KR20150062179A - Light emitting diode having enlarged reflecting layer - Google Patents

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KR20150062179A
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남기연
이용석
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일진엘이디(주)
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Abstract

반사층을 불연속이 없이 다이오드 전면에 존재하도록 하여 광 효율을 개선시키는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드를 제시한다. 그 다이오드는 제1 반도체층, 활성층, 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조체, 제1 반도체층 상에 위치하는 제2 반사층 및 제2 반도체층 상에 위치하는 제1 반사층을 포함하고, 제1 반사층 및 제2 반사층의 조합에 의해 불연속이 없이 상기 발광 구조체의 전면을 덮는다.A light emitting diode having an extended reflective layer that improves light efficiency by allowing the reflective layer to exist on the front surface of the diode without discontinuity is presented. The diode includes a first semiconductor layer, an active layer, a light emitting structure including a second semiconductor layer, a second reflective layer positioned on the first semiconductor layer, and a first reflective layer positioned on the second semiconductor layer, And the second reflective layer to cover the entire surface of the light emitting structure without discontinuity.

Description

확장된 반사층을 가진 발광 다이오드{Light emitting diode having enlarged reflecting layer}[0001] The present invention relates to a light emitting diode having an extended reflective layer,

본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반사층을 다이오드 전체면적으로 확장시켜 광 효율을 높이는 발광 다이오드에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode. More particularly, the present invention relates to a light emitting diode that increases a light efficiency by extending a reflective layer to an entire area of a diode.

발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 광으로 변환시키는 소자이며, 일반적으로 반대 극성을 가진 불순물로 도핑된 층들 사이에 있는 적어도 하나의 활성층에서 광이 생성된다. 즉, 활성층의 양측에 바이어스가 인가되면, 활성층 내로 정공 및 전자가 주입되어 재결합함으로써 광이 생성된다. 상기 활성층의 양측은 n형 반도체층 및 p형 반도체층이 위치하여 발광 구조체를 이룬다. 발광 구조체의 일측에는 반사층을 두어, 활성층으로부터 발생한 빛이 나가는 방향을 변경시킨다. 한편, 상기 반사층은 대부분 가시광 영역에서 약 90% 이상의 높은 광 반사도를 갖는 금속 물질이 주로 사용되고 있다.Light emitting diodes (LEDs) are elements that convert electrical energy into light, and light is generated in at least one active layer between layers doped with impurities, which are generally of opposite polarity. That is, when a bias is applied to both sides of the active layer, holes and electrons are injected into the active layer and recombined to generate light. On both sides of the active layer, an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are positioned to form a light emitting structure. A reflective layer is provided on one side of the light emitting structure to change the direction in which the light emitted from the active layer exits. On the other hand, a metal material having a high reflectivity of about 90% or more in a visible light region is mainly used as the reflective layer.

한편, 발광 다이오드에서 반사층을 확장하여 광 효율을 높이려는 노력이 지속되고 있다. 그런데, 반사층이 도전층으로서의 기능을 하는 것과 출력광을 반사시키는 역할도 함께 수행하기도 하므로, 반사층을 다이오드 전면에 확장시키는 데에는 설계상의 어려움이 있었다. 이에 따라, 반사층이 다이오드 전면에 존재하는 발광 다이오드는 아직 구현되지 못하고 있다. 반사층의 면적이 작아지면 반사되는 출력광은, 전면에 존재하는 경우에 비해, 상대적으로 부족하여 광 효율을 개선하지 못한다. 이에 따라, 반사층이 다이오드 전면에 확장된 발광 다이오드가 필요한 실정이다. 한편, 국내공개특허 제2013-0024852호는 반사층이 확장된 구조를 개시하고 있으나, 확장된 반사층에 불연속이 존재하여 광 효율을 효과적으로 개선하였다고 볼 수는 없다.On the other hand, efforts have been made to increase the light efficiency by extending the reflective layer in the light emitting diode. However, since the reflective layer functions as a conductive layer and reflects output light, it is difficult to design a reflective layer to extend over the entire surface of the diode. Accordingly, a light emitting diode in which a reflective layer exists in front of a diode is not yet realized. When the area of the reflective layer is small, the reflected output light is relatively inadequate to improve the light efficiency as compared with the case where the reflective layer exists on the front surface. Accordingly, a light emitting diode having a reflective layer extended over the entire surface of the diode is required. Meanwhile, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2013-0024852 discloses a structure in which a reflective layer is extended, but there is no discontinuity in the extended reflective layer, so that light efficiency can not be effectively improved.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 반사층을 불연속이 없이 다이오드 전면에 존재하도록 하여 광 효율을 개선시키는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light emitting diode having an extended reflection layer that improves light efficiency by allowing a reflection layer to exist on the front surface of a diode without discontinuity.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 반사층을 가진 발광 다이오드는 제1 반도체층, 활성층, 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조체, 상기 제1 반도체층 상에 위치하는 제2 반사층 및 상기 제2 반도체층 상에 위치하는 제1 반사층을 포함한다. 이때, 상기 제1 반사층 및 상기 제2 반사층의 조합에 의해 불연속이 없이 상기 발광 구조체의 전면을 덮는다.A light emitting diode having a reflective layer for solving the problems of the present invention includes a light emitting structure including a first semiconductor layer, an active layer, a second semiconductor layer, a second reflective layer positioned on the first semiconductor layer, And a second reflective layer disposed on the second reflective layer. At this time, the front surface of the light emitting structure is covered without discontinuity by the combination of the first reflective layer and the second reflective layer.

본 발명의 다이오드에 있어서, 상기 제1 반사층은 상기 제2 반도체층과 전기적으로 접속하고, 상기 제2 반사층은 상기 제1 반도체층과 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 발광 구조체는 제1 반도체층 및 활성층이 식각된 메사 영역을 가지며, 상기 제1 반사층은 상기 메사 영역까지 연장될 수 있고, 상기 제2 반사층은 상기 제2 반도체층 상부까지 연장될 수 있다. 또한, 상기 제1 반사층과 상기 제2 반도체층을 전기적으로 접속하기 위하여 제1 콘택홀이 형성된 제1 절연막을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 반사층은 상기 제1 콘택홀 및 상기 제1 절연막 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 반사층은 상기 메사 영역과 동일한 프로파일을 갖도록 연장될 수 있다.In the diode of the present invention, the first reflective layer may be electrically connected to the second semiconductor layer, and the second reflective layer may be electrically connected to the first semiconductor layer. The light emitting structure may include a mesa region in which the first semiconductor layer and the active layer are etched, the first reflective layer may extend to the mesa region, and the second reflective layer may extend to the top of the second semiconductor layer. The first insulating layer may further include a first insulating layer having a first contact hole formed therein for electrically connecting the first reflective layer and the second semiconductor layer. The first reflective layer may be formed on the first contact hole and the first insulating layer As shown in FIG. The second reflective layer may extend to have the same profile as the mesa region.

본 발명의 바람직한 에 있어서, 상기 제1 반사층 상에 위치하는 제1 장벽층과, 상기 제1 장벽층이 형성된 영역을 제외한 제1 반사층 상에 위치하는 제2 절연막과, 상기 제1 장벽층 및 제2 절연막 상에 위치하는 제1 본딩 패드와, 상기 제2 반사층 상에 위치하는 제2 장벽층 및 상기 제2 장벽층 상에 위치하는 제2 본딩 패드를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 반사층 및 상기 제2 반사층은 제2 절연막에 의해 절연될 수 있다. 또한, 상기 제2 반사층은 제2 장벽층 및 제2 본딩 패드와 직접 접속될 수 있다. 나아가, 상기 제1 반사층과 층을 이루는 제1 절연막의 표면 및 상기 제2 반사층과 층을 이루는 제2 절연막의 표면 중의 적어도 하나에 패턴 또는 요철을 형성할 수 있다.The first barrier layer and the second barrier layer are formed on the first reflective layer except for the region where the first barrier layer is formed; A first bonding pad disposed on the second insulating layer, a second barrier layer positioned on the second reflective layer, and a second bonding pad disposed on the second barrier layer. The first reflective layer and the second reflective layer may be insulated by a second insulating layer. The second reflective layer may be directly connected to the second barrier layer and the second bonding pad. Further, a pattern or protrusions can be formed on at least one of the surface of the first insulating layer constituting the layer with the first reflective layer and the surface of the second insulating layer constituting the layer with the second reflective layer.

본 발명의 반사층을 가진 발광 다이오드에 의하면, 한 쌍의 반사층이 다이오드 전면을 덮도록 배치함으로써, 반사층을 불연속이 없이 다이오드 전면에 존재하도록 하여 광 효율을 개선시킬 수 있다. 또한, 활성층에서 발생한 빛은 반사층에 의해 모두 반사되므로, 빛이 불필요하게 소모됨이 없이 최대한으로 활용될 수 있다.According to the light emitting diode having the reflective layer of the present invention, by arranging the pair of reflective layers so as to cover the entire surface of the diode, the light efficiency can be improved by making the reflective layer exist on the front surface of the diode without discontinuity. In addition, since the light generated in the active layer is completely reflected by the reflective layer, the light can be utilized to the maximum without unnecessarily consuming the light.

도 1은 본 발명에 의한 확장된 반사층을 가진 제1 발광 다이오드를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 확장된 반사층을 가진 플립 방식의 발광 다이오드의 반사층 면적 증가율(%)에 따른 광학적 출력(PO)의 증가율(%)를 보여주기 위한 그래프이다.1 is a perspective view illustrating a first light emitting diode having an extended reflective layer according to the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
3 is a graph showing an increase rate (%) of an optical output PO according to a percent area increase (%) of a reflection layer of a flip-type light emitting diode having an extended reflection layer according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 실시예에서 언급하는 위와 아래는 직접 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 모든 것을 포함한다. 또한, 상기 위, 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. The above and below referred to in this embodiment include everything formed directly or through another layer. In addition, the above or below standards will be described with reference to the drawings.

본 발명의 실시예는 한 쌍의 반사층이 다이오드 전면을 덮도록 배치함으로써, 반사층을 불연속이 없이 다이오드 전면에 존재하도록 하여 광 효율을 개선시키는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드를 제시한다. 이를 위해, 한 쌍의 반사층이 다이오드 전면에 배치된 발광 다이오드 구조에 대하여 상세하게 설명하고, 이에 따른 광 효율의 개선 효과를 구체적으로 살펴보기로 한다. 여기서, 전면이란, 본딩 패드 또는 기판에서 보았을 때, 상기 한 쌍의 반사층이 불연속이 없이 다이오드 전면에 존재하는 것을 말한다.Embodiments of the present invention propose a light emitting diode having an extended reflective layer that improves light efficiency by arranging a pair of reflective layers to cover the entire surface of the diode so that the reflective layer is present at the front of the diode without discontinuity. To this end, a light emitting diode structure in which a pair of reflective layers are disposed on the front surface of a diode will be described in detail, and the effect of improving the light efficiency will be described in detail. Here, the front means that the pair of reflection layers exist on the front surface of the diode without discontinuity when viewed from the bonding pad or the substrate.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 단면도이다. 여기서, 발광 다이오드는 플립(flip) 형태를 사례로 제시하였으나, 본 발명의 범주 내에서 다른 형태의 다이오드에도 적용될 수 있다.FIG. 1 is a perspective view showing a light emitting diode having an extended reflection layer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along a line II-II in FIG. Here, although the light emitting diode is shown as a flip type, it may be applied to other types of diodes within the scope of the present invention.

도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명의 발광 다이오드는 기판(10) 및 기판(10)의 일측에 위치하는 제1 반도체층(12), 활성층(14) 및 제2 반도체층(16)으로 이루어진 발광 구조체(15)를 포함한다. 경우에 따라, 제1 반도체층(12)은 메사(mesa) 식각되어 추후에 전류를 공급받는 부분을 위해 노출될 수 있다. 제1 반사층(24)은 제2 반도체층(16)과 접속하고, 제2 반사층(30)은 제1 반도체층(12)과 접속된다. 제1 반사층(24)과 제2 반도체층(16)의 접속은 제1 절연막(20)의 제1 콘택홀(22)으로 확장된 제1 반사층(24)이 제2 반도체층(16)과 이루어진다. 즉, 제1 반사층(24)은 제1 콘택홀(22)을 제외하고는 제1 절연막(20)에 의해, 발광 구조체(15)에 절연되어 있다. 제2 반사층(30)과 제1 반도체층(12)의 접속은 제1 및 제2 절연막(20, 26)에 의해 정의되어 노출된 제1 반도체층(12)과 이루어진다. 이때, 제1 반사층(24) 및 제2 반사층(30)은 제2 절연막(26)에 의해 절연되어 있다. 1 and 2, the light emitting diode of the present invention includes a substrate 10 and a first semiconductor layer 12, an active layer 14, and a second semiconductor layer 16 located on one side of the substrate 10 And a light emitting structure 15. Optionally, the first semiconductor layer 12 may be mesa etched and exposed for a portion that is subsequently supplied with current. The first reflective layer 24 is connected to the second semiconductor layer 16 and the second reflective layer 30 is connected to the first semiconductor layer 12. The first reflective layer 24 and the second semiconductor layer 16 are connected to each other by a first reflective layer 24 extending to the first contact hole 22 of the first insulating layer 20 and a second semiconductor layer 16 . That is, the first reflective layer 24 is isolated from the light emitting structure 15 by the first insulating film 20 except for the first contact hole 22. The connection between the second reflective layer 30 and the first semiconductor layer 12 is formed by the first semiconductor layer 12 defined by the first and second insulating films 20 and 26 and exposed. At this time, the first reflective layer 24 and the second reflective layer 30 are insulated by the second insulating layer 26.

제1 반사층(24)은 제2 콘택홀(28)에 위치하는 제1 장벽층(36a)을 거친 제1 본딩 패드(38a)에 의해 전원을 공급받으며, 제2 반사층(30)은 제4 콘택홀(40)에 위치하는 제2 장벽층(36b)을 거친 제2 본딩 패드(38b)에 의해 전원을 공급받는다. 즉, 제2 반도체층(16) 상에는 제1 내지 제3 콘택홀(22, 28, 34) 영역을 제외하고, 제1 절연막(20), 제1 반사층(24), 제2 절연막(26),제2 반사층(30) 및 제3 절연막(32)이 순차적으로 놓인다. 또한, 제1 반도체층(12) 상에는 제4 콘택홀(40) 영역을 제외하고 제1 절연막(20), 제1 반사층(24), 제2 절연막(26), 제2 반사층(30) 및 제3 절연막(32)이 순차적으로 적층되거나 제2 반사층(30) 및 제3 절연막(32)이 적층될 수 있다. The first reflective layer 24 is powered by a first bonding pad 38a through a first barrier layer 36a located in the second contact hole 28 and the second reflective layer 30 is electrically connected to the fourth contact And is supplied with power by the second bonding pad 38b passing through the second barrier layer 36b located in the hole 40. [ That is, a first insulating layer 20, a first reflective layer 24, a second insulating layer 26, and a second insulating layer 24 are formed on the second semiconductor layer 16 except for the regions of the first through third contact holes 22, The second reflective layer 30 and the third insulating film 32 are sequentially placed. The first insulating layer 20, the first reflective layer 24, the second insulating layer 26, the second reflective layer 30, and the second insulating layer 30 are formed on the first semiconductor layer 12 except for the region of the fourth contact hole 40. [ 3 insulating films 32 may be sequentially stacked or the second reflective layer 30 and the third insulating film 32 may be stacked.

제1 내지 제3 콘택홀(22, 28, 34) 영역에서는 제1 반사층(24), 제1 장벽층(36a), 제1 본딩 패드(38a)가 순차적으로 쌓여 있고, 제4 콘택홀(40) 영역에서는 제2 반사층(30), 제2 장벽층(36b) 및 제2 본딩 패드(38b)가 순차적으로 층을 형성한다. 본 발명의 제4 콘택홀(40)은 제3 절연막(32)이 연장된 곳에 형성된 것이 바람직하다. 상기 발광 다이오드 구조는 본 발명의 바람직한 예를 제시한 것에 불과하며, 본 발명의 범주 내에서 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 제시한 바와 같은 메사(mesa) 구조가 없는 발광 다이오드에서는 각 층의 형태를 그에 부합하여 다르게 구현될 수 있다. The first reflective layer 24, the first barrier layer 36a and the first bonding pad 38a are sequentially stacked in the first to third contact holes 22, 28 and 34 and the fourth contact hole 40 The second reflective layer 30, the second barrier layer 36b, and the second bonding pad 38b form a layer sequentially. It is preferable that the fourth contact hole 40 of the present invention is formed where the third insulating film 32 extends. The light emitting diode structure is merely a preferred example of the present invention, and can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in a light emitting diode having no mesa structure as shown in the drawings, the shape of each layer may be differently implemented.

제1 반사층(24)은 제1 절연막(20) 및 제2 절연막(26) 사이에 게재되며, 제2 반사층(30)은 제2 절연막(26) 및 제3 절연막(32) 또는 제1 반사층(24) 및 제3 절연막(32) 사이 삽입된다. 제1 반사층(24)은 일측은 제2 반도체층(16) 방향의 상기 발광 다이오드의 외부로 노출되고, 타측은 제1 반도체층(12)의 영역에 접하는 것이 바람직하다. 여기서, 접한다는 것은 부분적으로 그 위에 위치한다는 의미이다. 이에 따라, 제1 반사층(24) 및 제2 반사층(30)은 제2 절연막(26)을 사이에 두고 중첩되는 영역이 존재할 수 있다. 중첩 영역은 가능하면 큰 것이 좋으나, 반사층(24, 30)이 다이오드 전면을 불연속이 없이 덮는 조건을 만족하는 범위 내에서, 발광 다이오드의 크기 및 형상, 공정 상의 편의 등을 고려하여 적절하게 정해질 수 있다. 본 발명의 실시예에 의한 제2 반사층(30)은 일측은 제1 반도체층(12) 방향의 상기 발광 다이오드의 외부로 노출되고, 타측은 제2 반도체층(16)의 외부로 노출되어 상기 메사 영역과 동일한 프로파일을 갖도록 연장되는 것이 바람직하다.The first reflective layer 24 is disposed between the first insulating layer 20 and the second insulating layer 26 and the second reflective layer 30 is disposed between the second insulating layer 26 and the third insulating layer 32, 24 and the third insulating film 32 are interposed. It is preferable that the first reflective layer 24 is exposed to the outside of the light emitting diode in the direction of the second semiconductor layer 16 and the other side is in contact with the region of the first semiconductor layer 12. Here, touching means that it is partially located above it. Accordingly, the first reflective layer 24 and the second reflective layer 30 may overlap each other with the second insulating layer 26 therebetween. It is preferable that the overlapping region is as large as possible. However, it is preferable that the overlapping region be appropriately determined in consideration of the size and shape of the light emitting diode, process convenience, and the like within a range satisfying the condition that the reflective layer 24, 30 covers the entire surface of the diode without discontinuity have. The second reflective layer 30 according to the embodiment of the present invention is exposed to the outside of the light emitting diode in the direction of the first semiconductor layer 12 and the other side is exposed to the outside of the second semiconductor layer 16, Region so as to have the same profile.

제1 및 제2 반사층(24, 30)은 각각 도전층으로서의 기능에 더하여, 출력광을 반사시키는 역할도 수행할 수 있다. 이 구조에 의해서, 본 발명의 발광 다이오드의 광 효율을 높이고 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 반사층(24)은 제1 콘택홀(22)에 삽입되는 부분은 제2 반도체층(16)에 접속되어 제2 반도체층(16)에 전원을 공급하면서 활성층(14)에서 발생하는 빛을 반사시킨다. 제2 반사층(30)은 제1 반도체층(12)에 접속되어 제1 반도체층(12)에 전원을 공급하면서 상기 활성층으로부터 발생하는 빛 중 상기 제 1 반사층에서 반사되지 못한 빛을 반사시킨다. 도시되지는 않았지만, 제1 반사층(24)과 제2 반도체층(16) 사이, 제2 반사층(30)과 제1 반도체층(12) 사이 중 적어도 어느 하나에 투명 전도층을 삽입하여, 반사층(24, 30)을 구성하는 성분이 확산되는 것을 방지할 수 있다. The first and second reflective layers 24 and 30 may function to reflect output light in addition to function as a conductive layer. With this structure, the light efficiency of the light emitting diode of the present invention can be increased and the reliability can be improved. A portion of the first reflective layer 24 to be inserted into the first contact hole 22 is connected to the second semiconductor layer 16 and is generated in the active layer 14 while supplying power to the second semiconductor layer 16. [ Reflects light. The second reflective layer 30 is connected to the first semiconductor layer 12 to supply power to the first semiconductor layer 12, and reflects light that is not reflected by the first reflective layer among light generated from the active layer. Although not shown, a transparent conductive layer may be interposed between the first reflective layer 24 and the second semiconductor layer 16, between the second reflective layer 30 and the first semiconductor layer 12 to form a reflective layer (not shown) 24, and 30 can be prevented from diffusing.

또한, 제1 반사층(24)과 층을 이루는 제1 절연막(20)의 표면 또는 제2 반사층(30)과 층을 이루는 제2 절연막(26)의 표면 중의 적어도 어느 하나에 광 산란을 돕기 위한 패턴이나 요철을 더 형성할 수 있다. 나아가, 도면에서는, 제3 절연막(32)에 의해, 제2 장벽층(36b) 및 제2 본딩 패드(38b)가 제2 반사층(30)과 이격된 공간을 가지고 있으나, 필요에 따라 상기 공간이 없이 제2 반사층(30)이 제2 장벽층(36b) 및 제2 본딩 패드(38b)와 직접 접속할 수 있다. 이와 같이, 제2 반사층(30)이 제2 장벽층(36b) 및 제2 본딩 패드(38b)와 직접 전기적으로 연결되면, 제2 반사층(30)의 도전성의 기능을 향상시킬 수 있다.At least one of the surface of the first insulating layer 20 forming the layer with the first reflective layer 24 or the surface of the second insulating layer 26 forming the layer and the second reflective layer 30 may be patterned to assist light scattering Or irregularities can be further formed. Although the second insulating layer 32 and the second bonding layer 38b are separated from the second reflective layer 30 by the third insulating layer 32, The second reflective layer 30 can be directly connected to the second barrier layer 36b and the second bonding pad 38b. As such, when the second reflective layer 30 is directly electrically connected to the second barrier layer 36b and the second bonding pad 38b, the conductive function of the second reflective layer 30 can be improved.

본 발명의 실시예에 의한 발광 다이오드에 따르면, 제1 및 제2 반사층(24, 30)의 조합은 각각 제2 반도체층(16) 및 제1 반도체층(12) 상을 완전히 덮는다. 제1 및 제2 반사층(24, 30)의 조합이란, 기판(10)에서 보았을 때, 제1 및 제2 반사층(24, 30)은 하나의 반사층의 역할을 할 수 있다는 것을 말한다. 또한, 완전히 덮는다는 의미는 앞에서도 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 반사층(24, 30)의 조합이 콘택홀과 같은 구조 상의 요인으로 끊어지지 않고 다이오드의 전면을 덮는 것을 말한다. 이에 따라, 활성층(14)에서 발생한 빛은 제1 및 제2 반사층(24, 30)에 의해 모두 반사되므로, 빛이 불필요하게 소모됨이 없이 활용될 수 있다. 이와 같이, 반사층을 불연속이 없이 다이오드의 전면을 덮으면, 광학적 출력(PO)이 커지므로, 광 효율이 높아진다. According to the light emitting diode according to the embodiment of the present invention, the combination of the first and second reflective layers 24 and 30 completely covers the second semiconductor layer 16 and the first semiconductor layer 12, respectively. The combination of the first and second reflective layers 24 and 30 means that the first and second reflective layers 24 and 30 can serve as one reflective layer when viewed from the substrate 10. In addition, the meaning of completely covering means that the combination of the first and second reflective layers 24 and 30 covers the entire surface of the diode without being broken by a structural factor such as a contact hole as described above. Accordingly, since light generated in the active layer 14 is completely reflected by the first and second reflective layers 24 and 30, the light can be utilized without unnecessarily consuming light. As described above, when the reflective layer covers the entire surface of the diode without discontinuity, the optical output PO becomes large, so that the light efficiency becomes high.

기판(10)은 사파이어(Al2O3), 실리콘 탄화물(SiC), 갈륨 질화물(GaN), 갈륨 비소(GaAs), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 아연 산화물(ZnO), 마그네슘 산화물(MgO), 알루미늄 질화물(AlN), 붕산 질화물(BN), 갈륨 인화물(GaP), 인듐 인화물(InP), 리튬-알루미늄 산화물(LiAl2O3) 중 어느 하나일 수 있다. 발광 구조체(15)는 복수의 도전형 반도체층이 기판(10)을 기준으로 np 접합 구조, pn 접합 구조, npn 접합 구조, pnp 접합 구조 중 어느 하나를 가질 수 있다. 예를 들어, np 접합 구조인 경우, 제1 반도체층(12)은 n형 반도체층이고, 제2 반도체층(16)는 p형 반도체층을 지칭한다The substrate 10 may be formed of a material such as sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), gallium arsenide (GaAs), silicon (Si), germanium (Ge), zinc oxide (ZnO), magnesium oxide MgO), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), gallium phosphide (GaP), indium phosphide (InP), and lithium-aluminum oxide (LiAl 2 O 3 ). The light emitting structure 15 may have any one of an np junction structure, a pn junction structure, an npn junction structure, and a pnp junction structure with respect to the substrate 10 as a plurality of conductive semiconductor layers. For example, in the case of the np junction structure, the first semiconductor layer 12 is an n-type semiconductor layer and the second semiconductor layer 16 is a p-type semiconductor layer

제1 및 제2 반도체층(12, 16)은 서로 다른 도전형을 가지도록 서로 다른 불순물들을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 반도체층(12)은 n형 불순물들을 포함할 수 있고, 제2 반도체층(16)은 p형 불순물들을 포함할 수 있다. 발광 구조체(15)가 np 접합 구조인 경우, 제1 반도체층(12)은 n형 불순물이 도핑된 n형 AlxInyGazN(0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1), n형 GaN 등을 포함할 수 있다. 이때, 상기 n형 불순물은 Si, Ge, Sn, Se 및 Te 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 제2 반도체층(16)은 p형 불순물이 도핑된 p형 AlxInyGazN(0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1), p형 GaN 등을 사용할 수 있다. 상기 p형 불순물은 Mg, Zn, Ca, Sr,Be, 및 Ba 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. The first and second semiconductor layers 12 and 16 may include different impurities to have different conductivity types. For example, the first semiconductor layer 12 may comprise n-type impurities and the second semiconductor layer 16 may comprise p-type impurities. In the case where the light emitting structure 15 is an np junction structure, the first semiconductor layer 12 is formed of n-type Al x In y Ga z N (0? X, y, z? 1, x + y + z = 1), n-type GaN, or the like. At this time, the n-type impurity may be at least one selected from the group consisting of Si, Ge, Sn, Se and Te. The second semiconductor layer 16 may be a p-type Al x In y Ga z N (0? X, y, z? 1, x + y + z = 1) doped with a p-type impurity, have. The p-type impurity may be at least one selected from Mg, Zn, Ca, Sr, Be, and Ba.

활성층(14)은 제1 및 제2 반도체층(12, 16)에 비하여 낮은 에너지 밴드갭을 가지므로 발광을 활성화할 수 있다. 활성층(14)은 다양한 파장의 광을 방출할 수 있으며, 예를 들어 적외선, 가시광선, 또는 자외선을 방출할 수 있다. 활성층(14)은 Ⅲ족-V족 화합물 물질을 포함할 수 있고, AlxInyGazN (0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1), InGaN 또는 AlGaN을 포함할 수 있다. 또한, 활성층(14)은 단일양자우물(Single Quantum Well, SQW) 또는 다중양자우물(Multi Quantum Well, MQW)일 수 있다. 나아가, 활성층(14)은 양자 우물층과 양자 장벽층의 적층 구조를 가질 수 있고, 상기 양자 우물층과 상기 양자 장벽층의 개수는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 활성층(14)은, 예컨대 GaN/InGaN/GaN MQW 구조 또는 GaN/AlGaN/GaN MQW 구조를 이룰 수 있다. 그러나 이는 예시적이며, 활성층(14)은 구성 물질에 따라 방출되는 광의 파장이 달라진다. Since the active layer 14 has a lower energy band gap than the first and second semiconductor layers 12 and 16, the active layer 14 can activate light emission. The active layer 14 may emit light of various wavelengths and may emit, for example, infrared light, visible light, or ultraviolet light. The active layer 14 may include a Group III-V compound material and may include Al x In y Ga z N (0? X, y, z? 1, x + y + z = 1), InGaN or AlGaN can do. In addition, the active layer 14 may be a single quantum well (SQW) or a multi quantum well (MQW). Further, the active layer 14 may have a laminated structure of a quantum well layer and a quantum barrier layer, and the number of the quantum well layer and the quantum barrier layer may be variously changed as needed. The active layer 14 may have a GaN / InGaN / GaN MQW structure or a GaN / AlGaN / GaN MQW structure, for example. However, this is illustrative, and the active layer 14 has different wavelengths of emitted light depending on the constituent materials.

제1 및 제2 반사층(24, 30)은 각각 도전층으로서의 기능에 더하여, 출력광을 반사시키는 기능도 이룰 수 있다. 제1 및 제2 반사층(24, 30)은 Al, Cu, Au, Pt, Pd, Rh, Ni, W, Mo, Cr, Ti로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 층 또는 그들의 복합층일 수 있다. 적합하게는, Ag 또는 Al 중의 어느 하나 또는 Ag 합금 또는 Al 합금으로 한다. 제1 및 제2 장벽층(36a, 36b)은 제1 및 제2 본딩 패드(38a, 38b) 물질과 제1 및 제2 반사층(24, 30) 물질이 계면에서 융화되어 반사층의 특성(특히, 반사율 및 접촉저항)을 저하하는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 장벽층(36)의 재료는 예를 들어, Ti, TiW 합금, W, Pt, Ni 또는 이들의 조합일 수 있다. 제1 및 제3 절연막(20, 26, 32)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 산화물 또는 질화물, 또는 상기 산화물 또는 질화물이 적층된 다층막일 수 있다. 본딩 패드(38)는 도전성 물질로서, 예를 들어 Au, Ag, Al, Pd, Ti, Cr, Ni, Sn, Cr, Pt, W, Co, Ir, Rh, Ru, Zn, Mg 등 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 본딩 패드(38)은 단일층으로 구성되거나 또는 다중층으로 구성될 수 있고, 예를 들어 Ti/Al, Cr/Au, Ti/Au, Au/Sn과 같은 다중층으로 구성될 수 있다.The first and second reflective layers 24 and 30 may function to reflect output light in addition to their functions as a conductive layer. The first and second reflective layers 24 and 30 may be at least one layer selected from the group consisting of Al, Cu, Au, Pt, Pd, Rh, Ni, W, Mo, Cr and Ti or a composite layer thereof. Suitably, it is made of either Ag or Al, or an Ag alloy or an Al alloy. The first and second barrier layers 36a and 36b are formed by melting the first and second bonding pads 38a and 38b and the first and second reflective layers 24 and 30 at the interface, The reflectance and the contact resistance) can be prevented. The material of the barrier layer 36 may be, for example, Ti, a TiW alloy, W, Pt, Ni, or a combination thereof. The first and third insulating films 20, 26, and 32 may be an oxide or nitride such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or the like, or a multilayer film in which the oxide or nitride is stacked. The bonding pad 38 may be formed of a conductive material such as Au, Ag, Al, Pd, Ti, Cr, Ni, Sn, Cr, Pt, W, Co, Ir, Rh, Ru, Zn, Mg, Alloys. The bonding pads 38 may be composed of a single layer or may be composed of multiple layers and may be composed of multiple layers such as Ti / Al, Cr / Au, Ti / Au, Au / Sn.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 확장된 반사층을 가진 플립 방식의 발광 다이오드의 반사층 면적 증가율(%)에 따른 광학적 출력(PO)의 증가율(%)을 보여주기 위한 그래프이다. 3 is a graph showing an increase rate (%) of an optical output PO according to a percent area increase (%) of a reflection layer of a flip-type light emitting diode having an extended reflection layer according to an embodiment of the present invention.

이때, 반사층의 면적이 0%는 칩 전체 면적에서 반사층이 92.2%인 경우를 말하고, 7.8%는 본 발명의 실시예와 같이 반사층이 다이오드 전면을 덮는 것(100%)을 지칭한다. 또한, 발광 다이오드에 주입된 전류는 350mA이었다. 반사층의 물질은 Ag을 사용하였으며, 면적을 늘리는 방법은 제1 반사층(24)을 형성하기 위해 절연막 위에 PR 패턴을 형성하고 증착장비(E-beam 또는 sputter)를 이용하여 Ag를 증착한다. 그 후, 리프트 오프(lift-off) 공정을 진행하여 제1 반사층(24)을 형성시킨다. 또한, 제2 반사층(30)을 형성하기 위해서 다시 절연막을 증착하고 그후 제1 반사층(24)을 형성하였던 공정을 다시 진행하여 제2 반사층(30)을 형성 시킴으로써, N형 GaN과 P형 GaN 간의 단락(short)을 방지하고 방지하면서 칩 전체 면적에 반사층을 형성시킬 수 있다.In this case, 0% of the reflective layer refers to a case where the reflective layer is 92.2% in the whole chip area, and 7.8% refers to the case where the reflective layer covers the entire surface of the diode (100%) as in the embodiment of the present invention. Further, the current injected into the light emitting diode was 350 mA. Ag is used as the material of the reflective layer. To increase the area, a PR pattern is formed on the insulating layer to form the first reflective layer 24, and Ag is deposited using a deposition equipment (E-beam or sputter). Thereafter, a lift-off process is performed to form the first reflective layer 24. The process of forming the second reflective layer 30 again and then forming the first reflective layer 24 may be repeated to form the second reflective layer 30 so that the N-type GaN and the P- A reflection layer can be formed on the entire chip area while preventing and preventing a short circuit.

도 3에 따르면, 발광 다이오드는 반사층의 면적이 증가할수록 광학적 출력(PO) 역시 그 값이 늘어났다. 반사층의 면적 증가율 0%, 3.2%, 5.0%, 6.4% 및 7.8%로 커짐에 따라, 광학적 출력(PO)는 각각 483.53mW, 498.18mA, 504.78mW, 511.27mW 및 517.50mW이었다. 이에 따라, 반사층의 면적 증가율 3.2%, 5.0%, 6.4% 및 7.8%일 때, 광학적 출력(PO)의 증가율은 각각 3.0%, 4.4%, 5.7% 및 7.0%이었다. 특히, 본 발명의 실시예와 같이 반사층이 다이오드 전면을 덮으면, 광학적 출력(PO)이 7.0%에 달하도록 개선되었다. 따라서 본 발명의 실시예와 같이 반사층이 불연속이 없이 발광 다이오드의 전면에 존재하면, 광 효율은 획기적으로 높아질 수 있다.According to FIG. 3, as the area of the reflective layer increases, the optical output (PO) also increases. The optical output (PO) was 483.53 mW, 498.18 mA, 504.78 mW, 511.27 mW and 517.50 mW, respectively, as the area increase rates of the reflective layer increased to 0%, 3.2%, 5.0%, 6.4% and 7.8%. As a result, the optical power (PO) increase rates were 3.0%, 4.4%, 5.7%, and 7.0%, respectively, when the area increase rates of the reflective layers were 3.2%, 5.0%, 6.4%, and 7.8%. In particular, when the reflective layer covers the entire surface of the diode as in the embodiment of the present invention, the optical output (PO) is improved to 7.0%. Therefore, when the reflective layer is present on the front surface of the light emitting diode without discontinuity as in the embodiment of the present invention, the light efficiency can be remarkably increased.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is possible.

10; 기판 12; 제1 반도체층
14; 활성층 15; 발광 구조체
16; 제2 반도체층
20, 26, 32; 제1 내지 제3 절연막
24; 제1 반사층 30; 제2 반사층
22, 28, 34, 40; 제1 내지 제4 콘택홀
36a, 36b; 제1 및 제2 장벽층
38a, 38b; 제1 및 제2 본딩 패드10; A substrate 12; The first semiconductor layer
14; Active layer 15; The light-
16; The second semiconductor layer
20, 26, 32; The first to third insulating films
24; A first reflective layer 30; The second reflective layer
22, 28, 34, 40; The first to fourth contact holes
36a, 36b; The first and second barrier layers
38a, 38b; The first and second bonding pads

Claims (11)

제1 반도체층, 활성층, 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조체;
상기 제1 반도체층 상에 위치하는 제2 반사층; 및
상기 제2 반도체층 상에 위치하는 제1 반사층을 포함하고,
상기 제1 반사층 및 상기 제2 반사층의 조합에 의해 불연속이 없이 상기 발광 구조체의 전면을 덮는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.A light emitting structure including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer;
A second reflective layer positioned on the first semiconductor layer; And
And a first reflective layer disposed on the second semiconductor layer,
And an extended reflective layer covering the entire surface of the light emitting structure without discontinuity due to the combination of the first reflective layer and the second reflective layer. 제1항에 있어서, 상기 제1 반사층은 상기 제2 반도체층과 전기적으로 접속하고, 상기 제2 반사층은 상기 제1 반도체층과 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.The light emitting diode according to claim 1, wherein the first reflective layer is electrically connected to the second semiconductor layer, and the second reflective layer is electrically connected to the first semiconductor layer. 제1항에 있어서, 상기 발광 구조체는 제1 반도체층 및 활성층이 식각된 메사 영역을 가지며, 상기 제1 반사층은 상기 메사 영역까지 연장된 것을 특징으로 하는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.The light emitting diode of claim 1, wherein the light emitting structure has a first semiconductor layer and a mesa region in which an active layer is etched, and the first reflective layer extends to the mesa region. 제1항에 있어서, 상기 발광 구조체는 제1 반도체층 및 활성층이 식각된 메사 영역을 가지며, 상기 제2 반사층은 상기 제2 반도체층 상부까지 연장된 것을 특징으로 하는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.The light emitting diode according to claim 1, wherein the light emitting structure has a mesa region in which the first semiconductor layer and the active layer are etched, and the second reflective layer extends to the top of the second semiconductor layer. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 반사층과 상기 제2 반도체층을 전기적으로 접속하기 위하여 제1 콘택홀이 형성된 제1 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.The light emitting device according to claim 1 or 2, further comprising a first insulating layer having a first contact hole for electrically connecting the first reflective layer and the second semiconductor layer, . 제5항에 있어서, 상기 제1 반사층은 상기 제1 콘택홀 및 상기 제1 절연막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.The light emitting diode according to claim 5, wherein the first reflective layer is formed on the first contact hole and the first insulating layer. 제1항에 있어서, 상기 제2 반사층은 상기 메사 영역과 동일한 프로파일을 갖도록 연장된 것을 특징으로 하는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.2. The light emitting diode of claim 1, wherein the second reflective layer extends to have the same profile as the mesa region. 제1 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 반사층 상에 위치하는 제1 장벽층;
상기 제1 장벽층이 형성된 영역을 제외한 제1 반사층 상에 위치하는 제2 절연막;
상기 제1 장벽층 및 제2 절연막 상에 위치하는 제1 본딩 패드;
상기 제2 반사층 상에 위치하는 제2 장벽층; 및
상기 제2 장벽층 상에 위치하는 제2 본딩 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.7. The organic electroluminescent device according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a first barrier layer located on the first reflective layer;
A second insulating layer located on the first reflective layer except for the region where the first barrier layer is formed;
A first bonding pad disposed on the first barrier layer and the second insulating layer;
A second barrier layer positioned on the second reflective layer; And
Further comprising a second bonding pad located on the second barrier layer. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI > 제8항에 있어서, 상기 제1 반사층 및 상기 제2 반사층은 제2 절연막에 의해 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.The light emitting diode according to claim 8, wherein the first reflective layer and the second reflective layer are insulated by a second insulating layer. 제8항에 있어서, 상기 제2 반사층은 제2 장벽층 및 제2 본딩 패드와 직접 접속되는 것을 특징으로 하는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.9. The light emitting diode of claim 8, wherein the second reflective layer is directly connected to the second barrier layer and the second bonding pad. 제1항에 있어서, 상기 제1 반사층과 층을 이루는 제1 절연막의 표면 및 상기 제2 반사층과 층을 이루는 제2 절연막의 표면 중의 적어도 하나에 패턴 또는 요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 확장된 반사층을 가진 발광 다이오드.

The method according to claim 1, wherein a pattern or concavity and convexity is formed on at least one of a surface of the first insulating layer constituting the layer with the first reflective layer and a surface of the second insulating layer constituting the layer with the second reflective layer. Lt; / RTI >

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