KR20150109832A - Light emitting device, and lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.Embodiments relate to a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로서, 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 생성될 수 있고 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.Light Emitting Device is a pn junction diode whose electrical energy is converted into light energy. It can be produced from compound semiconductor such as group III and group V on the periodic table and by controlling the composition ratio of compound semiconductor, It is possible.
발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 밴드갭 에너지에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 발광소자가 되는 것이다.When a forward voltage is applied to the light emitting device, electrons in the n-layer and holes in the p-layer are coupled to emit energy corresponding to the band gap energy of the conduction band and the valance band. Is mainly emitted in the form of heat or light, and when emitted in the form of light, becomes a light emitting element.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.For example, nitride semiconductors have received great interest in the development of optical devices and high power electronic devices due to their high thermal stability and wide bandgap energy. Particularly, blue light emitting devices, green light emitting devices, ultraviolet (UV) light emitting devices, and the like using nitride semiconductors have been commercialized and widely used.
질화물 반도체 발광소자는 전극층의 위치에 따라 수평형 타입(Lateral Type) 발광소자와 수직형 타입(Vertical type) 발광소자로 구분할 수 있다.The nitride semiconductor light emitting device may be classified into a lateral type light emitting device and a vertical type light emitting device depending on the position of the electrode layer.
수평형 타입의 발광소자는 사파이어 기판 상에 질화물 반도체층을 형성하고, 질화물 반도체층의 상측에 두개의 전극층이 배치되도록 형성한다.A horizontal type light emitting device is formed such that a nitride semiconductor layer is formed on a sapphire substrate and two electrode layers are disposed on the upper side of the nitride semiconductor layer.
종래기술에 의하면, 지속적인 High Power LED가 요구됨에 따라 LED chip의 크기가 커지고, 인가되는 전류(current)의 양 또한 증가가 되고 있다.According to the conventional technology, as the continuous high power LED is required, the size of the LED chip is increased and the amount of current applied is also increasing.
따라서 패드(pad)의 디자인이 커지고 패드 폭이나 두께 또한 고 전류(high current)를 인가하기 위해 넓어져야 한다. Thus, the design of the pad is increased and the width and thickness of the pad must also be widened to apply a high current.
뿐만 아니라 공간적으로 분리되어 있는 p-pad와 n-pad간 전류의 흐름에 있어서 전류집중(current crowding) 효과가 증대되어 주입되는 전력 효율 대비 발광에 기여하는 전력량이 선형적으로 증가되지 않는 문제점이 있다.In addition, the current crowding effect is increased in the current flow between the spatially separated p-pad and the n-pad, and the power amount contributing to the light emission relative to the injected power efficiency is not linearly increased .
따라서 전류 확산(current spreading) 효과를 증가시켜 LED chip의 전체 면적을 골고루 사용해야 할 필요성이 있다.Therefore, there is a need to increase the current spreading effect so as to use the entire area of the LED chip evenly.
실시예는 전류집중(current crowding) 문제를 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Embodiments provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system capable of improving a current crowding problem.
실시예에 따른 발광소자는 기판(102); 상기 기판(102) 상에 절연체층(110); 상기 기판(102)과 절연체층(110) 상에 제1 도전형 반도체층(132); 상기 제1 도전형 반도체층(132) 상에 활성층(134); 상기 활성층(134) 상에 제2 도전형 반도체층(136); 및 상기 제1 도전형 반도체층(132) 상에 제1 전극(151)과 상기 제2 도전형 반도체층(136) 상에 제2 전극(152);을 포함할 수 있다.A light emitting device according to an embodiment includes a
실시예에 따른 조명시스템은 상기 발광소자를 구비하는 발광모듈을 포함할 수 있다.An illumination system according to an embodiment may include a light emitting module having the light emitting element.
실시예에 따르면, 전류 확산(current spreading) 효과를 증가시켜 광효율을 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.According to the embodiments, it is possible to provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system capable of improving current efficiency by improving a current spreading effect.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 2는 제1 실시예에 따른 발광소자의 부분 단면도.
도 3은 제2 실시예에 따른 발광소자의 부분 단면도.
도 4는 제3 실시예에 따른 발광소자의 부분 단면도.
도 5 내지 도 9는 실시예에 따른 발광소자의 제조방법 공정 단면도.
도 10은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 11은 실시예에 따른 조명장치의 분해 사시도.1 is a sectional view of a light emitting device according to a first embodiment;
2 is a partial cross-sectional view of a light emitting device according to the first embodiment;
3 is a partial cross-sectional view of a light emitting device according to a second embodiment;
4 is a partial cross-sectional view of a light emitting device according to a third embodiment;
5 to 9 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment.
10 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to an embodiment.
11 is an exploded perspective view of a lighting apparatus according to an embodiment.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under" the substrate, each layer Quot; on "and" under "are intended to include both" directly "or" indirectly " do. Also, the criteria for top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.
(실시예)(Example)
도 1은 제1 실시예에 따른 발광소자(100)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a
실시예에 따른 발광소자(100)는 기판(102)과, 상기 기판(102) 상에 절연체층(110)과, 상기 기판(102)과 절연체층(110) 상에 제1 도전형 반도체층(132)과, 상기 제1 도전형 반도체층(132) 상에 활성층(134)과, 상기 활성층(134) 상에 제2 도전형 반도체층(136) 및 상기 제1 도전형 반도체층(132) 상에 제1 전극(151)과 상기 제2 도전형 반도체층(136) 상에 제2 전극(152)을 포함할 수 있다.A
상기 제1 도전형 반도체층(132)과, 상기 활성층(134) 및 상기 제2 도전형 반도체층(136)은 발광구조물(130)을 구성할 수 있다.The first
실시예에 따르면, 발광구조물(130) 하부에 절연체층(110)을 배치하여 전류 확산(current spreading) 효과를 증가시켜 광효율을 개선할 수 있다.According to the embodiment, the
상기 절연체층(110)은 DBR 구조를 포함하여 전류확산에 기여할 뿐만아니라, 광 반사율을 증대하여 광추출 효율을 증대할 수 있다. 상기 절연체층(110)은 적층된 복수의 절연층 구조, 예를 들어 SiOx/TiOy(단, 0<x<1, 0<y<1)의 구조를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
또한 실시예에서, 상기 절연체층(110)은 상호 이격된 제1 절연체층(111)과 제2 절연체층(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 절연체층(111)은 제1 SiOx층(111b)/제1 TiOy층(111a)을 포함할 수 있고, 상기 제2 절연체층(112)은 제2 SiOx층(112b)/제2 TiOy층(112a)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Also, in the embodiment, the
이때, 상기 제2 절연체층(112)은 상기 제2 전극(152)과 상하간에 오버랩되도록 배치되어 제2 전극(152)에서의 전류 집중을 방지하여 전류 확산에 기여할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 절연체층(112)은 상기 제2 전극(152)과 수직방향으로 오버랩되도록 배치될 수 있다.At this time, the
한편, 상기 제1 절연체층(111)은 상기 제1 전극(151)과 수직방향으로 오버랩되지 않도록 배치되어 제1 전극(151)에서의 제1 도전형 캐리어, 예를 들어 전자가 하측으로 분산 이동하여 전류확산에 기여할 수 있다.The
또한 실시예에서, 상기 제1 전극(151)의 저면은 도 1의 도시와 달리 상기 절연체층(110)의 상면보다 낮게 배치되어 제1 전극(151)에서 공급되는 제1 도전형 캐리어는 절연체층(110)에 의해 차단되어 메사 에지영역에서의 전류집중을 방지할 수 있다.1, the lower surface of the
또한 실시예에 의하면, 상기 절연체층(110)과 하측에 전기적 전도성이 있는 도전층(115)을 포함하여 측면 전류확산을 높일 수 있다. 예를 들어, 상기 도전층(115)은 상기 제1 절연체층(111) 하측에 제1 도전층(115a), 상기 제2 절연체층(112) 하측에 제2 도전층(115b)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, according to the embodiment, the
이에 따라 실시예에 의하면, 상기 절연체층(110)과 상기 도전층(115)이 ODR 구조, 예를 들어, SiOx/metal 구조를 형성하여 전류확산 및 광추출 효율을 극대화시킬 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, the
상기 도전층(115)은 전류 전도성이 높은 Al, Ag, Au 등의 물질을 채용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
또한 실시예는 상기 절연체층(110)과 상기 기판(102) 상에 언도프트 반도체층(120)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(102) 상에 언도프트 질화물 반도체층이 형성되어 기판(102)과 발광구조물(130) 사이의 격자불일치에 따른 전위 발생을 최소화할 수 있으며, 상기 절연체층(110) 상에 언도프트 반도체층(120)이 측면 성장 후 머지됨으로써 이후 형성되는 제1 도전형 반도체층(132)의 결정 품질을 높일 수 있다.Also, the embodiment may include the
도 2는 제2 실시예에 따른 발광소자의 단면도(102)이다.2 is a sectional view (102) of the light emitting device according to the second embodiment.
제2 실시예는 제1 실시예의 기술적인 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제2 실시예의 주된 특징 위주로 설명한다.The second embodiment can employ the technical features of the first embodiment, and will be described mainly on the main features of the second embodiment.
제2 실시예에 의하면, 상기 기판(102)에 배치된 열전도층(105)을 포함하여 열방출 효율을 높일 수 있다.According to the second embodiment, the heat dissipation efficiency can be improved by including the
예를 들어, 제2 실시예는 상기 열전도층(105)으로서 Cu, Al, Ag 등의 금속층을 포함하여 열방출 효율을 높임으로써 소자의 신뢰성을 높일 수 있다.For example, the second embodiment may include a metal layer of Cu, Al, Ag or the like as the
실시예에서 상기 열전도층(105)은 상기 절연체층(110)과 수직방향으로 오버랩되도록 배치되어 이동속도가 높은 제1 도전형 캐리어의 폭 넓은 확산 기능을 부여함과 아울러 방열기능을 높여 소자의 열적 안정성을 높일 수 있다.In the embodiment, the thermally
도 3은 제3 실시예에 따른 발광소자의 단면도(103)이다.3 is a sectional view (103) of the light emitting device according to the third embodiment.
제3 실시예는 제1 실시예와 제2 실시예의 기술적인 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제3 실시예의 주된 특징 위주로 설명한다.The third embodiment can adopt the technical features of the first embodiment and the second embodiment, and will be described mainly about the main features of the third embodiment.
제3 실시예에서 상기 열전도층은 에어 갭(107)을 포함하여 방열기능 향상에 의한 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In the third embodiment, the thermally conductive layer includes the
실시예에 따르면, 전류 확산(current spreading) 효과를 증가시켜 광효율을 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.According to the embodiments, it is possible to provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system capable of improving current efficiency by improving a current spreading effect.
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을 설명한다. 이하의 설명에서 제1 실시예를 기준으로 설명하나 실시예의 제조방법이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. The following description is based on the first embodiment, but the manufacturing method of the embodiment is not limited thereto.
실시예에서의 발광소자는 GaN, GaAs, GaAsP, GaP 등의 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, Green~Blue LED는 GaN(InGaN), Yellow~Red LED는 InGaAIP, AIGaAs를 사용할 수 있으며, 물질의 조성의 변경에 따라 Full Color 구현도 가능하다.The light emitting device in the embodiment may be formed of a material such as GaN, GaAs, GaAsP, or GaP. For example, Green-Blue LEDs can use GaN (InGaN), Yellow-Red LEDs can use InGaAIP and AIGaAs, and Full Color can be realized by changing the composition of materials.
먼저, 도 4와 같이 기판(102)을 준비한다. 상기 기판(102)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일수 있다. 예를 들어, 상기 기판(102)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(102) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(102)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.First, a
다음으로, 도 5와 같이 기판(102) 상에 절연체층(110)을 형성하여 전류 확산(current spreading) 효과를 증가시켜 광효율을 개선할 수 있다.Next, as shown in FIG. 5, the
상기 절연체층(110)은 DBR 구조를 포함하여 전류확산에 기여할 뿐만아니라, 광 반사율을 증대하여 광추출 효율을 증대할 수 있다. 상기 절연체층(110)은 적층된 복수의 절연층 구조, 예를 들어 SiOx/TiOy(단, 0<x<1, 0<y<1)의 구조를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 절연체층(110)은 상호 이격된 제1 절연체층(111)과 제2 절연체층(112)을 포함할 수 있다. The
상기 제1 절연체층(111)은 제1 SiOx층(111b)/제1 TiOy층(111a)을 포함할 수 있고, 상기 제2 절연체층(112)은 제2 SiOx층(112b)/제2 TiOy층(112a)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
이때, 상기 제2 절연체층(112)은 이후 형성되는 제2 전극(152)과 수직방향으로 오버랩되도록 배치되어 제2 전극(152)에서의 전류 집중을 방지하여 전류 확산에 기여할 수 있다.At this time, the
한편, 상기 제1 절연체층(111)은 이후 형성되는 제1 전극(151)과 수직방향으로 오버랩되지 않도록 배치되어 제1 전극(151)에서의 제1 도전형 캐리어, 예를 들어 전자가 하측으로 분산 이동하여 전류확산에 기여할 수 있다.The
또한 실시예에 의하면, 상기 절연체층(110)과 하측에 전기적 전도성이 있는 도전층(115)을 포함하여 측면 전류확산을 높일 수 있다.In addition, according to the embodiment, the
이에 따라 실시예에 의하면, 상기 절연체층(110)과 상기 도전층(115)이 ODR 구조, 예를 들어, SiOx/metal 구조를 형성하여 전류확산 및 광추출 효율을 극대화시킬 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, the
상기 도전층(115)은 전류 전도성이 높은 Al, Ag, Au 등의 물질을 채용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
다음으로 도 6과 같이 이후, 상기 기판(102)과 상기 절연체층(110) 상에 언도프트 반도체층(120)이 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 6, an
상기 언도프트 반도체층(120)은 상기 발광구조물(130)의 재료와 기판(102)의 격자 부정합을 완화시켜 줄 수 있으며, 언도프트 반도체층(120)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.The
실시예에 의하면, 상기 기판(102) 상에 언도프트 질화물 반도체층이 형성되어 기판(102)과 발광구조물(130) 사이의 격자불일치에 따른 전위 발생을 최소화할 수 있으며, 상기 절연체층(110) 상에 언도프트 반도체층(120)이 측면 성장 후 머지됨으로써 이후 형성되는 제1 도전형 반도체층(132)의 결정 품질을 높일 수 있다.According to the embodiment, an undoped nitride semiconductor layer may be formed on the
다음으로 도 7과 같이, 상기 언도프트 반도체층(120) 상에 제1 도전형 반도체층(132), 활성층(134) 및 제2 도전형 반도체층(136)을 포함하는 발광구조물(130)을 형성할 수 있다.7, a
상기 제1 도전형 반도체층(132)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(132)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first
상기 제1 도전형 반도체층(132)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. The first
상기 제1 도전형 반도체층(132)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The first
상기 제1 도전형 반도체층(132)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 N형 GaN층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(132)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 실리콘(Si)와 같은 n 형 불순물을 포함하는 실란 가스(SiH4)가 주입되어 형성될 수 있다.The N-type GaN layer may be formed on the first
실시예는 상기 제1 도전형 반도체층(132) 상에 전류확산층(미도시)을 형성할 수 있다. 상기 전류확산층은 언도프트 질화갈륨층(undoped GaN layer)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. In an embodiment, a current diffusion layer (not shown) may be formed on the first
실시예는 상기 전류확산층 상에 전자주입층(미도시)을 형성할 수 있다. 상기 전자주입층은 제1 도전형 질화갈륨층일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자주입층은 n형 도핑원소가 6.0x1018atoms/cm3~8.0x1018atoms/cm3의 농도로 도핑 됨으로써 효율적으로 전자주입을 할 수 있다. In the embodiment, an electron injection layer (not shown) may be formed on the current diffusion layer. The electron injection layer may be a first conductivity type gallium nitride layer. For example, the electron injection layer may be the electron injection efficiently by being doped at a concentration of the n-type doping element 6.0x10 18 atoms / cm 3 ~ 8.0x10 18 atoms / cm 3.
실시예는 전자주입층 상에 스트레인 제어층(미도시)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 전자주입층 상에 InyAlxGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)/GaN 등으로 형성된 스트레인 제어층을 형성할 수 있다.Embodiments can form a strain control layer (not shown) on the electron injection layer. For example, a strain control layer formed of In y Al x Ga (1-xy) N (0? X? 1, 0? Y? 1) / GaN or the like can be formed on the electron injection layer.
상기 스트레인 제어층은 제1 도전형 반도체층(132)과 활성층(134) 사이의 격자 불일치에 기인한 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있다. The strain control layer can effectively relax the stress due to the lattice mismatch between the first conductivity
이후, 상기 스트레인 제어층 상에 활성층(134)을 형성할 수 있다.Thereafter, the
상기 활성층(134)은 제1 도전형 반도체층(132)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(136)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. Electrons injected through the first conductivity
상기 활성층(134)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(134)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 활성층(134)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.The well layer / barrier layer of the
상기 제2 도전형 반도체층(136)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(136)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(136)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.The second
상기 제2 도전형 반도체층(136)은 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 GaN층이 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The second
실시예에서 상기 제1 도전형 반도체층(132)은 n형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(136)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(136) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조물(130)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.The first
이후, 상기 제2 도전형 반도체층(136) 상에 오믹층(140)을 형성한다.Then, an
예를 들어, 상기 오믹층(140)은 캐리어 주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 오믹층(140)은 반도체와 전기적인 접촉인 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 오믹층(140)은 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), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.For example, the
다음으로 도 9와 같이, 상기 오믹층(140), 제2 도전형 반도체층(136),활성층(134), 제1 도전형 반도체층(132)의 일부를 제거하여 제1 도전형 반도체층(132)의 상면 일부를 노출시킬 수 있다.9, a part of the
이후, 상기 오믹층(140) 및 상기 노출된 제1 도전형 반도체층(132) 상에 각각 제2 전극(152), 제1 전극(151)을 형성할 수 있다.The
상기 제1 전극(151), 제2 전극(152)은 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.The
실시예에 따르면, 전류 확산(current spreading) 효과를 증가시켜 광효율을 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.According to the embodiments, it is possible to provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system capable of improving current efficiency by improving a current spreading effect.
도 10은 실시예에 따른 발광소자가 적용된 발광소자 패키지(200)를 나타낸 도면이다.10 is a view illustrating a light emitting
도 10을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지는 몸체(205)와, 상기 몸체(205)에 배치된 제1 리드전극(213) 및 제2 리드전극(214)과, 상기 몸체(205)에 제공되어 상기 제1 리드전극(213) 및 제2 리드전극(214)과 전기적으로 연결되는 실시 예에 따른 발광소자(100)와, 상기 발광소자(100)를 포위하는 몰딩부재(230)를 포함할 수 있다.10, a light emitting device package according to an embodiment includes a
상기 몸체(205)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The
상기 제1 리드전극(213) 및 제2 리드전극(214)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 리드전극(213) 및 제2 리드전극(214)은 상기 발광소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The first
상기 발광소자(100)는 상기 몸체(205) 위에 배치되거나 상기 제1 리드전극(213) 또는 제2 리드전극(214) 위에 배치될 수 있다.The
상기 발광소자(100)는 상기 제1 리드전극(213) 및 제2 리드전극(214)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. The
상기 몰딩부재(230)는 상기 발광소자(100)를 포위하여 상기 발광소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(230)에는 형광체(232)가 포함되어 상기 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The
실시예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 위에 어레이될 수 있으며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 렌즈, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 상기 라이트 유닛은 탑뷰 또는 사이드 뷰 타입으로 구현되어, 휴대 단말기 및 노트북 컴퓨터 등의 표시 장치에 제공되거나, 조명장치 및 지시 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는 램프, 가로등, 전광판, 전조등을 포함할 수 있다.A plurality of light emitting devices or light emitting device packages according to the embodiments may be arrayed on a substrate, and a lens, a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, etc., which are optical members, may be disposed on the light path of the light emitting device package. Such a light emitting device package, a substrate, and an optical member can function as a light unit. The light unit may be implemented as a top view or a side view type and may be provided in a display device such as a portable terminal and a notebook computer, or may be variously applied to a lighting device and a pointing device. Still another embodiment may be embodied as a lighting device including the light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments. For example, the lighting device may include a lamp, a streetlight, an electric signboard, and a headlight.
도 11은 실시예에 따른 조명장치의 분해 사시도이다.11 is an exploded perspective view of a lighting apparatus according to an embodiment.
도 12를 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.12, the lighting apparatus according to the embodiment includes a
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.For example, the
상기 커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.The inner surface of the
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.The
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.The light source module 2200 may be disposed on one side of the
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 광원부(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.The
상기 부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.The surface of the
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.The
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 갖는다. The holder 2500 blocks the receiving
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.The
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다.The
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 연장부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.The
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.The
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents of such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 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 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It can be seen that the modification and application of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
기판(102), 절연체층(110),
제1 도전형 반도체층(132), 활성층(134),
제2 도전형 반도체층(136), 제1 전극(151), 제2 전극(152)The
The first
The second
Claims (11)
상기 기판 상에 절연체층;
상기 기판과 절연체층 상에 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층;
상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층; 및
상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 전극과 상기 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극;을 포함하는 발광소자.Board;
An insulator layer on the substrate;
A first conductivity type semiconductor layer on the substrate and the insulator layer;
An active layer on the first conductive semiconductor layer;
A second conductive semiconductor layer on the active layer; And
A first electrode on the first conductive type semiconductor layer and a second electrode on the second conductive type semiconductor layer.
상기 절연체층은,
상호 이격된 제1 절연체층과 제2 절연체층을 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
The insulator layer
A light emitting device comprising a first insulator layer and a second insulator layer spaced apart from each other.
상기 제2 절연체층은 상기 제2 전극과 수직방향으로 오버랩되는 발광소자.The method according to claim 1,
And the second insulator layer overlaps with the second electrode in the vertical direction.
상기 제1 절연체층은 상기 제1 전극과 수직방향으로 오버랩되지 않는 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the first insulator layer does not overlap with the first electrode in the vertical direction.
상기 절연체층과 하측에 도전층을 더 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
And a conductive layer on the lower side of the insulator layer.
상기 절연체층과 상기 기판 상에 언도프트 반도체층을 더 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
Further comprising an insulator layer and an on-state semiconductor layer on the substrate.
상기 기판에 배치된 열전도층을 더 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
And a thermally conductive layer disposed on the substrate.
상기 열전도층은
상기 절연체층과 수직방향으로 오버랩되는 발광소자.8. The method of claim 7,
The heat-
And overlaps with the insulator layer in the vertical direction.
상기 열전도층은
금속층을 포함하는 발광소자.8. The method of claim 7,
The heat-
A light emitting device comprising a metal layer.
상기 열전도층은
에어 갭을 포함하는 발광소자.8. The method of claim 7,
The heat-
A light emitting device comprising an air gap.
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JP2006024928A (en) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Shogen Koden Kofun Yugenkoshi | Light-emitting diode having adhesive layer with heat paths formed therein |
KR20110021406A (en) * | 2009-08-26 | 2011-03-04 | 삼성전자주식회사 | Light emitting device and method of manufacturing the same |
KR20120051864A (en) * | 2010-11-15 | 2012-05-23 | 엘지전자 주식회사 | Semiconductor light emitting device |
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