KR20160056066A - 발광소자 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 개시된 발광소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1반도체층의 하부 둘레가 오픈된 제1단차 구조; 상기 제2반도체층의 아래에 배치된 보호층; 상기 제2 반도체층 및 상기 보호층의 아래에 배치되며 상기 제2반도체층과 전기적으로 연결된 제1전극층; 상기 제2반도체층 아래에 배치되며 상기 제1반도체층과 전기적으로 연결된 제2전극층; 및 상기 제1 및 제2전극층 사이에 배치된 절연층; 을 포함하며, 상기 제1단차 구조에는 상기 보호층, 상기 절연층 및 상기 제2전극층 중 적어도 하나가 연장되며, 상기 제1단차 구조에 인접한 상기 제1반도체층의 외 측면은 상기 제2전극층의 외 측면과 동일 수직 면에 배치된다.
Description
실시 예는 발광소자 및 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광소자의 하나로서 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 많이 사용되고 있다. 발광 다이오드는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선, 자외선과 같은 빛의 형태로 변환한다.
발광소자의 광 효율이 증가됨에 따라 표시장치, 조명기기를 비롯한 다양한 분야에 발광소자가 적용되고 있다.
실시 예에 따른 발광 면적을 개선한 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 구조물의 외 측면과 제2전극을 구성하는 적어도 한 층의 외 측면이 동일 수직 면 상에 배치되는 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1반도체층의 하부 둘레가 오픈된 제1단차 구조; 상기 제2반도체층의 아래에 배치된 보호층; 상기 제2 반도체층 및 상기 보호층의 아래에 배치되며 상기 제2반도체층과 전기적으로 연결된 제1전극층; 상기 제2반도체층 아래에 배치되며 상기 제1반도체층과 전기적으로 연결된 제2전극층; 및 상기 제1 및 제2전극층 사이에 배치된 절연층; 을 포함하며, 상기 제1단차 구조에는 상기 보호층, 상기 절연층 및 상기 제2전극층 중 적어도 하나가 연장되며, 상기 제1단차 구조에 인접한 상기 제1반도체층의 외 측면은 상기 제2전극층의 외 측면과 동일 수직 면에 배치된다.
실시 예에 따른 발광 면적을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자의 광 출력을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A 측 단면도이다.
도 3은 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 4는 제3실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 5는 제4실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 6 내지 도 15는 도 1의 발광 소자의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 16은 도 1의 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A 측 단면도이다.
도 3은 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 4는 제3실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 5는 제4실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 6 내지 도 15는 도 1의 발광 소자의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 16은 도 1의 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지를 나타낸 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들에 따른 발광소자에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광소자의 평면도이며, 도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 소자(100)는 하부에 리세스(recess)(2) 및 단차 구조(5,6)를 갖고 제1반도체층(11), 활성층(12) 및 제2반도체층(13)을 포함하는 발광구조물(10); 상기 발광 구조물(10) 아래에 배치된 제1 전극층(20); 상기 제1전극층(20) 아래에 배치되며 상기 제1반도체층(11)에 연결된 제2 전극층(70); 및 상기 제1 및 제2전극층(20,70) 사이에 절연층(40)을 포함한다.
상기 발광구조물(10)은 제1 반도체층(11), 활성층(12) 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 반도체층(11)은 제1 도전형 도펀트 예컨대, n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층을 포함하고, 상기 제2 반도체층(13)은 제2 도전형 도펀트 예컨대, p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층을 포함할 수 있다.
상기 제1반도체층(11)은 n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 반도체층(11)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 반도체층(13)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(12)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드 갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(12)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(12)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)은 예로서 II족-VI족 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)은 예로서 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 구현된 경우, 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 교대로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(12)은 InGaN 우물층/GaN 장벽층, InGaN 우물층/AlGaN 장벽층, InAlGaN 우물층/InAlGaN 장벽층, 또는 GaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)은 자외선부터 가시광선 중 선택적인 피크 파장을 발광할 수 있다.
상기 제2 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 반도체층(13)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 반도체층(11)은 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 반도체층(13)은 n형 반도체층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2 반도체층(13) 아래에는 상기 제2반도체층(13)과 다른 도전형을 갖는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한 상기 제1 반도체층(11) 및 상기 제2 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다른 예로서, 상기 제1 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이 또는 상기 제2반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 InxAlyGa1-x-yN/InaAlbGa1-a-bN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, 0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)로 구성되는 초격자 구조가 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 반도체층(11)과 상기 활성층(12)사이 또는 상기 제2반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 서로 다른 반도체층이 교대로 배치된 초격자 구조 예컨대, AlGaN/GaN 초격자 구조, InGaN/GaN 초격자 구조 또는 InGaN/InGaN 초격자 구조가 배치될 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2도전형 도펀트가 도핑된 AlGaN층을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(10) 내에는 리세스(2) 및 단차 구조(5,6)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(2)는 상기 발광 구조물(10)의 내측 영역에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 복수의 리세스(2)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 리세스(2) 및 상기 단차 구조(5,6)에는 상기 제2반도체층(13) 및 상기 활성층(12)이 오픈되어 상기 제1반도체층(11)의 저면이 노출될 수 있다. 상기 제1반도체층(11)의 저면은 상기 제2반도체층(13)의 하면을 통해 연결되며, 상기 제1반도체층(11)의 하면보다 위에 배치될 수 있다. 상기 단차 구조(5,6) 각각은 상기 제1반도체층(11)과 수직 방향으로 오버랩된 영역이며, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역일 수 있다.
상기 단차 구조(5,6)는 상기 발광 구조물(10)의 하부 둘레(A2)에 배치될 수 있다. 상기 단차 구조(5,6)는 제1단차 구조(5)와 제2단차 구조(6)를 포함한다. 상기 제1단차 구조(5)는 제1반도체층(11)의 복수의 측면에 인접한 영역을 따라 배치되며, 상기 제2단차 구조(6)는 상기 발광 구조물(10)의 제1영역(A1) 예컨대, 제1전극(92)에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1단차 구조(5)의 너비(D1)는 상기 제2단차 구조(6)의 너비보다는 넓을 수 있다. 상기 제2단차 구조(6)는 상기 제1단차 구조(5)에 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 구조물(10) 상에 버퍼층 또는 언도프드 반도체층이 배치되거나, 투광성의 기판이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1전극층(20)은 상기 발광 구조물(10)과 제2전극층(70) 사이에 배치되며, 상기 제2반도체층(13)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1전극층(20)은 상기 제2전극층(70)과 전기적으로 절연된다. 상기 제1전극층(20)은 복수의 전도층을 포함하며, 상기 복수의 전도층 중 적어도 하나는 제1전극(92)에 연결될 수 있다.
상기 제1전극층(20)은 예컨대 제1 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(19)을 포함한다. 상기 제1 접촉층(15)은 상기 반사층(17)과 제2반도체층(13) 사이에 배치되며, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 상기 캡핑층(19) 사이에 배치된다. 상기 제1 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(19)은 서로 다른 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 접촉층(15)은 상기 제2 반도체층(13)의 하면에 접촉되며, 예컨대 상기 제2 반도체층(13)의 하면에 오믹 접촉될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예컨대 전도성 산화막, 전도성 질화물 또는 금속으로 형성될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), ITON(ITO Nitride), IZO(Indium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 캡핑층(19)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 반사층(17)은 광 반사율이 70% 이상인 금속으로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있으며 단층 또는 서로 다른 금속을 갖고 다층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층(17)은 상기 금속 또는 합금과 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide), IAZO(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), IGTO(Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), ATO(Antimony-Tin-Oxide) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 반사층(17)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 반사층(17)은 Ag 층과 Ni 층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti 층, Pt 층을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 다른 예로서, 상기 제1 접촉층(15)은 상기 반사층(17) 아래에 배치되고, 적어도 일부가 상기 반사층(17)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수도 있다. 다른 예로서, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)의 아래에 배치되고, 일부가 상기 제1 접촉층(15)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(100)는 상기 반사층(17) 아래에 배치된 캡핑층(capping layer)(19)을 포함할 수 있다. 상기 캡핑층(19)은 반사층(17)과 절연층(40) 사이에 배치되고, 상기 반사층(17)과 상기 절연층(40)에 접촉될 수 있다. 상기 캡핑층(19)의 일부는 상기 반사층(17) 및 상기 제1접촉층(15) 중 적어도 하나의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 캡핑층(19)의 접촉부(19A)는 제1전극(92)과 전기적으로 연결된다. 상기 접촉부(19A)는 상기 제1전극(92) 아래에 배치된다. 상기 접촉부(19A)는 도 1과 같이, 발광 구조물(10)의 외측 일부 영역(A1)에 배치될 수 있다. 상기 제1전극(92)은 상기 발광 구조물(10)의 외측에 하나 또는 복수로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 캡핑층(19)은 전원을 전달하는 배선층으로 기능할 수 있다. 상기 캡핑층(19)은 금속으로 형성될 수 있으며, 예컨대 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 보호층(30)은 상기 발광 구조물(10)과 상기 제1전극층(20) 사이에 배치될 수 있다. 보호층(30)은 상기 발광구조물(10)의 하면에 배치되며, 상기 제2반도체층(13)과 상기 제1 접촉층(15) 사이에 배치될 수 있다.
상기 보호층(30)은 절연 재질을 포함할 수 있으며, 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(30)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 상기 보호층(30)은 투명한 재질일 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(100)는 상기 제1 전극층(20)과 상기 제2 전극층(70)을 전기적으로 절연시키는 절연층(40)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(40)은 상기 제1 전극층(20)과 상기 제2 전극층(70) 사이에 배치될 수 있다. 상기 절연층(40)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(40)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
상기 리세스(2)에는 상기 보호층(30) 및 상기 절연층(40)의 일부(32,42)가 연장되며, 상기 리세스(2) 내에 노출된 상기 제1반도체층(11)의 표면에는 상기 보호층(30)이 접촉될 수 있다.
상기 제2전극층(70)은 복수의 전도층을 포함하며, 상기 복수의 전도층 중 적어도 하나는 상기 상기 리세스(2)를 통해 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2전극층(70)은 돌기(52)를 포함하며, 상기 돌기(52)는 상기 리세스(2) 내로 돌출되며, 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1단차 구조(5)에는 상기 보호층(30), 상기 절연층(40) 및 상기 제2전극층(70) 중 적어도 하나 또는 둘 이상이 연장될 수 있다. 상기 제1단차 구조(5)에 노출된 제1반도체층(11)의 저면에는 상기 보호층(30) 및 상기 절연층(40) 중 적어도 하나가 접촉될 수 있다.
상기 보호층(30)은 제1연장부(34) 및 제2연장부(36)를 포함하며, 상기 절연층(40)은 제1연장부(44) 및 제2연장부(46)를 포함한다. 상기 보호층(30)의 제1연장부(34)는 상기 제1단차 구조(5) 내에 연장되며, 상기 제1단차 구조(5) 상에 노출된 제1반도체층(11)의 표면, 상기 활성층(12)의 측면 및 상기 제2반도체층(13)의 측면에 접촉될 수 있다. 상기 절연층(40)의 제1연장부(44)는 상기 보호층(30)의 제1연장부(34) 아래로 연장된다.
상기 보호층(30)의 제2연장부(36)는 상기 제2단차 구조(6) 내부 및 상기 발광 구조물(10)의 외측으로 연장된다. 상기 절연층(40)의 제2연장부(46)는 상기 캡핑층(19)의 접촉부(19A)의 아래로 연장되며 상기 보호층(30)의 제2연장부(36)와 접촉될 수 있다. 상기 보호층(30)의 제2연장부(36)와 상기 절연층(40)의 제2연장부(46)는 상기 캡핑층(19)의 접촉부(19A)가 노출되는 것을 차단할 수 있다.
상기 제2 전극층(70)은 상기 절연층(40) 아래에 배치된 본딩층(50) 및 상기 본딩층(50) 아래에 배치된 지지부재(60)를 포함할 수 있으며, 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 본딩층(50)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 지지부재(60)는 실시 예에 따른 상기 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(50)은 시드(seed) 층을 포함할 수도 있다.
상기 지지부재(60)는 금속 또는 캐리어 기판 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 지지부재(60)는 발광 소자(100)를 지지하기 위한 층으로 기능할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2 전극층(70)은 상기 본딩층(50)과 상기 절연층(40) 사이에 확산 방지층(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 상기 확산 방지층은 상기 본딩층(50)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 반사층(17)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 상기 확산 방지층은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 지지부재(60)의 아래에는 접착층(미도시)이 더 배치될 수 있으며, 상기 접착층은 리드 프레임이나 회로 패턴의 패드 상에 접착될 수 있다.
한편, 제2 접촉층(55)은 상기 발광 구조물(10) 내에 배치된 리세스(2)에 배치되고, 상기 제1반도체층(11)의 저면과 접촉된다. 상기 제2접촉층(55)의 상면은 상기 제1반도체층(11)의 하면 또는 상기 활성층(12)의 상면보다 높게 위치할 수 있다. 상기 제2접촉층(55)은 상기 제1반도체층(11) 및 제2전극층(70)과 전기적으로 연결되고, 상기 보호층(30) 및 절연층(40) 중 적어도 하나의 일부(32,42)에 의해 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 절연된다. 상기 제2 접촉층(55)은 상기 제2 전극층(70)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 접촉층(55)은 복수개가 서로 이격되어 배치되어, 전류를 분산시켜 줄 수 있다.
상기 제2 접촉층(55)은 제2전극층(70)의 돌기(52)에 연결될 수 있으며, 상기 돌기(52)는 상기 본딩층(50)으로부터 돌출될 수 있다. 상기 돌기(52)와 제1전극층(20)의 사이에는 절연층(40)의 일부(42)가 배치될 수 있다. 상기 절연층(40)의 일부(42)는 상기 제1전극층(20)의 홀(3)을 통해 상기 보호층(30)의 일부(32)에 접촉될 수 있다. 상기 절연층(40)의 일부(42)는 상기 제1전극층(20)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 돌기(52)는 상기 절연층(40)의 일부(42) 내에 배치된 홀(4)에 배치될 수 있다.
상기 제2 접촉층(55)은 예컨대 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 돌기(52)는 상기 본딩층(50)을 구성하는 물질로 형성되거나 다른 금속으로 형성될 수 있으며, 예컨대 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 본딩층(50)은 제1 및 제2돌출부(54,56)를 포함하며, 상기 제1돌출부(54)는 상기 제1단차 구조(5) 방향으로 돌출되고 상기 제1단차 구조(5)의 영역과 수직 방향으로 오버랩된다. 상기 제1돌출부(54)의 외 측면 또는 상기 본딩층(50)의 외 측면(S2)은 상기 제1단차 구조(5)에 배치된 상기 보호층(30) 및 상기 절연층(40) 중 적어도 하나의 외 측면과 동일 수직 면일 수 있다. 상기 제1돌출부(54)의 외 측면 또는 상기 본딩층(50)의 외 측면(S2)은 상기 보호층(30)의 제1연장부(34) 및 상기 절연층(40)의 제1연장부(44) 중 적어도 하나의 외 측면과 동일 수직 면일 수 있다. 상기 보호층(30)의 제1연장부(34), 및 상기 절연층(40)의 제1연장부(44)의 외 측면은 상기 본딩층(50)과 상기 제1반도체층(11) 사이의 영역으로부터 노출될 수 있다. 상기 제1돌출부(54)의 외 측면 또는 상기 본딩층(50)의 외 측면(S2)은 상기 발광 구조물(10)의 외 측면 또는 상기 제1반도체층(11)의 외 측면(S1)과 동일 수직 면일 수 있다. 상기 제1돌출부(54)는 상기 제1반도체층(11)의 복수의 외 측면(S1) 각각에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 제1단차 구조(5)에 인접한 제1반도체층(11)의 외 측면(S1)은, 상기 본딩층(50)의 외 측면(S2) 및 상기 지지부재(60)의 외 측면과 동일 수직 면일 수 있다. 상기 본딩층(50)의 제1돌출부(54)는 상기 발광 구조물(10)의 외 측면 또는 제1반도체층(11)의 외 측면(S1)보다 돌출되지 않게 배치될 수 있다.
상기 본딩층(50)의 제2돌출부(56)는 상기 제1전극(92) 아래로 돌출되며, 상기 절연층(40)의 제2연장부(46) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2돌출부(54,56)는 서로 연결될 수 있으며, 서로 동일한 높이 또는 다른 높이로 돌출될 수 있다.
도 1과 같이 상기 발광 구조물(10)의 제1영역(A1) 이외의 영역에서는, 제1방향(X)에 대해 상기 발광 구조물(10)의 제1너비(D2)는 본딩층(50)의 너비와 동일할 수 있다. 상기 제1방향(X)과 직교하는 제2방향(Y)에 대해, 상기 발광 구조물(10)의 제2너비(D3)는 상기 본딩층(50)의 너비와 동일할 수 있다. 상기 발광 구조물(10)의 제1 및 제2너비(D2,D3)는 서로 같거나 다를 수 있다. 상기 제1방향(X) 또는 제2방향(Y)에 대해, 상기 활성층(12) 및 상기 제2반도체층(13)의 너비는 상기 본딩층(50)의 너비보다 작을 수 있다.
상기 발광 구조물(10)의 외측 영역 중 상기 제1영역(A1)을 제외한 영역은 상기 제2전극층(70)의 외 측면보다 돌출되지 않게 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 구조물(10)의 외측 영역 중에서 상기 외측 제1영역(A1)을 제외한 영역이 제거되지 않고 상기 제2전극층(70)의 외측 둘레 예컨대, 상기 본딩층(50)의 외측 둘레 상에 존재하게 되므로, 발광 면적 또는 제1반도체층(11)의 상면 면적이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 실시 예는 제1영역(A1)을 제외한 상기 발광 구조물(10)의 크기는 상기 제2전극층(70)의 전 영역과 오버랩되는 크기로 제공됨으로써, 발광 면적이 감소되는 것을 줄여주어, 광 출력을 개선시켜 줄 수 있다.
도 3은 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 3을 참조하면, 발광 소자는 하부에 리세스(2) 및 단차 구조(5,6)를 갖고 제1반도체층(11), 활성층(12) 및 제2반도체층(13)을 포함하는 발광구조물(10); 상기 발광 구조물(10) 아래에 배치되며 상기 제2반도체층(13)에 연결된 제1 전극층(20); 상기 제1전극층(20) 아래에 배치되며 상기 제1반도체층(11)에 연결된 제2 전극층(70); 상기 제1 및 제2전극층(20,70) 사이에 절연층(40); 상기 발광 구조물(10)의 표면에 투광층(95)을 포함한다.
상기 발광구조물(10)은 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
상기 제1반도체층(11)의 상면은 러프(rough)한 요철부(11A)로 형성될 수 있으며, 이러한 요철부(11A)는 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 요철부(11A)의 측 단면은 반구형, 반타원형 또는 다각형 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투광층(95)은 상기 발광구조물(10)의 상면에 배치되며, 상기 발광 구조물(10)의 표면을 보호하게 된다. 상기 투광층(95)은 상기 발광 구조물(10)을 구성하는 반도체층의 물질보다 낮은 굴절률을 가지며, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 투광층(95)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 투광층(95)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 투광층(95)은 설계에 따라 생략될 수도 있다. 상기 투광층(95)의 상면에도 요철부가 형성되어 광 추출 효과를 개선시켜 줄 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
상기 발광 구조물(10) 내에는 리세스(2) 및 단차 구조(5,6)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(2)는 상기 발광 구조물(10)의 내측 영역에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 리세스(2) 및 상기 단차 구조(5,6)에는 상기 제2반도체층(13) 및 상기 활성층(12)이 오픈되어 상기 제1반도체층(11)의 저면이 노출될 수 있다. 상기 제1반도체층(11)의 저면은 상기 제2반도체층(13)의 하면을 통해 연결되며, 상기 제1반도체층(11)의 하면보다 위에 배치된다. 상기 단차 구조(5,6) 각각은 상기 제1반도체층(11)과 수직 방향으로 오버랩된 영역이며, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역일 수 있다.
상기 단차 구조(5,6)는 상기 발광 구조물(10)의 하부 둘레에 배치될 수 있다. 상기 단차 구조(5,6)는 제1단차 구조(5)와 제2단차 구조(6)를 포함한다. 상기 제1단차 구조(5)는 제1반도체층(11)의 복수의 측면을 따라 배치되며, 상기 제2단차 구조(6)는 상기 발광 구조물(10)의 제1영역(A1) 예컨대, 제1전극(92)에 인접한 영역에 배치될 수 있다.
상기 발광 구조물(10) 내의 리세스(2)는 하부 너비가 넓고 상부 너비가 좁은 구조일 수 있다. 상기 리세스(2)의 측면은 경사진 측면(10A)을 포함할 수 있다. 상기 경사진 측면(10A)은 상기 제2반도체층(13)의 하면부터 상기 제1반도체층(11)의 저면까지 연장될 수 있다. 상기 경사진 측면(10A)은 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 리세스(2)가 상부로 갈수록 점차 좁은 너비로 배치됨으로써, 활성층(12)의 면적이 도 1에 비해 넓어질 수 있다. 이에 따라 발광 면적을 개선시켜 줄 수 있다.
또한 제1단차 구조(5)는 하부 너비가 넓고 상부 너비가 좁은 너비를 가질 수 있다. 상기 제1단차 구조(5)에는 경사진 측면(10A)을 포함할 수 있다. 상기 제1단차 구조(5)에는 상기 보호층(30)의 제1연장부(34), 및 상기 절연층(40)의 제1연장부(44)가 배치될 수 있다.
또한 제2단차 구조(6)는 하부 너비가 넓고 상부 너비가 좁은 너비를 가질 수 있다. 상기 제2단차 구조(6)에는 경사진 측면(10A)을 포함할 수 있다. 상기 제2단차 구조(6)에는 상기 보호층(30)의 제2연장부(36), 및 상기 절연층(40)의 제2연장부(46)가 배치될 수 있다.
이러한 제2실시 예는 리세스(2), 제1 및 제2단차 구조(5,6)에 경사진 측면(10A)을 제공함으로써, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 4는 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제3실시 예를 설명함에 있어서, 상기 제1 및 제2실시 예에 개시된 구성과 동일한 부분은 상기에 개시된 실시 예(들)의 설명을 참조하기로 한다.
도 4를 참조하면, 발광 소자는 하부에 리세스(2) 및 단차 구조(5,6)를 갖고 제1반도체층(11), 활성층(12) 및 제2반도체층(13)을 포함하는 발광구조물(10); 상기 발광 구조물(10) 아래에 배치되며 상기 제2반도체층(13)에 연결된 제1 전극층(20); 및 상기 제1전극층(20) 아래에 배치되며 상기 제1반도체층(11)에 연결된 제2 전극층(70); 상기 제1 및 제2전극층(20,70) 사이에 절연층(40).
상기 발광구조물(10)은 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
상기 발광 구조물(10) 내에는 리세스(2) 및 단차 구조(5,6)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(2)는 상기 발광 구조물(10)의 내측 영역에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 리세스(2) 및 상기 단차 구조(5,6)에는 상기 제2반도체층(13) 및 상기 활성층(12)이 오픈되어 상기 제1반도체층(11)의 저면이 노출될 수 있다. 상기 제1반도체층(11)의 저면은 상기 제2반도체층(13)의 하면을 통해 연결되며, 상기 제1반도체층(11)의 하면보다 위에 배치된다. 상기 단차 구조(5,6) 각각은 상기 제1반도체층(11)과 수직 방향으로 오버랩된 영역이며, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역일 수 있다.
상기 단차 구조(5,6)는 상기 발광 구조물(10)의 하부 둘레에 배치될 수 있다. 상기 단차 구조(5,6)는 제1단차 구조(5)와 제2단차 구조(6)를 포함한다. 상기 제1단차 구조(5)는 제1반도체층(11)의 복수의 측면을 따라 배치되며, 상기 제2단차 구조(6)는 상기 발광 구조물(10)의 제1영역(A1) 예컨대, 제1전극(92)에 인접한 영역에 배치될 수 있다.
상기 본딩층(50)의 제1돌출부(54)는 상기 제1단차 구조(5)를 따라 노출된 상기 제1반도체층(11)의 저면에 접촉될 수 있다. 상기 보호층(30)의 제1연장부(34) 및 상기 절연층(40)의 제1연장부(44)는 상기 본딩층(50)의 제1돌출부(54)와 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 본딩층(50)의 제1돌출부(54)는 상기 보호층(30) 및 상기 절연층(40) 중 적어도 하나 또는 모두에 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1단차 구조(5)에는 경사진 측면을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 5는 제4실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제4실시 예를 설명함에 있어서, 상기 제1 내지 제3실시 예에 개시된 구성과 동일한 부분은 상기에 개시된 실시 예(들)의 설명을 참조하기로 한다.
도 5를 참조하면, 발광 소자는 하부에 리세스(2) 및 단차 구조(5,6)를 갖고 제1반도체층(11), 활성층(12) 및 제2반도체층(13)을 포함하는 발광구조물(10); 상기 발광 구조물(10) 아래에 배치되며 상기 제2반도체층(13)에 연결된 제1 전극층(20); 상기 제1전극층(20) 아래에 배치되며 상기 제1반도체층(11)에 연결된 제2 전극층(70); 및 상기 제1 및 제2전극층(20,70) 사이에 절연층(40)을 포함한다.
상기 발광구조물(10)은 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
상기 발광 구조물(10) 내에는 리세스(2) 및 단차 구조(5,6)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(2)는 상기 발광 구조물(10)의 내측 영역에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 리세스(2) 및 상기 단차 구조(5,6)에는 상기 제2반도체층(13) 및 상기 활성층(12)이 오픈되어 상기 제1반도체층(11)의 저면이 노출될 수 있다. 상기 제1반도체층(11)의 저면은 상기 제2반도체층(13)의 하면을 통해 연결되며, 상기 제1반도체층(11)의 하면보다 위에 배치된다. 상기 단차 구조(5,6) 각각은 상기 제1반도체층(11)과 수직 방향으로 오버랩된 영역이며, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역일 수 있다.
상기 단차 구조(5,6)는 상기 발광 구조물(10)의 하부 둘레에 배치될 수 있다. 상기 단차 구조(5,6)는 제1단차 구조(5)와 제2단차 구조(6)를 포함한다. 상기 제1단차 구조(5)는 제1반도체층(11)의 복수의 측면을 따라 배치되며, 상기 제2단차 구조(6)는 상기 발광 구조물(10)의 제1영역(A1) 예컨대, 제1전극(92)에 인접한 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1단차 구조(5)에는 제1전극층(20)의 반사층(17)의 측 반사부(17A)가 배치될 수 있다. 상기 반사층(17)의 측 반사부(17A)는 상기 보호층(30)의 제1연장부(34)와 상기 절연층(40)의 제1연장부(44) 사이에 배치될 수 있다. 상기 본딩층(50)의 제1돌출부(54)는 상기 단차 구조(5) 방향으로 돌출되어, 상기 제1반도체층(11)의 복수의 외 측면(S1)을 따라 배치될 수 있다. 상기 반사층(17)의 측 반사부(17A)는 상기 단차 구조(5) 내에서 상기 활성층(12)의 상면보다 높게 배치되어, 상기 발광 구조물(10)의 외측으로 진행하는 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 반사층(17)의 측 반사부(17A)는 상기 제1반도체층(11)의 복수의 측면(S1)에 인접한 제1단차 구조(5)를 따라 배치될 수 있다. 실시 예는 반사층(17) 및 측 반사부(17A)는 광 반사 효율 및 광 지향각 분포를 개선시켜 줄 수 있다.
즉, 실시 예에 따른 발광소자는 하나의 소자 내에 개별 구동될 수 있는 복수의 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 발광소자에 2 개의 발광구조물이 배치된 경우를 기준으로 설명하였으나, 하나의 발광소자에 3 개 또는 4 개 이상의 발광구조물이 전기적으로 연결되도록 배치될 수 있으며, 또한 개별 구동되도록 구현될 수 있다. 이러한 구조를 갖는 발광소자는 하나의 예로서 차량의 조명장치, 예컨대 전조등 또는 후미등에 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 발광구조물(10) 위에 형광체층(미도시)이 제공될 수 있으며, 상기 형광체층은 예컨대 컨포멀(conformal) 코팅을 통하여 균일한 두께로 형성될 수 있다. 실시 예에 따른 발광 소자는 상기 발광 구조물(10) 상에 광학 렌즈를 더 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 6 내지 도 15를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 제조방법을 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 기판(81) 위에 버퍼층(83), 제1 반도체층(11), 활성층(12), 제2 반도체층(13)을 형성할 수 있다. 상기 제1 반도체층(11), 상기 활성층(12), 상기 제2 반도체층(13)은 발광구조물(10)로 정의될 수 있다.
상기 기판(81)은 전도성, 절연성, 투명한 재질, 비 투명한 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(81) 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 Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 반도체층(11)과 상기 기판(81) 사이에는 버퍼층(83) 또는 언도프드 반도체층과 같은 반도체층이 더 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(83) 상에 제1 반도체층(11), 활성층(12), 제2 반도체층(13)이 순차적으로 적층될 수 있다.
상기 제1 반도체층(11)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 반대로, 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 언도프드 반도체층 및 제1도전형의 반도체층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1반도체층(11)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2반도체층(13)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 활성층(12)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 형성된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 반도체층(11) 및 상기 제2 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다른 예로서, 상기 제1 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이에는 InxAlyGa1-x-yN/InaAlbGa1-a-bN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, 0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)로 구성되는 초격자 구조 예컨대, 제1 도전형의 InGaN/GaN 슈퍼래티스 구조 또는 InGaN/InGaN 슈퍼래티스 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2 도전형의 AlGaN층이 형성될 수도 있다.
도 7과 같이, 상기 발광구조물(10)의 상부에는 리세스(recess)(2) 및 단차 영역(5A, 6A)이 형성될 수 있다. 상기 리세스(2)는 복수개가 배치되며 상기 제2 반도체층(13)의 상면부터 상기 활성층(12)의 하면보다 낮은 깊이로 형성될 수 있다. 상기 단차 영역(5A,6A)은 각 칩(CHIP) 사이의 경계 영역일 수 있다. 상기 단차 영역(5A,6A)는 서로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광구조물(10) 위에 보호층(30)을 형성한 후, 상기 보호층(30) 및 상기 제2반도체층(13) 위에 제1전극층(20)을 형성하게 된다. 상기 보호층(30)은 제2반도체층(13)의 상면, 상기 리세스(2) 내부 및 단차 영역(5A,6A) 상에 형성될 수 있다. 상기 보호층(30)은 절연물질로 증착될 수 있다. 예컨대 상기 보호층(30)은 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(30)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
상기 제1전극층(20)은 복수의 전도층 예컨대, 제1접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(19)을 포함한다. 상기 제1접촉층(15)은 상기 제2반도체층(13)의 상면에 증착되거나 도금될 수 있다. 상기 제1접촉층(15)의 일부는 상기 리세스(2) 및 단차 영역(5A,6A)을 제외한 영역에 배치된 상기 보호층(30) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예컨대 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)과 상기 제2 접촉층(55)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 독립적으로 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 상기 제1접촉층(15)에 증착되거나 도금된다. 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중에서 독립적으로 선택된 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17) 상에는 캡핑층(19)이 증착되거나 도금될 수 있다. 상기 캡핑층(19)은 상기 반사층(17) 및 제1접촉층(15)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 캡핑층(19)은 예컨대 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 캡핑층(19)의 접촉부(19A)는 상기 단차 영역(6A) 상에 연장되어, 상기 보호층(30)의 제2연장부(36) 상에 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 캡핑층(19) 상에는 절연층(40)이 증착될 수 있다. 상기 절연층(40)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 상기 절연층(40)이 형성되면, 상기 제1반도체층(11)의 저면을 노출하기 위한 홀(4)을 형성하게 된다. 상기 홀(4)의 둘레에 배치된 절연층(40)의 일부(42)는 상기 홀(4)의 둘레에 배치되어, 제1전극층(20)을 전기적으로 보호하게 된다.
상기 절연층(40)의 제1 및 제2연장부(44,46)는 단차 영역(5A,6A) 상으로 연장된다. 상기 절연층(40)의 제2연장부(46)는 단차 영역(6A) 상에 배치된 상기 캡핑층(19)의 접촉부(19A)를 보호하게 된다.
도 10을 참조하면, 홀(4)에는 제2접촉층(55)이 형성된다. 상기 제2접촉층(55)은 도금 또는 증착될 수 있으며, 상기 제1반도체층(11)의 저면에 접촉될 수 있다. 상기 제2접촉층(55)은 예컨대 전도성 산화막, 전도성 질화물 또는 금속으로 형성될 수 있다. 상기 제2 접촉층(55)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), ITON(ITO Nitride), IZO(Indium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있다.
도 11과 같이, 상기 절연층(40) 위에는 복수의 전도층을 갖는 제2전극층(70)이 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(70)은 본딩층(50) 및 지지부재(60)를 포함할 수 있다. 상기 본딩층(50)은 상기 절연층(40) 상에 증착되거나 도금되며, 상기 본딩층(50)의 돌기(52)는 상기 홀(4)을 통해 상기 제2접촉층(55)에 접촉될 수 있다. 여기서, 상기 본딩층(50)과 상기 절연층(40) 사이에는 확산 방지층(미도시)이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 본딩층(50)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 본딩층(50)의 제1 및 제2돌출부(54,56)는 단차 영역(5A,6A)으로 돌출될 수 있다.
상기 본딩층(50) 상에 지지 부재(70)을 도금, 또는 증착하거나 부착할 수 있다. 상기 지지 부재(70)는 금속 또는 캐리어 기판 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 제1 반도체층(11)으로부터 상기 기판(81)을 제거한다. 하나의 예로서, 상기 기판(81)은 레이저 리프트 오프(LLO: Laser Lift Off) 공정에 의해 제거될 수 있다. 레이저 리프트 오프 공정(LLO)은 상기 기판(81)의 하면에 레이저를 조사하여, 상기 기판(81)과 상기 제1 반도체층(11) 또는 버퍼층(83)을 서로 박리시키는 공정이다. 상기 버퍼층(83)은 습식 또는 건식 에칭 과정으로 제거하여, 상기 제1반도체층(11)을 노출시켜 줄 수 있다. 상기 버퍼층(83)이나 상기 기판(81) 중 적어도 하나는 제거하지 않을 수 있다. 예를 들면, 상기 제1반도체층(11) 상에 버퍼층(83)이 배치되거나, 버퍼층(83) 및 기판(81)이 배치될 수 있다. 이 경우 상기 기판(81)은 투광성 기판일 수 있다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 도 12에서 기판이 제거된 구조물을 아이솔레이션 에칭을 수행하여 상기 발광구조물(10)의 측면을 식각하고 상기 보호층(30)의 일부 영역이 노출될 수 있게 된다. 상기 아이솔레이션 에칭은 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 건식 식각에 의해 실시될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 아이솔레이션 에칭에 의해, 칩과 칩 사이의 경계 영역을 따라 에칭하여 인접한 발광구조물(10)이 서로 분리될 수 있다. 상기 아이솔레이션 에칭 시 상기 단차 영역(5A,6A)를 따라 발광 구조물(10)에 대해 에칭하여 단차 구조(5A)가 노출되도록 할 수 있다.
상기 발광구조물(10)의 상부 면에 요철부가 형성될 수 있다. 상기 발광구조물(10)에 제공되는 요철부는 하나의 예로서 PEC (Photo Electro Chemical) 식각 공정에 의하여 형성될 수 있다. 이에 따라 실시 예에 의하면 외부 광 추출 효과를 상승시킬 수 있게 된다. 상기 요철부의 측 단면은 반구형, 또는 다각형 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이러한 발광 구조물(10)의 상면에 투광층, 형광체층, 및 렌즈 중 적어도 하나가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 14와 같이, 칩과 칩 사이의 경계 영역에 대해, 커팅 장비를 이용하여 커팅하게 된다. 커팅 방향은 상기 지지부재(60)부터 진행하거나 상기 발광 구조물(10)의 상면부터 진행할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 경계 영역에 대해 커팅을 함으로써, 도 2와 같은 발광 소자를 제공할 수 있다. 이러한 단차 구조(5)를 갖는 발광 구조물(10)이 경계 영역에서 분할됨으로써, 상기 경계 영역에서 발광 구조물(10)이 제거되는 문제를 줄일 수 있다. 즉, 칩과 칩 사이의 경계 영역에서 발광 구조물(10)이 단차 영역(5A,6A)의 크기로 제거될 경우 보호층(30)이나 절연층(40)이 노출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 발광 구조물(10)의 외 측면이 제2전극층(70)의 외 측면과 동일한 수직 면에 존재하므로 발광 면적이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 또한 발광 구조물(10)에 의한 광 출력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 설명된 제조공정은 하나의 예로서 설명된 것이며, 설계에 따라 또한 목적에 따라 상기 제조공정은 다양하게 변형될 수 있다. 즉, 실시 예에 따른 발광소자는 하나의 소자 내에 개별 구동될 수 있는 복수의 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 발광소자에 1 개의 발광구조물이 배치된 경우를 기준으로 설명하였으나, 하나의 발광소자에 2 개 또는 그 이상의 발광구조물이 배치될 수 있으며, 또한 개별 구동되도록 구현될 수 있다.
상기와 같은 발광 소자는 패키징된 후 보드 상에 탑재되거나, 보드 상에 탑재될 수 있다. 이후 상기에 개시된 실시 예(들)의 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지 또는 발광 모듈을 설명하기로 한다.
도 16은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 16을 참조하면, 발광 소자 패키지(500)는 몸체(515)와, 상기 몸체(515)에 배치된 제1 리드 프레임(521) 및 제2리드 프레임(523)과, 상기 몸체(515)에 배치되어 상기 제1리드 프레임(521) 및 제2리드 프레임(523)과 전기적으로 연결되는 실시 예에 따른 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩 부재(531)를 포함한다.
상기 몸체(515)는 실리콘과 같은 도전성 기판, 폴리프탈아미드(PPA) 등과 같은 합성수지 재질, 세라믹 기판, 절연 기판, 또는 금속 기판(예: MCPCB-Metal core PCB)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 몸체(515)는 상기 발광 소자(100)의 주위에 캐비티(517) 구조에 의해 경사면이 형성될 수 있다. 또한 몸체(515)의 외면도 수직하거나 기울기를 가지면서 형성될 수 있다. 상기 몸체(515)는 상부가 개방된 오목한 캐비티(517)을 갖는 반사부(513)와 상기 반사부(513)를 지지하는 지지부(511) 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(515)의 캐비티(517) 내에는 리드 프레임(521,523) 및 상기 발광 소자(100)가 배치되며, 상기 발광 소자(100)는 제2리드 프레임(523) 상에 탑재되고 연결부재(503)로 제1리드 프레임(521)과 연결될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(521) 및 제2리드 프레임(523)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공한다. 상기 연결 부재(503)는 와이어를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1리드 프레임(521) 및 제2 리드 프레임(523)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있다. 이를 위해 상기 제1리드 프레임(521) 및 제2 리드 프레임(523)상에 별도의 반사층이 더 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 또한, 상기 제1,2 리드 프레임(521,523)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다. 상기 제1리드 프레임(521)의 리드부(522) 및 상기 제2리드 프레임(523)의 리드부(524)는 몸체(515)의 하면에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(521,523)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1, 2리드 프레임(521,523)은 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(531)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함하며, 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩 부재(531)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 몰딩 부재(531)는 상면이 플랫하거나 오목 또는 볼록한 형상으로 형성할 수 있다.
상기 몰딩 부재(531) 위에는 렌즈가 배치될 수 있으며, 상기 렌즈는 상기 몰딩 부재(531)와 접촉되거나 비 접촉되는 형태로 구현될 수 있다. 상기 렌즈는 오목 또는 볼록한 형상을 포함할 수 있다. 상기 몰딩 부재(531)는 상면이 평평하거나 볼록 또는 오목하게 형성될 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 위에 어레이될 수 있으며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 렌즈, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 상기 라이트 유닛은 탑뷰 또는 사이드 뷰 타입으로 구현되어, 휴대 단말기 및 노트북 컴퓨터 등의 표시 장치에 제공되거나, 조명장치 및 지시 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는 램프, 가로등, 전광판, 전조등을 포함할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 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.
2: 리세스
5,6: 단차 구조
10: 발광구조물 11: 제1 반도체층
12: 활성층 13: 제2 반도체층
15: 제1접촉층 17: 반사층
19: 캡핑층 20: 제1전극층
30: 보호층 40: 절연층
50: 본딩층 52: 돌기
54: 제1돌출부 56: 제2돌출부
55: 제2 접촉층 60: 지지부재
70: 제2전극층 92: 제1전극
95: 투광층
10: 발광구조물 11: 제1 반도체층
12: 활성층 13: 제2 반도체층
15: 제1접촉층 17: 반사층
19: 캡핑층 20: 제1전극층
30: 보호층 40: 절연층
50: 본딩층 52: 돌기
54: 제1돌출부 56: 제2돌출부
55: 제2 접촉층 60: 지지부재
70: 제2전극층 92: 제1전극
95: 투광층
Claims (12)
- 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물;
상기 제1반도체층의 하부 둘레가 오픈된 제1단차 구조;
상기 제2반도체층의 아래에 배치된 보호층;
상기 제2 반도체층 및 상기 보호층의 아래에 배치되며 상기 제2반도체층과 전기적으로 연결된 제1전극층;
상기 제2반도체층 아래에 배치되며 상기 제1반도체층과 전기적으로 연결된 제2전극층; 및
상기 제1 및 제2전극층 사이에 배치된 절연층; 을 포함하며,
상기 제1단차 구조에는 상기 보호층, 상기 절연층 및 상기 제2전극층 중 적어도 하나가 연장되며,
상기 제1단차 구조에 인접한 상기 제1반도체층의 외 측면은 상기 제2전극층의 외 측면과 동일 수직 면에 배치되는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제2반도체층의 하면을 통해 상기 제1반도체층의 저면이 노출된 리세스를 포함하며,
상기 리세스에는 상기 보호층 및 상기 절연층 중 적어도 하나가 연장되며,
상기 제2전극층은 상기 리세스를 통해 상기 제1반도체층과 연결되는 돌기를 포함하는 발광 소자. - 제2항에 있어서,
상기 제1전극층은, 상기 복수의 전도층을 포함하며,
상기 복수의 전도층 중 적어도 하나에 연결되며 상기 발광 구조물의 외측에 배치된 제1전극을 포함하는 발광 소자. - 제3항에 있어서,
상기 제2전극층은 상기 절연층 아래에 배치된 본딩층; 및 상기 본딩층 아래에 배치된 지지 부재를 포함하며,
상기 본딩층은 상기 제1단차 구조에 배치된 제1돌출부를 포함하는 발광 소자. - 제4항에 있어서,
상기 제1돌출부는 상기 제1반도체층의 복수의 외 측면 각각에 인접하게 배치되는 발광 소자. - 제5항에 있어서,
상기 제1전극층은 반사층을 포함하며,
상기 반사층은 상기 제1단차 구조로 연장되어 상기 활성층의 외측에 배치된 측 반사부를 포함하는 발광 소자. - 제5항에 있어서,
상기 제1단차 구조에 배치된 상기 보호층 및 상기 절연층 중 적어도 하나의 외 측면은 상기 제1돌출부의 외 측면과 동일 수직 면으로 연장되는 발광 소자. - 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1전극 아래에 상기 보호층 및 상기 절연층이 연장되며,
상기 본딩층은 상기 제1전극 아래로 돌출되는 제2돌출부를 포함하는 발광 소자. - 제8항에 있어서,
상기 발광 구조물은 상기 제2돌출부에 인접한 영역에 상기 제1반도체층의 저면이 노출된 제2단차 구조를 포함하며,
상기 제2단차 구조에는 상기 보호층 및 절연층 및 제1전극층의 일부가 연장되는 발광 소자. - 제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2돌출부는 서로 연결되는 발광 소자. - 제5항에 있어서,
상기 제1돌출부는 상기 제1단차 구조에 노출된 상기 제1반도체층의 저면과 접촉되는 발광 소자. - 제5항에 있어서,
상기 제1단차 구조에는 상기 제2반도체층의 하면부터 상기 제1반도체층의 저면에 연결된 경사진 측면을 포함하는 발광 소자.
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|---|---|---|---|---|
| WO2018203687A1 (ko) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체소자 |
| KR20190090485A (ko) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 삼성전자주식회사 | 반도체 발광소자 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2014
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|---|---|---|---|---|
| WO2018203687A1 (ko) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체소자 |
| KR20190090485A (ko) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 삼성전자주식회사 | 반도체 발광소자 |
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