KR20190031105A - 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지 - Google Patents
발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지 Download PDFInfo
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Abstract
실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되며, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결된 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되며, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 배치되며, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 본딩패드; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 배치되며, 상기 제1 본딩패드와 이격되어 배치되고, 상기 제2 전극과 전기적으로 연결된 제2 본딩패드; 상기 발광구조물 상부면 상에 배치된 오믹접촉층; 상기 오믹접촉층과 상기 제1 본딩패드 사이에 배치된 제1 반사층; 상기 오믹접촉층과 상기 제2 본딩패드 사이에 배치된 제2 반사층; 상기 제1 반사층과 상기 제2 반사층 사이에 이격되어 배치된 제3 반사층; 및 상기 제1 반사층과 상기 제3 반사층의 사이와 상기 제2 반사층과 상기 제3 반사층의 사이에 배치된 보호층;을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되며, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결된 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되며, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 배치되며, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 본딩패드; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 배치되며, 상기 제1 본딩패드와 이격되어 배치되고, 상기 제2 전극과 전기적으로 연결된 제2 본딩패드; 상기 발광구조물 상부면 상에 배치된 오믹접촉층; 상기 오믹접촉층과 상기 제1 본딩패드 사이에 배치된 제1 반사층; 상기 오믹접촉층과 상기 제2 본딩패드 사이에 배치된 제2 반사층; 상기 제1 반사층과 상기 제2 반사층 사이에 이격되어 배치된 제3 반사층; 및 상기 제1 반사층과 상기 제3 반사층의 사이와 상기 제2 반사층과 상기 제3 반사층의 사이에 배치된 보호층;을 포함할 수 있다.
Description
실시예는 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치에 관한 것이다.
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.
특히, 3족-5족 또는 2족-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 파장 대역의 빛을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광원도 구현이 가능하다. 이러한 발광소자는, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.
뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 3족-5족 또는 2족-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, 이와 같은 수광 소자는 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용될 수 있다.
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 헤드 라이트 및 신호등 및 가스(Gas)나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.
발광소자(Light Emitting Device)는 예로서 주기율표상에서 3족-5족 원소 또는 2족-6족 원소를 이용하여 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로 제공될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 파장 구현이 가능하다.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 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, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 자외선 발광소자의 경우, 200nm~400nm의 파장대에 분포되어 있는 빛을 발생하는 발광 다이오드로서, 상기 파장대역에서, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.
자외선은 파장이 긴 순서대로 UV-A(315nm~400nm), UV-B(280nm~315nm), UV-C (200nm~280nm) 세 가지로 나뉠 수 있다. UV-A(315nm~400nm) 영역은 산업용 UV 경화, 인쇄 잉크 경화, 노광기, 위폐 감별, 광촉매 살균, 특수조명(수족관/농업용 등) 등의 다양한 분야에 응용되고 있고, UV-B(280nm~315nm) 영역은 의료용으로 사용되며, UV-C(200nm~280nm) 영역은 공기 정화, 정수, 살균 제품 등에 적용되고 있다.
종래기술 중에, 플립 칩(flip chip) 형식의 발광소자에서 빛의 광반사율을 높이기 위해서 발광소자에 TiOx 와 SiOx를 교번 적층한 DBR(Distributed Bragg Reflector)과 같은 절연성 반사층을 배치하고, 전기적 특성의 향상을 위해 ITO와 같은 오믹접촉층을 배치한다.
그런데, 종래기술에 의하면, 발광소자 패키지를 회로 기판(미도시)에 배치하는 리플로우(reflow) 공정에서 발생하는 열에 의해 발광소자 패키지에 제공된 리드 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생될 수 있다.
이를 해결하기 위해 본 발명의 실시예에서는 도 2와 같이 발광소자(100)를 수지부(230)를 통해 발광소자 패키지에 실장하고, 제1 및 제2 프레임의 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 상에 상기 발광 소자의 제1 및 제2 본딩패드(171, 172)를 각각 배치함으로써 상기 리멜팅 문제를 개선할 수 있다.
한편, 그러나 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 각각 배치되는 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172) 사이에 발생하는 스테스에 의해 상기 발광소자에 형성된 절연성 반사층과 오믹접촉층 사이에 박리현상이 발생되어 광 출력이 저하되는 문제가 있음을 추가적인 연구를 통해 확인하게 되었다.
예를 들어, 발광소자 패키지의 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 상기 제1 및 제2 본딩 패드 사이에서 스트레스(Stress)에 의해 본딩 패드 상에 배치되는 DBR에도 스트레스가 가해져서 ITO와 DBR 사이에 박리현상이 발생할 수 있다.
이렇게 발광소자에 형성된 DBR과 같은 절연성 반사층과 ITO와 같은 오믹접촉층 사이에 박리현상이 발생되면 전기적 특성이 매우 저하되어 광출력이 저하되며, 광 투광성 또는 광반사성이 매우 저하되어 광 출력이 저하되는 기술적 문제가 있음을 연구를 통해 확인하고, 본 발명은 이를 해결하고자 함을 발전적인 기술적 과제로 삼게 되었다.
한편, 전기적 특성 및 광학적 특성의 향상을 위해 DBR과 같은 절연성 반사층과 ITO와 같은 오믹접촉층은 필요한 요소이다. 따라서, 본 발명에서는 상기 절연성 반사층과 오믹접촉층의 박리 현상을 개선할 수 있는 방안에 대해 설명한다.
또한 발광소자 패키지 몸체 상에 패시베이션층을 형성하게 되며, 발광소자에 형성된 ITO와 같은 오믹접촉층과 접하게 된다.
그런데, 발광소자 패키지의 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 상기 제1 및 제2 본딩 패드 사이에서 스트레스(Stress)에 의해 본딩 패드 상에 배치되는 ITO에도 스트레스가 가해져서 패시베이션과 ITO 사이에 박리현상이 발생할 수 있고, 이러한 현상은 전기적, 광학적 신뢰성을 매우 저하시키는 문제가 있다.
또한 종래기술에 의하면, 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장 됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용되는데, 이때 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 리드 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결이나 물리적 본딩 결합의 안정성이 약화되어 전기적, 물리적 신뢰성의 문제가 있다.
또한 종래기술에 의하면, 발광소자 패키지 몸체와 발광소자 간의 본딩 결합력의 이슈가 있고, 이에 따라 결합력 저하에 따른 신뢰성 이슈가 있다.
또한, 발광소자 조명장치에서 복수의 발광소자의 인접 배치에 따라 광 흡수 이슈가 있어서 광 효율이 저하되는 문제가 있다.
또한, 종래기술에서 발광소자 패키지에 있어, 공정 효율 향상 및 구조 변경을 통하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 반사층과 오믹접촉층 사이에 박리현상이 발생되어 광학적 특성이나 전기적 특성의 악화로 광 출력이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공하고자 한다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 오믹접촉층과 보호층 사이에 박리현상이 발생되어 전기적 신뢰성이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공하고자 한다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 패키지 몸체와 발광소자 간의 본딩 결합력을 향상킬 수 있는 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공하고자 한다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 패키지 몸체의 전극과 발광소자 전극 간의 본딩영역에서 전기적, 물리적 신뢰성의 문제를 해결할 수 있는 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공하고자 한다.
또한, 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 공정 효율 향상 및 구조 변경을 통하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공하고자 한다.
실시예의 기술적 과제는 본 항목에 기재된 사항에 한정되는 것은 아니며, 발명의 설명을 통해 파악될 수 있는 것을 포함한다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광구조물 상에 배치되는 제1 및 제2 반사층; 상기 제1 및 제2 반사층 상에 배치되는 제1 절연층; 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 본딩부; 및 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 본딩부;를 포함할 수 있다. 상기 제1 반사층은 상기 발광구조물과 상기 제1 본딩부 사이에 배치되고, 상기 제2 반사층은 상기 발광구조물과 상기 제2 본딩부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 반사층 및 상기 제2 반사층은 서로 이격될 수 있다. 상기 제1 및 제2 반사층은 같은 물질로 구성될 수 있다. 상기 제1 절연층은 상기 제1 및 제2 반사층을 감싸며 배치될 수 있다.
상기 제1 절연층은, 상기 제1 본딩부와 상기 제2 본딩부의 둘레에 배치되는 보호층을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(111), 제2 도전형 반도체층(113), 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 사이에 배치된 활성층(112)을 포함하는 발광구조물(110); 상기 제1 도전형 반도체층(111) 상에 배치되며, 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결된 제1 전극(141); 상기 제2 도전형 반도체층(113) 상에 배치되며, 상기 제2 도전형 반도체층(113)과 전기적으로 연결된 제2 전극(142); 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142) 위에 배치되며, 상기 제1 전극(141)과 전기적으로 연결된 제1 본딩패드(171); 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142) 위에 배치되며, 상기 제1 본딩패드(171)와 이격되어 배치되고, 상기 제2 전극(142)과 전기적으로 연결된 제2 본딩패드(172); 상기 발광구조물(110) 상부면 상에 배치된 오믹접촉층(130); 상기 오믹접촉층(130)과 상기 제1 본딩패드(171) 사이에 배치된 제1 반사층(161); 상기 오믹접촉층(130)과 상기 제2 본딩패드(172) 사이에 배치된 제2 반사층(162); 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162) 사이에 이격되어 배치된 제3 반사층(163); 및 상기 제1 반사층(161)과 상기 제3 반사층(163)의 사이와 상기 제2 반사층(162)과 상기 제3 반사층(163)의 사이에 배치된 보호층(150);을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 상기 발광소자를 포함할 수 있다.
실시예에 의하면 패드영역에서 발생되는 스트레스가 오믹접촉층에 전달되는 것을 차단하거나 분산시킴으로써 반사층과 오믹접촉층 사이의 박리현상을 억제하여 광학적, 전기적 특성을 향상시켜 광 출력을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 오믹접촉층과 보호층을 이격시킴으로써 오믹접촉층과 패시베이션 사이에 박리현상을 근원적으로 차단시킴으로써 전기적 신뢰성이 향상되는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 패키지 몸체의 전극과 발광소자의 전극 간의 본딩영역에서 전기적, 물리적 신뢰성이 우수한 효과가 있는 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지가 기판 등에 재 본딩되는 과정에서 발광소자 패키지의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 패키지 몸체와 발광소자 간의 본딩 결합력을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면, 공정 효율 향상 및 구조 변경을 통하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
실시예의 기술적 효과는 본 항목에 기재된 사항에 한정되는 것은 아니며, 발명의 설명을 통해 파악될 수 있는 것을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도.
도 2는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 평면도.
도 5a 내지 도 5g는 실시예에 따른 발광소자의 각 층별 평면 레이아웃.
도 6은 실시예에 따른 발광소자에서 패드의 예시도.
도 7은 제2 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 8은 제2 실시예에 따른 발광소자의 평면도.
도 9a 내지 도 9g는 제2 실시예에 따른 발광소자의 각 층별 평면 레이아웃.
도 2는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 평면도.
도 5a 내지 도 5g는 실시예에 따른 발광소자의 각 층별 평면 레이아웃.
도 6은 실시예에 따른 발광소자에서 패드의 예시도.
도 7은 제2 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 8은 제2 실시예에 따른 발광소자의 평면도.
도 9a 내지 도 9g는 제2 실시예에 따른 발광소자의 각 층별 평면 레이아웃.
이하 상기의 과제를 해결하기 위한 구체적으로 실현할 수 있는 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
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.
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. 본 실시예에 따른 반도체 소자는 발광소자일 수 있다. 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.
도 1은 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)의 평면도이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 패키지 몸체(210)와 발광소자(100)를 포함할 수 있다. 상기 패키지 몸체(210)는 몸체(213)와 상기 몸체(213)에 배치된 제1 프레임(211) 및 제2 프레임(212)을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)의 D-D선을 따른 단면도이며, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)에 의하면, 발광소자(100)는 패키지 몸체(210) 상에 배치될 수 있다.
이하 도 3과 도 4를 참조하여 실시예에 따른 발광소자(100)를 상세 설명한 후에, 발광소자 패키지(200)에 대한 설명은 후술하기로 한다.
(발광소자)
도 3은 실시예에 따른 발광소자(100)의 단면도이며, 도 4는 실시예에 따른 발광소자의 평면도이다. 도 3은 도 4의 A1-A2선을 따른 단면도이다.
아울러 도 5a 내지 도 5g는 실시예에 따른 발광소자의 각 층별 평면 레이아웃이다.
이하 도 3, 도 4 및 도 5a 내지 도 5g를 참조하여 실시예에 따른 발광소자(100)의 기술적 특징을 상술하기로 한다.
우선 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(100)는 발광구조물(110), 제1 전극(141), 제2 전극(142), 제1 본딩패드(171), 제2 본딩패드(172), 오믹접촉층(130), 제1 반사층(161), 제2 반사층(162), 제3 반사층(163) 및 보호층(150) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(111), 제2 도전형 반도체층(113), 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 사이에 배치된 활성층(112)을 포함하는 발광구조물(110)과, 상기 제1 도전형 반도체층(111) 상에 배치되며, 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결된 제1 전극(141)과, 상기 제2 도전형 반도체층(113) 상에 배치되며, 상기 제2 도전형 반도체층(113)과 전기적으로 연결된 제2 전극(142)과, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142) 위에 배치되며, 상기 제1 전극(141)과 전기적으로 연결된 제1 본딩패드(171)와, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142) 위에 배치되며, 상기 제1 본딩패드(171)와 이격되어 배치되고, 상기 제2 전극(142)과 전기적으로 연결된 제2 본딩패드(172)와, 상기 발광구조물(110) 상부면 상에 배치된 오믹접촉층(130)과, 상기 오믹접촉층(130)과 상기 제1 본딩패드(171) 사이에 배치된 제1 반사층(161)과, 상기 오믹접촉층(130)과 상기 제2 본딩패드(172) 사이에 배치된 제2 반사층(162)과, 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162) 사이에 이격되어 배치된 제3 반사층(163) 및 상기 제1 반사층(161)과 상기 제3 반사층(163)의 사이와 상기 제2 반사층(162)과 상기 제3 반사층(163)의 사이에 배치된 보호층(150)을 포함할 수 있다.
<기판, 발광구조물>
우선 도 4와 같이, 실시예는 기판(105) 위에 배치된 발광구조물(110)을 포함할 수 있다.
상기 기판(105)은 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(105)은 상부 면에 요철 패턴이 형성된 PSS(Patterned Sapphire Substrate)로 제공될 수 있다.
상기 발광구조물(110)은 제1 도전형 반도체층(111), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(113)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(112)은 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전형 반도체층(111) 위에 상기 활성층(112)이 배치되고, 상기 활성층(112) 위에 상기 제2 도전형 반도체층(113)이 배치될 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(111)은 n형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(113)은 p형 반도체층으로 제공될 수 있다. 물론, 다른 실시예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(111)이 p형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(113)이 n형 반도체층으로 제공될 수도 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 제1 도전형 반도체층(111)이 n형 반도체층으로 제공되고 상기 제2 도전형 반도체층(113)이 p형 반도체층으로 제공된 경우를 기준으로 설명하기로 한다.
또한, 이상의 설명에서는 상기 기판(105) 위에 상기 제1 도전형 반도체층(111)이 접촉되어 배치된 경우를 기준으로 설명되었다. 그러나, 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 상기 기판(105) 사이에 버퍼층이 더 배치될 수도 있다. 예로서, 버퍼층은 상기 기판(105)과 상기 발광구조물(110) 간의 격자 상수 차이를 줄여 주고 결정성을 향상시키는 기능을 제공할 수 있다.
상기 발광구조물(110)은 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 상기 발광구조물(110)은 예로서 2족-6족 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 발광구조물(110)은 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 인(P), 비소(As), 질소(N)로부터 선택된 적어도 두 개 이상의 원소를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(111)은, 예로서 2족-6족 화합물 반도체 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(111)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료 또는 (AlxGa1-x)yIn1-yP(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 제공될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 도전형 반도체층(111)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, AlInP, GaInP 등을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 활성층(112)은, 예로서 2족-6족 화합물 반도체 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(112)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료 또는 (AlxGa1-x)yIn1-yP(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 활성층(112)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, AlInP, GaInP 등을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 활성층(112)은 다중 우물 구조로 제공될 수 있으며, 복수의 장벽층과 복수의 우물층을 포함할 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(113)은, 예로서 2족-6족 화합물 반도체 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(113)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료 또는 (AlxGa1-x)yIn1-yP(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 제공될 수 있다. 예를 들어 상기 제2 도전형 반도체층(113)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, AlInP, GaInP 등을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
<전류확산층, 오믹접촉층, 제1 반사층, 제2 반사층, 제3 반사층>
다음으로, 도 3과 같이 실시예에 따른 발광소자(100)는, 전류확산층(120)을 포함할 수 있다.
상기 전류확산층(120)은 전류 확산을 향상시켜 광출력을 증가시킬 수 있다. 예로서, 상기 전류확산층(120)은 산화물 또는 질화물 등으로 제공될 수 있다. 상기 전류확산층(120)은 제2 전극(142) 아래에서 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다.
도 5a는 전류확산층(120)을 배치하기 위한 개념도이며, 이후 제2 전극(142)이 배치되는 영역의 하측에 대응되도록 전류확산층(120)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5a의 단면에서 전류확산층(120)은 도 3에 도시된 전류확산층(120)과 대응될 수 있으며, 이는 제2 전극(142)과 상하간에 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
도 5a에 도시된 나머지 전류확산층(120)들도 이후 배치되는 제2 전극(142)(도 5d 참조)과 상하간에 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
다음으로, 실시예에 따른 발광소자(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 오믹접촉층(130)을 포함할 수 있다. 상기 오믹접촉층(130)은 전류 확산을 향상시켜 광출력을 증가시킬 수 있다.
예로서, 상기 오믹접촉층(130)은 금속, 금속 산화물, 금속 질화물을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 오믹접촉층(130)은 투광성의 물질을 포함할 수 있다.
상기 오믹접촉층(130)은, 예를 들어 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), 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), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx,RuOx/ITO,Ni/IrOx/Au, Ni/IrOx/Au/ITO, Pt, Ni, Au,Rh, Pd를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5b는 오믹접촉층(130)을 배치하기 위한 개념도이며, 발광구조물(110) 상에 전체적으로 배치되어 전류확산에 기여할 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 A1-A2선을 따른 단면에서의 오믹접촉층(130)은 도 3에 도시된 와 같이 제2 도전형 반도체층(113) 상에 배치되어 전류확산에 기여할 수 있다.
도 3에서 도시된 바와 같이 상기 오믹접촉층(130)의 면적은 상기 제2 도전형 반도체층(113) 상면의 면적보다 작게 도시되었으나, 이에 한정하지 않고 상기 오믹접촉층(130)의 면적과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 상면의 면적은 같게 배치될 수 있다.
따라서, 상기 오믹접촉층(130)을 배치하는 공정과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 상면을 구성하는 공정을 하나의 공정을 통해 구성할 수 있기 때문에 공정 시간을 단축할 수 있고, 상기 오믹접촉층(130)의 면적을 최대한 크게 배치할 수 있기 때문에 상기 발광 소자의 전기적 특성을 개선할 수 있다.
한편, 도 5b 및 도 3에 도시된 바와 같이, 오믹접촉층(130)은 제1 전극(141)(도 5d 참조)이 배치되는 위치와 대응되는 위치에 제1 관통홀(R1)를 구비함으로써, 이후 제1 관통홀(R1)를 통해 제1 전극(141)이 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 오믹접촉층과 보호층(150) 사이에서 박리현상이 발생되어 전기적, 광학적 신뢰성이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공함이다.
실시예에서 패시베이션 기능을 하는 보호층(150)이 상기 오믹접촉층(130)과 이격되어 배치됨으로써 오믹접촉층과 보호층 사이의 박리현상 자체를 억제할 수 있는 기술적 효과가 있다.
실시 예에서는 상기 보호층(150)과 상기 오믹접촉층(130)을 서로 이격되도록 배치하고, 상기 반사층(161)을 이격되는 복수의 반사층(161, 162,163)으로 구성함으로써, 상기 보호층(150)과 상기 오믹접촉층(130) 사이의 박리 현상을 개선할 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 제1 반사층(161)이 상기 보호층(150)과 상기 오믹접촉층(130) 사이에 배치되도록 하고, 제2 반사층(162)이 상기 보호층(150)과 상기 오믹접촉층(130) 사이에 배치되도록 함으로써 보호층(150)이 상기 오믹접촉층(130)과 이격되도록 할 수 있다. 아울러, 보호층(150)과 오믹접촉층(130)의 결합신뢰성에 비해 보호층과 반사층(160) 사이의 결합신뢰성이 우수함에 따라 보호층(150)이 오믹접촉층(130)과 이격되되 제1 반사층(161), 제2 반사층(162)과 접함으로써 신뢰성이 향상될 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면, 오믹접촉층과 보호층을 이격시킴으로써 오믹접촉층과 패시베이션 사이에 박리현상을 근원적으로 차단시킴으로써 전기적 신뢰성이 향상되는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
한편, 도 5b를 참조하면, 실시예에서 오믹접촉층(130)은 이후 배치되는 반사층(160)의 분리영역에 대응되는 영역(S)(도 5c 참조)에 소정의 추가적인 관통홀을 포함할 수 있다.
예를 들어, 오믹접촉층(130)은 이후 배치되는 반사층(160)의 제1 분리영역(160S1), 제2 분리영역(160S2)에 대응되는 영역에 제2 관통홀(R2)을 구비할 수 있다. 또한 제2 관통홀(R2)의 양측에 제5 관통홀(R5)을 포함할 수 있다.
실시예에서 제2 관통홀(R2)은 컨택 홀의 기능을 하게 되며, 제5 관통홀(R5)은 컨택 홀의 기능을 하지 않고 반사층(160)이 배치될 수 있다.
한편, 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 반사층과 오믹접촉층 사이에 박리현상이 발생되어 광학적 특성이나 전기적 특성의 악화로 광 출력이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공하고자 한다.
실시예에 의하면, 제5 관통홀(R5)을 통해 반사층(160)이 발광구조물(110)과 직접 접할 수 있으며, 이를 통해 반사층(160)이 발광구조물(110)과도 접하게 하여 접촉력 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162)의 저면은 상기 발광구조물(110)의 상기 활성층(112) 보다 낮게 배치되어 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 접할 수 있다.
특히 실시예에 의하면, 반사층(160)이 발광구조물(110)과 접촉력이 우수한 물리적 현상을 활용하여 반사층(160)이 발광구조물(110)과도 접하게 함으로써 오믹접촉층과 반사층 사이의 박리현상을 억제하여 신뢰성을 향상시켜 광도를 향상시킬 수 있다.
한편, 실시예에서 제2 관통홀(R2)은 컨택 홀의 기능을 하게 되는데, 제1 관통홀(R1)의 면적보다는 작은 면적을 차지할 수 있다. 이를 통해, 한 개의 제1 관통홀(R1)의 면적은 한 개의 제2 관통홀(R2)의 면적과 두개의 제5 관통홀(R5)의 면적을 합한 것과 같거나 유사할 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면 제2 관통홀(R2)과 제5 관통홀(R5)의 배치에 따라 기존보다 활성층(112)의 제거영역이 동등한 수준이므로 광 출력에는 지장이 없으면서도 반사층(160)과 발광구조물(110)간의 결합력을 현저히 향상시켜 신뢰성을 매우 향상시킬 수 있다.
다음으로, 실시예에 따른 발광소자(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 반사층(160)을 포함할 수 있다. 상기 반사층(160)은 제1 반사층(161), 제2 반사층(162), 제3 반사층(163)을 포함할 수 있다. 상기 반사층(160)은 상기 오믹접촉층(130) 위에 배치될 수 있으며, 발광구조물(110)에서 발광된 빛을 반사시켜 광도를 향상시킬 수 있다.
도 5c는 반사층(160)을 배치하기 위한 개념도이며, 예를 들어, 도 5c의 단면에서의 반사층(160)은 도 3에 도시된 와 같이 발광구조물(110), 오믹접촉층(130) 상에 배치된 반사층(160)에 대응될 수 있다.
한편, 도 5c 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 반사층(161)은 제1 전극(141)(도 5d 참조)이 배치되는 위치와 대응되는 위치에 제1 개구부(H1)를 구비함으로써, 이후 제1 개구부(H1)를 통해 제1 전극(141)이 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결될 수 있다.
아울러, 도 5c 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 반사층(162)은 제2 전극(142)(도 5d 참조)이 배치되는 위치와 대응되는 위치에 제2 개구부(H2)를 구비함으로써, 이후 제2 개구부(H2)를 통해 제2 전극(142)이 오믹층과 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 도 5c에 도시된 바와 같이 제3 반사층(163)도 제3 개구부(H3)를 포함할 수 있으나 도 3은 도시하지 않았다.
상기 반사층(160)은 절연성 반사층(160)일 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(160)은 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni Directional Reflector)를 포함할 수 있으나 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 반사층(160)은 절연성 재료로 이루어지되, 활성층(112)에서 방출된 빛의 반사를 위하여 반사율이 높은 재료, 예를 들면 DBR 구조를 이룰 수 있다.
예를 들어, 상기 반사층(160)은 굴절률이 다른 적어도 2가지 재료를 서로 반복하여 수회에서 수십회 배치하여 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(160)는 TiO2와 SiO2 또는 Ta2O5와 SiO2일 수 있다.
또한 상기 반사층(160)은 무지향성 반사층(ODR: Omni Directional Reflector)층을 포함할 수 있으며, 상기 반사층(160)의 ODR층은 예로서 상기 발광구조물(110)에 비해 낮은 굴절률을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 반사층(160)의 ODR층은 상기 발광구조물(110)을 이루는 물질의 굴절률과 큰 차이를 갖는 낮은 굴절률을 갖도록 선택됨으로써, 반사 기능을 제공할 수 있다. 상기 반사층(160)의 ODR층은 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(160)의 ODR층은 예로서, SiO2, SiNx 등의 물질 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한 상기 반사층(160)은 일부 영역은 절연성층을 포함하나 다른 영역은 도전성층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(160)은 절연층과 도전층을 포함하는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(160)은 유전체층(Dielectric layer), 폴리머층(polymer layer), 금속층(metal layer) 또는 AlGaInP 등의 반도체층도 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 반사층(160)은 TiO2, SiO2, SiNx, MgO, ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), ATO(Antimony-Tin-Oxide), IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide), IAZO(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide), GZO(Gallium-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), IGTO(Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), Ag, Ag2O, Al, Ni, Ti, Zn, Rh, Mg, Pd, Ru,Pt, Ir 또는 이들의 합금 중에 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면, 반사층(160)에서 발광층인 활성층에서 발광된 빛을 반사시켜 줌으로써 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 광 흡수를 최소화할 수 있으므로, 상기 발광소자가 플립 칩 형태로 실장되는 경우, 발광구조물을 기준으로 6면 발광이 가능함에 따라 광도를 현저히 향상시킬 수 있다.
한편, 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 반사층과 오믹접촉층 사이에 박리현상이 발생되어 광학적 특성이나 전기적 특성의 악화로 광 출력이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공하고자 한다.
실시예에서의 반사층(160)은 제1 반사층(161)과 제2 반사층(162) 사이에 이격되어 배치된 제3 반사층(163)을 포함하며, 이들 사이를 상호 이격시키는 분리영역(160S)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 5c를 참조하면, 분리영역(160S)은 상기 제1 반사층(161)과 상기 제3 반사층(163)의 사이에 위치하는 제1 분리영역(160S1)을 포함할 수 있다. 또한 분리영역(160S)은 상기 제2 반사층(162)과 상기 제3 반사층(163)의 사이에 위치하는 제2 분리영역(160S2)을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 제1 분리영역(160S1)은 상기 제1 보호층(150a)의 둘레에도 위치할 수 있으며, 상기 제2 분리영역(160S2)은 상기 제2 보호층(150b)의 둘레에도 위치할 수 있다.
도 5e는 보호층(150)에 대한 개략도인데, 보호층(150)은 제1 전극(141)과 제1 본딩패드(171)(도 5f 참조)가 전기적으로 연결되기 위한 제3 관통부(R3)를 포함할 수 있다. 또한 보호층(150)은 제2 전극(142)과 제2 본딩패드(172)(도 5f 참조)가 전기적으로 연결되기 위한 제4 관통부(R4)를 포함할 수 있다.
다시 도 5c와 도 3을 참조하면, 실시예에서 상기 보호층(150)은 상기 제1 반사층(161)과 상기 제3 반사층(163)의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 보호층(150)은 상기 제1 반사층(161)과 상기 제3 반사층(163)의 사이의 제1 분리영역(160S1) 상에 위치하는 제1 보호층(150a)을 포함할 수 있다.
또한 상기 보호층(150)은 상기 제2 반사층(162)과 상기 제3 반사층(163)의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 보호층(150)은 상기 제2 반사층(162)과 상기 제3 반사층(163)의 사이의 제2 분리영역(160S2) 상에 위치하는 제2 보호층(150b)을 포함할 수 있다.
이를 통해, 실시예에 의하면 반사층(160)이 제1 반사층(161), 제2 반사층(162) 및 제3 반사층(163)으로 물리적으로 분리이격됨으로써 본딩패드 영역에서 발생되는 스트레스가 각 반사층(160)에서 분산됨에 따라서 오믹접촉층에 전달되는 것을 차단하거나 분산시킴으로써 반사층과 오믹접촉층 사이의 박리현상을 억제하여 광학적, 전기적 특성을 향상시켜 광 출력을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
또한 제1 반사층(161)과 제3 반사층(163) 사이에 배치된 제1 보호층(150a)에 의해 제1 반사층(161)이 제1 본딩패드(171)로 받는 인장력과 같은 스트레스가 제3 반사층(163)에 전달되지 않을 수 있고, 상기 제1 반사층(161)과 제3 반사층(163) 사이의 제1 분리영역(160S1)의 공간에 의해 제1 보호층(150a)이 물리적 스트레스를 완화시킬 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 제2 반사층(162)과 제3 반사층(163) 사이에 배치된 제2 보호층(150b)에 의해 제2 반사층(162)이 제2 본딩패드(172)로 받는 인장력과 같은 스트레스가 제3 반사층(163)에 전달되지 않을 수 있고, 상기 제2 반사층(162)과 제3 반사층(163) 사이의 제2 분리영역(160S2)의 공간에 의해 제2 보호층(150b)이 물리적 스트레스를 완화시킬 수 있다.
또한 도 3을 참조하면, 실시예에서 상기 보호층(150)은 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162)의 외곽 둘레에 배치될 수 있다.
이를 통해, 실시예에서 패시베이션 기능을 하는 보호층(150)이 반사층(160)을 사이에 두고 상기 오믹접촉층(130)과 이격되어 배치됨으로써 오믹접촉층과 보호층 사이의 박리현상 자체를 억제할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에서 제1 반사층(161)이 상기 보호층(150)과 상기 제1 반사층(161) 사이에 배치되도록 하고, 제2 반사층(162)이 상기 보호층(150)과 상기 제2 반사층(162) 사이에 배치되도록 함으로써 보호층(150)이 상기 오믹접촉층(130)과 이격되도록 할 수 있다. 아울러, 보호층(150)과 오믹접촉층(130)의 결합신뢰성에 비해 보호층과 반사층(160) 사이의 결합신뢰성이 우수함에 따라 보호층(150)이 오믹접촉층(130)과 이격되되 제1 반사층(161), 제2 반사층(162)과 접함으로써 신뢰성이 향상될 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면, 오믹접촉층과 보호층을 이격시킴으로써 오믹접촉층과 패시베이션 사이에 박리현상을 근원적으로 차단시킴으로써 전기적 신뢰성이 향상되는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 반사층과 오믹접촉층 사이에 박리현상이 발생되어 광학적 특성이나 전기적 특성의 악화로 광 출력이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공하고자 한다.
실시예에 의하면, 반사층(160)의 저면이 오믹접촉층(130)의 측면아래의 발광구조물(110)과 접하게 배치시킴으로써 반사층(160)이 발광구조물(110)과도 접하게 하여 접촉력 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 상기 제1 반사층의 저면(161e)과 상기 제2 반사층(162)의 저면은 상기 발광구조물(110)의 상기 활성층(112) 보다 낮게 배치되어 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 접할 수 있다.
실시예에 의하면, 반사층(160)이 발광구조물(110)과 접촉력이 우수한 물리적 현상을 활용하여 반사층(160)이 발광구조물(110)과도 접하게 함으로써 오믹접촉층과 반사층 사이의 박리현상을 억제하여 신뢰성을 향상시켜 광도를 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 반사층(160)이 발광구조물(110)의 측면에 배치됨으로써 리키지 현상을 차단할 수 있으므로 전기적 특성이 향상되는 복합적 효과도 있다.
또한 실시예에 의하면, 반사층(160)이 발광구조물(110)의 측면에 배치됨으로써 반사층에 의해 활성층(112)에서 발광된 빛이 측면으로 새지 않고 반사층에서 반사됨으로써 광 반사효율을 매우 향상시킬 수 있어 광도를 현저히 향상시킬 수 있는 복합적인 효과가 있다.
<전극, 보호층, 본딩패드>
다음으로, 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(100)는, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(141)은 상기 제1 개구부(h1) 내부에서 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(141)은 상기 제1 도전형 반도체층(111) 위에 배치될 수 있다. 예로서, 실시예에 따른 발광소자(100)에 의하면, 상기 제1 전극(141)은 상기 제2 도전형 반도체층(113), 상기 활성층(112)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(111)의 일부 영역까지 배치되는 리세스 내에서 상기 제1 도전형 반도체층(111)의 상면에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(141)은 상기 제1 반사층(161)에 제공된 제2 개구부(h1)를 통하여 상기 제1 도전형 반도체층(111)의 상면에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 개구부(h1)와 상기 리세스는 수직으로 중첩할 수 있다.
상기 제1 개구부(h1)의 측면과 상기 리세스의 측면은 서로 다른 경사각을 가질 수 있다. 상기 제1 개구부(h1)의 측면과 상기 리세스의 바닥면이 이루는 경사각은 상기 리세스의 측면과 상기 리세스의 바닥면이 이루는 경사각과 상이할 수 있다. 상기 제1 반사층(161)이 상기 리세스 내에 배치되는 경우, 상기 제1 반사층(161)이 배치되기 위한 공정에서 Step-coverage 특성으로 인해, 상기 리세스의 측면과 상기 리세스의 바닥면이 이루는 경사각과 상기 제1 개구부(h1)의 측면과 상기 리세스의 바닥면이 이루는 경사각이 서로 상이할 수 있다.
따라서 상기 리세스의 하부에 배치되는 제1 반사층(161)의 수평 방향의 폭과 상기 리세스의 상부에 배치되는 제1 반사층(161)의 수평 방향의 폭이 서로 상이할 수 있다. 상기 리세스 하부에 배치되는 제1 반사층(161)의 수평 방향의 폭과 상기 리세스 상부에 배치되는 제1 반사층(161)의 수평 방향의 폭이 서로 상이함에 따라 상기 반도체 소자의 전기적 신뢰성이 개선되고, 제1 반사층(161)에 의한 광학적 특성이 개선될 수 있다.
또한 상기 제2 전극(142)은 상기 제2 도전형 반도체층(113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(142)은 상기 제2 도전형 반도체층(113) 위에 배치될 수 있다. 실시예에 의하면, 상기 제2 전극(142)과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 사이에 상기 오믹접촉층(130)이 배치될 수 있다.
상기 제2 전극(142)은 상기 제2 반사층(162)에 제공된 제2 개구부(h2)를 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(113)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 상기 제2 전극(142)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 오믹접촉층(130)을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(113)에 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 의하면, 도 5d와 같이, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)은 서로 극성을 가질 수 있고, 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(141)은 예로서 복수의 라인 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극(142)은 예로서 복수의 라인 형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1 전극(141)은 이웃된 복수의 제2 전극(142) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(142)은 이웃된 복수의 제1 전극(141) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)이 서로 다른 극성으로 구성되는 경우, 서로 다른 개수의 전극으로 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 전극(141)이 n 전극으로, 상기 제2 전극(142)이 p 전극으로 구성되는 경우 상기 제1 전극(141)보다 상기 제2 전극(142)의 개수가 더 많을 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(113)과 상기 제1 도전형 반도체층(111)의 전기 전도도 및/또는 저항이 서로 다른 경우, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)에 의해 상기 발광구조물(110)로 주입되는 전자와 정공의 균형을 맞출 수 있고 따라서 상기 반도체 소자의 광학적 특성이 개선될 수 있다.
상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)은 ZnO, IrOx, RuOx,NiO, RuOx/ITO,Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru,Mg, Zn, Pt, Au,Hf 중 적어도 하나 또는 이들 중 2개 이상의 물질의 합금일 수 있다.
실시예에 따른 발광소자(100)는, 도 3 및 도 5e에 도시된 바와 같이, 보호층(150)을 포함할 수 있다.
상기 보호층(150)은 상기 제1 전극(141)을 노출시키는 복수의 제3 리세스(R3)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 보호층(150)은 상기 제2 전극(142)을 노출시키는 복수의 제4 리세스(R4)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 보호층(150)은 상기 반사층(160) 위에 배치될 수 있다. 상기 보호층(150)은 상기 제1 반사층(161), 상기 제2 반사층(162), 상기 제3 반사층(163) 위에 배치될 수 있다.
예로서, 상기 보호층(150)은 절연물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(150)은 SixOy, SiOxNy, SixNy, AlxOy 를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
실시예에 의하면, 반사층(160)이 발광구조물(110)을 감싸며 배치됨으로써 고정력이 좋아짐과 아울러, 보호층(150)이 반사층(160)을 감싸므로써 고정력이 현저히 향상되어 신뢰성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 보호층의 저면(150e)이 반사층(160)의 측면 아래까지 감싸는 구조로 배치됨으로써 고정력이 현저히 향상됨에 따라 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한 실시에서 발광소자의 제1 도전형 반도체층(111)의 상면 외곽에 배치된 반사층(160)도 보호층(150)이 감싸는 구조로 배치됨으로써 고정력이 현저히 향상됨에 따라 신뢰성이 향상될 수 있다.
다음으로, 실시예에 따른 발광소자(100)는, 도 3 및 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(150) 위에 배치된 제1 본딩패드(171)와 제2 본딩패드(172)를 포함할 수 있다.
이를 통해, 도 4 및 도 5g에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 발광소자가 완성될 수 있다.
상기 제1 본딩패드(171)는 상기 제1 반사층(161) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 제2 반사층(162) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 제1 본딩패드(171)와 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩패드(171)는 상기 보호층(150)에 제공된 복수의 상기 제3 리세스(R3)를 통하여 상기 제1 전극(141)의 상부 면에 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 보호층(150)에 제공된 복수의 상기 제4 리세스(R4)를 통하여 상기 제2 전극(142)의 상부 면에 접촉될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광소자(100)에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 반사층(161)이 상기 제1 전극(141) 아래에 배치되며, 상기 제2 반사층(162)이 상기 제2 전극(142) 아래에 배치된다. 이에 따라, 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162)은 상기 발광구조물(110)의 활성층(112)에서 발광되는 빛을 반사시켜 제1 전극(141)과 제2 전극(142)에서 광 흡수가 발생되는 것을 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162)은 절연성 재료로 이루어지되, 상기 활성층(114)에서 방출된 빛의 반사를 위하여 반사율이 높은 재료, 예를 들면 DBR 구조를 이룰 수 있다.
상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162)은 굴절률이 다른 물질이 서로 반복하여 배치된 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162)은 TiO2, SiO2, Ta2O5, HfO2 중 적어도 하나 이상을 포함하는 단층 또는 적층 구조로 배치될 수 있다.
또한, 다른 실시예에 의하면, 이에 한정하지 않고, 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162)은 상기 활성층(112)에서 발광하는 빛의 파장에 따라 상기 활성층(112)에서 발광하는 빛에 대한 반사도를 조절할 수 있도록 자유롭게 선택될 수 있다.
또한, 다른 실시예에 의하면, 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162)은 앞서 기술한 바와 같이 ODR층으로 제공될 수도 있다. 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162)은 DBR층과 ODR층이 적층된 일종의 하이브리드(hybrid) 형태로 제공될 수도 있다.
실시예에 따른 반도체 소자는 플립칩 본딩 방식으로 외부 전원에 연결될 수 있다. 예로서, 반도체 소자 패키지를 제조함에 있어, 상기 제1 본딩패드(171)의 상부 면과 상기 제2 본딩패드(172)의 상부 면이 서브 마운트, 리드 프레임, 또는 회로기판 등에 부착되도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)는 Au, AuTi등으로 형성됨으로써 실장공장이 안정적으로 진행될 수 있다. 또한 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)는 Ti, Al, In, Ir, Ta, Pd, Co, Cr, Mg, Zn, Ni, Si, Ge, Ag, Ag alloy, Au,Hf, Pt, Ru,Rh, ZnO, IrOx, RuOx,NiO, RuOx/ITO,Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 등 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 반도체 소자가 플립칩 본딩 방식으로 실장되어 반도체 소자 패키지로 구현되는 경우, 상기 발광구조물(110)에서 제공되는 빛은 상기 기판(105)을 통하여 방출될 수 있다. 상기 발광구조물(110)에서 방출되는 빛은 상기 제1 반사층(161)과 상기 제2 반사층(162)에서 반사되어 상기 기판(105) 방향으로 방출될 수 있다.
또한, 상기 발광구조물(110)에서 방출되는 빛은 상기 발광구조물(110)의 측면 방향으로도 방출될 수 있다. 또한, 상기 발광구조물(110)에서 방출되는 빛은, 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)가 배치된 면 중에서, 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)가 제공되지 않은 영역을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
구체적으로, 상기 발광구조물(110)에서 방출되는 빛은, 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)가 배치된 면 중에서, 상기 제1 반사층(161), 상기 제2 반사층(162), 상기 제3 반사층(163)이 제공되지 않은 영역을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 발광소자(100)는 상기 발광구조물(110)을 둘러싼 6면 방향으로 빛을 방출할 수 있게 되며, 광도를 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지에 의하면, 넓은 면적을 갖는 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)가 전원을 제공하는 회로기판에 직접 본딩될 수 있으므로 플립칩 본딩 공정이 쉽고 안정적으로 진행될 수 있다.
<분할 또는 분리된 본딩패드>
도 6은 실시예에 따른 발광소자에서 패드의 평면 예시도이다.
실시예에 의하면, 제1 본딩패드(171) 또는 제2 본딩패드(172)는 분리 또는 분할된 형태일 수 있다.
예를 들어, 도 6을 참조하면, 제1 본딩패드(171)는 분리된 제1 본딩영역(171a), 제2 본딩영역(171b), 제3 본딩영역(171c) 및 제4 본딩영역(171d)을 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 본딩패드(171)는 상기 제1 본딩영역(171a) 내지 제4 본딩영역(171d)을 전기적으로 연결하는 제1 연결영역(171e)을 포함할 수 있다.
또한 제2 본딩패드(172)는 분리된 제1 본딩영역(172a), 제2 본딩영역(172b), 제3 본딩영역(172c) 및 제4 본딩영역(172d)을 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 제1 본딩영역(172a) 내지 제4 본딩영역(172d)을 전기적으로 연결하는 제2 연결영역(172e)을 포함할 수 있다.
실시예는 제1 본딩패드(171)에서 본딩영역 간의 이격영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 본딩패드(171)는 제1 본딩영역(171a)과 제2 본딩영역(171b) 사이에 제1 이격영역(171S1)을 포함할 수 있고, 상기 제2 본딩영역(171b)과 상기 제4 본딩영역(171d) 사이에 제2 이격영역(171S2)을 포함할 수 있다.
또한 실시예는 제2 본딩패드(172)에서 본딩영역 간의 이격영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 본딩패드(172)는 제1 본딩영역(172a)과 제2 본딩영역(172b) 사이에 제3 이격영역(172S3)을 포함할 수 있고, 상기 제2 본딩영역(172b)과 상기 제4 본딩영역(172d) 사이에 제4 이격영역(172S4)을 포함할 수 있다.
실시예에 의하면 본딩패드가 복수로 분리 또는 분할되고, 분할된 본딩영역 사이에 이격영역을 구비함으로써, 본딩패드가 패키지 몸체의 리드프레임에 다이 본딩되는 경우, 다이 본딩되는 영역을 최적화함으로써, 발광소자 패키지의 리플로우(reflow) 공정에서 리드 프레임과 본딩 영역에서 리멜팅 현상에 따른 스트레스(Stress)의 발생의 최소화하고 분산시킴으로써 본딩 패드와 인접한 DBR과 같은 반사층에서의 스트레스를 최소화, 분산화함으로써 반사층과 오믹접촉층 간의 박리현상의 최소할 수 있는 기술적 효과가 있다.
이를 통해 실시예에 의하면 본딩 패드영역에서 발생되는 스트레스가 오믹접촉층에 전달되는 것을 차단하거나 분산시킴으로써 반사층과 오믹접촉층 사이의 박리현상을 억제하여 광학적, 전기적 특성을 향상시켜 광 출력을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
실시예에서 제1 이격영역(171S1)의 거리(T1)는 제1 본딩패드(171)의 가로축 또는 세로축의 길이의 약 3% 내지 12%의 범위로 제어됨에 따라, 본딩 패드영역에서 발생되는 스트레스를 차단하거나 분산시킴으로써 박리현상을 억제하여 광학적, 전기적 특성을 향상시켜 광 출력을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 본딩패드(171)의 가로축이 약 340㎛ 내지 640㎛인경우, 제1 이격거리(T1)는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위로 제어될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 이격거리(T1)가 그 하한 미만인 경우, 스트레스 차단이나 분산의 효과가 낮을 수 있으며, 그 상한을 초과하는 경우 DST(Die Shear Test)에서 성능이 저하되는 이슈가 있을 수 있다.
실시예에서 제2 이격영역(171S2)의 거리(T2)는 제1 본딩패드(171)의 가로축 또는 세로축의 길이의 약 3% 내지 12%의 범위로 제어됨에 따라, 본딩 패드영역에서 발생되는 스트레스를 차단하거나 분산시킴으로써 박리현상을 억제하여 광학적, 전기적 특성을 향상시켜 광 출력을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 본딩패드(171)의 가로축이 약 340㎛ 내지 640㎛인경우, 제2 이격거리(T2)는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위로 제어될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 제1 본딩패드(171)는 상기 제1 본딩영역(171a) 내지 제4 본딩영역(171d)을 전기적으로 연결하는 제1 연결영역(171e)을 포함할 수 있고, 상기 제1 연결영역(171e)을 통해 전기적으로 연결됨으로써 전기적 신뢰성이 향상되고, 각종 전기 측정(probing) 테스트에서도 신뢰성이 우수할 수 있다.
또한 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 제1 본딩영역(172a) 내지 제4 본딩영역(172d)을 전기적으로 연결하는 제2 연결영역(172e)을 포함하여 상호 연결됨으로써 전기적 신뢰성이 향상되고, 각종 전기 측정(probing) 테스트에서도 신뢰성이 우수할 수 있다.
(발광소자 패키지)
다시 도 3을 참조하여 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)의 기술적 특징을 설명하기로 한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 패키지 몸체(210), 발광소자(100)를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체(210)는 제1 프레임(211)과 제2 프레임(212)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(211)과 상기 제2 프레임(212)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 패키지 몸체(210)는 몸체(213)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(213)는 상기 제1 프레임(211)과 상기 제2 프레임(212) 사이에 배치될 수 있다. 상기 몸체(213)는 일종의 전극 분리선의 기능을 수행할 수 있다. 상기 몸체(213)는 절연부재로 지칭될 수도 있다.
상기 몸체(213)는 상기 제1 프레임(211) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 몸체(213)는 상기 제2 프레임(212) 위에 배치될 수 있다.
상기 몸체(213)는 상기 제1 프레임(211)과 상기 제2 프레임(212) 위에 배치된 경사면을 제공할 수 있다. 상기 몸체(213)의 경사면에 의하여 상기 제1 프레임(211)과 상기 제2 프레임(212) 위에 캐비티(C)가 제공될 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 패키지 몸체(210)는 캐비티(C)가 있는 구조로 제공될 수도 있으며, 캐비티(C) 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다.
예로서, 상기 몸체(213)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), PCT(Polychloro Tri phenyl), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T), 실리콘, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC: Epoxy molding compound), 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC), 세라믹, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3) 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 또한, 상기 몸체(213)는 TiO2와 SiO2와 같은 고굴절 필러를 포함할 수 있다.
상기 제1 프레임(211)과 상기 제2 프레임(212)은 도전성 프레임으로 제공될 수도 있다. 상기 제1 프레임(211)과 상기 제2 프레임(212)은 상기 패키지 몸체(210)의 구조적인 강도를 안정적으로 제공할 수 있으며, 상기 발광소자(100)에 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 발광소자(100)는 앞서 기술한 바와 같이, 제1 본딩패드(171), 제2 본딩패드(172), 발광구조물(110), 기판(105)을 포함할 수 있다.
상기 발광소자(100)는 상기 패키지 몸체(210) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(100)는 상기 제1 프레임(211)과 상기 제2 프레임(212) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(100)는 상기 패키지 몸체(210)에 의해 제공되는 상기 캐비티(C) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩패드(171)는 상기 발광소자(100)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 발광소자(100)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 발광소자(100)의 하부 면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩패드(171)는 상기 제1 프레임(211) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 제2 프레임(212) 위에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩패드(171)는 상기 발광구조물(110)과 상기 제1 프레임(211) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 발광구조물(110)과 상기 제2 프레임(212) 사이에 배치될 수 있다.
한편, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(TH1)와 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(211)은 상기 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 프레임(212)은 상기 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(211)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(211)을 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(211)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(100)의 상기 제1 본딩패드(171) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(100)의 상기 제1 본딩패드(171)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(211)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(100)의 상기 제1 본딩패드(171)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 본딩패드(171)는 상기 제1 개구부(TH1) 상에 배치될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(212)에 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(212)을 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(212)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(100)의 상기 제2 본딩패드(172) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(100)의 상기 제2 본딩패드(172)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(212)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(100)의 상기 제2 본딩패드(172)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 제2 개구부(TH2) 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(100)의 하부 면 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭(W1)이 상기 제1 본딩패드(171)의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 본딩패드(172)의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다.
따라서, 상기 발광소자(100)의 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제1 프레임(211)이 더 견고하게 부착될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(100)의 상기 제2 본딩패드(172)와 상기 제2 프레임(212)이 더 견고하게 부착될 수 있다.
또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭(W1)이 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역의 폭(W2)에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(211)의 상면에 인접하여 배치된 상부 영역 및 상기 제1 프레임(211)의 하면에 인접하여 배치된 하부 영역을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역 둘레는 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역 둘레보다 작게 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 제1 방향의 둘레가 제일 작은 제1 지점을 포함하고, 상기 제1 지점은 상기 제1 방향과 수직한 방향을 기준으로 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역 보다 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역에 더 가깝게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(212)의 상면에 인접하여 배치된 상부 영역 및 상기 제2 프레임(212)의 하면에 인접하여 배치된 하부 영역을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역 둘레는 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역 둘레보다 작게 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 제1 방향의 둘레가 제일 작은 제1 지점을 포함하고, 상기 제1 지점은 상기 제1 방향과 수직한 방향을 기준으로 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역 보다 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역에 더 가깝게 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 리드 프레임(211, 112)의 상면 방향과 하면 방향에서 각각 식각이 진행됨에 따라, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 형상이 일종의 눈사람 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)는 하부 영역에서 중간 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 증가되다가 다시 감소될 수 있다. 또한, 폭이 감소된 중간 영역에서 다시 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 증가되다가 다시 감소될 수 있다.
앞에서 설명된 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 제1 지점은 눈사람 형상에서 개구부의 크기가 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 작아졌다가 다시 커지는 경계 영역을 지칭할 수 있다.
상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)는 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212) 각각의 상면에 배치된 제1 영역, 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212) 각각의 하면에 배치된 제2 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역의 상면의 폭은 상기 제2 영역의 하면의 폭 보다 작게 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212)은 지지부재와 상기 지지부재를 감싸는 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)을 포함할 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)를 형성하는 식각 공정이 완료된 후, 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212)을 구성하는 상기 지지부재에 대한 도금 공정 등을 통하여 상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212)을 구성하는 지지부재의 표면에 상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)이 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)은 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212)의 상면 및 하면에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)와 접하는 경계 영역에 제공될 수도 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)와 접하는 경계 영역에 제공된 상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 제공되는 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 결합되어 제1 및 제2 합금층(211b, 212b)으로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 합금층(211b, 212b)의 형성에 대해서는 뒤에서 더 설명하기로 한다.
예로서, 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212)은 기본 지지부재로서 Cu층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)은 Ni층, Ag층 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)이 Ni층을 포함하는 경우, Ni층은 열 팽창에 대한 변화가 작으므로, 패키지 몸체가 열 팽창에 의하여 그 크기 또는 배치 위치가 변화되는 경우에도, 상기 Ni층에 의하여 상부에 배치된 발광소자의 위치가 안정적으로 고정될 수 있게 된다. 상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)이 Ag층을 포함하는 경우, Ag층은 상부에 배치된 발광소자에서 발광되는 빛을 효율적으로 반사시키고 광도를 향상시킬 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 광 추출 효율을 개선하기 위해 발광소자(100)의 제1 및 제2 본딩패드(171, 172)의 크기를 작게 배치하는 경우, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭이 상기 제1 본딩패드(171)의 폭에 비해 더 크거나 같게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 본딩패드(172)의 폭에 비해 더 크거나 같게 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭이 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭은 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역의 폭은 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭에 비하여 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터 더 크게 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭은 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역의 폭은 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭에 비하여 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터 더 크게 제공될 수 있다.
상기 제1 프레임(211) 및 상기 제2 프레임(212)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭(W3)은 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 제1 프레임(211) 및 상기 제2 프레임(212)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭(W3)은 예로서 100 마이크로 미터 내지 150 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 프레임(211) 및 상기 제2 프레임(212)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭(W3)은, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)가 추후 회로기판, 서브 마운트 등에 실장되는 경우에, 패드 간의 전기적인 단락(short)이 발생되는 것을 방지하기 위하여 일정 거리 이상으로 제공되도록 선택될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 수지부(230)를 포함할 수 있다.
상기 수지부(230)는 상기 몸체(213)와 상기 발광소자(100) 사이에 배치될 수 있다. 상기 수지부(230)는 상기 몸체(213)의 상면과 상기 발광소자(100)의 하면 사이에 배치될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 리세스(R)를 포함할 수 있다.
상기 리세스(R)는 상기 몸체(213)에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 몸체(213)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(100) 아래에 배치될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(100)와 상기 제1 방향에서 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 수지부(230)는 상기 리세스(R)에 배치될 수 있다. 상기 수지부(230)는 상기 발광소자(100)와 상기 몸체(213) 사이에 배치될 수 있다. 상기 수지부(230)는 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 수지부(230)는 상기 제1 본딩패드(171)의 측면과 상기 제2 본딩패드(172)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 수지부(230)는 상기 발광소자(100)와 상기 패키지 몸체(210) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 수지부(230)는 상기 발광소자(100)와 상기 몸체(213) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 수지부(230)는 예로서 상기 몸체(213)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 수지부(230)는 상기 발광소자(100)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 수지부(230)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 예로서, 상기 수지부(230)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 접착제는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 수지부(230)는 상기 몸체(213)와 상기 발광소자(100) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(100)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(100)와 상기 몸체(213) 사이에서 광 확산 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(100)로부터 상기 발광소자(100)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 수지부(230)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(200)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 또한, 상기 수지부(230)는 상기 발광소자(100)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 수지부(230)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 수지부(230)는 TiO2, SiO2 등을 포함하는 물질로 구성될 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2) 또는 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)에 비해 작게 제공될 수 있다.
상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 상기 수지부(230)의 접착력을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R)이 깊이(T1)는 상기 몸체(213)의 안정적인 강도를 고려하거나 및/또는 상기 발광소자(100)에서 방출되는 열에 의해 상기 발광소자 패키지(200)에 크랙(crack)이 발생하지 않도록 결정될 수 있다.
상기 리세스(R)는 상기 발광소자(100) 하부에 일종의 언더필(underfill) 공정이 수행될 수 있는 적정 공간을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 언더필(Under fill) 공정은 발광소자(100)를 패키지 몸체(210)에 실장한 후 상기 수지부(230)를 상기 발광소자(100) 하부에 배치하는 공정일 수 있고, 상기 발광소자(100)를 패키지 몸체(210)에 실장하는 공정에서 상기 수지부(230)를 통해 실장하기 위해 상기 수지부(230)를 상기 리세스(R)에 배치 후 상기 발광소자(100)를 배치하는 공정일 수 있다.
상기 리세스(R)는 상기 발광소자(100)의 하면과 상기 몸체(213)의 상면 사이에 상기 수지부(230)가 충분히 제공될 수 있도록 제1 깊이 이상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R)는 상기 몸체(213)의 안정적인 강도를 제공하기 위하여 제2 깊이 이하로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R)의 깊이(T1)와 폭(W4)은 상기 수지부(230)의 배치 위치 및 고정력에 영향을 미칠 수 있다. 상기 리세스(R)의 깊이(T1)와 폭(W4)은 상기 몸체(213)와 상기 발광소자(100) 사이에 배치되는 상기 수지부(230)에 의하여 충분한 고정력이 제공될 수 있도록 결정될 수 있다.
예로서, 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 40 마이크로 미터 내지 60 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
또한, 상기 리세스(R)의 폭(W4)은 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 여기서, 상기 리세스(R)의 폭(W4)은 상기 발광소자(100)의 장축 방향으로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R)의 폭(W4)은 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172) 간의 간격에 비해 좁게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)의 폭(W4)은 140 마이크로 미터 내지 160 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 리세스(R)의 폭(W4)은 150 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 상기 제1 프레임(211)의 두께에 대응되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 상기 제1 프레임(211)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 제2 프레임(212)의 두께에 대응되어 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 제2 프레임(212)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2) 및 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 몸체(213)의 두께에 대응되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2) 및 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 몸체(213)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 180 마이크로 미터 내지 220 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 200 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 (T2-T1)의 두께는 적어도 100 마이크로 미터 이상으로 선택될 수 있다. 이는 상기 몸체(213)의 크랙 프리(crack free)를 제공할 수 있는 사출 공정 두께가 고려된 것이다.
실시예에 의하면, T1 두께와 T2 두께의 비(T2/T1)는 2 내지 10으로 제공될 수 있다. 예로서, T2의 두께가 200 마이크로 미터로 제공되는 경우, T1의 두께는 20 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 몰딩부(240)를 포함할 수 있다.
상기 몰딩부(240)는 상기 발광소자(100) 위에 제공될 수 있다. 상기 몰딩부(240)는 상기 제1 프레임(211)과 상기 제2 프레임(212) 위에 배치될 수 있다. 상기 몰딩부(240)는 상기 패키지 몸체(210)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 몰딩부(240)는 절연물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(240)는 상기 발광소자(100)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 몰딩부(240)는 형광체, 양자점 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제2 도전층(322)과 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩패드(171) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)의 폭은 상기 제1 본딩패드(171)의 폭에 비해 더 작게 제공될 수 있다.
상기 제1 본딩패드(171)는 상기 제1 개구부(TH1)가 배치된 제1 방향과 수직한 제2 방향의 폭을 가질 수 있다. 상기 제1 본딩패드(171)의 폭은 상기 제1 개구부(TH1)의 상기 제2 방향의 폭보다 더 크게 제공될 수 있다.
상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩패드(171)의 하면과 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩패드(171)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 프레임(211)에 의하여 둘러 싸이게 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)의 하면은 하부에서 상부 방향으로 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 개구부(TH2)에 제공될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 본딩패드(172) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)의 폭은 상기 제2 본딩패드(172)의 폭에 비해 더 작게 제공될 수 있다.
상기 제2 본딩패드(172)는 상기 제2 개구부(TH2)가 배치된 제1 방향과 수직한 제2 방향의 폭을 가질 수 있다. 상기 제2 본딩패드(172)의 폭은 상기 제2 개구부(TH2)의 상기 제2 방향의 폭보다 더 크게 제공될 수 있다.
상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 본딩패드(172)의 하면과 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 본딩패드(172)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 프레임(212)에 의하여 둘러 싸이게 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)의 하면은 하부에서 상부 방향으로 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 Ag, Au,Pt, Sn, Cu등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)으로 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다.
예로서, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 도전성 페이스트를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트는 솔더 페이스트(solder paste), 실버 페이스트(silver paste) 등을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질로 구성되는 다층 또는 합금으로 구성된 다층 또는 단층으로 구성될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 제1 및 제 2 도전층(321, 322)이 형성되는 과정 또는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)을 이루는 물질과 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212)의 제1 및 제2 금속층(211a, 212a) 간의 결합에 의해 제1 및 제2 합금층(211b, 212b)이 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제1 프레임(211)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제1 도전층(321), 상기 제1 합금층(211b), 상기 제1 프레임(211)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
또한, 상기 제2 도전층(322)과 상기 제2 프레임(212)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제2 도전층(322), 상기 제2 합금층(212b), 상기 제2 프레임(212)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
예로서, 상기 제1 및 제2 합금층(211b, 212b)은 AgSn, CuSn,AuSn등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a) 또는 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212)의 지지부재로부터 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)이 Ag 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Ag 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 금속층(211a, 212a)이 Au 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Au 물질의 결합에 의하여 AuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212)의 지지부재가 Cu 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Cu 물질의 결합에 의하여 CuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Ag 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 금속층(211a, 211b) 또는 상기 제1 및 제2 프레임(211, 212)의 지지부재가 Sn 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Ag 물질과 Sn 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이상에서 설명된 금속간 화합물층은 일반적인 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 또한, 상기 금속한 화합물층이 형성되는 열처리 공정은 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(210)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시예에 의하면, 패키지 몸체(210)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 몸체(213)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시예에 의하면, 상기 몸체(213)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(213)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
한편, 실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172)와 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322) 사이에도 금속간 화합물층이 형성될 수도 있다.
이상에서 설명된 바와 유사하게, 실시예에 의하면, 상기 제1 및 제 2 도전층(321, 322)이 형성되는 과정 또는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)을 이루는 물질과 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172) 간의 결합에 의해 합금층이 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제1 본딩패드(171)가 물리적으로 또한 전기적으로 더 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제1 도전층(321), 합금층, 상기 제1 본딩패드(171)가 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
또한, 상기 제2 도전층(322)과 상기 제2 본딩패드(172)가 물리적으로 또한 전기적으로 더 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제2 도전층(322), 합금층, 상기 제2 본딩패드(172)가 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
예로서, 상기 합금층은 AgSn, CuSn,AuSn등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172)로부터 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172)가 Ag 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Ag 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172)가 Au 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Au 물질의 결합에 의하여 AuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Ag 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172)가 Sn 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Ag 물질과 Sn 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이상에서 설명된 금속간 화합물층은 일반적인 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 또한, 상기 금속한 화합물층이 형성되는 열처리 공정은 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 하부 리세스(R11)와 제2 하부 리세스(R12)를 포함할 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)와 상기 제2 하부 리세스(R12)는 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R11)는 상기 제1 프레임(211)의 하면에 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)는 상기 제1 프레임(211)의 하면에서 상면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)는 상기 제1 개구부(TH1)로부터 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R11)는 수 마이크로 미터 내지 수십 마이크로 미터의 폭으로 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)에 수지부가 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부는 예로서 상기 몸체(213)와 동일 물질로 제공될 수 있다.
다만, 이에 한정하지 않고, 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다. 또는 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과의 표면 장력이 낮은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부는 상기 제1 프레임(211), 상기 제2 프레임(212), 상기 몸체(213)가 사출 공정 등을 통하여 형성되는 과정에서 제공될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부는 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(211)의 하면 영역 주위에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(211)의 하면 영역은 일종의 아일랜드(island) 형상으로 주위의 상기 제1 프레임(211)을 이루는 하면으로부터 분리되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(211)의 하면 영역은 상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부와 상기 몸체(213)에 의하여 주변의 상기 제1 프레임(211)으로부터 아이솔레이션(isolation)될 수 있다.
따라서, 상기 수지부가 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 또는 상기 수지부와 상기 제1 및 제2 도전층(321,322) 사이의 표면 장력이 낮은 물질로 배치되는 경우 상기 제1 개구부(TH1)에 제공된 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1)로부터 벗어나, 상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부 또는 상기 몸체(213)를 넘어 확산되는 것이 방지될 수 있다.
이는 상기 제1 도전층(321)과 상기 수지부 및 상기 몸체(213)의 접착 관계 또는 상기 수지부와 상기 제1 및 제2 도전층(321,322) 사이의 젖음성, 표면 장력 등이 좋지 않은 점을 이용한 것이다. 즉, 상기 제1 도전층(321)을 이루는 물질이 상기 제1 프레임(211)과 좋은 접착 특성을 갖도록 선택될 수 있다. 그리고, 상기 제1 도전층(321)을 이루는 물질이 상기 수지부 및 상기 몸체(213)와 좋지 않은 접착 특성을 갖도록 선택될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1)에서 상기 수지부 또는 상기 몸체(213)가 제공된 영역 방향으로 흘러 넘쳐, 상기 수지부 또는 상기 몸체(213)가 제공된 영역 외부로 넘치거나 퍼지는 것이 방지되고, 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1)가 제공된 영역에 안정적으로 배치될 수 있게 된다.
따라서, 상기 제1 개구부(TH1)에 배치되는 제1 도전층(321)이 흘러 넘치는 경우, 상기 수지부 또는 상기 몸체(213)가 제공된 제1 하부 리세스(R11)의 바깥 영역으로 상기 제1 도전층(321)이 확장되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1) 내에서 상기 제1 본딩패드(171)의 하면에 안정적으로 연결될 수 있게 된다.
따라서, 상기 발광소자 패키지가 회로 기판에 실장되는 경우 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)이 서로 접촉되어 단락되는 문제를 방지할 수 있고, 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)을 배치하는 공정에 있어서 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)의 양을 제어하기 매우 수월해질 수 있다.
또한, 상기 제2 하부 리세스(R12)는 상기 제2 프레임(212)의 하면에 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)는 상기 제2 프레임(212)의 하면에서 상면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)는 상기 제2 개구부(TH2)로부터 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제2 하부 리세스(R12)는 수 마이크로 미터 내지 수십 마이크로 미터의 폭으로 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)에 수지부가 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부는 예로서 상기 몸체(213)와 동일 물질로 제공될 수 있다.
다만, 이에 한정하지 않고, 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다. 또는 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과의 표면 장력이 낮은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부는 상기 제1 프레임(211), 상기 제2 프레임(212), 상기 몸체(213)가 사출 공정 등을 통하여 형성되는 과정에서 제공될 수 있다.
상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부는 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(212)의 하면 영역 주위에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(212)의 하면 영역은 일종의 아일랜드(island) 형상으로 주위의 상기 제2 프레임(212)을 이루는 하면으로부터 분리되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(212)의 하면 영역은 상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부와 상기 몸체(213)에 의하여 주변의 상기 제2 프레임(212)으로부터 아이솔레이션(isolation)될 수 있다.
따라서, 상기 수지부가 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 또는 상기 수지부와 상기 제1 및 제2 도전층(321,322) 사이의 표면 장력이 낮은 물질로 배치되는 경우 상기 제2 개구부(TH2)에 제공된 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2)로부터 벗어나, 상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부 또는 상기 몸체(213)를 넘어 확산되는 것이 방지될 수 있다.
이는 상기 제2 도전층(322)과 상기 수지부 및 상기 몸체(213)의 접착 관계 또는 상기 수지부와 상기 제1 및 제2 도전층(321,322) 사이의 젖음성, 표면 장력 등이 좋지 않은 점을 이용한 것이다. 즉, 상기 제2 도전층(322)을 이루는 물질이 상기 제2 프레임(212)과 좋은 접착 특성을 갖도록 선택될 수 있다. 그리고, 상기 제2 도전층(322)을 이루는 물질이 상기 수지부 및 상기 몸체(213)와 좋지 않은 접착 특성을 갖도록 선택될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2)에서 상기 수지부 또는 상기 몸체(213)가 제공된 영역 방향으로 흘러 넘쳐, 상기 수지부 또는 상기 몸체(213)가 제공된 영역 외부로 넘치거나 퍼지는 것이 방지되고, 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2)가 제공된 영역에 안정적으로 배치될 수 있게 된다.
따라서, 상기 제2 개구부(TH2)에 배치되는 제2 도전층(322)이 흘러 넘치는 경우, 상기 수지부 또는 상기 몸체(213)가 제공된 제2 하부 리세스(R12)의 바깥 영역으로 상기 제2 도전층(322)이 확장되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2) 내에서 상기 제2 본딩패드(172)의 하면에 안정적으로 연결될 수 있게 된다.
따라서, 상기 발광소자 패키지가 회로 기판에 실장되는 경우 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)이 서로 접촉되어 단락되는 문제를 방지할 수 있고, 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)을 배치하는 공정에 있어서 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)의 양을 제어하기 매우 수월해질 수 있다.
한편, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)에 의하면, 상기 리세스(R)에 제공된 상기 수지부(230)가, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(100)의 하부면과 상기 패키지 몸체(210)의 상부면 사이에 제공될 수 있다. 상기 발광소자(100)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 수지부(230)는 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172) 둘레에 제공될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(100)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 수지부(230)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 둘레에 제공될 수 있다.
상기 수지부(230)는 상기 발광소자(100)를 상기 패키지 몸체(210)에 안정적으로 고정시키는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 수지부(230)는 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172)의 측면에 접촉되어 상기 제1 및 제2 본딩패드(171, 172) 둘레에 배치될 수 있다.
상기 수지부(230)는 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)의 주위를 밀봉시킬 수 있다. 상기 수지부(230)는 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 제1 개구부(TH1) 영역과 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 벗어나 상기 발광소자(100) 외측면 방향으로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 발광소자(100)의 외측면 방향으로 확산되어 이동할 경우 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)이 상기 발광소자(100)의 활성층과 접할 수 있어 단락에 의한 불량을 유발할 수 있다. 따라서, 상기 수지부(230)가 배치되는 경우 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과 활성층에 의한 단락을 방지할 수 있어 실시예에 따른 발광소자 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 수지부(230)는 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 제1 개구부(TH1) 영역과 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 벗어나 상기 발광소자(100)의 하부면 아래에서 상기 리세스(R) 방향으로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 발광소자(100) 아래에서 전기적으로 단락되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다.
그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 리드 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있게 된다.
그러나, 실시예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 실시예에 따른 발광소자의 본딩부는 개구부에 배치된 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 개구부에 배치된 도전층의 용융점 및 금속간 화합물층의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 발광소자 소자 패키지(200)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시예에 따른 발광소자 패키지(200) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(210)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시예에 의하면, 패키지 몸체(210)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
실시예에 의하면 패드영역에서 발생되는 스트레스가 오믹접촉층에 전달되는 것을 차단하거나 분산시킴으로써 반사층과 오믹접촉층 사이의 박리현상을 억제하여 광학적, 전기적 특성을 향상시켜 광 출력을 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 오믹접촉층과 보호층을 이격시킴으로써 오믹접촉층과 패시베이션 사이에 박리현상을 근원적으로 차단시킴으로써 전기적 신뢰성이 향상되는 발광소자, 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 패키지 몸체의 전극과 발광소자의 전극 간의 본딩영역에서 전기적, 물리적 신뢰성이 우수한 효과가 있는 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지가 기판 등에 재 본딩되는 과정에서 발광소자 패키지의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 패키지 몸체와 발광소자 간의 본딩 결합력을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면, 공정 효율 향상 및 구조 변경을 통하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지, 이의 제조방법 및 이를 포함한 광원장치를 제공할 수 있다.
(제2 실시예의 발광소자)
도 7은 제2 실시예에 따른 발광소자(102)의 단면도이며, 도 8은 제2 실시예에 따른 발광소자의 평면도이다. 도 8은 도 7의 A3-A4선을 따른 단면도이다.
아울러 도 9a 내지 도 9g는 제2 실시예에 따른 발광소자의 각 층별 평면 레이아웃이다.
이하 도 7, 도 8 및 도 9a 내지 도 9g를 참조하여 제2 실시예에 따른 발광소자(102)의 기술적 특징을 상술하기로 한다. 제2 실시예는 앞서 기술한 실시예에 따른 발광소자(100)의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제2 실시예의 주된 특징을 중심으로 기술하기로 한다.
우선 도 7을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)는 발광구조물(110), 제1 전극(141), 제2 전극(142), 제1 본딩패드(171), 제2 본딩패드(172), 오믹접촉층(130), 반사층(160) 및 보호층(150) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)는 제1 도전형 반도체층(111), 제2 도전형 반도체층(113), 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 사이에 배치된 활성층(112)을 포함하는 발광구조물(110)과, 상기 제1 도전형 반도체층(111) 상에 배치되며, 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결된 제1 전극(141)과, 상기 제2 도전형 반도체층(113) 상에 배치되며, 상기 제2 도전형 반도체층(113)과 전기적으로 연결된 제2 전극(142)과, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142) 위에 배치되며, 상기 제1 전극(141)과 전기적으로 연결된 제1 본딩패드(171)와, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142) 위에 배치되며, 상기 제1 본딩패드(171)와 이격되어 배치되고, 상기 제2 전극(142)과 전기적으로 연결된 제2 본딩패드(172)를 포함할 수 있다.
또한 제2 실시예는 상기 발광구조물(110) 상부면 상에 배치된 오믹접촉층(130)과, 상기 오믹접촉층(130)과 상기 제1 본딩패드(171) 사이 및 상기 오믹접촉층(130)과 상기 제2 본딩패드(172) 사이에 배치된 반사층(160)과, 상기 반사층(160)의 측면, 제1 전극(141)의 일부 및 제2 전극(141)의 일부 상에 배치된 보호층(150)을 포함할 수 있다.
<기판, 발광구조물>
제2 실시예는 기판(105) 위에 배치된 발광구조물(110)을 포함할 수 있음, 이는 앞서 기술한 실시예에 따른 발광소자(100)의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
<전류확산층, 오믹접촉층, 반사층>
다음으로, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)는, 전류확산층(120)을 포함할 수 있다.
상기 전류확산층(120)은 전류 확산을 향상시켜 광출력을 증가시킬 수 있다. 예로서, 상기 전류확산층(120)은 산화물 또는 질화물 등으로 제공될 수 있다. 상기 전류확산층(120)은 제2 전극(142) 아래에서 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다.
도 9a는 전류확산층(120)을 배치하기 위한 개념도이며, 이후 제2 전극(142)이 배치되는 영역의 하측에 대응되도록 전류확산층(120)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 9a의 단면에서 전류확산층(120)은 도 7에 도시된 전류확산층(120)과 대응될 수 있으며, 이는 제2 전극(142)과 상하간에 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
도 9a에 도시된 나머지 전류확산층(120)들도 이후 배치되는 제2 전극(142)(도 9d 참조)과 상하간에 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
다음으로, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 오믹접촉층(130)을 포함할 수 있다. 상기 오믹접촉층(130)은 전류 확산을 향상시켜 광출력을 증가시킬 수 있다.
예로서, 상기 오믹접촉층(130)은 금속, 금속 산화물, 금속 질화물을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 오믹접촉층(130)은 투광성의 물질을 포함할 수 있다.
도 9b는 오믹접촉층(130)을 배치하기 위한 개념도이며, 발광구조물(110) 상에 전체적으로 배치되어 전류확산에 기여할 수 있다. 예를 들어, 도 8에서 A3-A4선을 따른 단면에서의 오믹접촉층(130)은 도 7에 도시된 바와 같이 제2 도전형 반도체층(113) 상에 배치되어 전류확산에 기여할 수 있다.
도 7에서 도시된 바와 같이 상기 오믹접촉층(130)의 면적은 상기 제2 도전형 반도체층(113) 상면의 면적보다 작게 도시되었으나, 이에 한정하지 않고 상기 오믹접촉층(130)의 면적과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 상면의 면적은 같게 배치될 수 있다.
따라서, 상기 오믹접촉층(130)을 배치하는 공정과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 상면을 구성하는 공정을 하나의 공정을 통해 구성할 수 있기 때문에 공정 시간을 단축할 수 있고, 상기 오믹접촉층(130)의 면적을 최대한 크게 배치할 수 있기 때문에 상기 발광 소자의 전기적 특성을 개선할 수 있다.
한편, 도 9b 및 도 7에 도시된 바와 같이, 오믹접촉층(130)은 제1 전극(141)(도 9d 참조)이 배치되는 위치와 대응되는 위치에 제1 관통홀(R1)를 구비함으로써, 이후 제1 관통홀(R1)를 통해 제1 전극(141)이 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다음으로, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 반사층(160)을 포함할 수 있다. 상기 반사층(160)은 상기 오믹접촉층(130) 위에 배치될 수 있으며, 발광구조물(110)에서 발광된 빛을 반사시켜 광도를 향상시킬 수 있다.
도 9c는 반사층(160)을 배치하기 위한 개념도이며, 예를 들어, 도 9c의 단면에서의 반사층(160)은 도 7에 도시된 바와 같이 발광구조물(110), 오믹접촉층(130) 상에 배치된 반사층(160)에 대응될 수 있다.
한편, 도 9c 및 도 7에 도시된 바와 같이, 반사층(160)은 제1 전극(141)(도 9d 참조)이 배치되는 위치와 대응되는 위치에 제1 개구부(H1)를 구비함으로써, 이후 제1 개구부(H1)를 통해 제1 전극(141)이 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결될 수 있다.
아울러, 도 9c 및 도 7에 도시된 바와 같이, 반사층(160)은 제2 전극(142)(도 9d 참조)이 배치되는 위치와 대응되는 위치에 제2 개구부(H2)를 구비함으로써, 이후 제2 개구부(H2)를 통해 제2 전극(142)이 오믹층과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 반사층(160)은 절연성 반사층(160)일 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(160)은 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni Directional Reflector)를 포함할 수 있으나 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 반사층(160)은 무지향성 반사층(ODR: Omni Directional Reflector)층을 포함할 수 있으며, 상기 반사층(160)의 ODR층은 예로서 상기 발광구조물(110)에 비해 낮은 굴절률을 갖도록 구현될 수 있다. 또한 상기 반사층(160)은 일부 영역은 절연성층을 포함하나 다른 영역은 도전성층을 포함할 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면, 반사층(160)에서 발광층인 활성층에서 발광된 빛을 반사시켜 줌으로써 광 흡수를 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 광 흡수를 최소화할 수 있으므로, 상기 발광소자가 플립 칩 형태로 실장되는 경우, 발광구조물을 기준으로 6면 발광이 가능함에 따라 광도를 현저히 향상시킬 수 있다.
도 9e는 보호층(150)에 대한 개략도인데, 보호층(150)은 제1 전극(141)과 제1 본딩패드(171)(도 9f 참조)가 전기적으로 연결되기 위한 제3 관통부(R3)를 포함할 수 있다. 또한 보호층(150)은 제2 전극(142)과 제2 본딩패드(172)(도 9f 참조)가 전기적으로 연결되기 위한 제4 관통부(R4)를 포함할 수 있다.
또한 도 7을 참조하면, 실시예에서 상기 보호층(150)은 상기 반사층(160)의 외곽 둘레에 배치될 수 있다.
<전극, 보호층, 본딩패드>
다음으로, 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(102)는, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(141)은 상기 제1 개구부(h1) 내부에서 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(141)은 상기 제1 도전형 반도체층(111) 위에 배치될 수 있다. 예로서, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)에 의하면, 상기 제1 전극(141)은 상기 제2 도전형 반도체층(113), 상기 활성층(112)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(111)의 일부 영역까지 배치되는 리세스 내에서 상기 제1 도전형 반도체층(111)의 상면에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(141)은 상기 반사층(160)에 제공된 제1 개구부(h1)를 통하여 상기 제1 도전형 반도체층(111)의 상면에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 개구부(h1)와 상기 리세스는 수직으로 중첩할 수 있다.
상기 제1 개구부(h1)의 측면과 상기 리세스의 측면은 서로 다른 경사각을 가질 수 있다. 상기 제1 개구부(h1)의 측면과 상기 리세스의 바닥면이 이루는 경사각은 상기 리세스의 측면과 상기 리세스의 바닥면이 이루는 경사각과 상이할 수 있다.
상기 반사층(160)이 상기 리세스 내에 배치되는 경우, 상기 반사층(160)이 배치되기 위한 공정에서 Step-coverage 특성으로 인해, 상기 리세스의 측면과 상기 리세스의 바닥면이 이루는 경사각과 상기 제1 개구부(h1)의 측면과 상기 리세스의 바닥면이 이루는 경사각이 서로 상이할 수 있다.
따라서 상기 리세스의 하부에 배치되는 반사층(160)의 수평 방향의 폭과 상기 리세스의 상부에 배치되는 반사층(160)의 수평 방향의 폭이 서로 상이할 수 있다. 상기 리세스 하부에 배치되는 반사층(160)의 수평 방향의 폭과 상기 리세스 상부에 배치되는 반사층(160)의 수평 방향의 폭이 서로 상이함에 따라 상기 반도체 소자의 전기적 신뢰성이 개선되고, 반사층(160)에 의한 광학적 특성이 개선될 수 있다.
또한 상기 제2 전극(142)은 상기 제2 도전형 반도체층(113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(142)은 상기 제2 도전형 반도체층(113) 위에 배치될 수 있다. 제2 실시예에 의하면, 상기 제2 전극(142)과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 사이에 상기 오믹접촉층(130)이 배치될 수 있다.
상기 제2 전극(142)은 상기 반사층(160)에 제공된 제2 개구부(h2)를 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(113)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 상기 제2 전극(142)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 오믹접촉층(130)을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(113)에 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 의하면, 도 9d와 같이, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)은 서로 극성을 가질 수 있고, 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(141)은 예로서 복수의 라인 형상으로 제공될 수 있다.
한편, 제2 실시예에서 상기 제2 전극(142)은 상기 제1 전극(141)과 이격되되, 상기 제1 전극(141) 외의 영역을 차지함으로써 전기적 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서의 제2 전극(142)은 상기 제1 전극(141)을 제외한 상기 반사층(160) 전면에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)이 서로 다른 극성으로 구성되는 경우, 서로 다른 개수의 전극으로 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 전극(141)이 n 전극으로, 상기 제2 전극(142)이 p 전극으로 구성되는 경우 상기 제1 전극(141)의 영역보다 상기 제2 전극(142)이 차지하는 영역이 더 넓을 수 있다.
도 9d를 참조하면, 실시예에서 기판(105)이 제1 방향으로 연장되는 제1 면과, 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장되는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 방향의 제1 면의 길이가 제2 방향의 제2 면의 길이보다 클 수 있다.
한편, 제2 실시예의 제1 전극(141)은 상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제1 면의 일측과 타측에 각각 위치하는 제1 컨택 전극(141a)과 제2 컨택 전극(141b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 컨택 전극(141a)과 제2 컨택 전극(141b)은 반사층(160) 상에 배치될 수 있다. 한편, 도 8을 참조하면, 제1 컨택 전극(141a)과 제2 컨택 전극(141b) 하측으로 연장되는 컨택 전극을 포함할 수 있고, 이는 이후 설명하는 제3 컨택 전극(141c)에 대응되며 제1 도전형 반도체응(111)과 접할 수 있다.
또한 제2 실시예에서는 상기 제1 방향으로 상호 이격되며 상기 제1 컨택 전극(141a)과 상기 제2 컨택 전극(141b) 사이에 배치되는 제3 컨택 전극(141c)을 포함할 수 있다.
상기 제3 컨택 전극(141c)은 비아 타입 컨택 전극으로 제1 도전형 반도체층(111)과 접할 수 있다.
또한 제2 실시예는 상기 제1 컨택 전극(141a) 내지 제3 컨택 전극(141c) 들 사이에 배치되는 연결전극(141d)을 포함할 수 있다.
상기 연결전극(141d)은 반사층(160) 상에 배치될 수 있다.
제2 실시예에 의하면, 기판(105)의 일측과 타측에 배치되는 제1 컨택 전극(141a)과 제2 컨택 전극(141b)의 수평 단면이 같거나 유사할 수 있다. 이에 따라 기판(105)의 일측으로 치우쳐서 전류가 공급되지 않고, 양측으로 대칭되도록 전류가 주입되어 전류확산에 의해 광 특성이 향상될 수 있다.
또한 상기 제1 컨택 전극(141a)과 상기 제2 컨택 전극(141b)의 면적은 포인트 컨택 기능을 하는 제3 컨택 전극(141c)의 면적보다 클 수 있다.
한편, 연결전극(141d)의 제2 방향으로의 폭은 제1 컨택 전극(141a) 내지 제3 컨택 전극(141c)의 제2 방향으로의 폭에 비해 작을 수 있다. 이를 통해 컨택 전극이 아닌 영역에서의 활성층의 손실 또는 제거를 방지할 수 있다.
특히 제2 실시예에서의 제2 전극(142)은 상기 제1 전극(141)을 제외한 상기 반사층(160) 전면에 배치될 수 있다. 이를 통해, 솔더 본딩(Solder Bonding) 시 발광소자 칩에 가해지는 스트레스(Stress)를 완충시켜 반사층(160)과 제2 전극(142) 사이의 박리현상을 방지 내지 완화시켜 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술적 특징이 있다.
또한 제2 실시예에 의하면 제2 전극(142)과 반사층(160)의 광학적 설계로 인한 하이브리드(Hybrid) DBR 구조 설계도 가능할 수 있으며, 이를 통해 반사도 증가로 인한 광출력 향상될 수 있는 기술적 특징이 있다.
예를 들어, 제2 전극(142)은 Cr/Al/Ti/Ni/Ti/Ni/Cu/Au 등의 메탈 층 배열을 포함할 수 있으며, 반사층(160)과의 물질 조합에 의해 반사성의 더욱 우수한 하이브리드(Hybrid) DBR 구조 설계가 가능할 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(113)과 상기 제1 도전형 반도체층(111)의 전기 전도도 및/또는 저항이 서로 다른 경우, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)에 의해 상기 발광구조물(110)로 주입되는 전자와 정공의 균형을 맞출 수 있고 따라서 상기 반도체 소자의 광학적 특성이 개선될 수 있다.
상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(141)과 상기 제2 전극(142)은 ZnO, IrOx, RuOx,NiO, RuOx/ITO,Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru,Mg, Zn, Pt, Au,Hf 중 적어도 하나 또는 이들 중 2개 이상의 물질의 합금일 수 있다.
제2 실시예에 따른 발광소자(102)는, 도 7 및 도 9e에 도시된 바와 같이, 보호층(150)을 포함할 수 있다.
상기 보호층(150)은 상기 제1 전극(141)을 노출시키는 복수의 제3 리세스(R3)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 보호층(150)은 상기 제2 전극(142)을 노출시키는 복수의 제4 리세스(R4)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 보호층(150)은 상기 반사층(160) 위에 배치될 수 있다. 상기 보호층(150)은 상기 반사층(160) 위에 배치될 수 있다. 상기 보호층(150)은 절연물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(150)은 SixOy, SiOxNy, SixNy, AlxOy 를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
다음으로, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)는, 도 7 및 도 9f에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(150) 위에 배치된 제1 본딩패드(171)와 제2 본딩패드(172)를 포함할 수 있다.
이를 통해, 도 8 및 도 9g에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)가 완성될 수 있다.
상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 반사층(160) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 제1 본딩패드(171)와 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩패드(171)는 상기 보호층(150)에 제공된 복수의 상기 제3 리세스(R3)를 통하여 상기 제1 전극(141)의 상부 면에 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제2 본딩패드(172)는 상기 보호층(150)에 제공된 복수의 상기 제4 리세스(R4)를 통하여 상기 제2 전극(142)의 상부 면에 접촉될 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)에 의하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 반사층(160)이 상기 제1 전극(141) 및 상기 제2 전극(142) 아래에 배치됨으로써 상기 반사층(160)은 상기 발광구조물(110)의 활성층(112)에서 발광되는 빛을 반사시켜 제1 전극(141)과 제2 전극(142)에서 광 흡수가 발생되는 것을 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 반사층(160)은 절연성 재료로 이루어지되, 상기 활성층(114)에서 방출된 빛의 반사를 위하여 반사율이 높은 재료, 예를 들면 DBR 구조를 이룰 수 있다.
상기 반사층(160)은 굴절률이 다른 물질이 서로 반복하여 배치된 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(160)은 TiO2, SiO2, Ta2O5, HfO2 중 적어도 하나 이상을 포함하는 단층 또는 적층 구조로 배치될 수 있다.
또한, 다른 실시예에 의하면, 이에 한정하지 않고, 상기 반사층(160)은 상기 활성층(112)에서 발광하는 빛의 파장에 따라 상기 활성층(112)에서 발광하는 빛에 대한 반사도를 조절할 수 있도록 선택될 수 있다.
또한, 다른 실시예에 의하면, 상기 반사층(160)은 앞서 기술한 바와 같이 ODR층으로 제공될 수도 있다. 또 다른 실시예에 의하면, 상기 반사층(160)은 DBR층과 ODR층이 적층된 일종의 하이브리드(hybrid) 형태로 제공될 수도 있다.
제2 실시예에 따른 반도체 소자(102)는 플립칩 본딩 방식으로 외부 전원에 연결될 수 있다. 예로서, 반도체 소자 패키지를 제조함에 있어, 상기 제1 본딩패드(171)의 상부 면과 상기 제2 본딩패드(172)의 상부 면이 서브 마운트, 리드 프레임, 또는 회로기판 등에 부착되도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)는 Au, AuTi등으로 형성됨으로써 실장공장이 안정적으로 진행될 수 있다. 또한 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)는 Ti, Al, In, Ir, Ta, Pd, Co, Cr, Mg, Zn, Ni, Si, Ge, Ag, Ag alloy, Au,Hf, Pt, Ru,Rh, ZnO, IrOx, RuOx,NiO, RuOx/ITO,Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 등 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 반도체 소자가 플립칩 본딩 방식으로 실장되어 반도체 소자 패키지로 구현되는 경우, 상기 발광구조물(110)에서 제공되는 빛은 상기 기판(105)을 통하여 방출될 수 있다. 상기 발광구조물(110)에서 방출되는 빛은 상기 반사층(160)에서 반사되어 상기 기판(105) 방향으로 방출될 수 있다.
또한, 상기 발광구조물(110)에서 방출되는 빛은 상기 발광구조물(110)의 측면 방향으로도 방출될 수 있다. 또한, 상기 발광구조물(110)에서 방출되는 빛은, 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)가 배치된 면 중에서, 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)가 제공되지 않은 영역을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
구체적으로, 상기 발광구조물(110)에서 방출되는 빛은, 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)가 배치된 면 중에서, 상기 반사층(160)이 제공되지 않은 영역을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
이에 따라, 제2 실시예에 따른 발광소자(102)는 상기 발광구조물(110)을 둘러싼 6면 방향으로 빛을 방출할 수 있게 되며, 광도를 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 반도체 소자 및 반도체 소자 패키지에 의하면, 넓은 면적을 갖는 상기 제1 본딩패드(171)와 상기 제2 본딩패드(172)가 전원을 제공하는 회로기판에 직접 본딩될 수 있으므로 플립칩 본딩 공정이 쉽고 안정적으로 진행될 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.
발광소자(100), 발광구조물(110), 제1 전극(141), 제2 전극(142),
제1 본딩패드(171), 제2 본딩패드(172), 오믹접촉층(130),
제1 반사층(161), 제2 반사층(162), 제3 반사층(163), 보호층(150)
제1 본딩패드(171), 제2 본딩패드(172), 오믹접촉층(130),
제1 반사층(161), 제2 반사층(162), 제3 반사층(163), 보호층(150)
Claims (12)
- 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광구조물;
상기 발광구조물 상에 배치되는 제1 및 제2 반사층;
상기 제1 및 제2 반사층 상에 배치되는 제1 절연층;
상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 본딩부; 및
상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 본딩부; 를 포함하고,
상기 제1 반사층은 상기 발광구조물과 상기 제1 본딩부 사이에 배치되고,
상기 제2 반사층은 상기 발광구조물과 상기 제2 본딩부 사이에 배치되고,
상기 제1 반사층 및 상기 제2 반사층은 서로 이격되고,
상기 제1 및 제2 반사층은 같은 물질로 구성되고,
상기 제1 절연층은 상기 제1 및 제2 반사층을 감싸며 배치되는 발광소자. - 제1항에 있어서, 상기 발광구조물 상부면 상에 배치된 오믹접촉층을 더 포함하는 발광소자.
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 반사층과 상기 제2 반사층 사이에 이격되어 배치된 제3 반사층을 더 포함하는 발광소자. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 절연층은,
상기 제1 본딩부와 상기 제2 본딩부의 둘레에 배치되는 보호층을 포함하는 발광소자. - 제2항에 있어서,
상기 제1, 제2 반사층의 저면이 상기 오믹접촉층의 측면 아래의 상기 발광구조물과 접하게 배치되는 발광소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1 반사층과 상기 제2 반사층의 저면은 상기 발광구조물의 상기 활성층 보다 낮게 배치되어 상기 제1 도전형 반도체층과 접하는 발광소자. - 제4항에 있어서,
상기 보호층은,
상기 오믹접촉층과 이격되어 배치되는 발광소자. - 제7항에 있어서,
상기 보호층과 상기 제1 반사층 사이에 상기 제1 반사층이 배치되며,
상기 보호층과 상기 제2 반사층 사이에 상기 제2 반사층이 배치되는 발광소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1 본딩부는, 이격된 복수의 본딩영역을 포함하고,
상기 본딩영역은 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 발광소자. - 제9항에 있어서,
상기 제1 본딩부는,
이격된 본딩영역 사이에 본딩영역을 전기적으로 연결하는 연결영역을 포함하는 발광소자. - 제2항에 있어서,
상기 오믹접촉층은
상기 제1, 제2 반사층의 분리영역에 대응되는 영역에 제2 관통홀과 상기 제2 관통홀의 양측에 제5 관통홀을 포함하는 발광소자. - 제1 항 내지 제11항 중 어느 하나의 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지.
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| KR20210023141A (ko) * | 2019-08-22 | 2021-03-04 | 전북대학교산학협력단 | 발광 다이오드 및 이의 제조 방법 |
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| KR102572525B1 (ko) | 2023-08-31 |
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