KR20160015841A - Light emitting diode - Google Patents
Light emitting diode Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160015841A KR20160015841A KR1020140098641A KR20140098641A KR20160015841A KR 20160015841 A KR20160015841 A KR 20160015841A KR 1020140098641 A KR1020140098641 A KR 1020140098641A KR 20140098641 A KR20140098641 A KR 20140098641A KR 20160015841 A KR20160015841 A KR 20160015841A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- insulating layer
- electrode
- area
- bump
- layer
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 74
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 5
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 abstract description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 174
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008599 TiW Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48257—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 발광 다이오드에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 신뢰성이 향상된 발광 다이오드에 대한 것이다.The present invention relates to light emitting diodes. More particularly, the present invention relates to a light emitting diode with improved reliability.
발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합으로 발생되는 광을 발하는 무기 반도체 소자로서, 최근, 디스플레이, 자동차 램프, 일반 조명 등의 여러 분야에서 사용되고 있다. BACKGROUND ART Light emitting diodes (LEDs) are inorganic semiconductor devices that emit light generated by the recombination of electrons and holes. Recently, they have been used in various fields such as displays, automobile lamps, and general lighting.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to a related art.
종래 기술에 따른 발광 다이오드는 H-형태의 콘택층(14)를 포함하고 있다. 이어서, 상기 콘택층(14) 상에는 전류 인가를 위한 범프가 형성될 수 있으며, 범프 형성 영역을 제외한 상부층(16) 상에 절연층이 형성될 수 있다. 그러나, 종래 기술에 따른 범프 및 절연층 형성 공정에 있어서, 범프와 절연층 사이에는 일정한 간격이 존재한다. 이러한 간격은 발광 다이오드의 제조 공정 상의 이유로 존재하지만, 이로 인해, 발광 다이오드의 신뢰성이 문제될 수 있다. 발광 다이오드, 특히 자외선 발광 다이오드는 고온 및/또는 고습에 취약하며, 이로 인해 발광 다이오드의 신뢰성이 문제된다. 그러나, 종래 기술에 따른 발광 다이오드에 존재하는 상기 간격은 습기 및/또는 외부 공기의 통로로 이용될 수 있는 문제점이 있다.The prior art light emitting diode includes an H-
한편, 발광 다이오드는 n형 및 p형 범프를 가지며, 상기 범프들은 서브 마운트 기판 상에 실장된다. 그러나, n형 및 p형 범프와 서브 마운트 기판의 결합 영역에 하중이 반복적으로 가해지는 경우에, 상기 범프들과 서브 마운트 기판 간의 결합력이 약화되어 발광 다이오드와 기판이 분리되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 상술한 문제점을 해결하여 신뢰성 및 구조적 안정성이 향상된 발광 다이오드의 개발이 요구된다.On the other hand, the light emitting diodes have n-type and p-type bumps, and the bumps are mounted on the submount substrate. However, when a load is repeatedly applied to the bonding region between the n-type and p-type bumps and the submount substrate, the bonding force between the bumps and the submount substrate may be weakened, and the LED and the substrate may be separated from each other. Therefore, there is a demand for development of light emitting diodes that overcome the above-mentioned problems and have improved reliability and structural stability.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신뢰성 및 구조적 안정성이 향상된 발광 다이오드를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light emitting diode having improved reliability and structural stability.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 고온 및/또는 고습 환경에서 발광 특성 저하가 방지되는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting diode in which deterioration in luminescence properties is prevented in a high temperature and / or high humidity environment.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 기판과 범프 간의 결합력이 강화된 발광 다이오드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode having enhanced bonding force between a substrate and a bump.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는 기판; 상기 기판 상에 위치하고, 하부 반도체층, 상기 하부 반도체층의 일 영역 상에 배치된 상부 반도체층 및 상기 하부 반도체층과 상기 상부 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광셀; 상기 상부 반도체층 상에 배치된 제1 전극; 상기 하부 반도체층 상에 배치된 제2 전극; 상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 제1 개방 영역을 포함하는 제1 절연층; 상기 제1 절연층 상에 배치된 제2 절연층; 및 상기 제1 개방 영역을 통해 제1 전극과 오믹 컨택하는 제1 범프를 포함하되, 상기 제1 범프는 상부에 제1 오목부와 제1 볼록부를 포함하고, 상기 제1 범프는 상면에 상기 제1 오목부의 바닥면을 포함하는 제1 영역과 상면에 상기 제1 볼록부의 상면을 포함하는 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 영역의 적어도 일부 영역은 상기 제1 개방 영역 상에 배치되고, 상기 제2 영역의 적어도 일부는 제2 절연층 상에 배치될 수 있다.A light emitting diode according to an embodiment of the present invention includes a substrate; A light emitting cell located on the substrate and including a lower semiconductor layer, an upper semiconductor layer disposed on one region of the lower semiconductor layer, and an active layer disposed between the lower semiconductor layer and the upper semiconductor layer; A first electrode disposed on the upper semiconductor layer; A second electrode disposed on the lower semiconductor layer; A first insulating layer including a first open region for exposing a portion of the first electrode; A second insulating layer disposed on the first insulating layer; And a first bump that is in ohmic contact with the first electrode through the first open area, wherein the first bump includes a first concave portion and a first convex portion at an upper portion thereof, A first region including a bottom surface of a concave portion and a second region including an upper surface of the first convex portion on an upper surface thereof, at least a portion of the first region being disposed on the first open region, At least a portion of the second region may be disposed on the second insulating layer.
나아가, 상기 제1 오목부의 바닥면의 면적은 상기 제1 개방 영역을 통해 노출된 상기 제1 전극의 면적과 비례할 수 있다.Furthermore, the area of the bottom surface of the first concave portion may be proportional to the area of the first electrode exposed through the first open area.
또한, 상기 제1 오목부의 깊이는 상기 제1 전극 상에 배치된 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 두께에 비례할 수 있다.The depth of the first concave portion may be proportional to the thickness of the first insulating layer and the second insulating layer disposed on the first electrode.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 볼록부의 상면의 면적 및 상기 제1 오목부의 바닥면 면적의 합은 적어도 상기 제1 개방 영역을 통해 노출된 상기 제1 전극의 면적보다 클 수 있다.In some embodiments, the sum of the area of the top surface of the first convex portion and the bottom surface area of the first concave portion may be larger than the area of the first electrode exposed through at least the first open area.
또한, 상기 제1 전극과 상기 제1 범프 사이에 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 일부가 배치될 수 있다.A portion of the first insulating layer and the second insulating layer may be disposed between the first electrode and the first bump.
상기 제1 개방 영역을 둘러싸는 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 측면과 제1 범프의 하단 측면의 적어도 일부는 맞닿아 있을 수 있다.At least a portion of the side surfaces of the first insulating layer and the second insulating layer surrounding the first open area and the lower side surfaces of the first bump may be in contact.
나아가, 상기 제1 볼록부는 상기 제1 오목부를 둘러쌀 수 있다.Furthermore, the first convex portion may surround the first concave portion.
한편, 상기 제1 절연층은 상기 제2 전극의 일부를 노출시키는 제2 개방 영역을 포함하고, 상기 제2 개방 영역을 통해 상기 제2 전극과 오믹 컨택하는 제2 범프를 더 포함하되, 상기 제2 범프는 상부에 제2 오목부와 제2 볼록부를 포함하고, 상기 제2 범프는 상면에 상기 제2 오목부의 바닥면을 포함하는 제3 영역과 상면에 상기 제2 볼록부의 상면을 포함하는 제4 영역을 포함하며, 상기 제3 영역의 적어도 일부 영역은 상기 제2 개방 영역 상에 배치되고, 상기 제4 영역의 적어도 일부는 제2 절연층 상에 배치될 수 있다.The first insulating layer may include a second open region that exposes a portion of the second electrode and a second bump that makes an ohmic contact with the second electrode through the second open region, Wherein the second bump includes a third region including a bottom surface of the second concave portion on an upper surface thereof and a second region including a top surface of the second convex portion on an upper surface thereof, 4 region, at least a portion of the third region may be disposed on the second open region, and at least a portion of the fourth region may be disposed on the second insulating layer.
또한, 상기 제2 오목부의 바닥면의 면적은 상기 제2 개방 영역을 통해 노출된 상기 제2 전극의 면적과 비례할 수 있다.The area of the bottom surface of the second concave portion may be proportional to the area of the second electrode exposed through the second open area.
상기 제2 오목부의 깊이는 상기 제2 전극 상에 배치된 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 두께에 비례할 수 있다.The depth of the second concave portion may be proportional to the thickness of the first insulating layer and the second insulating layer disposed on the second electrode.
한편, 상기 제2 볼록부의 상면의 면적 및 상기 제2 오목부의 바닥면 면적의 합은 적어도 상기 제2 개방 영역을 통해 노출된 상기 제2 전극의 면적보다 클 수 있다.The sum of the area of the upper surface of the second convex portion and the area of the bottom surface of the second concave portion may be larger than the area of the second electrode exposed through the second open area.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제2 전극과 상기 제2 범프 사이에 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 일부가 배치될 수 있다.In some embodiments, the first insulating layer and a portion of the second insulating layer may be disposed between the second electrode and the second bump.
나아가, 상기 제2 개방 영역을 둘러싸는 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 측면과 제2 범프의 하단의 측면의 적어도 일부는 맞닿아 있을 수 있다.Further, at least a part of the side surfaces of the first insulating layer and the second insulating layer surrounding the second open area and the side surfaces of the lower end of the second bump may be in contact with each other.
상기 제2 볼록부는 상기 제2 오목부를 둘러쌀 수 있다.The second convex portion may surround the second concave portion.
또한, 상기 제2 절연층은 실리콘 질화물층을 포함할 수 있다.The second insulating layer may include a silicon nitride layer.
한편, 상기 발광셀은 자외선 파장 영역의 광을 방출할 수 있다.Meanwhile, the light emitting cell may emit light in the ultraviolet wavelength region.
상기 기판은 상기 발광셀이 배치된 일면과, 상기 일면과 반대되는 타면을 포함하고, 상기 타면은 요철부를 포함할 수 있다.The substrate may include one surface on which the light emitting cells are disposed and another surface opposite to the one surface, and the other surface may include concave and convex portions.
상기 기판은 투명 사파이어 기판일 수 있다.The substrate may be a transparent sapphire substrate.
또한, 상기 제1 절연층은 분포 브래그 반사기를 포함할 수 있다.In addition, the first insulating layer may include a distributed Bragg reflector.
본 발명에 따른 발광 다이오드는 상온은 물론 고온 및/또는 고습 환경에서 신뢰성이 향상되어, 발광 특성의 저하가 방지될 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드는 기판과 범프 간의 결합력이 강화되어, 기판과 범프의 결합 영역에 하중이 반복적으로 가해지는 경우에도, 발광 다이오드와 기판과의 분리가 방지될 수 있다.The light emitting diode according to the present invention improves the reliability in a high-temperature and / or high-humidity environment as well as a room temperature, so that deterioration of the luminescence characteristics can be prevented. In addition, the bonding force between the substrate and the bump is enhanced in the light emitting diode, so that separation between the light emitting diode and the substrate can be prevented even when the load is repeatedly applied to the bonding region of the substrate and the bump.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6는 본 발명의 개선된 효과를 설명하기 위한 그래프들이다1 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to a related art.
2 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph for explaining the improved effect of the present invention
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can sufficiently convey the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. It is also to be understood that when an element is referred to as being "above" or "above" another element, But also includes the case where there are other components in between. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.2 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
도 2의 (a)는 상기 발광 다이오드의 평면도이며, 도 2의 (b)는 도 2의 (a) 평면도의 선 A-A에 따라 바라본 단면도이다.2 (a) is a plan view of the LED, and FIG. 2 (b) is a sectional view taken along line A-A in FIG. 2 (a).
도 2를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 성장 기판(100), 하부 반도체층(115), 활성층(113), 상부 반도체층(111)을 포함한다. 하부 반도체층(115) 상에 컨택층(121), 패드층(123) 및 전극층(125)가 배치된다. 제2 전극(120b)는 컨택층(121), 패드층(123) 및 전극층(125)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the light emitting diode includes a
상기 제2 전극(120b)이 배치되고, 제2 전극(120b) 상에 제2 범프(130b)가 배치된다. 상부 반도체층(111) 상에 반사층(127) 및 장벽층(129)이 배치되면, 반사층(127) 및 장벽층(129)을 통해 제1 전극(120a)이 형성될 수 한다. 상기 제1 전극(120a) 상에 제1 범프(130a)가 배치된다. 제1 범프(130a) 및 제2 범프(130b)가 배치된 영역을 제외하고, 상기 발광 다이오드의 전면은 제1 절연층(128) 및 제2 절연층(129)로 덮일 수 있다. 한편, 하부 반도체층(115), 활성층(113) 및 상부 반도체층(111)을 통해 발광셀(110)이 형성될 수 있다.The
성장 기판(100)은 육방정계 결정 구조를 갖는 기판으로서, 질화갈륨계 예피층을 성장시키지 위한 성장 기판, 예컨대 사파이어, 탄화 실리콘, 질화갈륨 기판일 수 있다. 특히, 심자외선 발광 다이오드를 제공하기 위해 성장 기판(100)은 사파이어 기판일 수 있다. 성장 기판(100)은 일면, 상기 일면의 반대면인 타면 및 상기 일면과 타면을 연결하는 측면을 포함한다. 상기 일면은 반도체층들이 성장되는 면이며, 상기 타면은 활성층(113)에서 생성된 광이 외부로 방출되는 면이다. 성장 기판(100)의 측면은 상기 일면 및 타면에 수직한 면일 수 있으나, 경사진 면을 포함할 수도 있다. 성장기판(100)의 일면에 하부 반도체층(115)을 형성하기 전에 사파이어 기판과의 격자 부정합을 줄이기 위하여, AlN 또는 GaN을 포함하는 버퍼층(미도시)을 형성할 수 있다.The
또한, 성장 기판(100)은 전체적으로 사각형 형상일 수 있으나, 기판의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 본 실시예에 있어서, 성장 기판(100)의 두께는 성장 기판(100)의 두께는 100㎛를 초과할 수 있으며, 특히 150㎛ 내지 400㎛ 범위 내의 값을 가질 수 있다. 성장 기판(100)이 두꺼울수록 광의 추출 효율이 향상된다. 한편, 성장 기판(100)의 측면은 브레이킹 면을 포함할 수 있다.In addition, the
하부 반도체층(115)은 성장 기판(100)의 일면 상에 위치한다. 하부 반도체층(115)은 성장 기판(100)의 일면의 전면을 덮을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 성장 기판(100)의 가장자리를 따라 일면이 노출되도록 하부 반도체층(115)이 성장 기판(100)의 상부영역 내에 한정되어 위치할 수도 있다.The
상부 반도체층(111)은 하부 반도체층(115)의 일 영역 상부에 위치하며, 하부 반도체층(115)과 상부 반도체층(111) 사이에 활성층(113)이 위치한다. 상부 반도체층(111)은 H 형상 또는 좁은 허리를 가지는 아령 형상을 가짐으로써, 높은 전류밀도 조건에서 우수한 광 출력 특성을 나타낼 수 있다.The
하부 반도체층(115)과 상부 반도체층(111)은 III-V 계열 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 하부 반도체층(115)은 n형 불순물 (예를 들어, Si)이 도핑된 n형 반도체층을 포함할 수 있고, 상부 반도체층(111)은 p형 불순물 (예를 들어, Mg)이 도핑된 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다. 나아가, 하부 반도체층(115) 및/또는 상부 반도체층(111)은 단일층일 수 있고, 또한 다중층을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 하부 반도체층(115) 및/또는 상부 반도체층(111)은 클래드층 및 컨택층을 포함할 수 있고, 초격자층을 포함할 수도 있다.The
활성층(113)은 다중양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있으며, 상기 다중양자우물구조에서 원하는 피크 파장의 광을 방출하도록, 상기 다중양자우물 구조를 이루는 원소 및 그 조성이 조절될 수 있다. 예를 들어, 활성층(113)의 우물층은 InxGa(1-x)N (0=x=1)과 같은 삼성분계 반도체층일 수 있고, 또는 AlxInyGa(1-x-y)N (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)과 같은 사성분계 반도체층일 수 있으며, 이때, x 또는 y의 값을 조정하여 원하는 피크 파장의 광을 방출하도록 할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The
상술한 반도체층들(111, 113, 115)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PCVD; Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등을 포함한 다양한 증착 및 성장 방법을 통해 형성될 수 있다.The semiconductor layers 111, 113, and 115 may be formed using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, a chemical vapor deposition (CVD) method, a plasma enhanced chemical vapor deposition (PCVD) method, , Molecular Beam Epitaxy (MBE), Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE), and the like.
이하, III-V 계열 화합물 반도체를 포함하는 반도체층들(111, 113, 115)과 관련된 주지 기술내용의 설명은 생략한다.Hereinafter, a description of the well-known semiconductor layer related to the semiconductor layers 111, 113, and 115 including the III-V compound semiconductor is omitted.
한편, 컨택층(121), 패드층(123) 및 전극층(125)을 포함하는 제2 전극(120b)은 상부 반도체층(111) 주위를 둘러쌀 수 있다. 도 2에 있어서, 제2 전극(120b)이 상부 반도체층(111)의 주위 전체를 둘러싸는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 전극(120b)은 제2 범프(130b)가 위치한 곳으로부터 상부 반도체층(111)의 양측으로 연장하여 상부 반도체층(111)의 약 50% 이상을 둘러쌀 수 있다. 컨택층(121)은 Cr, Ti, Al 및 Au 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 또는, Cr/Ti/Al/Ti/Au 다층구조일 수도 있다. 패드층(123)은 Ti 또는 Au를 포함할 수 있으며, 또는, Ti/Au 다층구조일 수 있다. 전극층(125)은 Ti 또는 Au를 포함할 수 있으며, 또는, Ti/Au 다층구조일 수 있다.The
제2 전극(120b)은 또한, 상부 반도체층(111)으로부터 균일하게 이격되어 위치할 수 있다. 이에 따라, 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 제2 전극(120b)과 상부 반도체층(111) 사이에 하부 반도체층(115) 표면에 요철부(도시하지 않음)가 형성될 수 있다. 상기 요철부에 의해 상부 반도체층(111)의 표면을 따라 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있어 전류를 더욱 분산시킬 수 있다.The
한편, 반사층(127) 및 장벽층(129)은 제1 전극(120a)을 형성할 수 있으며, 상기 제1 전극(120a)은 상부 반도체층(111) 상에 위치하여 상부 반도체층(111)에 전기적으로 연결된다. 반사층(127)은 Ni, Au 및 Al 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 또는, Ni/Au 다층구조일 수 있다. 장벽층(129)은 Ti 또는 Au를 포함할 수 있으며, 또는, Ti/Au 다층구조일 수 있다. 상기 제1 전극(120a)은 높은 반사도를 가지면서, 상부 반도체층(111)과 오믹 접촉을 형성할 수 있다.The
제2 범프(130b)는 제2 전극(120b) 상에 위치한다. 제2 범프(130b)는 상부 반도체층(111)으로부터 이격돠어 위치한다. 제1 범프(130a)는 반사층(127)과 장벽층(129)을 포함하는 제1 전극(120a) 상에 위치한다.And the
제1 범프(130a)는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 제1 범프(130a)는 상부에 제1 오목부 및 제1 볼록부를 포함할 수 있다. 상기 제1 영역(A1)은 상기 제1 오목부를 포함할 수 있으며, 따라서, 제1 영역(A1)의 상면은 제1 오목부의 바닥면과 대응될 수 있다. 상기 제2 영역(A2)는 상기 제1 볼록부를 포함할 수 있으며, 따라서, 제2 영역(A2)의 상면은 제1 볼록부의 상면과 대응될 수 있다.The
제2 범프(130b)는 제3 영역(A3)과 제4 영역(A4)을 포함할 수 있다. 제2 범프(130b)는 상부에 제2 오목부 및 제2 볼록부를 포함할 수 있다. 상기 제3 영역(A3)은 상기 제2 오목부를 포함할 수 있으며, 따라서, 제3 영역(A3)의 상면은 제2 오목부의 바닥면과 대응될 수 있다. 상기 제4 영역(A4)는 상기 제2 볼록부를 포함할 수 있으며, 따라서, 제4 영역(A4)의 상면은 제2 볼록부의 상면과 대응될 수 있다.The
상기 제2 범프(130b) 및 제1 범프(130a)는 동일한 금속 재료로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 범프(130a, 130b)는 다층 구조로 형성될 수 있으며, 예컨대 접착층, 확산방지층 및 본딩층을 포함할 수 있다. 상기 접착층은 예를 들어, Ti, Cr 또는 Ni을 포함할 수 있으며, 확산방지층은 Cr, Ni, Ti, W, TiW, Mo, Pt 또는 이들의 복합층으로 형성될 수 있고, 본딩층은 Au 또는 AuSn을 포함할 수 있다.The
한편, 제1 절연층(128)이 제1 범프(130a) 및 제2 범프(130b)가 배치된 영역을 제외하고, 상기 하부 반도체층(115), 활성층(113), 상부 반도체층(111), 제2 전극(120b), 반사층(127) 및 장벽층(129)을 덮어 보호한다. 제1 절연층(128)은 실리콘 산화물층이나 실리콘 질화물층의 단일층으로 형성될 수 있다. 나아가, 제1 절연층(128)은 굴절률이 서로 다른 산화물층들을 적층한 분포 브래그 반사기(DBR)로 형성될 수도 있다. 따라서, 제1 전극(121)과 상부 반도체층(111) 사이의 영역에서 광을 반사시킬 수 있어, 발광 다이오드의 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 절연층(128) 상에 제2 절연층(129)가 배치될 수 있다. 제2 절연층(129)는 실리콘 산화물층이나 실리콘 질화물층의 단일층으로 형성될 수 있고, 특히 본 실시예에 있어서 제2 절연층(129)는 실리콘 질화물층일 수 있다. 실리콘 질화물층은 실리콘 산화물층과 비교하여, 방습특성이 상대적으로 우수하므로, 제2 절연층(129)가 실리콘 질화물층인 경우에는, 발광 다이오드의 방습특성을 향상시킬 수 있다.The first insulating
제1 절연층(128) 및 제2 절연층(129)은 각각 2000 내지 7000Å두께를 가질 수 있다. 제1 절연층(128) 및 제2 절연층(129) 각각의 두께가 2000Å미만인 경우에는, 방습특성의 향상이 어렵고, 7000Å초과인 경우에는, 절연층들(127, 129) 전체 두께가 과도하게 두꺼워진다. 또한, 제1 절연층(128) 및 제2 절연층(129)의 전체 두께는 1㎛ 이하일 수 있으나, 상기 두께들에 제한되는 것은 아니다. The first insulating
본 실시예에 있어서, 제1 및 제2 범프(130a, 130b)는 상기 제1 및 제2 절연층(128, 129)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 따라서, 제1 범프(130a)의 제2 영역(A2)의 적어도 일부는 제2 절연층(129) 상에 배치될 수 있다. 더 나아가, 제2 범프(130b)의 제4 영역(A4)의 적어도 일부는 제2 절연층(129) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 절연층(128, 129)의 일부는 제1 범프(130a)와 제1 전극(120a) 사이 또는 제2 범프(130b)와 제2 전극(120b) 사이에 배치될 수 있다.In this embodiment, the first and
도 2를 다시 참조하면, 제1 및 제2 개방영역(140a, 140b)는 제1 및 제2 절연층(128, 129)의 일부가 개방되어, 제1 및 제2 개방영역(140a, 140b)을 각각 둘러싸는 제1 및 제2 절연층(128, 129)의 측면이 노출될 수 있으며, 상기 노출된 제1 및 제2 절연층(128, 129)의 측면은 제1 범프(130a) 및/또는 제2 범프(130b)와 맞닿아 있을 수 있다. 2, the first and second
또한, 도 2의 (a) 평면도를 다시 검토하면, 제1 개방영역(140a)의 면적은 제1 범프(130a)의 제1 오목부의 바닥면 및 제1 볼록부의 상면의 합보다 작음을 알 수 있다. 또한, 제2 개방영역 (140b)의 면적은 제2 범프(130b)의 제2 오목부의 바닥면 및 제2 볼록부의 상면의 합보다 작음을 알 수 있다. 즉, 본 실시예에 있어서, 제1 및 제2 범프(130a, 130b)는 각각 제1 개방영역(140a) 또는 제2 개방영역(140b)을 완전히 덮을 수 있다.2 (a), it can be seen that the area of the first
또한, 제1 범프(130b) 상면의 길이는 제2 개방영역(140b)으로 노출된 제1 전극(120b) 상면의 길이보다 14 내지 18㎛ 더 길고, 제1 범프(130b) 상면의 길이와 상기 제2 개방영역(140b)으로 노출된 상기 제1 전극(120b) 상면의 길이는 서로 중첩되는 길이일 수 있다.The length of the upper surface of the
또한, 상기 발광 다이오드는, 제1 범프(130b)와 제2 범프(130a)의 측면을 감싸는 수지(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드가 상기 수지를 더 포함하는 경우, 제1 범프(130b)와 제2 범프(130a)는 상기 수지에 매립된 형태로 배치될 수 있고, 이때, 제1 범프(130b)와 제2 범프(130a)의 상면은 노출될 수 있다.In addition, the light emitting diode may further include a resin (not shown) that encloses the
본 발명은 종래기술과 비교하여, 제1 및 제2 절연층(128, 129)과 제1 및 제2 범프(130a, 130b) 사이의 간격이 없다. 따라서, 본 발명의 제1 및 제2 전극(120a, 120b)은 완벽하게 실링(sealing)될 수 있다. 이에 따라, 외부의 습기 등이 발광 다이오드 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있으므로, 발광 다이오드의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제1 및 제2 절연층(123, 125)의 다중층으로 발광 다이오드 전면을 덮으므로, 더욱 효과적으로 습기 등의 유입을 차단할 수 있다. The present invention has no gap between the first and second insulating
또한, 제1 및 제2 범프(130a, 130b) 각각의 오목부의 바닥면의 면적은 하단의 제1 및 제2 개방영역(140a, 140b)으로 노출되는 제1 전극(120a) 및 제2 전극(120b) 각각의 면적과 비례하며, 상기 오목부의 깊이는 제1 전극(120a) 또는 제2 전극(120b) 상에 배치된 제1 및 제2 절연층(128, 129)의 두께와 비례할 수 있다.The area of the bottom surface of the concave portion of each of the first and
본 실시예에 있어서, 제1 및 제2 범프(130a, 130b) 각각의 상부에 배치된 오목부 및 볼록부로 인하여, 종래 기술과 비교하여, 인쇄회로기판 또는 서브 마운트 기판 상에 실장 시 보다 강한 결합력을 보일 수 있다. In the present embodiment, due to the concave portions and the convex portions disposed on the upper portions of the first and
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 발광 다이오드(400)는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드이며, 발광 다이오드(400)는 서브 마운트 기판(200) 상에 실장된다.Referring to FIG. 3, the
서브 마운트 기판(200)은 기판(230) 및 기판(230) 상에 배치된 전극패턴(220)을 포함한다. 기판(230)은 열전도성이 우수한 BeO, SiC, Si, Ge, SiGe, AlN 및 세라믹 기판 중 어느 하나일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 열전도율이 큰 절연 물질은 물론, 열전도율이 큰 전기 전도성이 우수한 금속성 물질을 포함하는 기판일 수 있다.The
전극패턴(220)은 제2 범프(130a) 및 제1 범프(130b)의 형상에 대응하도록 형성되면, 전극패턴(220) 각각에 제2 범프(130a) 및 제1 범프(130b)가 각각 본딩된다. 이때, 열 또는 초음파(ultrasonic)를 이용하거나, 열과 초음파를 동시에 사용하여 본딩할 수 있다. 또는, 솔더 페이스트를 사용하여 본딩될 수 있다.The
제1 및 제2 범프(130a, 130b)들과 전극패턴(220)은 본딩 영역(210)을 통해 상술한 바와 같은 다양한 본딩 방법을 통해 본딩될 수 있다.The first and
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다. 도 4의 실시예는 도 2의 실시예와 비교하여, 제1 및 제2 개방 영역의 형태를 제외하고 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.4 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention. The embodiment of Fig. 4 is the same as the embodiment of Fig. 2 except for the form of the first and second open regions. Therefore, redundant description is omitted.
도 4를 참조하면, 제1 개방영역(140a) 및 제2 개방영역(140b) 각각은 복수개의 개방영역을 포함할 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이, 제1 개방영역(140a)는 제1 전극 (130a)의 일부를 노출시키는 복수개의 개방영역들을 포함하고, 제2 개방영역(140b)는 제2 전극(130b)의 일부를 노출시키는 복수개의 개방영역들을 포함할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 형태를 가지는 개방영역(140a, 140b)을 통하여, 발광 다이오드의 구동 전압을 낮출 수 있다.Referring to FIG. 4, each of the first
본 실시예에 있어서, 제1 개방영역(140a)는 다섯 개의 개방영역을 포함하고, 제2 개방영역(140b)는 세 개의 개방영역을 포함하고 있지만, 개방영역의 개수 및 배치 형태는 이에 제한되지 않는다. In the present embodiment, the first
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 설명하기 위한 사시도이다. 5 is a perspective view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 발광 소자 패키지는 제1 프레임(311), 제2 프레임(313) 및 상기 제1 및 제2 프레임(311, 313) 사이에 위치하는 절연층(315)을 포함하는 기판(300), 상기 기판(300)의 상면에 형성된 캐비티(317) 내에 실장된 발광 다이오드(400) 및 서브 마운트 기판(200) 및 와이어(330)을 포함한다. 5, the light emitting device package includes a
발광 다이오드(400)는 상술하여 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드이다.The
제1 및 제2 프레임(311)은 금속 프레임 또는 세라믹 프레임일 수 있다. 제1 및 제2 프레임(311)이 금속 프레임인 경우에는, 전기적 특성과 방열에 우수한 Al, Ag, Cu, Ni 등을 포함하는 단일 금속 또는 합금을 포함할 수 있다.The first and
절연층(315)은 접착부를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 프레임(311, 313)을 양측에 고정시키는 기능을 갖는다. 와이어(330)를 통해, 패드들과 전원을 연결하여 발광 다이오드(400)에 전원이 공급될 수 있다.The insulating
도 6는 본 발명의 개선된 효과를 설명하기 위한 그래프들이다.6 is a graph for explaining the improved effect of the present invention.
도 6는 1000시간 신뢰성 테스트 이후의 결과를 나타내는 그래프들이다. 종래 발광 다이오드와 본 발명에 따른 발광 다이오드는 동일 사이즈이며, Si 기판 상에 TDK 플립 본더를 이용한 초음파 본딩을 실시하였다. 초음파 본딩 시에, 본딩 테이블 온도는 200℃, 노즐 온도는 150℃였다.Figure 6 is a graph showing the results after a 1000 hour reliability test. Conventional light emitting diodes and light emitting diodes according to the present invention are of the same size and have been subjected to ultrasonic bonding using a TDK flip bonder on a Si substrate. At the time of ultrasonic bonding, the bonding table temperature was 200 占 폚 and the nozzle temperature was 150 占 폚.
도 6을 참조하면, Y축은 발광 다이오드의 파워 유지률(Po Retention)을 나타낸다. X축의 R1, R2 및 R3는 종래 발광 다이오드의 결과의 평균값이며, 점선의 도형으로 표시하였다. X축의 L1, L2 및 L3는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 결과의 평균값을 나타내며, 실선의 도형으로 표시하였다.Referring to FIG. 6, the Y axis represents the power retention (Po retention) of the LED. R 1, R 2 and R 3 of the X axis are average values of the results of the conventional light emitting diode, and are represented by a dotted line. L1, L2 and L3 in the X-axis represent average values of the results of the light emitting diode according to the present invention, and are represented by solid lines.
R1 및 L1은 상온에서의 측정 결과이며 원형으로 표시하였다. R2 및 L2는 고온(60℃)에서의 측정 결과이며 삼각형으로 표시하였다. R3 및 L3는 고온다습(60℃, 90%)에서의 측정 결과이며 사각형으로 표시하였다. 6을 다시 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드가 모든 경우에 있어서, 발광 다이오드의 파워 유지률이 높음을 알 수 있다.R1 and L1 are the measurement results at room temperature and are shown in a circle. R2 and L2 are the results of measurement at high temperature (60 DEG C) and are indicated by triangles. R3 and L3 are the results of measurement at high temperature and humidity (60 ° C, 90%) and are indicated by squares. 6, it can be seen that the light emitting diode of the present invention has a high power retention rate in all cases.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드는 방습 특성이 우수하므로, 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라, 강한 플립 본딩이 가능하므로, 구조적 안정성이 높다.The light emitting diode according to the embodiments of the present invention is excellent in the moisture-proof property, so that not only reliability is improved but also strong flip bonding is possible, so that the structural stability is high.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100: 기판
110: 발광셀
111: 상부 반도체층
113: 활성층
115: 하부 반도체층
121: 컨택층
123: 패드층
125: 전극층
120a: 제1 전극
120b: 제2 전극
127: 반사층
129: 장벽층
130a: 제1 범프
130b: 제2 범프
128: 제1 절연층
129: 제2 절연층
140a: 제1 개방영역
140b: 제2 개방영역
200: 서브 마운트 기판
210: 본딩 영역
220: 전극패턴
311: 제1 프레임
313: 제2 프레임
315: 절연층
317: 캐비티
330: 와이어
400: 발광 다이오드100: substrate
110: light emitting cell
111: upper semiconductor layer
113:
115: lower semiconductor layer
121: contact layer
123: pad layer
125: electrode layer
120a: first electrode
120b: second electrode
127: reflective layer
129: barrier layer
130a: first bump
130b: second bump
128: first insulating layer
129: second insulating layer
140a: first open area
140b: second open area
200: Sub-mount substrate
210: bonding area
220: electrode pattern
311: 1st frame
313: Second frame
315: Insulation layer
317: Cavity
330: Wire
400: light emitting diode
Claims (19)
상기 기판 상에 위치하고, 하부 반도체층, 상기 하부 반도체층의 일 영역 상에 배치된 상부 반도체층 및 상기 하부 반도체층과 상기 상부 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광셀;
상기 상부 반도체층 상에 배치된 제1 전극;
상기 하부 반도체층 상에 배치된 제2 전극;
상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 제1 개방 영역을 포함하는 제1 절연층;
상기 제1 절연층 상에 배치된 제2 절연층; 및
상기 제1 개방 영역을 통해 제1 전극과 오믹 컨택하는 제1 범프를 포함하되,
상기 제1 범프는 상부에 제1 오목부와 제1 볼록부를 포함하고,
상기 제1 범프는 상면에 상기 제1 오목부의 바닥면을 포함하는 제1 영역과 상면에 상기 제1 볼록부의 상면을 포함하는 제2 영역을 포함하며,
상기 제1 영역의 적어도 일부 영역은 상기 제1 개방 영역 상에 배치되고, 상기 제2 영역의 적어도 일부는 제2 절연층 상에 배치되는 발광 다이오드.Board;
A light emitting cell located on the substrate and including a lower semiconductor layer, an upper semiconductor layer disposed on one region of the lower semiconductor layer, and an active layer disposed between the lower semiconductor layer and the upper semiconductor layer;
A first electrode disposed on the upper semiconductor layer;
A second electrode disposed on the lower semiconductor layer;
A first insulating layer including a first open region for exposing a portion of the first electrode;
A second insulating layer disposed on the first insulating layer; And
And a first bump that is in ohmic contact with the first electrode through the first open area,
Wherein the first bump includes a first concave portion and a first convex portion at an upper portion thereof,
Wherein the first bump includes a first region including a bottom surface of the first concave portion on an upper surface thereof and a second region including an upper surface of the first convex portion on an upper surface thereof,
Wherein at least a portion of the first region is disposed on the first open region, and at least a portion of the second region is disposed on the second insulating layer.
상기 제1 오목부의 바닥면의 면적은 상기 제1 개방 영역을 통해 노출된 상기 제1 전극의 면적과 비례하는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the area of the bottom surface of the first concave portion is proportional to the area of the first electrode exposed through the first open area.
상기 제1 오목부의 깊이는 상기 제1 전극 상에 배치된 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 두께에 비례하는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein a depth of the first concave portion is proportional to a thickness of the first insulating layer and the second insulating layer disposed on the first electrode.
상기 제1 볼록부의 상면의 면적 및 상기 제1 오목부의 바닥면 면적의 합은 적어도 상기 제1 개방 영역을 통해 노출된 상기 제1 전극의 면적보다 큰 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the sum of the area of the upper surface of the first convex portion and the area of the bottom surface of the first concave portion is larger than the area of the first electrode exposed through the first open area.
상기 제1 전극과 상기 제1 범프 사이에 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 일부가 배치된 발광 다이오드.The method according to claim 1,
And a part of the first insulating layer and the second insulating layer are disposed between the first electrode and the first bump.
상기 제1 개방 영역을 둘러싸는 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 측면과 제1 범프의 하단 측면의 적어도 일부는 맞닿아 있는 발광 다이오드. The method according to claim 1,
And at least a part of the side surfaces of the first insulating layer and the second insulating layer surrounding the first open area and the lower side surfaces of the first bump are in contact with each other.
상기 제1 볼록부는 상기 제1 오목부를 둘러싸는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
And the first convex portion surrounds the first concave portion.
상기 제1 절연층은 상기 제2 전극의 일부를 노출시키는 제2 개방 영역을 포함하고, 상기 제2 개방 영역을 통해 상기 제2 전극과 오믹 컨택하는 제2 범프를 더 포함하되,
상기 제2 범프는 상부에 제2 오목부와 제2 볼록부를 포함하고,
상기 제2 범프는 상면에 상기 제2 오목부의 바닥면을 포함하는 제3 영역과 상면에 상기 제2 볼록부의 상면을 포함하는 제4 영역을 포함하며,
상기 제3 영역의 적어도 일부 영역은 상기 제2 개방 영역 상에 배치되고, 상기 제4 영역의 적어도 일부는 제2 절연층 상에 배치되는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the first insulating layer includes a second open region that exposes a portion of the second electrode and a second bump that is in ohmic contact with the second electrode through the second open region,
Wherein the second bump includes a second concave portion and a second convex portion at an upper portion thereof,
The second bump includes a third region on an upper surface including a bottom surface of the second concave portion and a fourth region on an upper surface including an upper surface of the second convex portion,
Wherein at least a portion of the third region is disposed on the second open region, and at least a portion of the fourth region is disposed on the second insulating layer.
상기 제2 오목부의 바닥면의 면적은 상기 제2 개방 영역을 통해 노출된 상기 제2 전극의 면적과 비례하는 발광 다이오드.The method of claim 8,
And an area of a bottom surface of the second concave portion is proportional to an area of the second electrode exposed through the second open area.
상기 제2 오목부의 깊이는 상기 제2 전극 상에 배치된 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 두께에 비례하는 발광 다이오드.The method of claim 8,
Wherein a depth of the second concave portion is proportional to a thickness of the first insulating layer and the second insulating layer disposed on the second electrode.
상기 제2 볼록부의 상면의 면적 및 상기 제2 오목부의 바닥면 면적의 합은 적어도 상기 제2 개방 영역을 통해 노출된 상기 제2 전극의 면적보다 큰 발광 다이오드.The method of claim 8,
The sum of the area of the upper surface of the second convex portion and the area of the bottom surface of the second concave portion is larger than the area of the second electrode exposed at least through the second open area.
상기 제2 전극과 상기 제2 범프 사이에 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 일부가 배치된 발광 다이오드.The method of claim 8,
And a part of the first insulating layer and the second insulating layer are disposed between the second electrode and the second bump.
상기 제2 개방 영역을 둘러싸는 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층의 측면과 제2 범프의 하단의 측면의 적어도 일부는 맞닿아 있는 발광 다이오드. The method of claim 8,
And at least a part of the side surfaces of the first insulating layer and the second insulating layer surrounding the second open area and the side surfaces of the bottom end of the second bump are in contact with each other.
상기 제2 볼록부는 상기 제2 오목부를 둘러싸는 발광 다이오드.The method of claim 8,
And the second convex portion surrounds the second concave portion.
상기 제2 절연층은 실리콘 질화물층을 포함하는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the second insulating layer comprises a silicon nitride layer.
상기 발광셀은 자외선 파장 영역의 광을 방출하는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting cells emit light in an ultraviolet wavelength range.
상기 기판은 상기 발광셀이 배치된 일면과, 상기 일면과 반대되는 타면을 포함하고,
상기 타면은 요철부를 포함하는 발광 다이오드.The method according to claim 1,
The substrate includes a first surface on which the light emitting cells are disposed and a second surface opposite to the first surface,
And the other surface includes concavities and convexities.
상기 기판은 투명 사파이어 기판인 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the substrate is a transparent sapphire substrate.
상기 제1 절연층은 분포 브래그 반사기를 포함하는 발광 다이오드.
The method according to claim 1,
Wherein the first insulating layer comprises a distributed Bragg reflector.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140098641A KR102256590B1 (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Light emitting diode |
CN201910940819.9A CN110676367B (en) | 2014-07-31 | 2015-07-30 | Light emitting diode |
US15/329,993 US9812616B2 (en) | 2014-07-31 | 2015-07-30 | Light-emitting diode |
CN201580040828.2A CN106663730B (en) | 2014-07-31 | 2015-07-30 | Light emitting diode |
JP2017504022A JP6760921B2 (en) | 2014-07-31 | 2015-07-30 | Light emitting diode |
PCT/KR2015/008010 WO2016018109A1 (en) | 2014-07-31 | 2015-07-30 | Light-emitting diode |
US15/722,826 US10177281B2 (en) | 2014-07-31 | 2017-10-02 | Light-emitting diode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140098641A KR102256590B1 (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Light emitting diode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160015841A true KR20160015841A (en) | 2016-02-15 |
KR102256590B1 KR102256590B1 (en) | 2021-05-26 |
Family
ID=55356700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140098641A KR102256590B1 (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Light emitting diode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102256590B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109427941A (en) * | 2017-08-25 | 2019-03-05 | Lg伊诺特有限公司 | Semiconductor devices |
KR101997804B1 (en) * | 2018-07-24 | 2019-07-08 | 주식회사 세미콘라이트 | Semiconductor light emitting device |
KR20200011172A (en) * | 2018-07-24 | 2020-02-03 | 주식회사 세미콘라이트 | Semiconductor light emitting device |
CN113745384A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-03 | 成都辰显光电有限公司 | Semiconductor device, LED chip and transfer method thereof |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02143439A (en) * | 1988-11-25 | 1990-06-01 | Fujitsu Ltd | Lead connection structure |
JPH11176859A (en) * | 1997-12-08 | 1999-07-02 | Rohm Co Ltd | Electrode structure for semiconductor device and manufacture of the electrode structure for the semiconductor device |
JP2000294593A (en) * | 1999-04-08 | 2000-10-20 | Nec Corp | Terminal structure for integrated circuit |
JP2002043623A (en) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Nichia Chem Ind Ltd | Optical semiconductor element and its manufacturing method |
JP2005033197A (en) * | 2003-06-20 | 2005-02-03 | Nichia Chem Ind Ltd | Nitride semiconductor device |
KR20050066358A (en) * | 2003-12-26 | 2005-06-30 | 삼성전기주식회사 | Nitride semiconductor light emitting device for flip chip and method of manufacturing the same |
KR20060065869A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-14 | 엘지전자 주식회사 | Light emitting diode of high efficiency for light extraction |
WO2010024375A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | 日亜化学工業株式会社 | Semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device |
JP2010056322A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Toshiba Corp | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method thereof |
JP2010171142A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting element, and semiconductor light emitting device |
JP2013065773A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Toshiba Corp | Semiconductor light-emitting element |
JP2014096592A (en) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Seoul Viosys Co Ltd | Light-emitting element and method of manufacturing the same |
-
2014
- 2014-07-31 KR KR1020140098641A patent/KR102256590B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02143439A (en) * | 1988-11-25 | 1990-06-01 | Fujitsu Ltd | Lead connection structure |
JPH11176859A (en) * | 1997-12-08 | 1999-07-02 | Rohm Co Ltd | Electrode structure for semiconductor device and manufacture of the electrode structure for the semiconductor device |
JP2000294593A (en) * | 1999-04-08 | 2000-10-20 | Nec Corp | Terminal structure for integrated circuit |
JP2002043623A (en) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Nichia Chem Ind Ltd | Optical semiconductor element and its manufacturing method |
JP2005033197A (en) * | 2003-06-20 | 2005-02-03 | Nichia Chem Ind Ltd | Nitride semiconductor device |
KR20050066358A (en) * | 2003-12-26 | 2005-06-30 | 삼성전기주식회사 | Nitride semiconductor light emitting device for flip chip and method of manufacturing the same |
KR20060065869A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-14 | 엘지전자 주식회사 | Light emitting diode of high efficiency for light extraction |
JP2010056322A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Toshiba Corp | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method thereof |
WO2010024375A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | 日亜化学工業株式会社 | Semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device |
JP2010171142A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting element, and semiconductor light emitting device |
JP2013065773A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Toshiba Corp | Semiconductor light-emitting element |
JP2014096592A (en) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Seoul Viosys Co Ltd | Light-emitting element and method of manufacturing the same |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109427941A (en) * | 2017-08-25 | 2019-03-05 | Lg伊诺特有限公司 | Semiconductor devices |
CN109427941B (en) * | 2017-08-25 | 2023-02-17 | 苏州立琻半导体有限公司 | Semiconductor device with a plurality of transistors |
KR101997804B1 (en) * | 2018-07-24 | 2019-07-08 | 주식회사 세미콘라이트 | Semiconductor light emitting device |
KR20200011172A (en) * | 2018-07-24 | 2020-02-03 | 주식회사 세미콘라이트 | Semiconductor light emitting device |
CN113745384A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-03 | 成都辰显光电有限公司 | Semiconductor device, LED chip and transfer method thereof |
CN113745384B (en) * | 2020-05-29 | 2023-09-22 | 成都辰显光电有限公司 | Semiconductor device, LED chip and transfer method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102256590B1 (en) | 2021-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10177281B2 (en) | Light-emitting diode | |
KR101978968B1 (en) | Semiconductor light emitting device and light emitting apparatus | |
KR101144351B1 (en) | wafer level LED package and fabrication method thereof | |
US7259447B2 (en) | Flip-chip type nitride semiconductor light emitting diode | |
US8507935B2 (en) | Light emitting element and light emitting device | |
US10236414B2 (en) | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same | |
KR102481646B1 (en) | Semiconductor light emitting device package | |
KR102227769B1 (en) | Semiconductor light emitting diode and semiconductor light emitting diode package using the same | |
JP2013229598A (en) | Light emitting element and light emitting element package | |
KR20140094752A (en) | An electronic device package and a packaging substrate for the same | |
US11094865B2 (en) | Semiconductor device and semiconductor device package | |
KR102223038B1 (en) | Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting apparatus having the same | |
KR102212559B1 (en) | Semiconductor light emitting diode and semiconductor light emitting diode package using the same | |
KR102256590B1 (en) | Light emitting diode | |
KR20120039587A (en) | Wafer level led package | |
KR20180076497A (en) | Semiconductor device and semiconductor device package having thereof | |
KR102550006B1 (en) | Light emitting diode | |
KR20110132160A (en) | Semiconductor light emitting diode and method of manufacturing thereof | |
KR101154511B1 (en) | High efficiency light emitting diode and method of fabricating the same | |
KR20110132161A (en) | Semiconductor light emitting diode and method of manufacturing thereof | |
KR100631970B1 (en) | Nitride semiconductor light emitting device for flip chip | |
KR20130009719A (en) | High efficiency light emitting diode and method of fabricating the same | |
KR20110101427A (en) | Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package | |
KR20150136264A (en) | Light emitting device | |
KR102237129B1 (en) | Light emitting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |