WO2010064869A2 - Semiconductor light-emitting device - Google Patents

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김창태
이태희
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주식회사 에피밸리
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Abstract

The present invention relates to a semiconductor light-emitting device, and more particularly, to a semiconductor light-emitting device comprising: a substrate; an active layer which is formed on the substrate, and which generates light through electron-hole recombination; and a plurality of blocks formed beneath the substrate.

Description

반도체 발광소자Semiconductor light emitting device
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 발광소자의 접착을 위한 금속층이 박리되는 것을 개선하기 위한 반도체 발광소자에 관한 것이다.The present disclosure relates to a semiconductor light emitting device as a whole, and more particularly, to a semiconductor light emitting device for improving peeling of a metal layer for adhesion of a light emitting device.
여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 반도체 광소자를 의미하며, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 들 수 있다. 3족 질화물 반도체는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 화합물로 이루어진다. 이외에도 적색 발광에 사용되는 GaAs계 반도체 발광소자 등을 예로 들 수 있다.Here, the semiconductor light emitting device refers to a semiconductor optical device that generates light through recombination of electrons and holes, for example, a group III nitride semiconductor light emitting device. The group III nitride semiconductor consists of a compound of Al (x) Ga (y) In (1-x-y) N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1). In addition, GaAs type semiconductor light emitting elements used for red light emission, etc. are mentioned.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides backgound information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).This section provides backgound information related to the present disclosure which is not necessarily prior art.
도 1은 종래의 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 3족 질화물 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 성장되는 버퍼층(200), 버퍼층(200) 위에 성장되는 n형 3족 질화물 반도체층(300), n형 3족 질화물 반도체층(300) 위에 성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 성장되는 p형 3족 질화물 반도체층(500), p형 3족 질화물 반도체층(500) 위에 형성되는 p측 전극(600), p측 전극(600) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(700), p형 3족 질화물 반도체층(500)과 활성층(400)이 메사 식각되어 노출된 n형 3족 질화물 반도체층(300) 위에 형성되는 n측 전극(800), 그리고 보호막(900)을 포함한다.1 is a view illustrating an example of a conventional Group III nitride semiconductor light emitting device, wherein the Group III nitride semiconductor light emitting device is grown on the substrate 100, the buffer layer 200 grown on the substrate 100, and the buffer layer 200. n-type group III nitride semiconductor layer 300, an active layer 400 grown on the n-type group III nitride semiconductor layer 300, p-type group III nitride semiconductor layer 500, p-type 3 grown on the active layer 400 The p-side electrode 600 formed on the group nitride semiconductor layer 500, the p-side bonding pad 700 formed on the p-side electrode 600, the p-type group III nitride semiconductor layer 500 and the active layer 400 are formed. The n-side electrode 800 and the passivation layer 900 are formed on the n-type group III nitride semiconductor layer 300 exposed by mesa etching.
기판(100)은 동종기판으로 GaN계 기판이 이용되며, 이종기판으로 사파이어 기판, SiC 기판 또는 Si 기판 등이 이용되지만, 3족 질화물 반도체층이 성장될 수 있는 기판이라면 어떠한 형태이어도 좋다. SiC 기판이 사용될 경우에 n측 전극(800)은 SiC 기판 측에 형성될 수 있다.As the substrate 100, a GaN-based substrate is used as the homogeneous substrate, and a sapphire substrate, a SiC substrate, or a Si substrate is used as the heterogeneous substrate. Any substrate may be used as long as the group III nitride semiconductor layer can be grown. When a SiC substrate is used, the n-side electrode 800 may be formed on the SiC substrate side.
기판(100) 위에 성장되는 3족 질화물 반도체층들은 주로 MOCVD(유기금속기상성장법)에 의해 성장된다.Group III nitride semiconductor layers grown on the substrate 100 are mainly grown by MOCVD (organic metal vapor growth method).
버퍼층(200)은 이종기판(100)과 3족 질화물 반도체 사이의 격자상수 및 열팽창계수의 차이를 극복하기 위한 것이며, 미국특허 제5,122,845호에는 사파이어 기판 위에 380℃에서 800℃의 온도에서 100Å에서 500Å의 두께를 가지는 AlN 버퍼층을 성장시키는 기술이 기재되어 있으며, 미국특허 제5,290,393호에는 사파이어 기판 위에 200℃에서 900℃의 온도에서 10Å에서 5000Å의 두께를 가지는 Al(x)Ga(1-x)N (0≤x<1) 버퍼층을 성장시키는 기술이 기재되어 있고, 미국공개특허공보 제2006/154454호에는 600℃에서 990℃의 온도에서 SiC 버퍼층(씨앗층)을 성장시킨 다음 그 위에 In(x)Ga(1-x)N (0<x≤1) 층을 성장시키는 기술이 기재되어 있다. 바람직하게는 n형 3족 질화물 반도체층(300)의 성장에 앞서 도핑되지 않는 GaN층이 성장되며, 이는 버퍼층(200)의 일부로 보아도 좋고, n형 3족 질화물 반도체층(300)의 일부로 보아도 좋다.The buffer layer 200 is intended to overcome the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient between the dissimilar substrate 100 and the group III nitride semiconductor, and US Pat. A technique for growing an AlN buffer layer having a thickness of US Pat. No. 5,290,393 describes Al (x) Ga (1-x) N having a thickness of 10 kPa to 5000 kPa at a temperature of 200 to 900 C on a sapphire substrate. (0 ≦ x <1) A technique for growing a buffer layer is described, and US Patent Publication No. 2006/154454 discloses growing a SiC buffer layer (seed layer) at a temperature of 600 ° C. to 990 ° C., followed by In (x Techniques for growing a Ga (1-x) N (0 <x≤1) layer are described. Preferably, the undoped GaN layer is grown prior to the growth of the n-type Group III nitride semiconductor layer 300, which may be viewed as part of the buffer layer 200 or as part of the n-type Group III nitride semiconductor layer 300. .
n형 3족 질화물 반도체층(300)은 적어도 n측 전극(800)이 형성된 영역(n형 컨택층)이 불순물로 도핑되며, n형 컨택층은 바람직하게는 GaN로 이루어지고, Si으로 도핑된다. 미국특허 제5,733,796호에는 Si과 다른 소스 물질의 혼합비를 조절함으로써 원하는 도핑농도로 n형 컨택층을 도핑하는 기술이 기재되어 있다.In the n-type group III nitride semiconductor layer 300, at least a region (n-type contact layer) in which the n-side electrode 800 is formed is doped with impurities, and the n-type contact layer is preferably made of GaN and doped with Si. . U. S. Patent No. 5,733, 796 describes a technique for doping an n-type contact layer to a desired doping concentration by controlling the mixing ratio of Si and other source materials.
활성층(400)은 전자와 정공의 재결합을 통해 광자(빛)를 생성하는 층으로서, 주로 In(x)Ga(1-x)N (0<x≤1)로 이루어지고, 하나의 양자우물층(single quantum well)이나 복수개의 양자우물층들(multi quantum wells)로 구성된다.The active layer 400 is a layer that generates photons (light) through recombination of electrons and holes, and is mainly composed of In (x) Ga (1-x) N (0 <x≤1), and one quantum well layer (single quantum wells) or multiple quantum wells.
p형 3족 질화물 반도체층(500)은 Mg과 같은 적절한 불순물을 이용해 도핑되며, 활성화(activation) 공정을 거쳐 p형 전도성을 가진다. 미국특허 제5,247,533호에는 전자빔 조사에 의해 p형 3족 질화물 반도체층을 활성화시키는 기술이 기재되어 있으며, 미국특허 제5,306,662호에는 400℃ 이상의 온도에서 열처리(annealing)함으로써 p형 3족 질화물 반도체층을 활성화시키는 기술이 기재되어 있고, 미국공개특허공보 제2006/157714호에는 p형 3족 질화물 반도체층 성장의 질소전구체로서 암모니아와 하이드라진계 소스 물질을 함께 사용함으로써 활성화 공정없이 p형 3족 질화물 반도체층이 p형 전도성을 가지게 하는 기술이 기재되어 있다.The p-type III-nitride semiconductor layer 500 is doped with an appropriate impurity such as Mg, and has an p-type conductivity through an activation process. U.S. Patent No. 5,247,533 describes a technique for activating a p-type group III nitride semiconductor layer by electron beam irradiation, and U.S. Patent No. 5,306,662 annealing the p-type Group III nitride semiconductor layer at a temperature of 400 占 폚 or higher. A technique for activating is described, and US Patent Publication No. 2006/157714 discloses a p-type III-nitride semiconductor layer without an activation process by using ammonia and a hydrazine-based source material together as a nitrogen precursor for growth of the p-type III-nitride semiconductor layer. Techniques for having this p-type conductivity have been described.
p측 전극(600)은 p형 3족 질화물 반도체층(500) 전체로 전류가 잘 공급되도록 하기 위해 구비되는 것이며, 미국특허 제5,563,422호에는 p형 3족 질화물 반도체층의 거의 전면에 걸쳐서 형성되며 p형 3족 질화물 반도체층(500)과 오믹접촉하고 Ni과 Au로 이루어진 투광성 전극(light-transmitting electrode)에 관한 기술이 기재되어 있으며, 미국특허 제6,515,306호에는 p형 3족 질화물 반도체층 위에 n형 초격자층을 형성한 다음 그 위에 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 투광성 전극을 형성한 기술이 기재되어 있다.The p-side electrode 600 is provided to supply a good current to the entire p-type group III nitride semiconductor layer 500. US Patent No. 5,563,422 is formed over almost the entire surface of the p-type group III nitride semiconductor layer. A light-transmitting electrode made of Ni and Au in ohmic contact with the p-type III-nitride semiconductor layer 500 is described. US Pat. No. 6,515,306 discloses n on the p-type III-nitride semiconductor layer. A technique is described in which a type superlattice layer is formed and then a translucent electrode made of indium tin oxide (ITO) is formed thereon.
한편, p측 전극(600)이 빛을 투과시키지 못하도록, 즉 빛을 기판 측으로 반사하도록 두꺼운 두께를 가지게 형성할 수 있는데, 이러한 기술을 플립칩(flip chip) 기술이라 한다. 미국특허 제6,194,743호에는 20nm 이상의 두께를 가지는 Ag 층, Ag 층을 덮는 확산 방지층, 그리고 확산 방지층을 덮는 Au와 Al으로 이루어진 본딩 층을 포함하는 전극 구조에 관한 기술이 기재되어 있다.On the other hand, the p-side electrode 600 may be formed to have a thick thickness so as not to transmit light, that is, to reflect the light toward the substrate side, this technique is referred to as flip chip (flip chip) technology. U. S. Patent No. 6,194, 743 describes a technique relating to an electrode structure including an Ag layer having a thickness of 20 nm or more, a diffusion barrier layer covering the Ag layer, and a bonding layer made of Au and Al covering the diffusion barrier layer.
p측 본딩 패드(700)와 n측 전극(800)은 전류의 공급과 외부로의 와이어 본딩을 위한 것이며, 미국특허 제5,563,422호에는 n측 전극을 Ti과 Al으로 구성한 기술이 기재되어 있다.The p-side bonding pad 700 and the n-side electrode 800 are for supplying current and wire bonding to the outside, and US Patent No. 5,563,422 describes a technique in which the n-side electrode is composed of Ti and Al.
보호막(900)은 이산화규소와 같은 물질로 형성되며, 생략될 수도 있다.The passivation layer 900 is formed of a material such as silicon dioxide and may be omitted.
한편, n형 3족 질화물 반도체층(300)이나 p형 3족 질화물 반도체층(500)은 단일의 층이나 복수개의 층으로 구성될 수 있으며, 최근에는 레이저 또는 습식 식각을 통해 기판(100)을 3족 질화물 반도체층들로부터 분리하여 수직형 발광소자를 제조하는 기술이 도입되고 있다.Meanwhile, the n-type III-nitride semiconductor layer 300 or the p-type III-nitride semiconductor layer 500 may be composed of a single layer or a plurality of layers, and recently, the substrate 100 may be formed by laser or wet etching. A technique for manufacturing a vertical light emitting device by separating from group III nitride semiconductor layers has been introduced.
도 2는 국제공개공보 제2006/019180호에 기재된 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 기판(100)의 상측에서 레이저 스크라이빙을 하여 트렌치(130)를 형성하고, 기판(100)의 하측에서 다이싱법으로 트렌치(140)를 형성하여 발광소자를 분리하는 기술이 기재되어 있다.FIG. 2 is a view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to International Publication No. 2006/019180. Laser trenching is performed on the upper side of the substrate 100 to form the trench 130, and the substrate ( A technique of separating the light emitting device by forming the trench 140 by dicing under the 100 is described.
도 3은 한국특허 제10-0702449호에 기재된 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 빛의 반사를 위한 반사층(110)을 구비하는 발광소자(210)를 100℃ 내지 400℃ 정도의 낮은 용융점을 갖는 금속분말(예를 들어, 공융금속)이 섞인 융제(510)를 이용하여, 전극 패턴(410)이 형성된 서브 마운트 기판(310) 위에 접착하는 발광소자의 제조방법에 대한 기술이 기재되어 있다.3 is a view illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to Korean Patent No. 10-0702449, wherein the light emitting device 210 having the reflective layer 110 for reflecting light is about 100 ° C to 400 ° C. A method of manufacturing a light emitting device for bonding on a sub-mount substrate 310 on which an electrode pattern 410 is formed using a flux 510 mixed with a metal powder having a low melting point (eg, eutectic metal) It is described.
도 4는 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 발광소자(210)가 하부에 금속층(610; 예를 들어, 공융 금속)을 구비하여, 발광소자(210)를 전극 패턴(410)이 형성된 서브 마운트 기판(310) 상에 접착시키기 위해 별도로 금속분말이 섞인 융제(510; 도 3 참조)를 도포하지 않고, 직접 발광소자(210)를 서브 마운트 기판(310) 상에 접착시킬 수 있다.4 is a view illustrating an example of a conventional semiconductor light emitting device. The light emitting device 210 includes a metal layer 610 (for example, a eutectic metal) at a lower portion thereof, so that the light emitting device 210 includes the electrode pattern 410. The light emitting device 210 may be directly adhered to the submount substrate 310 without applying a flux 510 (see FIG. 3) in which metal powder is mixed separately to adhere the formed submount substrate 310. .
그러나, 이러한 발광소자(210)는 개별 소자로 분리되는 공정을 거치면서 다이서 등에 의하여 외력을 받음으로써 금속층(610)이 발광소자(210)로부터 박리되는 문제가 발생할 수 있다.However, the light emitting device 210 may have a problem that the metal layer 610 is separated from the light emitting device 210 by being subjected to an external force by a dicer or the like through a process of separating into individual devices.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 형태'의 후단에 기술한다.This will be described later in the section on Embodiments of the Invention.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all, provided that this is a summary of the disclosure. of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 기판; 기판 위에 형성되며, 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층; 그리고, 기판 아래에 형성되는 복수개의 블럭;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.According to one aspect of the present disclosure, a substrate; An active layer formed on the substrate and generating light through recombination of electrons and holes; In addition, a semiconductor light emitting device is provided, including a plurality of blocks formed under the substrate.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 공융금속이 기판으로부터 박리되는 것을 개선할 수 있다.According to one semiconductor light emitting device according to the present disclosure, it is possible to improve the separation of the eutectic metal from the substrate.
본 개시에 따른 다른 반도체 발광소자에 의하면, 발광소자의 열전달을 원활히 할 수 있다.According to another semiconductor light emitting device according to the present disclosure, it is possible to facilitate heat transfer of the light emitting device.
본 개시에 따른 또 다른 반도체 발광소자에 의하면, 발광소자의 광추출효율을 향상시킬 수 있다.According to another semiconductor light emitting device according to the present disclosure, it is possible to improve the light extraction efficiency of the light emitting device.
도 1은 종래의 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,1 is a view showing an example of a conventional group III nitride semiconductor light emitting device,
도 2는 국제공개공보 제2006/019180호에 기재된 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면,2 is a view showing an example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device disclosed in International Publication No. 2006/019180;
도 3은 한국특허 제10-0702449호에 기재된 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면,3 is a view showing an example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device described in Korean Patent No. 10-0702449;
도 4는 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,4 is a view showing an example of a conventional semiconductor light emitting device;
도 5는 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,5 is a view showing an example of a group III nitride semiconductor light emitting device according to the present disclosure;
도 6은 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,6 is a view showing another example of the group III nitride semiconductor light emitting device according to the present disclosure;
도 7은 본 개시에 따른 복수개의 블럭의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면,7 is a view illustrating an example of a method of manufacturing a plurality of blocks according to the present disclosure;
도 8은 본 개시에 따른 복수개의 블럭이 형성된 기판의 일 예를 나타내는 사진.8 is a photograph showing an example of a substrate on which a plurality of blocks according to the present disclosure are formed.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)). The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing (s).
도 5는 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 발광소자는 기판(10), 기판(10) 위에 성장되는 버퍼층(20), 버퍼층(20) 위에 성장되는 n형 3족 질화물 반도체층(30), n형 3족 질화물 반도체층(30) 위에 성장되는 활성층(40), 활성층(40) 위에 성장되는 p형 3족 질화물 반도체층(50), p형 3족 질화물 반도체층(50) 위에 형성되는 p측 전극(60), p측 전극(60) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(70), 적어도 p형 3족 질화물 반도체층(50) 및 활성층(40)이 식각되어 노출되는 n형 3족 질화물 반도체층(30)에 형성되는 n측 전극(80), 블럭들(90), 반사막(92) 그리고 산화막(94)을 포함한다.5 is a view illustrating an example of a group III nitride semiconductor light emitting device according to the present disclosure, wherein the light emitting device is a substrate 10, a buffer layer 20 grown on the substrate 10, and an n-type grown on the buffer layer 20. Group III nitride semiconductor layer 30, active layer 40 grown on n-type Group III nitride semiconductor layer 30, p-type Group III nitride semiconductor layer 50 grown on active layer 40, p-type Group III nitride The p-side electrode 60 formed on the semiconductor layer 50, the p-side bonding pad 70 formed on the p-side electrode 60, at least the p-type group III nitride semiconductor layer 50 and the active layer 40 are etched. And an n-side electrode 80, blocks 90, a reflective film 92, and an oxide film 94 formed on the n-type group III nitride semiconductor layer 30 that is exposed.
블럭들(90)은 기판(10) 아래에 형성된다. 블럭들(90)은 발광소자를 서브 마운트 기판(12) 위에 고정시키는 역할을 하며, 동시에 발광소자에서 발생하는 열을 서브 마운트 기판(12)으로 전달하는 역할을 한다. Blocks 90 are formed under the substrate 10. The blocks 90 serve to fix the light emitting device on the submount substrate 12, and at the same time, transfer heat generated from the light emitting device to the submount substrate 12.
한편, 블럭들(90)은 기판(10) 아래에 서로 간격을 두고 형성된다. 블럭(90)은, 발광소자에서 발생하는 열을 서브 마운트 기판(12)으로 원활히 전달할 수 있도록, 발광소자를 서브 마운트 기판(10) 위에 올려놓고, 열을 가하여 블럭(90)이 용융되어 인접한 블럭(90)과 접하게 될 수 있는 간격과 두께를 지니는 것이 바람직하다.The blocks 90 are formed under the substrate 10 at intervals from each other. In the block 90, the light emitting device is placed on the submount substrate 10 so that heat generated from the light emitting device can be smoothly transferred to the submount substrate 12, and the block 90 is melted by applying heat to the adjacent block. It is desirable to have a thickness and thickness that can come into contact with (90).
예를 들면, 블럭(90)은 3㎛ 내지 7㎛ 정도의 두께인 Au/Sn으로 이루어져 있고, 블럭들(90)은 서로 15㎛ 정도의 간격을 두고 있다. 또한, 블럭(90)이 7㎛ 내지 10㎛ 정도의 두께로 이루어질 경우, 블럭들(90)은 서로 23㎛ 정도의 간격을 두고 있을 수 있다. 블럭(90)은 Pb/Sn, Au/Ge, Au/Sn/Ge, Au/Pb/Sn, Cu/Pb/Sn 등으로 이루어질 수도 있다.For example, the blocks 90 are made of Au / Sn having a thickness of about 3 μm to about 7 μm, and the blocks 90 are spaced about 15 μm from each other. In addition, when the block 90 is made of a thickness of about 7 10㎛, the blocks 90 may be spaced about 23㎛ each other. The block 90 may be made of Pb / Sn, Au / Ge, Au / Sn / Ge, Au / Pb / Sn, Cu / Pb / Sn, and the like.
이에 따라, 기판(10)의 하측에서 다이서 등에 의해 외력이 가해지더라도 발광소자로부터 블럭들(90)이 박리되는 부분은 다이서 등이 직접 닿는 부분에 국한될 수 있게 된다.Accordingly, even when an external force is applied by the dicer or the like below the substrate 10, the portion where the blocks 90 are peeled from the light emitting device may be limited to the portion where the dicer or the like directly touches.
반사막(92)은 활성층(40)에서 발생하여 기판(10) 측으로 향하는 빛을 발광소자의 상측으로 반사시켜 발광소자의 광추출효율을 향상시키기 위한 것으로, 기판(10)과 블럭들(90) 사이에 형성된다. 반사막(92)은 반사율이 80% 이상인 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 반사막(92)은 500Å 정도의 두께인 Al로 기판(10)의 아랫면에 형성되어 있다. 이때, 반사막(92)은 Ag로 형성될 수 있다. The reflective film 92 is to improve the light extraction efficiency of the light emitting device by reflecting the light emitted from the active layer 40 toward the substrate 10 toward the upper side of the light emitting device, and between the substrate 10 and the blocks 90. Is formed. The reflective film 92 is preferably made of a metal having a reflectance of 80% or more. For example, the reflective film 92 is formed on the lower surface of the substrate 10 of Al having a thickness of about 500 GPa. In this case, the reflective film 92 may be formed of Ag.
산화막(94)은 반사막(92)의 산화방지를 위한 것으로, 블럭들(90)과 반사막(92) 사이에 형성된다. 예를 들면, 산화막(94)은 Ni/Au 으로 반사막(92) 아래에 형성되어 있다. 이때, 산화막(94)은 Au로 형성될 수 있다.The oxide film 94 is for preventing oxidation of the reflective film 92 and is formed between the blocks 90 and the reflective film 92. For example, the oxide film 94 is formed under the reflective film 92 in Ni / Au. In this case, the oxide film 94 may be formed of Au.
반사막(92)과 산화막(94)은 생략될 수도 있다.The reflective film 92 and the oxide film 94 may be omitted.
도 6은 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면으로서, 발광소자는 기판(10)과 반사막(92) 사이에 굴절막(96)을 구비한다. 도 5와 동일한 참조번호에 대한 설명은 생략한다.6 is a view showing another example of the group III nitride semiconductor light emitting device according to the present disclosure, wherein the light emitting device includes a refractive film 96 between the substrate 10 and the reflective film 92. The same reference numerals as in FIG. 5 will be omitted.
굴절막(96)은 활성층(40)에서 발생하여 기판(10) 내부에 입사된 빛이 전반사되는 것을 방지하기 위한 것으로, 기판(10) 내부와 기판(10) 외부의 굴절률 차이를 변화시키는 역할을 한다. 이에 의해, 발광소자의 광추출효율은 더욱 향상될 수 있다.The refractive film 96 is to prevent the total reflection of the light incident on the inside of the substrate 10 generated in the active layer 40, and serves to change the refractive index difference between the inside of the substrate 10 and the outside of the substrate 10. do. Thereby, the light extraction efficiency of the light emitting device can be further improved.
예를 들면, 굴절막(96)은 6000Å 정도의 두께인 SiO2로 이루어져 있다. 이때, 굴절막(96)은 SiO2 및 TiO2가 적층되어 725㎛ 정도의 두께로 형성될 수 있다.For example, the refractive film 96 is made of SiO 2 having a thickness of about 6000 mW. In this case, the refraction film 96 may be formed with a thickness of about 725 μm by stacking SiO 2 and TiO 2 .
이하에서, 본 개시에 따른 3족 질화물 반도체 발광소자의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device according to the present disclosure will be described.
도 7은 본 개시에 따른 복수개의 블럭(90)의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating an example of a method of manufacturing a plurality of blocks 90 according to the present disclosure.
먼저, 기판(10)을 준비한다(도 7의 (a)참조). 기판(10) 위에 복수개의 반도체층(20,30,40,50)이 성장되어 있는데, 복수개의 반도체층(20,30,40,50)은 복수개의 블럭(90)을 형성한 후 성장될 수도 있다.First, the substrate 10 is prepared (see FIG. 7A). A plurality of semiconductor layers 20, 30, 40, and 50 are grown on the substrate 10, and the plurality of semiconductor layers 20, 30, 40, and 50 may be grown after forming the plurality of blocks 90. have.
다음으로, 기판(10)의 아래면 측에 마스크(99)를 위치시킨다(도 7의 (b)참조). 마스크(99)는 블럭들(90)을 형성하기 위한 패턴(99a)을 지닌다. 예를 들면, 마스크(99)는 블럭들(90) 간의 간격을 15㎛ 정도 두기 위해, 선폭이 15㎛ 정도, 개구폭이 25㎛ 정도인 망사가 사용될 수 있다. 또한, 마스크(90)는 블럭들(90) 간의 간격을 23㎛ 정도 두기 위해서, 선폭이 23㎛ 정도, 개구폭이 41㎛ 정도인 망사가 사용될 수 있다.Next, the mask 99 is positioned on the lower surface side of the substrate 10 (see FIG. 7B). Mask 99 has a pattern 99a for forming blocks 90. For example, the mask 99 may use a mesh having a line width of about 15 μm and an opening width of about 25 μm to provide a space of about 15 μm between the blocks 90. In addition, the mask 90 may use a mesh having a line width of about 23 μm and an opening width of about 41 μm in order to provide a space of about 23 μm between the blocks 90.
다음으로, 마스크(99)를 통해 기판(10)의 아래면에 블럭(90)을 형성하도록 소스(source)를 증착시킨다(도 7의 (c) 및 (d)참조). 예를 들면, 블럭(90)은 전자빔증착법을 통해, 소스로서 Au 및 Sn을 사용하여 3㎛ 내지 7㎛ 정도의 두께인 Au/Sn으로 형성될 수 있다.Next, a source is deposited to form a block 90 on the bottom surface of the substrate 10 through the mask 99 (see FIGS. 7C and 7D). For example, the block 90 may be formed of Au / Sn having a thickness of about 3 μm to 7 μm by using Au and Sn as the source through electron beam deposition.
도 8은 본 개시에 따른 복수개의 블럭이 형성된 기판의 일 예를 나타내는 사진으로서, 기판(10)의 아랫면에 블럭(90)이 형성된 모습을 볼 수 있다. 블럭(90)은 3㎛정도의 두께인 Au/Sn으로 이루어져 있고, 블럭들(90)은 서로 15㎛ 정도의 간격을 두고 있다.8 is a photograph showing an example of a substrate on which a plurality of blocks are formed according to the present disclosure, and it can be seen that a block 90 is formed on a bottom surface of the substrate 10. The block 90 is made of Au / Sn having a thickness of about 3 μm, and the blocks 90 are spaced about 15 μm from each other.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described.
(1) 공융금속으로 이루어지며, 서로 소정의 간격을 두고 형성되는 복수개의 블럭을 구비하는 반도체 발광소자. 이에 의해, 공융금속이 외력에 의해 발광소자로부터 박리되는 부분을 줄일 수 있고, 발광소자에서 발생하는 열을 외부로 전달함에 유리한 효과가 있다.(1) A semiconductor light emitting device comprising a plurality of blocks made of eutectic metal and formed at predetermined intervals from each other. As a result, the part where the eutectic metal is separated from the light emitting device by external force can be reduced, and there is an advantageous effect in transferring heat generated from the light emitting device to the outside.
(2) 사파이어 기판과 복수개의 블럭 사이에 굴절막을 구비하는 반도체 발광소자. 이에 의해, 발광소자의 광추출효율을 향상시킬 수 있다.(2) A semiconductor light emitting element comprising a refractive film between a sapphire substrate and a plurality of blocks. As a result, the light extraction efficiency of the light emitting device can be improved.

Claims (7)

  1. 기판;Board;
    기판 위에 형성되며, 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층; 그리고,An active layer formed on the substrate and generating light through recombination of electrons and holes; And,
    기판 아래에 형성되는 복수개의 블럭;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.A plurality of blocks formed under the substrate; semiconductor light emitting device comprising a.
  2. 청구항 1에서,In claim 1,
    복수개의 블럭은 공융금속인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And a plurality of blocks are eutectic metals.
  3. 청구항 1에서,In claim 1,
    복수개의 블럭은 서로 간격을 두고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And a plurality of blocks are spaced apart from each other.
  4. 청구항 3에서,In claim 3,
    복수개의 블럭은 용융되어 복수개의 블럭이 서로 접하도록 간격을 두고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And a plurality of blocks are melted and spaced apart such that the plurality of blocks are in contact with each other.
  5. 청구항 1에서,In claim 1,
    발광소자는 3족 질화물 반도체 발광소자인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The light emitting device is a semiconductor light emitting device, characterized in that the Group III nitride semiconductor light emitting device.
  6. 청구항 1에서,In claim 1,
    기판과 복수개의 블럭 사이에 위치하는 굴절막; 그리고,A refractive film positioned between the substrate and the plurality of blocks; And,
    굴절막과 복수개의 블럭 사이에 위치하는 반사막;을 포함하며,And a reflective film positioned between the refractive film and the plurality of blocks.
    기판은 사파이어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.A semiconductor light emitting device, characterized in that the substrate is made of sapphire.
  7. 청구항 6에서,In claim 6,
    복수개의 블럭은 공융금속인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And a plurality of blocks are eutectic metals.
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