KR20160055439A - 발광 소자 및 발광 소자 패키지 - Google Patents

발광 소자 및 발광 소자 패키지 Download PDF

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Abstract

실시 예의 평탄면과 리세스면이 교대로 배치된 상면을 갖는 기판과, 기판의 상면 위에 배치된 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 발광 구조물 및 기판의 리세스면과 발광 구조물 사이에만 배치된 비정질층을 포함한다.

Description

발광 소자 및 발광 소자 패키지{Light emitting device and light emitting device package}
실시 예는 발광 소자 및 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.
Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체(group Ⅲ-Ⅴ nitride semiconductor)는 물리적 및 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD:Laser Diode) 등 발광소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다.
이러한 발광 다이오드는 백열등과 형광등 등의 기존 조명기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명과 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다.
기존의 발광 소자는 기판(미도시), 기판 위에 순차적으로 배치된 n형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 p형 반도체층(미도시)을 포함한다. 활성층에서 방출된 후 기판에 흡수되는 빛을 상부로 반사시켜 광 추출 효율을 향상시키기 위해, 기판은 일종의 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 기판의 상부가 활성층을 향하여 볼록하게 돌출된 볼록부를 갖는 PSS(Patterned Sapphire Substrate) 기판이 이용될 수 있다. 그러나, PSS 기판의 볼록부의 높이를 확보할 수 있는 3차원 성장 두께가 필요할 뿐만 아니라 기판의 상부에 볼록부가 이상 성장되면 기판 위에 n형 반도체층을 성장시킬 때 전위(dislocation)의 결함 원인이 될 수 있다.
실시 예는 광 추출 효율이 개선된 발광 소자 및 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예의 발광 소자는, 평탄면과 리세스면이 교대로 배치된 상면을 갖는 기판; 상기 기판의 상기 상면 위에 배치된 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 발광 구조물; 및 상기 기판의 리세스면과 상기 발광 구조물 사이에만 배치된 비정질층을 포함할 수 있다.
다른 실시 예의 발광 소자는, 평탄면과 리세스면이 교대로 배치된 상면을 갖는 기판; 상기 기판의 상기 상면 위에 배치된 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 발광 구조물; 및 상기 기판의 리세스면과 상기 발광 구조물 사이에만 배치된 금속층을 포함할 수 있다.
상기 비정질층 또는 상기 금속층과 상기 발광 구조물 사이에 보이드가 형성될 수 있다.
상기 발광 소자는, 상기 비정질층 또는 상기 금속층과 상기 발광 구조물 사이에 배치된 물질층을 더 포함할 수 있다.
상기 비정질층 또는 상기 금속층은 상기 리세스면과 상기 발광 구조물 사이의 공간을 매립하여 배치될 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 발광 구조물과 상기 기판 사이에 배치된 언도프된 질화물 반도체층을 더 포함할 수 있다.
상기 리세스면의 폭은 1 ㎛ 내지 4 ㎛일 수 있고, 상기 리세스면의 깊이는 0보다 크고 2 ㎛ 이하일 수 있고, 상기 리세스면은 주기적 또는 비주기적인 간격으로 상기 평탄면 사이에 배치될 수 있고, 상기 리세스면 사이에 배치된 상기 평탄면의 폭은 0보다 크고 2 ㎛ 이하일 수 있다. 또한, 상기 리세스면은 U자형 또는 V자형인 단면 형상을 가질 수 있다.
상기 비정질층 또는 상기 금속층의 두께는 균일하거나 불균일할 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 활성층을 메사 식각하여 노출된 제1 도전형 반도체층 위에 배치된 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층 위에 배치된 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 서브 마운트; 상기 서브 마운트 위에서 수평 방향으로 이격되어 배치된 제1 및 제2 금속 패드; 상기 제1 금속 패드와 상기 제1 전극 사이에 배치된 제1 범프; 및 상기 제2 금속 패드와 상기 제2 전극 사이에 배치된 제2 범프를 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지는, 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체 위에 배치된 상기 발광 소자를 포함할 수 있다.
실시 예에 의한 발광 소자 및 발광 소자 패키지는 리세스면 위에 비정질층이나 금속층을 배치하여 반사 효율을 증대시킴으로써 광 추출 효율을 개선시키고, 전위 밀도를 감소시키며, 발광 구조물의 결정성을 향상시키고, 성장 시간을 단축시킬 수 있으며 발광 구조물의 성장시에 스트레인을 완화시킬 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 'A' 부분의 일 실시 예를 확대한 부분 확대 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 'A' 부분의 다른 실시 예를 확대한 부분 확대 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 'A' 부분의 또 다른 실시 예를 확대한 부분 확대 단면도를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 기판과 비정질층(또는 금속층)의 평면도를 나타낸다.
도 6은 다른 실시 예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 7a 내지 도 7i는 도 1 또는 도 6에 도시된 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 6에 도시된 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 추가 공정 단면도를 나타낸다.
도 9는 일 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 10은 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 헤드 램프를 나타낸다.
도 13은 실시 예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상부" 및 "하부" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 일 실시 예에 의한 발광 소자(100A)의 단면도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 'A' 부분의 일 실시 예(A1)를 확대한 부분 확대 단면도를 나타낸다.
도 1에 도시된 발광 소자(100A)는 기판(110), 언도프된(undoped) 질화물 반도체층(120), 발광 구조물(130), 제1 및 제2 전극(142, 144)을 포함한다.
기판(110)은 도전형 물질 또는 비도전형 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 사파이어(Al203), AlN, GaN, SiC, ZnO, GaP, InP, Ga203, GaAs 및 Si 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
기판(110)의 상면(112)은 평탄면(112A)과 리세스(recess)면(112B)이 교대로 배치될 수 있다. PSS 기판의 경우 기판의 상면에 볼록한 부분이 일정한 높이를 갖도록 3차원 성장조건이 까다로운 반면, 실시 예의 경우 볼록한 부분 대신에 오목한 리세스면(112B)이 기판(110)의 상면(112)에 형성된다. 따라서, PSS 기판의 볼록한 부분보다 리세스부(112B)의 오목한 부분의 제작이 용이할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 기판(110)의 리세스면(112B)과 발광 구조물(130) 사이에 비정질층(150) 또는 금속층(150)이 배치될 수 있다. 즉, 발광 구조물(130) 아래에서 리세스면(112B) 위에 비정질층(150) 또는 금속층(150)이 배치될 수 있다. 비정질층(150) 또는 금속층(150)은 리세스면(112B) 위에만 배치되며, 평탄면(112A) 위에는 배치되지 않는다.
전술한 바와 같이, 기판(110)의 리세스면(112B) 위에 비정질층(150)이나 금속층(150)이 배치될 경우, 비정질층(150)과 금속층(150)은 활성층(134)에서 방출되어 기판(110)으로 향하는 광을 반사시켜 광 추출 효율(optical emission efficiency)을 개선시킬 수 있다.
비정질층(150)과 금속층(150)을 리세스면(112B)에만 형성하고 평탄면(112A)에는 형성하지 않은 이유는, 기판(110)의 평탄면(112A) 위에는 발광 구조물(130)인 GaN이 결정 성장되어야 하기 때문이다. 여기서, 비정질층(150) 또는 금속층(150)의 두께는 균일할 수도 있고, 불균일할 수도 있다.
일 실시 예에 의하면, 비정질층(150) 또는 금속층(150)과 발광 구조물(130) 사이에 보이드(160)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 보이드(160)가 형성될 경우, 리세스면(112B) 위에 발광 구조물(130)이 결정 성장되는 것이 방지될 수 있다. 즉, 보이드(160)가 배치될 경우, 기판(110) 위에 GaN으로 이루어진 발광 구조물(130)의 성장 시에 스트레인(strain)이 완화될 수 있다. 또한, GaN인 발광 구조물(130)의 굴절률과 보이드(160)인 공기의 굴절률 차이로 인해 기판(110)으로 향하는 광이 굴절되어 반사 효과가 증대될 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 보이드(160)가 존재하지 않을 경우 기판(110)으로 화살표 방향(P1)으로 향하는 광은 화살표 방향(P2)으로 진행하여 기판(110)에 흡수될 수 있다. 반면에 보이드(160)가 존재할 경우 기판(110)으로 화살표 방향(P1, P3)으로 향하는 광은 비정질층(150)이나 금속층(150)에서 화살표 방향(P4)으로 반사되어 발광 구조물(130)로 다시 화살표 방향(P4)으로 진행함으로써 발광 소자(100A)로부터 출사될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 'A' 부분의 다른 실시 예(A2)를 확대한 부분 확대 단면도를 나타낸다.
도 1 및 도 2에 도시된 발광 소자(100A)의 경우 기판(110)의 리세스면(112B) 위에 형성된 비정질층(150) 또는 금속층(150)과 발광 구조물(130) 사이에 보이드(160)가 형성될 수 있다.
반면에, 다른 실시 예에 의하면, 도 3에 예시된 바와 같이, 기판(110)의 리세스면(112B)과 발광 구조물(130) 사이의 공간에, 보이드가 배치되는 대신에 비정질층(150) 또는 금속층(150)이 매립되어 배치될 수도 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 비정질층(150) 또는 금속층(150)과 발광 구조물(130) 사이에 보이드 대신에 물질층(160)이 배치될 수도 있다. 여기서, 물질층(160)은 일정한 굴절률을 가질 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 'A' 부분의 또 다른 실시 예(A3)를 확대한 부분 확대 단면도를 나타낸다.
또한, 기판(110)의 리세스면(112B)은 도 2 또는 도 3에 예시된 바와 같이 U자형 단면 형상을 가질 수도 있고, 도 4에 예시된 바와 같이 V자형 단면 형상을 가질 수 있으나, 실시 예는 리세스면(112B)의 단면 형상에 국한되지 않는다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 리세스면(112B)의 폭(W1, W2, W3)이 4 ㎛보다 클 경우 평탄면(112A) 위에 발광 구조물(130)인 GaN을 수평(lateral) 방향으로 성장(merge)하기 어려울 수 있다. 예를 들어, 리세스면(112B)의 폭(W1, W2, W3)은 1 ㎛ 내지 4 ㎛일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또한, 리세스면(112B)의 깊이(H1, H2, H3)가 2 ㎛보다 클 경우 비정질층(150)이나 금속층(150)에서 도 2에 도시된 바와 화살표 방향(P4)으로의 광의 반사가 어려울 수도 있다. 예를 들어, 리세스면(112B)의 깊이(H1, H2, H3)는 0보다 크고 2 ㎛ 이하일 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 기판(110)과 비정질층(150) 또는 금속층(150)의 평면도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 기판(110)의 리세스면(112B)과 발광 구조물(130) 사이의 공간에 보이드가 배치될 경우, 비정질층(150) 또는 금속층(150)은 원형 평면 형상을 가질 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 비정질층(150) 또는 금속층(150)은 원형 평면 형상 이외에 다양한 평면 형상을 가질 수 있다.
또한, 도 5에 예시된 바와 같이 비정질층(150) 또는 금속층(150)은 서로 일정한 간격(D)으로 이격될 수 있지만, 일정하지 않은 간격으로 이격될 수도 있다.
또한, 도 2 및 도 5를 참조하면, 리세스면(112B)은 주기적 또는 비주기적인 간격으로 평탄면(112A) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 리세스면(112B) 사이에 배치된 평탄면(112A)의 폭(D) 즉, 리세스면(112B)의 폭은 0보다 크고 2 ㎛ 이하일 수 있다.
한편, 기판(110)의 상면(112) 위에 발광 구조물(130)이 배치되기 이전에, 기판(110)의 상면(112) 위에 언도프된 질화물 반도체층(120)이 먼저 배치될 수 있다. 예를 들어, 언도프된 질화물 반도체층(120)은 Al, In, N 및 Ga로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 또한, 언도프된 질화물 반도체층(120)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수도 있다. 이와 같이 언드프된 질화물 반도체층(120)이 발광 구조물(130)과 기판(110) 사이에 배치될 경우, 발광 소자(100A)를 초기에 성장시킬 때 결정성이 확보될 수 있다. 즉, n형 도펀트인 실리콘을 도핑한 제1 도전형 반도체층(132)을 기판(110)의 상면(112) 위에 직접 성장할 때보다, 언도프된 질화물 반도체층(120)을 기판(110)의 상면(112) 위에 성장시킨 후, 언도프된 질화물 반도체층(120) 위에 제1 도전형 반도체층(132)을 성장시킬 때, 발광 소자(100A)의 결정성이 개선될 수 있다.
경우에 따라 언도프된 질화물 반도체층(120)은 생략될 수도 있다.
기판(110)의 상면(112) 위에 발광 구조물(130)이 배치된다. 즉, 언도프된 질화물 반도체층(120) 위에 발광 구조물(130)이 배치된다. 발광 구조물(130)은 제1 도전형 반도체층(132), 활성층(134), 및 제2 도전형 반도체층(136)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(132)은. 언도프된 질화물 반도체층(120) 위에 배치되고, 제1 도전형 도펀트가 도핑된 Ⅲ-Ⅴ 족 또는 Ⅱ-Ⅵ 족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(132)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 제1 도전형 반도체층(132)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(132)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
활성층(134)은 제1 도전형 반도체층(132) 위에 배치되며, 제1 도전형 반도체층(132)을 통해서 주입되는 전자(또는, 정공)와 제2 도전형 반도체층(136)을 통해서 주입되는 정공(또는, 전자)이 서로 만나서, 활성층(134)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.
활성층(134)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
활성층(134)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 우물층은 장벽층의 밴드갭 에너지보다 낮은 밴드갭 에너지를 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(134)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전형 클래드층은 활성층(134)의 장벽층의 밴드갭 에너지보다 더 높은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조 등을 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(136)은 활성층(134) 위에 배치되며, 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(136)은 Ⅲ-Ⅴ 족 또는 Ⅱ-Ⅵ 족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 예컨대, 제2 도전형 반도체층(136)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(136)에는 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(136)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(132)은 n형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(136)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또는, 제1 도전형 반도체층(132)은 p형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(136)은 n형 반도체층으로 구현할 수도 있다.
발광 구조물(130)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 발광 소자(100A)의 제1 전극(142)은 제2 도전형 반도체층(136)과 활성층(134)을 메사 식각하여 노출된 제1 도전형 반도체층(132) 위에 배치된다. 제1 전극(142)은 오믹 접촉하는 물질을 포함하여 오믹 역할을 수행하여 별도의 오믹층(미도시)이 배치될 필요가 없을 수도 있고, 별도의 오믹층이 제1 전극(142)의 아래에 배치될 수도 있다. 제2 전극(144)은 제2 도전형 반도체층(136) 위에 배치된다. 전술한 제1 전극(142) 및 제2 전극(144) 각각은 반사성 및 광 투과성 중 적어도 하나의 성질을 갖는 재질 예를 들어 금속으로 형성될 수 있으며, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 이루어질 수 있다.
도 1에 예시된 발광 소자(100A)는 수평형 본딩 방식의 구조를 갖기 때문에, 활성층(134)에서 방출된 광은 제2 도전형 반도체층(136)과 제2 전극(144)을 통해 출사된다. 이를 위해, 도 1에 예시된 제2 도전형 반도체층(136)과 제2 전극(144)은 투광성을 갖는 물질로 이루어지고, 제1 도전형 반도체층(132), 버퍼층(134) 및 기판(110)은 투광성이나 비투광성을 갖는 물질로 이루어질 수도 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
도 6은 다른 실시 예에 의한 발광 소자(100B)의 단면도를 나타낸다.
도 6에 도시된 발광 소자(100B)는 기판(110), 언도프된 질화물 반도체층(120), 발광 구조물(130), 제1 및 제2 전극(142, 144), 비정질층(150) 또는 금속층(150), 보이드(160) 또는 물질층(160), 서브 마운트(170), 절연층(172), 제1 및 제2 금속 패드(182, 184), 제1 및 제2 범프(192, 194)를 포함한다.
도 6에 도시된 발광 소자(100B)는 상부 구조물(110, 120, 130, 142, 144, 150, 160)과 하부 구조물(170, 172, 182, 184, 192, 194)로 구분될 수 있다. 이때, 상부 구조물(110, 120, 130, 142, 144, 150, 160)은 도 1에 도시된 발광 소자(100A)를 뒤집은 형태에 해당하므로 동일한 참조부호를 사용하였으며 이들에 대한 중복되는 설명을 생략한다. 다만, 도 6에 예시된 발광 소자(100B)는 플립칩 본딩 방식의 구조를 갖기 때문에, 활성층(134)에서 방출된 광은 제1 도전형 반도체층(132), 언도프된 질화물 반도체층(120)과, 기판(110)을 통해 출사된다. 이를 위해, 도 6에 예시된 제2 도전형 반도체층(133)과, 언도프된 질화물 반도체층(120)과, 기판(110)은 광 투과성을 갖는 물질로 이루어지고, 제2 도전형 반도체층(136) 및 제2 전극(144)은 투광성이나 비투광성을 갖는 물질로 이루어질 수도 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
도 6에 도시된 발광 소자(100B)는 도 1에 도시된 발광 소자(100A)를 상부 구조물로서 가질 뿐만 아니라 하부 구조물(170, 172, 182, 184, 192, 194)을 더 포함한다.
서브 마운트(170)는 예를 들어 AlN, BN, 탄화규소(SiC), GaN, GaAs, Si 등의 반도체 기판으로 이루어질 수 있으며, 이에 국한되지 않고 열전도도가 우수한 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 또한, 서브 마운트(170) 내에 제너 다이오드 형태의 정전기(ESD:Electro Static Discharge) 방지를 위한 소자가 포함될 수도 있다.
제1 및 제2 금속 패드(182, 184)는 서브 마운트(170) 위에서 수평 방향으로 이격되어 배치된다. 제1 범프(192)는 제1 금속 패드(182)와 제1 전극(142) 사이에 배치된다. 제2 범프(194)는 제2 금속 패드(184)와 제2 전극(144) 사이에 배치된다. 제1 전극(142)은 제1 범프(192)를 통해 서브 마운트(170)의 제1 금속 패드(182)에 연결되며, 제2 전극(144)은 제2 범프(194)를 통해 서브 마운트(170)의 제2 금속 패드(184)에 연결된다.
비록 도시되지는 않았지만, 제1 전극(142)과 제1 범프(192) 사이에 제1 상부 범프 금속층(미도시)이 더 배치되고, 제1 금속 패드(182)와 제1 범프(192) 사이에 제1 하부 범프 금속층(미도시)이 더 배치될 수도 있다. 여기서, 제1 상부 범프 금속층과 제1 하부 범프 금속층은 제1 범프(192)가 위치할 자리를 표시하는 역할을 수행한다. 이와 비슷하게 제2 전극(144)과 제2 범프(194) 사이에 제2 상부 범프 금속층(미도시)이 더 배치되고, 제2 금속 패드(184)와 제2 범프(194) 사이에 제2 하부 범프 금속층(미도시)이 더 배치될 수도 있다. 여기서, 제2 상부 범프 금속층과 제2 하부 범프 금속층은 제2 범프(194)가 위치할 자리를 표시하는 역할을 수행한다.
만일, 서브 마운트(170)가 Si과 같이 전기적 전도성을 갖는 물질로 구현된 경우, 도 6에 예시된 바와 같이 제1 및 제2 금속 패드(182, 184)와 서브 마운트(170) 사이에 절연층(172)이 더 배치될 수도 있다. 여기서, 절연층(172)은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
이하, 도 1 및 도 6에 도시된 발광 소자(100A, 100B)의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 도 1 또는 도 6에 도시된 발광 소자(100A, 100B)는 다른 방법에 의해서도 형성될 수 있음은 물론이다.
도 7a 내지 도 7i는 도 1 또는 도 6에 도시된 발광 소자(100A, 100B)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 7a를 참조하면, 기판(110)을 준비한다. 기판(110)은 도전형 물질 또는 비도전형 물질에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 사파이어(Al203), AlN, GaN, SiC, ZnO, GaP, InP, Ga203, GaAs 또는 Si 중 적어도 하나에 의해 형성될 수 있다.
이후, 도 7b를 참조하면, 통상의 포토 리소그라피 공정을 이용하여 기판(110)의 상부에 리세스(114)를 형성한다. 이로서, 기판(110)의 상면에 평탄면(112A)과 리세스면(112B)이 교대로 반복되어 형성된다. 리세스(114)는 포토 리소그라피 공정 이외에 다른 공정에 의해서도 형성될 수 있다.
이후, 도 7c를 참조하면, 평탄면(112A) 사이의 리세스면(112B) 위에 비정질 물질을 이용하여 비정질층(150)을 형성하거나 금속 물질을 이용하여 금속층(150)을 형성한다. 이때, 비정질층(150) 또는 금속층(150)은 균일하거나 불균일한 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 의하면, 리세스면(112B) 위에 비정질층(150)이나 금속층(150)이 형성되므로, 반사 효율이 증대하고, 쓰레드 전위 밀도(TDD:Thread Dislocation Density)가 감소할 수 있다. 또한, 기존의 발광 소자에서 PSS 기판을 제조할 때 볼록부의 일정 높이를 확보하기 위해 공정 시간이 긴 반면에, 실시 예에 의하면 볼록한 형태가 아닌 오목한 형태의 리세스(114)를 형성하므로 공정 시간이 상대적으로 단축될 수 있다.
이후, 도 7d를 참조하면, 기판(110)의 평탄면(112A) 위에 언도프된 질화물 반도체층(120)을 1차적으로 3차원(3D:three dimension) 성장시킨다. 여기서, 도 1 또는 도 6에 도시된 발광 소자(100A, 100B)에서 언도프된 질화물 반도체층(120)이 생략될 경우, 기판(110)의 평탄면(112A) 위에 제1 도전형 반도체층(132)을 1차적으로 3차원(3D) 성장시킬 수 있다.
이후, 3차원 성장된 언도프된 질화물 반도체층(120)은 도 7e에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 2차원(2D) 성장하여 도 7f에 도시된 바와 같이 리세스(114)를 덮도록 한다. 이로써, 리세스(114) 내부에 형성된 비정질층(150) 또는 금속층(150)과 2차원 성장이 완료된 언도프된 질화물 반도체층(120) 사이의 공간에 보이드(160, 160B)가 형성될 수 있다. 이와 같이 3차원 성장한 이후에 2차원 성장을 통해 언도프된 질화물 반도체층(120)이 형성되므로 전위 밀도(dislocation density)가 감소할 수 있다.
또는, 리세스(114) 내에 보이드 대신에 물질층을 형성하고자 할 경우, 도 7c에 예시된 공정 이후에 도 7g에 도시된 바와 같이, 리세스(114) 내에서 리세스면(112B) 위에 물질층(160A)을 형성할 수도 있다. 이후, 도 7f에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 평탄면(112A)과 물질층(160A) 위에 언도프된 질화물 반도체층(120)을 형성한다.
한편, 도 7h를 참조하면, 언도프된 질화물 반도체층(120) 위에 발광 구조물(130)을 형성한다. 즉, 언도프된 질화물 반도체층(120) 위에 제1 도전형 반도체층(132)을 형성한다. 이후, 제1 도전형 반도체층(132) 위에 활성층(134)을 형성한다. 이후, 활성층(134) 위에 제2 도전형 반도체층(136)을 형성한다.
이후, 도 7i를 참조하면, 제2 도전형 반도체층(136), 활성층(134) 및 제1 도전형 반도체층(132)의 일부를 메사 식각하여 제1 도전형 반도체층(132)을 노출시킨다.
이후, 노출된 제1 도전형 반도체층(132A) 위에 제1 전극(142)을 형성하고, 제2 도전형 반도체층(136) 위에 제2 전극(144)을 형성하여, 도 1에 도시된 발광 소자(100A) 또는 도 6에 도시된 발광 소자(100B)의 상부 구조물을 완성한다.
도 8a 및 도 8b는 도 6에 도시된 발광 소자(100B)의 제조 방법을 설명하기 위한 추가 공정 단면도를 나타낸다.
전술한 도 7a 내지 도 7i에 도시된 공정을 수행하여 도 6에 도시된 발광 소자(100B)의 상부 구조물을 형성하는 동안, 도 8a 및 도 8b에 도시된 공정을 수행하여 하부 구조물을 형성한다.
즉, 도 8a를 참조하면, 서브 마운트(170) 위에 수평 방향으로 서로 이격된 제1 및 제2 금속 패드(182, 184)를 형성한다. 만일, 서브 마운트(170)가 전기적 전도성을 갖는 물질로 구현될 경우, 서브 마운트(170) 위에 전기적 비전도성을 갖는 절연층(172)을 형성한다. 이후, 절연층(172) 위에 수평 방향으로 서로 이격된 형태로 제1 및 제2 금속 패드(182, 184)를 형성한다. 그러나, 서브 마운트(170)가 전기적 비전도성을 갖는 물질로 구현될 경우, 절연층(172)은 생략될 수 있다.
이후, 도 8b를 참조하면, 제1 및 제2 금속 패드(182, 184) 위에 제1 및 제2 범프(192, 194)를 각각 형성한다.
이후, 도 1에 도시된 발광 소자(100A)를 뒤집어서 도 8b에 도시된 결과물에 결합시킴으로써 도 6에 도시된 발광 소자(100B)를 완성한다.
이하, 도 1 및 도 6에 도시된 발광 소자(100A, 100B)를 포함하는 발광 소자 패키지(200A, 200B)에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 9는 일 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200A)의 단면도이다.
일 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200A)는 발광 소자(100A), 패키지 몸체(210), 절연물(220), 제1 및 제2 와이어(232, 234) 및 몰딩 부재(240)를 포함한다.
발광 소자(100A)는 도 1에 예시된 발광 소자로서, 동일한 참조부호를 사용하여 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
패키지 몸체(210)는 제1 및 제2 패키지 몸체(212, 214)를 포함하며 베이스 기판(미도시) 위에 배치될 수 있다. 여기서, 베이스 기판은 인쇄 회로 기판(PCB:Printed Circuit Board)일 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 발광 소자(100A)가 자외선 광을 방출할 경우 방열 특성을 향상시키기 위해, 제1 및 제2 패키지 몸체(212, 214)는 알루미늄 재질로 구현될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
도 9에서 발광 소자(100A)는 제2 패키지 몸체(214) 위에 배치된 것으로 도시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 발광 소자(100A)는 제2 패키지 몸체(212)가 아니라 제1 패키지 몸체(212) 위에 배치될 수도 있다. 발광 소자(100A)의 제1 및 제2 전극(142, 144)은 제1 및 제2 와이어(232, 234)에 의해 제1 및 제2 패키지 몸체(212, 214)에 각각 연결된다. 제1 및 제2 패키지 몸체(212, 214)가 전기적 전도성을 갖는 알루미늄 재질로 구현될 경우, 절연물(220)은 제1 패키지 몸체(212)와 제2 패키지 몸체(214)를 전기적으로 서로 분리시키는 역할을 한다.
제1 도전형 반도체층(132)은 제1 전극(142)과 제1 와이어(232) 및 제1 패키지 몸체(212)를 통해 베이스 기판과 연결될 수 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(136)은 제2 전극(144)과 제2 와이어(234) 및 제2 패키지 몸체(214)를 통해 베이스 기판과 연결될 수 있다.
몰딩 부재(240)는 제1 및 제2 패키지 몸체(212, 214)에 의해 형성된 캐비티에 채워져 발광 소자(100A)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 몰딩 부재(240)는 형광체를 포함하여, 발광 소자(100A)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
도 10은 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(200B)의 단면도이다.
다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200B)는 발광 소자(100B), 패키지 몸체(210), 절연물(220), 제1 및 제2 와이어(232, 234) 및 몰딩 부재(240)를 포함한다. 여기서, 패키지 몸체(210), 절연물(220), 제1 및 제2 와이어(232, 234) 및 몰딩 부재(240)는 도 9에 도시된 패키지 몸체(210), 절연물(220), 제1 및 제2 와이어(232, 234) 및 몰딩 부재(240)에 각각 해당하므로 동일한 참조부호를 사용하였으며, 이들에 대한 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 발광 소자(100B)는 도 6에 예시된 발광 소자로서, 동일한 참조부호를 사용하여 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
제1 도전형 반도체층(132)은 제1 전극(142), 제1 범프(192), 제1 금속 패드(182), 제1 와이어(232) 및 제1 패키지 몸체(212)를 통해 베이스 기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(136)은 제2 전극(144), 제2 범프(194), 제2 금속 패드(184), 제2 와이어(234) 및 제2 패키지 몸체(214)를 통해 베이스 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 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 살균 장치에 이용되거나 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 장치는 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치(800)를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 표시 장치(800)는 바텀 커버(810)와, 바텀 커버(810) 상에 배치되는 반사판(820)과, 광을 방출하는 발광 모듈(830, 835)과, 반사판(820)의 전방에 배치되며 발광 모듈(830, 835)에서 발산되는 빛을 표시 장치 전방으로 안내하는 도광판(840)과, 도광판(840)의 전방에 배치되는 프리즘 시트들(850, 860)을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널(870)과, 디스플레이 패널(870)과 연결되고 디스플레이 패널(870)에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로(872)와, 디스플레이 패널(870)의 전방에 배치되는 컬러 필터(880)를 포함할 수 있다. 여기서, 바텀 커버(810), 반사판(820), 발광 모듈(830,835), 도광판(840) 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
발광 모듈은 기판(830) 상에 실장되는 발광 소자 패키지들(835)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있다. 발광 소자 패키지(835)는 도 9 또는 도 10에 도시된 실시 예(200A, 200B)일 수 있다.
바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 그리고, 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있으며, 도광판(840)의 후면이나, 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
그리고, 도광판(840)은 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 프리즘 시트(850)는 지지 필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성될 수 있으며, 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
그리고, 제2 프리즘 시트(860)에서 지지 필름 일면의 마루와 골의 방향은, 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사 시트로부터 전달된 빛을 디스플레이 패널(870)의 전면으로 고르게 분산하기 위함이다.
그리고, 도시되지는 않았으나, 도광판(840)과 제1 프리즘 시트(850) 사이에 확산 시트가 배치될 수 있다. 확산 시트는 폴리에스터와 폴리카보네이트 계열의 재료로 이루어질 수 있으며, 백라이트 유닛으로부터 입사된 빛을 굴절과 산란을 통하여 광 투사각을 최대로 넓힐 수 있다. 그리고, 확산 시트는 광확산제를 포함하는 지지층과, 광출사면(제1 프리즘 시트 방향)과 광입사면(반사시트 방향)에 형성되며 광확산제를 포함하지 않는 제1 레이어와 제2 레이어를 포함할 수 있다.
실시 예에서 확산 시트, 제1 프리즘시트(850), 및 제2 프리즘시트(860)가 광학 시트를 이루는데, 광학 시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
디스플레이 패널(870)에 액정 표시 패널(Liquid crystal display)이 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 표시 장치가 구비될 수 있다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 헤드 램프(head lamp, 900)를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 헤드 램프(900)는 발광 모듈(901), 리플렉터(reflector, 902), 쉐이드(903) 및 렌즈(904)를 포함한다.
발광 모듈(901)은 기판(미도시) 상에 배치되는 복수의 발광 소자 패키지들(미도시)을 포함할 수 있다. 이때 발광 소자 패키지는 도 9 또는 도 10에 도시된 실시 예(200A, 200B)일 수 있다.
리플렉터(902)는 발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛(911)을 일정 방향, 예컨대, 전방(912)으로 반사시킨다.
쉐이드(903)는 리플렉터(902)와 렌즈(904) 사이에 배치되며, 리플렉터(902)에 의하여 반사되어 렌즈(904)로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 부재로서, 쉐이드(903)의 일측부(903-1)와 타측부(903-2)는 서로 높이가 다를 수 있다.
발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛은 리플렉터(902) 및 쉐이드(903)에서 반사된 후 렌즈(904)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다. 렌즈(904)는 리플렉터(902)에 의하여 반사된 빛을 전방으로 굴절시킬 수 있다.
도 13은 실시 예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치(1000)를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 조명 장치(1000)는 커버(1100), 광원 모듈(1200), 방열체(1400), 전원 제공부(1600), 내부 케이스(1700) 및 소켓(1800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치(1000)는 부재(1300)와 홀더(1500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
광원 모듈(1200)은 도 1 또는 도 6에 예시된 발광 소자(100A, 100B), 또는 도 9 또는 도 10에 도시된 발광 소자 패키지(200A, 200B)를 포함할 수 있다.
커버(1100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상일 수 있으며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상일 수 있다. 커버(1100)는 광원 모듈(1200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버(1100)는 광원 모듈(1200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기시킬 수 있다. 커버(1100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 커버(1100)는 방열체(1400)와 결합될 수 있다. 커버(1100)는 방열체(1400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
커버(1100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 커버(1100)의 내면의 표면 거칠기는 커버(1100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 광원 모듈(1200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
커버(1100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 커버(1100)는 외부에서 광원 모듈(1200)이 보이도록 투명할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 불투명할 수 있다. 커버(1100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
광원 모듈(1200)은 방열체(1400)의 일 면에 배치될 수 있으며, 광원 모듈(1200)로부터 발생한 열은 방열체(1400)로 전도될 수 있다. 광원 모듈(1200)은 광원부(1210), 연결 플레이트(1230) 및 커넥터(1250)를 포함할 수 있다.
부재(1300)는 방열체(1400)의 상면 위에 배치될 수 있고, 복수의 광원부(1210)와 커넥터(1250)가 삽입되는 가이드홈(1310)을 갖는다. 가이드홈(1310)은 광원부(1210)의 기판 및 커넥터(1250)와 대응 또는 정렬될 수 있다.
부재(1300)의 표면은 광 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다.
예를 들면, 부재(1300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 부재(1300)는 커버(1100)의 내면에 반사되어 광원 모듈(1200)을 향하여 되돌아오는 빛을 다시 커버(1100) 방향으로 반사할 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
부재(1300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 광원 모듈(1200)의 연결 플레이트(1230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 방열체(1400)와 연결 플레이트(1230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 부재(1300)는 절연 물질로 구성되어 연결 플레이트(1230)와 방열체(1400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 방열체(1400)는 광원 모듈(1200)로부터의 열과 전원 제공부(1600)로부터의 열을 전달받아 방열할 수 있다.
홀더(1500)는 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)의 수납홈(1719)을 막는다. 따라서, 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)에 수납되는 전원 제공부(1600)는 밀폐될 수 있다. 홀더(1500)는 가이드 돌출부(1510)를 가질 수 있으며, 가이드 돌출부(1510)는 전원 제공부(1600)의 돌출부(1610)가 관통하는 홀을 가질 수 있다.
전원 제공부(1600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈(1200)로 제공한다. 전원 제공부(1600)는 내부 케이스(1700)의 수납홈(1719)에 수납될 수 있고, 홀더(1500)에 의해 내부 케이스(1700)의 내부에 밀폐될 수 있다. 전원 제공부(1600)는 돌출부(1610), 가이드부(1630), 베이스(1650) 및 연장부(1670)를 포함할 수 있다.
가이드부(1630)는 베이스(1650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 가이드부(1630)는 홀더(1500)에 삽입될 수 있다. 베이스(1650)의 일 면 위에는 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 광원 모듈(1200)의 구동을 제어하는 구동칩, 광원 모듈(1200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
연장부(1670)는 베이스(1650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 연장부(1670)는 내부 케이스(1700)의 연결부(1750) 내부에 삽입될 수 있고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받을 수 있다. 예컨대, 연장부(1670)는 내부 케이스(1700)의 연결부(1750)와 폭이 같거나 작을 수 있다. 연장부(1670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결될 수 있고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(1800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
내부 케이스(1700)는 내부에 전원 제공부(1600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 전원 제공부(1600)가 내부 케이스(1700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100A, 100B: 발광 소자 110: 기판
112: 상면 112A: 평탄면
112B: 리세스면 114: 리세스
120: 언도프된 질화물 반도체층 130: 발광 구조물
132: 제1 도전형 반도체층 134: 활성층
136: 제2 도전형 반도체층 142: 제1 전극
144: 제2 전극 150: 비정질층 또는 금속층
160: 보이드 또는 물질층 160A: 물질층
170: 서브 마운트 172: 절연층
182: 제1 금속 패드 184: 제2 금속 패드
192: 제1 범프 194: 제2 범프
200A, 200B: 발광 소자 패키지 210, 212, 214: 패키지 몸체
220: 절연물 232, 234: 와이어
240: 몰딩 부재 800: 표시 장치
810: 바텀 커버 820: 반사판
830, 835, 901: 발광 모듈 840: 도광판
850, 860: 프리즘 시트 870: 디스플레이 패널
872: 화상 신호 출력 회로 880: 컬러 필터
900: 헤드 램프 902: 리플렉터
903: 쉐이드 904: 렌즈
1000: 조명 장치 1100: 커버
1200: 광원 모듈 1400: 방열체
1600: 전원 제공부 1700: 내부 케이스
1800: 소켓

Claims (17)

  1. 평탄면과 리세스면이 교대로 배치된 상면을 갖는 기판;
    상기 기판의 상기 상면 위에 배치된 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 발광 구조물; 및
    상기 기판의 리세스면과 상기 발광 구조물 사이에만 배치된 비정질층을 포함하는 발광 소자.
  2. 평탄면과 리세스면이 교대로 배치된 상면을 갖는 기판;
    상기 기판의 상기 상면 위에 배치된 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 발광 구조물; 및
    상기 기판의 리세스면과 상기 발광 구조물 사이에만 배치된 금속층을 포함하는 발광 소자.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 비정질층 또는 상기 금속층과 상기 발광 구조물 사이에 보이드가 형성된 발광 소자.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 비정질층 또는 상기 금속층과 상기 발광 구조물 사이에 배치된 물질층을 더 포함하는 발광 소자.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 비정질층 또는 상기 금속층은 상기 리세스면과 상기 발광 구조물 사이의 공간을 매립하여 배치된 발광 소자.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 발광 구조물과 상기 기판 사이에 배치된 언도프된 질화물 반도체층을 더 포함하는 발광 소자.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 리세스면의 폭은 1 ㎛ 내지 4 ㎛인 발광 소자.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 리세스면의 깊이는 0보다 크고 2 ㎛ 이하인 발광 소자.
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 리세스면은 주기적인 간격으로 상기 평탄면 사이에 배치된 발광 소자.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 리세스면 사이에 배치된 상기 평탄면의 폭은 0보다 크고 2 ㎛ 이하인 발광 소자.
  11. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 리세스면은 비주기적인 간격으로 상기 평탄면 사이에 배치된 발광 소자.
  12. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 리세스면은 U자형 또는 V자형인 단면 형상을 갖는 발광 소자.
  13. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 비정질층 또는 상기 금속층의 두께는 균일한 발광 소자.
  14. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 비정질층 또는 상기 금속층의 두께는 불균일한 발광 소자.
  15. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 발광 소자는
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 활성층을 메사 식각하여 노출된 제1 도전형 반도체층 위에 배치된 제1 전극; 및
    상기 제2 도전형 반도체층 위에 배치된 제2 전극을 더 포함하는 발광 소자.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 발광 소자는
    서브 마운트;
    상기 서브 마운트 위에서 수평 방향으로 이격되어 배치된 제1 및 제2 금속 패드;
    상기 제1 금속 패드와 상기 제1 전극 사이에 배치된 제1 범프; 및
    상기 제2 금속 패드와 상기 제2 전극 사이에 배치된 제2 범프를 더 포함하는 발광 소자.
  17. 패키지 몸체; 및
    상기 패키지 몸체 위에 배치되며, 제1 항 또는 제2 항에 기재된 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지.
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