 입사되는 빛을 반사시켜, 발광 소자(100)의 발광 효율을 개선시키는 역할을 한다. 반사층(160)은 금속성 물질을 포함할 수 있고, 금속 물질의 특성에 따라 반사율은 다양한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 반사층(160)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 또는 Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또는, 금속 또는 합금과 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 구체적으로는, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni, Ag/Cu, Ag/Pd/Cu 등으로 적층될 수 있다.
전도층(150)은 반사층(160)과 발광 구조물(180)의 사이에서, 제1 도전형 반도체층(182)과 오믹 접촉되어 발광 구조층(180)에 전원이 원활히 공급되도록 한다. 전도층(150)은 전류 차단층(140)이 형성된 부분을 제외하고 발광 구조물(180)의 제1 도전형 반도체층(182)과 접하도록 배치될 수 있다. 전도층(150)은 투광성 전도층과 금속을 선택적으로 사용할 수 있으며, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Pt, In, Zn 또는 Sn 중 적어도 하나를 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다. 전도층(150)은 생략될 수도 있다.
이때, 전도층(150)의 증착 면적은 반사층(160)의 증착 면적보다 넓을 수 있다.
확산 방지층(130)은 반사층(160)과 지지 기판(110)의 사이에 배치되어, 지지 기판(110)의 금속 원자가 상부로 확산되는 것을 방지하는 역할을 한다. 확산 방지층(130)은 예를 들어 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
접합층(170)은 반사층(160)을 확산 방지층(130)에 접합시키는 역할을 한다. 도 1에 도시된 Ti층(70)이 리플렉터(60)와 DBL(30)을 접합시키는 역할 뿐만 아니라 CBL(40)과 DBL(30)을 접합시키는 역할도 수행하는 반면, 실시예에 의한 접합층(170)은 전류 차단층(140)과 확산 방지층(130)을 접합시키는 역할을 하지 않는다. 즉, 도 1에서 CBL(40)과 DBL(20)이 Ti층(70)에 의해 접합되는 부분은 도 2에서 공동(105)인 것으로 형성되어 있다. 예를 들어, 접합층(170)은 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, Nb, In, Bi, Cu, Al, Si, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 접합층(170)의 두께가 너무 두꺼울 경우 제조 공정에서 후술되는 바와 같이 공동(105)이 형성되지 않을 수도 있고, 접합층(170)의 두께가 너무 얇을 경우 반사층(160)과 확산 방지층(130)을 접합시키는 접합층(170) 고유의 역할을 수행하지 못할 수도 있다. 예를 들어, 접합층(170)의 두께는 35 ㎚ 이상 70 ㎚ 이하의 두께를 가질 수 있다.
또한, 전류 차단층(140)의 노출된 하부(142)의 폭(W)은 접합층(170)의 두께에 반비례한다. 즉, 접합층(170)의 두께가 두꺼울수록 전류 차단층(140)의 노출된 하부(142)의 폭(W)은 작아진다. 만일, 폭(W)이 너무 클 경우 공동(105)이 너무 커지게 되고, 이로 인해, 전류 차단층(140)의 외곽 부분이 무너질 수도 있다. 예를 들어, 전류 차단층(140)의 노출된 하부(142) 폭(W)은 0 보다 크고 3000 ㎚이하일 수 있다.
또한, 반사층(160)의 하부에 배치된 접합층(170)의 두께(T1)는 반사층(160)의 측부에 배치된 접합층(170)의 두께와 서로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
실시예에 의하면, 전류 차단층(140)과 지지 기판(110)의 사이에 공동이 형성되어 있다. 또한, 전류 차단층(140)과 확산 방지층(130) 사이에 공동이 형성되어 있다. 즉, 공동(105)은 전류 차단층(140)의 하부(142)와, 접합층(170)의 상부(172)와, 확산 방지층(130)의 측부(132)와, 지지 기판(10)의 상부와, 보호막(192)에 의해 형성된다.
도 1에 도시된 기존의 발광 소자의 경우 CBL(40)은 Ti층(70)을 사이에 두고 DBL(30)과 접합되어, 누설 전류가 흐르는 경로(5)를 형성하였다. 반면에, 도 2에 예시된 실시예의 발광 소자(100)에서는 전류 차단층(140)과 확산 방지층(130) 사이에 공동(105)이 형성되어 있기 때문에, 누설 전류가 흐르는 경로가 원천적으로 제거되고 전류만이 화살표 방향(103)으로 개구부(A1)를 통해 흐르게 된다.
한편, 본딩층(120)은 확산 방지층(130)과 지지 기판(110) 사이에 배치되어 이들(130, 110)의 접착력을 강화시키는 역할을 한다. 본딩층(120)은 배리어 금속층 또는 본딩 금속층 등을 포함하며, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, Nb, In, Bi, Cu, Al, Si, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본딩층(120)은 AuSn을 포함할 수 있다.
본딩층(120)의 상부(122)와 전류 차단층(140)의 하부(142)는 공동(105)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된다. 즉, 공동(105)은 전류 차단층(140)의 하부(142)와, 접합층(170)의 상부(172)와, 확산 방지층(130)의 측부(132)와, 본딩층(120)의 상부(122)와, 보호막(192)에 의해 형성된다.
이하, 전술한 도 2에 예시된 발광 소자(100)의 실시예에 따른 제조 방법을 다음과 같이 살펴본다. 그러나, 도 2에 예시된 발광 소자(100)는 이에 국한되지 않고 다른 방법에 의해서도 제조될 수 있음은 물론이다.
도 3a 내지 도 3h는 실시예에 의한 발광 소자(100)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 기판(102) 상에 제2 도전형 반도체층(186), 활성층(184) 및 제1 도전형 반도체층(182)을 순차적으로 성정하여 발광 구조물(180)을 형성한다.
기판(102)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하며, 예컨대 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 기판(102)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.
기판(102) 상에 발광 구조물(180)을 형성하기 이전에, 기판(102) 상에 버퍼층(미도시)을 성장시킬 수도 있는데, 이는 기판(102)의 재료와 발광 구조물(180)의 재료 간의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 버퍼층의 재료는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 버퍼층 위에는 언도프드(undoped) 반도체층이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 구조물(180)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
먼저, 기판(102) 상에 형성된 버퍼층 상에 제2 도전형 반도체층(186)을 형성한다. 제2 도전형 반도체층(186)의 조성은 전술한 바와 동일하다. 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시(MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 n형 GaN층을 제2 도전형 반도체층(186)으로서 형성할 수 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(186)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 실리콘(Si)와 같은 n형 불순물을 포함하는 실란 가스(SiH4)가 주입되어 형성될 수 있다.
다음으로, 제2 도전형 반도체층(186)의 상부에 활성층(184)을 형성한다. 활성층(184)의 조성은 전술한 바와 동일하며, 예를 들어 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 활성층(184)의 상부에 제1 도전형 반도체층(182)을 형성한다. 제1 도전형 반도체층(182)의 조성은 전술한 바와 동일하다. 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p 형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 p형 GaN층을 제1 도전형 반도체층(182)으로서 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음, 도 3b를 참조하면, 발광 구조물(180) 위에 패터닝된 전류 차단층(140)을 형성한다. 전류 차단층(140)은 패터닝된 마스크(미도시)를 이용하여 형성될 수 있다. 패터닝된 전류 차단층(140)에 의해 제1 도전형 반도체층(182)이 노출되는 개구부(A1)가 정의된다. 예를 들어, 전류 차단층(140)은 전기 절연성을 갖는 재질 및 제1 도전형 반도체층(182)과 쇼트키 접촉을 형성하는 재질 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, ZnO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiOx, TiO2, Ti, Al, Cr 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다.
다음, 도 3c를 참조하면, 패터닝된 전류 차단층(140)과 개구부(A1)에서 노출된 제1 도전형 반도체층(82)의 상부에 전도층(150)을 형성한다. 전도층(150)은 투광성 전도층과 금속을 선택적으로 이용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Pt, In, Zn 또는 Sn 중 적어도 하나를 이용하여 단층 또는 다층으로 형성할 수 있다.
다음, 도 3d를 참조하면, 전도층(150)의 상부에 반사층(160)을 형성한다. 반사층(160)은 금속성 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 또는 Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또는, 금속 또는 합금과 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 구체적으로는, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni, Ag/Cu, Ag/Pd/Cu 등으로 적층될 수 있다.
다음, 도 3e를 참조하면, 전류 차단층(140)의 노출된 외곽 상부, 전도층(150)의 노출된 상부, 반사층(160)의 측부 및 상부 전면에 접합층(170)을 형성한다. 접합층(170)은 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, Nb, In, Bi, Cu, Al, Si, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 이용하여 형성할 수 있다.
전술한 도 3c 내지 도 3e에 도시된 전도층(150), 반사층(160) 및 접합층(170)은 예를 들어, 전자빔(E-beam) 증착, 스퍼터링(Sputtering), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 중 어느 하나의 방법에 의해 형성될 수 있다.
다음, 도 3f를 참조하면, 접합층(170)의 상부에 확산 방지층(130), 본딩층(120) 및 지지 기판(110)을 순차적으로 형성한다.
확산 방지층(130)은 예를 들어 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 본딩층(120)은 배리어 금속층 또는 본딩 금속층 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, Nb, In, Bi, Cu, Al, Si, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나로 형성할 수 있다.
지지 기판(110)은 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 이용하여 형성할 수 있다. 지지 기판(110)을 형성하는 방법은 전기 화학적인 금속 증착 방법이나 유테틱(Eutetic) 메탈을 이용한 본딩 방법 등을 사용하여 형성할 수 있다.
도 3g를 참조하면, 기판(102)을 발광 구조물(180)로부터 분리하다. 기판(102)의 제거는 엑시머 레이저 등을 이용한 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off: LLO)의 방법으로 할 수도 있으며, 건식 및 습식 식각의 방법으로 할 수도 있다. 레이저 리프트 오프법을 예로 들면, 기판(102) 방향으로 일정 영역의 파장을 가지는 엑시머 레이저 광을 포커싱(focusing)하여 조사하면, 기판(102)과 발광 구조물(180)의 경계면에 열 에너지가 집중되어 경계면이 갈륨과 질소 분자로 분리되면서 레이저 광이 지나가는 부분에서 순간적으로 기판(102)의 분리가 일어난다. 만일, 기판(102)과 발광 구조물(180)의 사이에 버퍼층이 형성되어 있다면 그 버퍼층도 함께 분리될 수 있다. 또한, 기판(102)이 실리콘 기판인 경우, 기판(102)은 습식 식각에 의해 간단히 제거될 수 있다.
그리고, 기판(102)을 제거한 구조물을 뒤집은 후, 도 3g에 도시된 바와 같이 개별 칩 단위로 발광 구조물(180)을 패터닝한다. 이로 인해, 발광 구조물(180)의 수직한 측면이 경사지게 형성될 수도 있다. 이때, 접합층(170)의 두께가 전술한 바와 같이, 35 ㎚ 이상 70 ㎚ 이하의 두께를 가질 경우, 전류 차단층(140) 하부(142)의 접합층(170) 및 확산 방지층(130)이 함께 제거되어 전류 차단층(140)의 하부(142)가 노출됨으로써 공동(105)이 형성될 수 있다. 이때, 전도층(150)은 접합력이 좋기 때문에 제거되지 않고 남는 반면, 접합력이 좋지 않은 전류 차단층(140)과 접합층(170)은 자연스럽게 제거될 수 있다. 이러한 제거에 의해 노출되는 전류 차단층(140) 하부(142)의 폭(W)은 0 보다 크고 3000 ㎚이하일 수 있다. 만일, 접합층(170)의 두께가 너무 두꺼우면 예를 들어 70 ㎚보다 크면 전류 차단층(140) 하부(142)의 접합층(170) 및 확산 방지층(130)이 제거될 수 없고, 접합층(170)의 두께가 너무 얇으면 예를 들어 35 ㎚보다 작으면 반사층(60)과 확산 방지층(130)을 접합시킬 수 없다.
이와 같이, 접합층(170)이 전술한 35 ㎚ 이상 70 ㎚ 이하의 두께를 가질 때, 접합층(170)에 의해 접합된 전류 차단층(140)과 본딩층(120)은 자연스럽게 분리되며, 전류 차단층(140)과 확산 방지층(130)은 공동(105)을 사이에 두고 서로 이격된다. 따라서, 도 1에 도시된 같은 누설 전류 형성 경로가 완전히 제거될 수 있다.
만일, 접합층(170)의 두께가 너무 두꺼워 전류 차단층(140)과 확산 방지층(130)이 자연스럽게 분리되지 않을 경우, 접합층(170)과 확산 방지층(130)을 제거하기 위해 포토 리소그라피(photo lithograph) 공정을 한다면, 확산 방지층(130)을 패터닝하기 위한 추가적으로 패터닝 마스크(미도시)가 필요하고 공정 런 시간(run time)이 길어지는 문제가 있다. 그러나, 본 실시예에 의하면, 접합층(170)의 두께를 35 ㎚ 이상 70 ㎚ 이하로 하여, 추가적인 패터닝 마스크없이 전류 차단층(140)과 확산 방지층(130)이 자연스럽게 제거될 수 있도록 한다.
다음, 도 3h를 참조하면, 도 3g에 도시된 결과물의 상부에 보호층(192)을 형성한다. 보호층(192)은 후술되는 칩 분리 공정을 수행할 때, 발광 구조물(180)의 측면을 보호하는 역할을 하며, 전류 차단층(140)의 상부 및 측벽과 제2 도전형 반도체층(186)의 상면의 일부에도 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 보호층(192)의 내측벽(192A)에 의해 공동(105)이 완성된다. 보호층(192)은 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 보호막(192)은 전자빔(E-beam) 증착, 스퍼터링(Sputtering), PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
다음, 도 3h에 도시된 발광 소자를 개별 칩 단위로 분리시키는 칩 분리 공정을 실시함에 따라 도 2에 예시된 하나의 발광 소자(100)를 완성할 수 있다. 칩 분리 공정은 블레이드(blade) 등을 이용해 물리적인 힘을 가하여 칩을 분리시키는 브레이킹 공정, 칩 경계에 레이저를 조사하여 칩을 분리시키는 레이저 스크리빙 공정, 습식 또는 건식 식각을 포함하는 에칭 공정 등을 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 에칭 공정은 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 드라이 에칭 또는 KOH, H2SO4, H3PO4와 같은 에천트를 사용한 습식 에칭을 사용하여 실시될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 4a 및 도 4b는 기존과 실시예에 의한 발광 소자의 일부 단면을 전자 현미경으로 촬영한 사진이다.
도 4a에 도시된 기존의 발광 소자와 달리 도 4b에 도시된 실시예에 의한 발광 소자(100)는 공동(105)을 가짐을 알 수 있다.
이하, 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 구성 및 동작을 설명한다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)의 단면도이다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 패키지 몸체부(205)와, 패키지 몸체부(205)에 설치된 제1 및 제2 리드 프레임(213, 214)과, 패키지 몸체부(205)에 배치되어 제1 및 제2 리드 프레임(213, 214)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(220)와, 발광 소자(220)를 포위하는 몰딩 부재(240)를 포함한다.
패키지 몸체부(205)는 실리콘, 합성수지, 또는 금속을 포함하여 형성될 수 있으며, 발광 소자(220)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.
제1 및 제2 리드 프레임(213, 214)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광 소자(220)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 제1 및 제2 리드 프레임(213, 214)은 발광 소자(220)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수도 있으며, 발광 소자(220)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
발광 소자(220)는 도 2에 예시된 발광 소자(100)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 소자(220)는 도 5에 예시된 바와 같이 제1 또는 제2 리드 프레임(213, 214) 상에 배치되거나, 패키지 몸체부(205) 상에 배치될 수도 있다.
발광 소자(220)는 제1 및/또는 제2 리드 프레임(213, 214)과 와이어 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 도 5에 예시된 발광 소자(220)는 제1 리드 프레임(213)과 와이어(230)를 통해 전기적으로 연결되고 제2 리드 프레임(214)과 직접 전기적으로 연결될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
몰딩 부재(240)는 발광 소자(220)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 몰딩 부재(240)는 형광체를 포함하여, 발광 소자(220)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 조명 유닛(300)의 사시도이다. 다만, 도 6의 조명 유닛(300)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 조명 유닛(300)은 케이스 몸체(310)와, 케이스 몸체(310)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(320)와, 케이스 몸체(310)에 설치된 발광 모듈부(330)를 포함할 수 있다.
케이스 몸체(310)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되며, 금속 또는 수지로 형성될 수 있다.
발광 모듈부(330)는 기판(332)과, 기판(332)에 탑재되는 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.
기판(332)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(metal Core) PCB, 연성(flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다.
또한, 기판(332)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.
기판(332) 상에는 적어도 하나의 발광 소자 패키지(200)가 탑재될 수 있다. 발광 소자 패키지(200) 각각은 적어도 하나의 발광 소자(220) 예를 들면 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 다이오드 및 자외선(UV)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
발광 모듈부(330)는 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 소자 패키지(200)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.
연결 단자(320)는 발광 모듈부(330)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 실시예에서 연결 단자(320)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 연결 단자(320)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있다.
도 7은 실시예에 따른 백라이트 유닛(400)의 분해 사시도이다. 다만, 도 7의 백라이트 유닛(400)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시예에 따른 백라이트 유닛(400)은 도광판(410)과, 도광판(410) 아래의 반사 부재(420)와, 바텀 커버(430)와, 도광판(410)에 빛을 제공하는 발광 모듈부(440)를 포함한다. 바텀 커버(430)는 도광판(410), 반사 부재(420) 및 발광모듈부(440)를 수납한다.
도광판(410)은 빛을 확산시켜 면 광원화시키는 역할을 한다. 도광판(410)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl methacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
발광 모듈부(440)는 도광판(410)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 백라이트 유닛이 설치되는 디스플레이 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
발광 모듈부(440)는 도광판(410)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 구체적으로, 발광 모듈부(440)는 기판(442)과, 기판(442)에 탑재된 다수의 발광 소자 패키지(400)를 포함한다. 기판(442)은 도광판(410)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
기판(442)은 회로 패턴(미도시)을 포함하는 PCB일 수 있다. 다만, 기판(442)은 일반 PCB 뿐만 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성(flexible) PCB 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 다수의 발광 소자 패키지(200)는 기판(442) 상에 빛이 방출되는 발광면이 도광판(410)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있다.
도광판(410) 아래에는 반사 부재(420)가 형성될 수 있다. 반사 부재(420)는 도광판(410)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다. 반사 부재(420)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
바텀 커버(430)는 도광판(410), 발광 모듈부(440) 및 반사 부재(420) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 바텀 커버(430)는 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
바텀 커버(430)는 금속 또는 수지로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 220: 발광 소자 110: 지지 기판
120: 본딩층 130: 확산 방지층
140: 전류 차단층 150: 전도층
160: 반사층 170: 접합층
180: 발광 구조물 182: 제1 도전형 반도체층
184: 활성층 186: 제2 도전형 반도체층
190: 전극층 192: 보호층
200: 발광 소자 패키지 205: 패키지 몸체부
213, 214: 리드 프레임 240: 몰딩 부재
300: 조명 유닛 310: 케이스 몸체
320: 연결 단자 330, 440: 발광 모듈부
400: 백 라이트 유닛 410: 도광판
420: 반사 부재 430: 바텀 커버
120: 본딩층 130: 확산 방지층
140: 전류 차단층 150: 전도층
160: 반사층 170: 접합층
180: 발광 구조물 182: 제1 도전형 반도체층
184: 활성층 186: 제2 도전형 반도체층
190: 전극층 192: 보호층
200: 발광 소자 패키지 205: 패키지 몸체부
213, 214: 리드 프레임 240: 몰딩 부재
300: 조명 유닛 310: 케이스 몸체
320: 연결 단자 330, 440: 발광 모듈부
400: 백 라이트 유닛 410: 도광판
420: 반사 부재 430: 바텀 커버
Claims (10)
- 지지 기판;
상기 지지 기판 위에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 발광 구조물:
상기 발광 구조물과 상기 지지 기판의 사이에 배치되어 상기 제1 도전형 반도체층을 노출하는 개구부를 갖는 전류 차단층;
상기 개구부와 상기 지지 기판의 사이에 배치되는 반사층;
상기 반사층과 상기 지지 기판의 사이에 배치되는 확산 방지층; 및
상기 반사층을 상기 확산 방지층에 접합시키는 접합층을 포함하고,
상기 전류 차단층과 상기 지지 기판 사이에 공동이 형성된 발광 소자. - 제1 항에 있어서, 상기 공동은 상기 전류 차단층과 상기 확산 방지층 사이에 더 형성된 발광 소자.
- 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 확산 방지층을 상기 지지 기판에 본딩시키는 본딩층을 더 포함하는 발광 소자.
- 제3 항에 있어서, 상기 본딩층의 상부와 상기 전류 차단층의 하부는 상기 공동을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된 발광 소자.
- 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 발광 구조물의 측벽을 감싸며 상기 전류 차단층의 상부에 형성되는 보호층을 더 포함하고,
상기 공동은 상기 전류 차단층의 하부와, 상기 접합층의 상부와, 상기 확산 방지층의 측부와, 상기 지지 기판의 상부와, 상기 보호층에 의해 형성된 발광 소자. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 반사층과 상기 발광 구조물 사이에 배치되어, 상기 제1 도전형 반도체층과 오믹 접촉하는 전도층을 더 포함하는 발광 소자.
- 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 전류 차단층의 노출된 하부 폭은 상기 접합층의 두께에 반비례하는 발광 소자.
- 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 접합층은 35 ㎚ 이상 70 ㎚ 이하의 두께를 갖는 발광 소자.
- 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 전류 차단층의 노출된 하부 폭은 0 보다 크고 3000 ㎚이하인 발광 소자.
- 제6 항에 있어서, 상기 전도층의 증착 면적은 상기 반사층의 증착 면적보다 더 넓은 발광 소자.
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| Publication number | Publication date |
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| KR101974154B1 (ko) | 2019-04-30 |
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