KR20150141198A - Semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 빛 손실을 감소하여 휘도가 향상된 반도체 발광소자에 관한 것이다.The present disclosure relates generally to a semiconductor light emitting device, and more particularly to a semiconductor light emitting device in which luminance is improved by reducing light loss.
여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 반도체 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.Here, the semiconductor light emitting element means a semiconductor light emitting element that generates light through recombination of electrons and holes, for example, a group III nitride semiconductor light emitting element. The Group III nitride semiconductor is made of a compound of Al (x) Ga (y) In (1-x-y) N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? A GaAs-based semiconductor light-emitting element used for red light emission, and the like.
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).Herein, the background art relating to the present disclosure is provided, and these are not necessarily meant to be known arts.
도 1은 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이다.1 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in U.S. Patent No. 7,262,436.
반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 성장되는 위에 성장되는 n형 반도체층(300), n형 반도체층(300) 위에 성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 성장되는 p형 반도체층(500), p형 반도체층(500) 위에 형성되는 반사막으로 기능하는 전극(901,902,903) 그리고 식각되어 노출된 n형 반도체층(300) 위에 형성되는 n측 본딩 패드(800)를 포함한다.The semiconductor light emitting device includes a
이러한 구조의 칩, 즉 기판(100)의 일측에 전극(901,902,903) 및 전극(800) 모두가 형성되어 있고, 전극(901,902,903)이 반사막으로 기능하는 형태의 칩을 플립 칩(filp chip)이라 한다. 전극(901,902,903)은 반사율이 높은 전극(901; 예: Ag), 본딩을 위한 전극(903; 예: Au) 그리고 전극(901) 물질과 전극(903) 물질 사이의 확산을 방지하는 전극(902; 예: Ni)으로 이루어진다. 이러한 금속 반사막 구조는 반사율이 높고, 전류 확산에 이점을 가지지만, 금속에 의한 빛 흡수라는 단점을 가진다.A chip having such a structure, that is, a chip in which both the
도 2는 일본 공개특허공보 제2006-20913호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이다.2 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-20913.
반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 성장되는 버퍼층(200), 버퍼층(200) 위에 성장되는 n형 반도체층(300), n형 반도체층(300) 위에 성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 성장되는 p형 반도체층(500), p형 반도체층(500) 위에 형성되며, 전류 확산 기능을 하는 투광성 도전막(600), 투광성 도전막(600) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(700) 그리고 식각되어 노출된 n형 반도체층(300) 위에 형성되는 n측 본딩 패드(800)를 포함한다. 그리고 투광성 도전막(600) 위에는 분포 브래그 리플렉터(900; DBR: Distributed Bragg Reflector)와 금속 반사막(904)이 구비되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 금속 반사막(904)에 의한 빛 흡수를 감소하지만, 전극(901,902,903)을 이용하는 것보다 상대적으로 전류 확산이 원활치 못한 단점이 있다. 또한, 일부의 빛이 분포 브래그 리플렉터가 높이차로 인해 반사율이 저하된 영역을 투과하여 손실되는 단점이 있다.The semiconductor light emitting device includes a
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.
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).SUMMARY OF THE INVENTION Herein, a general summary of the present disclosure is provided, which should not be construed as limiting the scope of the present disclosure. 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 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층; 제1 반도체층과 전기적으로 연통하며 전자와 정공 중 하나를 공급하는 제1 전극부; 제2 반도체층과 전기적으로 연통하며 전자와 정공 중 나머지 하나를 공급하는 제2 전극부; 활성층에서 생성된 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하도록 복수의 반도체층 위에 형성되며, 개구가 형성된 비도전성 반사막; 그리고 비도전성 반사막을 투과한 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하도록 비도전성 반사막 위에 형성된 추가의 반사막;을 포함하며, 제1 전극부와 제2 전극부 중의 적어도 하나는: 개구에 의해 적어도 일부가 노출되며, 복수의 반도체층과 전기적으로 연결되는 하부전극; 그리고 비도전성 반사막과 추가의 반사막 사이에 형성되며, 개구를 통해 하부전극과 전기적으로 연결되는 연결전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.According to one aspect of the present disclosure, in a semiconductor light emitting device, a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, A plurality of semiconductor layers interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and having an active layer that generates light through recombination of electrons and holes; A first electrode portion that is in electrical communication with the first semiconductor layer and supplies one of electrons and holes; A second electrode portion that is in electrical communication with the second semiconductor layer and supplies the remaining one of electrons and holes; A non-conductive reflective film formed on the plurality of semiconductor layers so as to reflect light generated in the active layer toward the first semiconductor layer, the non-conductive reflective film having an opening formed therein; And an additional reflective film formed on the non-conductive reflective film so as to reflect the light transmitted through the non-conductive reflective film toward the first semiconductor layer, wherein at least one of the first and second electrode parts comprises: A lower electrode electrically connected to the plurality of semiconductor layers; And a connection electrode formed between the non-conductive reflective film and the additional reflective film and electrically connected to the lower electrode through the opening.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.
도 1은 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 일본 공개특허공보 제2006-20913호에 제시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 설명하는 도면,
도 4는 비도전성 반사막으로부터 빛이 투과될 가능성이 큰 부분의 일예를 설명하는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 설명하는 도면,
도 6 내지 도 17은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 설명하는 도면들.1 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in U.S. Patent No. 7,262,436,
2 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-20913,
3 is a view for explaining an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
4 is a view for explaining an example of a portion where light is likely to be transmitted from a non-conductive reflective film,
5 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
6 to 17 are views for explaining an example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure;
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)). The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 설명하는 도면으로서, 본 예에서 반도체 발광소자는 기판(10), 복수의 반도체층, 빛흡수 방지막(41), 전류확산 도전막(60), 비도전성 반사막(91), 추가의 반사막(95), 제1 전극부(71,72,74,75) 및 제2 전극부(81,82,84,85)를 포함한다. 이하, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 하여 설명한다.3 is a view for explaining an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure. In this example, a semiconductor light emitting device includes a
기판(10)으로 주로 사파이어, SiC, Si, GaN 등이 이용되며, 기판(10)은 최종적으로 제거될 수 있다. 도 3에는 제1 전극부(71,72,74,75) 및 제2 전극부(81,82,84,85)가 모두 복수의 반도체층을 기준으로 기판의 반대 측에 배치된 예가 제시되었지만, 본 예는 기판이 제거된 반도체 발광소자에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 수직형 반도체 발광소자로서, 기판이 제거되어 노출된 제1 반도체층의 아래에 n측 본딩 전극이 위치하는 반도체 발광소자에도 본 예가 적용될 수 있다.The
복수의 반도체층은 기판(10) 위에 형성된 버퍼층(20), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: Si 도핑된 GaN), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: Mg 도핑된 GaN) 및 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50) 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; 예: InGaN/(In)GaN 다중양자우물구조)을 포함한다. 복수의 반도체층(30,40,50) 각각은 다층으로 이루어질 수 있고, 버퍼층(20)은 생략될 수 있다. The plurality of semiconductor layers includes a
비도전성 반사막(91)은 활성층(40)으로부터의 빛을 복수의 반도체층(30,40,50) 측으로 반사한다. 본 예에서 비도전성 반사막(91)은 금속 반사막에 의한 빛흡수 감소를 위해 비도전성 물질로 형성된다. 비도전성 반사막(91)은 단일의 유전체층으로 이루어질 수도 있고, 다층 구조를 가질 수도 있다. 다층 구조의 일 예로, 비도전성 반사막(91)은 순차로 적층된 유전체막, 제1 분포 브래그 리플렉터(Distributed Bragg Reflector) 및 클래드막을 포함할 수 있다. The non-conductive
제1 전극부(71,72,74,75)는 제1 반도체층(30)과 전기적으로 연통하며 전자와 정공 중 하나를 공급하며, 제2 전극부부(81,82,84,85)는 제2 반도체층(50)과 전기적으로 연통하며 전자와 정공 중 나머지 하나를 공급한다.The
추가의 반사막(95)은 비도전성 반사막(91)을 투과한 빛을 제1 반도체층(30) 측으로 반사하도록 비도전성 반사막(91) 위에 형성된다. 제1 전극부(71,72,74,75) 및 제2 전극부(81,82,84,85) 중의 적어도 하나는 하부전극(71,81) 및 연결전극(72,74,82,84)을 포함한다. 하부전극(71,81)은 비도전성 반사막(91)에 형성된 개구(62,63)에 의해 적어도 일부가 노출되며, 복수의 반도체층(30,40,50)과 전기적으로 연결된다. 연결전극(72,74,82,84)은 비도전성 반사막(91) 위에 형성되며, 개구(62,63)를 통해 각각 하부전극(71,81)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 비도전성 반사막(91)에는 전류 공급이 원활하도록 복수의 개구(62,63)가 형성되며, 제1 연결전극(72,74)은 제1 반도체층(30)으로 통하는 복수의 개구(63)를 연결하며, 제2 연결전극(82,84)은 제2 반도체층(50)으로 통하는 다른 복수의 개구(62)를 연결한다. 개구(62,63)는 반도체 발광소자의 상측 뿐만아니라 측면으로 개방된 경우도 포함한다.The additional
추가의 반사막(95)은 비도전성 반사막(91) 위에 형성되며, 연결전극(72,74,82,84)을 덮는다. 비도전성 반사막(91)에 의해 활성층(40)으로부터 발생된 빛을 많이 복수의 반도체층(30,40,50) 측으로 반사하지만, 일부의 빛이 비도전성 반사막(91)을 투과하거나 누설될 수 있다. 추가의 반사막(95)은 이와 같이 비도전성 반사막(91)을 투과한 빛을 복수의 반도체층(30,40,50) 측으로 반사하여 반도체 발광소자의 빛손실을 감소하고 휘도를 향상한다.A further
연결전극(72,74,82,84)으로의 전자 또는 정공을 공급하기 위한 여러 수단이 고려될 수 있다. 일 예로, 제1 전극부와 제2 전극부 중의 적어도 하나(하부전극 및 연결전극을 구비하는 전극)는 상부전극(75,85)을 포함할 수 있다. 상부전극(75,85)은 추가의 반사막(95) 위에 형성되며, 추가의 반사막(95)에 형성된 개구(64,65)를 통하여 연결전극(72,74,82,84)에 전기적으로 연결된다. 개구(64,65)는 반도체 발광소자의 상측 뿐만아니라 측면으로 개방된 경우도 포함한다.Several means for supplying electrons or holes to the connecting
본 예에서 제1 전극부 및 제2 전극부는 각각 하부전극(71,81), 연결전극(72,74,82,84) 및 상부전극(75,85)을 구비한다. 제1 전극부의 하부전극(71; 제1 하부전극)은 복수의 반도체층(30,40,50)이 일부 제거되어 노출된 제1 반도체층(30)에 접한다. 제2 전극부의 하부전극(81; 제2 하부전극)은 제2 반도체층(50) 위에 구비된다. 일 예로, 제1 하부전극(71) 및 제2 하부전극(81)은 복수의 섬 형태로 발광면(복수의 반도체층(30,40,50)을 위에서 관찰할 때의 평면)에 대체로 균등하게, 또는 대칭적으로 배열된다. 이와 다르게, 제1 하부전극(71) 및 제2 하부전극(81) 중 적어도 하나가 띠 형상으로 뻗는 실시예도 가능하다.In this example, the first electrode portion and the second electrode portion have
제2 하부전극(81)에 의해서도 활성층(40)에서 생성된 빛의 일부가 흡수될 수 있으므로, 바람직하게는 이를 방지하기 위하여, 제2 하부전극(81) 아래에 빛흡수 방지막(41)이 구비된다. 빛흡수 방지막(41)은 활성층(40)에서 발생된 빛의 일부 또는 전부를 반사하는 기능만을 가져도 좋고, 제2 하부전극(81)으로부터의 제2 하부전극(81)의 바로 아래로 전류가 흐르지 못하도록 하는 기능만을 가져도 좋고, 양자의 기능을 모두 가져도 좋다. A part of the light generated in the
바람직하게는 전류확산 도전막(60)이 구비된다. 전류확산 도전막(60)은 빛흡수 방지막(41)과 제2 하부전극(81) 사이에 형성되며, 투광성을 가지며 대략 제2 반도체층(50)을 전체적으로 덮도록 형성될 수 있다. 특히 p형 GaN의 경우에 전류 확산 능력이 떨어지며, p형 반도체층(50)이 GaN으로 이루어지는 경우에, 대부분 전류확산 도전막(60)의 도움을 받아야 한다. 예를 들어, ITO, Ni/Au와 같은 물질이 전류확산 도전막(60)으로 사용될 수 있다.Preferably, a current diffusion
도 4는 비도전성 반사막(900)으로부터 빛이 투과될 가능성이 큰 부분의 일예를 설명하는 도면으로서, 비도전성 반사막(900) 아래의 구조물들(예: 전극 700, 800, 단차 등)로 인해 비도전성 반사막(900)에는 높이차가 발생하는 부분들(점선으로 표시됨)이 있게 된다. 비도전성 반사막(900)은 분포 브래그 리플렉터를 구비할 수 있다. 분포 브래그 리플렉터는 다층의 물질층으로 이루어질 수 있으며, 반사막으로 기능하기 위해서는 각 물질층이 특별히 설계된 두께로 잘 형성되어야 한다.4 is a view for explaining an example of a portion where light is likely to be transmitted from the non-conductive
예를 들어, 분포 브래그 리플렉터는 SiO2/TiO2, SiO2/Ta2O2, 또는 SiO2/HfO의 반복 적층으로 이루어 질 수 있으며, Blue 빛에 대해서는 SiO2/TiO2가 반사효율이 좋고, UV 빛에 대해서는 SiO2/Ta2O2, 또는 SiO2/HfO가 반사효율이 좋을 수 있다. 그러나 비도전성 반사막(900)이 입사한 빛을 전부 반사하는 것은 아니고 일부가 투과될 있다. 특히, 도 4에 예시된 바와 같이, 비도전성 반사막(900) 아래의 전극들(700,800)과 단차로 인해 비도전성 반사막(900)의 각 물질층이 설계된 두께로 형성되기 어려운 영역(점선으로 표시됨)이 있게 되고, 이 영역에서는 반사효율이 저하되어 빛(L11,L12)이 투과될 수 있다.For example, the distributed Bragg reflector may be composed of repeated lamination of SiO 2 / TiO 2 , SiO 2 / Ta 2 O 2 , or SiO 2 / HfO, and for blue light, SiO 2 / TiO 2 has good reflection efficiency , And SiO 2 / Ta 2 O 2 or SiO 2 / HfO for UV light may have good reflection efficiency. However, the non-conductive
다시 도 3을 참조하면, 추가의 반사막(95)은 비도전성 반사막(91)을 투과한 빛을 복수의 반도체층(30,40,50) 측으로 반사하여 빛손실을 감소하고 반도체 발광소자의 휘도를 향상한다. 예들 들어, 추가의 반사막(95)은 빛흡수 감소를 위해 비금속으로 또는 비도전성 물질로 형성되는 것이 좋고, 단일의 유전체막으로 이루어질 수 있지만 반사율을 높이기 위해서는 다층 구조를 가지는 것이 좋다. 다층 구조의 일 예로, 추가의 반사막(95)은 제2 분포 브래그 리플렉터(95a)를 포함할 수 있다. 또한, 추가의 반사막(95)은 제2 분포 브래그 리플렉터(95a)와 비도전성 반사막(91) 사이에 하부 유전체막(95b) 및 제2 분포 브래그 리플렉터(95a)와 상부전극(75,85) 사이의 상부 유전체막(95c) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하부 유전체막(95b)은 연결전극(72,74,82,84)을 덮어서 높이차를 완화할 수 있다. 제2 분포 브래그 리플렉터(95a)는 빛의 흡수를 방지하도록 투광성 물질(예; SiO2/TiO2)로 형성되는 것이 바람직하다. 하부 유전체막(95b) 및 상부 유전체막(95c)은 제2 분포 브래그 리플렉터(95a)보다 굴절률이 작은 물질로 형성하여 추가의 반사막(95)이 광 웨이브 가이드 구조를 가지도록 구성하는 것도 고려할 수 있다. 한편, 하부 유전체막(95b)은 연결전극(72,74,82,84)과 접하므로 연결전극(72,74,82,84)과 접합력이 좋은 물질로 선택되는 것이 바람직하며, 상부 유전체막(95c)은 상부전극(75,85)과 접합력이 좋은 물질로 선택되는 것이 바람직하다.3, the additional
본 개시는 추가의 반사막(95)을 금속막으로 형성하는 것도 배제하지 않는다. 이 경우, 추가의 반사막(95)은 개구가 형성될 부분을 피하여 형성되는 것이 바람직하며, 하부 유전체막(95b) 및 상부 유전체막(95c)에 의해 전기적으로 절연될 수 있다. 또한, 추가의 반사막(95)을 부분적으로, 예를 들어, 비도전성 반사막(91)의 특정 영역(예를 들어 단차 또는, 높이차가 심한 영역)에만 형성하는 실시예도 가능하다.The present disclosure does not exclude that the additional
제1 전극부의 상부전극(75; 제1 상부전극) 및 제2 전극부의 상부전극(85; 제2 상부전극)은 추가의 반사막(95) 위에 구비된다. 예를 들어, 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)은 서로 대향하게 배치되며, 추가의 반사막(95)에 형성된 개구를 통해 각각 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84)에 전기적으로 연결된다. 제1 상부전극(75)-제1 연결전극(72,74)-제1 하부전극(71)을 통해 제1 반도체층(30)에 전자가 공급되며, 제2 상부전극(85)-제2 연결전극(82,84)-제2 하부전극(81)을 통해 제2 반도체층(50)에 정공이 공급된다. 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)은 유테틱 본딩용 전극 또는 솔더링용 전극일 수 있다.The upper electrode 75 (the first upper electrode) of the first electrode portion and the upper electrode 85 (the second upper electrode) of the second electrode portion are provided on the additional
반도체 발광소자는 금속 반사막 대신 비도전성 반사막(91)을 사용하여 빛흡수를 감소시킨다. 또한, 비도전성 반사막(91)에 골고루 형성된 복수의 개구(62,63)를 통한 연결전극(72,74,82,84)-하부전극(71,81) 구조에 의해 복수의 반도체층(30,40,50)으로의 전류 확산을 용이하게 한다. 따라서, 전류확산을 위해 제1 반도체층(30) 및/또는 제2 반도체층(50) 위에 가지전극과 같이 길게 금속 띠를 형성할 필요가 없거나 작은 수를 형성하여도 충분하도록 해주며, 그 결과 금속에 의한 빛흡수가 더욱 감소된다. 또한, 비도전성 반사막(91)으로 투과된 빛까지도 추가의 반사막(95)으로 반사하여 휘도 향상에 기여한다.The semiconductor light emitting element reduces the light absorption by using the non-conductive
한편, 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84)이 개구(62,63)를 통해 직접 제1 반도체층(30) 또는 전류확산 도전막(60)에 접촉하는 경우 전기적 접촉이 좋지 못할 수 있는데, 제1 하부전극(71) 및 제2 하부전극(81)은 연결전극(72,74,82,84)과 제1 반도체층(30) 및 전류확산 도전막(60) 간의 전기적 접촉을 향상(예: 접촉저항 감소)한다. 또한, 비도전성 반사막(91)에 개구(62,63) 형성시 하부전극(71,81)의 상면이 영향을 받아 전기적 접촉이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위해 하부전극(71,81)을 순차로 적층된 접촉층/반사층/확산방지층/산화방지층/식각방지층을 구비하도록 하며, 식각방지층은 개구(62,63) 형성 공정에서 식각되지 않는 보호층으로 역할을 하고, 개구(62,63) 형성 이후에 습식식각으로 식각방지층을 제거하여 산화방지층 노출한 후, 연결전극(72,74,82,84)이 산화방지층에 접촉하도록 할 수 있다. 이와 비슷하게 추가의 반사막(95)에 개구(64,65)를 형성하는 공정에서 개구(64,65)로 연결전극(72,74,82,84)이 일부 노출되는데, 연결전극(72,74,82,84)의 상면이 개구(64,65) 형성공정에 영향을 받을 수 있다. 따라서 하부전극(71,81)과 비슷하게 연결전극(72,74,82,84)의 최상층을 식각방지층으로 하는 다층 구조로 형성하는 것도 고려할 수 있다.On the other hand, when the first connecting
도 5 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 도시하는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기판(10), 복수의 반도체층, 빛흡수 방지막(41), 전류확산 도전막(60), 비도전성 반사막(91), 추가의 반사막(95), 제1 전극부(71,72,74,75) 및 제2 전극부(81,82,84,85)를 포함한다. 본 예에서, 비도전성 반사막(91)은 유전체막(91b), 제1 분포 브래그 리플렉터(91a), 클래드막(91c)을 포함한다. 추가의 반사막(95)은 유전체막(95b), 제2 분포 브래그 리플렉터(95a), 클래드막(95c)을 포함한다. 5 is a diagram showing another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure. The semiconductor light emitting device includes a
본 예에 따라 반도체 발광소자를 형성함에 있어서, 제1 하부전극(71)이 접촉하는 제1 반도체층(30)을 노출하기 위해 메사식각으로 홈(61)을 형성하게 되는데, 이로 인해 높이차 있게 되고, 하부전극(71,81)과 같은 구조물로 인해 높이차가 또 생기게 된다. 또한, 비도전성 반사막(91) 위에 연결전극(72,74,82,84)으로 인해 높이차가 생기게 된다. 따라서, 정밀성을 요하는 분포 브래그 리플렉터(91a, 95a)의 증착에 앞서, 일정 두께의 유전체막(91b, 95b)를 형성함으로써, 분포 브래그 리플렉터(91a, 95a)를 안정적으로 제조할 수 있게 되며, 빛의 반사에도 도움을 줄 수 있다. According to this embodiment, in forming the semiconductor light emitting device, the first
유전체막(91b,95b)의 재질은 SiO2가 적당하며, 그 두께는 0.2um ~ 1.0um가 바람직하다. 유전체막(91b, 95b)의 두께가 너무 얇은 경우에는 높이가 2um ~ 3um정도인 하부전극(71,81)을 잘 덮기에 불충분할 수 있고, 너무 두꺼운 경우에는 후속하는 개구(62,63,64,65) 형성공정에 부담이 될 수 있다. 유전체막(91b, 95b)의 두께는 그 뒤에 후속하는 분포 브래그 디플렉터(91a,95a)의 두께보다 두꺼울 수도 있다. 또한, 유전체막(91b,95b)은 소자 신뢰성 확보에 보다 적합한 방법으로 형성할 필요가 있다. 예를 들어, SiO2로 된 유전체막(91b,95b)은 화학 기상 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 그 중에서도 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD; Plasma Enhanced CVD)에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 높이차를 완화하는데(step coverage), 화학 기상 증착법이 전자선 증착법(E-Beam Evaporation) 등과 같은 물리 증착법(PVD; Physical Vapor Deposition)에 비해 유리하기 때문이다. 구체적으로, 전자선 증착법(E-Beam Evaporation)으로 유전체막(91b,95b)를 형성하면, 상기 높이차가 있는 영역에서 유전체막(91b,95b)이 설계된 두께로 형성되기 어렵고, 이로 인해 도 4에서 설명한 바와 같이, 빛의 반사율이 저하될 수 있고, 전기적 절연에도 문제가 생길 수 있다. 따라서, 유전체막(91b,95b)는 높이차 감소와 확실한 절연을 위해 화학 기상 증착법으로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 반도체 발광소자의 신뢰성을 확보하면서도 반사막(91,95)으로서의 기능을 확보할 수 있게 된다. SiO 2 is suitable as the material of the
분포 브래그 리플렉터(91a,95a)는 각각 유전체막(91b,95b) 위에 형성된다. 예를 들어, 분포 브래그 리플렉터(91a,95a)가 TiO2/SiO2의 반복적층구조로 이루어지는 경우, 분포 브래그 리플렉터(91a,95a)는 물리 증착법(PVD; Physical Vapor Deposition), 그 중에서도 전자선 증착법(E-Beam Evaporation) 또는, 스퍼터링법(Sputtering) 또는 열 증착법(Thermal Evaporation)에 의해 형성하는 것이 바람직하다.The distributed
유전체막(91b,95b) 중의 하나 이상 또는 클래드막(91c,95c) 중 하나 이상은 생략될 수 있다. 분포 브래그 리플렉터(91a,95a)는 빛의 흡수를 방지하도록 투광성 물질(예; SiO2/TiO2)로 형성되는 것이 바람직하다. 유전체막(91b,95b)은 굴절률이 분포 브래그 리플렉터(91a,95a)의 유효 굴절률보다 작은 유전체(예: SiO2)로 이루어질 수 있다. 여기서, 유효 굴절률은 서로 다른 굴절률을 가진 물질들로 이루어진 도파로에서 진행할 수 있는 빛이 가지는 등가 굴절률을 의미한다. 클래드막(91c,95c) 또한 분포 브래그 리플렉터(91a,95a)의 유효 굴절률보다 낮은 물질(예: Al2O3, SiO2, SiON, MgF, CaF)로 이루어질 수 있다. 이렇게 굴절률을 선택하면 유전체막(91b)-제1 분포 브래그 리플렉터(91a)-클래드막(91c)과, 유전체막(95b)-제1 분포 브래그 리플렉터(95a)-클래드막(95c)이 각각 광 웨이브가이드(optical waveguide)의 관점에서 설명될 수 있다. 광 웨이브가이드는 빛의 전파부를 그 보다 굴절률이 낮은 물질로 둘러싸서, 전반사를 이용하여, 빛을 안내하는 구조물이다. 이러한 관점에서, 분포 브래그 리플렉터(91a,95a)를 전파부로 보면, 유전체막(91b,95b)과 클래드막(91c,95c)은 전파부를 둘러싸는 구성으로서 광 웨이브가이드의 일부로 볼 수 있다.At least one of the
도 6 내지 도 17은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 설명하는 도면들로서, 단면들(도 9, 도 11, 도 16)은 도 17의 A-A 선을 따라 취한 단면의 예들)이다. 먼저, 기판(10) 위에 복수의 반도체층(30,40,50)이 성장된다. 예를 들어, 도 6 및 도 9에 도시된 것과 같이, 기판(10; 예: Al2O3, Si, SiC) 위에 버퍼층(예: AlN 또는 GaN 버퍼층)과 도핑되지 않은 반도체층(예: un-doped GaN), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: Si 도핑된 GaN), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; InGaN/(In)GaN 다중양자우물구조), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: Mg 도핑된 GaN)이 성장된다. 버퍼층(20)은 생략될 수 있으며, 복수의 반도체층(30,40,50) 각각은 다층으로 이루어질 수 있다. 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50)은 도전성을 반대로 하여 형성될 수 있지만, 3족 질화물 반도체 발광소자의 경우에는 바람직하지는 않다.FIGS. 6 to 17 are views for explaining an example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure, and cross-sections (FIGS. 9, 11, and 16) are examples of cross sections taken along the line AA in FIG. 17) to be. First, a plurality of semiconductor layers 30, 40, 50 are grown on a
다음으로, 제2 반도체층(50) 위에 SiO2, TiO2 등을 사용하여 빛흡수 방지막(41)이 형성된다. 빛흡수 방지막(41)은 이후에 형성될 제2 하부전극(81)에 대응하는 위치에 제2 하부전극(81)보다 약간 큰 폭으로 형성될 수 있다. 빛흡수 방지막(41)은 발광면 전체적으로 골고루 분포되는 것이 바람직하며, p-GaN(예: Mg 도핑된 GaN)이 전류확산이 상대적으로 좋지 않은 점을 고려하여 제2 하부전극(81)이 반도체 발광소자의 가장자리로부터 내측까지 분포되므로 빛흡수 방지막(41)도 이에 따라 형성될 수 있다. 본 예에서 빛흡수 방지막(41)은 복수의 섬 형태로 형성된다. 이와 다른 예로서 제2 하부전극(81)이 가지전극 형상으로 긴 띠 모양으로 형성되는 경우 빛흡수 방지막(41)도 띠 형상으로 형성되는 것도 가능하다.Next, a light
이후, 도 7에 도시된 것과 같이, ITO와 같은 전도성이 좋은 투광성 물질을 사용하여 제2 반도체층(50) 위에 빛흡수 방지막(41)을 덮는 전류확산 도전막(60)이 형성된다. 다음으로, 제2 반도체층(50) 및 활성층(40)을 메사식각하여 제1 반도체층(30)을 노출하는 복수의 홈(61)을 형성한다. 복수의 홈(61)은 섬 형태로 배열되어 있다. 본 예에서 제1 하부전극(71)이 복수의 섬 형태로 골고루 배치되므로 복수의 홈(61)도 이에 따라 형성되어 있다. 이와 다른 예로서, 제1 하부전극(71)이 가지전극 형상으로 긴 띠 모양으로 형성되는 경우 빛흡수 방지막(41)도 띠 형상으로 형성되는 것도 가능하다.Thereafter, as shown in FIG. 7, a current diffusion
계속해서, 도 8 및 도 9에 제시된 바와 같이, 증착 방법 등을 통해 복수의 홈(61)으로 노출된 제1 반도체층(30) 위에 제1 하부전극(71)이 형성되며, 빛흡수 방지막(41)에 대응하는 전류확산 도전막(60) 위에 제2 하부전극(81)이 형성된다. 제1 하부전극(71) 및 제2 하부전극(81)의 형성 순서는 어느 것이 먼저 형성되어도 무방하며, 제1 하부전극(71)과 제2 하부전극(81)이 동일한 물질로 이루어지는 경우 동일 공정에 의해 동시에 형성될 수도 있다. 일 예로, 제2 하부전극(81)은 빛흡수 방지막(41)보다 작은 폭으로 형성되며, 제1 하부전극(71)은 홈(61)의 폭보다 작은 폭으로 형성되어 홈(61)의 내측면으로부터 떨어져 있다.8 and 9, a first
다음으로, 도 10 및 도 11에 도시된 것과 같이, 전류확산 도전막(60) 위에 비도전성 반사막(91)이 형성된다. 예를 들어, 전류확산 도전막(60)을 덮는 유전체막(91b), 제1 분포 브래그 리플렉터(91a) 및 클래드막(91c)이 형성된다. 유전체막(91b) 또는 클래드막(91c)은 생략될 수 있다. 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)는, 예를 들어, SiO2와 TiO2의 쌍이 복수 회 적층되어 이루어진다. 이 외에도 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)는 Ta2O5, HfO, ZrO, SiN 등 고 굴절률 물질과 이보다 굴절률이 낮은 유전체 박막(대표적으로 SiO2)등의 조합으로 이루어질 수 있다. 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)가 TiO2/SiO2로 구성되는 경우 활성층(40)으로부터 나오는 빛의 파장의 1/4의 광학 두께를 기본으로 입사 각도와 파장에 따른 반사율등을 고려해서 최적화 공정을 거치는 것이 바람직하며, 반드시 각 층의 두께가 파장의 1/4 광학 두께를 지켜야 하는 것은 아니다. 그 조합의 수는 4 ~ 40 페어(pairs)가 적합하다. Next, as shown in FIGS. 10 and 11, a non-conductive
빛의 반사 및 가이드를 위해 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)의 유효 굴절률이 유전체막(91b)의 굴절률보다 큰 것이 바람직하다. 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)가 SiO2/TiO2로 구성되는 경우에, SiO2의 굴절률이 1.46이고, TiO2의 굴절률이 2.4이므로, 분포 브래그 리플렉터의 유효굴절률은 1.46과 2.4 사이의 값을 가진다. 따라서, 유전체막(91b)이 SiO2로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 0.2um ~ 1.0um가 적당하다. 정밀성을 요하는 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)의 증착에 앞서, 일정 두께의 유전체막(91b)을 형성함으로써, 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)가 안정적으로 제조될 수 있으며, 빛의 반사에도 도움을 줄 수 있다.It is preferable that the effective refractive index of the first distributed Bragg reflector 91a is larger than the refractive index of the
클래드막(91c)은 Al2O3와 같은 금속 산화물, SiO2, SiON와 같은 유전체막(91b), MgF, CaF, 등의 물질로 이루어질 수 있다. 클래드막(91c)도 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)의 유효굴절률보다 작은 1.46의 굴절률을 가지는 SiO2로 형성될 수 있다. 클래드막(91c)은 λ/4n 내지 3.0um의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 여기서 λ는 활성층(40)에서 생성된 빛의 파장이고, n은 클래드막(91c)을 이루는 물질의 굴절률이다. λ가 450nm(4500A)인 경우에, 4500/4*1.46 = 771A 이상의 두께로 형성될 수 있다.A clad layer (91c) may be formed of a dielectric film (91b), material of MgF, CaF, such as a metal oxide, SiO 2, SiON, such as Al 2 O 3. The clad
다수 쌍의 SiO2/TiO2로 이루어지는 분포 브래그 리플랙터(91a)의 최상층이 TiO2가 될 수도 있지만, 만약 λ/4n 정도 두께를 가지는 SiO2층으로 이루어질 수 있다는 것을 고려한다면, 클래드막(91c)은 아래에 위치하게 되는 분포 브래그 리플랙터(91a)의 최상층과 차별되도록 λ/4n보다 두꺼운 것이 바람직하다. 그러나 후속하는 개구 형성공정에 부담이 될 뿐만 아니라 두께 증가가 효율 향상에 기여하지 못하고 재료비만 증가시킬 수 있기 때문에 클래드막(91c)은 3.0um 이상으로 너무 두꺼운 것은 바람직하지 않다. 따라서 후속 공정에 부담을 주지 않기 위해, 클래드막(91c) 두께의 최대치는 1um ~ 3um 이내로 형성되는 것이 적당할 것이다. 그러나 경우에 따라 3.0um 이상으로 형성되는 것이 불가능한 것은 아니다.Considering that the uppermost layer of the distributed Bragg reflector 91a composed of a large number of pairs of SiO 2 / TiO 2 may be TiO 2 , but considering that it can be made of an SiO 2 layer having a thickness of λ / 4n, Is preferably thicker than? / 4n so as to be differentiated from the uppermost layer of the distribution Bragg reflector 91a located below. However, it is not only burdensome to the subsequent opening forming process, but also increases the thickness because the
제1 분포 브래그 리플렉터(91a)와 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84)이 직접 접촉하는 경우에는 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)를 통해서 진행하는 빛의 일부가 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84)에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 전술된 것과 같이 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)보다 낮은 굴절률을 가지는 클래드막(91c)을 도입하면 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84)에 의한 빛흡수가 많이 감소될 수 있다.When the first distribution Bragg reflector 91a directly contacts the
광 웨이브가이드의 관점에서는 바람직하지 않지만, 본 개시의 전체 기술사상의 관점에서, 유전체막(91b)이 생략되는 경우를 생각해 볼 수 있으며, 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)와 클래드막(91c)으로 된 구성을 배제할 이유는 없다. 제1 분포 브래그 리플렉터(91a) 대신에 유전체인 TiO2 재질의 유전체막(91b)을 포함하는 경우를 생각해 볼 수도 있을 것이다. 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)가 가장 위층에 SiO2 층을 구비하는 경우, 클래드막(91c)을 생략하는 경우 또한 생각해 볼 수 있을 것이다. 또한, 실질적으로 횡방향으로 진행하는 빛의 반사율을 고려해서 유전체막(91b)과 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)가 설계된다면, 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)가 가장 위층에 TiO2 층을 구비하는 경우에도 클래드막(91c)을 생략하는 경우 또한 생각해 볼 수 있을 것이다. The
이와 같이, 유전체막(91b), 제1 분포 브래그 리플렉터(91a) 및 클래드막(91c)은 비도전성 반사막(91)으로서 광 웨이브가이드의 역할을 수행하며, 전체 두께가 1 ~ 8um인 것이 바람직하다.Thus, the
도 12는 개구 형성 공정의 일 예를 설명하는 도면으로서, 전술된 바와 같이, 전류 확산 도전막(60) 위에 비도전성 반사막(91)을 형성하고, 식각공정(예: 플라스마 에칭)을 통해 개구(62,63)를 형성한다. 개구(62,63)는 반도체 발광소자의 상측으로뿐만 아니라 측면으로 개방되는 형태를 배제하는 것은 아니다. 12 is a view for explaining an example of the opening forming process. As described above, the non-conductive
식각공정이 진행됨에 따라 도 12(a)와 같이 개구(62,63; 도 10 및 도 12 참조)가 점차로 형성되며, 도 12(b)에 도시된 바와 같이, 제2 하부전극(81)의 상면 일부가 노출된다. 제1 하부전극(71)도 마찬가지의 과정이 진행될 수 있다. 여기서, 도 12(a)보다 도 12(b)에서 개구(62,63)의 상부 림(rim)과 비도전성 반사막(91)의 상면 간의 높이차가 감소된다. 계속해서 식각공정을 진행하면 도 12(c)와 같이 제2 하부전극(81) 주변이 개구(62)에 의해 노출되며, 개구(62)로 인해 비도전성 반사막(91)에는 경사면이 형성된다. 개구(62,63)에 의해 제1 하부전극(71) 및 제2 하부전극(81)이 노출된다. 개구(62,63)의 폭은 필요에 따라 도 12d와 같이 하부전극(71,81)의 주변을 노출하도록 선택되거나, 도 12b와 같이 하부전극(71,81)의 일부만 노출하도록 선택될 수 있다. 도 12d와 같이 개구(62,63)의 주변을 노출하고 연결전극(72,74,82,84)이 하부전극(71,81)을 감싸도록, 즉 하부전극(71,81)의 상면 및 측면과 접촉하도록 하면 전기적 연결의 안정성이 더 향상될 수 있다. 또한, 열처리를 통해 하부전극(71,81)과 연결전극(72,74,82,84) 간의 연결을 더욱 더 강화 및 안정화할 수도 있다.As the etching process proceeds,
도 13은 하부전극(71,81)의 층구조의 일 예를 설명하는 도면으로서, 건식식각공정에 의해 형성된 개구(62,63)의 일부를 확대한 도면이다.Fig. 13 is a view for explaining an example of the layer structure of the
전술된 개구(62,63) 형성을 위한 건식식각공정(제1 식각공정)에서 식각가스로 F기를 포함하는 할로겐 가스(예: CF4, C2F6, C3F8, SF6 등)가 사용될 수 있다. 하부전극(71,81)은 복수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 하부전극(81)은 p형 반도체층(50)과 전기적으로 연결되는 접촉층(81a)과, 접촉층(81a) 위에 형성되는 산화방지층(81d) 및 산화방지층(81d) 위에 형성되는 식각방지층(81e)을 포함한다. 본 예에서는 제2 하부전극(81)은 투광성 도전막(60) 위에 순차로 형성된 접촉층(81a), 반사층(81b), 확산방지층(81c), 산화방지층(81d) 및 식각방지층(81e)을 포함한다. 제1 하부전극(71)도 제2 하부전극(81)과 동일 또는 유사한 층구성을 가질 수 있다.(For example, CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , SF 6, etc.) containing an F group by an etching gas in the dry etching process (first etching process) for forming the
접촉층(81a)은 투광성 도전막(60)과의 좋은 전기적 접촉을 이루는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 접촉층(81a)으로는 Cr, Ti와 같은 물질이 주로 사용되며, Ni, TiW 등도 사용될 수 있으며, 반사율이 좋은 Al, Ag 등이 사용될 수 있다. 반사층(81b)은 반사율이 우수한 금속(예: Ag, Al 또는 이들의 조합)으로 이루어질 수 있다. 반사층(81b)은 활성층(40)에서 생성된 빛을 복수의 반도체층(30, 40, 50) 측으로 반사한다. 반사층(81b)은 생략될 수 있다. 확산방지층(81c)은 반사층(81b)을 이루는 물질 또는 산화방지층(81d)을 이루는 물질이 다른 층으로 확산되는 것을 방지한다. 확산방지층(81c)은 Ti, Ni, Cr, W, TiW 등에서 선택된 적어도 하나로 이루질 수 있으며, 높은 반사율이 요구되는 경우에, Al, Ag 등이 사용될 수 있다. 산화방지층(81d)은 Au, Pt 등으로 이루어질 수 있고, 외부로 노출되어 산소와 접촉하여 산화가 잘 되지 않는 물질이라면 어떠한 물질이라도 좋다. 산화방지층(81d)으로는 전기 전도도가 좋은 Au가 주로 사용된다.The
식각방지층(81e)은 개구(62,63) 형성을 위한 건식식각공정에서 노출되는 층으로서 본 예에서 식각방지층(81e)이 제2 하부전극(81)의 최상층이다. 식각방지층(81e)으로 Au를 사용하는 경우 비도전성 반사막(91)과 접합력이 약할 뿐만아니라 식각시에 Au의 일부가 손상 또는 훼손될 수 있다. 따라서 식각방지층(81e)은 Au 대신에 Ni, W, TiW, Cr, Pd, Mo 등과 같은 물질로 이루어지면, 비도전성 반사막(91)과의 접합력이 유지되어 신뢰성이 향상될 수 있다.The
한편, 건식식각공정에서 식각방지층(81e)은 제2 하부전극(81)을 보호하며 특히, 산화방지층(81d)의 손상을 방지한다. 건식식각공정에는 식각가스로 F기를 포함하는 할로겐 가스(예: CF4, C2F6, C3F8, SF6)가 사용될 수 있다. 따라서, 산화방지층(81d)의 손상을 방지하기 위해 식각방지층(81e)은 이러한 건식식각공정에서 식각 선택비가 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 식각방지층(81e)의 식각 선택비가 좋지 않은 경우 건식식각공정에서 산화방지층(81d)이 손상 또는 훼손될 수 있다. 따라서 식각 선택비 관점에서 Cr 또는 Ni 등이 식각방지층(81e)의 재질로 적합하다. Ni 또는 Cr은 상기 건식식각공정의 식각가스와 반응하지 않거나 미미하게 반응하며, 식각되지 않아서 제2 하부전극(81)을 보호하는 역할을 하게 된다.On the other hand, in the dry etching process, the etching
또 다른 한편, 개구(62,63) 형성을 위한 건식식각공정에서 식각가스로 인해 제2 하부전극(81)의 상층부에 절연 물질 또는 불순물과 같은 물질이 형성될 수 있다. 예를 들어, F기를 포함하는 상기 할로겐 식각가스와 전극의 상층 금속이 반응하여 물질이 형성될 수 있다. 예를 들어, 식각방지층(81e)의 재질로서 Ni, W, TiW, Cr, Pd, Mo 등 중 적어도 일부는, 건식식각공정의 식각가스와 반응하여 물질(107; 예: NiF)이 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 물질은 반도체 발광소자의 전기적 특성의 저하(예: 동작전압의 상승)를 야기할 수 있다. 식각방지층(81e)의 재질로서 Ni, W, TiW, Cr, Pd, Mo 등 중 다른 일부는 식각가스와 반응하여 물질을 형성하지 않거나 매우 적은 양의 물질을 형성한다. 물질 생성을 억제하거나 작은 양이 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 관점에서 Ni보다 Cr이 식각방지층(81e)의 재질로 적합하다. On the other hand, in the dry etching process for forming the
본 예에서는 물질이 형성되는 것을 고려하여 하부전극(81)의 상층, 즉 식각방지층(81e)의 개구(62,63)에 대응하는 부분을 습식식각공정(제2 식각공정)으로 제거하여, 도 13에 도시된 것과 같이, 개구(62,63)에 대응하는 산화방지층(81d)이 노출된다. 물질은 식각방지층(81e)과 함께 식각되어 제거된다. 이와 같이, 물질이 제거됨으로써 하부전극(71,81)(93)과 연결전극(72,74,82,84) 간의 전기적 접촉이 좋아지고, 반도체 발광소자의 전기적 특성이 저하되는 것이 방지된다. The upper layer of the
한편, 개구(62,63) 형성을 위해 제1 식각공정이 습식식각으로 수행될 수도 있다. 이 경우, 비도전성 반사막(91)의 식각액으로 HF, BOE, NHO3, HCl 등이 단독으로 또는 적절한 농도의 조합으로 사용될 수 있다. 전술된 건식식각공정에서와 마찬가지로, 비도전성 반사막(91)에 습식식각공정으로 개구(62,63)를 형성할 때, 산화방지층(81d) 보호를 위해 식각방지층(81e)의 식각 선택비가 우수한 것이 바람직하다. 이러한 관점에서 Cr이 식각방지층(81e)의 재질로 적합하다. 이후, 후속되는 다른 습식식각공정(제2 식각공정)에 의해 개구(62,63)에 대응하는 식각방지층(81e)이 제거될 수 있다.On the other hand, the first etching process may be performed by wet etching to form the
계속해서, 도 11, 도 14에 제시된 바와 같이, 예를 들어, 스퍼터링 장비, E-빔 장비 등을 이용하여 비도전성 반사막(91) 위에 제1 연결전극(72,74), 제2 연결전극(82,84)이 증착된다. 복수의 개구(62,63) 중 일부(63)는 제1 반도체층(30)을 노출하는 복수의 홈(61)과 각각 연통되며, 나머지 개구(62)는 전류확산 도전막(60) 위에 형성된 제2 하부전극(81)을 노출한다. 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84)은 복수의 개구(62,63)를 통해 각각 제1 하부전극(71) 및 제2 하부전극(81)과 전기적으로 연결된다. 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84)은 접촉층 및 반사층을 포함할 수 있다, 예를 들어, 제1 하부전극(71) 및 제2 하부전극(81)과 안정적 전기적 접촉을 위해 Cr, Ti, Ni 또는 이들의 합금을 사용하여 접촉층이 형성될 수 있으며, Al 또는 Ag와 같은 반사 금속층을 사용하여 접촉층 위에 반사층이 형성될 수 있다. 또는, 하부전극(71,81)을 노출하는 개구(62,63) 형성공정과 마찬가지로 후술될 추가의 반사막(95)에 개구(64,65; 도 17 참조)를 형성하는 공정에서 추가의 반사막 측 개구(64,65)로 노출되는 연결전극(72,74,82,84)의 상층이 전기적 접촉에 좋지 않은 영향을 받을 수 있다. 따라서, 연결전극(72,74,82,84)도 하부전극(71,81)과 마찬가지로 다층 구조로, 예를 들어, 접촉층/반사층/확산방지층/산화방지층/식각방지층으로 구성될 수 있으며, 이들은 각각 하부전극(71,81)의 전술된 재질로 선택될 수 있다.Next, as shown in FIGS. 11 and 14, the
연결전극(72,74,82,84)의 형상, 패턴은 다양하게 변경가능하다. 바람직하게는, 제1 연결전극(72,74)은 발광면 전체적으로 골고루 배치된 제1 하부전극(71)을 연결하기 위해 복수의 개구(63)를 연결하도록 형성된다. 제2 연결전극(82,84)은 발광면 전체적으로 골고루 배치된 제2 하부전극(81)을 연결하기 위해 복수의 개구(62)를 연결하도록 형성된다. 본 예시에서 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84) 중 적어도 하나는 비도전성 반사막(91) 위에서 폐루프(closed loop) 형상으로 형성되어 발광면 전체적으로 전류 균일성이 더 향상된다. 여기서, 폐루프 형상은 완전한 폐루프 형상에 한정되지 않고 일부가 끊어진 폐루프 형상도 포함한다. 폐루프 형상의 외측 제2 연결전극(82)과 내측 제2 연결전극(84)이 구비되며, 내외측 제2 연결전극(82,84) 사이에 폐루프 형상의 외측 제1 연결전극(72)이 구비되며, 내측 제2 연결전극(84) 내측에 내측 제1 연결전극(74)이 추가로 더 구비되어 있고, 내측 제2 연결전극(84)으로부터 중심 돌기(85)가 돌출되어 내측 제1 연결전극(74)의 내측으로 뻗어 있다.The shapes and patterns of the connecting
이와 같이 폐루프 형상의 연결전극(72,74,82,84)은 복수의 개구(62,63)를 연결하여 각 개구(62,63)를 통해 균등한 전류를 공급하면서, 기하학적으로 어느 방향으로나 대체로 균등 또는 대칭적이므로 전류 공급의 균일성, 결과적으로 발광면에서 전류 밀도의 균일성을 향상시키는 데에 매우 유리하다. In this way, the closed-
이와 다르게, 스트라이프(stripe) 형태, 또는 핑거(finger) 형상의 제1 연결전극들로 제1 하부전극(71) 측 개구(63)들을 각각 연결하고, 제1 연결전극들 사이에 스트라이프 형태, 또는 핑거 형상의 제2 연결전극들을 배치하여 제2 하부전극(81) 측 개구(62)들을 연결하는 실시예도 물론 가능하다. 또한, 서로 깍지낀 핑거(finger)형태로 제1 연결전극 및 제2 연결전극을 형성하는 것도 물론 가능하다. 이 외에도, 제1 연결전극 및 제2 연결전극의 형상을 다양하게 변경할 수 있다.Alternatively, the
다음으로, 도 15 및 도 16에 제시된 바와 같이, 비도전성 반사막(91) 위에 추가의 반사막(95)을 형성한다. 추가의 반사막(95)은 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84) 을 덮도록 형성된다. 추가의 반사막(95)은 비도전성 반사막(91)을 투과한 빛을 복수의 반도체층(30,40,50) 측으로 반사하여 휘도를 향상한다. 추가의 반사막(95)이 단일의 절연층(예: SiO2, SiN, TiO2, Al2O3, Su-8 등)으로 이루어질 수도 있지만, 반사율을 향상하기 위해 추가의 반사층은 제2 분포 브래그 리플렉터(95a)를 구비하는 것이 바람직하다. 제2 분포 브래그 리플렉터(95a)는 제1 분포 브래그 리플렉터(91a)보다 작은 두께를 가질 수 있다. 또한, 추가의 반사막(95)은 비도전성 반사막(91)과 제2 분포 브래그 리플렉터(95a) 사이에서 높이차를 감소하는 하부 유전체막(95b)과, 상부전극(75,85)과 제2 분포 브래그 리플렉터(95a) 사이에 상부 유전체막(95c)을 구비하는 것도 좋다. 특히, 상부 유전체막(95c)의 굴절률을 제2 분포 브래그 리플렉터(95a)의 굴절률보다 작게 하여 빛이 상부전극(75,85)에 흡수되는 양을 감소할 수 있다.Next, as shown in FIGS. 15 and 16, an additional
이후, 추가의 반사막(95)에 복수의 추가의 반사막 측 개구(64,65)가 형성된다. 추가의 반사막 측 개구(64,65) 형성공정은 비도전성 반사막(91)에 개구(64,65) 형성공정과 비슷하게 건식식각 방법이 사용되며, 이때, 추가의 반사막 측 개구(64,65)로 노출되는 연결전극(72,74,82,84)의 상면이 건식식각의 영향을 받아 전기적 접촉이 저하될 수 있다. 전술된 바와 같이, 연결전극(72,74,82,84)도 하부전극(71,81)과 같이 다층 구조, 예를 들어, 접촉층/반사층/확산방지층/산화방지층/식각방지층을 구비할 수 있다. 예를 들어, 접촉층으로는 Cr, Ti와 같은 물질이 주로 사용되며, Ni, TiW 등도 사용될 수 있으며, 반사율이 좋은 Al, Ag 등이 사용될 수 있다. 반사층은 반사율이 우수한 금속(예: Ag, Al 또는 이들의 조합)으로 이루어질 수 있다. 확산방지층은 Ti, Ni, Cr, W, TiW 등에서 선택된 적어도 하나로 이루질 수 있으며, 높은 반사율이 요구되는 경우에, Al, Ag 등이 사용될 수 있다. 식각방지층으로 Au를 사용하는 경우 추가의 반사막(95)과 접합력이 약할 뿐만아니라 식각시에 Au의 일부가 손상 또는 훼손될 수 있다. 따라서 식각방지층은 Au 대신에 Ni, W, TiW, Cr, Pd, Mo 등과 같은 물질로 이루어지면, 추가의 반사막(95)과의 접합력이 유지되어 신뢰성이 향상될 수 있다.Thereafter, a plurality of additional reflective
복수의 개구(64,65)는 제1 상부전극(75)과 제2 상부전극(85)이 각각 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84)과 전기적으로 연결되기 위해 적절한 위치에 형성되며, 추가의 반사막(95)에 형성되는 개구(64,65)는 비도전성 반사막(91)에 형성된 개구(64,65)와 중첩되지 않도록 형성되는 것이 일반적이다. 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84)이 개구(64,65)를 통해 각각 제1 하부전극(71) 및 제2 하부전극(81)을 연결하고 있다. 따라서 후술될 제1 상부전극(75) 아래의 제1 연결전극(72,74)으로 통하는 개구(65)와 제2 상부전극(85) 아래에 제2 연결전극(82,84)으로 통하는 개구(64)는 서로 섞이지 않고 분리되어 있다(도 17 참조).The plurality of
다음으로, 도 17에 제시된 바와 같이, 스퍼터링 장비, E-빔 장비 등을 이용하여 추가의 반사막(95) 위에 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)이 증착될 수 있다. 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)은 서로 대향하게 배치된다. 추가의 반사막(95)을 투과하는 일부 빛은 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)에 의해 반사된다. 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)은 추가의 반사막(95)에 형성된 개구(64,65)를 통해 각각 제1 연결전극(72,74) 및 제2 연결전극(82,84)에 연결된다. Next, as shown in FIG. 17, a first
제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)은 스터드 범프, 도전성 페이스트, 유테틱 본딩 등의 방법으로 외부(패키지, COB, 서브마운트 등)에 마련된 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 유테틱 본딩의 경우에, 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)의 높이 차가 크게 나지 않는 것이 중요하다. 본 예에 따른 반도체 발광소자에 의하면 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)이 추가의 반사막(95) 위에 동일한 공정에 의해 형성될 수 있으므로 양 전극의 높이 차가 거의 없다. 따라서 유테틱 본딩의 경우에 이점을 가진다. 반도체 발광소자가 유테틱 본딩을 통해 외부와 전기적으로 연결되는 경우에, 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)의 최상부는 Au/Sn 합금, Au/Sn/Cu 합금과 같은 유테틱 본딩 물질로 형성될 수 있다.The first
다른 실시예로서, 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85)은 솔더링에 의해 상기 외부와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 상부전극(75) 및 제2 상부전극(85) 순차로 적층된 반사층/확산방지층/솔더링층을 구비할 수 있다. 예를 들어, 반사층은 Ag, Al 등으로 이루어지며, 반사층 아래에 접촉층(예: Ti, Cr)이 추가될 수 있다. 확산방지층은 확산방지층은 Ni, Ti, Cr, W, TiW 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 솔더링층은 Au로 이루어지거나, Sn(솔더링층)/Au(산화방지층)으로 이루어지거나, Au를 포함하지 않고 Sn만으로, 또는 열처리된 Sn으로 솔더링층이 이루어질 수 있다. 솔더로는 lead free 솔더가 사용될 수 있다.In another embodiment, the first
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.Various embodiments of the present disclosure will be described below.
(1) 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층; 제1 반도체층과 전기적으로 연통하며 전자와 정공 중 하나를 공급하는 제1 전극부; 제2 반도체층과 전기적으로 연통하며 전자와 정공 중 나머지 하나를 공급하는 제2 전극부; 활성층에서 생성된 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하도록 복수의 반도체층 위에 형성되며, 개구가 형성된 비도전성 반사막; 그리고 비도전성 반사막을 투과한 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하도록 비도전성 반사막 위에 형성된 추가의 반사막;을 포함하며, 제1 전극부와 제2 전극부 중의 적어도 하나는: 개구에 의해 적어도 일부가 노출되며, 복수의 반도체층과 전기적으로 연결되는 하부전극; 그리고 비도전성 반사막과 추가의 반사막 사이에 형성되며, 개구를 통해 하부전극과 전기적으로 연결되는 연결전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(1) A semiconductor light emitting device comprising: a first semiconductor layer having a first conductivity; a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity; and a second semiconductor layer interposed between the first and second semiconductor layers, A plurality of semiconductor layers having active layers for generating light through recombination of the semiconductor layers; A first electrode portion that is in electrical communication with the first semiconductor layer and supplies one of electrons and holes; A second electrode portion that is in electrical communication with the second semiconductor layer and supplies the remaining one of electrons and holes; A non-conductive reflective film formed on the plurality of semiconductor layers so as to reflect light generated in the active layer toward the first semiconductor layer, the non-conductive reflective film having an opening formed therein; And an additional reflective film formed on the non-conductive reflective film so as to reflect the light transmitted through the non-conductive reflective film toward the first semiconductor layer, wherein at least one of the first and second electrode parts comprises: A lower electrode electrically connected to the plurality of semiconductor layers; And a connection electrode formed between the non-conductive reflective film and the additional reflective film and electrically connected to the lower electrode through the opening.
(2) 비도전성 반사막은 제1 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(2) The non-conductive reflective film includes a first distributed Bragg reflector (DBR).
(3) 추가의 반사막은 제2 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(3) The semiconductor light emitting device according to any one of (1) to (3), further comprising a second distributed Bragg reflector (DBR).
(4) 추가의 반사막은 금속 반사막인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(4) The semiconductor light emitting device according to (4), wherein the further reflective film is a metal reflective film.
(5) 추가의 반사막은: 제2 분포 브래그 리플렉터와 비도전성 반사막 사이의 하부 유전체막; 그리고 제2 분포 브래그 리플렉터 위의 상부 유전체막; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(5) The additional reflective film may include: a lower dielectric film between the second distributed Bragg reflector and the non-conductive reflective film; And an upper dielectric film on the second distributed Bragg reflector; Wherein the semiconductor light emitting device comprises at least one of a light emitting diode and a light emitting diode.
(6) 제1 전극부와 제2 전극부 중의 적어도 하나(하부전극 및 연결전극을 구비하는 전극)는: 추가의 반사막 위에 형성되며, 추가의 반사막에 형성된 개구를 통하여 연결전극에 전기적으로 연결되는 상부전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(6) At least one of the first electrode portion and the second electrode portion (the electrode having the lower electrode and the connection electrode) is formed on the additional reflection film and electrically connected to the connection electrode through the opening formed in the additional reflection film And an upper electrode formed on the semiconductor layer.
(7) 비도전성 반사막에는 복수의 개구가 형성되며, 연결전극은 복수의 개구를 연결하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(7) A semiconductor light emitting device, comprising: a plurality of openings formed in a non-conductive reflective film; and connection electrodes connecting a plurality of openings.
(8) 하부전극은 복수의 섬 형태로 복수의 반도체층 위에 분포된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(8) The semiconductor light emitting device according to (8), wherein the lower electrode is distributed over a plurality of semiconductor layers in a plurality of island shapes.
(9) 연결전극은: 비도전성 반사막에 형성된 개구를 통해 하부전극과 접촉하는 접촉층; 그리고 접촉층 위에 형성되며, 추가의 반사막에 형성된 개구에 대응하는 부분이 제거된 식각방지층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(9) The connection electrode comprises: a contact layer which is in contact with the lower electrode through an opening formed in the nonconductive reflective film; And an etch stop layer formed on the contact layer and having a portion corresponding to the opening formed in the additional reflective film removed.
(10) 비도전성 반사막은: 복수의 반도체층과 제1 분포 브래그 리플렉터 사이에 유전체막; 그리고 제1 분포 브래그 리플렉터와 추가의 반사막 사이에 클래드막; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(10) The non-conductive reflective film includes: a dielectric film between a plurality of semiconductor layers and a first distributed Bragg reflector; And a clad film between the first distributed Bragg reflector and the additional reflective film; Wherein the semiconductor light emitting device comprises at least one of a light emitting diode and a light emitting diode.
(11) 하부전극은: 복수의 반도체층과 전기적으로 연통하는 접촉층; 접촉층 위에 형성된 반사층; 반사층 위에 형성된 확산방지층; 확산방지층 위에 형성된 산화방지층; 그리고 산화방지층 위에 형성되며, 개구에 대응하는 부분이 제거된 식각방지층;을 포함하며, 연결전극은 산화방지층에 접촉하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(11) the lower electrode comprises: a contact layer in electrical communication with a plurality of semiconductor layers; A reflective layer formed on the contact layer; A diffusion barrier layer formed on the reflective layer; An anti-oxidation layer formed on the diffusion preventing layer; And an anti-etching layer formed on the anti-oxidation layer and having a portion corresponding to the opening removed, wherein the connection electrode contacts the anti-oxidation layer.
(12) 제1 전극부 및 제2 전극부가 각각 하부전극, 연결전극 및 상부전극을 포함하며, 제1 전극부의 하부전극은 식각되어 노출된 제1 반도체층에 형성되고, 제2 하부전극은 제2 반도체층 위에 형성되며, 비도전성 반사막에는 제1 개구 및 제2 개구가 형성되며, 제1 전극부의 연결전극은 제1 개구로 이어져 제1 전극부의 하부전극과 연결되고, 제2 전극부의 연결전극은 제2 개구로 이어져 제2 전극부의 하부전극과 연결되며, 제1 전극부의 상부전극과 제2 전극부의 상부전극은 추가의 반사막 위에서 서로 대향하게 구비되며, 추가의 반사막에 형성된 추가의 복수의 개구를 통해 각각 제1 전극부의 연결전극 및 제2 전극부의 연결전극에 연결되며, 비도전성 반사막은 제1 전극부 및 제2 전극부의 하부전극을 덮은 제1 분포 브래그 리플렉터;를 포함하고, 추가의 반사막은 제1 전극부 및 제2 전극부의 연결전극을 덮는 제2 분포 브래그 리플렉터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(12) the first electrode portion and the second electrode portion each include a lower electrode, a connecting electrode, and an upper electrode, the lower electrode of the first electrode portion is formed on the exposed first semiconductor layer, And a second opening is formed in the non-conductive reflective film, the connection electrode of the first electrode portion is connected to the lower electrode of the first electrode portion by being led to the first opening, And the upper electrode of the first electrode part and the upper electrode of the second electrode part are provided opposite to each other on the additional reflective film, and the additional plurality of openings formed in the additional reflective film are connected to the lower electrode of the second electrode part, And a first distributed Bragg reflector that is connected to the connection electrode of the first electrode unit and the connection electrode of the second electrode unit via the first and second electrode units, respectively, and the non-conductive reflective film covers the lower electrodes of the first electrode unit and the second electrode unit, And a second distributed Bragg reflector covering the connection electrodes of the first electrode part and the second electrode part.
(13) 비도전성 반사막에는 복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구가 형성되며, 제1 전극부의 연결전극은 비도전성 반사막 위에서 복수의 제1 개구를 연결하며, 제2 전극부의 연결전극은 비도전성 반사막 위에서 복수의 제2 개구를 연결하며, 제1 전극부의 연결전극 및 제2 전극부의 연결전극 중 적어도 하나는 비도전성 반사막 위에서 폐루프(closed loop) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.(13) a plurality of first openings and a plurality of second openings are formed in the non-conductive reflective film, the connection electrodes of the first electrode portion connect the plurality of first openings on the non-conductive reflective film, Wherein at least one of the connection electrode of the first electrode unit and the connection electrode of the second electrode unit is formed in a closed loop shape on the nonconductive reflective film.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 금속 반사막 대신 비도전성 반사막을 사용하여 빛흡수 손실을 감소함으로써, 휘도가 향상된다.According to one semiconductor light emitting device according to the present disclosure, the brightness is improved by reducing the light absorption loss by using a non-conductive reflective film instead of the metal reflective film.
또한, 비도전성 반사막에 골고루 형성된 복수의 개구를 통한 연결전극-하부전극 구조에 의해 복수의 반도체층으로의 전류 확산을 용이하게 하므로 전류확산을 위해 제1 반도체층 및/또는 제2 반도체층 위에 가지전극과 같이 길게 금속 띠를 형성할 필요가 없거나 작은 수를 형성하여도 충분하도록 해주며, 그 결과 금속에 의한 빛흡수 손실이 더욱 감소된다.Further, since the current diffusion into the plurality of semiconductor layers can be facilitated by the connection electrode-lower electrode structure through the plurality of openings uniformly formed in the non-conductive reflective film, the current can be diffused to the first semiconductor layer and / It is not necessary to form the metal strips as long as the electrodes, or it is sufficient to form a small number of water. As a result, the light absorption loss due to the metal is further reduced.
또한, 비도전성 반사막으로 투과된 빛까지도 추가의 반사막으로 반사하여 휘도가 향상된다.Further, even the light transmitted through the non-conductive reflective film is reflected by the additional reflective film, thereby improving the brightness.
또한, 제1 연결전극 및 제2 연결전극이 개구를 통해 직접 제1 반도체층 또는 전류확산 도전막에 접촉하는 경우 전기적 접촉이 좋지 못할 수 있는데, 제1 하부전극 및 제2 하부전극은 연결전극과 제1 반도체층 및 전류확산 도전막 간의 전기적 접촉을 향상(예: 접촉저항 감소)한다.Also, when the first connection electrode and the second connection electrode directly contact the first semiconductor layer or the current diffusion conductive film through the opening, the electrical contact may not be good. The first and second lower electrodes are connected to the connection electrode (For example, reduced contact resistance) between the first semiconductor layer and the current diffusion conductive film.
또한, 비도전성 반사막에 개구 형성시 또는 추가의 반사막에 개구 형성시 하부전극 상면 또는 연결전극 상면이 영향을 받아 전기적 접촉이 저하되는 것을 방지한다.Further, when the opening is formed in the non-conductive reflective film or when the opening is formed in the additional reflective film, the top surface of the lower electrode or the top surface of the connection electrode is affected, thereby preventing the electrical contact from being deteriorated.
또한, 연결전극이 폐루프 형상으로 복수의 개구를 연결하여 전류가 더 균등하게 공급되게 하여 전류 편중에 의한 열화를 방지한다.Further, the connection electrode connects the plurality of openings in the form of a closed loop to more evenly supply the current, thereby preventing deterioration due to current bias.
30: 제1 반도체층
40: 활성층
50: 제2 반도체층
60: 전류확산 도전막
41: 빛흡수 방지막
62,63: 비도전성 반사막 측 개구
64, 65: 추가의 반사막 측 개구
71,81: 하부전극
72,74: 제1 연결전극
82,84: 제2 연결전극
91: 비도전성 반사막
95: 추가의 반사막
75: 제1 상부전극
85: 제2 하부전극30: first semiconductor layer 40: active layer 50: second semiconductor layer
60: current diffusion conductive film 41: light absorption preventing film
62, 63: non-conductive reflective
71, 81:
82, 84: second connection electrode 91: non-conductive reflective film 95: additional reflective film
75: first upper electrode 85: second lower electrode
Claims (13)
제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층;
제1 반도체층과 전기적으로 연통하며 전자와 정공 중 하나를 공급하는 제1 전극부;
제2 반도체층과 전기적으로 연통하며 전자와 정공 중 나머지 하나를 공급하는 제2 전극부;
활성층에서 생성된 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하도록 복수의 반도체층 위에 형성되며, 개구가 형성된 비도전성 반사막; 그리고
비도전성 반사막을 투과한 빛을 제1 반도체층 측으로 반사하도록 비도전성 반사막 위에 형성된 추가의 반사막;을 포함하며,
제1 전극부와 제2 전극부 중의 적어도 하나는:
개구에 의해 적어도 일부가 노출되며, 복수의 반도체층과 전기적으로 연결되는 하부전극; 그리고
비도전성 반사막과 추가의 반사막 사이에 형성되며, 개구를 통해 하부전극과 전기적으로 연결되는 연결전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.In the semiconductor light emitting device,
A first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and an active layer disposed between the first and second semiconductor layers and generating light through recombination of electrons and holes, A plurality of semiconductor layers;
A first electrode portion that is in electrical communication with the first semiconductor layer and supplies one of electrons and holes;
A second electrode portion that is in electrical communication with the second semiconductor layer and supplies the remaining one of electrons and holes;
A non-conductive reflective film formed on the plurality of semiconductor layers so as to reflect light generated in the active layer toward the first semiconductor layer, the non-conductive reflective film having an opening formed therein; And
And a further reflective film formed on the non-conductive reflective film so as to reflect the light transmitted through the non-conductive reflective film toward the first semiconductor layer,
At least one of the first electrode portion and the second electrode portion includes:
A lower electrode that is at least partially exposed by the opening and is electrically connected to the plurality of semiconductor layers; And
And a connection electrode formed between the non-conductive reflective film and the additional reflective film and electrically connected to the lower electrode through the opening.
비도전성 반사막은 제1 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the non-conductive reflective film comprises a first distributed Bragg reflector (DBR).
추가의 반사막은 제2 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
And the additional reflective film comprises a second distributed Bragg reflector (DBR).
추가의 반사막은 금속 반사막인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the additional reflective film is a metal reflective film.
추가의 반사막은:
제2 분포 브래그 리플렉터와 비도전성 반사막 사이의 하부 유전체막; 그리고
제2 분포 브래그 리플렉터 위의 상부 유전체막; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method of claim 3,
Additional reflective films include:
A lower dielectric film between the second distributed Bragg reflector and the non-conductive reflective film; And
An upper dielectric film on the second distributed Bragg reflector; Wherein the semiconductor light emitting device comprises at least one of a light emitting diode and a light emitting diode.
제1 전극부와 제2 전극부 중의 적어도 하나(하부전극 및 연결전극을 구비하는 전극)는:
추가의 반사막 위에 형성되며, 추가의 반사막에 형성된 개구를 통하여 연결전극에 전기적으로 연결되는 상부전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
At least one of the first electrode portion and the second electrode portion (the electrode including the lower electrode and the connection electrode)
And an upper electrode formed on the additional reflective film and electrically connected to the connection electrode through an opening formed in the additional reflective film.
비도전성 반사막에는 복수의 개구가 형성되며, 연결전극은 복수의 개구를 연결하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of openings are formed in the non-conductive reflective film, and the connection electrode connects the plurality of openings.
하부전극은 복수의 섬 형태로 복수의 반도체층 위에 분포된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method of claim 7,
Wherein the lower electrode is distributed over the plurality of semiconductor layers in the form of a plurality of islands.
연결전극은:
비도전성 반사막에 형성된 개구를 통해 하부전극과 접촉하는 접촉층; 그리고
접촉층 위에 형성되며, 추가의 반사막에 형성된 개구에 대응하는 부분이 제거된 식각방지층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method of claim 6,
The connecting electrodes are:
A contact layer contacting the lower electrode through an opening formed in the non-conductive reflective film; And
And an etch stop layer formed on the contact layer and having a portion corresponding to the opening formed in the additional reflective film removed.
비도전성 반사막은:
복수의 반도체층과 제1 분포 브래그 리플렉터 사이에 유전체막; 그리고
제1 분포 브래그 리플렉터와 추가의 반사막 사이에 클래드막; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method of claim 2,
The non-conductive reflective film is:
A dielectric film between the plurality of semiconductor layers and the first distributed Bragg reflector; And
A clad film between the first distributed Bragg reflector and the additional reflective film; Wherein the semiconductor light emitting device comprises at least one of a light emitting diode and a light emitting diode.
하부전극은:
복수의 반도체층과 전기적으로 연통하는 접촉층;
접촉층 위에 형성된 반사층;
반사층 위에 형성된 확산방지층;
확산방지층 위에 형성된 산화방지층; 그리고
산화방지층 위에 형성되며, 개구에 대응하는 부분이 제거된 식각방지층;을 포함하며,
연결전극은 산화방지층에 접촉하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
The lower electrode comprises:
A contact layer in electrical communication with the plurality of semiconductor layers;
A reflective layer formed on the contact layer;
A diffusion barrier layer formed on the reflective layer;
An anti-oxidation layer formed on the diffusion preventing layer; And
An anti-oxidation layer formed on the anti-oxidation layer and having a portion corresponding to the opening removed,
And the connection electrode is in contact with the oxidation preventing layer.
제1 전극부 및 제2 전극부가 각각 하부전극, 연결전극 및 상부전극을 포함하며,
제1 전극부의 하부전극은 식각되어 노출된 제1 반도체층에 형성되고, 제2 하부전극은 제2 반도체층 위에 형성되며,
비도전성 반사막에는 제1 개구 및 제2 개구가 형성되며,
제1 전극부의 연결전극은 제1 개구로 이어져 제1 전극부의 하부전극과 연결되고, 제2 전극부의 연결전극은 제2 개구로 이어져 제2 전극부의 하부전극과 연결되며,
제1 전극부의 상부전극과 제2 전극부의 상부전극은 추가의 반사막 위에서 서로 대향하게 구비되며, 추가의 반사막에 형성된 추가의 복수의 개구를 통해 각각 제1 전극부의 연결전극 및 제2 전극부의 연결전극에 연결되며,
비도전성 반사막은 제1 전극부 및 제2 전극부의 하부전극을 덮은 제1 분포 브래그 리플렉터;를 포함하고, 추가의 반사막은 제1 전극부 및 제2 전극부의 연결전극을 덮는 제2 분포 브래그 리플렉터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method according to claim 1,
The first electrode portion and the second electrode portion each include a lower electrode, a connection electrode, and an upper electrode,
The lower electrode of the first electrode part is formed on the exposed first semiconductor layer, the second lower electrode is formed on the second semiconductor layer,
A first opening and a second opening are formed in the non-conductive reflective film,
The connection electrode of the first electrode part is connected to the lower electrode of the first electrode part connected to the first opening, the connection electrode of the second electrode part is connected to the lower electrode of the second electrode part,
The upper electrode of the first electrode part and the upper electrode of the second electrode part are provided to face each other on the additional reflection film and are connected to the connection electrode of the first electrode part and the connection electrode of the second electrode part, Lt; / RTI >
The non-conductive reflective film includes a first distributed Bragg reflector covering the lower electrodes of the first electrode unit and the second electrode unit. The additional reflective film includes a second distributed Bragg reflector covering the connection electrodes of the first electrode unit and the second electrode unit. The semiconductor light emitting device comprising:
비도전성 반사막에는 복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구가 형성되며, 제1 전극부의 연결전극은 비도전성 반사막 위에서 복수의 제1 개구를 연결하며, 제2 전극부의 연결전극은 비도전성 반사막 위에서 복수의 제2 개구를 연결하며,
제1 전극부의 연결전극 및 제2 전극부의 연결전극 중 적어도 하나는 비도전성 반사막 위에서 폐루프(closed loop) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The method of claim 12,
A plurality of first openings and a plurality of second openings are formed in the nonconductive reflective film, the connection electrodes of the first electrode portion connect the plurality of first openings on the nonconductive reflective film, and the connection electrodes of the second electrode portion are formed on the non- Connecting the plurality of second openings,
Wherein at least one of the connection electrode of the first electrode unit and the connection electrode of the second electrode unit is formed in a closed loop shape on the non-conductive reflective film.
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