KR20150099700A - 반도체 발광소자 - Google Patents

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KR20150099700A
KR20150099700A KR1020150114468A KR20150114468A KR20150099700A KR 20150099700 A KR20150099700 A KR 20150099700A KR 1020150114468 A KR1020150114468 A KR 1020150114468A KR 20150114468 A KR20150114468 A KR 20150114468A KR 20150099700 A KR20150099700 A KR 20150099700A
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semiconductor layer
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조명환
이석우
박기만
최철민
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비비에스에이 리미티드
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Abstract

본 개시는 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 구비하며, 기판을 이용하여 성장되는 복수의 반도체층; 그리고, 외부와 전기적으로 접촉되어 복수의 반도체층으로 전자와 정공을 공급하며, 기판의 반대 측에 위치하는 제2 반도체층 위에서 복수의 반도체층과 결합되어 복수의 반도체층을 지지하는 지지 기판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자에 관한 것이다.

Description

반도체 발광소자{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 와이어 본딩을 이용하지 않는 반도체 발광소자에 관한 것이다.
여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 반도체(GaN, GaAs, InP 등) 광소자를 의미하며, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 들 수 있다. 3족 질화물 반도체는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 화합물로 이루어진다. 이외에도 적색 발광에 사용되는 GaAs계 반도체 발광소자 등을 예로 들 수 있다.
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).
도 1은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 3족 질화물 반도체 발광소자가 예시되어 있다. 3족 질화물 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 성장되며 제1 도전성을 제1 반도체층(300; 예: Si 도핑된 GaN), 제1 반도체층(300) 위에 성장되며 전자와 정공의 재결합을 이용하여 빛을 생성하는 활성층(400; 예: InGaN/(In)GaN 다중양자우물구조), 활성층(400) 위에 성장되며 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500; 예: Mg 도핑된 GaN), 제2 반도체층(500) 위에 형성되는 전극(700), 제2 반도체층(500)과 활성층(400)이 메사식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 형성되는 전극(800), 그리고 보호막(900)을 포함한다. 보호막(900)은 이산화규소와 같은 물질로 형성되며, 생략될 수도 있다. 바람직하게는, 반도체층(300,400,500)의 막질 향상을 위한 버퍼층(200)과, 원활한 전류 확산을 위한 전류 확산 전극(600; 예: ITO)이 구비된다. 제1 반도체층(300; 예: Si 도핑된 GaN)과 제2 반도체층(500; 예: Mg 도핑된 GaN)의 위치는 바뀔 수 있다.
도 2는 미국특허 제5,008,718호에 제시된 수직형 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 제1 도전성을 가지는 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 반도체층(500), 성장 기판이 제거된 측에 형성된 전극(800), 반도체층(500)에 전류를 공급하는 한편 반도체층(300,400,500)을 지지하는 지지 기판(S), 그리고 지지 기판(S)에 형성된 전극(700)을 포함한다. 전극(800)은 와이어 본딩을 이용해 외부와 전기적으로 연결된다.
도 3은 미국 등록특허공보 제8,008,683호에 제시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 제1 도전성을 가지는 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 반도체층(500)을 포함한다. 전류는 제1 반도체층(300)과 전기적으로 연통하는 전극 또는 전기적 연결(810)과, 제2 반도체층(500)과 전기적으로 연통하는 전극(700)에 의해 공급된다. 전극 또는 전기적 연결(810)은 비아 홀(H)을 통해 제1 반도체층(300)과 전기적으로 연결되어, 보호막 또는 절연층(910)에 의해 타 반도체층(400,500)과 전기적으로 절연되어 있다. 전극(700)은 전류 확산 전극 또는 금속 반사막(610; 예: TIO, Ag, Al)을 통해 제2 반도체층(500)과 전기적으로 연결되어 있다. 전극(700)은 와이어 본딩을 이용해 외부와 전기적으로 연결된다. 다만, 도 2에 도시된 반도체 발광소자와 달리, 전극(800; 도 2 참조)이 제1 반도체층(300) 위에 형성되어 있지 않으므로, 전극(800)에 의한 광 흡수를 방지하고, 와이어에 의한 광 흡수를 줄일 수 있게 된다.
도 4는 종래의 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기판(100), 제1 도전성을 가지는 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 반도체층(500), 전극(700), 그리고 전극(800)을 구비한다. 전극(700)은 활성층(400)에서 생성된 빛을 기판(100) 측으로 반사하는 반사막(예: Ag/Ni/Au의 적층)으로 되어 있다. 반도체 발광소자는 와이어를 이용하지 않고, 전극 패턴(1010,1020)을 구비하는 배선 기판(1000)에 스터드 범프, 페이스트 또는 유테틱 금속(950,960) 등을 이용하여 플립칩(Flip Chip) 본딩되어 있다.
도 5는 종래의 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 도 4에 도시된 반도체 발광소자와 동일한 구성을 가지지만, 기판(100; 도 4 참조)이 제거되어 있는 점에서 차이를 가진다. 그러나 이러한 형태의 반도체 발광소자는 와이어 본딩을 없애기는 하였지만, 전극(700,800)을 배선 기판(1000)에 결합한 다음에, 기판(100)을 제거하는 TFFC(Thin Flim Flip Chip) 기술로서, 고도의 칩 레벨 기술 수준을 보여주는 것이기는 하지만, 웨이퍼 레벨에서 기판(100)을 제거하는 기술이 쉽지 않음(복수의 반도체층(300,400,500)의 깨짐 없이 기판(100)을 제거하는 것이 쉽지 않음)을 보여주는 것이기도 하다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
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).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 구비하며, 기판을 이용하여 성장되는 복수의 반도체층; 그리고, 외부와 전기적으로 접촉되어 복수의 반도체층으로 전자와 정공을 공급하며, 기판의 반대 측에 위치하는 제2 반도체층 위에서 복수의 반도체층과 결합되어 복수의 반도체층을 지지하는 지지 기판;으로서, 복수의 반도체층이 제거되어 형성되는 개구를 통해 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극, 그리고 제1 전극과 제2 전극을 전기적으로 절연하는 절연막을 구비하며, 제1 전극은 개구에 가까이 위치하는 제1 전극 하부층과 외부와 전기적으로 접촉되는 측에 위치하는 제1 전극 상부층을 구비하고, 제2 전극은 제2 반도체층에 가까이 위치하는 제2 전극 하부층과 외부와 전기적으로 접촉되는 측에 위치하는 제2 전극 상부층을 구비하며, 절연막에 의해 제1 전극 하부층과 제2 전극 하부층이 전기적으로 차단되어 있고, 제1 전극 상부층 및 제2 전극 상부층 중의 적어도 하나가 절연막 위로 이어져서, 제1 전극 상부층과 제2 전극 상부층은 분리되어 있되, 제1 전극, 절연막, 제2 전극은 결합되어 일체로 된 지지 기판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 미국특허 제5,008,718호에 제시된 수직형 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 미국 등록특허공보 제8,008,683호에 제시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 종래의 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 5는 종래의 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 7 내지 도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면,
도 14는 분리된 전극들의 모양에 따라 기판 분리시 복수의 반도체층에 크랙이 발생하는 것을 설명하는 도면,
도 15는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면.
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)).
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 이하, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 하여 설명한다. 반도체 발광소자는 기판(10; 예: Al2O3, Si, SiC), 기판(10) 위에 성장되며, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: Si 도핑된 GaN), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: Mg 도핑된 GaN), 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50) 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; InGaN/(In)GaN 다중양자우물구조)을 구비하는 복수의 반도체층(30,40,50)을 포함한다. 복수의 반도체층(30,40,50) 각각은 다층으로 이루어질 수 있다. 기판(10)과 제1 반도체층(30) 사이에는 버퍼층(예: AlN 또는 GaN 버퍼층)과 도핑되지 않은 반도체층(예: un-doped GaN)이 구비되는 것이 일반적이다. 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50)은 도전성을 반대로 하여 형성될 수 있지만, 3족 질화물 반도체 발광소자의 경우에는 바람직하지는 않다. 도 2, 3, 5에서와 같이 기판(10)이 제거되어 제1 반도체층(30)이 노출될 수 있으며, 외부양자효율(EQE)을 높이기 위해 빛을 스캐터링하는 거친 표면이 형성될 수 있다. 기판(10)의 제거에는 당업자에게 이미 잘 알려진 레이저 리프트-오프법, 습식 식각법, 연마법 등이 사용될 수 있다. 복수의 반도체층(30,40,50)에는 지지 기판(S)이 형성되어 있다. 지지 기판(S)은 외부와 전기적으로 접촉되어 복수의 반도체층(30,40,50)으로 전류(전자와 정공)를 공급한다. 지지 기판(S)은 전극(72,73)과 전극(81,82)을 구비하며, 전극(72,73)과 전극(81,82)은 서로 일체로 되어 있다. 이들이 서로 분리되어 있는 경우에, 기판(10)의 제거시에 분리된 형상을 따라 복수의 반도체층(30,40,50)에 크랙이 발생할 수 있으며(도 14에서 이를 설명하였다. 전극간 분리선(L)을 따라 복수의 반도체층에 선(C)을 따라 크랙이 발생하게 된다.), 본 개시는 지지 기판(S)을 형성하되 이를 구성하는 전극(72,73)과 전극(81,82)이 서로 결합되어 일체가 되도록 구성하여 기판(10)의 제거시에도 복수의 반도체층(30,40,50)에 크랙이 발생하지 않도록 하였다. 이러한 구성을 가지는 본 개시에 따른 반도체 발광소자가 기판(10)의 제거 없이 사용될 수 있음은 물론이다. 도 6에서, 전극(72,73)은 제2 반도체층(50)과 전기적으로 연통하며, 제2 반도체층(50)과 가까이 위치하는 전극 하부층(72)과 외부와 전기적으로 접촉되는 측에 위치하는 전극 상부층(73)을 구비한다. 전극 상부층(73)은 스터드 범프, 도전성 페이스트, 유테틱 본딩 등의 방법으로 외부(패키지, COB, 서브마운트 등), 정확히는 외부에 마련된 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 도전성 페이스트 등을 이용하는 경우에, 스터드 범프, 도전성 페이스트가 전극(72,32)과 전극(81,82)을 타고 올라가 복수의 반도체층(30,40,50)에 이를 수 있으며, 본 개시는 전극 상부층(73)과 전극 상부층(82)을 충분한 두께로 형성함으로써, 이러한 문제를 개선할 수 있다. 전극 상부층(73,82)은 5~300㎛의 두께로 형성될 수 있으며, 이러한 두께로 전극 상부층(73,82)을 형성하는데 도금법, E-beam 증착법 등이 사용될 수 있다. 한편 유테틱 본딩의 경우에, 양 전극의 높이 차가 크게 나지 않는 것이 중요한데, 본 개시에 따른 반도체 발광소자에 의하면 양 전극의 높이 차가 크지 않아 유테틱 본딩의 경우에도 이점을 가진다. 반도체 발광소자가 유테틱 본딩을 통해 외부와 전기적으로 연결되는 경우에, 전극 상부층(73) 및 전극 상부층(82)의 최상부는 Au/Sn 합금, Au/Sn/Cu 합금과 같은 유테틱 본딩 물질로 형성될 수 있다. 전극(72,73)과 전극(81,82)을 형성한 후, A-A' 라인을 따라 절단(예: Scribing&Breaking)함으로써, 칩 단위의 반도체 발광소자가 된다. 기판(10)이 제거되는 경우에, 절단은 기판(10) 제거 공정 후에 이루질 수 있다. 필요에 따라, 도전막(71)이 구비될 수 있으며, 전류 확산 전극(예: ITO), 오믹 금속층(Cr, Ti 등), 반사 금속층(Al, Ag, 등) 등으로 형성될 수 있으며, 이들의 조합으로 이루어져도 좋다. 도전막(71)이 반사막을 구비하는 경우에, 도전막(71)은 활성층(40)에서 생성된 빛을 기판(10) 측으로 반사시키는 역할을 한다. 예를 들어, 반사막은 Ag, Al의 단일막 또는 Ag/Ni/Au 적층막 등으로 형성될 수 있다. 도전막(71)에 추가로 절연막(91)이 구비될 수 있으며, 절연막(91)이 도전막(71) 전체를 덮는 형태인 경우에, 개구(V)와 개구(H)를 형성하여 전극(72,73)과 전극(81,82) 각각이 제2 반도체층(50) 및 제1 반도체층(30)과 전기적으로 연통(또는 연결)될 수 있다. 칩의 크기에 따라 개구(V)와 개구(H)의 개수가 하나 이상이 될 수 있음은 물론이다. 절연막(91)은 적어도 제2 반도체층(50)과 활성층(40)이 제거되어 형성되는 개구(H)의 내로 이어져 있다. 전극(72,73)과 전극(81,82)은 절연막(93)에 의해 서로 전기적으로 분리되어 있으며, 전극(72,73)과 전극(81,82) 그리고 절연막(93)이 일체로 형성되어 지지 기판(S)을 형성한다. 절연막(93)에 의해 전극 하부층(81)과 전극 하부층(72)이 전기적으로 차단되어 있고, 전극 상부층(82) 및 전극 상부층(73) 중의 적어도 하나가 절연막(93) 위로 이어져서(도 6에서는 전극 하부층(81)이 절연막(93)에 의해 덮혀 있고, 전극 상부층(73)이 절연막(93) 위로 이어져 있지만, 이러한 형태에 한정되지 않는다), 전극 상부층(82)과 전극 상부층(73)은 분리되어 있되, 전극(81,82), 절연막(93) 및 전극(72,73)은 결합되어 일체로 된 지지 기판(S)을 형성한다. 절연막(91,93)의 대표적인 물질은 SiO2이며, 이에 제한되지 않는다(예: SiN, TiO2, Al2O3, Su-8 등). 도 15에 도시된 바와 같이, 개별 칩의 절단선을 따라 복수의 반도체층(30,40,50)을 식각하여 제1 반도체층(30)의 면(M)을 노출시키고, 이 면(M)까지 절연막(91)을 형성시킴으로써, 후속 공정에서 공정의 안정성을 도모하는 것도 가능하다.
도 7 내지 도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 개별화된 하나의 반도체 발광소자를 예로 설명한다. 먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 반도체층(50) 위에, 도전막(71)을 형성한다. 도전막(71)은 Ag를 포함하는 반사막으로 형성될 수 있다. 다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 도전막(71) 위에 절연막(91)을 형성하고, 복수의 개구(V)와 복수의 개구(H)를 형성한다. 여기서, 제2 반도체층(50)의 경계, 도전막(71)의 경계, 절연막(91)의 경계, 절연막(92; 도 10 참조) 및 절연막(93; 도 13 참조)의 경계는 설명을 위해 다르게 표시되었지만, 이들의 경계는 요구되는 사양에 따라 변경될 수 있다. 복수의 개구(H)를 먼저 형성하고, 도전막(71)을 형성하는 것이 가능하며, 따라서 당업자는 이들의 형성 순서가 바뀔 수 있음을 잘 알고 있을 것이다. 필요에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 개구(V)와 복수의 개구(H) 각각을 연결하는 연결 전극층(74)과 연결 전극층(83)이 추가로 구비될 수 있다. 이 경우에, 연결 전극층(74)이 복수의 개구(V)를 통해 제2 반도체층(50)과 전기적으로 연통하며, 연결 전극층(83)이 복수의 개구(H)를 통해 제1 반도체층(30)과 전기적으로 연통한다. 연결 전극층(83)은 개구(H)로 이어져 있으며, 연결 전극층(74)과 함께 스퍼터링 장비, E-빔 장비 등을 이용하여 증착될 수 있다. 다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 연결 전극층(74)과 연결 전극층(83)을 덮는 연결 전극층용 절연막(92; 예: SiO2)을 형성하고, 연결 전극층(74)과 연결 전극층(83)이 각각 노출되도록 개구(VV)와 개구(HH)를 형성한다. 다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 연결 전극층(74)과 전기적으로 연결되도록 전극 하부층(72)을 형성하고, 연결 전극층(83)과 전기적으로 연결되도록 전극 하부층(81)을 형성한다. 전극 하부층(72)과 전극 하부층(81)은 먼저, 스퍼터링 장비, E-빔 장비 등을 이용하여 일부를 증착한 다음, 예를 들어, 전극 하부층(72,81)을 도금하기 전에, PR(Photoresist) 패터닝을 통해 전극 하부층(72,81)을 형성할 부분을 노출시키고, 나머지 부분은 도금이 안 되도록 PR로 막는다. 그 위에 도금을 행함으로써 전극 하부층(72,81)이 형성될 수 있다. 전극 하부층(72,81)은 전해 도금법 또는 무전해 도금법으로 5~100㎛정도의 두께로 형성할 수 있다. 이 도금에는 주로 Cu, Ni, 또는 두 가지 물질을 중첩해서 올릴 수 있다. 예를 들어, Ni 도금의 경우에, 용액 온도 55℃, 전류밀도 2A/dm2의 도금 조건이 사용될 수 있고, Cu 도금의 도금의 경우에, 상온의 용액 온도, 전류밀도 3.5A/dm2의 도금 조건이 사용될 수 있다. 전극 하부층(72,81)을 두껍게 형성하는 경우에, 양자의 폭이 좁아질 수 있으므로, 예를 들어, 질산 또는 황산 용액을 이용하여 상온ㅇ서 2분 정도 에칭함으로써, 원하는 형태로 전극 하부층(72)과 전극 하부층(81)을 형성할 수 있다. 다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 전극 하부층(81)을 절연막(93; 예: SiO2)으로 덮는다. 다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 도금 등의 방법으로 전극 상부층(82) 및 전극 상부층(73)을 형성한다. 전극 상부층(73,82)은 전해 도금법 또는 무전해 도금법으로 5~300㎛정도의 두께로 형성할 수 있다. 도금의 조건은 전극 하부층(73,82)과 동일하게 사용할 수 있다. 이때, 전극 하부층(72,81)을 씨앗으로 형성된 전극 상부층(73,82)이 절연막(93) 위로 이어져서, 지지 기판(S)이 공극 없이 일체로 형성된다. 전극(72,73), 전극(81,82) 및 절연막(93)의 일체화 과정에서 절연막(93)이 어느 쪽에 형성되고, 어느 쪽의 전극이 절연막(93) 위로 이어지는지는 이것에 제한되지 않으며, 다양한 조합이 가능하다. 다만, 이후 개별 칩으로 절단하는 과정을 고려할 때, 절연막(93)이 절단선(도 6의 A-A'라인)을 따라서 노출되어 있어야만 전극에 의해 절단이 방해받지 않기 때문에 바람직하다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 구비하며, 기판을 이용하여 성장되는 복수의 반도체층; 그리고, 외부와 전기적으로 접촉되어 복수의 반도체층으로 전자와 정공을 공급하며, 기판의 반대 측에 위치하는 제2 반도체층 위에서 복수의 반도체층과 결합되어 복수의 반도체층을 지지하는 지지 기판;으로서, 복수의 반도체층이 제거되어 형성되는 개구를 통해 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극, 그리고 제1 전극과 제2 전극을 전기적으로 절연하는 절연막을 구비하며, 제1 전극은 개구에 가까이 위치하는 제1 전극 하부층과 외부와 전기적으로 접촉되는 측에 위치하는 제1 전극 상부층을 구비하고, 제2 전극은 제2 반도체층에 가까이 위치하는 제2 전극 하부층과 외부와 전기적으로 접촉되는 측에 위치하는 제2 전극 상부층을 구비하며, 절연막에 의해 제1 전극 하부층과 제2 전극 하부층이 전기적으로 차단되어 있고, 제1 전극 상부층 및 제2 전극 상부층 중의 적어도 하나가 절연막 위로 이어져서, 제1 전극 상부층과 제2 전극 상부층은 분리되어 있되, 제1 전극, 절연막, 제2 전극은 결합되어 일체로 된 지지 기판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(2) 제1 반도체층은 기판이 제거되어 노출된 면을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(3) 지지 기판과 복수의 반도체층 사이에 활성층에서 생성된 빛을 기판 측으로 반사시키는 반사막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(4) 지지 기판과 복수의 반도체층 사이에 추가의 절연막;을 포함하며, 추가의 절연막을 관통하여 제1 전극이 제1 반도체층과 전기적으로 연통하고, 제2 전극이 제2 반도체층과 전기적으로 연통하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(5) 지지 기판과 복수의 반도체층 사이에 활성층에서 생성된 빛을 기판 측으로 반사시키는 반사막; 그리고, 반사막 위에 놓이는 추가의 절연막;을 포함하고, 제1 전극과 제2 전극이 절연막 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(6) 지지 기판과 복수의 반도체층 사이에 추가의 절연막;을 포함하며, 추가의 절연막에, 제1 반도체층 및 제2 반도체층 각각과 연통하는 복수의 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(7) 제1 반도체층과 연통하는 복수의 개구를 따라 형성되는 제1 연결 전극층; 그리고, 제2 반도체층과 연통하는 복수의 개구를 따라 형성되는 제2 연결 전극층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(8) 제1 연결 전극층 및 제2 연결 전극층을 덮는 연결 전극층용 절연막;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(9) 연결 전극층용 절연막 위에서 제1 전극 하부층이 제1 연결 전극층과 전기적으로 연결되고, 제2 전극 하부층이 제2 연결 전극층과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(10) 제1 전극 상부층 및 제2 전극 상부층의 최상부는 유테틱 본딩용 금속으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(11) 복수의 반도체층은 3족 질화물 반도체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 와이어 본딩을 이용하지 않는 반도체 발광소자를 제조할 수 있게 된다.
본 개시에 따른 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 웨이퍼 레벨에서 기판이 제거되며, 와이어 본딩을 이용하지 않는 반도체 발광소자를 제조할 수 있게 된다.
본 개시에 따른 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 본딩시 접합용 페이스트 등이 반도체 발광소자로 타고 올라가는 것을 방지할 수 있는 반도체 발광소자를 제조할 수 있게 된다.
100: 기판, 300: 제1 반도체층, 400: 활성층, 500: 제2 반도체층

Claims (12)

  1. 반도체 발광소자에 있어서,
    제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 구비하며, 기판을 이용하여 성장되는 복수의 반도체층; 그리고,
    외부와 전기적으로 접촉되어 복수의 반도체층으로 전자와 정공을 공급하며, 기판의 반대 측에 위치하는 제2 반도체층 위에서 복수의 반도체층과 결합되어 복수의 반도체층을 지지하는 지지 기판;으로서, 복수의 반도체층이 제거되어 형성되는 개구를 통해 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극, 그리고 제1 전극과 제2 전극을 전기적으로 절연하는 절연막을 구비하며, 제1 전극은 개구에 가까이 위치하는 제1 전극 하부층과 외부와 전기적으로 접촉되는 측에 위치하는 제1 전극 상부층을 구비하고, 제2 전극은 제2 반도체층에 가까이 위치하는 제2 전극 하부층과 외부와 전기적으로 접촉되는 측에 위치하는 제2 전극 상부층을 구비하며, 절연막에 의해 제1 전극 하부층과 제2 전극 하부층이 전기적으로 차단되어 있고, 제1 전극 상부층 및 제2 전극 상부층 중의 적어도 하나가 절연막 위로 이어져서, 제1 전극 상부층과 제2 전극 상부층은 분리되어 있되, 제1 전극, 절연막, 제2 전극은 결합되어 일체로 된 지지 기판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1 반도체층은 기판이 제거되어 노출된 면을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    지지 기판과 복수의 반도체층 사이에 활성층에서 생성된 빛을 기판 측으로 반사시키는 반사막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    지지 기판과 복수의 반도체층 사이에 추가의 절연막;을 포함하며,
    추가의 절연막을 관통하여 제1 전극이 제1 반도체층과 전기적으로 연통하고, 제2 전극이 제2 반도체층과 전기적으로 연통하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    지지 기판과 복수의 반도체층 사이에 활성층에서 생성된 빛을 기판 측으로 반사시키는 반사막; 그리고,
    반사막 위에 놓이는 추가의 절연막;을 포함하고,
    제1 전극과 제2 전극이 절연막 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    지지 기판과 복수의 반도체층 사이에 추가의 절연막;을 포함하며,
    추가의 절연막에, 제1 반도체층 및 제2 반도체층 각각과 연통하는 복수의 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제1 반도체층과 연통하는 복수의 개구를 따라 형성되는 제1 연결 전극층; 그리고,
    제2 반도체층과 연통하는 복수의 개구를 따라 형성되는 제2 연결 전극층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  8. 청구항 7에 있어서,
    제1 연결 전극층 및 제2 연결 전극층을 덮는 연결 전극층용 절연막;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  9. 청구항 8에 있어서,
    연결 전극층용 절연막 위에서 제1 전극 하부층이 제1 연결 전극층과 전기적으로 연결되고, 제2 전극 하부층이 제2 연결 전극층과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    제1 전극 상부층 및 제2 전극 상부층의 최상부는 유테틱 본딩용 금속으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  11. 청구항 10에 있어서,
    제1 반도체층은 기판이 제거되어 노출된 면을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  12. 청구항 10에 있어서,
    복수의 반도체층은 3족 질화물 반도체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
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