KR20180016182A - Semiconductor device and semiconductor decive package having the same - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 효율을 향상시키기 위한 반도체 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.Semiconductor devices including compounds such as GaN and AlGaN have many merits such as wide and easy bandgap energy, and can be used variously as light emitting devices, light receiving devices, and various diodes.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. Particularly, a light emitting device such as a light emitting diode or a laser diode using a semiconductor material of Group 3-5 or 2-6 group semiconductors can be applied to various devices such as a red, Blue, and ultraviolet rays. By using fluorescent materials or combining colors, it is possible to realize a white light beam with high efficiency. Also, compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps, low power consumption, , Safety, and environmental friendliness.
뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용할 수 있다.In addition, when a light-receiving element such as a photodetector or a solar cell is manufactured using a semiconductor material of Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductor, development of a device material absorbs light of various wavelength regions to generate a photocurrent , It is possible to use light in various wavelength ranges from the gamma ray to the radio wave region. It also has advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness and easy control of device materials, so it can be easily used for power control or microwave circuit or communication module.
따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드램프 및 신호등 및 가스나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.Accordingly, the semiconductor device can be replaced with a transmission module of an optical communication means, a light emitting diode backlight replacing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, White LED lightings, automotive headlamps, traffic lights, and gas or fire sensors. In addition, semiconductor devices can be applied to high frequency application circuits, other power control devices, and communication modules.
특히, 자동차 헤드램프에 구비되는 반도체 소자는 고 출력이 요구되어 진다. 이로 인해 반도체 소자는 고 출력의 램프를 구현하기 위해 고 전류를 발생시키게 된다. 이로 인해 반도체 소자는 패드와 인접하는 영역 주위로 전류 및 열이 집중되어 활성층 영역의 수명을 단축시켜 신뢰성 저하를 유발시킨다.Particularly, a semiconductor device provided in an automotive head lamp is required to have a high output. This causes the semiconductor device to generate a high current to realize a high output lamp. This causes current and heat to be concentrated around the region adjacent to the pad, thereby shortening the lifetime of the active layer region and causing a reduction in reliability.
실시예는 패드와 인접하는 영역에 전류가 집중되는 것을 방지하여 전기적인 특성을 향상시키기 위한 반도체 소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor device for preventing electric current from concentrating on a region adjacent to a pad, thereby improving electrical characteristics.
실시예에 따른 반도체 소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 배치되는 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층에서 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 일부까지 형성되는 복수개의 리세스를 포함하는 발광구조물과, 상기 복수개의 리세스 내부에 배치되고 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극과, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극과, 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제1 패드와 제2 패드를 포함하는 패드부를 포함하고, 상기 복수의 리세스 중 제1 그룹의 리세스는 상기 제1 패드와 상기 제2 패드 사이에서 제1 간격으로 상기 제1 패드와 상기 제2 패드를 연결한 제1 방향으로 이격 되어 배치되고, 상기 복수개의 리세스 중 제2 그룹의 리세스는 상기 제1 그룹의 리세스에서 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 제1 간격 보다 큰 제2 간격으로 이격되어 상기 제1 방향으로 배치되고, 상기 복수개의 리세스 중 제3 그룹의 리세스는 상기 제2 그룹의 리세스에서 상기 제2 방향으로 상기 제1 그룹의 리세스보다 작은 제3 간격으로 이격되어 제1 방향으로 배치될 수 있다.The semiconductor device according to the embodiment includes a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, an active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, A light emitting structure including a plurality of recesses formed to a portion of the first conductivity type semiconductor layer, a first electrode disposed in the plurality of recesses and electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer, A second electrode electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer; and a pad portion including a first pad and a second pad electrically connected to the second electrode, wherein the first portion of the plurality of recesses Wherein a recess of the second pad is spaced apart in a first direction connecting the first pad and the second pad at a first gap between the first pad and the second pad, Are arranged in the first direction at a second interval larger than the first interval in a second direction perpendicular to the first direction in the recesses of the first group, and the recesses of the plurality of recesses The three groups of recesses may be arranged in the first direction spaced apart from the recesses of the second group by a third spacing less than the recesses of the first group in the second direction.
또한, 실시예에 따른 반도체 소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층에서 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 일부까지 형성되는 복수개의 리세스를 포함하는 발광구조물과, 상기 복수개의 리세스 내부에 배치되고 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극과, 상기 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극과, 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 패드를 포함하고, 상기 복수의 리세스 중 제1 그룹의 리세스는 상기 패드와 제1 방항과 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 인접하게 배치되어 제1 간격을 이루고, 상기 복수의 리세스 중 제2 그룹의 리세스는 상기 제1 그룹의 리세스에서 제1 방향과 제2 방향 사이의 제3 방향으로 제1 간격보다 작은 간격으로 배치될 수 있다.The semiconductor device according to the embodiment includes a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, A light emitting structure including a plurality of recesses penetrating the active layer through the active layer and extending to a portion of the first conductive semiconductor layer; and a light emitting structure disposed in the plurality of recesses and electrically connected to the first semiconductor layer A second electrode electrically connected to the second semiconductor layer; and a pad electrically connected to the second electrode, wherein the recess of the first group of the plurality of recesses is electrically connected to the pad, Wherein the recesses of the second group of the plurality of recesses are spaced apart from each other in the first direction and in the second direction perpendicular to the first direction, 2 rooms And spaced apart from the first spacing in a third direction between the incisions.
실시예에 따른 반도체 소자는 패드에 인접한 리세스 영역에 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. The semiconductor device according to the embodiment has an effect of preventing current from concentrating on the recess region adjacent to the pad.
또한, 실시예에 따른 반도체 소자는 발열 특성을 개선하여 수명 및 신뢰성을 개선할 수 있는 효과가 있다. Further, the semiconductor device according to the embodiment has an effect of improving the heat generating characteristic and improving the lifetime and reliability.
또한, 실시예는 온도 저하로 인한 방열 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.Further, the embodiment has the effect of reducing the heat dissipation cost due to the temperature drop.
또한, 실시예는 리세스를 둘러싸는 전류 차단층의 두께를 제어하여 패드부에 인접하는 리세스 영역에서 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다. Further, the embodiment can control the thickness of the current blocking layer surrounding the recess to prevent current from concentrating in the recess region adjacent to the pad portion.
또한, 실시예는 리세스 사이의 거리에 따라 그 두께를 결정함으로써, 전자와 홀과의 결합을 극대화시켜 반도체 소자의 광 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.Further, in the embodiment, the thickness is determined according to the distance between the recesses, thereby maximizing the coupling efficiency between the electron and the hole, thereby maximizing the light efficiency of the semiconductor element.
도 1은 제1 실시예에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 라인을 따라 절단한 반도체 소자를 나타낸 단면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 반도체 소자의 전류 퍼짐 현상을 종래와 비교한 도면이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 반도체 소자의 파워를 종래와 비교한 도면이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6의 B-B 라인을 따라 절단한 반도체 소자를 나타낸 단면도이다.
도 8은 실시예에 따른 반도체 소자가 구비된 반도체 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 9는 실시예에 따른 반도체 소자가 구비된 자동차 헤드램프를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 자동차 헤드램프를 나타낸 단면도이다.1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment.
2 is a cross-sectional view showing a semiconductor device cut along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a diagram comparing the current spreading phenomenon of the semiconductor device according to the first embodiment with the prior art.
4 is a diagram comparing the power of the semiconductor device according to the first embodiment with the conventional one.
5 is a plan view showing a semiconductor device according to the second embodiment.
6 is a plan view showing a semiconductor device according to the third embodiment.
7 is a cross-sectional view showing a semiconductor device cut along the line BB of FIG.
8 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package including a semiconductor device according to an embodiment.
9 is a perspective view showing an automobile headlamp including the semiconductor device according to the embodiment.
10 is a cross-sectional view showing the automotive head lamp of Fig.
본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이해 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다. The embodiments may be modified in other forms or various embodiments may be combined with each other, and the scope of the present invention is not limited to each embodiment.
특정 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.It is to be understood that the description related to the other embodiments may be understood as a specific example, unless otherwise described or contradicted by the description.
예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.For example, if the features of configuration A are described in a particular embodiment, and the features of configuration B are described in another embodiment, even if the embodiment in which configuration A and configuration B are combined is not explicitly described, It is to be understood that they fall within the scope of the present invention.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
본 발명에 따른 실시예의 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 두 개의 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)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) or under are all such that two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.
반도체 소자는 발광소자, 수광 소자 등 각종 전자 소자 포함할 수 있으며, 발광소자와 수광소자는 모두 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다.The semiconductor device may include various electronic devices such as a light emitting device and a light receiving device. The light emitting device and the light receiving device may include the first conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer.
본 실시예에 따른 반도체 소자는 발광소자일 수 있다.The semiconductor device according to this embodiment may be a light emitting device.
발광소자는 전자와 정공이 재결합함으로써 빛을 방출하게 되고, 이 빛의 파장은 물질 고유의 에너지 밴드갭에 의해서 결정된다. 따라서, 방출되는 빛은 상기 물질의 조성에 따라 다를 수 있다.The light emitting device emits light by recombination of electrons and holes, and the wavelength of the light is determined by the energy band gap inherent to the material. Thus, the light emitted may vary depending on the composition of the material.
도 1은 제1 실시예에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A 라인을 따라 절단한 반도체 소자를 나타낸 단면도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 반도체 소자의 전류 퍼짐 현상을 종래와 비교한 도면이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 반도체 소자의 파워를 종래와 비교한 도면이다. 여기서, 도 2에서는 설명의 편의상 도 1의 리세스를 3개만 표시하기로 한다.FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a semiconductor device cut along the line AA in FIG. 1, And FIG. 4 is a diagram comparing the power of the semiconductor device according to the first embodiment with the conventional one. Here, in FIG. 2, only three recesses shown in FIG. 1 are shown for convenience of explanation.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 반도체 소자(100)는 제1 도전형 반도체층(11), 활성층(12), 제2 도전형 반도체층(13)을 포함하는 발광구조물(10)과, 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 전기적으로 연결되는 제2 전극(81)과, 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 전기적으로 연결되는 제1 전극(33)과, 상기 제2 전극(81)과 전기적으로 연결되는 제1 패드와 제2 패드를 포함하는 패드부(92)를 포함할 수 있다.1 and 2, a
상기 발광구조물(10)은 제1 도전형 반도체층(11), 상기 제1 도전형 반도체층(11) 아래에 위치한 활성층(12) 및 상기 활성층(12) 아래에 위치한 제2 도전형 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은 반도체 화합물, 예컨대 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. The
상기 제1 도전형 반도체층(11)은 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 n형 반도체층인 경우, n형 도펀트를 포함할 수 있다. 예컨대 상기 n형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은 InxAlyGa1-x-yN(0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상기 제1 도전형 반도체층(11)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다.상기 제1 도전형 반도체층(11)은 상부면에 요철구조(11A)를 포함할 수 있다. 상기 요철구조(11A)는 단면이 산과 골을 갖는 형성일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 다각형 또는 곡률을 갖는 형상일 수도 있다. 상기 요철구조(11A)는 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.The first
상기 활성층(12)은 상기 제1 도전형 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있다.The
활성층(12)은 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)는 화합물 반도체로 구성될 수 있다. 상기 활성층(12)는 예로서 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다.The
상기 활성층(12)은 다중 양자 우물 구조(MQW)로 구현된 경우, 양자우물과 양자벽이 교대로 배치될 수 있다. 상기 양자우물과 양자벽은 각각 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예컨대 활성층(12)은 InGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, InAlGaN/InAlGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaInP/AlGaInP, GaP/AlGaP, InGaP/AlGaP, GaAs/AlGaAs, InGaAs/AlGaAs 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.When the
상기 제2 도전형 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.The second
제2 도전형 반도체층(13)은 반도체 화합물, 예컨대 Ⅱ족-Ⅳ족 및 Ⅲ족-Ⅴ족 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 p형 반도체층인 경우, p형 도펀트를 포함할 수 있다. 예컨대 상기 p형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 InxAlyGa1-x-yN(0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다.The second conductivity
상기 발광구조물(10)은 n형 반도체층의 상기 제1 도전형 반도체층(11), p형 반도체층의 제2 도전형 반도체층(13)을 한정하여 설명하고 있지만, 상기 제1 도전형 반도체층(11)을 p형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(13)을 n형 반도체층으로 형성할 수도 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 도전형 반도체층(13) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조물(10)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.Although the
상기 제2 전극(81)은 상기 발광구조물(10) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(81)은 상기 발광구조물(10)과 기판(70) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(81)은 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
상기 제2 전극(81)은 상기 제1 전극(33)과 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 제2 전극(81)은 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(35)을 포함할 수 있다.The second electrode (81) may be electrically insulated from the first electrode (33). The
상기 접촉층(15)은 상기 제2 도전형 반도체층(13) 아래에 배치될 수 있다. 상기 접촉층(15)은 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 직접 접촉될 수 있다. 상기 접촉층(15)은 제2 도전형 반도체층(13) 및 상기 반사층(17) 사이에 배치되어 상기 접촉층(15)과 상기 반사층(17)을 효과적으로 접촉시키고 상기 제2 도전형 반도체층(13)으로 전류 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 또한, 접촉층(15)은 제2 도전형 반도체층(13)의 저면으로부터 전류 차단층(30)의 저면까지 연장되어 배치될 수 있다. 접촉층(15)이 전류 차단층(30)의 저면의 일부에 배치될 경우, 반사층(17)도 전류 차단층(30)의 일부 영역과 수직으로 중첩되도록 배치될 수 있다.The
접촉층(15)의 두께는 1nm~10nm 로 형성될 수 있다. 접촉층(15)의 두께가 1nm 미만이면 발광 소자의 전기적인 특성이 저하되고, 접촉층(15)의 두께가 10nm를 초과하게 되면 광 흡수율 증가로 인한 추출 효율이 저하된다.The thickness of the
반사층(17)이 전류 차단층(30)의 일부 영역과 수직으로 중첩될 경우, 상기 활성층(12)으로부터 발광구조물(10)의 하부로 방출되는 광을 반사할 수 있는 면적이 증가할 수 있다. When the
상기 접촉층(15)은 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 접촉층(15)은 전도성 산화물, 전도성 질화물 또는 금속일 수 있다. 예컨대 상기 접촉층(15)은 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, In, Au, W, Al, Pt, Ag, Ti 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
상기 반사층(17)은 상기 접촉층(15)과 상기 캡핑층(35) 사이에 배치될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 접촉층(15) 및 캡핑층(35)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 활성층(12)에서 상기 발광구조물(10)의 하부로 방출되는 광을 상기 발광구조물(10)의 상부로 반사시키는 기능을 포함할 수 있다. 상기 반사층(17)이 배치되는 면적은 상기 접촉층(15)이 배치되는 면적과 같거나 좁을 수 있다. 상기 반사층(17)이 배치되는 면적이 상기 접촉층(15)이 배치되는 면적보다 좁거나 같을 경우 반도체 소자의 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 상기 반사층(17)이 배치되는 면적이 상기 접촉층(15)이 배치되는 면적보다 클 경우 광학적 특성은 향상될 수 있지만 전기적 신뢰성이 저하될 수 있다.The
상기 반사층(17)은 금속일 수 있다. 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금일 수 있다. 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 투명 전도성 물질의 단층 또는 다층일 수 있다.The
반사층(17)이 Ag/Ni층으로 이루어질 경우, Ag층의 두께는 100nm~300nm로 형성될 수 있다. Ag층의 두께가 100nm 미만이면 반사층(17)의 밀도가 높게 형성되지 않아 반사율이 현저하게 저하될 수 있다. Ag층의 두께가 300nm를 초과하면 스트레스에 의한 박리가 발생하게 된다.When the
Ni층의 두께는 10nm~100nm로 형성될 수 있다. Ni층의 두께가 10nm 미만이면 이송(Migration)과 응집(agglomeration) 특성이 높은 Ag 원자를 고정하는데 충분하지 않게 된다. Ni층의 두께가 100nm를 초과하면 스트레스가 커져 Ag층의 박리 발생 가능성이 높아진다.The Ni layer may have a thickness of 10 nm to 100 nm. If the thickness of the Ni layer is less than 10 nm, migration and agglomeration characteristics are not sufficient to fix Ag atoms having high properties. When the thickness of the Ni layer exceeds 100 nm, the stress becomes large and the possibility of peeling of the Ag layer increases.
상기 캡핑층(35)은 상기 반사층(17)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 접촉층(15)이 배치되는 면적보다 반사층(17)이 배치되는 면적이 클 경우, 상기 캡핑층(35)은 상기 반사층(17)으로부터 노출된 상기 접촉층(15)의 일부와 직접 접촉될 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 상기 패드부(92) 아래에 배치될 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 상기 패드부(92)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 상기 패드부(92)의 저면과 직접 접촉될 수 있다. The
상기 캡핑층(35)은 상기 패드부(92)에서 제2 도전형 반도체층(13)으로 주입되는 전류가 발광구조물(10)에 골고루 퍼질 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.The
상기 캡핑층(35)은 상기 패드부(92)로부터 공급되는 구동 전원을 상기 발광구조물(10)에 제공할 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 도전성 물질일수 있다. 예컨대 상기 캡핑층(35)은 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 캡핑층(35)의 가장자리는 상기 발광구조물(10)의 가장자리보다 더 외측에 배치될 수 있다.The
캡핑층(35)이 Ti/Ni/Ti 층으로 이루어질 경우, Ni 일측의 Ti의 두께는 1nm~3nm로 형성될 수 있다. Ti의 두께가 1nm 미만으로 형성될 경우 Ni 아래의 Ti와 Ni 상부의 Ti 사이에서 접착 특성이 약해질 수 있다. Ti의 두께가 3nm를 초과하면 접착층 자체의 박리 가능성이 높아지게 된다.When the
Ni의 두께는 300nm~400nm로 형성될 수 있다. Ni의 두께가 300nm 미만이면 전류 확산이 어렵게 된다. Ni의 두께가 400nm를 초과하게 되면 스트레스에 의한 박리 가능성이 높아진다.The thickness of Ni may be formed to be 300 nm to 400 nm. If the thickness of Ni is less than 300 nm, current diffusion becomes difficult. If the thickness of Ni exceeds 400 nm, the possibility of peeling due to stress becomes high.
Ni 타측의 Ti의 두께는 10nm~100nm로 형성될 수 있다. Ti의 두께가 10nm 미만으로 형성될 경우 하부 절연층과의 접착력이 떨어진다. Ti의 두께가 100nm를 초과하면 하부 절연층과의 스트레스에 의한 박리 가능성이 높아지게 된다. The thickness of Ti on the other side of Ni may be formed to be 10 nm to 100 nm. When the thickness of Ti is less than 10 nm, adhesion with the lower insulating layer is reduced. If the thickness of Ti exceeds 100 nm, the possibility of peeling due to stress with the lower insulating layer becomes high.
상기 기판(70)은 상기 제2 전극(81) 아래에 배치될 수 있다. 상기 기판(70)은 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 기판(70)은 제1 전극(33)과 전기적으로 연결될 수 있다. The
이를 위해, 기판(70)은 도전성 재질을 포함할 수 있다. 상기 기판(70)은 금속 또는 캐리어 기판일 수 있다. 예컨대 상기 기판(70)은 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 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.To this end, the
상기 기판(70)의 상부에는 본딩층(60) 및 확산 방지층(50)을 포함할 수 있다. A
상기 확산 방지층(50)은 상기 본딩층(60)에 포함된 물질의 확산을 방지하는 기능을 포함할 수 있다. 상기 확산 방지층(50)은 본딩층(60) 및 기판(70)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 확산 방지층(50)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
상기 본딩층(60)은 상기 확산 방지층(50) 아래에 배치될 수 있다. 상기 본딩층(60)은 상기 확산 방지층(50)과 상기 기판(70) 사이에 배치될 수 있다. 본딩층(60)은 확산 방지층(50)과 상기 기판(70) 사이를 안정적으로 접착시키는 역할을 한다. 상기 본딩층(60)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 본딩층(60)은 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
상기 패드부(92)는 제2 전극(81) 위에 배치될 수 있다. 상기 패드부(92)는 상기 제2 전극(81)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드부(92)는 상기 발광구조물(10)로부터 이격될 수 있다. 상기 패드부(92)는 상기 발광구조물(10)보다 외측에 배치될 수 있다. 상기 패드부(92)는 상기 발광구조물(10)보다 외측에 위치한 상기 제2 전극(81) 위에 배치될 수 있다. The
패드부(92)는 제1 패드(92a)와 제2 패드(92b)를 포함할 수 있다. 제1 패드(92a)는 반도체 소자(100)의 일측 모서리에 인접하게 배치될 수 있다. 제2 패드(92b)는 반도체 소자(100)의 타측 모서리에 인접하게 배치될 수 있다. The
상기 패드부(92)는 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
실시예의 반도체 소자(100)는 상기 발광구조물(10) 위에 배치된 보호층(95)을 포함할 수 있다. 상기 보호층(95)은 상기 발광구조물(10)의 표면을 보호하고, 상기 패드부(92)와 상기 발광구조물(10)의 사이를 절연시킬 수 있다. 상기 보호층(95)은 상기 발광구조물(10)을 구성하는 반도체층의 물질보다 낮은 굴절률을 가지며, 상기 발광구조물(10) 내의 광은 굴절률이 낮은 보호층(95)으로 굴절되므로 발광구조물(10)과 보호층(95) 계면에서의 전반사를 줄여 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 예컨대 상기 보호층(95)은 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예컨대 상기 보호층(95)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.The
실시예의 반도체 소자(100)는 상기 제2 전극(81)과 상기 제1 전극(33)를 서로 절연시키는 절연층(41)을 더 포함할 수 있다. 상기 절연층(41)은 상기 제2 전극(81)과 상기 기판(70) 사이에 배치될 수 있다. 상기 절연층(41)은 산화물 또는 질화물일 수 있다. 예컨대 상기 절연층(41)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택될 수 있다.The
실시예의 반도체 소자(100)는 상기 기판(70)과 상기 제1 도전형 반도체층(11)을 전기적으로 연결시키는 복수의 리세스(2), 제1 전극(33) 및 복수의 연결부(51)를 포함할 수 있다.The
상기 복수의 리세스(2)는 상기 발광구조물(10) 내에 배치될 수 있다. 리세스(2)는 제2 도전형 반도체층(13)에서 활성층(12)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(11)의 일부까지 형성될 수 있다. 상기 리세스(2)는 상기 기판(70)과 상기 제1 도전형 반도체층(11)을 전기적으로 연결시키기 위해 상기 제1 도전형 반도체층(11)의 일부를 노출시킬 수 있다. 상기 복수의 리세스(2)는 상기 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. 상기 리세스(2)의 너비는 모두 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 리세스(2)의 간격은 패드부(92)로부터 멀어질수록 가깝게 배치될 수 있다. 실시예에 따른 반도체 소자의 리세스(2) 구조는 이후에 보다 상세히 설명하기로 한다.The plurality of recesses (2) may be disposed in the light emitting structure (10). The
상기 제1 전극(33)은 상기 복수의 리세스(2) 내에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(33)은 상기 리세스(2)로부터 노출된 제1 도전형 반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(33)은 상기 리세스(2)로부터 노출된 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 직접 접촉될 수 있다. 상기 제1 전극(33)은 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 제1 전극(33)의 지름은 30㎛ 내지 40㎛ 일 수 있다.The first electrode (33) may be disposed in the plurality of recesses (2). The
상기 복수의 연결부(51)는 상기 제1 전극(33) 아래에 배치될 수 있다. 상기 복수의 연결부(51)는 상기 제1 전극(33)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 연결부(51)는 상기 절연층(41)을 관통하여 도전성 재질인 기판(70)과 연결될 수 있다. 상기 복수의 연결부(51)는 상기 확산 방지층(50)과 직접 접촉될 수 있다. 상기 복수의 연결부(51)는 상기 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The plurality of
실시예의 반도체 소자(100)는 확산 방지층(50)과 상기 활성층(12) 및 제1 도전형 반도체층(13)을 절연시키는 제2 절연층(37)를 더 포함할 수 있다. 제2 절연층(37)은 제1 전극(33)의 주위를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제2 절연층(37)은 리세스(2)에 의해 노출된 제1 도전형 반도체층(11)의 측벽, 활성층(12)의 측벽, 제2 도전형 반도체층(13)의 측벽을 따라 배치될 수 있다. 여기서, 제2 절연층(37)의 지름은 50㎛ 내지 60㎛일 수 있다.The
제2 절연층(37)의 하부에는 제2 도전형 반도체층(13)의 하부와 접촉되는 전류 차단층(30, CBL)을 더 포함할 수 있다. 전류 차단층(30)은 리세스(2)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 여기서, 전류 차단층(30)은 일측이 제2 도전형 반도체층(13)과 상하로 중첩되는 하부 일측으로부터 제2 도전형 반도체층(13)과 중첩되지 않는 하부 타측 사이의 영역으로 정의될 수 있다. 전류 차단층(30)의 일측의 측벽 및 하부 일부는 접촉층(15)과 접촉될 수 있다. 전류 차단층(30)의 하부 일부는 절연층(41)과 접촉될 수 있다. 전류 차단층(30)의 지름은 90㎛ 내지 95㎛ 일 수 있다.The second insulating
전류 차단층(30)은 타원형 또는 적어도 3 이상의 다각형일 수 있다.The
전류 차단층(30)은 산화물 또는 질화물일 수 있다. 예컨대 전류 차단층(30)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택될 수 있다. 상기 전류 차단층(30)은 광이 투과될 수 있는 광 투과 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
이러한 반도체 소자는 전류가 패드부(92)에 인접한 리세스(2) 주위에 집중될 수 있기 때문에 제1 실시예의 반도체 소자는 리세스(2)의 간격을 제어하여 전류가 패드부(92) 주위 영역에 집중되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 리세스(2)의 간격은 리세스(2) 내에서 서로 인접하게 이격 배치된 제1 전극(33)의 중심 사이의 거리로 정의될 수 있다.Since this semiconductor element can concentrate around the
도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 리세스(2)는 다수의 그룹의 리세스를 포함할 수 있다. 다수의 그룹의 리세스(2)는 패드부(92)로부터 멀어질수록 리세스(2) 간격이 가깝게 배치될 수 있다.As shown in Fig. 1, the plurality of
제1 그룹의 리세스(2-1)는 제1 패드(92a)와 제2 패드(92b) 사이에 형성된 복수의 리세스(2)를 포함할 수 있다. 제1 그룹의 리세스(2-1)는 제1 패드(92a)와 제2 패드(92b) 사이에서 제1 간격(L1)으로 제1 패드(91a)와 제2 패드(92b)를 연결한 제1 방향(D1)으로 이격 배치될 수 있다.The first group of recesses 2-1 may include a plurality of
제2 그룹의 리세스(2-2)는 제1 그룹의 리세스(1-1)로부터 제2 방향(D2)으로 제2 간격(L2)으로 이격 배치될 수 있다. 제2 방향(D2)은 제1 방향(D1)과 수직한 방향일 수 있으며, 제2 방향(D2)은 패드부(92)로부터 멀어지는 방향일 수 있다. 제2 간격(L2)은 제1 간격(L1)보다 클 수 있다. 제2 그룹의 리세스(2-2)들은 제1 간격(L1)과 동일하게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The recesses 2-2 of the second group may be spaced apart from the recesses 1-1 of the first group in a second spacing L2 in the second direction D2. The second direction D2 may be a direction perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2 may be a direction away from the
제2 간격(L2)은 제1 간격(L1)의 1.25 내지 1.35배일 수 있다. 이와 다르게, 제2 간격(L2)은 아래 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.The second spacing L2 may be 1.25 to 1.35 times the first spacing L1. Alternatively, the second spacing L2 may be determined by: < EMI ID = 1.0 >
제3 그룹의 리세스(2-3)는 제2 그룹의 리세스(2-2)로부터 제2 방향(D2)으로 제3 간격(L3)으로 이격 배치될 수 있다. 제3 그룹의 리세스(2-3)는 제2 그룹의 리세스(2-2)보다 패드부(92)로부터의 거리가 더 멀다. 제3 간격(L3)은 제1 간격(L1)보다 작게 형성될 수 있다. The recesses 2-3 of the third group may be spaced apart from the recesses 2-2 of the second group in the third direction L3 in the second direction D2. The recesses 2-3 of the third group are farther from the
제3 그룹의 리세스(2-3)는 다수의 그룹의 리세스를 포함할 수 있다. 제3 그룹의 리세스(2-3)는 제2 그룹의 리세스(2-2)와 인접한 제3-1 그룹의 리세스(2-31) 내지 제2 그룹의 리세스(2-2)와 가장 먼 제3-n 그룹의 리세스(2-3n)를 포함할 수 있다. 제3 그룹의 리세스(2-3)들은 패드부(92)와 가까울수록 그 간격이 증가할 수 있다. 예컨대, 제3 그룹의 리세스(2-3)들은 패드부(92)와 가까울수록 그 간격이 등간격으로 증가할 수 있다.The third group of recesses 2-3 may include a plurality of groups of recesses. The recesses 2-3 of the third group extend from the recesses 2-31 of the
제3 그룹의 리세스들(2-3)이 패드부(92)와 가까울수록 그 간격이 증가하게 되면, 패드부(92)에서 먼 방향의 제3 그룹의 리세스(2-3)들의 간격이 가깝기 때문에 패드부(92)에 인접하는 리세스(2) 주위에 집중되는 전류가 분산될 수 있는 효과가 있다.As the distance between the recesses 2-3 of the third group is closer to the
제3 그룹의 리세스(2-3) 중 패드부(92)로부터 가장 먼 거리에 배치된 제3-n 그룹의 리세스(2-3n)와 그에 인접한 제3-(n-1) 그룹(미도시)의 리세스의 간격(Ln)은 일정하게 고정될 수 있다. 예컨대, 제3-n 그룹의 리세스(2-3n)와 그에 인접한 제3-(n-1) 그룹의 리세스의 간격(Ln)은 아래 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.The third-n group of recesses 2-3n disposed at the farthest distance from the
β는 반도체 소자의 크기에 따라 실험치에 의해 결정될 수 있으며, 1/5 내지 1/7로 형성될 수 있다. 예컨대, L1=1248㎛ 라고 가정하면, Ln은 208㎛ 일 수 있으며, L(n-1)은 248㎛, L(n-2)은 288㎛ 일 수 있다. 이러한 수치는 수학식 1,2에 대한 일 예로서 이에 한정되지 않는다.? can be determined according to the experimental value according to the size of the semiconductor device, and may be formed to be 1/5 to 1/7. For example, assuming that L1 = 1248 占 퐉, Ln may be 208 占 퐉, L (n-1) may be 248 占 퐉, and L (n-2) may be 288 占 퐉. This numerical value is not limited to this example as shown in Equations (1) and (2).
제1 실시예에 따른 반도체 소자(100)는 제1 간격(L1)에 대해 제3 그룹의 리세스(2-3)들의 간격을 결정함으로써, 제3 그룹의 리세스(2-3)들을 적절한 간격으로 배치할 수 있게 된다.The
도 3에 도시된 바와 같이, 종래 리세스 그룹의 간격을 동일하게 설정한 반도체 소자는 패드와 인접한 리세스 영역에 전류가 집중되는 모습을 볼 수 있다. 반면, 복수의 리세스 그룹의 간격을 제어한 제1 실시예에 대한 반도체 소자는 전류가 리세스 그룹들의 전 영역에 고르게 분포된 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, in the semiconductor device in which the interval of the conventional recess group is set to the same, a current is concentrated in the recess region adjacent to the pad. On the other hand, it can be seen that the semiconductor device according to the first embodiment in which the intervals of the plurality of recess groups are controlled, the current is evenly distributed over the entire region of the recess groups.
도 4에 도시된 바와 같이, 종래 전류를 350mA에서 1500mA로 증가시키면 제1 실시예에 대한 반도체 소자는 종래에 비해 0.4%의 출력을 절감할 수 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, when the conventional current is increased from 350 mA to 1500 mA, it can be seen that the semiconductor device of the first embodiment can save an output of 0.4% compared with the conventional one.
제1 실시예에 따른 반도체 소자는 전류의 집중을 방지하면서, 발열 특성을 개선하여 수명 및 신뢰성을 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한, 온도 저하로 인한 방열 비용을 감소할 수 있다.The semiconductor device according to the first embodiment has an effect of improving the lifetime and reliability by improving the heat generating characteristic while preventing current concentration. Further, the heat dissipation cost due to the temperature drop can be reduced.
도 5는 제2 실시예에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이다. 여기서, 제2 실시예에 따른 반도체 소자는 패드가 1개일 경우를 설명한다. 또한, 제2 실시예에 따른 반도체 소자의 복수의 리세스들의 간격 외의 구성은 제1 실시예에 따른 반도체 소자와 동일하므로 도 2를 참고하여 설명한다.5 is a plan view showing a semiconductor device according to the second embodiment. Here, the case of the semiconductor device according to the second embodiment having one pad will be described. The configuration other than the spacing of the plurality of recesses of the semiconductor device according to the second embodiment is the same as that of the semiconductor device according to the first embodiment, and will be described with reference to FIG.
제2 실시예에 따른 반도체 소자는 제1 도전형 반도체층(11), 제2 도전형 반도체층(13), 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 상기 제2 도전형 반도체층(13) 사이에 배치되는 활성층(12) 및 상기 제2 도전형 반도체층(11)에서 상기 활성층(12)을 관통하여 상기 제1 반도체층(11)의 일부까지 형성되는 복수개의 리세스를 포함하는 발광구조물(10)과, 상기 복수개의 리세스 내부에 배치되고 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 전기적으로 연결되는 제2 전극(81)과, 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 전기적으로 연결되는 제1 전극(33)과, 상기 제2 전극(81)과 전기적으로 연결되는 패드(92)를 포함하고, 상기 복수의 리세스 중 제1 그룹의 리세스(2-1)는 상기 패드(92)와 제1 방항(D1)과 상기 제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2)으로 인접하게 배치되어 제1 간격(L1)을 이루고, 상기 복수의 리세스 중 제2 그룹의 리세스(2-2)는 상기 제1 그룹의 리세스(2-1)에서 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2) 사이의 제3 방향(D3)으로 제1 간격(L1)보다 작은 간격으로 배치될 수 있다. 여기서, 제2 실시예에 따른 반도체 소자의 복수의 리세스들의 간격 외의 구성은 제1 실시예에 따른 반도체 소자와 동일하므로 생략한다.The semiconductor device according to the second embodiment includes the first conductivity
도 5에 도시된 바와 같이, 패드(92)는 반도체 소자(200)의 일측 모서리에 인접하게 배치될 수 있다. 복수의 리세스(2)는 다수의 그룹의 리세스를 포함할 수 있다. 다수의 그룹의 리세스는 패드에서 가까워질수록 등간격을 이루며 증가할 수 있다.5, the
제1 그룹의 리세스(2-1)는 제1 간격(L1)을 이루는 다수의 리세스를 포함할 수 있다. 제1 그룹의 리세스(2-1)는 패드(92)와 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)으로 인접하게 배치된 복수의 리세스를 포함할 수 있다. 제1 그룹의 리세스(2-1)는 패드(92)와 제3 방향(D3)으로 이격되어 배치될 수 있다. The recesses 2-1 of the first group may include a plurality of recesses constituting the first interval L1. The recesses 2-1 of the first group may include a plurality of recesses disposed adjacent to the
제2 그룹의 리세스(2-2)는 제1 그룹의 리세스(2-1)와 제3 방향(D3)으로 이격 배치될 수 있다. 제2 그룹의 리세스(2-2)는 제1 그룹의 리세스(2-1)와 제1 간격(L1)보다 작은 간격으로 이격 배치될 수 있다.The recesses 2-2 of the second group may be spaced apart from the recesses 2-1 of the first group in the third direction D3. The recesses 2-2 of the second group may be spaced apart from the recesses 2-1 of the first group by an interval smaller than the first spacing L1.
제2 그룹의 리세스(2-21)는 제1 그룹의 리세스(2-1)와 인접한 제2-1 그룹의 리세스(2-21) 내지 제2-n 그룹의 리세스(2-2n)를 포함할 수 있다. 제2-n 그룹의 리세스(2-2n)는 제1 그룹의 리세스(2-1)와 가장 먼 거리의 그룹 리세스일 수 있다. 제2-n 그룹의 리세스(2-2n)와 제2-(n-1) 그룹의 리세스(2-(2n-1))의 간격(Ln)은 제1 간격(L1)의 1/5 내지 1/7의 간격으로 형성될 수 있다.The recesses 2-21 of the second group are formed in the recesses 2-21 to 2-n of the second-first group adjacent to the recesses 2-1 of the first group, 2n. The recesses 2-2n of the second-n group may be the group recesses of the longest distance from the recesses 2-1 of the first group. The interval Ln between the recesses 2-2n of the second-n group and the recesses 2- (2n-1) of the second group of (n-1) May be formed at intervals of 5 to 1/7.
제2 실시예에 따른 반도체 소자는 제1 간격(L1)에 대해 패드(92)로부터 제3 방향(D3)으로 배치된 리세스들의 간격을 결정함으로써, 그룹의 리세스들을 적절하게 배치할 수 있게 된다.The semiconductor device according to the second embodiment can determine the spacing of the recesses arranged in the third direction D3 from the
제2 실시예에 따른 반도체 소자는 제1 실시예에 따른 반도체 소자와 다르게 패드가 하나로 이루어지기 때문에 제3 방향으로 배치된 리세스의 간격을 제어하여 패드 주위의 리세스에 전류가 집중되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.Since the semiconductor device according to the second embodiment is different from the semiconductor device according to the first embodiment in that the pads are formed in one, it is possible to effectively control the interval of the recesses arranged in the third direction so that the current is concentrated in the recesses around the pad .
도 6은 제3 실시예에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이고, 도 7은 도 6의 B-B 라인을 따라 절단한 반도체 소자를 나타낸 단면도이다. 여기서, 도 7에서는 설명의 편의상 도 6의 리세스를 3개만 표시하기로 한다.FIG. 6 is a plan view showing a semiconductor device according to a third embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a semiconductor device cut along the line B-B in FIG. Here, in FIG. 7, only three recesses shown in FIG. 6 are displayed for convenience of explanation.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제3 실시예에 따른 반도체 소자는 제1 도전형 반도체층(11), 활성층(12), 제2 도전형 반도체층(13)을 포함하는 발광구조물(10)과, 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 전기적으로 연결되는 제2 전극(81)과, 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 전기적으로 연결되는 제1 전극(33)과, 상기 제2 전극(81)과 전기적으로 연결되는 패드부(92)를 포함할 수 있다. 여기서, 리세스 사이의 간격 및 전류 차단층의 두께를 제외하고는 제1 실시예에 따른 반도체 소자의 구성과 동일하므로 그 설명은 생략한다.6 and 7, the semiconductor device according to the third embodiment includes a
도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 리세스는 다수의 그룹의 리세스를 포함할 수 있다. 다수의 그룹의 리세스는 패드부(92)로부터 멀어질수록 리세스 간격이 가깝게 배치될 수 있다.As shown in FIG. 6, the plurality of recesses may include a plurality of groups of recesses. The recesses of the plurality of groups can be arranged closer to each other as the distance from the
제1 그룹의 리세스(2-1)는 제1 패드(92a)와 제2 패드(92b) 사이에 형성된 복수의 리세스를 포함할 수 있다. 제1 그룹의 리세스(2-1)는 제1 패드(92a)와 제2 패드(92b) 사이에서 제1 간격(L1)으로 제1 패드(92a)와 제2 패드(92b)를 연결한 제1 방향(D1)으로 이격 배치될 수 있다.The first group of recesses 2-1 may include a plurality of recesses formed between the
제2 그룹의 리세스(2-2)는 제1 그룹의 리세스(2-1)로부터 제2 방향(D2)으로 제2 간격(L2)으로 이격 배치될 수 있다. 제2 방향(D2)은 제1 방향(D1)과 수직한 방향일 수 있으며, 제2 방향(D2)은 패드부(92)로부터 멀어지는 방향일 수 있다. 제2 간격(L2)은 제1 간격(L1)보다 클 수 있다. 제2 그룹의 리세스(2-2)들은 제1 간격(D1)과 동일하게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The recesses 2-2 of the second group may be spaced apart from the recesses 2-1 of the first group in the second direction D2 by a second distance L2. The second direction D2 may be a direction perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2 may be a direction away from the
제3 그룹의 리세스(2-3)는 제2 그룹의 리세스(2-2)로부터 제2 방향(D2)으로 제3 간격(L3)으로 이격 배치될 수 있다. 제3 그룹의 리세스(2-3)는 제2 그룹의 리세스(2-2)보다 패드부(92)와의 거리가 더 멀다. 제3 간격(L3)은 제1 간격(L1)보다 작게 형성될 수 있다. The recesses 2-3 of the third group may be spaced apart from the recesses 2-2 of the second group in the third direction L3 in the second direction D2. The recesses 2-3 of the third group are farther from the
제3 그룹의 리세스(2-3)는 다수의 그룹의 리세스를 포함할 수 있다. 제3 그룹의 리세스(2-3)는 제2 그룹의 리세스(2-2)와 인접한 제3-1 그룹의 리세스(2-31) 내지 제2 그룹의 리세스(2-2)와 가장 먼 제3-n 그룹의 리세스(2-3n)를 포함할 수 있다. 제3 그룹의 리세스(2-3n)들은 패드부(92)와 가까울수록 그 간격이 등간격으로 증가할 수 있다. The third group of recesses 2-3 may include a plurality of groups of recesses. The recesses 2-3 of the third group extend from the recesses 2-31 of the
제3 그룹의 리세스(2-3) 중 패드부(92)로부터 가장 먼 거리게 배치된 제3-n 그룹의 리세스(2-3n)와 그에 인접한 제3-(n-1) 그룹의 리세스의 간격은 일정 거리로 고정될 수 있다. 예컨대, 제3-n 그룹의 리세스(2-3n)와 그에 인접한 제3-(n-1) 그룹의 리세스의 간격은 제1 간격(L1)의 1/5 내지 1/7로 형성될 수 있다.(2-3n) of the third-n group disposed at the farthest distance from the
전류 차단층(30)은 복수의 리세스를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 전류 차단층(30)은 제1 그룹의 리세스(2-1)들을 둘러싸는 제1 그룹의 전류차단층(30A)과, 제2 그룹의 리세스(2-2)를 둘러싸는 제2 그룹의 전류차단층(30B)과, 제3 그룹의 리세스(2-3)를 둘러싸는 제3 그룹의 전류차단층(30C,30D)을 포함할 수 있다. 전류 차단층(30)의 두께는 패드부(92)와 가까워질수록 등간격으로 두꺼워지도록 형성될 수 있다. 여기서, 전류 차단층(30)의 두께는 일측이 제2 도전형 반도체층(13)과 상하로 중첩되는 하부 일측으로부터 제2 도전형 반도체층(13)과 중첩되지 않는 하부 타측 사이의 간격으로 정의될 수 있다.The
제3-n 그룹의 리세스(2-3n)를 둘러싸는 제3-n 그룹의 전류차단층(30n)의 두께(Tn)는 제1 간격(L1)의 1/9 내지 1/11로 정의될 수 있다. 이로부터 패드부(92)로부터 가장 먼 영역에 배치된 제3-n 그룹의 전류차단층(3n)의 두께를 결정할 수 있다. 제3-n 그룹의 전류차단층(3n)의 두께가 100% 일 경우, 제3-(n-1) 그룹의 전류차단층의 두께는 93%~95% 일 수 있다. 또한, 제3-(n-2) 그룹의 전류차단층의 두께는 86%~90%일 수 있다.The thickness Tn of the
제3 실시예에 따른 반도체 소자는 전류 차단층(30)의 두께를 제어하여 패드부(92)의 인접하는 리세스 영역에서 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 제3 실시예에 따른 반도체 소자는 제1 실시예에 따른 반도체 소자의 리세스 사이의 거리에 따라 그 두께를 결정함으로써, 전자와 홀과의 결합을 극대화시킬 수 있다. 이로 인해 광 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.The semiconductor device according to the third embodiment can control the thickness of the
도 8은 실시예에 따른 반도체 소자를 포함하는 반도체 소자 패키지를 나타낸 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing a semiconductor device package including the semiconductor device according to the embodiment.
반도체 소자 패키지(400)는 패키지 몸체부(405)와, 상기 패키지 몸체부(405) 상에 배치된 제3 전극층(413) 및 제4 전극층(414)과, 상기 패키지 몸체부(405) 상에 배치되어 상기 제3 전극층(413) 및 제4 전극층(414)과 전기적으로 연결되는 반도체 소자(100,200,300)와, 상기 반도체 소자(100,200,300)를 포위하는 몰딩부재(430)가 포함된다. 여기서, 반도체 소자는 제1 실시예에 따른 반도체 소자 내지 제3 실시예에 따른 반도체 소자를 포함할 수 있다.The
상기 패키지 몸체부(305)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 반도체 소자(100,200,300)의 주상에 경사면이 형성될 수 있다.The package body 305 may be formed of a silicon material, a synthetic resin material, or a metal material, and a sloped surface may be formed on a columnar surface of the
상기 제3 전극층(413) 및 제4 전극층(414)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 반도체 소자(100,200,300)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 전극층(413) 및 제4 전극층(414)은 상기 반도체 소자(100,200)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 반도체 소자(100,200)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The
상기 반도체 소자(100,200,300)는 상기 패키지 몸체부(405) 상에 배치되거나 상기 제3 전극층(413) 또는 제4 전극층(414) 상에 배치될 수 있다.The
상기 반도체 소자(100,200,300)는 상기 제3 전극층(413) 및/또는 제4 전극층(414)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 실시예에서는 상기 반도체 소자(100,200,300)가 상기 제3 전극층(413) 및 제4 전극층(414)과 각각 와이어를 통해 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 몰딩부재(430)는 상기 반도체 소자(100,200,300)를 포위하여 상기 반도체 소자(100,200,300)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(430)에는 형광체(432)가 포함되어 상기 반도체 소자(100,200,300)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The
상술한 반도체 소자는 반도체 소자 패키지로 구성되어, 조명 시스템의 광원으로 사용될 수 있는데, 예를 들어 자동차 헤드 램프 또는 리어 램프를 포함하는 자동차 램프에 사용될 수 있다.The above-described semiconductor element is constituted by a semiconductor element package and can be used as a light source of an illumination system, for example, an automobile headlamp or an automobile lamp including a rear lamp.
도 9는 실시예에 따른 반도체 소자가 구비된 자동차 헤드램프를 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 9의 자동차 헤드램프를 나타낸 단면도이다. 여기서, 자동차 헤드램프를 일 예로 설명하고 있으나, 자동차의 리어 램프에도 적용될 수도 있다.FIG. 9 is a perspective view showing an automobile headlamp including the semiconductor device according to the embodiment, and FIG. 10 is a sectional view showing the automobile headlamp in FIG. Herein, although a car head lamp is described as an example, it may be applied to a rear lamp of an automobile.
도 9에 도시된 바와 같이, 자동차용 헤드램프는 기본적으로 라이트 하우징(Light Housing, H)과 면광원을 발생시키는 조명유닛(1000)을 포함한다. 라이트 하우징(H)은 상기 조명유닛(1000)을 수납하며, 투광성 재질로 이루어질 수 있다. 차량용 라이트 하우징(H)은 장착되는 차량 부위 및 디자인에 따라 굴곡을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 9, the automotive head lamp basically includes a light housing (H) and a lighting unit (1000) for generating a surface light source. The light housing H accommodates the
도 10에 도시된 바와 같이, 조명유닛(1000)은 실시예에 따른 반도체 소자 패키지(l300)가 기판(1100)에 실장된 구조를 가질 수 있다. 기판(1100)은 일면에 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판일 수 있다. 기판(1100)은 리지드 또는 연성 재질로 형성될 수 있다.As shown in Fig. 10, the
반도체 소자 패키지(1300) 상에는 광 가이드 부재(1400)가 배치될 수 있다. 광 가이드 부재(1400)는 반도체 소자 패키지(1300)를 매립하는 구조로 적층될 수 있다. 광 가이드 부재(1400)는 반도체 소자 패키지(1300)의 외부 표면상 광 가이드 부재(1400)와 밀착되게 형성될 수 있다. A
광 가이드 부재(1400)는 레진층을 포함할 수 있다. 레진층은 올리고머(oligomer)를 포함하는 고내열성 자외선 경화 수지로 이루어질 수 있다. 자외선 경화 수지는 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)가 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 에폭시 아크릴레이트(Epoxy Acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(Polyester Acrylate), 폴리에테르 아크릴레이트(Polyether Acrylate), 폴리부타디엔 아크릴레이트(Polybutadiene Acrylate), 실리콘 아크릴레이트(Silicon Acrylate) 중 적어도 하나의 물질이 이용될 수 있다.The
특히 올리고머로서 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)를 사용하는 경우, 두가지 타입의 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)를 혼합하여 사용함으로써 각기 다른 물성을 동시에 구현할 수 있다.Particularly, when Urethane Acrylate is used as an oligomer, it is possible to simultaneously realize different properties by using two types of Urethane Acrylate.
레진층은 추가적으로 모노머(monomer) 및 광개시제(photo initiator) 중 적어도 하나를 더 포함하여 이루어질 수도 있다. 또한 레진층은 고내열성을 갖는 열경화 수지로 이루어질 수 있다. 구체적으로 레진층은 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol) 수지, 아크릴 폴리올(Acryl Polyol) 수지, 탄화수소계 또는/및 에스테르계의 용제 중 적어도 하나를 포함하는 열경화 수지로 이루어질 수 있다. 이러한 열경화 수지에는 도막강도 향상을 위해 열경화제가 더 포함될 수 있다.The resin layer may further comprise at least one of a monomer and a photo initiator. The resin layer may be made of a thermosetting resin having high heat resistance. Specifically, the resin layer may be made of a thermosetting resin including at least one of a polyester polyol resin, an acrylic polyol resin, and a hydrocarbon-based or / and ester-based solvent. Such a thermosetting resin may further include a thermosetting agent for improving the film strength.
레진층의 굴절율은 1.4 내지 1.8 범위에서 결정될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.The refractive index of the resin layer may be determined in a range of 1.4 to 1.8, but is not limited thereto.
기판(1100)과 광 가이드 부재(1400) 사이에는 반사 부재(1200)가 더 포함될 수 있다. 반사 부재(1200)는 기판(1100)의 상면에 형성되며, 반도체 소자 패키지(1300)가 삽입 형성되는 구조로 이루어진다. 이러한 실시형태의 반사부재(1200)는 반사효율이 높은 재질로 형성됨으로써 발광유닛(130)에서 출사되는 광을 상부로 반사시켜 광손실을 줄이는 역할을 한다. A
반사부재(1200)는 필름형태로 이루어질 수 있다. 반사부재(1200)의 표면에는 반사패턴이 형성될 수 있으며, 반사패턴은 입사되는 광을 산란 및 분산시킴으로써 상부에 광이 균일하게 전달되도록 하는 역할을 한다. 반사패턴의 형성은 TiO2, CaCo3, BaSo4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 이용하여 반사부재(1200) 표면에 인쇄함으로써 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
반도체 소자 패키지(1300)가 광 가이드 부재(1400)에 매립되는 경우, 구조가 단순하게 된다. 또한, 반도체 소자 패키지(1300)는 광 가이드 부재(1400)로 인해 공기로 직접 출사하는 경우보다 광의 양이 많아지게 되어 광 효율이 향상될 수 있다.When the
상기 광 가이드 부재(1400)의 상부에는 광학부재(1500)가 배치될 수 있다.An
광학부재(1500)은 표면에 광학패턴을 포함하는 이너렌즈(Inner lense) 타입의 부재를 사용할 수 있다. 광학부재(1500)는 렌즈 자체의 투과율 상승으로 인한 광 효율을 높이며, 광학패턴(1500b)을 통해 차량 조명의 점등시뿐만 아니라 미점등시에도 디자인적 효과를 구현할 수 있도록 할 수 있다.The
광학부재(1500)과 상기 광 가이드 부재(1400) 사이는 일정 간격으로 이격될 수 있다. 상기 반도체 소자 패키지(1300)에서 출사되는 광을 광 가이드 부재(1400)을 통해서 유도 확산하여 상부 방향으로 면발광시키는 경우, 광 가이드 부재(1400)와 굴절율이 다른 상기 이격부의 공기층의 존재로 인해 광산란효과를 높일 수 있으며, 이에 따라 광의 균일도를 증가시킬 수 있게 되다. 결과적으로 광학 부재(150)으로 출사되는 광의 균일도(uniformity)를 향상시키는 효과, 균일한 면발광을 구현할 수 있는 효과를 갖게 된다.The
상기 광학부재(1500)은 광투과율이 좋은 투명 렌즈부재(1500a)의 표면에 방향성을 가지는 양각 또는 음각의 광학패턴(1500b)가 구현되는 구조로 형성될 수 있다.The
또한, 상술한 반도체 소자는 반도체 소자 패키지로 구성되어, 영상표시장치의 광원이나 조명 장치 등의 광원으로 사용될 수 있다.Further, the above-described semiconductor element is constituted by a semiconductor element package, and can be used as a light source of a video display device or a light source of an illumination device.
영상표시장치의 백라이트 유닛으로 사용될 때 에지 타입의 백라이트 유닛으로 사용되거나 직하 타입의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있고, 조명 장치의 광원으로 사용될 때 등기구나 벌브 타입으로 사용될 수도 있으며, 또한 이동 단말기의 광원으로 사용될 수도 있다.When used as a backlight unit of a video display device, it can be used as an edge type backlight unit or as a direct-type backlight unit. When used as a light source of a lighting device, it can be used as a regulator or a bulb type. It is possible.
반도체 소자는 상술한 발광 다이오드 외에 레이저 다이오드가 있다.The semiconductor device includes a laser diode in addition to the light emitting diode described above.
레이저 다이오드는, 반도체 소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 그리고, p-형의 제1 도전형 반도체와 n-형의 제2 도전형 반도체를 접합시킨 뒤 전류를 흘러주었을 때 빛이 방출되는 electro-luminescence(전계발광) 현상을 이용하나, 방출되는 광의 방향성과 위상에서 차이점이 있다. 즉, 레이저 다이오드는 여기 방출(stimulated emission)이라는 현상과 보강간섭 현상 등을 이용하여 하나의 특정한 파장(단색광, monochromatic beam)을 가지는 빛이 동일한 위상을 가지고 동일한 방향으로 방출될 수 있으며, 이러한 특성으로 인하여 광통신이나 의료용 장비 및 반도체 공정 장비 등에 사용될 수 있다.The laser diode may include the first conductivity type semiconductor layer, the active layer and the second conductivity type semiconductor layer having the above-described structure, similarly to the semiconductor device. Then, electro-luminescence (electroluminescence) phenomenon in which light is emitted when an electric current is applied after bonding the p-type first conductivity type semiconductor and the n-type second conductivity type semiconductor is used, And phase. That is, the laser diode can emit light having one specific wavelength (monochromatic beam) with the same phase and in the same direction by using a phenomenon called stimulated emission and a constructive interference phenomenon. It can be used for optical communication, medical equipment and semiconductor processing equipment.
수광 소자로는 빛을 검출하여 그 강도를 전기 신호로 변환하는 일종의 트랜스듀서인 광 검출기(photodetector)를 예로 들 수 있다. 이러한 광 검출기로서, 광전지(실리콘, 셀렌), 광도전 소자(황화 카드뮴, 셀렌화 카드뮴), 포토 다이오드(예를 들어, visible blind spectral region이나 true blind spectral region에서 피크 파장을 갖는 PD), 포토 트랜지스터, 광전자 증배관, 광전관(진공, 가스 봉입), IR(Infra-Red) 검출기 등이 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.As the light receiving element, a photodetector, which is a kind of transducer that detects light and converts the intensity of the light into an electric signal, is exemplified. As such a photodetector, a photodiode (e.g., a PD with a peak wavelength in a visible blind spectral region or a true blind spectral region), a photodiode (e.g., a photodiode such as a photodiode (silicon, selenium), a photoconductive element (cadmium sulfide, cadmium selenide) , Photomultiplier tube, phototube (vacuum, gas-filled), IR (Infra-Red) detector, and the like.
또한, 광검출기와 같은 반도체 소자는 일반적으로 광변환 효율이 우수한 직접 천이 반도체(direct bandgap semiconductor)를 이용하여 제작될 수 있다. 또는, 광검출기는 구조가 다양하여 가장 일반적인 구조로는 p-n 접합을 이용하는 pin형 광검출기와, 쇼트키접합(Schottky junction)을 이용하는 쇼트키형 광검출기와, MSM(Metal Semiconductor Metal)형 광검출기 등이 있다. In addition, a semiconductor device such as a photodetector may be fabricated using a direct bandgap semiconductor, which is generally excellent in photo-conversion efficiency. Alternatively, the photodetector has a variety of structures, and the most general structure includes a pinned photodetector using a pn junction, a Schottky photodetector using a Schottky junction, and a metal-semiconductor metal (MSM) photodetector have.
포토 다이오드(Photodiode)는 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있고, pn접합 또는 pin 구조로 이루어진다. 포토 다이오드는 역바이어스 혹은 제로바이어스를 가하여 동작하게 되며, 광이 포토 다이오드에 입사되면 전자와 정공이 생성되어 전류가 흐른다. 이때 전류의 크기는 포토 다이오드에 입사되는 광의 강도에 거의 비례할 수 있다.The photodiode, like the light emitting device, may include the first conductivity type semiconductor layer having the structure described above, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer, and may have a pn junction or a pin structure. The photodiode operates by applying reverse bias or zero bias. When light is incident on the photodiode, electrons and holes are generated and a current flows. At this time, the magnitude of the current may be approximately proportional to the intensity of the light incident on the photodiode.
광전지 또는 태양 전지(solar cell)는 포토 다이오드의 일종으로, 광을 전류로 변환할 수 있다. 태양 전지는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. A photovoltaic cell or a solar cell is a type of photodiode that can convert light into current. The solar cell, like the light emitting device, may include the first conductivity type semiconductor layer, the active layer and the second conductivity type semiconductor layer having the above-described structure.
또한, p-n 접합을 이용한 일반적인 다이오드의 정류 특성을 통하여 전자 회로의 정류기로 이용될 수도 있으며, 초고주파 회로에 적용되어 발진 회로 등에 적용될 수 있다.In addition, it can be used as a rectifier of an electronic circuit through a rectifying characteristic of a general diode using a p-n junction, and can be applied to an oscillation circuit or the like by being applied to a microwave circuit.
또한, 상술한 반도체 소자는 반드시 반도체로만 구현되지 않으며 경우에 따라 금속 물질을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 수광 소자와 같은 반도체 소자는 Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, 또는 As 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있으며, p형이나 n형 도펀트에 의해 도핑된 반도체 물질이나 진성 반도체 물질을 이용하여 구현될 수도 있다.이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 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 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the above-described semiconductor element is not necessarily implemented as a semiconductor, and may further include a metal material as the case may be. For example, a semiconductor device such as a light receiving element may be implemented using at least one of Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, or As, The present invention may be embodied in other forms without departing from the spirit or essential characteristics of the inventive concept, and it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
11: 제1 도전형 반도체층
12: 활성층
13: 제2 도전형 반도체층
30: 전류 차단층
33: 제1 전극
81: 제2 전극
92: 패드부
95: 보호층11: first conductivity type semiconductor layer 12: active layer
13: second conductivity type semiconductor layer 30: current blocking layer
33: first electrode 81: second electrode
92: pad portion 95: protective layer
Claims (12)
상기 복수개의 리세스 내부에 배치되고 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극;
상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극; 및
상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제1 패드와 제2 패드를 포함하는 패드부;를 포함하고,
상기 복수의 리세스 중 제1 그룹의 리세스는 상기 제1 패드와 상기 제2 패드 사이에서 제1 간격으로 상기 제1 패드와 상기 제2 패드를 연결한 제1 방향으로 이격 되어 배치되고,
상기 복수개의 리세스 중 제2 그룹의 리세스는 상기 제1 그룹의 리세스에서 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 제1 간격 보다 큰 제2 간격으로 이격되어 상기 제1 방향으로 배치되고,
상기 복수개의 리세스 중 제3 그룹의 리세스는 상기 제2 그룹의 리세스에서 상기 제2 방향으로 상기 제1 그룹의 리세스보다 작은 제3 간격으로 이격되어 제1 방향으로 배치되는 반도체 소자.A first conductive semiconductor layer, a first conductive semiconductor layer, an active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and an active layer between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, A light emitting structure including a plurality of recesses formed to a portion of the layer;
A first electrode disposed inside the plurality of recesses and electrically connected to the first conductive semiconductor layer;
A second electrode electrically connected to the second conductive semiconductor layer; And
And a pad portion including a first pad and a second pad electrically connected to the second electrode,
Wherein a recess of a first group of the plurality of recesses is spaced apart in a first direction connecting the first pad and the second pad at a first interval between the first pad and the second pad,
Wherein the recess of the second group of the plurality of recesses is spaced apart from the recess of the first group by a second interval larger than the first interval in a second direction perpendicular to the first direction, And,
And recesses of the third group of the plurality of recesses are arranged in the first direction at a third interval smaller than the recesses of the first group in the second direction at the recesses of the second group.
상기 제3 그룹의 리세스는 상기 제2 그룹의 리세스와 인접한 제3-1 그룹의 리세스 내지 상기 제2 그릅의 리세스와 가장 먼 거리의 제3-n 그룹을 포함하고, 상기 패드부와 가까워질수록 상기 제2 그룹의 리세스 내지 상기 제3-n 그룹의 리세스들 사이의 간격이 등간격으로 증가하는 반도체 소자.The method according to claim 1,
Wherein the recess of the third group includes a third-n group which is the farthest distance from the recess of the third-first group adjacent to the recess of the third group and the recess of the second group adjacent to the recess of the second group, And the spacing between the recesses of the second group and the recesses of the third-n group increases at equal intervals.
상기 제3-n 그룹의 리세스와 제3-(n-1) 그룹의 리세스의 간격은 제1 간격의 1/5 내지 1/7 간격으로 배치되는 반도체 소자.3. The method of claim 2,
And the interval between the recesses of the third-n group and the recess of the third (n-1) -th group is disposed at an interval of 1/5 to 1/7 of the first interval.
상기 제2 간격은 상기 제1 간격의 1.25 내지 1.35 배인 반도체 소자.The method according to claim 1,
And the second spacing is 1.25 to 1.35 times the first spacing.
상기 제2 간격은 아래 식에 의해 결정되는 반도체 소자.
(여기서, L은 제1 간격)The method according to claim 1,
And the second interval is determined by the following equation.
(Where L is the first interval)
상기 복수의 리세스를 둘러싸는 전류 차단층을 더 포함하는 반도체 소자.3. The method of claim 2,
And a current blocking layer surrounding the plurality of recesses.
상기 전류 차단층의 두께는 상기 패드부와 가까워질수록 두꺼운 반도체 소자.The method according to claim 6,
Wherein the thickness of the current blocking layer is thicker toward the pad portion.
상기 패드부와 가장 멀게 배치된 상기 전류 차단층의 두께는 상기 제1 간격의 1/9 내지 1/11을 포함하는 반도체 소자.8. The method of claim 7,
Wherein a thickness of the current blocking layer located farthest from the pad portion includes 1/9 to 1/11 of the first spacing.
상기 복수개의 리세스 내부에 배치되고 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극;
상기 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극; 및
상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 패드;를 포함하고,
상기 복수의 리세스 중 제1 그룹의 리세스는 상기 패드와 제1 방항과 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 인접하게 배치되어 제1 간격을 이루고,
상기 복수의 리세스 중 제2 그룹의 리세스는 상기 제1 그룹의 리세스에서 제1 방향과 제2 방향 사이의 제3 방향으로 제1 간격보다 작은 간격으로 배치되는 반도체 소자.A first conductive semiconductor layer, a first conductive type semiconductor layer, an active layer disposed between the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer, and an active layer between the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer, A light emitting structure including a plurality of recesses formed up to a part of the one conductivity type semiconductor layer;
A first electrode disposed inside the plurality of recesses and electrically connected to the first semiconductor layer;
A second electrode electrically connected to the second semiconductor layer; And
And a pad electrically connected to the second electrode,
The recess of the first group of the plurality of recesses being adjacent to the pad and the first direction in a second direction perpendicular to the first direction,
And recesses of the second group of the plurality of recesses are arranged at intervals smaller than the first interval in the third direction between the first direction and the second direction in the recesses of the first group.
상기 제2 그룹의 리세스는 상기 제1 그룹의 리세스와 인접한 제2-1 그룹의 리세스 내지 상기 제1 그룹의 리세스와 가장 먼 거리의 제2-n 그룹을 포함하고, 상기 패드와 가까워질수록 상기 제2 그룹의 리세스들 사이의 간격이 등간격으로 증가하는 반도체 소자.10. The method of claim 9,
Wherein the second group of recesses comprises a second-n group that is the farthest distance from the recess of the second group of 1 to the recess of the first group or the recess of the first group adjacent to the recess of the first group, Wherein an interval between the recesses of the second group increases at equal intervals.
상기 제2-n 그룹의 리세스와 제2-(n-1) 그룹의 리세스의 간격은 제1 간격의 1/5 내지 1/7 간격으로 배치되는 반도체 소자.11. The method of claim 10,
And the intervals between the recesses of the second-n group and the recesses of the second 2- (n-1) -th group are arranged at intervals of 1/5 to 1/7 of the first interval.
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CN114093996A (en) * | 2021-11-19 | 2022-02-25 | 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 | Semiconductor light emitting device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120031339A (en) * | 2010-09-24 | 2012-04-03 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device |
KR20140122873A (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-21 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device, light emitting device package, and light unit |
JP2015192099A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting element and light emitting device using the same |
KR20160054333A (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-16 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device and light emitting device package |
KR20160054877A (en) * | 2014-11-07 | 2016-05-17 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device |
-
2016
- 2016-08-05 KR KR1020160100287A patent/KR102550033B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120031339A (en) * | 2010-09-24 | 2012-04-03 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device |
KR20140122873A (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-21 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device, light emitting device package, and light unit |
JP2015192099A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting element and light emitting device using the same |
KR20160054333A (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-16 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device and light emitting device package |
KR20160054877A (en) * | 2014-11-07 | 2016-05-17 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114093996A (en) * | 2021-11-19 | 2022-02-25 | 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 | Semiconductor light emitting device |
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