KR20160008745A - 발광소자 및 조명시스템 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 발광소자는 제 2 전극층; 상기 제 2 전극층 상에 배치된 제 2 도전형 반도체층; 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층; 상기 활성층 상에 배치된 제 1 도전형 반도체층; 및 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 제 1 전극층; 을 포함하고, 상기 제 1 전극층은 페로브스카이트 구조를 갖는 금속산화물층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예의 발광소자는 페로브스카이트 구조로 충분한 두께를 가지며 광추출패턴을 갖는 금속산화물층을 이용하여 빛을 방출함으로써, 광추출 효율을 향상시킬 수 있고, 제 1 전극층으로 전류를 충분히 확산시킨 후 상기 발광구조물에 주입하여 발광효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
실시예의 발광소자는 페로브스카이트 구조로 충분한 두께를 가지며 광추출패턴을 갖는 금속산화물층을 이용하여 빛을 방출함으로써, 광추출 효율을 향상시킬 수 있고, 제 1 전극층으로 전류를 충분히 확산시킨 후 상기 발광구조물에 주입하여 발광효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
Description
실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.
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.
발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자(electron)와 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 된다.
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.
최근 고효율 LED 수요가 증가함에 광도 개선이 이슈가 되고 있다.
특히, 광도 개선을 위해, 반도체층 전면에 전류를 확산시켜 주입하는 전극층의 역할이 중요해지고 있다.
실시예는 광도를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자는 제 2 전극층; 상기 제 2 전극층 상에 배치된 제 2 도전형 반도체층; 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층; 상기 활성층 상에 배치된 제 1 도전형 반도체층; 및 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 제 1 전극층; 을 포함하고, 상기 제 1 전극층은 페로브스카이트 구조를 갖는 금속산화물층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예에 따른 발광소자는 기판; 상기 기판 상에 배치된 제 1 도전형 반도체층; 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층; 상기 활성층 상에 배치된 제 2 도전형 반도체층; 및 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치된 제 1 전극층; 을 포함하고, 상기 제 1 전극층은 페로브스카이트 구조를 갖는 금속산화물층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따른 조명시스템은 상기 발광소자를 구비하는 발광유닛을 포함할 수 있다.
실시예에 의하면 광도를 증대시킬 수 있는 최적의 구조를 구비한 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
실시예의 발광소자는 페로브스카이트 구조로 충분한 두께를 가지며 광추출패턴을 갖는 금속산화물층을 이용하여 빛을 방출함으로써, 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
실시예의 발광소자는 제 1 전극층으로 전류를 충분히 확산시킨 후 상기 발광구조물에 주입하여 발광효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 실시예의 제 1 전극층은 충분한 두께를 저비용으로 구현할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 실시예에 의하면 양자구속효과의 개선, 발광효율의 개선 및 소자신뢰성 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 2는 페로브스카이트 결정 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 제 1 전극층의 평면도이다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 제 1 전극층의 평면도이다.
도 5는 제 3 실시예에 따른 제 1 전극층의 평면도이다.
도 6 내지 도 8은 실시예에 따른 발광소자 제조방법을 나타낸다.
도 9는 제 4 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 2는 페로브스카이트 결정 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 제 1 전극층의 평면도이다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 제 1 전극층의 평면도이다.
도 5는 제 3 실시예에 따른 제 1 전극층의 평면도이다.
도 6 내지 도 8은 실시예에 따른 발광소자 제조방법을 나타낸다.
도 9는 제 4 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
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.
도 1은 제 1 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 발광소자(100)는 제 2 전극층(87)과, 상기 제 2 전극층(87) 상에 제 2 도전형 반도체층(13)과, 상기 제 2 도전형 반도체층(13) 상에 활성층(12)과, 상기 활성층(12) 상에 제 1 도전형 반도체층(11)과, 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상에 제 1 전극층(200)을 포함할 수 이고, 상기 제 1 전극층(200)은 전류확산층(220)과, 상기 전류확산층(220) 상에 전극패드(210)를 포함할 수 있다.
종래에는 전극패드(210)를 통해 공급되는 전류를 발광구조물(10)에 확산시키기 위하여, 전극패드(210) 주위로 방사되는 전극패턴을 배치하고, 상기 전극패턴 하부에 전류차단층(CBL)을 배치하였다.
또한, 전극층 하부에 ITO와 같은 투광성 전극층을 배치하여, 전류를 확산시키는 방안도 제안되었다.
그런데, 상기 전극패드(210), 전극패턴 및 전류차단층은 발광소자에서 빛이 방출되는 표면에 배치되기 때문에, 광을 흡수하거나 반사하여, 광추출 효율을 감소시키는 문제점이 있다.
즉, 전류 확산 측면에서는 전극패드(210)와 전극패턴이 발광소자 표면에서 차지하는 면적이 증가되는 것이 유리하나, 광이 추출되는 효율 측면에서는 면적이 감소하는 것이 유리하여, 양 효과는 상충관계(trade off)에 있다.
전극패턴을 줄이고 ITO 상에 전극패드(210)를 배치하는 기술은, ITO는 단가가 높고, 충분한 두께로 전극층을 형성하지 못하는 단점이 있다. 또한, 얇은 두께로 인하여 ITO 표면에 에칭에 기초한 텍스쳐링시, GaN 에피에 손상을 가할 수 있어 소자의 신뢰성이 낮아지고 발광효율이 저하되는 문제도 있다.
실시예는 단가가 싸고 충분한 두께로 형성할 수 있으며, 전기 전도율이 높고 광추출 패턴 형성에도 유리한 소재를 이용하여 전극층을 형성함으로써, 저비용으로 소자의 신뢰성을 유지하면서 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 충분한 두께의 전극층을 이용하여 광을 추출(volume emitting)하여, 형광체 변환 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자를 제공하고자 한다.
도 2는 페로브스카이트 결정 구조를 나타내는 도면이다.
페로브스카이트(perovskite crytal structure)는 도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 특별한 구조의 금속 산화물이다.
이러한 페로브스카이트의 기본 구성요소는 큐빅 AMX3 구조로, 여기서 A는 유기 양이온, M은 금속 양이온이고, X는 할로겐 또는 산화물을 포함하는 음이온이다.
이러한 페로브스카이트 금속 산화물의 경우, 이를 구성하는 원소들의 종류 및 결정 구조에 따라서 전기 전도율이 매우 높아져 초전도 현상까지 일어날 수 있으며, 투광성 성질을 갖도록 구성할 수도 있다.
예를 들어, 상기 페로브스카이트 금속산화물로서, KNbO3, BaSnO3, CaZrO3, SrCeO3 등이 사용될 수 있으며, 특히, BaSnO3 경우 빛을 투과하는 효율이 높고, 단가가 싸며, 전기 전도율이 높은 장점이 있다.
상기 페로브스카이트 금속산화물은 웨이퍼를 성장시키는 방법을 통해 생산하기 때문에 발광소자에 적용하기에 어려움이 있다.
실시예에서는 페로브스카이트 금속산화물을 웨이퍼로 성장시킨 후 이를 슬라이싱 하여 발광소자 표면에 증착시키는 방법을 통해, 원하는 두께의 페로브스카이트 금속산화물을 전극층으로 사용하는 것을 제안한다.
이하에서는 페로브스카이트 금속산화물을 이용하여 형성한, 제 1 전극층(200)에 대해 설명한다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 제 1 전극층(200)의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 제 1 전극층(200)은 전극패드(210), 상기 전극패드(210) 아래 배치되는 금속산화물층(220) 및 상기 금속산화물층(220)에 배치된 보조 전극(230)을 포함할 수 있다.
상기 전극패드(210)는 상기 금속산화물층(220) 상에 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 상기 제 1 도전형 반도체층(11)에 전기적으로 연결되어 전류를 주입할 수 있다.
상기 전극패드(210)는 오믹 접촉, 접착층, 본딩층의 특성을 갖는 금속층들을 포함할 수 있으며, 비 투광성으로 이루어질 수 있으나, 이에 대해서 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 전극패드(210)는 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택될 수 있다.
그런데, 상기 전극패드(210)가 제 1 도전형 반도체층(11)과 바로 접하면, 전극패드(210)가 배치된 영역의 주위에만 전류가 집중적으로 공급되어, 제 1 도전형 반도체층(11) 전반에 걸쳐 전류를 공급할 수 없다.
따라서, 상기 전극패드(210)와 제 1 도전형 반도체층(11) 사이에는 전류 확산을 위한 금속산화물층(220)이 배치될 수 있다.
상기 금속산화물층(220)은 전극패드(210)로부터 주입된 전류를 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 전면에 걸쳐 주입할 수 있도록 전류를 확산시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 금속산화물층(220)의 표면에는 광추출을 위한 광추출 텍스쳐링이 형성될 수 있어, 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 상기 금속산화물층(220)은 전술한 페로브스카이트 금속산화물을 포함할 수 있으며, 예를 들어, KNbO3, BaSnO3, CaZrO3 또는 SrCeO3 -등을 포함할 수 있다.
상기 페로브스카이트 금속산화물은 전도율이 높으며 투광성을 가질 수 있어서, 이를 금속산화물층(220)으로 이용할 경우 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 페로브스카이트 금속산화물을 충분한 두께로 잘라서 제 1 도전형 반도체층(11) 상에 증착하여, 전류 확산을 향상시킬 수 있고, 표면에 광추출을 위한 텍스쳐링을 반도체층에 손상 없이 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 전극층(200)의 금속산화물층(220)은 50~150um의 두께로 형성될 수 있다.
표 1은 금속산화물층(220)의 두게에 따른 동작 전압 및 발광효율을 나타낸다.
표 1을 보면, 상기 금속산화물층(220)이 50um 이하로 형성될 경우, 전류 스프레딩이 원활하게 이루어지지 않아 발광 효율(Po)이 떨어지는 것을 알 수 있다. 그리고, 상기 금속산화물층(220)이 150um 이상으로 형성되어도 무방하나, 150um 이상의 두께로 형성될 때 발광 효율이 더 이상 큰 폭으로 향상되지 않는다.
또한, 상기 금속산화물층(220)은 상기 제 1 도전형 반도체층(11)과 오믹 접촉을 위한 오믹접촉층(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 오믹접촉층(미도시)는 예컨대 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 오믹접촉층은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 금속산화물층(220)은 상기 전극패드(210) 아래에 배치된 커런트블락킹부(CBL)를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
한편, 상기 전극패드(210)는 상기 금속산화물층(220)의 코너 또는 모서리에 배치될 수 있다.
이때, 상기 전극패드(210)가 배치된 코너에 대향되는 코너, 또는, 상기 전극패드(210)가 배치된 모서리에 대향되는 모서리로는 전류 확산이 어려울 수 있다.
따라서, 상기 금속산화물층(220)에서 상기 전극패드(210)가 배치된 코너 또는 모서리에 대응되는 코너 또는 모서리에는 보조 전극(230)이 더 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 3을 보면, 상기 금속산화물층(220)의 특정 코너에 상기 전극패드(210)가 배치되는 경우, 상기 특정 코너와 마주보는 코너에 부근에 보조 전극(230)이 배치될 수 있다. 좀더 상세히, 상기 전극패드(210)가 배치된 코너가 마주보는 코너와 연결된 양 모서리를 따라서 상기 보조 전극(230)이 배치될 수 있다.
이러한 상기 보조 전극(230)은 상기 금속산화물층(220) 위, 아래 또는 내에 배치될 수 있다. 도 1을 도 2의 X-Y 단면도로 보았을 때, 실시예의 보조 전극(230)은 상기 금속산화물층(220)과 제 1 도전형 반도체층(11) 사이에 개재되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
즉, 상기 보조 전극(230)은 상기 전극 패드로부터 주입된 전류가 흐르는 방향에 영향을 줄 수 있으므로, 상기 금속산화물층(220)에서 상기 전극패드(210)가 위치한 영역과 가장 멀리 떨어진 영역에 배치되는 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.
상기 보조 전극(230)은 상기 전극패드(210)와 상기 금속산화물층(220)을 통해 전기적으로 연결되어, 상기 전극패드(210)에서 공급되는 전류를 안내할 수 있으므로, 전류 확산을 향상시키고 동작전압을 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 보조 전극(230) 아래에는 커런트블락킹패턴(미도시)이 더 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이러한 상기 보조 전극(230)은 오믹 접촉, 접착층, 본딩층의 특성을 갖는 금속층들을 포함할 수 있으며, 비 투광성으로 이루어질 수 있으나, 이에 대해서 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 보조 전극(230)은 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택될 수 있다.
이하에서는 제 1 전극층(200)의 구조를 변경한 다양한 패턴에 대해 실시예를 나누어 설명하며, 같은 개념의 구성은 동일한 도면부호를 삽입하기로 하고, 중복되는 설명에 대해서는 기재를 생략하기로 한다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 제 1 전극층의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 제 1 전극층(201)은 적어도 하나 이상의 전극패드(211)와, 상기 전극패드(211) 아래에 배치된 금속산화물층(220)을 포함할 수 있다.
상기 전극패드(211)는 상기 금속산화물층(220) 상에 적어도 하나 이상 배치될 수 있으며, 상기 제 1 도전형 반도체층(11)에 전기적으로 연결되어 전류를 주입할 수 있다.
제 1 실시예처럼 보조 전극(230)이 배치되는 경우, 상기 보조 전극(230)과 상기 보조 전극(230) 아래 형성된 커런트블락킹패턴(CBL)로 인하여 광추출 효율이 감소될 수 있다.
따라서, 제 2 실시예의 제 1 전극층(200)은 보조 전극(230)을 포함하지 않고, 상기 금속산화물층(220)만으로 전류를 확산시키려는 것이다.
다만, 상기 보조 전극(230)이 형성되지 않아서, 상기 전극패드(211) 주위에 전류가 집중될 수 있으므로, 상기 전극패드(211)는 상기 금속산화물층(220)의 중앙부에 배치되는 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.
즉, 제 2 실시예의 제 1 전극층(201)은 상기 금속산화물층(220) 중앙부 상에 배치된 전극패드(211)와, 충분한 두께로 형성된 금속산화물층(220)을 포함할 수 있으며, 이를 통해 제 1 도전형 반도체층(11) 전면에 걸쳐 전류를 확산시켜 주입할 수 있다.
이때, 상기 전극패드(211) 아래에는 커런트블락킹부(미도시)를 더 배치할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 5는 제 3 실시예에 따른 제 1 전극층(200)의 평면도이다.
도 5를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 제 1 전극층(202)은 적어도 하나 이상의 전극패드(212)와, 상기 전극패드(212) 아래에 배치된 금속산화물층(220)과, 상기 금속산화물층(220) 상에 배치된 보조 전극(230)을 포함할 수 있다.
상기 전극패드(212) 주위에 전류가 집중되는 것을 막기 위하여, 상기 전극패드(212)는 복수개로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 5를 보면, 상기 금속산화물층(220)의 일측 모서리의 양쪽 코너에 제 1 전극패드(212a)와 제 2 전극패드(212b)가 각각 배치될 수 있다.
그리고, 이때, 상기 전극패드(212)가 형성된 모서리가 마주보는 모서리에는 보조 전극(232)이 배치될 수 있다.
상기 제 1 전극패드(212a)와 제 2 전극패드(212b)에서 주입된 전류는 상기 보조 전극(232) 방향으로 흘러가 상기 금속산화물층(220) 전반에 걸쳐 전류가 확산되도록 할 수 있다.
이러한 상기 보조 전극(232)은 상기 금속산화물층(220) 위, 아래 또는 내에 배치될 수 있다. 도 1을 보면, 실시예의 보조 전극(232)은 상기 금속산화물층(220)과 제 1 도전형 반도체층(11) 사이에 개재된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 6 내지 도 8은 실시예에 따른 발광소자 제조방법을 나타낸다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 실시예에 따른 발광소자 제조방법을 설명하기로 한다. 한편, 제1 실시예를 중심으로 설명하나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시 예에 따른 발광소자 제조방법에 의하면, 도 6과 같이, 기판(5) 위에 제1 도전형 반도체층(11), 활성층(12), 제2 도전형 반도체층(13)을 형성할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11), 상기 활성층(12), 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 발광구조물(10)로 정의될 수 있다.
상기 기판(5)은 예를 들어, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 상기 기판(5) 사이에는 버퍼층(미도시)이 더 형성될 수 있다.
예로써, 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(11)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 활성층(12)은 상기 제1 도전형 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 도전형 반도체층(13a)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(12)(12a)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(12)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(12)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 형성된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
한편, 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13) 위에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있으며, 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11) 및 상기 제2 도전형 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이에는 제1 도전형 InGaN/GaN 슈퍼래티스 구조 또는 InGaN/InGaN 슈퍼래티스 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2 도전형의 AlGaN층이 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 7과 같이, 상기 발광구조물(10)에 대한 에칭을 행하여 상기 제 1 도전형 반도체층(11)의 일부 영역을 노출시킬 수 있다. 이때, 상기 에칭은 습식에칭 또는 건식에칭으로 수행될 수 있다.
이후, 상기 발광구조물(10)에 채널층(30), 오믹접촉패턴(15), 반사층(17)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 채널층(30)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)과 상기 제2 도전형 반도체층(13) 사이에 상기 오믹접촉패턴(15)이 배치될 수 있다. 상기 오믹접촉패턴(15)은 상기 제2 도전형 반도체층(13)에 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 오믹접촉패턴(15)은 상기 발광구조물(10)과 오믹 접촉이 되도록 형성될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 제2 도전형 반도체층(13)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 오믹접촉패턴(15)은 상기 발광구조물(10)과 오믹 접촉되는 영역을 포함할 수 있다.
상기 오믹접촉패턴(15)은 예컨대 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 오믹접촉패턴(15)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 고 반사율을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층(17)은 상기 금속 또는 합금과 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) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 반사층(17)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 반사층(17)은 Ag 층과 Ni 층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti 층, Pt 층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 오믹접촉패턴(15)은 상기 반사층(17) 아래에 형성되고, 적어도 일부가 상기 반사층(17)을 통과하여 상기 발광구조물(10)과 오믹 접촉될 수도 있다.
이어서, 상기 반사층(17) 위에 금속층(50), 본딩층(60), 지지부재(70), 임시기판(90)이 형성될 수 있다.*
상기 금속층(50)은 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속층(50)은 확산장벽층의 기능을 수행할 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제2 도전형 반도체층(13)에 전기적으로 연결된 제1 전극층은 반사층, 오믹접촉층, 금속층 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시 예에 의하면 제1 전극층은 반사층, 오믹접촉층, 금속층을 모두 포함할 수도 있으며, 그 중에서 1 개의 층 또는 2 개의 층을 포함할 수도 있다.
상기 금속층(50)은 상기 본딩층(60)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(60)에 포함된 물질이 상기 반사층(17) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 제2 금속층(50)은 상기 본딩층(60)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 반사층(17)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 본딩층(60)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 지지부재(70)는 실시 예에 따른 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(60)은 시드층으로 구현될 수도 있다.
상기 지지부재(70)는 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한 상기 지지부재(70)는 절연물질로 형성될 수도 있다.
상기 임시기판(90)은 상기 지지부재(70) 위에 형성될 수 있다. 상기 임시기판(90)은 금속물질, 반도체 물질, 또는 절연물질 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있다.
다음으로 도 8과 같이, 상기 질화갈륨 반도체층(14)으로부터 상기 기판(5)을 제거한다. 하나의 예로서, 상기 기판(5)은 레이저 리프트 오프(LLO: Laser Lift Off) 공정에 의해 제거될 수 있다. 레이저 리프트 오프 공정(LLO)은 상기 기판(5)의 하면에 레이저를 조사하여, 상기 기판(5)과 상기 질화갈륨 반도체층(14)을 서로 박리시키는 공정이다.
그리고, 아이솔레이션 에칭 공정, 제 2 전극층(87)) 형성 공정, 스크라이빙 공정, 반사부(40) 형성 공정, 상기 임시기판(90) 제거 공정이 진행될 수 있다. 이러한 공정은 하나의 예시이며, 필요에 따라 공정 순서는 다양하게 변형될 수 있다.
이후, 상기 발광구조물(10) 상에는 금속산화물층(220)이 형성될 수 있다.
실시예에 따라 보조 전극(230)이 추가되는 경우, 상기 금속산화물층(220) 형성 전에, 상기 발광구조물(10) 상에는 보조 전극(230)이 먼저 형성될 수 있다.
상기 발광구조물(10) 상에 금속산화물층(220)을 직접 성장시켜, 형성할 수 있다.
또는, 상기 금속산화물층(220)을 별도로 웨이퍼에서 충분한 두께로 성장시킨 후 발광구조물(10) 크기에 맞게 슬라이싱한 후 발광구조물(10) 상에 열을 가하여 증착할 수 있다. 상기 금속산화물층(220)이 페로브스카이트 구조를 유지하기 위해서는 증착하는 방식이 더 효과적일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
상기 금속산화물층(220)이 발광구조물(10) 상에 형성된 후, 상기 금속산화물층(220)의 상부 면에 러프니스(roughness)가 형성될 수 있다. 상기 금속산화물층(220)에 러프니스를 먼저 형성한 후 발광구조물(10) 상에 증착하여도 무방하다.
상기 금속산화물층(220)의 상부 면에 광 추출 패턴이 제공될 수 있다. 상기 금속산화물층(220)의 상부 면에 요철 패턴이 제공될 수 있다. 상기 금속산화물층(220)에 제공되는 광 추출 패턴은 하나의 예로서 PEC (Photo Electro Chemical) 식각 공정에 의하여 형성될 수 있다. 이에 따라 실시 예에 의하면 외부 광 추출 효과를 상승시킬 수 있게 된다.
다음으로, 상기 발광구조물(10) 위에 전극패드(210)가 형성될 수 있다.
상기 전극패드(210)는 상기 제1 도전형 반도체층(11)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극패드(210)의 일부 영역은 상기 제1 도전형 반도체층(11)에 접촉될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 전극패드(210) 및 상기 제1 전극층(87)을 통하여 상기 발광구조물(10)에 전원이 인가될 수 있게 된다.
상기 전극패드(210)는 오믹층, 중간층, 상부층으로 구현될 수 있다. 상기 오믹층은 Cr, V, W, Ti, Zn 등에서 선택된 물질을 포함하여 오믹 접촉을 구현할 수 있다. 상기 중간층은 Ni, Cu, Al 등에서 선택된 물질로 구현될 수 있다. 상기 상부층은 예컨대 Au를 포함할 수 있다. 상기 전극패드(210)는 Cr, V, W, Ti, Zn,Ni, Cu, Al, Au 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 스크라이빙 공정이 수행되어 상기 채널층(30), 상기 지지부재(70)의 측면이 노출될 수 있게 된다. 이어서 상기 채널층(30)의 측면과 상기 지지부재(70)의 측면에 상기 반사부(40)가 형성될 수 있다. 이후 상기 임시기판(90)이 제거됨으로써 개별 발광소자가 형성될 수 있게 된다.
실시 예에 의하면, 상기 반사부(40)는 상기 채널층(30)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 반사부(40)는 상기 채널층(30) 위에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 반사부(40)는 상기 지지부재(70)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 반사부(40)는 상기 지지부재(70)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 반사부(40)는 상기 채널층(30)의 상부에 배치된 제1 영역과 상기 지지부재(70)의 측면에 배치된 제2 영역이 서로 연결되어 배치될 수 있다.
또한 상기 반사부(40)는 상기 금속층(50)의 측면에 배치될 수도 있다. 상기 반사부(40)는 상기 금속층(50)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 반사부(40)는 상기 본딩층(60)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 반사부(40)는 상기 본딩층(60)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 반사부(40)는 상기 발광구조물(10)과 이격되어 배치될 수 있다. 상기 반사부(40)는 상기 발광구조물(10)과 전기적으로 절연되어 배치될 수 있다.
상기 반사부(40)는 반사율이 좋은 물질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 반사부(40)는 Ag, Al, Pt 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 반사부(40)는 예로서 50 나노미터 내지 5000 나노미터의 두께로 형성될 수 있다.
상기 반사부(40)는 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛이 상기 채널층(30), 상기 금속층(50), 상기 본딩층(60), 상기 지지부재(70)로 입사되어 흡수되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 반사부(40)는 외부로부터 입사되는 빛을 반사시킴으로써 상기 채널층(30), 상기 금속층(50), 상기 본딩층(60), 상기 지지부재(70)에서 빛이 흡수되어 소실되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 반사부(40)가 배치됨에 따라, 상기 채널층(30)의 측면, 상기 금속층(50)의 측면, 상기 본딩층(60)의 측면, 상기 지지부재(70)의 측면 중의 어느 하나에 거칠기가 형성된 경우에도, 실시 예에 따른 발광소자의 측면은 모두 매끄럽게 구현될 수 있게 된다. 즉, 상기 반사부(40)의 표면이 매끄럽게 형성될 수 있으므로 스크라이빙 공정 등에서 상기 채널층(30)의 측면, 상기 금속층(50)의 측면, 상기 본딩층(60)의 측면, 상기 지지부재(70)의 측면 중의 어느 하나에 거칠기 또는 버(burr)가 형성된 경우에도, 실시 예에 따른 발광소자의 측면은 모두 매끄럽게 구현될 수 있게 된다.
실시예에 의하면 소자의 신뢰성을 유지하면서 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
도 9는 제 4 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
제 4 실시예의 발광소자(101)는 제 1 실시예의 발광소자(100)와 구조를 달리한 것으로, 같은 개념의 구성은 동일한 도면부호를 삽입하고, 중복되는 설명에 대해서는 기재를 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 제 4 실시예에 따른 발광소자(101)는 기판(5)과, 상기 기판(5) 상에 반사층(15)과, 상기 반사층(15) 상에 제 1 도전형 반도체층(11)과, 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상에 활성층(12)과, 상기 활성층(12) 상에 제 2 도전형 반도체층(13)과, 상기 제 2 도전형 반도체층(13) 상에 제 1 전극층(200)과, 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상에 제 2 전극층(87)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극층(200)은 제 1 실시예, 제 2 실시예 또는 제 3 실시예에 따른 제 1 전극층(200)이 적용될 수 있다.
즉, 상기 제 1 전극층(200)은 전극패드(210), 상기 전극패드(210) 아래에 배치되는 금속산화물층(220)과, 상기 금속산화물층(220)에 배치되는 보조 전극(230)을 포함할 수 있다.
상기 발광소자는 페로브스카이트 구조로 충분한 두께를 가지며 광추출패턴을 갖는 금속산화물층(220)을 이용하여 빛을 방출함으로써, 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 발광소자는 제 1 전극층(200)으로 전류를 충분히 확산시킨 후 상기 발광구조물(10)에 주입하여 발광효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 발광소자의 제 1 실시예는 수직형 구조를 설명하고, 상기 제 4 실시예는 수평형 구조를 설명하였으나, 플립칩과 같은 다양한 구조의 발광소자에 실시예의 제 1 전극층(200)이 적용될 수 있음은 당연할 것이다.
그리고, 이러한 실시예에 따른 발광소자는 발광소자 패키지에 설치될 수 있다.
그리고, 실시예에 따른 발광소자가 설치된 발광소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
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.
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.
제 1 도전형 반도체층(11), 활성층 (12),
제 2 도전형 반도체층(13), 질화갈륨 반도체층(14),
제 1 전극층(200), 제 2 전극층(87)
제 2 도전형 반도체층(13), 질화갈륨 반도체층(14),
제 1 전극층(200), 제 2 전극층(87)
Claims (12)
- 제 2 전극층;
상기 제 2 전극층 상에 배치된 제 2 도전형 반도체층;
상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층;
상기 활성층 상에 배치된 제 1 도전형 반도체층; 및
상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 제 1 전극층; 을 포함하고,
상기 제 1 전극층은 페로브스카이트 구조를 갖는 금속산화물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극층은 상기 금속산화물층 상에 배치된 적어도 하나 이상의 전극패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전극층은 상기 금속산화물층 내에 배치된 보조 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자. - 제 2 항에 있어서,
상기 보조 전극은 상기 제 1 도전형 반도체층과 금속산화물층의 사이, 상기 금속산화물층의 내부 또는 상기 금속산화물층 상에 배치된 것을 특징으로 하는 발광소자. - 제 2 항에 있어서,
상기 전극패드는 상기 금속산화물층의 코너에 배치되고, 상기 보조 전극은 상기 전극패드가 배치된 코너가 마주보는 상기 금속산화물층 코너에 배치된 것을 특징으로 하는 발광소자. - 제 5 항에 있어서,
상기 전극패드는 상기 금속산화물층의 제 1 모서리를 공유하는 양측 코너에 각각 배치되는 제 1 패드와 제 2 패드를 포함하고,
상기 보조 전극은 상기 제 1 모서리가 마주보는 금속산화물층의 모서리를 따라서 배치된 것을 특징으로 하는 발광소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속산화물층은 KNbO3, BaSnO3, CaZrO3 또는 SrCeO3 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속산화물층은 50 내지 150um 사이의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 발광소자. - 기판;
상기 기판 상에 배치된 제 1 도전형 반도체층;
상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층;
상기 활성층 상에 배치된 제 2 도전형 반도체층; 및
상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치된 제 1 전극층; 을 포함하고,
상기 제 1 전극층은 페로브스카이트 구조를 갖는 금속산화물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 전극층은 상기 금속산화물층 상에 배치된 적어도 하나 이상의 전극패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 전극층은 상기 금속산화물층 내에 배치된 보조 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자. - 제 1 항 내지 제 11 항에 기재된 발광소자를 구비하는 발광유닛을 포함하는 조명시스템.
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| WO2020013501A1 (ko) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 소자 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004207440A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Sharp Corp | 酸化物半導体の電極、酸化物半導体発光素子およびそれらの製造方法 |
| JP2004265923A (ja) * | 2003-02-10 | 2004-09-24 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2004266057A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子およびその製造方法 |
| KR20120117430A (ko) * | 2011-04-15 | 2012-10-24 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 |
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2014
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004207440A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Sharp Corp | 酸化物半導体の電極、酸化物半導体発光素子およびそれらの製造方法 |
| JP2004265923A (ja) * | 2003-02-10 | 2004-09-24 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2004266057A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子およびその製造方法 |
| KR20120117430A (ko) * | 2011-04-15 | 2012-10-24 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020013501A1 (ko) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 소자 |
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