KR20190118393A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
실시 예는 반도체 소자에 관한 것이다.The embodiment relates to a semiconductor device.
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.A semiconductor device including a compound such as GaN, AlGaN, etc. has many advantages, such as having a wide and easy-to-adjust band gap energy, and can be used in various ways as a light emitting device, a light receiving device, 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, light emitting devices such as light emitting diodes and laser diodes using semiconductors of Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductors have been developed through the development of thin film growth technology and device materials. Various colors such as blue and ultraviolet light can be realized, and efficient white light can be realized by using fluorescent materials or combining colors.Low power consumption, semi-permanent lifespan, and fast response speed compared to conventional light sources such as fluorescent and incandescent lamps can be realized. It has the advantages of safety, 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 device such as a photodetector or a solar cell is also manufactured using a group 3-5 or 2-6 compound semiconductor material of a semiconductor, the development of device materials absorbs light in various wavelength ranges to generate a photocurrent. As a result, light in various wavelengths can be used from gamma rays to radio wavelengths. It also has the advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness and easy control of device materials, making it easy to use in power control or microwave circuits or communication modules.
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 Gas나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.Therefore, the semiconductor device may replace a light emitting diode backlight, a fluorescent lamp, or an incandescent bulb, which replaces a cold cathode tube (CCFL) constituting a backlight module of an optical communication means, a backlight of a liquid crystal display (LCD) display device. Applications are expanding to include white LED lighting devices, automotive headlights and traffic lights, and sensors that detect gas or fire. In addition, the semiconductor device may be extended to high frequency application circuits, other power control devices, and communication modules.
특히, 자외선 파장 영역의 광을 방출하는 발광소자는 경화작용이나 살균 작용을 하여 경화용, 의료용, 및 살균용으로 사용될 수 있다In particular, the light emitting device that emits light in the ultraviolet wavelength region may be used for curing, medical treatment, and sterilization by curing or sterilizing.
최근 자외선 발광소자에 대한 연구가 활발하나, 아직까지 자외선 발광소자는 광 출력을 향상시키며, 수직형으로 구현하기 어려운 문제가 있으며, 기판을 분리하는 과정에서 결정성이 저하되는 문제가 있다. Recently, the research on the ultraviolet light emitting device is active, but the ultraviolet light emitting device has a problem of improving the light output, it is difficult to implement a vertical type, there is a problem that the crystallinity is degraded in the process of separating the substrate.
실시 예는 수직형 자외선 발광소자를 제공한다.The embodiment provides a vertical ultraviolet light emitting device.
또한, 결정성이 우수한 발광소자를 제공한다.Further, a light emitting device excellent in crystallinity is provided.
또한, 광 출력이 향상된 발광소자를 제공한다.In addition, a light emitting device having improved light output is provided.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the examples is not limited thereto, and the object or effect that can be grasped from the solution means or the embodiment described below will also be included.
실시예에 따른 반도체 소자는 기판; 및 상기 기판 상에 배치되며, 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층, 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 반도체 구조물; 을 포함하고, 상기 반도체 구조물은 상면에 배치된 복수의 요철을 포함하고, 상기 활성층은 자외선 광을 생성하고, 상기 복수의 요철의 Al 조성은 상기 활성층의 Al 조성 보다 크고, 상기 복수의 요철의 폭은 상기 자외선 광의 파장의 1.5배 내지 2.5배이고, 상기 반도체 구조물의 두께는 상기 복수의 요철의 표면 거칠기(RMS: root mean square)의 3배 내지 9배일 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment includes a substrate; And a semiconductor structure disposed on the substrate, the semiconductor structure including a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer. The semiconductor structure includes a plurality of irregularities disposed on the upper surface, wherein the active layer generates ultraviolet light, the Al composition of the plurality of irregularities is greater than the Al composition of the active layer, the width of the plurality of irregularities Is 1.5 to 2.5 times the wavelength of the ultraviolet light, the thickness of the semiconductor structure may be 3 to 9 times the surface roughness (RMS: root mean square) of the plurality of irregularities.
상기 반도체 구조물의 두께는 상기 요철의 폭의 2.5배 내지 7배일 수 있다.The thickness of the semiconductor structure may be 2.5 to 7 times the width of the irregularities.
상기 제 2 도전형 반도체층은 상기 제 1 도전형 반도체층에 비해 상기 기판에 인접하며, 상기 기판은 상기 제 1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결될 수 있다.The second conductivity type semiconductor layer may be adjacent to the substrate as compared with the first conductivity type semiconductor layer, and the substrate may be electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer.
상기 반도체 구조물과 상기 기판 사이에 배치되며, 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 제 1 도전층을 더 포함할 수 있다.The semiconductor device may further include a first conductive layer disposed between the semiconductor structure and the substrate and electrically connecting the first conductive semiconductor layer and the substrate.
상기 제 2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 도전층, 상기 제 2 도전층 상에 배치되는 전극패드 및 상기 제 1 도전층과 상기 기판 사이에 배치되는 접합층을 더 포함할 수 있다.The display device may further include a second conductive layer electrically connected to the second conductive semiconductor layer, an electrode pad disposed on the second conductive layer, and a bonding layer disposed between the first conductive layer and the substrate.
상기 반도체 구조물과 상기 제 2 도전층 사이에 배치되는 제 1 절연층 및 상기 제 2 도전층과 상기 제 1 도전층 사이에 배치되는 제 2 절연층;을 포함할 수 있다.And a first insulating layer disposed between the semiconductor structure and the second conductive layer, and a second insulating layer disposed between the second conductive layer and the first conductive layer.
상기 반도체 구조물의 두께는 상기 기판의 두께의 0.02 내지 0.05배일 수 있다.The thickness of the semiconductor structure may be 0.02 to 0.05 times the thickness of the substrate.
상기 기판의 두께는 상기 요철의 표면 거칠기의 100배 내지 300배일 수 있다.The thickness of the substrate may be 100 times to 300 times the surface roughness of the unevenness.
상기 기판의 두께는 상기 요철의 폭의 80배 내지 240배일 수 있다.The thickness of the substrate may be 80 times to 240 times the width of the unevenness.
상기 복수의 요철의 표면 거칠기는 0.4μm 내지 0.8 μm일 수 있다.The surface roughness of the plurality of irregularities may be 0.4 μm to 0.8 μm.
상기 요철의 Al 조성은 상기 활성층의 Al 조성의 1.1배 내지 1.8배일 수 있다.The Al composition of the unevenness may be 1.1 to 1.8 times the Al composition of the active layer.
실시 예에 따르면 수직형 자외선 발광소자를 제조할 수 있다.According to the embodiment it is possible to manufacture a vertical ultraviolet light emitting device.
또한, 자외선 발광소자의 결정성을 향상시킬 수 있다.In addition, the crystallinity of the ultraviolet light emitting device can be improved.
또한, 광 출력을 향상시킬 수 있다.In addition, the light output can be improved.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more readily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 단면도이고,
도 2는 도 1에서 B 부분의 확대도이고,
도 3은 도 2에서 C 부분의 확대도이고,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자에서 파장에 따른 요철의 크기 변화를 나타내는 이미지이고,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 조성을 나타내는 그래프이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지의 개념도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지의 평면도이고,
도 8a 내지 도 8m은 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a portion B in FIG. 1,
3 is an enlarged view of a portion C in FIG. 2,
4A to 4C are images illustrating changes in size of irregularities according to wavelengths in a semiconductor device according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a graph showing the composition of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
6 is a conceptual diagram of a semiconductor device package according to an embodiment of the present disclosure;
7 is a plan view of a semiconductor device package according to an embodiment of the present disclosure;
8A to 8M are flowcharts illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제 2, 제 1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성요소도 제 2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers, such as second and first, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or corresponding components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 단면도이고, 도 2는 도 3에서 B 부분의 확대도이고, 도 3은 도 2에서 C 부분의 확대도이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자에서 파장에 따른 요철의 크기 변화를 나타내는 이미지이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 조성을 나타내는 그래프이다.1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the inventive concept, FIG. 2 is an enlarged view of a portion B in FIG. 3, FIG. 3 is an enlarged view of a portion C in FIG. 2, and FIGS. In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the image showing the size change of the unevenness according to the wavelength, and FIG.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 반도체 소자(10)는 제 1 도전형 반도체층(121), 제 2 도전형 반도체층(123), 활성층(122)을 포함하는 반도체 구조물(120)과, 제 1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결되는 제 1 전극(141)과, 제 2 도전형 반도체층(123)과 전기적으로 연결되는 제 2 전극(143), 제 1 전극(141)과 전기적으로 연결되는 제 1 도전층(165), 제 2 전극(143)과 전기적으로 연결되는 제 2 도전층(146), 제 1 도전층(165) 하부에 배치되는 접합층(160) 및 접합층(160) 하부에 배치되는 기판(170)을 포함할 수 있다.1 to 5, the
실시 예에 따른 반도체 구조물(120)은 자외선 파장대의 광을 출력할 수 있다. 예시적으로 반도체 구조물(120)은 근자외선 파장대의 광(UV-A)을 출력할 수도 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)을 출력할 수 도 있고, 심자외선 파장대의 광(UV-C)을 방출할 수 있다. 자외선 파장대는 반도체 구조물(120)의 Al의 조성비에 의해 결정될 수 있다.The
예시적으로, 근자외선 파장대의 광(UV-A)는 320nm 내지 420nm 범위의 파장을 가질 수 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)은 280nm 내지 320nm 범위의 파장을 가질 수 있으며, 심자외선 파장대의 광(UV-C)은 100nm 내지 280nm 범위의 파장을 가질 수 있다.For example, the light (UV-A) in the near ultraviolet wavelength band may have a wavelength in the range of 320 nm to 420 nm, the light in the far ultraviolet wavelength band (UV-B) may have a wavelength in the range of 280 nm to 320 nm, and deep ultraviolet light Light in the wavelength band (UV-C) may have a wavelength in the range of 100nm to 280nm.
먼저, 반도체 구조물(120)은 제 1 도전형 반도체층(121), 활성층(122) 및 제 2 도전형 반도체층(123)을 포함하고, 제 2 도전형 반도체층(123) 및 활성층(122)을 관통하여 제 1 도전형 반도체층(121)의 일부 영역까지 노출하는 리세스(128) 및 단차부(129)를 포함할 수 있다.First, the
반도체 구조물(120)의 Al 조성이 높아지면 반도체 구조물(120) 내에서 전류 확산 특성이 저하될 수 있다. 또한, 활성층(122)은 GaN 기반의 청색 발광 소자에 비하여 측면으로 방출하는 광량이 증가하게 된다(TM 모드). 이러한 TM모드는 자외선 반도체 소자에서 발생할 수 있다.여기서, 반도체 구조물(120)의 두께(T1)는 2.5 μm 내지 3.5μm로 구성될 수 있다.When the Al composition of the
제 1 도전형 반도체층(121), 활성층(122) 및 제 2 도전형 반도체층(123)은 제 2 방향(Y 방향)으로 배치될 수 있다. 이하에서는 각 층의 두께 방향인 제 2 방향(Y 방향)을 수직 방향으로 정의하고, 제 2 방향(Y 방향)과 수직한 제 1 방향(X 방향)을 수평방향으로 정의하고, 제 3 방향(Z 방향)은 제 1 방향(X 방향)과 제 2 방향(Y 방향)에 수직한 방향으로 정의한다.The first
제 1 도전형 반도체층(121)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 1 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(121)은 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제 1 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제 1 도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제 1 도펀트가 도핑된 제 1 도전형 반도체층(121)은 n형 반도체층일 수 있다.The first
활성층(122)은 제 1 도전형 반도체층(121)과 제 2 도전형 반도체층(123) 사이에 배치될 수 있다. 활성층(122)은 제 1 도전형 반도체층(121)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제 2 도전형 반도체층(123)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(122)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 자외선 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.The
특히, 활성층(122)은 알루미늄(Al)을 포함하고, Al의 조성은 원하는 자외선 파장대에 따라 조절될 수 있으며, 이를 통해 활성층(122)은 UV-C 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.In particular, the
한편, 도 5를 참조하면, 활성층(122)의 Al 조성은 대략 45% 내지 55%일 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 5, the Al composition of the
여기서, 도 5는 TEM (transmission electron microscope) 또는 SEM(Scanningelectron microscope) 등으로 반도체 소자의 미세 구조를 관측하여, 상기 미세 구조에서 각 상에 따라 서로 색이 다른 영역, 결정립, 계면 등의 원소 조성비를 에너지 분산 분광 분석법 (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, EDS)으로 측정하여 실시 예에 따른 반도체 소자의 원소 조성을 분석할 수 있다.Here, FIG. 5 illustrates a microstructure of a semiconductor device by using a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM), and the like to determine element composition ratios of regions, crystal grains, interfaces, etc., which are different in color from each phase in the microstructure. The elemental composition of the semiconductor device according to the embodiment may be analyzed by measuring by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS).
한편, 도 5에서 제 1 구간(A1)은 요철(R)에 대응되는 구간일 수 있고, 제 2 구간(A2)은 제 1 도전형 반도체층(121)에 대응되는 구간일 수 있고, 제 3 구간(A3)은 활성층(122)에 대응되는 구간일 수 있고, 제 4 구간(A4)은 제 2 도전형 반도체층(123)에 대응되는 구간일 수 있다.Meanwhile, in FIG. 5, the first section A1 may be a section corresponding to the unevenness R, the second section A2 may be a section corresponding to the first
또한, 제 2 구간(A2)과 제 3 구간(A3)의 계면에는 제 1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결되는 제 1 전극(141)에 대응되는 제 2-1 구간(A2-1)이 배치될 수 있다.In addition, at the interface between the second section A2 and the third section A3, a second-first section A2-1 corresponding to the
활성층(122)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(122)의 구조는 이에 한정하지 않는다.제 2 도전형 반도체층(123)은 활성층(122) 상에 배치되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 도전형 반도체층(123)에 제 2 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 2 도전형 반도체층(123)은 Inx5Aly2Ga1-x5-y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2도펀트가 도핑된 제2도전형 반도체층(126)은 p형 반도체층일 수 있다.The
추가적으로, 활성층(122)과 제 2 도전형 반도체층(123) 사이에는 전자 차단층(미도시됨)이 배치될 수 있다. 전자 차단층(미도시됨)은 제 1 도전형 반도체층(121)에서 공급된 전자가 제 2 도전형 반도체층(123)으로 빠져나가는 흐름을 차단하여, 활성층(122) 내에서 전자와 정공이 재결합할 확률을 높일 수 있다. 전자 차단층(미도시됨)의 에너지 밴드갭은 활성층(122) 및/또는 제 2 도전형 반도체층(123)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다.In addition, an electron blocking layer (not shown) may be disposed between the
한편, 반도체 구조물(120)의 상면에는 요철(R)이 형성될 수 있다. 즉, 제 1 도전형 반도체층(121)의 상면에는 요철(R)이 형성될 수 있다.Meanwhile, irregularities R may be formed on the upper surface of the
요철(R)은 제 1 도전형 반도체층(121)의 상면이 표면 거칠기를 갖도록 배치될 수 있다.The unevenness R may be disposed so that the top surface of the first conductivity
요철(R)의 평균 거칠기는 제 1 도전형 반도체층(121)의 상면에 형성된 요철의 높이차를 계산한 값일 수 있다. 평균 거칠기는 원자 현미경(AFM)으로 측정한 RMS(Root-Mean-Square) 값일 수 있다.The average roughness of the unevenness R may be a value obtained by calculating a height difference of the unevenness formed on the upper surface of the first conductivity
요철(R)의 두께(T2)는 제 1 도전형 반도체층(121)의 상면에서 저점과 고점의 높이 차일 수 있다.한편, 제 1 도전형 반도체층(121) 상면의 표면 거칠기는 RMS(Root Mean Square)로 측정될 수 있다.The thickness T2 of the unevenness R may be a difference between the heights of the low point and the high point on the upper surface of the first conductivity
여기서, 요철(R)의 표면 거칠기는 요철(R)의 두께(T2)로 정의될 수 있으며 0.4μm 내지 0.8μm로 구성될 수 있다.Here, the surface roughness of the irregularities R may be defined by the thickness T2 of the irregularities R and may be 0.4 μm to 0.8 μm.
즉, 반도체 구조물(120)의 두께(T1)는 요철(R)의 두께(T2)의 3배 내지 9배로 구성될 수 있다.That is, the thickness T1 of the
여기서, 반도체 구조물(120)의 두께(T1)가 요철(R)의 두께(T2)의 3배 미만인 경우 요철(R)이 필요이상으로 커짐에 따라 제 1 도전형 반도체층(121)으로 추출되는 광의 난반사 확률이 낮아져 자외선 파장의 광추출 효율을 기대하기 어려우며, 반대로 반도체 구조물(120)의 두께(T1)가 요철(R)의 두께(T2)의 9배 이상인 경우 요철(R)이 미세하여 요철(R)에 의한 광추출 효율을 기대하기 어려울 수 있다.Here, when the thickness T1 of the
또한, 요철(R)의 폭(cone size, W1)은 0.5μm 내지 1μm로 구성될 수 있다.In addition, the width (cone size, W1) of the unevenness (R) may be composed of 0.5μm to 1μm.
즉, 반도체 구조물(120)의 두께(T1)는 요철(R)의 폭(W1)의 2.5배 내지 7배로 구성될 수 있다.That is, the thickness T1 of the
여기서, 반도체 구조물(120)의 두께(T1)가 요철(R)의 폭(W1)의 2.5배 미만인 경우 요철(R)이 필요이상으로 커짐에 따라 제 1 도전형 반도체층(121)으로 추출되는 광의 난반사 확률이 낮아져 자외선 파장의 광추출 효율을 기대하기 어려우며, 반대로 반도체 구조물(120)의 두께(T1)가 요철(R)의 폭(W1)의 7배 이상인 경우 요철(R)이 미세하여 요철(R)에 의한 광추출 효율을 기대하기 어려울 수 있다.Here, when the thickness T1 of the
여기서, 상술한 바와 같이, 반도체 구조물(120)의 활성층(122)에서 자외선 파장 대역의 광을 발생할 수 있으므로, 요철(R)의 폭(W1)은 자외선 파장 대역의 대략 2배로 설정될 수 있다. 바람직하게는 요철(R)의 폭(W1)은 자외선 파장 대역의 1.5배 내지 2.5배로 설정될 수 있다.Here, as described above, since the light of the ultraviolet wavelength band may be generated in the
한편, 도 5를 참조하면, 요철(R)의 Al 조성은 대략 60% 내지 80%일 수 있다. 즉, 요철(R)의 Al 조성은 활성층(122)의 Al 조성의 1.1배 내지 1.8배일 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 5, the Al composition of the unevenness R may be about 60% to 80%. That is, the Al composition of the irregularities R may be 1.1 to 1.8 times the Al composition of the
여기서, 요철(R)의 Al 조성이 활성층(122)의 Al 조성의 1.1배 미만이면 요철(R)의 Al 조성을 조절하는 효과를 기대하기 어려우며, 요철(R)의 Al 조성이 활성층(122)의 Al 조성의 1.8배를 초과하면 Al 조성 증가에 따라 필요 이상으로 전류 확산 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.Here, when the Al composition of the unevenness R is less than 1.1 times the Al composition of the
제 1 도전형 반도체층(121)의 Al 조성을 활성층(122)의 Al 조성 보다 증가시키고, 요철(R)의 Al 조성을 제 1 도전형 반도체층(121)의 Al 조성 및 활성층(122)의 Al 조성 보다 증가시켜, 반도체 구조물(120)의 하부에서 전달되는 격자 결함의 진행 방향이 요철(R)의 계면에서 바뀔 수 있다. 복수의 격자 결함이 계면에서 서로 병합되면서 반도체 구조물(120)의 상부로 진행하는 격자 결함이 줄어들 수 있다. 따라서, 활성층(122) 위에 성장하는 에피층의 격자결함을 줄이고 결정성이 향상될 수 있다.The Al composition of the first
또한, 요철(R)의 Al 조성을 선택적으로 증가시켜, 요철(R)과 패시베이션층(180)의 계면 사이 또는 요철(R)과 공기층의 계면 사이의 굴절률 차이를 줄여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, by selectively increasing the Al composition of the uneven (R), it is possible to improve the light extraction efficiency by reducing the difference in refractive index between the interface between the uneven (R) and the
여기서, 도 4a, 도 4b, 도 4c를 참조하면, 동일 영역에서의 요철의 크기 변화를 확인 할 수 있으며, 도 4a, 도 4b, 도 4c의 구조에 따라 발생하는 광의 파장은 도 4a, 도 4b, 도 4c순으로 광의 파장이 감소함을 확인할 수 있다.Here, referring to FIGS. 4A, 4B, and 4C, it is possible to confirm the change in the size of the unevenness in the same region, and the wavelength of the light generated according to the structure of FIGS. 4A, 4B, and 4C is 4A, 4B. In FIG. 4C, the wavelength of light decreases.
상술한 바와 같이, 반도체 구조물(120)의 Al 조성에 따라 반도체 구조물(120) 내에서 전류 확산 특성이 저하되고 활성층(122)에서 측면으로 방출하는 광량이 증가하게 되는 TM 모드가 수행될 수 있다.As described above, according to the Al composition of the
이러한 TM모드에서 활성층(122)에서 생성된 광은 요철(R)의 형상에 따라 요철(R)과 패시베이션층(180)의 계면에서 난반사률 또는 전반사률이 감소되어 광손실을 줄일 수 있다. 이에 따라, 반도체 소자(10)는 광 추출 효율이 향상될 수 있다.In the TM mode, the light generated in the
즉, 요철(R)의 삼각형(cone)의 패턴으로 배치되며, 요철(R)의 폭(W1)이 자외선 파장 대역의 대략 2배로 설정되어, 요철(R)의 광흡수로 인한 광손실을 줄일 수 있다. 이에 따라, 반도체 소자(10)는 광 추출 효율이 향상될 수 있다.That is, arranged in a pattern of triangles (cone) of the irregularities (R), the width (W1) of the irregularities (R) is set to approximately twice the ultraviolet wavelength band, to reduce the light loss due to light absorption of the irregularities (R) Can be. Accordingly, the light extraction efficiency of the
한편, 요철(R)은 습식 식각 방식으로 구성될 수 있으며, KOH, NaOH, H2SO4 및 H2PO4중 어느 하나의 물질을 이용한 습식 식각으로 수행될 수 있다. 물론, 이외에 전자빔 조사 방식을 사용하거나, 진공 또는 비활성 분위기에서 열처리 공정, IR 조사, UV 조사 중 적어도 하나의 방식을 통해 구성될 수 있다.Meanwhile, the unevenness R may be configured by a wet etching method, and may be performed by wet etching using any one material of KOH, NaOH, H 2 SO 4, and H 2 PO 4 . Of course, in addition to using an electron beam irradiation method, it may be configured through at least one of the heat treatment process, IR irradiation, UV irradiation in a vacuum or inert atmosphere.
여기서, 습식 식각의 특성상 요철(R) 구조는 정규적으로 형성되지 않으며 습식 시간의 증가에 따라 일정 크기의 콘에서 다시 작은 콘이 분화되어 나타나는 형상을 보일 수 있으므로, 요철(R)의 폭(W1)은 전체 콘 형상의 평균 값일 수 있다.Here, the concave-convex (R) structure is not formed regularly due to the characteristics of the wet etching, and as the wet time increases, a small cone may be differentiated from the cone of a predetermined size, and thus, the width (W 1) of the concave-convex (R). May be an average value of the entire cone shape.
전자 차단층(미도시됨)은 Inx1Aly1Ga1 -x1- y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 전자 차단층(미도시됨)은 Al 조성이 높은 제 1층(미도시됨)과 Al 조성이 낮은 제 2층(미도시됨)이 교대로 배치될 수 있다.An electron blocking layer (not shown) is a semiconductor material having a composition formula of In x1 Al y1 Ga 1 -x1- y1 N (0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1 + y1≤1), for example For example, it may be selected from AlGaN, InGaN, InAlGaN and the like, but is not limited thereto. The electron blocking layer (not shown) may alternately include a first layer having a high Al composition (not shown) and a second layer having a low Al composition (not shown).
리세스(128)는 제 2 도전형 반도체층(123) 및 활성층(122)을 관통하여 제 1 도전형 반도체층(121)의 일부 영역까지 배치될 수 있다.The
리세스(128)는 반도체 구조물(120) 내에서 복수 개일 수 있으며, 소정의 간격으로 이격 배치될 수 있다. 예컨대, 반도체 구조물(120)이 높은 밴드갭 에너지를 갖는 경우 반도체 구조물(120)의 전류 분산 특성이 저하될 수 있으나, 리세스(128)는 반도체 구조물(120) 내에서 전류 분산 및 전류 주입 특성이 개선되도록 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 반도체 소자(10)에서 리세스(128)는 반도체 구조물(120)의 전류 분산 특성을 개선하고 발광 영역을 증가시킬 수 있다.The plurality of
또한, 단차부(129)는 리세스(128)와 같이 반도체 구조물(120)의 측면을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 이에, 단차부(129)는 반도체 구조물(120)의 측면과 수평 방향(X 방향)으로 이격 배치되고, 측면을 따라 연속적으로 배치된 적어도 하나의 경사면을 가질 수 있다. 그리고 단차부(129)는 반도체 구조물(120) 내의 복수 개의 리세스(128)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 즉, 단차부(129)는 반도체 구조물(120) 내에서 평면(XZ 면) 상으로 폐루프(closed-loop)를 이루어, 단차부(129)가 활성층(122)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 패시베이션층(180)과 접하는 반도체 구조물(120)의 측면과 활성층(122) 사이의 이격 거리가 증가하여, 패시베이션층(180)이 박리 등이 되더라도 외부로부터 오염 물질, 습기 등이 활성층(122)에 도달하기 어려워질 수 있다. 이와 같이, 단차부(129)는 오염 물질, 습기에 의해 활성층(122)이 산화되는 것을 방지하여, 광 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.In addition, the stepped
제 1 절연층(131)은 반도체 구조물(120) 하부에 배치되고, 리세스(128)와 단차부(129) 하부에 배치될 수 있다. 제 1 절연층(131)은 반도체 구조물(120)의 측벽에서 제 1 도전형 반도체층(121), 제 2 도전형 반도체층(123) 사이를 전기적으로 절연하고, 제 1 전극(141)을 활성층(122) 및 제 2 도전형 반도체층(123)과 전기적으로 절연할 수 있다. 그리고 제 1 절연층(131)은 절연 재질의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 1 절연층(131)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. The first insulating
또한, 제 1 절연층(131)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 제 1 절연층(131)은 다층으로 이루어져 인접한 층 사이에 계면이 형성될 수 있다. 이에, 제 1 절연층(131)은 결함에 의해 습기, 오염 물질 등이 제 1 절연층(131)을 통해 반도체 구조물(120) 내부로 퍼져나가는 것을 감소시킬 수 있다.In addition, the first insulating
또한, 제 1 절연층(131)은 Si 산화물 또는 Ti 화합물을 포함하는 다층 구조의 DBR(distributed Bragg reflector)일 수 있다. 다만, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니며, 제 1 절연층(131)은 다양한 반사 구조를 포함할 수 있다. 이로써, 제 1 절연층(131)은 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the first insulating
제 1 전극(141)은 반도체 구조물(120) 하부 및 리세스(128) 내에 배치될 수 있다. 이로써, 제 1 전극(141)은 리세스(128)에 의해 노출된 제 1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 제 1 전극(141)은 제 1 도전형 반도체층(121)과 오믹 접촉할 수 있으므로, 오믹 전극일 수 있다. 예컨대, 제 1 전극(141)은 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), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다. 또한, 제 1 전극(141)은 금속 재질의 복수의 층으로 이루어질 수 있다.The
여기서, 도 5를 참조하면, 제 1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결되는 제 1 전극(141) 사이에서는 Al 농도가 감소하고, 상대적으로 Ga 농도가 증가함을 확인할 수 있다. 즉, 제 1 도전형 반도체층(121)과 제 1 전극(141) 사이 전기적 저항이 감소할 수 있다.Here, referring to FIG. 5, the Al concentration decreases and the Ga concentration increases relatively between the first
제 2 전극(143)은 반도체 구조물(120) 하부 및 제 2 도전형 반도체층(123) 하부에 배치될 수 있다. 이에, 제 2 전극(143)은 제 2 도전형 반도체층(123)과 전기적으로 연결될 수 있다. The
구체적으로, 제 2 전극(143)은 제 2 도전형 반도체층(123)과 접하고, 제 1 절연층(131) 하부로 연장되어 제 1 절연층(131)을 일부 덮을 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제 2 전극(143)은 제 2 도전형 반도체층(123)과 접촉하는 면적이 최대가 되어 전류 주입 면적을 증가하여 광 추출 효율을 개선할 수 있다.In detail, the
또한, 제 2 전극(143)은 제 2 도전형 반도체층(123)과 오믹 접촉하는 오믹 전극일 수 있다. 예컨대, 제 2 전극(143)은 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), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되는 않는다. 예컨대, 제 2 전극(143)은 ITO일 수 있다.In addition, the
제 2 반사층(145)은 제 2 전극(143) 하부에 배치되어 제 2 전극(143)과 전기적으로 연결되고, 활성층(122)에서 생성된 광을 반도체 구조물(120) 상부로 반사할 수 있다. 또한, 제 2 전극(143)은 제 2 도전층(146)에 의해 일부 덮일 수 있고, 제 2 도전층(146)과 전기적으로 연결될 수 있다.The second
제 2 반사층(145)은 도전성이면서 반사 기능을 갖는 재질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, Ag, Rh 중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다. 그리고 제 2 반사층(145)은 알루미늄을 포함할 수 있으나, 이 경우 스텝 커버리지가 상대적으로 좋지 않아 제 2 전극(143)의 일부만 덮을 수 있다. 다만, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다.The second
제 2 도전층(146)은 제 2 반사층(145) 하부에 배치되어, 제 2 반사층(145) 및 제 2 전극(143)을 일부 덮을 수 있다. 이에 따라, 전극패드(166), 제 2 도전층(146), 제 2 반사층(145) 및 제 2 전극(143)은 하나의 전기적 채널을 형성할 수 있다.The second
제 2 도전층(146)은 제 2 반사층(145)을 감싸도록 배치될 수 있으며, 제 2 반사층(145), 제 2 전극(143) 및 제 1 절연층(131) 하부에 배치될 수 있다. 제 2 도전층(146)은 제 1 절연층(131)과 접착력이 좋은 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, Cr, Ti, Ni, Au 등의 물질로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단일층 혹은 복수의 층으로 이루어질 수 있다.The second
제 2 도전층(146)은 제 1 절연층(131)과 제 2 절연층(132) 사이에 배치될 수 있으며, 외부 습기 또는 오염 물질의 침투로부터 제 1 절연층(131) 및 제 2 절연층(132)에 의해 보호될 수 있다. 또한, 제 2 도전층(146)은 반도체 소자(10)의 내부에 배치되며, 반도체 소자(10)의 최외면에 노출되지 않도록 제 2 절연층(132)에 의해 감싸질 수 있다.The second
제 2 절연층(132)은 제 2 전극(143), 제 2 반사층(145) 및 제 2 도전층(146)을 제 1 도전층(165)과 전기적으로 절연시킬 수 있다. 제 1 도전층(165)은 제 2 절연층(132)을 관통하여 제 1 전극(141)과 전기적으로 연결될 수 있다.The second
제 2 절연층(132)과 제 1 절연층(131)은 서로 동일한 물질일 수 있으며, SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 다만, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니며, 제 2 절연층(132)은 제 1 절연층(131)과 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다.The second
또한, 실시 예에 따르면, 제 1 전극(141)과 제 2 전극(143) 사이에서 제 2 절연층(132)이 제 1 절연층(131) 상에 배치되므로, 제 2 절연층(132)에 결함이 발생한 경우에 제 1 절연층(131)이 2차적으로 외부의 습기 및/또는 기타 오염 물질의 침투를 방지할 수 있다. 예시적으로, 제 1 절연층(131)과 제 2 절연층(132)이 하나의 층으로 구성된 경우, 크랙과 같은 결함이 두께 방향으로 쉽게 전파될 수 있다. 따라서, 외부로 노출된 결함을 통해 외부의 습기나 오염 물질이 반도체 구조물(120)로 침투할 수 있다. In addition, according to the embodiment, since the second insulating
그러나, 실시 예에 따르면, 제 1 절연층(131) 상에 별도의 제 2 절연층(132)이 배치되므로 제 1 절연층(131)에 형성된 결함이 제 2 절연층(132)으로 전파되기 어렵다. 즉, 제 1 절연층(131)과 제 2 절연층(132) 사이의 계면이 결함의 전파를 차폐하는 역할을 수행할 수 있다.However, according to the embodiment, since a separate second
제 1 반사층(147)은 제 2 절연층(132) 하부에 배치되고, 제 2 절연층(132)을 관통하여 제 1 전극(141) 하부에 배치되어 제 1 전극(141)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 제 1 반사층(147)은 도전성이면서 반사 기능을 갖는 재질을 포함하므로, 활성층(122)에서 생성된 광을 반도체 구조물(120) 상부로 반사할 수 있다. The first
제 1 반사층(147)은 예를 들어, Ag, Rh 중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다. 제 1 반사층(147)은 제 1 전극(141)의 하부를 일부 덮고, 제 2 절연층(132) 하부를 덮도록 연장될 수 있다.The first
제 1 도전층(165)은 제 2 절연층(132)과 제 1 반사층(147) 하부에 배치될 수 있다. 제 1 도전층(165)은 전술한 바와 같이 제 2 절연층(132)을 관통하여 제 1 전극(141)과 전기적으로 연결되고, 하부의 기판(170)과도 전기적으로 연결될 수 있다. 이에, 제 1 도전층(165)은 제 1 전극(141) 및 기판(170)과 전기적 채널을 형성할 수 있다. 제 1 도전층(165)은 Cr, Ti, Ni, Au 등의 물질로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단일층 혹은 복수의 층으로 이루어질 수 있다.The first
제 1 도전층(165)은 반도체 소자(10) 내에서 전체적으로 형성될 수 있다. 제 1 도전층(165)은 제 1 영역(S1)과 제 2 영역(S2)으로 분리될 수 있으며, 제 1 영역(S1)은 반도체 구조물(120)과 제 1 도전층(165)이 수직 방향(Y 방향)으로 중첩되는 영역이고, 제 2 영역(S2)은 제 1 영역(S1) 이외의 영역으로 반도체 구조물(120)과 제 1 도전층(165)이 수직 방향(Y 방향)으로 중첩되지 않는 영역이다. 이에 대해서는 도 4에서 자세히 설명한다.The first
금속층(150)은 제 1 도전층(165)과 반도체 구조물(120) 사이에 배치될 수 있다. 실시예에 따른 반도체 소자(10)에서 금속층(150)은 제 1 도전층(165) 상에, 제 2 절연층(132)과 제 2 도전층(146) 사이 및 제 2 도전층(146)과 제 1 절연층(131) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.The
이하에서는 금속층(150)이 제 1 도전층(165)과 제 2 절연층(132) 사이에 배치되는 것을 기준으로 설명한다. 금속층(150)은 제 1 도전층(165)과 제 2 절연층(132) 사이에 배치되며, 전극패드(166)와 수직 방향(Y 방향)으로 중첩되도록 배치될 수 있다.Hereinafter, the
금속층(150)은 접합층(160)의 계면(IS)의 공극으로 계면(IS) 상부의 전극패드(166) 등이 필 오프(peel off)되는 것을 방지하여, 반도체 소자(10)의 신뢰성을 개선할 수 있다.The
구체적으로, 반도체 구조물(120)이 외곽면에서 단차부(129)를 가짐으로써, 반도체 구조물(120)의 하부에 배치되는 제 1 절연층(131), 제 2 도전층(146) 및 제 2 절연층(132)은 단차부(129)에 대응하여 형성된 경사면(I1, I2, I3)을 가질 수 있다.In detail, the
예컨대, 제 1 절연층(131)은 상면에 제 1 경사면(I1)을 갖고, 제 2 도전층(146)은 상면에 제 2 경사면(I2)을 가지며, 제 2 절연층(132)은 상면에 제 3 경사면(I3)을 가질 수 있다.For example, the first insulating
제 1 경사면(I1), 제 2 경사면(I2) 및 제 3 경사면(I3)은 단차부(129)에서 반도체 소자(10) 외측 방향에 배치될 수 있다. 그리고 제 1 경사면(I1), 제 2 경사면(I2) 및 제 3 경사면(I3)의 높이 차(h1, h2, h3)는 단차부(129)의 높이 차와 동일할 수 있다. 이에 따라, 접합층(160)이 기판(170)과 접착하는 경우에 제 1 접합층(160a)의 상면이 상기 경사면과 같은 동일한 경사를 가지게 되므로, 제 1 접합층(160a)과 제 2 접합층(160b)의 결합으로 이루어지는 접합층(160)은 제 1,2 접합층(160a, 160b)의 계면(IS)에서 경사에 따른 높이 차로 인해 공극이 형성될 수 있다. 이 때, 공극은 접합층(160) 내 계면(IS)에서 다양한 형상과 크기로 배치될 수 있다. 또한, 공극은 접합층(160)의 상부에 위치하는 복수 개의 층(제 1 도전층(165), 제 2 절연층(132), 제 2 도전층(146), 전극패드(166) 등)과 접합층(160)과 결합력을 저하할 수 있다. 이에, 상부에 위치하는 복수 개의 층에 압력 등이 가해지는 경우, 복수 개의 층이 벗겨지는 필 오프(peel ff) 문제를 야기할 수 있다. 이에, 반도체 소자는 신뢰성을 저하될 수 있다. 하지만, 앞서 설명한 바와 같이 금속층(150)은 제 1 금속층(150)과 반도체 구조물(120) 사이 및 접합층(160) 상부에 배치되어 접합층(160) 내에서 계면(IS)의 높이 차를 보상할 수 있다. 이로 인해, 금속층(150)은 계면(IS)에서 공극이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 결과적으로 전극패드(166)가 박리되는 현상을 방지할 수 있다.The first inclined plane I1, the second inclined plane I2, and the third inclined plane I3 may be disposed in the stepped
또한, 금속층(150)은 금속 재질을 포함할 수 있으며, 예컨대, Au, Rb, Ag 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the
전극패드(166)는 전술한 바와 같이 제 1 절연층(131)을 관통하여 제 2 도전층(146) 상에 배치되고, 제 2 도전층(146) 및 제 2 반사층(145), 제 2 전극(143)과 전기적 채널을 형성하여 제 2 도전형 반도체층(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.As described above, the
전극패드(166)는 단층 또는 다층구조를 가질 수 있으며, 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 은(Ag) 및 금(Au)를 포함할 수 있다. 예시적으로 전극패드(166)는 Ti/Ni/Ti/Ni/Ti/Au의 구조를 가질 수 있다.The
접합층(160)은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예시적으로 접합층(160)은 금, 주석, 인듐, 알루미늄, 실리콘, 은, 니켈, 및 구리로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 접합층(160)은 전술한 바와 같이 제 1 접합층(160a), 제 2 접합층(160b)을 포함할 수 있고, 제 1 접합층(160a)은 접합층(160)에서 상부에 배치되어 제 2 절연층(132)과 접하고, 제 2 접합층(160b)은 하부에 배치되어 기판(170)과 접할 수 있다.The
기판(170)은 접합층(160) 하부에 배치되고, 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 기판(170)은 금속 또는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 기판(170)은 전기 전도도 및/또는 열 전도도가 우수한 금속일 수 있다. 이 경우 기판(170)은 반도체 소자(10)가 동작하면서 발생하는 열을 신속이 외부로 방출할 수 있다. 또한 상기 기판(170)이 도전성 물질로 구성되는 경우, 제 1 전극(141)은 기판(170)을 통해 외부에서 전류를 공급받을 수 있다.The
한편, 기판(170)의 두께(T3)는 80μm 내지 120μm로 구성될 수 있다.Meanwhile, the thickness T3 of the
기판(170)의 하면에는 회로 기판에 본딩되기 위한 본딩층(171)이 배치될 수 있다. 여기서, 본딩층(171)의 두께는 8μm 내지 12μm일 수 있다. 다만 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.A
반도체 구조물(120)의 두께(T1)는 기판(170)의 두께(T3)의 0.02배 내지 0.05배로 구성될 수 있다.The thickness T1 of the
즉, 기판(170)의 두께(T3)는 반도체 구조물(120)의 두께(T1)의 대략 20배 내지 50배일 수 있다.That is, the thickness T3 of the
즉, 상술한 바와 같이 반도체 구조물(120)에서 출사하는 광의 파장이 작아짐에 따라 반도체 구조물(120)의 두께(T1), 요철(R)의 두께(T2), 요철(R)의 폭(W1)이 작아지고, 이에 따라 기판(170)의 두께(T3)는 작아질 수 있다.That is, as described above, as the wavelength of the light emitted from the
이를 통해 필요 이상으로 기판(170)의 두께(T3)가 클 필요가 없어, 반도체 소자(10)의 박형화가 가능하다. 또한, 반도체 구조물(120)에서 출사하는 광의 파장에 따라 요철(R)이 작아짐으로써 전극으로 기능하는 기판(170)의 두께(T3)를 줄이더라도 전극의 배선 저항이 종래의 발광 영역의 큰 요철 위에 형성된 것과 비교하여 동등하거나 개선된 특성을 가질 수 있다.As a result, the thickness T3 of the
한편, 기판(170)의 두께(T3)가 반도체 구조물(120)의 두께(T1)의 20배 미만인 경우 기판(170)이 반도체 구조물(120)을 충분히 지지할 수 없어 신뢰성의 문제가 있을 수 있다. 또한, 기판(170)의 두께(T3)가 반도체 구조물(120)의 두께(T1)의 50배 초과인 경우 필요 이상으로 기판(170)의 두께가 두꺼워 기판(170) 가공 시 어려움이 발생할 수 있으며 기판(170) 가공에 따라 기판(170) 상의 소자가 열화되는 문제를 야기할 수 있다.On the other hand, when the thickness T3 of the
또한, 기판(170)의 두께(T3)는 요철(R)의 두께(T2)의 100배 내지 300배로 구성될 수 있다.In addition, the thickness T3 of the
또한, 기판(170)의 두께(T3)는 요철(R)의 폭(W1)의 80배 내지 240배로 구성될 수 있다.In addition, the thickness T3 of the
패시베이션층(180)은 반도체 소자(10)의 외면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 패시베이션층(180)은 반도체 구조물(120), 제 1 절연층(131) 및 전극패드(166) 상면에 배치될 수 있으며, 전극패드(166) 일부를 노출하도록 배치될 수 있다. 이에, 전극패드(166)는 와이어 본딩 등을 통해 외부와 전기적으로 연결될 수 있다.The
패시베이션층(180)은 두께가 200㎚ 이상 내지 500㎚ 이하일 수 있다. 200㎚이상일 경우, 소자를 외부의 수분이나 이물질로부터 보호하여 소자의 전기적, 광학적 신뢰성을 개선할 수 있고, 500㎚ 이하일 경우 반도체 소자(10)에 인가되는 스트레스를 줄일 수 있고, 상기 반도체 소자(10)의 광학적, 전기적 신뢰성이 저하되거나 반도체 소자(10)의 공정 시간이 길어짐에 따라 반도체 소자(10)의 단가가 높아지는 문제점을 개선할 수 있다.The
도 7는 실시예에 따른 반도체 구조물, 제 1 도전층 및 제 2 도전층을 도시한 평면도이고, 도 8은 실시예에 따른 반도체 구조물, 금속층, 제 2 반사층 및 제 2 도전층을 도시한 평면도이다.7 is a plan view illustrating a semiconductor structure, a first conductive layer, and a second conductive layer according to an embodiment, and FIG. 8 is a plan view illustrating a semiconductor structure, a metal layer, a second reflective layer, and a second conductive layer according to an embodiment. .
도 7를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 제 1 도전층(165)은 반도체 구조물(120)과 수직 방향으로 중첩되는지에 따라 제 1 영역(S1)과 제 2 영역(S2)으로 구획될 수 있다. Referring to FIG. 7, as described above, the first
제 1 영역(S1)의 면적과 제 2 영역(S2)의 면적은 1:0.27 내지 1:0.62일 수 있다. 이러한 구성에 의하여 반도체 소자에서 전류 주입 및 광 출력 효율을 개선할 수 있다.The area of the first region S1 and the area of the second region S2 may be 1: 0.27 to 1: 0.62. Such a configuration can improve current injection and light output efficiency in the semiconductor device.
제 1 영역(S1)의 면적과 제 2 영역(S2)의 면적이 1:0.27보다 작은 경우에 전극패드의 사이즈가 감소하여 전류 주입이 저하되는 문제가 존재할 수 있다. 제 1 영역(S1)의 면적과 제 2 영역(S2)의 면적이 1:0.62보다 큰 경우에 반도체 구조물의 사이즈가 감소하여 발광 면적이 감소하여 광 추출이 저하되는 한계가 존재할 수 있다.When the area of the first region S1 and the area of the second region S2 are smaller than 1: 0.27, there may be a problem that the size of the electrode pad is reduced and current injection is lowered. When the area of the first region S1 and the area of the second region S2 are larger than 1: 0.62, there may be a limit in that the size of the semiconductor structure is reduced, the emission area is reduced, and light extraction is reduced.
그리고 제 2 도전층(146)은 제 1 영역(S1) 및 제 2 영역(S2)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제 2 영역(S2)에서 전극패드(166)와 전기적으로 연결되고, 제 1 영역(S1)에서 반도체 구조물(120)의 제 2 도전형 반도체층(123)과 전기적으로 연결될 수 있다. In addition, the second
또한, 제 2 도전층(146)은 리세스(128)와 중첩되지 않도록 복수 개의 홀(h)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제 2 도전층(146)은 리세스(128) 내에 배치되는 제 1 전극(141)과 전기적으로 분리될 수 있다. In addition, the second
도 7를 참조하면, 금속층(150)은 수직 방향(Y 방향)으로 제 2 영역(S2)과 중첩되고, 제 1 영역(S1)과 중첩되지 않을 수 있다. 또한, 금속층(150)은 반도체 소자(10)의 일측에 배치되고, 반도체 구조물(120)은 반도체 소자(10)의 타측에 배치되어 수직 방향(Y 방향)으로 서로 중첩되지 않을 수 있다.Referring to FIG. 7, the
그리고 금속층(150)의 면적(S3)은 제 2 영역(S2)의 면적과 면적 비가 1:1.02 내지 1:2.28 일 수 있다. In addition, the area S3 of the
금속층(150)의 면적(S3)은 제 2 영역(S2)의 면적과 면적 비가 1:1.02보다 작은 경우에, 금속층이 외부로 노출되는 문제가 존재할 수 있다. 그리고 금속층(150)의 면적은 제 1 영역(S1)의 면적과 면적 비가 1:2.28보다 큰 경우에 패드 사이즈도 감소하여 전류 주입이 감소하는 한계가 존재할 수 있다.If the area S3 of the
또한, 전술한 제 2 도전층(146)의 홀(h)은 제 1 반사층(147)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 즉, 제 2 도전층(146)의 홀(h)은 제 1 반사층(147)과 수직 방향(Y 방향)으로 중첩될 수 있다. 이에 따라, 제 1 반사층(147)은 제 2 도전층(146)의 홀(h)을 통과하는 광을 반사하므로 광 추출 효율을 향상 시킬 수 있다.In addition, the hole h of the second
도 9는 실시예에 따른 반도체 구조물, 전극패드, 금속층 및 제 2 반사층을 도시한 평면도이다.9 is a plan view illustrating a semiconductor structure, an electrode pad, a metal layer, and a second reflective layer according to the embodiment.
도 9를 참조하면, 전극패드(166)는 금속층(150)과 수직 방향(Y 방향)으로 중첩될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 구성에 따라 금속층(150)은 단차부(129)의 경사에 대응하여 접합층(160)의 계면에서 높이 차를 보상하므로, 전극패드(166)가 접합층(160)의 계면(IS)으로부터 필 오프(peel ofF)되는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 9, the
구체적으로, 전극패드(166)의 면적(S4)과 금속층(150)의 면적(S3)의 면적 비는 1:1.01 내지 1:2.23 일 수 있다.Specifically, the area ratio of the area S4 of the
전극패드(166)의 면적(S4)과 금속층(150)의 면적(S3)의 면적 비가 1:1.01보다 작은 경우, 전극패드(166) 하부의 접합층(160) 내 공극으로 인한 신뢰성 저하가 발생하는 한계가 존재할 수 있다. 그리고 전극패드(166)의 면적(S4)과 금속층(150)의 면적(S3)의 면적 비가 1:2.23보다 큰 경우, 광 추출 효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.When the area ratio of the area S4 of the
또한, 전극패드(166)는 복수 개의 모서리를 포함할 수 있다. 예컨대, 전극패드(166)는 제 1 모서리(E1) 내지 제 4 모서리(E4)를 포함할 수 있다. 제 1 모서리(E1)와 제 3 모서리(E3)는 서로 마주보게 배치되고, 제 2 모서리(E2)와 제 4 모서리(E4)도 서로 마주보게 배치될 수 있다.In addition, the
또한, 제 2 모서리(E2)는 전극패드(166)에서 제 1-2 방향(X2 방향)으로 최외측에 배치되고, 제 4 모서리(E4)는 전극패드(166)에서 제 1-1 방향(X1 방향)으로 최외측에 배치될 수 있다. 제 3 모서리(E3)와 제 1 모서리(E1)는 전극패드(166)에서 제 3-1 방향(Z1 방향)으로 최외측에 배치되고, 제 3 모서리(E3)는 전극패드(166)에서 제 3-2 방향(Z2 방향)으로 최외측에 배치될 수 있다.In addition, the second corner E2 is disposed at the outermost side in the first 1-2 directions (X2 directions) of the
그리고 금속층(150)은 전극패드(166)에서 제 1 모서리(E1), 제 3 모서리(E3) 및 제 4 모서리(E4)를 제외한 제 2 모서리(E2)가 제 1-2 방향(X2 방향)으로 연장된 형태일 수 있다. 즉, 금속층(150)은 단차부(129)에서 전극패드(166)와 인접하게 배치된 제 1 단차부(129a)를 향해 연장될 수 있다. 단차부(129)는 반도체 구조물(120)의 모양에 따라 다양하게 형상을 가질 수 있으나, 여기서, 단차부(129)는 위치에 따라 제 1 단차부(129a) 내지 제 4 단차부(129d)로 나뉘며, 전극패드(166)와 가장 인접한 면을 제 1 단차부(129a) 이라 하고, 나머지를 제 2 내지 제 4 단차부(129b, 129c, 129d)라 한다.In the
이로써, 금속층(150)은 제 1 단차부(129a)과 인접하도록 연장되어, 반도체 구조물(120)과 전극패드(166) 사이에 위치하는 단차부에 의한 경사면의 높이차를 보상할 수 있다. 이로써, 금속층(150)은 전극패드(166) 하부에 배치된 접합층(160)의 공극의 크기 및 개수를 감소시킬 수 있다.As a result, the
전극패드(166)의 제 1 방향(X축 방향) 최대 폭(L1)은 금속층(150)의 제 1 방향(X축 방향) 최대 폭(L2)과 1:1.17 내지 1:2.64일 수 있다.The maximum width L1 of the first direction (X-axis direction) of the
전극패드(166)의 제 1 방향(X축 방향) 최대 폭(L1)과 금속층(150)의 제 1 방향(X축 방향) 최대 폭(L2)의 폭의 비가 1:1.17 보다 작은 경우, 접합층에 발생하는 공극으로 반도체 소자의 신뢰성이 저하되는 문제가 존재할 수 있다. 그리고 전극패드(166)의 제 1 방향(X축 방향) 최대 폭(L1)과 금속층(150)의 제 1 방향(X축 방향) 최대 폭(L2)의 폭의 비가 1:2.64보다 큰 경우, 발광 영역이 감소하는 한계가 존재한다.When the ratio between the maximum width L1 of the first direction (X-axis direction) of the
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지의 개념도이고, 도 7는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지의 평면도이다.6 is a conceptual diagram of a semiconductor device package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a plan view of a semiconductor device package according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 반도체 소자(10) 패키지는 홈(개구부, 3)이 형성된 몸체(2), 몸체(2)에 배치되는 반도체 소자(10), 및 몸체(2)에 배치되어 반도체 소자(10)와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 리드 프레임(5a, 5b)을 포함할 수 있다. 반도체 소자(10)는 전술한 구성을 모두 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, a package of a
몸체(2)는 자외선 광을 반사하는 재질 또는 코팅층을 포함할 수 있다. 몸체(2)는 복수의 층(2a, 2b, 2c, 2d, 2e)을 적층하여 형성할 수 있다. 복수의 층(2a, 2b, 2c, 2d, 2e)은 동일한 재질일 수도 있고 상이한 재질을 포함할 수도 있다. 예시적으로 복수의 층(2a, 2b, 2c, 2d, 2e)은 Al 재질을 포함할 수 있다.The
홈(3)은 반도체 소자(10)에서 멀어질수록 넓어지게 형성되고, 경사면에는 단차(3a)가 형성될 수 있다.The
투광층(4)은 홈(3)을 덮을 수 있다. 투광층(4)은 글라스 재질일 있으나, 반드시 이에 한정하지 않는다. 투광층(4)은 자외선 광을 유효하게 투과할 수 있는 재질이면 특별히 제한하지 않는다. 홈(3)의 내부는 빈 공간일 수 있다.The
도 7를 참조하면, 반도체 소자(10)는 제 1 리드프레임(5a)상에 배치되고, 제 2 리드프레임(5b)과 와이어(15)에 의해 연결될 수 있다. 이때, 제 2 리드프레임(5b)은 제 1 리드프레임의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.Referring to FIG. 7, the
도 8a 내지 도 8k는 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.8A to 8K are flowcharts illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.
실시예에 따른 반도체 소자(10)의 제조 방법은 분리층(20)을 배치하는 단계, 반도체 구조물(120)을 성장시키는 단계; 리세스(128) 및 단차부(129)를 배치하는 단계, 제 1 절연층(131), 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(143)을 배치하는 단계, 제 2 반사층(145) 및 제 2 도전층(146)을 배치하는 단계, 제 2 절연층(132)을 배치하는 단계, 금속층(150)을 배치하는 단계, 접합층(160)을 배치하는 단계, 제 1 도전층(165)을 배치하는 단계, 분리층(20)을 분리하는 단계, 요철(R)을 형성하는 단계 및 패시베이션층(180) 및 전극패드(166) 배치하는 단계를 포함할 수 있다.In another embodiment, a method of manufacturing a
먼저, 도 8a를 참조하면, 분리층(20)을 배치하고, 반도체 구조물(120)을 성장시킬 수 있다. 임시 기판(T) 상에 분리층(20)을 배치하고, 분리층(20)상에 반도체 구조물(120)을 성장시킬 수 있다 예컨대, 임시 기판(T) 상에 제 1 도전형 반도체층(121), 활성층(122), 제 2 도전형 반도체층(123)을 성장시킬 수 있다. First, referring to FIG. 8A, the
임시 기판(T)은 성장 기판(170)일 수 있다. 예를 들어, 임시 기판(T)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, 또는 Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이러한 종류에 한정되지 않는다.The temporary substrate T may be a
분리층(20)은 AlN층일 수 있다. 분리층(20)은 LLO 공정에서 레이저를 흡수하여 분리되는 층일 수 있다. 일반적으로 AlN층의 에너지 밴드갭은 AlGaN층의 에너지 밴드갭에 비해 상대적으로 낮다. 따라서, LLO 공정 시 대부분의 레이저는 분리층(20)에 흡수될 수 있다. 따라서, 광 추출 효율을 개선할 수 있다.The
한편, 분리층(20)은 AlGaN층인 제 1 도전형 반도체층(121)의 표면에서 레이저 광에 의해 분리될 수 있다.Meanwhile, the
분리층(20)의 두께는 1nm 내지 20nm일 수 있다. 분리층(20)의 두께가 1nm 내지 20nm를 만족하는 경우 충분히 레이저를 흡수하여 분리될 수 있으면서 격자 부정합을 완화하는 버퍼층의 기능을 저하시키지 않을 수 있다.The thickness of the
분리층(20)은 레이저 흡수율이 높으므로 상대적으로 두께를 얇게 형성할 수 있다. Since the
또한, 분리층(20)은 레이저를 흡수할 수 있는 정도까지 Al함량을 가질 수 있다. In addition, the
여기서, 분리층(20)은 최적의 레이저 흡수율에 Al함량은 적어도 45%일 수 있다.In this case, the
또한, 반도체 구조물(120)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.In addition, the
제 1 도전형 반도체층(121), 활성층(122), 제 2 도전형 반도체층(123)에 대한 설명은 상기 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.The descriptions of the first
도 8b를 참조하면, 리세스(128)와 단차부(129)를 형성할 수 있다. 리세스(128)는 제 1 도전형 반도체층(121)의 일부 영역이 노출되도록 제 2 도전형 반도체층(123) 및 활성층(122)을 관통하여 형성될 수 있다. 그리고 단차부(129)도 리세스(128)와 마찬가지로 제 1 도전형 반도체층(121)의 일부 영역이 노출되도록 제 2 도전형 반도체층(123) 및 활성층(122)을 관통하며, 반도체 구조물(120)의 측면에서 연속적으로 이격 형성될 수 있다. Referring to FIG. 8B, the
또한, 단차부(129)는 리세스(128)와 에칭에 의해 동시에 형성될 수 있다. 이로써, 공정을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 앞서 설명한 바와 같이 리세스(128)와 단차부(129)는 경사각도가 동일하고, 수직 방향으로 두께가 동일할 수 있다.In addition, the stepped
도 8c를 참조하면, 제 1 절연층(131)을 반도체 구조물(120) 상면에 형성할 수 있다. 그리고 제 1 절연층(131)에서 제 1 전극(141)과 제 2 전극(143)이 형성되는 위치에서 제 1 절연층(131)을 분리할 수 있다. 구체적으로, 제 1 절연층(131)은 리세스(128) 상에 제 1 도전형 반도체층(121)이 노출되도록 에칭될 수 잇다. 마찬가지로, 제 1 절연층(131)은 제 2 도전형 반도체층(123)이 노출되도록 에칭될 수 있다.Referring to FIG. 8C, the first insulating
도 8d를 참조하면, 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(143)을 배치할 수 있다. 제 2 전극(143)은 제 1 절연층(131)에 의해 노출된 제 2 도전형 반도체층(123) 상에 배치되고, 일부는 제 1 절연층(131) 상에 배치될 수 있다. 그리고 제 1 전극(141)은 리세스(128) 내에 배치되어 노출된 제 1 도전형 반도체층(121)과 접촉할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 형성 순서는 다양하게 적용될 수 있다. 또한, 제 2 전극(143)을 형성하고, 제 2 전극(143) 상에 제 2 반사층(145)을 형성할 수 있다. 제 2 전극(143)과 제 2 반사층(145)은 제 1 절연층(131)이 에칭되어 노출된 제 2 도전형 반도체층(123)보다 면적이 커, 전류 스프레딩 및 광 반사를 개선할 수 있다.Referring to FIG. 8D, the
도 8e를 참조하면, 제 2 도전층(146)이 제 1 절연층(131) 상면에 배치될 수 있다. 이에, 제 1 절연층(131)은 제 2 도전층(146)과 제 1 도전형 반도체층(121)을 전기적으로 절연할 수 있다. 그리고 제 2 도전층(146)은 제 2 전극(143)과 전기적으로 연결되어, 전기적 채널을 형성할 수 있다. 또한, 제 2 도전층(146)은 반도체 소자(10) 외측면에 노출되지 않도록 에칭될 수 있다.Referring to FIG. 8E, the second
도 8f를 참조하면, 제 2 절연층(132)이 반도체 구조물(120) 상에 배치될 수 있다. 제 2 절연층(132)은 제 2 도전층(146), 제 1 절연층(131), 제 2 반사층(145), 제 2 전극(143) 및 제 1 전극(141) 상에 형성되어, 제 2 도전층(146), 제 1 절연층(131), 제 2 반사층(145), 제 2 전극(143) 및 제 1 전극(141)을 감싸도록 배치될 수 있다. 또한, 제 2 절연층(132)은 제 1 절연층(131) 상에 배치되어 제 1 절연층(131)에 크랙이 발생하더라도 제 2 절연층(132)이 2차적으로 반도체 구조물(120)을 보호할 수 있다. 그리고 제 2 절연층(132)은 제 1 전극(141)의 상면 일부를 노출하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제 2 절연층(132)은 제 1 전극(141)의 상면 일부에서 관통 형성될 수 있다. 그리고 제 2 절연층(132)은 제 2 전극(143)과 제 1 도전층(165) 사이를 전기적으로 절연할 수 있다.Referring to FIG. 8F, a second insulating
도 8g를 참조하면, 금속층(150)이 제 2 절연층(132) 상에 형성될 수 있다. 금속층(150)은 전술한 바와 같이, 단차부(129)에 의해 형성된 다수 층의 경사면의 높이 차를 보상할 수 있다.Referring to FIG. 8G, a
또한, 제 1 반사층(147)이 제 1 전극(141) 상에 형성되어 제 1 전극(141)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 반사층(147)은 일부가 제 2 절연층(132) 상에 형성될 수 있다. 제 1 반사층(147)은 금속층(150) 형성 시 동일 공정으로 형성될 수 있다. 이로써, 제조 공정이 단순화될 수 있다. 다만, 이러한 방식에 한정되는 것은 아니다.In addition, the first
도 8h를 참조하면, 제 1 도전층(165)은 상기 제 1 전극(141)의 노출된 상면에 배치될 수 있다. 이로써, 제 1 도전층(165)은 제 1 반사층(147)과 전기적으로 연결되어, 제 1 도전층(165), 제 1 전극(141) 및 제 1 반사층(147)은 전기적 채널을 형성할 수 있다. 그리고 제 1 도전층(165) 상에 제 1 접합층(160a)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 8H, the first
도 8i를 참조하면, 제 1 도전층(165) 상에 제 1 접합층(160a)이 배치되고, 기판(170) 하에 제 2 접합층(160b)이 배치될 수 있다. 그리고 제 1 접합층(160a)과 제 2 접합층(160b)은 서로 결합하여 소정의 온도와 압력 하에서 결합할 수 있다. 이 때, 제 1 접합층(160a)의 상면과 제 2 접합층(160b)의 하면이 서로 접촉할 수 있으며, 제 2 접합층(160b)의 하면은 평탄할 수 있다. 이와 달리, 제 1 접합층(160a)은 제 1 도전층(165)의 상면과 동일한 형상의 상면을 가져, 제 1 접합층(160a)의 상면은 높이 차를 가지도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 8I, a
또한, 전술한 금속층(150)은 제 1 접합층(160a)의 상면에 단차부(129)에 대응하는 경사면이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 제 1 접합층(160a)이 제 2 접합층(160b)과 결합 시, 제 2 접합층(160b)의 하면과 제 1 접합층(160a)의 상면 사이에 공극이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 금속층(150)은 제 1 접합층(160a)과 제 2 접합층(160b)의 계면(IS)에 공극이 형성되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the
그리고 접합층(160)은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예시적으로 접합층(160)은 금, 주석, 인듐, Al, 실리콘, 은, 니켈, 및 구리로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The
또한, 제 2 접합층(160b) 상에 기판(170)이 배치될 수 있다. 이에, 도 1에서 설명한 바와 같이, 기판(170)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 기판(170)은 금속 또는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 기판(170)은 전기 전도도 및/또는 열 전도도가 우수한 금속일 수 있다. 이 경우 반도체 소자(10) 동작시 발생하는 열을 신속이 외부로 방출할 수 있다. 또한 상기 기판(170)이 도전성 물질로 구성되는 경우, 상기 제 1 전극(141)은 상기 기판(170)을 통해 외부에서 전류를 공급받을 수 있다.In addition, the
기판(170)은 실리콘, 몰리브덴, 실리콘, 텅스텐, 구리 및 Al으로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The
그리고 도 8k를 참조하면, 임시 기판(T)을 반도체 구조물(120)로부터 분리할 수 있다. 상술한 바와 같이, 분리층(20)에 레이저를 조사하여 분리층(20)을 분리함에 따라 반도체 구조물(120)과 임시 기판(T)을 분리할 수 있다. 다만, 이러한 방식에 한정되는 것은 아니다.8K, the temporary substrate T may be separated from the
반도체 구조물(120)과 분리층(20)의 계면의 분리층(20)부터 레이저를 흡수하여 분리될 수 있다. 즉, 반도체 구조물(120)의 상면의 분리층(20)은 완벽히 분리되고, 임시 기판(T) 측에 잔여 분리층(21)이 존재할 수 있다.The laser may be absorbed and separated from the
도 8l를 참조하면, 반도체 구조물(120)의 일부 영역에서 제 1 도전형 반도체층(121)을 에칭하여 복수의 패턴(R)을 형성할 수 있다. 그리고 에칭된 영역에서 제 2 도전층(146)이 노출되도록 제 1 절연층(131)을 에칭할 수 있다. 그리고 에칭을 통해 형성된 홀에 전극패드(166)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 8L, a plurality of patterns R may be formed by etching the first
한편, 패턴(R)에 대한 설명은 상기 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.The description of the pattern R may be equally applied.
또한, 반도체 구조물(120)의 상면과 측면에는 패시베이션층(180)을 배치할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 패시베이션층(180)의 두께는 200nm 이상 내지 500nm 이하일 수 있다. 200nm이상일 경우, 소자를 외부의 수분이나 이물질로부터 보호하여 소자의 전기적, 광학적 신뢰성을 개선할 수 있고, 500nm 이하일 경우 반도체 소자(10)에 인가되는 스트레스를 줄일 수 있고, 상기 반도체 소자(10)의 광학적, 전기적 신뢰성이 저하되거나 반도체 소자(10)의 공정 시간이 길어짐에 따라 반도체 소자(10)의 단가가 높아지는 문제점을 개선할 수 있다. 다만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다.In addition, the
또한, 패시베이션층(180)을 배치하기 전에, 반도체 구조물(120)의 상면에는 요철을 형성할 수 있다. 이러한 요철은 반도체 구조물(120)에서 출사되는 광의 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 요철은 반도체 구조물(120)에서 생성된 광의 파장에 따라 높이가 상이하게 조절될 수 있다.In addition, before the
그리고 반도체 구조물은 앞서 도 7에서 설명한 바와 같이 반도체 소자 패키지의 리드 프레임 상 또는 회로 기판의 회로 패턴 상에 배치될 수 있다. 반도체 소자는 다양한 종류의 광원 장치에 적용될 수 있다. 예시적으로 광원장치는 살균 장치, 경화 장치, 조명 장치, 및 표시 장치 및 차량용 램프 등을 포함하는 개념일 수 있다. 즉, 반도체 소자는 케이스에 배치되어 광을 제공하는 다양한 전자 디바이스에 적용될 수 있다.As described above with reference to FIG. 7, the semiconductor structure may be disposed on a lead frame of the semiconductor device package or on a circuit pattern of a circuit board. The semiconductor device can be applied to various kinds of light source devices. For example, the light source device may be a concept including a sterilizing device, a curing device, a lighting device, and a display device and a vehicle lamp. That is, the semiconductor device may be applied to various electronic devices disposed in a case to provide light.
살균 장치는 실시 예에 따른 반도체 소자를 구비하여 원하는 영역을 살균할 수 있다. 살균 장치는 정수기, 에어컨, 냉장고 등의 생활 가전에 적용될 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 즉, 살균 장치는 살균이 필요한 다양한 제품(예: 의료 기기)에 모두 적용될 수 있다.The sterilization apparatus may include a semiconductor device according to the embodiment to sterilize a desired region. The sterilizer may be applied to household appliances such as water purifiers, air conditioners and refrigerators, but is not necessarily limited thereto. That is, the sterilization apparatus can be applied to all the various products (eg, medical devices) requiring sterilization.
예시적으로 정수기는 순환하는 물을 살균하기 위해 실시 예에 따른 살균 장치를 구비할 수 있다. 살균 장치는 물이 순환하는 노즐 또는 토출구에 배치되어 자외선을 조사할 수 있다. 이때, 살균 장치는 방수 구조를 포함할 수 있다.Illustratively, the water purifier may be provided with a sterilizing device according to the embodiment to sterilize the circulating water. The sterilization apparatus may be disposed at a nozzle or a discharge port through which water circulates to irradiate ultraviolet rays. At this time, the sterilization apparatus may include a waterproof structure.
경화 장치는 실시 예에 따른 반도체 소자를 구비하여 다양한 종류의 액체를 경화시킬 수 있다. 액체는 자외선이 조사되면 경화되는 다양한 물질을 모두 포함하는 최광의 개념일 수 있다. 예시적으로 경화장치는 다양한 종류의 레진을 경화시킬 수 있다. 또는 경화장치는 매니큐어와 같은 미용 제품을 경화시키는 데 적용될 수도 있다.The curing apparatus includes a semiconductor device according to an embodiment to cure various kinds of liquids. Liquids can be the broadest concept that includes all of the various materials that cure when irradiated with ultraviolet light. By way of example, the curing apparatus may cure various kinds of resins. Alternatively, the curing device may be applied to cure a cosmetic product such as a nail polish.
조명 장치는 기판과 실시 예의 반도체 소자를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열부 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 또한, 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.The lighting apparatus may include a light source module including a substrate and the semiconductor device of the embodiment, a heat dissipation unit for dissipating heat of the light source module, and a power supply unit for processing or converting an electrical signal provided from the outside and providing the light source module to the light source module. In addition, the lighting apparatus may include a lamp, a head lamp, or a street lamp.
표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 구성할 수 있다.The display device may include a bottom cover, a reflector, a light emitting module, a light guide plate, an optical sheet, a display panel, an image signal output circuit, and a color filter. The bottom cover, the reflector, the light emitting module, the light guide plate, and the optical sheet may constitute a backlight unit.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출할 수 있다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치될 수 있다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치될 수 있다.The reflecting plate is disposed on the bottom cover, and the light emitting module may emit light. The light guide plate may be disposed in front of the reflective plate to guide light emitted from the light emitting module to the front, and the optical sheet may include a prism sheet or the like to be disposed in front of the light guide plate. The display panel is disposed in front of the optical sheet, the image signal output circuit supplies an image signal to the display panel, and the color filter may be disposed in front of the display panel.
반도체 소자는 표시장치의 백라이트 유닛으로 사용될 때 에지 타입의 백라이트 유닛으로 사용되거나 직하 타입의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있다.The semiconductor device may be used as an edge type backlight unit or a direct type backlight unit when used as a backlight unit of a display device.
반도체 소자는 상술한 발광 다이오드 외에 레이저 다이오드일 수도 있다.The semiconductor element may be a laser diode in addition to the light emitting diode described above.
레이저 다이오드는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제 1 도전형 반도체층과 활성층 및 제 2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 그리고, p-형의 제 1 도전형 반도체와 n-형의 제 2 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.Like the light emitting device, the laser diode may include the first conductive semiconductor layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer having the above-described structure. In addition, although the p-type first conductive semiconductor and the n-type second conductive semiconductor are bonded to each other, an electro-luminescence phenomenon in which light is emitted when a current is flowed is used. There is a difference in and phase. That is, a laser diode may emit light having a specific wavelength (monochromatic beam) in the same direction with the same phase by using a phenomenon called stimulated emission and a constructive interference phenomenon. Due to this, 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), 광 출력전 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.For example, a photodetector may be a photodetector, which is a type of transducer that detects light and converts its intensity into an electrical signal. Such photodetectors include photovoltaic cells (silicon, selenium), photoelectric devices (cadmium sulfide, cadmium selenide), photodiodes (eg PDs with peak wavelengths in visible blind or true blind spectral regions) Transistors, optoelectronic multipliers, phototubes (vacuum, gas encapsulation), infrared (Infra-Red) detectors, and the like, but embodiments are not limited thereto.
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 generally be manufactured using a direct bandgap semiconductor having excellent light conversion efficiency. Alternatively, the photodetector has various structures, and the most common structures include a pin photodetector using a pn junction, a Schottky photodetector using a Schottky junction, a metal semiconductor metal (MSM) photodetector, and the like. have.
포토 다이오드(Photodiode)는 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제 1 도전형 반도체층과 활성층 및 제 2 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.Like a light emitting device, a photodiode may include a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer having the above-described structure, and have a pn junction or pin structure. The photodiode operates by applying a reverse bias or zero bias. When light is incident on the photodiode, electrons and holes are generated and current flows. In this case, the magnitude of the current may be approximately proportional to the intensity of 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 제 1 도전형 반도체층과 활성층 및 제 2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다.Photovoltaic cells or solar cells are a type of photodiodes that can convert light into electrical current. The solar cell may include the first conductive semiconductor layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer having the above-described structure, similarly to the light emitting device.
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, through the rectification characteristics of a general diode using a p-n junction it may be used as a rectifier of an electronic circuit, it may be applied to an ultra-high frequency circuit and an oscillation 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.In addition, the semiconductor device described above is not necessarily implemented as a semiconductor and may further include a metal material in some cases. For example, a semiconductor device such as a light receiving device may be implemented using at least one of Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, or As, and may be implemented by a p-type or n-type dopant. It may also be implemented using a doped semiconductor material or an intrinsic semiconductor material.
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.Although the above description has been made based on the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may not have been exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
Claims (11)
상기 기판 상에 배치되며, 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층, 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 반도체 구조물; 을 포함하고,
상기 반도체 구조물은 상면에 배치된 복수의 요철을 포함하고,
상기 활성층은 자외선 광을 생성하고,
상기 복수의 요철의 Al 조성은 상기 활성층의 Al 조성 보다 크고,
상기 복수의 요철의 폭은 상기 자외선 광의 파장의 1.5배 내지 2.5배이고,
상기 반도체 구조물의 두께는 상기 복수의 요철의 표면 거칠기(RMS: root mean square)의 3배 내지 9배인 반도체 소자.
Board; And
A semiconductor structure disposed on the substrate, the semiconductor structure including a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer; Including,
The semiconductor structure includes a plurality of irregularities disposed on the upper surface,
The active layer generates ultraviolet light,
Al composition of the plurality of irregularities is larger than Al composition of the active layer,
The width of the unevenness is 1.5 to 2.5 times the wavelength of the ultraviolet light,
The semiconductor structure has a thickness of 3 to 9 times the surface roughness (RMS: root mean square) of the plurality of irregularities.
상기 반도체 구조물의 두께는 상기 요철의 폭의 2.5배 내지 7배인 반도체 소자.
The method of claim 1,
The semiconductor structure has a thickness of 2.5 to 7 times the width of the unevenness.
상기 제 2 도전형 반도체층은 상기 제 1 도전형 반도체층에 비해 상기 기판에 인접하며,
상기 기판은 상기 제 1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결되는 반도체 소자.
The method of claim 1,
The second conductivity type semiconductor layer is closer to the substrate than the first conductivity type semiconductor layer,
The substrate is a semiconductor device electrically connected to the first conductive semiconductor layer.
상기 반도체 구조물과 상기 기판 사이에 배치되며, 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 제 1 도전층; 을 더 포함하는 반도체 소자.
The method of claim 3, wherein
A first conductive layer disposed between the semiconductor structure and the substrate and electrically connecting the first conductive semiconductor layer and the substrate; A semiconductor device further comprising.
상기 제 2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 도전층;
상기 제 2 도전층 상에 배치되는 전극패드; 및
상기 제 1 도전층과 상기 기판 사이에 배치되는 접합층; 을 더 포함하는 반도체 소자.
The method of claim 4, wherein
A second conductive layer electrically connected to the second conductive semiconductor layer;
An electrode pad disposed on the second conductive layer; And
A bonding layer disposed between the first conductive layer and the substrate; A semiconductor device further comprising.
상기 반도체 구조물과 상기 제 2 도전층 사이에 배치되는 제 1 절연층; 및
상기 제 2 도전층과 상기 제 1 도전층 사이에 배치되는 제 2 절연층;을 포함하는 반도체 소자.
The method of claim 5,
A first insulating layer disposed between the semiconductor structure and the second conductive layer; And
And a second insulating layer disposed between the second conductive layer and the first conductive layer.
상기 반도체 구조물의 두께는 상기 기판의 두께의 0.02 내지 0.05배 인 반도체 소자.
The method of claim 6,
The semiconductor device has a thickness of 0.02 to 0.05 times the thickness of the substrate.
상기 기판의 두께는 상기 요철의 표면 거칠기의 100배 내지 300배인 반도체 소자.
The method of claim 6,
The substrate has a thickness of 100 to 300 times the surface roughness of the unevenness.
상기 기판의 두께는 상기 요철의 폭의 80배 내지 240배인 반도체 소자.
The method of claim 6,
The thickness of the substrate is a semiconductor device 80 to 240 times the width of the irregularities.
상기 복수의 요철의 표면 거칠기는 0.4μm 내지 0.8 μm 인 반도체 소자.
The method of claim 1,
Surface roughness of the plurality of irregularities is a semiconductor device of 0.4μm to 0.8μm.
상기 요철의 Al 조성은 상기 활성층의 Al 조성의 1.1배 내지 1.8배인 반도체 소자.The method of claim 1,
The uneven Al composition is 1.1 to 1.8 times the Al composition of the active layer.
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