KR20160056039A - 발광소자 및 조명시스템 - Google Patents

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KR20160056039A
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Abstract

실시예는 전도성 반도체층; 상기 전도성 반도체층 상에 배치되며, 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층과, 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층과, 상기 활성층 상에 배치된 제 2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 제 1 전극; 및 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치된 제 2 전극을 포함하고, 상기 전도성 반도체층을 탑뷰에서 볼 때, 상기 발광구조물은 상기 전도성 반도체층의 일측면의 방향에서 0도 내지 90도 사이의 각도만큼 틸트된 배열방향을 갖도록 배치된 제 2 배열 발광구조물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

발광소자 및 조명시스템{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHTING SYSTEM}
실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로, 라드 형상의 발광구조물을 갖는 발광소자에 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, 광을 직접적으로 방출하는 발광구조물의 경우, 단순 적층형 에피 구조형태를 탈피하여, 다양한 구조 변화를 통해 광도를 개선하는 방안들이 제안되었다.
이때, 발광구조물의 개선방향으로, 반도체층의 결정 퀄리티가 향상되어야 하고, 발광영역이 확장되어야 하며, 발생한 빛이 발광구조물의 외부로 효과적으로 방출될 것 등이 요구된다.
실시예는 광도를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.
실시예는 전도성 반도체층; 상기 전도성 반도체층 상에 배치되며, 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층과, 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층과, 상기 활성층 상에 배치된 제 2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 제 1 전극; 및 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치된 제 2 전극을 포함하고, 상기 전도성 반도체층을 탑뷰에서 볼 때, 상기 발광구조물은 상기 전도성 반도체층의 일측면의 방향에서 0도 내지 90도 사이의 각도만큼 틸트된 배열방향을 갖도록 배치된 제 2 배열 발광구조물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예는 전도성 반도체층; 상기 전도성 반도체층 상에 배치된 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층; 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층; 및 상기 활성층 상에 배치된 제 2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제 1 도전형 반도체층은 라드의 일 측면이 상기 전도성 반도체층 상면에 놓이도록 배치되고, 상기 제 1 도전형 반도체층은 복수의 라드를 포함하며, 상기 복수의 라드들은 서로 다른 배치방향을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예에 따른 조명시스템은 상기 발광소자를 구비하는 발광모듈을 포함할 수 있다.
실시예에 의하면 광도를 증대시킬 수 있는 최적의 구조를 구비한 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
구체적으로 실시예의 발광소자는 최적의 광 효율을 갖도록 활성층의 우물층과 작병층의 조성을 결정하고, 발광구조물의 배열방향을 결정하여 원하는 파장대역으로 발광할 수 있다.
실시예의 발광구조물은 적층형 나노 라드 구조물에 비하여 활성층이 반도체층과 맞닿는 표면적이 비약적으로 증가하여 발광효율이 크게 향상될 수 있고, 빛이 공진할 수 있는 면적 또한 증가되는 장점이 있다.
또한, 발광구조물 또한 기판에서 성장될 때 기판 계면과 맞닿는 면적이 작아 TDD가 발생할 확률이 줄어들어 활성층의 퀄리티 개선에도 유리한 효과가 있다.
그리고, 실시예의 발광구조물은 활성층에서 발광구조물의 측면으로 빛이 방출될 때, 발광구조물 측면에 각진 형상으로 인하여 광추출 효율도 향상될 수 있다.
특히 실시예는 단일 발광소자에서 별도의 구성 추가 없이 다양한 파장대역의 빛을 발광할 수 있도록 하여, 높은 CRI의 백색광을 발광할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 복수의 양자우물 전반에 걸쳐 홀과 전자 결합시켜 발광효율이 향상된 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 활성층의 품질을 향상시켜 동작전압을 감소시키고 신뢰성 및 재현성을 향상시킬 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 평면도다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도다.
도 3은 도 2와 다른 실시예의 발광구조물의 단면도다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 복수의 발광구조물의 배열 방향을 나타낸다.
도 5는 발광구조물의 배열 방향에 따른 피크 강도의 변화를 나타내는 그래프다.
도 6은 발광구조물의 배열 방향에 따른 발광 파장대역을 나타내는 그래프다.
도 7은 배열 방향을 달리한 발광소자들의 SEM 사진이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 발광소자의 평면도이다.
도 9는 제 2 실시예에 따른 발광소자의 평면도다.
도 10은 제 3 실시예에 따른 발광구조물의 측단면도이고, 도 11은 제 3 실시예에 따른 발광소자의 평면도다.
도 12는 제 4 실시예에 따른 수직형 라드 구조의 발광구조물의 사시도다.
도 13은 제 4 실시예에 따른 발광소자의 측단면도다.
도 14는 제 4 실시예에 따른 발광소자의 평면도다.
도 15는 제 5 실시예에 따른 발광소자의 평면도다.
도 16 내지 도 19는 도 2의 발광소자의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 20은 도 2의 발광소자를 갖는 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
실시예의 설명에 있어서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다. 그런데 적색(red) 발광소자의 경우 고효율로 구현이 어렵고 값이 비싸기 때문에 다른 색의 발광소자에 적색 형광체를 더하여 구현하고 있는 실정이다. 그러나 적색 형광체를 이용한다 하더라도 형광체의 값이 비싸고 파장변환에 따른 효율저하가 수반되는 문제점이 있다. 따라서 형광체 없이 고효율로 원하는 파장대역에 빛을 발광할 수 있는 발광소자가 요구된다.
한편, 백색 발광소자는 일반적으로 청색 발광소자에 황색 형광체를 더하여 구현할 수 있다. 그러나 두가지 색의 빛만을 섞어 백색 광을 구현하면 저열한 CRI를 갖게 되는 문제가 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 적색 형광체를 더 추가하는 기술 등이 제안되었으나 이러한 방법 또한 위와 마찬가지로 적색 형광체 값이 비싸고 파장변환에 따른 효율저하가 수반되는 문제가 있다.
실시예는 형광체와 같은 별도의 구성 추가 없이 발광소자의 구조를 변형하여 단일 발광소자에서 원하는 파장 대역의 빛을 발광할 수 있고, 나아가 단일 발광소자에서 다양한 파장 대역의 빛을 발광할 수 있도록 하여 고효율로 높은 CRI의 백색 빛을 발광할 수 있는 발광소자를 제안하고자 한다.
이하 설명에서는, 제 1 도전형 반도체층, 활성층 및 제 2 도전형 반도체층을 포함하여 발광구조물로 지칭하기로 한다. 그리고 이하 설명에서 발광소자의 탑뷰(도 1 참조)에서 X-X 방향을 가로 방향으로 정의하며, Y-Y 방향을 세로 방향으로 정의하기로 한다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 발광소자의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A 단면도이고, 도 3은 도 2와 다른 실시예의 발광구조물의 단면도이고, 도 4는 제 1 실시예에 따른 복수의 발광구조물의 배열 방향을 나타내며, 도 5는 발광구조물의 배열 방향에 따른 피크 강도의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 6은 발광구조물의 배열 방향에 따른 발광 파장대역을 나타내는 그래프이고, 도 7은 배열 방향을 달리한 발광소자들의 SEM 사진이고, 도 8은 다른 실시예에 따른 발광소자의 평면도이다.
이하에서는 도 1 내지 8을 참조하여, 제 1 실시예에 따른 발광소자를 설명한다.
먼저, 도 1 내지 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 발광소자(100)는 기판(101), 기판(101) 상에 전도성 반도체층(110), 전도성 반도체층(110) 상에 제 1 도전형 반도체층(115), 제 1 도전형 반도체층(115) 상에 활성층(120), 활성층(120) 상에 제 2 도전형 반도체층(130), 제 1 도전형 반도체층(115) 상에 제 1 전극(181), 제 2 도전형 반도체층(130) 상에 제 2 전극(183)을 포함할 수 있다.
실시예에서 발광구조물(150)은 라드 형상을 가진다. 구체적으로, 발광구조물(150)은 수평형 라드 구조 또는/및 수직형 라드 구조를 가질 수 있다.
여기서, 수평형 라드 구조란 제 1 도전형 반도체층(115), 활성층(120) 및 제 2 도전형 반도체층(130)이 수직방향으로 차례대로 적층되어 라드 형상을 이루는 구조를 의미한다. 예를 들어, 수평형 라드 구조를 갖는 발광구조물(150)은 전도성 반도체층(110) 상에 삼각 또는 사각 기둥 형상의 라드가 옆으로 뉘어지도록 배치된 구조를 의미한다. 반대로, 수직형 라드 구조는 전도성 반도체층(110) 상에 발광구조물(150)이 수직한 라드 형상으로 배치된 구조를 의미한다.
구체적으로 실시예에서, 수평형 라드 구조의 발광구조물(150)은 삼각 기둥 형상, 사각 기둥 형상 및 다각 기둥 형상과 같이 규칙적인 형상 또는 불규칙한 형상을 가질 수 있다. 발광소자는 이러한 복수의 발광구조물(150)들의 일 측면이 전도성 반도체층(110) 상면에 일정 간격을 가지며 놓이도록 배열된 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 1과 같이 적어도 하나 이상의 발광구조물(150)의 일 측면이 가로방향으로 놓여지도록 배열될 수 있다.
그런데, 도 4와 같이 발광구조물(150)의 배열 방향이 가로방향에서 세로방향으로 θ만큼 틸트될 때, 도 5와 6과 같이 발광구조물(150)에서 방출되는 빛의 피크 강도(peak intensity)와 발광 파장대역(peak wavelength)가 변화되는 것을 알 수 있다.
제 1 실시예는 라드 형상의 발광구조물(150)이 배열되는 방향에 따라서 피크 강도와 발광 파장배역이 변화하는 것을 이용하여, 원하는 파장대역의 빛을 발광하는 발광소자를 구현하려는 것이다.
라드 형상의 발광구조물(150)의 배열방향에 따라서 피크 강도와 발광 파장대역의 변화를 도 4 내지 도 7을 참고하여 설명한다.
먼저, 도 4를 보면, 가로 방향으로 놓여진 발광구조물(150)을 제 1 배열 발광구조물(150A)이라고 하고, 가로방향에서 세로방향으로 θ1만큼 틸드되어 놓여진 발광구조물(150)을 제 2 배열 발광구조물(150B)이라 하며, 세로방향으로 놓여진 발광구조물(150)을 제 3 배열 발광구조물(150C)이라 한다. 이때, θ1은 0도부터 90도 사이의 값을 가질 수 있다.
도 5를 보면, 제 1 배열부터 제 3 배열 발광구조물(150A, 150B, 150C)에 피크 강도가 다른 것을 알 수 있다. 구체적으로, 제 2 배열 발광구조물(150B)의 틸트 각인 θ1이 0도~30도 사이에서 피크 강도가 상승하는 것을 알 수 있다. 좀더 구체적으로, 제 2 배열 발광구조물(150B)의 틸트 각인 θ1이 2.5도~20도 사이일 때 피크 강도가 급격하게 높아지는 것을 확인할 수 있다. 좀더 구체적으로, 제 2 배열 발광구조물(150B)의 틸트 각인 θ1이 7도~11도 사이일 때 피크 강도가 가장 높은 것을 알 수 있다. 따라서, 높은 피크 강도의 발광소자를 구현하기 위하여, 제 2 배열 발광구조물(150B)의 틸트 각은 0도에서 30도 사이인 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.
도 6을 보면, 제 1 배열부터 제 3 배열 발광구조물(150A, 150B, 150C)에서 방출하는 빛의 파장대역이 다른 것을 알 수 있다. 구체적으로, 제 2 배열 발광구조물(150B)의 틸트 각인 θ1이 점점 커질수록, 제 2 배열 발광구조물(150B)의 발광 파장대역이 점차 낮아지다 점차 상승하는 것을 알 수 있다.
따라서, 활성층(120)에서 발광하는 빛의 파장대역을 발광구조물(150)에 배열 방향을 조절하여 변화시킬 수 있다.
즉, 도 8과 같이, 제 1 실시예는 발광구조물(150)을 가로방향에서 θ1만큼 틸트시켜 배열함으로써, 활성층(120)에서 발광하는 빛의 파장대역을 원하는 파장대역으로 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 활성층(120)에서 청색 빛을 발광하는 발광구조물(150)을 θ1만큼 틸트시켜 배열하여 활성층(120)에서 발광된 빛의 파장을 변환시킴으로써, 적색 빛을 발광하는 발광소자를 구현할 수 있다.
제 1 실시예와 같은 빛의 파장을 변조하는 것을 별도의 구성추가가 없어 낮은 단가로 구현할 수 있으며, 빛이 형광체 등과 같은 파장변환 구성을 통과하지 않고 파장이 변화하여 고효율로 방출될 수 있는 효과가 있다.
좀더 구체적으로, 도 1과 2를 참조하여 발광소자를 이루는 각 구성을 설명하면, 실시예의 발광소자는 먼저, 기판(101)을 포함할 수 있다.
기판(101)은 전도성 또는 절연성 재질의 기판일 수 있으며, 또는 투광성 또는 비 투광성 재질의 기판일 수 있다. 기판(101)은 사파이어 기판(Al2O3), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga2O3, GaAs와 같은 군에서 선택될 수 있다. 기판(101)은 발광소자를 지지하기 위한 층으로 사용될 수 있다.
기판(101) 상에는 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체층이 배치될 수 있다. 기판(101)과 전도성 반도체층(110) 사이에는 질화물 버퍼층(미도시), 및 언도프드(undoped) 반도체층(미도시) 중 적어도 한 층이 배치될 수 있다. 버퍼층 및 언도프드 반도체층은 III족-V족 원소의 화합물 반도체로 배치될 수 있으며, 버퍼층은 기판(101)과의 격자 상수의 차이를 줄여주게 되며, 언도프드 반도체층은 도핑하지 않는 GaN계 반도체로 배치될 수 있다.
전도성 반도체층(110)은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체로 배치될 수 있으며, 예컨대 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 전도성 반도체층(110)은 라드(rod) 타입으로 제 1 도전형 반도체층(115)을 형성하기 위한 층으로서, III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN으로 형성될 수 있다. 전도성 반도체층(110)은 단층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 전도성 반도체층(110)은 제 1 도전형 도펀트를 포함할 수 있으며, 제 1 도전형 도펀트는 n형 도펀트를 포함하며, 예컨대 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 도펀트를 포함한다. 전도성 반도체층(110)은 제 1 도전형의 반도체층으로서, 발광 구조물에 포함될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
전도성 반도체층(110) 상에는 마스크층(103)이 배치될 수 있다. 그리고. 마스크층(103)은 절연 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
실시예에서, 마스크층(103)은 홀(105)을 갖는다. 홀(105)에는 라드 타입의 제 1 도전형 반도체층(115)이 배치되므로, 마스크층(103)의 홀(105)의 형상 및 배치에 따라서 발광구조물(150)의 형상 및 배열 방향이 결정될 수 있다.
실시예에서, 홀(105)은 복수개가 서로 이격되어 형성될 수 있으며, 예컨대 일정한 간격, 불규칙한 간격, 또는 랜덤한 간격으로 배치될 수 있다. 수평형 라드 구조에서 홀(105)은 탑뷰 형상이 사각 형상일 수 있다. 이러한 사각 형상의 홀(105)이 가로방향으로 배치될 경우, 홀(105)에서 제 1 도전형 반도체층(115)을 가로방향을 가지며 성장하기 때문에 발광구조물(150)의 형상이 결정될 수 있다.
따라서, 실시예에서 마스크층(103)의 홀(105)은 가로방향에서 세로방향으로 틸트되어 형성될 수 있다.
이러한 마스크층(103)의 홀(105) 상에는 제 1 도전형 반도체층(115)이 배치될 수 있다.
제 1 도전형 반도체층(115)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 제 1 도전형 반도체층(115)은 제 1 도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 원소의 화합물 반도체, 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 도전형 반도체층(115)은 라드 형상을 갖는 GaN을 포함할 수 있다. GaN은 성장 조건에 따라 수직 방향(0001 방향), Facet 방향, 또는 수평 방향 중에서 선택적으로 성장될 수 있다.
제 1 도전형 반도체층(115)은 제 1 도전형 도펀트를 포함하며, 에컨대 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(115)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제 1 도전형 반도체층(115)의 라드 형상은 전술한 바와 같이, 도 2와 같은 삼각 기둥 또는 도 3과 같은 사각 기둥 형상일 수 있으며, 그 밖에 다각 기둥 형상일 수 있다.
제 1 도전형 반도체층(115)의 라드 형상은, 높이가 10nm < 높이 < 5㎛ 범위 예컨대, 1㎛ < 높이 < 3㎛ 범위로 제공될 수 있다. 라드의 높이가 5㎛이상인 경우, 캐리어의 주입 거리 및 캐리어의 이동도가 저하되며, 또한 라드 성장에 어려움이 있다. 라드의 높이가 10nm이하인 경우 캐리어의 주입 거리, 캐리어의 이동도 및 발광 면적이 수평 LED 칩과 비교할 때 개선되지 않는 문제가 있다.
전술한 바와 같이 제 1 도전형 반도체층(115)의 배열 방향에 따라서 발광구조물(150)의 빛을 다양한 파장대역의 빛을 발광할 수 있다.
실시예에 따른 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층(115)은 복수의 상면을 갖고 활성층(120)과 대면하게 되므로, 활성층(120)의 면적을 증대시켜 줄 수 있다. 또한, 전도성 반도체층(110) 상에 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층(115)이 배치되므로, 기판(101)으로부터 전달되는 결함 밀도를 줄여줄 수 있다. 이에 따라 활성층(120)의 결정 품질이 개선될 수 있다.
이러한 제 1 도전형 반도체층(115)과 활성층(120) 사이에는 반사층(미도시)가 더 배치될 수 있다. 이러한 반사층은 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 반도체층(예컨대, 두개의 층)인 분산형 브래그 반사(Distributed Bragg Reflector: DBR)층을 포함할 수 있다. DBR은 서로 다른 굴절률을 가지고 있어, 활성층(120)에서 발광하여 제 1 도전형 반도체층(115)을 향하는 빛을 반사할 수 있다. 실시예에서 반사층을 이루는 반도체층들은 모두 제 1 도전형 도펀트를 포함할 수 있다. 제 1 도전형 도펀트는 n형 도펀트일 수 있으며, 예컨대 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 도펀트일 수 있다. 이러한 반사층은 제 1 도전형 반도체층(115)에서 발생된 캐리어를 활성층(120)으로 통과시킬 수 있으며, 반사층 자체에서 발생된 캐리어를 활성층(120)으로 주입할 수 있어, 발광효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 반사층은 활성층(120)에서 제 1 도전형 반도체층(115)을 향해 발광된 빛을 반사시켜 광 효율을 향상시킬 수 있다. 특히 반사층은 400nm 이하의 파장대역의 빛을 발광하는 발광소자에서 제 1 도전형 반도체층(115)의 광 흡수율을 급격하게 감소시킬 수 있다.
한편, 제 1 도전형 반도체층(115) 상에는 활성층(120)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 제 1 도전형 반도체층(115)에서 마스크층(103)으로부터 노출된 상면을 덮도록 활성층(120)이 배치될 수 있다.
활성층(120)은 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함한다. 활성층(120)은 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 우물층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함하며, 장벽층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs의 페어로 구현될 수 있다. 우물층/장벽층의 주기는 2주기 이상으로 형성될 수 있으며, 장벽층은 우물층의 밴드 갭보다 넓은 밴드 갭을 가지는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 활성층(120)은 가시 광선부터 자외선까지의 파장 범위 내에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 가시광선의 피크 파장을 갖는 광 또는 청색 피크 파장의 광을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
활성층(120)과 제 2 도전형 반도체층(130) 사이에는 전자 차단층(미도시)이 형성될 수 있다. 전자 차단층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 활성층(120)의 밴드 갭 이상의 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제 2 도전형 반도체층(130)은 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제 2 도전형 반도체층(130)은 활성층(120)의 상면을 덮도록 배치될 수 있다. 이때, 마스크층(103) 상에 제 2 도전형 반도체층(130)의 연장부가 더 배치되어, 인접한 제 2 도전형 반도체층(130) 간을 연결해줄 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
제 2 도전형 반도체층(130)은 제 2 도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 제 2 도전형 반도체층(130)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 활성층(120)이 자외선 파장대역의 빛을 발광하는 경우, 제 2 도전형 반도체층(130)은 AlGaN을 포함하도록 구성될 수 있다. 그리고 제 2 도전형 반도체층(130)은 p형 반도체층일 수 있고, 제 2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 이러한 제 1 도전형 반도체층(115), 활성층(120) 및 제 2 도전형 반도체층(130)을 포함하는 발광구조물(150)은 복수개로, 전도성 반도체층(110) 상에 배열될 수 있다. 이때, 발광구조물(150)의 배열방향에 따라서 다양한 파장대역의 빛을 방출할 수 있으므로, 실시예의 발광소자는 최적의 광 효율을 갖도록 활성층(120)의 우물층과 작병층의 조성을 결정하고, 발광구조물(150)의 배열방향을 결정하여 원하는 파장대역으로 발광하도록 할 수 있다.
따라서, 제 1 실시예의 발광소자는 높은 광효율을 가지면서도 원하는 파장대역의 빛을 얻을 수 있는 장점이 있다.
도 9는 제 2 실시예에 따른 발광소자의 평면도다.
제 2 실시예는 제 1 실시예의 발광소자의 구조를 변형한 것으로, 유사한 구성에는 동일한 도면부호를 부여하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제 2 실시예의 발광소자는 적어도 2 이상의 구역을 나누어, 각 구역마다 다른 파장대역의 빛을 발광하도록 할 수 있다. 예를 들어, 제 2 실시예의 발광소자는 2 이상의 구역을 나누어, 제 1 구역은 제 1 파장대역의 빛을 발광하고, 제 2 구역은 제 2 파장대역의 빛을 발광할 수 있다.
이하에서는, 실시예의 발광소자를 탑뷰에서 보았을 때 4개의 구역으로 나누어 적어도 3 이상의 파장대역의 빛을 발광하는 것으로 설명하나, 이에 한정하지는 않는다.
실시예는, 발광소자를 제 1 내지 제 4 발광영역(L1, L2, L3, L4)으로 나눌 수 있다. 각 발광영역에는 발광구조물(150)이 배치되는데, 각각의 발광영역에 배치되는 발광구조물(150)의 배열방향은 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 9와 같이 제 1 발광영역(L1)에는 가로방향에서 θ1만큼 틸트된 배열방향을 갖는 제 2 배열 발광구조물(150B)을 배치할 수 있다. 그리고 제 2 발광영역(L2)에는 가로방향의 배열방향을 갖는 제 1 배열 발광구조물(150A)을 배치할 수 있다. 제 3 발광영역(L3)에는 가로방향으로 θ1만큼 틸트된 배열방향을 갖는 제 2 배열 발광구조물(150B)이 배치할 수 있다. 제 4 발광영역(L4)에는 세로방향의 배열방향을 갖는 제 3 배열 발광구조물(150C)을 배치할 수 있다.
각 발광영역에 배치된 발광구조물(150)들은 배열방향이 달라 각기 상이한 파장대역의 빛을 발광할 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광영역(L1)과 제 3 발광영역(L3)에 배치된 제 2 배열 발광구조물(150B)은 제 1 파장대역의 빛을 발광할 수 있고, 제 2 발광영역(L2)에 배치된 제 1 배열 발광구조물(150A)은 제 2 파장대역의 빛을 발광할 수 있으며, 제 4 발광영역(L4)에 배치된 제 3 배열 발광구조물(150C)은 제 3 파장대역의 빛을 발광할 수 있다.
따라서, 실시예의 발광소자는 3가지 파장대역의 빛을 발광할 수 있으며, 3가지 파장대역의 광은 높은 CRI의 백색광으로 합쳐질 수 있다.
도 10은 제 3 실시예에 따른 발광구조물(150)의 측단면도이고, 도 11은 제 3 실시예에 따른 발광소자의 평면도다.
이하에서는 도 10 내지 도 11을 참조하여 제 3 실시예의 발광소자를 설명한다. 제 3 실시예는 제 1 실시예의 발광소자의 구조를 변형한 것으로, 유사한 구성에는 동일한 도면부호를 부여하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제 3 실시예의 발광구조물(150)은 제 1 도전형 반도체층(115), 활성층(120) 및 제 2 도전형 반도체층(130)을 포함할 수 있다.
먼저, 전도성 반도체층(110) 상에는 제 1 도전형 반도체층(115)이 배치될 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(115)은 라드 형상을 가질 수 있으며, 라드 형상은 삼각 또는 사각 기둥 형상으로, 기둥의 일 측면이 전도성 반도체층(110) 상에 배치되는 구조일 수 있다.
이러한 라드 형상은 서로 이격되어 배열될 수 있는데, 제 1 실시예와 달리 전도성 반도체층(110)과 발광구조물(150) 사이에 배치된 마스크층(103)(도 2의 103)은 제거될 수 있다. 이에 따라 인접한 발광구조물(150)의 활성층(120) 및 제 2 도전형 반도체층(130)은 서로 연결될 수 있다. 구체적으로 각 발광구조물(150)의 활성층(120)의 연장부(121)는 제 1 도전형 반도체층(115)이 배치되지 않은 전도성 반도체층(110) 사이로 수평 방향으로 연장되어, 인접한 활성층(120) 간을 연결할 수 있다.
그리고 활성층(120)의 연장부(121) 상에는 제 2 도전형 반도체층(130)의 연장부(131)가 배치된다. 제 2 도전형 반도체층(130)의 연장부(131)는 수평 방향으로 연장되고, 다른 발광 구조물의 제 2 도전형 반도체층(130)을 연결할 수 있다.
즉, 활성층(120)의 연장부(121) 및 제 2 도전형 반도체층(130)의 연장부(131)는 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층(115)을 형성한 후, 마스크층(103)을 제거한 영역 상에 연장되어 형성될 수 있다.
제 3 실시예의 발광구조물(150)은 활성층(120) 및 제 2 도전형 반도체층(130)의 연장부(121, 131)가 추가 배치되므로, 활성층(120) 및 제 2 도전형 반도체층(130)의 전체 표면적은 증가될 있으며, 발광 면적도 더 증가될 수 있다.
한편, 제 3 실시예의 발광구조물(150)은 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층(115) 상에 배치된 활성층(120)의 발광 파장대역은 전도성 반도체층(110) 상에 배치되어 수평방향으로 연장된 활성층(120) 연장부(121)의 발광 파장대역과 다를 수 있다. 즉, 제 1 도전형 반도체층(115) 상에 배치된 활성층(120)은 제 1 파장대역의 빛을 발광할 수 있고, 전도성 반도체층(110) 상에 배치된 활성층(120) 연장부는 제 2 파장대역의 빛을 발광할 수 있다.
그리고 제 3 실시예의 발광구조물(150)은 배열방향을 가로방향에서 틸트하여 제 3 파장대역의 빛을 발광하게 할 수도 있다.
이를 통해, 제 3 실시예의 발광구조물(150)은 적어도 2 이상의 파장대역의 빛을 발광하여 높은 CRT의 백색광을 발광할 수 있는 효과가 있다.
도 12는 제 4 실시예에 따른 수직형 라드 구조의 발광구조물(150)의 사시도이고, 도 13은 제 4 실시예에 따른 발광소자의 측단면도이고, 도 14는 제 4 실시예에 따른 발광소자의 평면도다.
이하에서는 도 12 내지 도 14를 참조하여 제 4 실시예의 발광소자를 설명한다. 제 4 실시예는 제 1 실시예의 발광소자의 구조를 변형한 것으로, 유사한 구성에는 동일한 도면부호를 부여하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제 4 실시예에 따른 발광소자는 기판(101), 전도성 반도체층(110), 발광구조물(150), 전극층(170), 절연층(160) 및 제 1 및 제 2 전극(181, 183)을 포함한다.
제 4 실시예에 따른 발광구조물(150)은 수직형 라드 구조를 가질 수 있다. 여기서, 수직형 라드 구조란 제 1 도전형 반도체층(115)이 수직 방향으로 연장된 라드 형상을 갖고, 활성층(120)과 제 2 도전형 반도체층(130)이 이를 감싸도록 배치되는 구조이다.
구체적으로, 제 1 도전형 반도체층(115)은 전도성 반도체층(110) 상에 수직방향으로 돌출된 라드 형상을 가질 수 있다.
제 1 도전형 반도체층(115)은 라드 형상은 다각 기둥 형상일 수 있으며, 예컨대 도 12와 같이 육각 기둥 형상일 수 있다.
이러한 제 1 도전형 반도체층(115) 상에는 활성층(120)이 배치될 수 있다. 구체적으로 활성층(120)은 제 1 도전형 반도체층(115)을 감싸도록 배치될 수 있다. 활성층(120)은 제 1 도전형 반도체층(115)의 복수의 측면 및 상면에 배치될 수 있다. 활성층(120)은 복수의 측면 및 상면을 포함하며, 복수의 측면 및 상면은 제 1 도전형 반도체층(115)의 측면 및 상면에 각각 대면할 수 있다.
활성층(120)과 제 2 도전형 반도체층(130) 사이에는 전자 차단층(미도시)이 형성될 수 있다. 전자 차단층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 활성층(120)의 밴드 갭 이상의 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제 2도전형 반도체층은 활성층(120)을 감싸게 배치된다. 제 2 도전형 반도체층(130)은 복수의 측면 및 상면을 포함하며, 복수의 측면 및 상면은 활성층(120)의 측면 및 상면과 대면할 수 있다.
실시예의 라드 형상의 발광구조물(150)은 제 1 도전형 반도체층(115)과 제 2 도전형 반도체층(130)이 복수의 측면 및 상면을 갖고 활성층(120)과 대면하게 되므로, 활성층(120)의 면적을 증대시킬 수 있어, 발광효율이 향상될 수 있다. 또한, 전도성 반도체층(110) 상에 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층(115)이 배치되므로, 기판(101)으로부터 전달되는 결함 밀도를 줄여줄 수 있다. 이에 따라 활성층(120)의 결정 품질이 개선될 수 있다.
이러한 제 4 실시예의 발광구조물(150)은 제 1 실시예의 발광구조물(150)과 외형이 다르기 때문에 다른 파장대역의 빛을 발광할 수 있다.
따라서, 도 14와 같이 발광소자를 탑뷰에서 보았을 때 적어도 2 이상의 발광영역을 나누어, 일측 발광영역(L1)에는 수평형 라드 구조의 발광구조물(150)을 배치하고, 타측 발광영역(L2)에는 수직형 라드 구조의 발광구조물(150)을 배치하여, 2 이상의 파장대역으로 빛을 발광할 수 있다.
도 15는 제 5 실시예에 따른 발광소자의 평면도다.
제 4 실시예는 제 1 내지 3 실시예의 발광소자의 구조를 변형한 것으로, 유사한 구성에는 동일한 도면부호를 부여하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제 4 실시예의 발광소자는 탑뷰에서 보았을 때, 발광영역을 적어도 3이상으로 나눌 수 있다.
실시예에서, 발광소자는 제 1 내지 제 3 발광영역(L1, L2, L3)을 가질 수 있다. 제 1 발광영역(L1)에는 수직형 라드 구조의 발광구조물(150)이 배치될 수 있다. 그리고 제 2 발광영역(L2)에는 가로방향으로 배열된 수평형 라드 구조의 발광구조물(150)이 배치될 수 있다. 마지막으로 제 3 발광영역(L3)에는 가로방향에서 틸트된 제 2 배열 발광구조물(150B)이 배치될 수 있다.
각 발광영역에 배치된 발광구조물(150)들은 각기 다른 파장대역의 빛을 발광할 수 있으므로, 제 4 실시예의 발광소자는 높은 CRI에 백색광을 구현할 수 있다.
도 16 내지 도 19는 도 2의 발광소자의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 16을 참조하면, 기판(101) 상에는 성장 장비에 의해 전도성 반도체층(110)이 형성될 수 있다. 기판(101)은 절연성 또는 전도성 기판일 수 있다. 기판(101)은 예를 들어, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
기판(101) 위에 성장된 반도체층은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxial), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxial) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
전도성 반도체층(110)은 기판(101) 상에 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체로 형성될 수 있으며, 예컨대 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 전도성 반도체층(110)과 기판(101) 사이에는 미도시된 버퍼층 및 언도프드 반도체층 중 적어도 하나가 형성될 수 있다.
이후 도 17과 같이 전도성 반도체층(110) 상에는 마스크층(103)이 형성되고, 마스크층(103)에는 복수의 홀(105)이 형성될 수 있다. 마스크층(103)은 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 중 적어도 하나의 재질로 증착되며, 홀(105)은 포토리소그라피(photolithography) 공정에 의해 소정의 영역에 형성될 수 있다.
홀(105) 상에는 제 1 도전형 반도체층(115)이 성장된다. 제 1 도전형 반도체층(115)은 라드 형상으로 수직 성장 모드로 성장될 수 있다. 전도성 반도체층(110) 및 제 1 도전형 반도체층(115)은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(115)은 수직 성장을 위해 GaN 재질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
라드 형상의 제 1 도전형 반도체층(115)은 홀(105) 위에 배치되며, 복수개가 서로 이격된다. 라드 형상은 수평방향에서 보았을 때 다각 기둥 형상 예컨대, 삼각 기둥 또는 사각 기둥이거나, 다른 기둥 형상일 수 있다.
도 18을 참조하면, 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층(115)의 표면에는 활성층(120)이 형성되며, 활성층(120)은 제 1 도전형 반도체층(115)을 감싸게 된다. 활성층(120)은 제 1 도전형 반도체층(115)의 상면에 배치된다. 반사층은 마스크층(103)의 상면에 접촉될 수도 있다.
활성층(120)은 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 우물층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함하며, 장벽층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs의 페어로 구현될 수 있다. 우물층/장벽층의 주기는 2주기 이상으로 형성될 수 있으며, 장벽층은 우물층의 밴드 갭보다 넓은 밴드 갭을 가지는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 활성층(120)은 가시 광선부터 자외선까지의 파장 범위 내에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 가시광선을 갖는 피크 파장 또는 청색 피크 파장을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이후 활성층(120)의 표면에는 제 2 도전형 반도체층(130)이 형성된다. 제 2 도전형 반도체층(130)은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체로 형성될 수 있으며, 예컨대 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
도 19를 참조하면, 제 2 도전형 반도체층(130) 상에는 전극층(170)(미도시)이 증착될 수 있다. 그리고, 전도성 반도체층(110)의 접촉부(112) 상에 배치된 마스크층(103)은 제거된다.
그 다음, 전도성 반도체층(110)의 접촉부(112) 상에는 제 1 전극(181)이 배치되며, 전극층(170) 상에는 제 2 전극(183)이 배치된다. 이에 따라 도 2와 같은 발광소자를 제공할 수 있다.
도 20은 도 2의 발광소자를 갖는 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 20을 참조하면, 발광소자 패키지(200)는 몸체(210)와, 몸체(210)에 적어도 일부가 배치된 제 1 리드전극(211) 및 제 2 리드전극(212)과, 몸체(210) 상에 제 1 리드전극(211) 및 제 2 리드전극(212)과 전기적으로 연결되는 발광소자(100)와, 몸체(210) 상에 발광소자(100)를 포위하는 몰딩부재(220)를 포함한다.
몸체(210)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 몸체(210)는 위에서 볼 때 내부에 캐비티(cavity) 및 그 둘레에 경사면을 갖는 반사부(215)를 포함한다.
제 1 리드전극(211) 및 제 2 리드전극(212)은 서로 전기적으로 분리되며, 몸체(210) 내부를 관통하도록 형성될 수 있다. 즉, 제 1 리드전극(211) 및 제 2 리드전극(212)은 일부는 캐비티 내부에 배치되고, 다른 부분은 몸체(210)의 외부에 배치될 수 있다.
제 1 리드전극(211) 및 제 2 리드전극(212)은 발광소자(100)에 전원을 공급하고, 발광소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 기능을 할 수도 있다.
발광소자(100)는 몸체(210) 상에 설치되거나 제 1 리드전극(211) 또는/및 제 2 리드전극(212) 상에 설치될 수 있다. 발광소자(100)에 연결된 와이어(216)는 제 1 리드전극(211) 및 제 2 리드전극(212)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
몰딩 부재(220)는 발광소자(100)를 포위하여 발광소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 몰딩부재(220)에는 형광체가 포함되고, 이러한 형광체에 의해 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장이 변화될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자(100) 또는 발광소자 패키지(200)는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 라이트 유닛은 복수의 발광소자(100) 또는 발광소자 패키지(200)가 어레이된 구조를 포함하며, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 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.

Claims (13)

  1. 전도성 반도체층;
    상기 전도성 반도체층 상에 배치되며, 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층과, 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층과, 상기 활성층 상에 배치된 제 2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물;
    상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 제 1 전극; 및
    상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치된 제 2 전극을 포함하고,
    상기 전도성 반도체층을 탑뷰에서 볼 때, 상기 발광구조물은 상기 전도성 반도체층의 일측면의 방향에서 0도 내지 90도 사이의 각도만큼 틸트된 배열방향을 갖도록 놓여진 제 2 배열 발광구조물을 포함하는 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광구조물은 상기 전도성 반도체층의 일측면과 평행한 배열방향을 갖도록 놓여진 제 1 배열 발광구조물을 포함하는 발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광구조물은 상기 전도성 반도체층의 일측면과 수직한 배열방향을 갖도록 놓여진 제 3 배열 발광구조물을 포함하는 발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광구조물은 수평형 라드 구조를 가지며,
    상기 제 1 도전형 반도체층의 라드 형상은 삼각 기둥 또는 사각 기둥 형상을 갖는 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성층 및 제 2 도전형 반도체층은 상기 제 1 도전형 반도체층이 배치되지 않은 상기 전도성 반도체층 사이로 연장된 연장부를 포함하는 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 반도체층 상에 배치된 마스크층을 포함하며,
    상기 마스크층은 상기 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층의 일부가 배치된 복수의 홀을 포함하는 발광 소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    수직형 라드 구조를 갖는 발광구조물을 더 포함하는 발광소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 반도체층은 적어도 2 이상의 구역으로 나뉘고, 각 구역은 다른 파장대역의 빛을 발광하는 발광소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 각 구역에 배치된 발광구조물들은 서로 배열방향을 달리하는 발광소자.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전도성 반도체층의 일측 구역에는 수평형 라드 구조의 발광구조물이 배치되고,
    상기 전도성 반도체층의 타측 구역에는 수직형 라드 구조의 발광구조물이 배치되는 발광소자.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 배열 방괄구조물의 배열방향은 상기 전도성 반도체층의 일측면의 방향에서 0도 내지 30도 사이만큼 틸트된 방향인 발광소자.
  12. 전도성 반도체층;
    상기 전도성 반도체층 상에 배치된 라드 형상의 제 1 도전형 반도체층;
    상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층; 및
    상기 활성층 상에 배치된 제 2 도전형 반도체층을 포함하고,
    상기 제 1 도전형 반도체층은 라드의 일 측면이 상기 전도성 반도체층 상면에 놓이도록 배치되고,
    상기 제 1 도전형 반도체층은 복수의 라드를 포함하며, 상기 복수의 라드들은 서로 다른 배치방향을 갖는 발광소자.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 발광소자를 구비하는 발광모듈을 포함하는 조명시스템.
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