KR20150139194A - 발광 다이오드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

발광 다이오드 및 그 제조 방법이 개시된다. 상기 발광 다이오드는, 발광 구조체, 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하며, 제1 도전형 반도체층이 부분적으로 노출된 복수의 홀들, 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층에 각각 전기적으로 접속되고, 서로 절연된 제1 전극층과 제2 전극층을 포함하되, 상기 제2 전극층은, 상기 복수의 홀들 각각에 대응하는 개구부를 포함하며, 서로 이격된 복수의 단위 전극층, 및 적어도 두 개의 상기 단위 전극층들을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결층을 포함하고, 상기 제1 전극층은 상기 복수의 홀들을 통하여 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹 컨택하며, 상기 발광 구조체를 부분적으로 덮는다. 이에 따라, 전류 분산 효율 및 발광 균일성이 개선된 발광 다이오드가 제공된다.

Description

발광 다이오드 및 그 제조 방법{LIGHT EMITTING DIODE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
본 발명은 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 발광 면적 감소가 최소화되고, 전류 분산 효율이 높은 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합으로 발생되는 광을 발하는 무기 반도체 소자로서, 최근, 직접 천이형 특성을 갖는 질화물 반도체를 이용한 발광 다이오드가 개발 및 제조되고 있다.
발광 다이오드는 전극이 배치되는 위치, 또는 상기 전극이 외부 리드와 연결되는 방식 등에 따라서 수평형 발광 다이오드, 수직형 발광 다이오드 또는 플립칩(flip-chip)형 발광 다이오드 등으로 분류될 수 있다. 최근 고출력 발광 다이오드에 대한 요구가 증가하면서, 방열 효율이 우수한 대면적 플립칩형 발광 다이오드의 수요가 증가하고 있다.
대면적 플립칩형 발광 다이오드에 있어서, 전류 분산 효율은 발광 다이오드의 발광 효율을 좌우하는 중요한 요소이다. 상대적으로 칩의 면적이 클수록 하나의 칩 내에서 발광 편차가 발생할 확률이 높고, 이에 따라 전류 분산 효율이 발광 다이오드의 발광 효율에 큰 영향을 미친다. 이러한 대면적 플립칩형 발광 다이오드의 전류 분산 효율과 방열 효율을 증가시키기 위하여 다양한 전극 구조 및 반도체층의 구조가 제안되었다.
그러나 위와 같은 종래 기술은, 선형의 연장부들을 사용함에 따라 연장부들의 저항이 커서 전류를 분산시키는데 한계가 있다. 나아가, 반사 전극이 P형 반도체층 상에 한정되어 위치하므로, 반사 전극에 의해 반사되지 못하고 패드들 및 연장부들에 의해 손실되는 광이 상당히 발생한다. 또한, N형 전극과 P형 전극의 위치에 따라 전류 쏠림 현상이 발생하여, 발광 효율이 매우 낮은 영역이 존재한다.
뿐만 아니라, N형 전극을 형성하기 위하여, N형 반도체층을 노출시키는 영역이 상대적으로 넓게 형성된다. 이는 곧 발광 영역의 감소로 이어지며, 발광 다이오드 전체의 발광 효율 및 발광 강도를 저하시킨다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 발광 영역의 감소를 최소화할 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 전류 분산 효율이 개선된 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 활성층의 제거 공정을 최소화하면서, 전류 분산 효율을 향상시킬 수 있으며, 공정이 단순화된 발광 다이오드 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 발광 다이오드는, 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체; 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하며, 상기 제1 도전형 반도체층이 부분적으로 노출된 복수의 홀들; 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층에 각각 전기적으로 접속되고, 서로 절연된 제1 전극층과 제2 전극층을 포함하되, 상기 제2 전극층은, 상기 복수의 홀들 각각에 대응하는 개구부를 포함하며, 서로 이격된 복수의 단위 전극층; 및 적어도 두 개의 상기 단위 전극층들을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결층을 포함하고, 상기 제1 전극층은 상기 복수의 홀들을 통하여 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹 컨택하며, 상기 발광 구조체를 부분적으로 덮는다.
상기 발광 다이오드에 따르면, 전류 분산 효율 및 발광 균일성이 향상될 수 있다. 따라서, 고효율이 대면적 플립칩형 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
상기 단위 전극층은 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하여 상기 제2 도전형 반도체층에 오믹 컨택할 수 있다.
상기 개구부는 상기 단위 전극층의 중앙에 위치할 수 있다.
상기 복수의 단위 전극층들은 각각 서로 동일한 면적을 가질 수 있다.
또한, 상기 복수의 단위 전극층들은 격자형으로 상기 발광 구조체 상에 배치될 수 있다.
상기 단위 전극층들을 적어도 세 개 이상 전기적으로 연결하는 하나의 연결층을 포함할 수 있다.,
다른 실시예들에서, 상기 단위 전극층들 중 인접하는 단위 전극층들을 연결하는 복수의 연결층을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드는, 상기 복수의 단위 전극층, 및 상기 발광 구조체를 덮는 하부 절연층을 더 포함할 수 있고, 상기 하부 절연층은 상기 복수의 홀들에 대응하여 형성된 제1 개구부, 및 상기 단위 전극층 각각의 일부를 노출시키는 제2 개구부를 포함할 수 있다.
상기 단위 전극층은 반사 금속층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 투명 도전 산화물층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 하부 절연층은 분포 브래그 반사기를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 단위 전극층은 투명 도전 산화물층을 포함하고, 상기 하부 절연층은 분포 브래그 반사기를 포함할 수 있다. 이들 실시예에 따르면, 상기 제2 전극층 또는 상기 하부 절연층을 이용하여 광을 반사시킬 수 있으며, 따라서 광 효율을 개선할 수 있다.
나아가, 상기 제1 전극층은 상기 제1 개구부를 통해 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹 컨택할 수 있고, 상기 제1 전극층은 상기 하부 절연층을 부분적으로 덮을 수 있다.
상기 제2 전극층은 상기 제2 개구부를 채울 수 있고, 상기 단위 전극층과 접속되는 컨택층을 더 포함하며, 상기 연결층은 인접하는 단위 전극층들 상에 위치하는 컨택층들을 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 상기 연결층은 상기 하부 절연층 상에 위치할 수 있다.
상기 발광 다이오드는, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층을 덮는 상부 절연층을 더 포함할 수 있고, 상기 상부 절연층은 상기 제1 전극층을 부분적으로 노출시키는 제3 개구부, 및 상기 컨택층들 중 적어도 일부를 부분적으로 노출시키는 제4 개구부를 포함할 수 있다.
상기 상부 절연층은 분포 브래그 반사기를 포함할 수 있다. 이에 따라, 광 손실을 방지하여 광 효율을 향상시킬 수 있다.
덧붙여, 상기 발광 다이오드는, 상기 제3 개구부를 통해 상기 제1 전극층과 접속되며 상기 상부 절연층 상에 위치하는 제1 패드; 및 상기 제1 패드와 이격되며, 상기 제4 개구부를 통해 상기 컨택층과 접속되며, 상기 상부 절연층 상에 위치하는 제2 패드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드는, 절연층 상에 위치하는 방열 패드를 더 포함할 수 있다.
상기 방열 패드는 상기 제1 및 제2 패드 사이에 위치할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 패드와 전기적으로 절연될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 발광 다이오드는 상기 제1 및 제2 전극층에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 발광 구조체 상에 위치하는 제1 패드 및 제2 패드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발광 다이오드 제조 방법은, 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체를 형성하고; 상기 발광 구조체를 패터닝하여 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 복수의 홀을 형성함과 아울러, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 서로 이격된 복수의 단위 전극층을 형성하고; 상기 복수의 홀을 통해 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹 컨택하는 제1 전극층과, 상기 제1 전극층과 절연되며 상기 복수의 단위 전극층을 전기적으로 접속하는 연결층을 형성하는 것을 포함하고, 상기 복수의 단위 전극층은 개구부를 포함하되, 상기 개구부는 상기 복수의 홀들 각각에 대응하고, 상기 제1 전극층은 상기 발광 구조체를 부분적으로 덮는다.
상기 제조 방법에 따르면, 단순화된 공정을 통해 전류 분산 효율이 개선된 발광 다이오드를 제조할 수 있는 방법이 제공된다.
상기 복수의 단위 전극층은 상기 제2 도전형 반도체층에 오믹 컨택할 수 있다.
상기 제조 방법은, 상기 복수의 단위 전극층 각각 상에 컨택층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있고, 상기 연결층은 적어도 둘 이상의 컨택층들을 전기적으로 연결하며, 상기 컨택층과 연결층은 동시에 형성될 수 있다.
상기 제조 방법은, 상기 제1 전극층 및 연결층을 형성하기 전에, 상기 발광 구조체 및 단위 전극층을 덮는 하부 절연층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있고, 상기 하부 절연층은 상기 복수의 홀 내에 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 제1 개구부, 및 상기 단위 금속층을 부분적으로 노출시키는 제2 개구부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 단위 전극층은 금속 반사층을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 단위 전극층은 투명 도전 산화물층을 포함할 수 있다. 한편, 상기 하부 절연층은 분포 브래그 반사기를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 제조 방법은, 상기 복수의 단위 전극층 각각 상에 상기 제2 개구부를 채우는 컨택층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 전극층, 상기 연결층 및 상기 컨택층은 동시에 형성되며, 상기 제1 전극층은 상기 연결층과 컨택층으로부터 이격될 수 있다.
상기 제조 방법은, 상기 제1 전극층, 연결층 및 컨택층을 덮는 상부 절연층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있고, 상기 상부 절연층은 상기 제1 전극층을 노출시키는 적어도 하나의 제3 개구부, 및 상기 컨택층을 노출시키는 제4 개구부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제조 방법은, 상기 제3 개구부를 통해 상기 제1 전극층과 전기적으로 연결된 제1 패드, 및 상기 제4 개구부를 통해 상기 컨택층과 전기적으로 연결된 제2 패드를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 제조 방법은, 상기 상부 절연층 상에 위치하는 방열 패드를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 제조 방법은, 상기 제1 전극층 및 단위 전극층에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 발광 구조체 상에 위치하는 제1 패드 및 제2 패드를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 홀을 통해 제1 도전형 반도체층과 오믹 컨택하는 구조를 포함하여, 발광 영역의 감소가 최소화된 발광 다이오드가 제공된다. 또한, 전류 분산 효율이 향상되고 발광 균일성이 향상된 발광 다이오드 제공된다. 나아가, 제1 전극층과 제2 전극층의 일부를 동시에 형성할 수 있는 발광 다이오드 제조 방법이 제공되어, 발광 다이오드의 제조가 단순화될 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다. 도 2 내지 도 4는 각각 도 1의 A-A선, B-B선, C-C선에 대응하는 단면을 도시하는 단면도들이다. 설명의 편의를 위하여, 도 1에는 도면부호를 나타내지 않았다. 평면도와 관련한 구성들의 도면 부호는, 도 7 내지 도 12를 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 더욱 상세하게 설명된다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)을 포함하는 발광 구조체(120), 제1 전극층(141), 제2 전극층(130)을 포함한다. 나아가, 상기 발광 다이오드는 기판(110), 하부 절연층(151), 상부 절연층(153), 제1 패드(161) 및 제2 패드(163)를 더 포함할 수 있다.
기판(110)은 발광 구조체(120)를 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않으며, 예를 들어, 예를 들어, 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판 등일 수 있다. 본 실시예에 있어서, 기판(110)은 패턴 된 사파이어 기판(Patterned Sapphire Substrate; PSS)일 수 있다.
발광 다이오드에 있어서, 기판(110)은 생략될 수 있다. 기판(110)이 발광 구조체의 성장 기판으로서 이용된 경우, 기판(110)은 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자(이하, '통상의 기술자')에게 공지된 기술을 이용하여 발광 구조체(120)로부터 분리되어 제거될 수 있다. 기판(110)은 물리적 및/또는 화학적 방법을 통해 발광 구조체로부터 분리되거나 제거될 수 있고, 예를 들어, 레이저 리프트 오프, 화학적 리프트 오프, 스트레스 리프트 오프, 또는 연마 등의 방법으로 분리되거나 제거될 수 있다.
발광 구조체(120)는 제1 도전형 반도체층(121), 제1 도전형 반도체층(121) 상에 위치하는 활성층(123), 및 활성층(123) 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층(125)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드는, 발광 구조체(120)의 제2 도전형 반도체층(125) 및 활성층(123)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(121)이 부분적으로 노출된 복수의 홀(127)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121)은 n형 불순물 (예를 들어, Si)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(125)은 p형 불순물 (예를 들어, Mg)을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다. 활성층(123)은 다중양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있다.
복수의 홀(127)은 활성층(123)과 제2 도전형 반도체층(125)이 부분적으로 제거되어 제1 도전형 반도체층(121)의 상면이 부분적으로 노출됨으로써 형성될 수 있다. 복수의 홀(127)의 개수 및 배치 위치는 제한되지 않으며, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 일정한 간격으로 규칙적으로 배열될 수 있다. 복수의 홀(127)의 위치에 따라 후술하는 단위 전극층(131u)의 위치가 결정될 수 있다.
후술하는 바와 같이, 제1 전극층(141)은 홀(127)들을 통해 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택될 수 있다. 따라서, 홀(127)들이 발광 구조체(120)에 복수 개로 규칙적인 간격으로 배치됨으로써, 발광 구조체(120) 전체에 대해서 전류가 대체로 균일하게 분산되도록 할 수 있다. 다만, 도시된 복수의 홀(127)의 개수 및 배치 위치는 예시적인 것이며, 전류 분산 효율을 고려하여 다양하게 디자인될 수 있다.
또한, 제1 전극층(141)은 홀(127)들을 통해서 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택되므로, 제1 도전형 반도체층(121)과 연결된 전극 등을 형성하기 위하여 활성층(123)이 제거되는 영역이 복수의 홀(127)들에 대응하는 영역과 동일하다. 따라서, 제1 도전형 반도체층(121)과 금속층의 오믹 컨택을 위한 영역이 최소화될 수 있고, 종래에 비해 전체 칩 면적에 대한 발광 영역의 면적 비율이 더 큰 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
제1 전극층(141)과 제2 전극층(130)은 각각 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(125)에 전기적으로 접속될 수 있다. 특히, 제2 전극층(130)은 전극층(131)과 연결층(135)을 포함할 수 있고, 나아가, 컨택층(133)을 더 포함할 수 있다. 한편, 제1 전극층(141)과 제2 전극층(130)은 서로 절연된다. 예를 들어, 제1 전극층(141)과 제2 전극층(130)은 하부 절연층(151) 및 상부 절연층(153)에 의해 절연될 수 있다.
전극층(131)은 제2 도전형 반도체층(125) 상에 위치하여 제2 도전형 반도체층(125)의 상면을 부분적으로 덮고, 오믹 컨택될 수 있다. 또한, 전극층(131)은 복수의 단위 전극층(131u)으로 서로 이격되어 발광 구조체(120) 상에 배치될 수 있다. 이때 각각의 단위 전극층(131u)은 적어도 하나의 홀(127)에 대응하는 개구부를 포함한다. 즉, 적어도 하나의 홀(127)은 상기 개구부를 통해 노출될 수 있으며, 단위 전극층(131u)의 개구부의 폭 및 면적은 홀(127)의 면적보다 클 수 있다.
각각의 단위 전극층(131u)은 대체로 동일한 면적 및/또는 형태를 갖도록 발광 구조체(120) 상에 배치될 수 있고, 또한 규칙적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 단위 전극층(131u)들은 격자형으로 배치될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(125)에 오믹 컨택하는 복수의 단위 전극층(131u)이 대체로 동일한 면적 및/또는 형태를 가짐으로써, 발광 구조체(120) 전체에 대해서 전류가 대체로 균일하게 분산되도록 할 수 있다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 단위 전극층(131u)들 각각은 복수의 홀(127)들이 위치하는 영역에 대응하여 배치될 수 있다. 특히, 단위 전극층(131u)의 개구부는 각각의 단위 전극층(131u)의 중앙 부분에 위치할 수 있고, 따라서, 복수의 홀(127)들 중 각각은 단위 전극층(131u)의 중앙 부분에 위치할 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드 동작 시, 제1 도전형 반도체층(121)은 복수의 홀(127)을 통해 제1 전극층(141)과 오믹 컨택되고, 제2 도전형 반도체층(121)은 각각의 단위 전극층(131u)을 통해 오믹 컨택된다. 따라서, 복수의 홀(127)과 단위 전극층(131u)을 통해 제1 및 제2 도전형 반도체층(121, 125)에 전류가 공급될 수 있으며, 홀(127)이 단위 전극층(131u)의 중앙에 위치함으로써 단위 전극층(131u) 아래 영역의 발광 구조체 영역에 대해 전류가 균일하게 분산될 수 있다. 이러한 단위 전극층(131u)들과 홀(127)들이 발광 구조체 전체에 대해 규칙적으로 배치됨으로써, 발광 구조체 전체의 발광 영역에 대해 전류가 균일하게 분산될 수 있다. 따라서 본 발명의 발광 다이오드의 전류 분산 효율이 향상될 수 있다.
전극층(131)은 반사 금속층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 인디움틴산화물(ITO)이나, 아연산화물(ZnO)와 같은 투명 도전 산화물층을 포함할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 전극층(131)은 반사층 및 상기 반사층을 덮는 커버층을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전극층(131)은 제2 도전형 반도체층(125)과 오믹 컨택되는 것과 더불어, 광을 반사시키는 기능을 할 수 있다. 따라서, 상기 반사층은 높은 반사도를 가지면서 제2 도전형 반도체층(125)과 오믹 접촉을 형성할 수 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층은 Ni, Pt, Pd, Rh, W, Ti, Al, Ag 및 Au 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 반사층은 단일층 또는 다중층을 포함할 수 있다.
상기 커버층은 상기 반사층과 다른 물질 간의 상호 확산을 방지할 수 있고, 외부의 다른 물질이 상기 반사층에 확산하여 상기 반사층이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 커버층은 상기 반사층의 하면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 커버층은 상기 반사층과 함께 제2 도전형 반도체층(125)과 전기적으로 연결될 수 있어서, 상기 반사층과 함께 일종의 전극 역할을 할 수 있다. 상기 커버층은, 예를 들어, Au, Ni, Ti, Cr 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층을 포함할 수도 있다.
다시 도면을 참조하면, 상기 발광 다이오드는 하부 절연층(151)을 더 포함할 수 있다. 하부 절연층(151)은 발광 구조체(120) 및 금속층(131)을 부분적으로 덮을 수 있고, 또한, 하부 절연층(151)은 복수의 홀(127)들의 측면을 덮되, 홀(127)들의 하면을 노출시킬 수 있으며, 발광 구조체(120)의 측면을 더 덮을 수 있다.
하부 절연층(151)은 복수의 홀(127)들에 대응하는 부분에 위치하는 제1 개구부와 전극층(131)의 일부를 노출시키는 제2 개구부를 포함할 수 있다. 제1 개구부 및 홀(127)들을 통해 제1 도전형 반도체층(121)이 부분적으로 노출될 수 있고, 제2 개구부를 통해 전극층(131)이 부분적으로 노출될 수 있다. 제2 개구부는 각각의 단위 전극층(131u) 상에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
하부 절연층(151)은 절연성의 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, SiO2 또는 SiNx을 포함할 수 있다. 나아가, 하부 절연층(151)은 다중층을 포함할 수 있고, 굴절률이 다른 물질이 교대로 적층된 분포 브래그 반사기를 포함할 수도 있다.
제1 전극층(141)은 발광 구조체(120) 상에 위치할 수 있으며, 복수의 홀(127)들을 채워 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택할 수 있다. 제1 전극층(141)은 하부 절연층(151)의 일부 영역을 제외한 다른 부분을 전체적으로 덮도록 형성될 수 있고, 특히, 발광 구조체(120)의 측면까지 덮도록 형성될 수 있다. 제1 전극층(141)이 발광 구조체(120)의 측면에도 형성됨으로써, 활성층(123)으로부터 측면으로 방출되는 광을 반사시켜 발광 다이오드의 발광 효율을 증가시킬 수 있다. 제1 전극층(141)은 하부 절연층(151)의 제2 개구부에 대응하는 영역에는 위치하지 않으며, 또한, 제2 개구부들을 가상으로 잇는 영역에 대응하는 부분에는 위치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2 개구부들 및 이들 제2 개구부들을 잇는 영역에는 제1 전극층(141)이 형성되지 않을 수 있다.
제1 전극층(141)이 일부 영역을 제외하고 발광 구조체(120)를 전반적으로 덮도록 형성됨으로써, 전류 분산 효율이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 전극층(131)에 의해 덮이지 않는 부분을 제1 전극층(141)이 커버할 수 있으므로, 광을 더욱 효과적으로 반사시켜 발광 다이오드의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 전극층(141)은 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택함과 아울러, 광을 반사시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 제1 전극층(141)은 Al층과 같은 고반사 금속층을 포함할 수 있으며, 상기 고반사 금속층은 Ti, Cr 또는 Ni 등의 접착층 상에 형성될 수 있다.
제1 전극층(141)은 전극층(131)과 발광 구조체(121)의 측면으로부터 절연될 수 있고, 예를 들어, 하부 절연층(151)이 제1 전극층(141)과 전극층(131) 사이에 위치함으로써 서로 절연될 수 있다.
연결층(135)은 하부 절연층(151)의 적어도 두 개의 제2 개구부들을 서로 전기적으로 연결할 수 있고, 이에 따라, 연결층(135)은 적어도 두 개의 단위 전극층(131u)들을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 나아가, 상기 발광 다이오드는 하부 절연층(151)의 제2 개구부들을 채우는 컨택층(133)을 더 포함할 수 있고, 이 경우 연결층(135)은 컨택층(133)들을 서로 전기적으로 연결함으로써 단위 전극층(131u)들을 서로 전기적으로 연결한다.
연결층(135)은 하부 절연층(151) 상에 위치할 수 있고, 또한 제1 전극층(141)과 이격될 수 있다. 특히, 연결층(135)은 하부 절연층(151) 상에 제1 전극층(141)이 위치하지 않는 영역 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 연결층(135)은 하나의 단위 전극층(131u)과 그에 인접하는 다른 단위 전극층(131u)의 제2 개구부들을 잇는 선 상에 위치하는 영역을 덮도록 형성될 수 있다.
연결층(135)은 적어도 두 개의 단위 전극층(131u)들을 전기적으로 연결할 수 있으며, 나아가, 발광 구조체(120) 상에 위치하는 모든 단위 전극층(131u)들을 서로 전기적으로 연결할 수도 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 연결층(135)은 상하 방향으로 나란히 배치된 4개의 단위 전극층(131u)들을 직선 형태로 차례로 연결할 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 연결층(135)은 이에 한정되지 않으며, 다양한 형태로 단위 전극층(131u)들을 연결할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 연결층(135)은 상하 방향으로 나란히 배치된 4개의 단위 전극층(131u)들을 순서대로 연결하되, 하나의 연결부(135)는 인접하는 2개의 단위 전극층(131u)들만 전기적으로 연결하도록 서로 다른 모서리에 인접하도록 연결부(135)들이 배치될 수 있다. 이 경우, 하나의 단위 전극층(131u)에 대하여, 하부 절연층(151)의 제2 개구부는
연결층(135)에 의해 적어도 두 개 이상의 단위 전극층(131u)들이 전기적으로 연결됨과 아울러, 상기 적어도 두 개 이상의 단위 전극층(131u)들은 서로 병렬로 연결된다. 이에 따라, 복수의 단위 전극층(131u)들 간에 전류 분산 효율이 향상될 수 있고, 이는 곧 발광 구조체(120)의 전류 분산 효율의 증가를 제공한다.
본 발명의 발광 다이오드에 따르면, 전극층(131)을 복수의 단위 전극층(131u)으로 분할하여 형성함으로써 발광 영역 전반에 걸쳐 발광 효율 및 강도를 대체로 균일하게 할 수 있다. 이에 더하여, 복수의 단위 전극층(131u)들을 연결층(135)을 통해 병렬로 연결함으로써, 발광 영역 전반에 걸쳐 전류 분산 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 상기 발광 다이오드는 칩 전체에서 대체로 균일한 강도의 광을 방출시킬 수 있고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 연결층(135)과 컨택층(133)은 서로 일체로 형성될 수 있으며, 나아가, 연결층(135) 및 컨택층(133)은 제1 전극층(141)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 연결층(135)의 상면은 제1 전극층(141)의 상면과 대체로 나란하게 형성될 수도 있다.
상부 절연층(153)은 제1 전극층(141), 연결층(135) 및 컨택층(133)을 덮을 수 있다. 상부 절연층(153)은 제1 전극층(141)을 부분적으로 노출시키는 제3 개구부(153a), 및 복수의 홀(127) 상에 위치하는 연결층(135) 또는 컨택층(133)을 부분적으로 노출시키는 제4 개구부(153b)를 포함할 수 있다.
제3 및 제4 개구부(153a, 153b)는 하나 이상 형성될 수 있다. 또한, 제3 개구부(153a)가 발광 다이오드의 일 측 모서리에 인접하여 위치하는 경우, 제4 개구부(153b)는 타 측 모서리에 인접하도록 위치할 수 있다.
상부 절연층(153)은 절연성의 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, SiO2 또는 SiNx을 포함할 수 있다. 나아가, 상부 절연층(153)은 다중층을 포함할 수 있고, 굴절률이 다른 물질이 교대로 적층된 분포 브래그 반사기를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 발광 다이오드는 제1 패드(161) 및 제2 패드(163)를 더 포함할 수 있다.
제1 패드(161)는 상부 절연층(153) 상에 위치할 수 있고, 제3 개구부(153a)를 통해 제1 전극층(141)과 전기적으로 접속된다. 제2 패드(163)는 상부 절연층(153) 상에 위치할 수 있으며, 제4 개구부(153b)를 통해 연결층(135) 및/또는 컨택층(133)과 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 제1 및 제2 패드(161, 163)는 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층(121, 125)과 전기적으로 연결된다. 따라서 제1 및 제2 패드(161, 163)는 발광 다이오드에 외부로부터 전원을 공급하는 전극 역할을 할 수 있다.
제1 패드(161)와 제2 패드(163)는 서로 이격되며, 예를 들어, Ti, Cr, Ni 등의 접착층과 Al, Cu, Ag 또는 Au 등의 고전도 금속층을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드는, 방열 패드(170)를 더 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 발광 다이오드는 상부 절연층(153) 상에 위치하는 방열 패드(170)를 더 포함한다. 도 6의 발광 다이오드는 방열 패드(170)를 더 포함하는 점을 제외하고, 도 1 내지 도 4의 발광 다이오드와 대체로 유사하다.
상기 방열 패드(170)는 상부 절연층(153) 상에 위치하여, 발광 구조체(120)와 전기적으로 절연될 수 있다. 또한, 방열 패드(170)는 제1 및 제2 패드(161, 163) 사이에 위치할 수 있으며, 전기적으로 절연될 수 있다. 방열 패드(170)는 열 전도성이 높은 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, Cu를 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드는 방열 패드(170)를 포함함으로써 발광시 발생하는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있으며, 고출력의 대면적 플립칩 발광 다이오드의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 발광 시 발생하는 열에 의한 발광 다이오드의 열화를 방지할 수 있다.
나아가, 방열 패드(170)가 상부 절연층(153) 상에 위치하여 발광 구조체(120)와 절연됨으로써, 방열 패드(170)에 의해 발생할 수 있는 전기적 문제(예를 들어, 쇼트)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.
도 7 내지 도 12의 실시예를 참조하여 설명하는 제조 방법에 따르면, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 발광 다이오드가 제공될 수 있다. 따라서, 도 1 내지 도 4의 실시예에서 설명한 바와 동일한 구성에 대해서는 이하 상세한 설명이 생략될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 발명이 이하 설명에 따라 제한되는 것은 아니다.
도 7 내지 도 12는 각각 평면도와 단면도를 도시한다. 각각의 도면들에 있어서, 각 단면도들은 이에 대응하는 평면도에서 D-D선 또는 E-E선에 대응하는 부분의 단면이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)을 포함하는 발광 구조체(120)를 형성한다.
기판(110)은 발광 구조체(120)가 성장될 수 있는 성장 기판일 수 있으며, 예를 들어, 패턴된 사파이어 기판(PSS)일 수 있다.
제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123), 및 제2 도전형 반도체층(125)은 순차적으로 성장됨으로써 형성될 수 있다. 발광 구조체(120) 질화물 반도체를 포함할 수 있으며, MOCVD, HVPE, MBE 등 통상의 기술자에게 공지된 질화물 반도체층 성장 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
이어서, 도 8을 참조하면, 발광 구조체(120)를 패터닝하여 제1 도전형 반도체층(121)을 노출시키는 복수의 홀(127)을 형성함과 아울러, 제2 도전형 반도체층(125) 상에 오믹 컨택하며 서로 이격된 복수의 단위 전극층(131u)을 형성한다. 복수의 홀(127)과 단위 전극층(131u)의 형성 순서는 편의에 따라 자유롭게 선택될 수 있다.
발광 구조체(120)를 패터닝하는 것은, 식각 및 사진 기술을 이용하여 수행될 수 있다. 복수의 홀(127)은 도시된 바와 같이, 규칙적으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 단위 전극층(131u)은 금속 물질 또는 투명 도전 산화물의 증착 및 식각 기술을 이용해서 형성될 수 있으며, 이와 달리, 금속 물질 또는 투명 도전 산화물의 증착 및 리프트 오프 기술을 이용하여 형성될 수도 있다. 복수의 단위 전극층(131u) 각각은 하나의 홀(127)을 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 상기 홀(127)을 노출시키는 개구부(131a)를 포함할 수 있다.
복수의 단위 전극층(131u)은 그 중앙에 홀(127)이 위치하도록 형성될 수 있으며, 또한, 규칙적으로 배치되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 복수의 단위 전극층(131u)은 격자형으로 배치될 수 있다.
다음, 도 9a를 참조하면, 발광 구조체(120) 및 전극층(131)을 덮는 하부 절연층(151)을 형성할 수 있다. 나아가, 하부 절연층(151)은 복수의 홀(127)의 측면을 더 덮도록 형성될 수 있다.
하부 절연층(151)은 복수의 홀(127)의 하면을 노출시키는 제1 개구부(151a) 및 전극층(131)을 부분적으로 노출시키는 제2 개구부(151b)를 포함할 수 있다. 하부 절연층(151)은 SiO2 등과 같은 절연성 물질을 증착 및 패터닝하여 형성할 수 있다.
하부 절연층(151)의 제2 개구부(151b)의 위치에 따라, 후속 공정에서 연결층(135)의 형성 위치가 결정될 수 있다. 따라서, 형성하고자 하는 연결층(135)의 위치에 따라 제2 개구부(151b)를 형성할 수 있고, 예를 들어, 도 9a의 (a)와 달리 도 9b에 도시된 바와 같이 제2 개구부(151b')를 형성할 수도 있다. 도 9b와 같이 제2 개구부(151b')의 위치를 형성하는 경우, 도 5의 실시예와 같은 구조의 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
도 10을 참조하면, 발광 구조체(120) 및 하부 절연층(151) 상에 제1 전극층(141) 및 연결층(135)을 형성한다. 나아가, 제2 개구부(151b)를 채우는 컨택층(133)이 더 형성될 수도 있다.
제1 전극층(141)은 금속 물질을 증착 및 패터닝하여 형성될 수 있고, 연결층(135)과 컨택층(133)이 형성되는 영역을 제외한 하부 절연층(151)을 전반적으로 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극층(141)은 제1 개구부(151a)를 채워, 복수의 홀(127)을 통해 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택할 수 있다.
컨택층(133)은 제2 개구부(151b)를 채우도록 증착되어 형성될 수 있고, 이에 따라 컨택층(133)은 전극층(131)과 전기적으로 접속된다. 연결층(135)은 적어도 두 개 이상의 단위 전극층(131u)을 서로 전기적으로 연결하도록 형성될 수 있으며, 특히, 하나의 컨택층(133)과 인접하는 다른 컨택층(133)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 연결층(135)은 하부 절연층(151) 상에 형성될 수 있다. 제1 전극층(141)과, 연결층(135) 및 컨택층(133) 서로 이격되어 형성될 수 있고, 이에 따라 서로 전기적으로 절연된다.
또한, 제1 전극층(141)과, 연결층(135) 및 컨택층(133)은 동시에 동일한 증착 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 발광 구조체(120) 및 하부 절연층(151)을 전체적으로 덮는 금속 물질을 증착하고, 이를 패터닝하거나 리프트 오프 공정을 통해 이격 영역(210)을 형성함으로써, 제1 전극층(141)과, 연결층(135) 및 컨택층(133)을 형성할 수 있다. 따라서, 제1 전극층(141)과, 연결층(135) 및 컨택층(133)은 서로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전극층(141)과, 연결층(135) 및 컨택층(133)의 상면들은 대체로 나란하게 형성될 수 있다.
이와 같이 제1 전극층(141)과, 연결층(135) 및 컨택층(133)이 동시에 동일한 공정을 통해 형성됨으로써, 발광 다이오드 제조 공정이 단순화될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 공정을 통해 형성될 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 연결층(135) 및 컨택층(133)은 복수 개의 스트라이프 형태로 형성되나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 복수의 단위 전극층(131u)을 연결하는 연결층(135)의 배치 및 개수는 편의에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
다음, 도 11을 참조하면, 제1 전극층(141)과, 연결층(135) 및 컨택층(133)을 덮는 상부 절연층(153)을 형성할 수 있다.
상부 절연층(153)은 제1 전극층(141)을 부분적으로 노출시키는 적어도 하나의 제3 개구부(153a)와, 컨택층(133) 및/또는 연결층(135)을 부분적으로 노출시키는 적어도 하나의 제4 개구부(153b)를 포함할 수 있다. 상부 절연층(153)은 SiO2 등과 같은 절연성 물질을 증착 및 패터닝하여 형성할 수 있다.
특히, 상부 절연층(153)은 제1 전극층(141)과, 연결층(135) 및 컨택층(133)의 이격 영역(210)을 채우도록 형성되어, 제1 전극층(141)과, 연결층(135) 및 컨택층(133) 간의 전기적 절연을 더욱 강화할 수 있다.
제3 개구부(153a)는 발광 다이오드의 일 측 모서리에 인접하여 형성될 수 있으며, 제4 개구부(153b)는 발광 다이오드의 타 측 모서리에 인접하여 형성될 수 있다. 즉, 제3 및 제4 개구부(153a, 153b)는, 도시된 바와 같이, 각각 서로 반대되는 모서리에 인접하도록 형성될 수 있다.
이어서, 상부 절연층(153) 상에 제1 패드(161) 및 제2 패드(163)를 더 형성할 수 있다. 이에 따라, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같은 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
제1 패드(161)는 제3 개구부(153a) 상에 이를 채우도록 형성될 수 있고, 따라서 제1 패드(161)는 제1 전극층(141)과 전기적으로 접속된다. 유사하게, 제2 패드(163)는 제4 개구부(153b) 상에 이를 채우도록 형성될 수 있고, 제2 패드(163)와 전극층(131)은 전기적으로 접속된다. 제1 패드(161) 및 제2 패드(163)는 발광 다이오드를 서브마운트, 패키지 또는 인쇄회로기판 등에 실장하기 위해 범프를 접속하거나 SMT를 위한 패드로 사용될 수 있다.
제1 및 제2 패드(161, 163)는 동일 공정으로 함께 형성될 수 있으며, 예를 들어, 사진 및 식각 기술 또는 리프트 오프 기술을 사용하여 형성될 수 있다.
나아가, 상기 발광 다이오드 제조 방법은, 기판(110)을 발광 구조체(120)로부터 분리하는 것을 더 포함할 수 있다. 기판(110)은 물리적 및/또는 화학적 방법을 통해서 분리되거나 제거될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드 제조 방법은, 방열 패드(170)를 상부 절연층(153) 상에 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. 방열 패드(170)는 제1 및 제2 패드(161, 163)와 동시에 형성될 수 있다. 방열 패드(170)를 형성하는 것을 더 포함하는 발광 다이오드 제조 방법에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같은 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 상술한 다양한 실시예들 및 특징들에 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 특허청구범위에 의한 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다.

Claims (28)

  1. 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체;
    상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하며, 상기 제1 도전형 반도체층이 부분적으로 노출된 복수의 홀들; 및
    상기 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층에 각각 전기적으로 접속되고, 서로 절연된 제1 전극층과 제2 전극층을 포함하되,
    상기 제2 전극층은,
    상기 복수의 홀들 각각에 대응하는 개구부를 포함하며, 서로 이격된 복수의 단위 전극층; 및
    적어도 두 개의 상기 단위 전극층들을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결층을 포함하고,
    상기 제1 전극층은 상기 복수의 홀들을 통하여 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹 컨택하며, 상기 발광 구조체를 부분적으로 덮는, 발광 다이오드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위 전극층은 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하여 상기 제2 도전형 반도체층에 오믹 컨택하는 발광 다이오드.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 개구부는 상기 단위 전극층의 중앙에 위치하는 발광 다이오드.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 단위 전극층들은 각각 서로 동일한 면적을 갖는 발광 다이오드.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 단위 전극층들은 격자형으로 상기 발광 구조체 상에 배치된 발광 다이오드.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위 전극층들을 적어도 세 개 이상 전기적으로 연결하는 하나의 연결층을 포함하는 발광 다이오드.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위 전극층들 중 인접하는 단위 전극층들을 연결하는 복수의 연결층을 포함하는 발광 다이오드.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 단위 전극층, 및 상기 발광 구조체를 덮는 하부 절연층을 더 포함하고,
    상기 하부 절연층은 상기 복수의 홀들에 대응하여 형성된 제1 개구부, 및 상기 단위 전극층 각각의 일부를 노출시키는 제2 개구부를 포함하는 발광 다이오드.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 단위 전극층은 투명 도전 산화물층을 포함하고, 상기 상부 절연층은 분포 브래그 반사기를 포함하는 발광 다이오드.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 전극층은 상기 제1 개구부를 통해 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹 컨택하고,
    상기 제1 전극층은 상기 하부 절연층을 부분적으로 덮는 발광 다이오드.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 전극층은 상기 제2 개구부를 채우며, 상기 단위 전극층과 접속되는 컨택층을 더 포함하고,
    상기 연결층은 인접하는 단위 전극층들 상에 위치하는 컨택층들을 전기적으로 연결하는 발광 다이오드.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 연결층은 상기 하부 절연층 상에 위치하는 발광 다이오드.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 전극층 및 제2 전극층을 덮는 상부 절연층을 더 포함하고,
    상기 상부 절연층은 상기 제1 전극층을 부분적으로 노출시키는 제3 개구부, 및 상기 컨택층들 중 적어도 일부를 부분적으로 노출시키는 제4 개구부를 포함하는 발광 다이오드.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 상부 절연층은 분포 브래그 반사기를 포함하는 발광 다이오드.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제3 개구부를 통해 상기 제1 전극층과 접속되며 상기 상부 절연층 상에 위치하는 제1 패드; 및
    상기 제1 패드와 이격되며, 상기 제4 개구부를 통해 상기 컨택층과 접속되며, 상기 상부 절연층 상에 위치하는 제2 패드를 더 포함하는 발광 다이오드.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 절연층 상에 위치하는 방열 패드를 더 포함하는 발광 다이오드.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 방열 패드는 상기 제1 및 제2 패드 사이에 위치하며, 상기 제1 및 제2 패드와 전기적으로 절연된 발광 다이오드.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극층에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 발광 구조체 상에 위치하는 제1 패드 및 제2 패드를 더 포함하는 발광 다이오드.
  19. 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체를 형성하고;
    상기 발광 구조체를 패터닝하여 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 복수의 홀을 형성함과 아울러, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 서로 이격된 복수의 단위 전극층을 형성하고;
    상기 복수의 홀을 통해 상기 제1 도전형 반도체층에 오믹 컨택하는 제1 전극층과, 상기 제1 전극층과 절연되며 상기 복수의 단위 전극층을 전기적으로 접속하는 연결층을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 복수의 단위 전극층은 개구부를 포함하되, 상기 개구부는 상기 복수의 홀들 각각에 대응하고,
    상기 제1 전극층은 상기 발광 구조체를 부분적으로 덮는 발광 다이오드 제조 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 단위 전극층은 상기 제2 도전형 반도체층에 오믹 컨택하는 발광 다이오드 제조 방법.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 복수의 단위 전극층 각각 상에 컨택층을 형성하는 것을 더 포함하고,
    상기 연결층은 적어도 둘 이상의 컨택층들을 전기적으로 연결하며, 상기 컨택층과 연결층은 동시에 형성되는 발광 다이오드 제조 방법.
  22. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 전극층 및 연결층을 형성하기 전에, 상기 발광 구조체 및 단위 전극층을 덮는 하부 절연층을 형성하는 것을 더 포함하고,
    상기 하부 절연층은 상기 복수의 홀 내에 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 제1 개구부, 및 상기 단위 전극층을 부분적으로 노출시키는 제2 개구부를 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 단위 전극층은 투명 도전 산화물층을 포함하고, 상기 하부 절연층은 분포 브래그 반사기를 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 복수의 단위 전극층 각각 상에 상기 제2 개구부를 채우는 컨택층을 형성하는 것을 더 포함하고,
    상기 제1 전극층, 상기 연결층 및 상기 컨택층은 동시에 형성되며, 상기 제1 전극층은 상기 연결층과 컨택층으로부터 이격된 발광 다이오드 제조 방법.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 제1 전극층, 연결층 및 컨택층을 덮는 상부 절연층을 형성하는 것을 더 포함하고,
    상기 상부 절연층은 상기 제1 전극층을 노출시키는 적어도 하나의 제3 개구부, 및 상기 컨택층을 노출시키는 제4 개구부를 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 제3 개구부를 통해 상기 제1 전극층과 전기적으로 연결된 제1 패드, 및 상기 제4 개구부를 통해 상기 컨택층과 전기적으로 연결된 제2 패드를 형성하는 것을 더 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 상부 절연층 상에 위치하는 방열 패드를 형성하는 것을 더 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
  28. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 전극층 및 단위 전극층에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 발광 구조체 상에 위치하는 제1 패드 및 제2 패드를 형성하는 것을 더 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180109270A (ko) * 2017-03-27 2018-10-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자
US11329097B2 (en) 2017-03-27 2022-05-10 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Semiconductor device having a first pad not overlapping first connection electrodes and a second pad not overlapping second connection electrodes in a thickness direction

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150139194A (ko) * 2014-06-03 2015-12-11 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드 및 그 제조 방법
TWI591849B (zh) 2015-11-27 2017-07-11 隆達電子股份有限公司 半導體發光結構及其半導體封裝結構
CN105655458B (zh) * 2016-03-17 2019-06-04 厦门乾照光电股份有限公司 一种增加发光面积led芯片结构及制作方法
CN105633240B (zh) * 2016-03-17 2018-06-08 厦门乾照光电股份有限公司 一种csp封装芯片结构及制作方法
CN107689408B (zh) * 2016-08-04 2020-03-17 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管覆晶晶粒及显示器
WO2018084631A1 (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지
US10340425B2 (en) * 2016-11-25 2019-07-02 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode having light blocking layer
KR102550007B1 (ko) * 2016-11-30 2023-07-03 서울바이오시스 주식회사 복수의 발광셀들을 가지는 발광 다이오드
CN113851564B (zh) * 2018-01-19 2024-02-06 泉州三安半导体科技有限公司 发光二极管及其制作方法
CN110828503B (zh) * 2018-08-09 2023-05-02 首尔伟傲世有限公司 发光元件
KR102624112B1 (ko) * 2018-10-23 2024-01-12 서울바이오시스 주식회사 플립칩형 발광 다이오드 칩

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6547249B2 (en) * 2001-03-29 2003-04-15 Lumileds Lighting U.S., Llc Monolithic series/parallel led arrays formed on highly resistive substrates
KR101007130B1 (ko) * 2009-02-18 2011-01-10 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
KR101761385B1 (ko) * 2010-07-12 2017-08-04 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
US8476663B2 (en) * 2010-09-01 2013-07-02 Phostek, Inc. Semiconductor light emitting component and method for manufacturing the same
US9070851B2 (en) * 2010-09-24 2015-06-30 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Wafer-level light emitting diode package and method of fabricating the same
KR101978968B1 (ko) * 2012-08-14 2019-05-16 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 및 발광장치
DE202013012470U1 (de) * 2012-09-07 2017-01-12 Seoul Viosys Co., Ltd. Leuchtdiodenarray auf WAFER-Ebene
KR20150139194A (ko) * 2014-06-03 2015-12-11 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드 및 그 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180109270A (ko) * 2017-03-27 2018-10-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자
US11329097B2 (en) 2017-03-27 2022-05-10 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Semiconductor device having a first pad not overlapping first connection electrodes and a second pad not overlapping second connection electrodes in a thickness direction

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