WO2013018941A1 - 반도체 발광소자 - Google Patents

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WO2013018941A1
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electrode
branch
branch electrode
pad
light emitting
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PCT/KR2011/005655
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김재윤
황석민
이수열
채승완
한재호
이진복
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삼성전자주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to semiconductor light emitting devices, and more particularly, to semiconductor light emitting devices having an electrode structure that has improved current spreading and uniform light emitting properties and prevents current concentration.
  • LEDs light emitting diodes
  • compound semiconductor materials such as AlGaAs, AlGalnP, and AlGalnN
  • a nitride semiconductor light emitting formed of a nitride semiconductor generally having a composition formula of In x Al y Gai- x - y N (0 ⁇ x ⁇ l, 0 ⁇ y ⁇ l, 0 ⁇ x + y ⁇ l)
  • the device is a light source in the blue, ultraviolet, or green wavelength band, and is applied to various products such as an electric signboard and a lighting device.
  • the nitride semiconductor light emitting device includes a light emitting structure having an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer and an active layer interposed therebetween, which may be typically formed on a sapphire substrate. Since the sapphire substrate is an insulating substrate, two electrodes (P-electrode and n-electrode) connected to the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer of the nitride semiconductor light emitting device may be disposed on the upper surface of the light emitting structure.
  • the current flows through the entire light emission. Since it is not uniformly distributed in the region and current crowding occurs in some regions, the effective area used for emitting light is not large, thereby causing a problem of low luminous efficiency.
  • Embodiments of the present invention provide a semiconductor light emitting device having an electrode structure that exhibits a uniform current spreading characteristic of the semiconductor light emitting device and can secure a high effective light emitting area to implement a light emitting device having high brightness and high efficiency.
  • a second electrode formed on an upper surface of the light emitting structure and connected to the other of the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer,
  • the first electrode may include a first electrode pad disposed at a central portion of the first side, a first branch electrode extending straight from the first electrode pad toward the second side in parallel with the third side, A second branch electrode and a first electrode that are bent from the first electrode pad toward the third and fourth sides, respectively, and extend in parallel with the first branch electrode toward the second side and are disposed on both sides of the first branch electrode; Equipped with three electrodes,
  • the second electrode may include: a second electrode pad disposed at a corner between the second and third sides of the system; a third electrode pad disposed at a corner between the second and fourth sides; and the second electrode.
  • a fourth branch electrode which is bent inwardly from the pad and extends linearly between the system first branch electrode and the second branch electrode toward the one side and extends along the third side from the second electrode pad;
  • a fifth branch electrode disposed outside the second branch electrode and a sixth branch bent inward from the third electrode pad and extending in a straight line between the first branch electrode and the third branch electrode toward the first side;
  • a seventh branch electrode extending from the third electrode pad along the fourth side and disposed outside the third branch electrode.
  • the fourth to seventh branch electrodes of the second electrode may be interposed with each other at substantially the same interval as the first to third branch electrodes of the first electrode.
  • the first electrode and the second electrode may be symmetrically disposed with respect to the first branch electrode.
  • a line connecting the center of the second electrode pad and the end of the second branch electrode is 40 to 60 degrees with the extension line of the second branch electrode at the end of the second branch electrode. The angle can be reached.
  • a line connecting the center of the third electrode pad and the end of the third branch electrode may have an angle of 40 to 60 degrees with the extension line of the third branch electrode at the end of the thirteen branch electrodes.
  • the four branch electrodes are formed based on the midpoint of the line segment connecting the end portion of the second branch electrode and the end portion of the first branch electrode. It can be bent from a straight line to a curve.
  • the sixth branch electrode may be bent in a curve from a straight line based on a midpoint of a line segment connecting the end of the third branch electrode and the end of the first branch electrode.
  • a portion of the fourth branch electrode coming out of the crab second electrode pad may have an angle of 100 to 180 degrees with a portion of the fifth branch electrode coming out of the second electrode pad.
  • a portion of the sixth branch electrode coming out of the third pad may have an angle of 100 to 180 degrees with a portion of the seventh branch electrode coming out of the third pad.
  • a distance between a fifth branch electrode and a side edge of the light emitting structure adjacent thereto is 30 to 50 of a current spreading length between other adjacent branch electrodes of the first to seventh branch electrodes.
  • the distance between the seventh branch electrode and the side outer edge of the light emitting structure adjacent thereto may be 30 to 50% of the current spreading length between the other branch electrodes of the first to seventh branch electrodes adjacent to each other.
  • the second branch electrode and the third branch electrode are bent out of the first electrode pad while being curved toward the third side and the fourth side, respectively, in a straight line toward the second side. Can be extended. A portion of the second branch electrode and the third branch electrode that comes out of the first electrode pad while being curved may draw an arc around the first electrode pad.
  • the second branch electrode and A portion of the third branched electrode coming out from the first electrode pad by drawing a curve may draw two different arcs connected by the first electrode pad.
  • the first branch electrode may extend toward the second side such that an end portion of the first branch electrode is closer to the second side than the end portions of the second and third branch electrodes. have.
  • the fifth branch electrode and the seventh branch electrode may be bent inward from an end portion thereof.
  • the first electrode may be an n-electrode
  • the second electrode may be a P-electrode.
  • the semiconductor light emitting device may be a nitride-based semiconductor light emitting device.
  • the current spreading can be made uniform and the current concentration in the partial region can be effectively prevented.
  • the effective light emitting area is increased and the brightness and efficiency are increased.
  • FIG. 1 is a plan view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the semiconductor light emitting device of FIG. 1 taken along line AA ′.
  • FIG. 2 is a plan view of the semiconductor light emitting device of FIG. 1 taken along line AA ′.
  • FIG 3 is a plan view of a semiconductor light emitting device according to a comparative example.
  • FIG. 4 is a plan view of a semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a top surface of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the semiconductor light emitting device of FIG. 1.
  • the semiconductor light emitting device 100 may include, for example, a buffer layer 110, an n-type semiconductor layer 120, an active layer 130, and p sequentially formed on a substrate 101 such as sapphire.
  • the semiconductor layer 140 is included.
  • the n-type and p-type semiconductor layers 120 and 140 and the active layer 130 therebetween form a light emitting structure.
  • the transparent electrode layer 150 may be formed on the p-type semiconductor layer 140.
  • a reflective electrode layer may be disposed on the upper surface of the light emitting structure instead of the transparent electrode layer 150 in order to use the light emitting device as a flip chip structure.
  • the light emitting device 100 may be a nitride-based semiconductor light emitting device in which the light emitting structures 120, 130, and 140 are made of a group III-nitride semiconductor material such as GaN, AlGaN, InGaN, or AlGaN.
  • a first electrode (n-electrode in this embodiment) 160 electrically connected to n- type semiconductor layer 120 is formed, and transparent electrode layer 150
  • a second electrode (P-electrode in the present embodiment) 170, 170 'electrically connected to the p-type semiconductor layer 140 is formed thereon. As shown in FIG.
  • the upper surface of the light emitting structure has a rectangular shape, and the rectangle has a first side 60 and a second side 70 facing each other and a third side 80 and a second side facing each other. 4 sides (90) Formed.
  • the first electrode 160 includes a first electrode pad 160a and three branch electrodes 160b, 160c, and 160d extending therefrom. These electrode pads and branch electrodes 160a, 160b, 160c, 160d correspond to elements of the n-electrode in this embodiment.
  • the first electrode pad 160a is disposed at the center of the first side 60.
  • the first branch electrode 160b extends linearly from the crab electrode pad 160a toward the second side 70 and in particular in parallel with the third side 80 or the fourth side 90.
  • the first branch electrode 160b may be disposed in the center of the light emitting structure.
  • the second branch electrode 160c is bent from the first electrode pad 160a toward the third side 80 and bent toward the second side 70 facing the first electrode pad 160a. Extends in a straight line parallel to 160b).
  • the third branch electrode 160d is disposed on the opposite side of the two branch electrodes based on the first branch electrode 160b and is bent toward the fourth side 90 to bend the second side 70. Extend in a straight line parallel with the first branch electrode 160b.
  • the twelve branch electrodes 160c and the third branch electrode 160d are disposed at both sides of the first branch electrode 160b, and the first to third branch electrodes 160b, 160c, and 160d are the first electrode pads 160a.
  • the first electrode 160 has a fork-shaped structure having three branches as a whole.
  • the second branch electrode 160c and the third branch electrode 160d are rounded toward the three sides 80 and the fourth side 90 from the first electrode pad 160a, respectively. It is bent while drawing a curve and extends in a straight line toward the second side 70.
  • the second branch electrode 160c and the third branch electrode 160d form a curve from the first electrode pad 160a. The part which comes out drawing draws an arc centering on the 1st electrode pad 160a. As shown in FIG.
  • the second electrodes 170, 170 ′ are formed of a first sub-electrodes 170 and a second sub-electrode 170 ′ separated from each other (not directly connected to each other). Equipped. These second electrodes 170 and 170 'correspond to P-electrodes in this embodiment. The second electrodes 170 and 170 'are arranged in a symmetrical structure as a whole with respect to the first branch electrode 160b.
  • the first sub electrode 170 having the polarity of the P-electrode includes a second electrode pad 170a, a fourth branch electrode 170b, and a fifth branch electrode 170c.
  • the second electrode pad 170a is disposed at the corner between the second side 70 and the third side 80.
  • the fourth branch electrode 170b is bent inwardly (inward when viewed from the top) from the crab electrode pad 170a to form the first branch electrode 160b and the second branch electrode 160c of the first electrode 160. ) Extends linearly toward the first side 60.
  • the straight portion of the fourth branch electrode 170b extends in parallel with the first branch electrode 160b and the second branch electrode 160c.
  • the fifth branch electrode 170c extends straight out of the second electrode pad 170a along the third side 80 and is disposed outside the second branch electrode 160c of the first electrode 160. It is. In particular, the straight portion of the fifth branch electrode 170c extends in parallel with the second branch electrode 160c. As shown in FIG. 1, the two branch electrodes 170b and 170c of the first sub-electrode 170 having the P-electrode polarity are the first and second electrodes of the first electrode 160 having the n-electrode polarity. The branch electrodes 160b and 160c are interdigitated with each other.
  • the second sub-electrode 170 'having the polarity of the p-electrode has a symmetrical structure with the first sub-electrode 170, and has a third electrode pad 170a' disposed at a corner and the electrode pad 170a '. And sixth and seventh branch electrodes 170b 'and 170c' extending from the second electrode. Specifically, the third electrode pad 170a 'having the polarity of the P-electrode is disposed at the corner between the second side 70 and the fourth side 90.
  • the sixth branch electrode 170b ' is bent inward from the third electrode pad 170a' and is straightened toward the first side 60 between the first branch electrode 160b and the third branch electrode 160d. It is extended.
  • the seventh branch electrode 170c extends linearly out of the third electrode pad 170a' along the fourth side 90 and is disposed outside the third branch electrode 160d.
  • the two branch electrodes 170b 'and 170c' of the second sub-electrode 170 'having the polarity of the P-electrode are the first and third branch electrodes of the first electrode 160 having the polarity of the n_ electrode. 160b, 160d) and arranged in a crushed form.
  • a passivation film 78 made of an insulator such as Si0 2 may be formed on the upper surface of the semiconductor light emitting device on which the first electrode 160 and the second electrodes 170 and 170 ′ are formed. .
  • the passivation film 78 can be formed to cover the entire surface of the device except for the region of the electrode pads 160a, 170a, 170a 'for electrical connection (wire bonding, etc.).
  • the first electrode 160 and the second electrodes 170 and 170 ′ are arranged symmetrically with respect to the first branch electrode 160b disposed at the center of the upper surface of the light emitting structure. It is. Further, the fourth to seventh branch electrodes 170b, 170c, 170b ', and 170c' of the second electrodes 170 and 170 'having the polarity of the P-electrode have a polarity of the n-electrode.
  • the first to third branch electrodes 160b, 160c, and 160d of () are arranged at intervals substantially equal to each other.
  • the equally spaced interdigitated branch electrode arrangement contributes to uniform luminescence characteristics by uniformly spreading current between the branch electrodes.
  • the second and third electrode pads 170a and 170a 'on opposite sides of the first electrode pad 160 both corners of the second side 70, the two electrode pads 170a and 170a').
  • a line (see dotted line) connecting the center of the second electrode pad 170a and the end Q of the second branch electrode 160c to the second electrode pad 170a may be reduced.
  • the angle ⁇ formed by the extension line of the second branch electrode 160c at the end Q of the branch electrode 160c (that is, the extension line of the straight portion of the second branch electrode) (see dotted line) is in the range of 40 to 60 degrees.
  • the variation of the current spreading distance in the pad 170a can be greatly reduced, and in the state where the second electrode pad 170a is disposed in the above-described angle range, the fourth By designing the portion where the ground electrode 170b is connected to the second electrode pad 170a in a curve rather than in a straight line, the current spreading distance between the second electrode pad 170a and the second branch electrode 160c is formed between the branch electrodes. It is possible to keep the same as the diffusion distance (c) as a result, it is possible to ensure uniform current spreading characteristics not only in the overlapping region (the overlapping region in the shape of a branch) between the branch electrodes, but also in the second electrode pad and its adjacent region. It becomes possible.
  • the third electrode pad 170a ' having a symmetrical arrangement with the second electrode pad 170a is also disposed at a position in the angular range as described above like the second electrode pad 170a.
  • the core of the third electrode pad 170a 'and the third The angle formed by the line (dotted line) connecting the ends of the branch electrodes 160d and the extension line (dotted line) of the third branch electrode 160d at the end of the third branch electrode 160d forms an angle of 40 to 60 degrees. . This ensures uniform current spread across the overlapping regions of the branch electrodes, the second and third electrode pads, and the adjacent regions, thereby increasing the effective light emitting area, thereby improving brightness and efficiency. Referring to FIG.
  • the fourth branch electrode (starting at the midpoint P of a line segment where the end Q of the second branch electrode 160c and the first branch electrode 160b are connected to the end R). 170b) may be bent in a straight line to enter the second electrode pad 170a.
  • the sixth branch electrode 170b ' is curved in a straight line to form a third electrode pad ( 170a ').
  • the angle between the portion of the fourth branch electrode 170b coming out of the second electrode pad 170a and the portion of the fifth branch electrode 170c coming out of the second electrode pad 170a ( a) is in the range of 100 to 180 degrees.
  • the angle a is in the range of 100 to 180 degrees.
  • the angle (a) exceeds 180 degrees, it is difficult to ensure uniformity of current spreading at the connection portion between the second electrode pad 170a and the fourth branch electrode 170b.
  • the sixth branch electrode 170b ' comes out of the third electrode pad 170a'.
  • the portion forms an angle of 100 to 180 degrees with the portion of the seventh branch electrode 170c 'emerging from the third electrode pad 170a'.
  • the distance b between the fifth branch electrode 170c and the side edge of the light emitting structure adjacent thereto is the length of the current diffusion length c between the adjacent other polar branch electrodes of the first to seventh branch electrodes. 30 to 50%.
  • the distance between the seventh branch electrode 170c and the side outer edge of the light emitting structure adjacent thereto may be 30 to 50% of the current diffusion length c between the adjacent other polar branch electrodes of the first to low seventeen kinds of electrodes.
  • FIG. 3 is a plan view showing an electrode structure of a light emitting device of Comparative Example.
  • the P-electrode formed on the transparent electrode layer 15 and connected to the p-type semiconductor layer includes the first electrode pad 16a and the first to third branch electrodes ( 16b, 16c, 16d).
  • the n-electrode connected to the n-type semiconductor layer 12 includes second and third electrode pads 17a and 17a 'and fourth to seventh electrodes 17b, 17c, 17b' and 17c '.
  • the second electrode pad 17a and the third electrode pad 17a ' are not disposed at corners at both ends of the second side, but are disposed at the third side and the fourth side, respectively.
  • the current spreading length 00 in the second electrode pad and the third electrode pad 17a, 17a ' is considerably shorter than the current spreading length L in the other region so that the second and third electrode pad 17a, 17a ') Significant current crowding occurs in the vicinity.
  • FIG. 4 is a plan view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • the angle ⁇ is 40 to
  • Angle (a) may be in the range of 100 to 180 degrees.
  • distance (b) is 30 to 50% of the current diffusion length (b) between the branch electrodes.
  • the entire electrode structure may be symmetrical with respect to the first branch electrode 160b.
  • the portion where the second branch electrode 160c and the third branch electrode 160d come out from the first electrode pad 160a while being curved is connected by the first electrode pad 160a.
  • This electrode structure in particular makes the current spreading length uniform in the first electrode pad 160a.
  • the end R of the first branch electrode 160b is closer to the second side 70 than the end Q of the second branch electrode and the end of the three branch electrodes.
  • the first branch electrode 160b extends further toward the second side. This may be advantageous to secure a wider effective light emitting area.
  • the fifth branch electrode 170c and the seventh branch electrode 170c ' are bent inward from the end thereof, and at the ends of the branch electrodes 170c and 170c'. Current spreading characteristics of the It is advantageous.
  • the first electrode 160 is an n-electrode and the second electrodes 170 and 170 'are P-electrodes, but the polarities of the first electrode 160 and the second electrodes 170 and 170' Can be changed.
  • the first electrode 160 is a P-electrode and the system second electrode 170 is an n-electrode
  • the first electrode 160 is electrically connected to the P-type semiconductor layer on the p-type semiconductor layer
  • the second electrode ( 170, 170 ') can be electrically connected to the n-type semiconductor layer on the n-type semiconductor layer exposed by the mesa etching.

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 반도체 발광 소자는, n형 반도체층 및 p형 반도체층과 이들 사이에 개재된 활성층을 구비한 발광 구조물; 상기 n형 및 p형 반도체층 중 어느 하나에 접속된 제1 전극; 및 상기 n형 및 p형 반도체층 중 다른 하나에 접속된 제2 전극을 포함한다. 상기 제1 전극은 발광 구조물 상면의 일 변 중앙에 배치된 제1 전극 패드와 이에 연결된 제1 내지 제3 가지전극을 구비하여 포크 형상을 갖는다. 상기 제2 전극은 상기 일 변에 대향하는 타 변의 양쪽 코어에 서로 분리되도록 배치된 제2 및 제3 전극 패드와 이에 연결된 제4 내지 제7 가지전극을 구비하며, 상기 제4 내지 제7 가지전극은 상기 제1 내지 제3 가지전극들 사이에 깍지긴 형태로 연장된다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
반도체 발광소자
【기술분야】
본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 향상된 전류 확산 특성과 균일한 발광 특성을 갖고 전류 집중을 방지하는 전극 구조를 갖는 반도체 발광 소자에 관한 것이다.
【배경기술】
최근, AlGaAs, AlGalnP, AlGalnN 등의 화합물 반도체 재료를 이용한 발광 다이오드 (LED)가 특정 파장대의 광을 얻기 위한 광원으로 많이 이용되고 있다. 특히, 질화물 반도체 (일반적으로ᅳ InxAlyGai-x-yN(0<x<l, 0 <y<l, 0≤x+y≤l)의 조성식을 가짐)로 형성되는 질화물 반도체 발광소자는 청색, 자외선 또는 녹색 파장대의 광원으로서, 전광판, 조명 장치 등 각종 제품에 적용되고 있다. 반도체 LED의 적용 분야가 확대됨에 따라, 반도체 LED의 휘도와 발광 효율을 증대시키기 위한 노력이 진행되고 있다. 질화물 반도체 발광소자는 n형 반도체층과 p형 반도체층 및 이들 사이에 개재된 활성층을 갖는 발광 구조물을 포함하며, 이 발광 구조물은 통상적으로 사파이어 기판 상에 형성될 수 있다. 사파이어 기판은 절연성 기판이므로, 질화물 반도체 발광 소자의 p형 반도체층과 n형 반도체층에 연결된 2개의 전극 (P-전극 및 n-전극)이 모두 발광 구조물의 상면에 배치될 수 있다. P-전극 및 n-전극이 모두 발광 구조물 상면에 배치된 구조의 반도체 발광 소자는 전류의 흐름이 전체 발광 영역에 있어 균일하게 분포하지 못하고 일부 영역에서 전류 집중 (current crowding)이 발생하므로 발광에 이용되는 유효 면적 또한 크지 않아 발광 효율이 낮은 문제가 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명의 실시형태는 반도체 발광 소자의 균일한 전류 확산 특성을 나타내고 유효 발광 면적을 크게 확보하여 고휘도 및 고효율의 발광 소자를 구현할 수 있는 전극 구조를 갖는 반도체 발광 소자를 제공한다.
【기술적 해결방법】
본 발명의 일 측면에 따른 반도체 발광 소자는,
n형 반도체층 및 p형 반도체층과 이들 사이에 개재된 활성층을 구비하며, 서로 대향하는 제 1 및 제 2 변과 서로 대향하는 제 3 및 제 4 변으로 형성된 사각 형상의 상면 (top surface)을 갖는 발광 구조물;
상기 발광 구조물 상면에 형성되어 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 중 어느 하나에 접속되는 제 1 전극; 및 '
상기 발광 구조물의 상면에 형성되어 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 중 다른 하나에 접속되는 제 2 전극을 포함하고,
상기 제 1 전극은 상기 제 1 변의 중앙부에 배치된 제 1 전극 패드와, 상기 제 1 전극 패드로부터 나와 상기 제 3변에 평행하게 상기 제 2 변을 향해 직선으로 연장된 제 1 가지전극과, 상기 제 1 전극 패드로부터 각각 제 3 변 및 제 4 변을 향해 나와 절곡되어 상기 제 2변을 향해 상기 제 1 가지전극과 평행하게 연장되고 상기 제 1 가지전극의 양측에 배치된 제 2 가지전극 및 제 3 가지전극을 구비하고, 상기 제 2전극은,상기 계 2변과 제 3변 사이의 코너에 배치된 제 2전극 패드와, 상기 제 2 변과 제 4 변 사이의 코너에 배치된 제 3 전극 패드와, 상기 제 2 전극 패드로부터 내측으로 나와 절곡되어 상기 계 1 가지전극과 제 2 가지전극 사이에서 상기 게 1 변을 향해 직선으로 연장된 제 4 가지전극과, 상기 제 2 전극 패드로부터 나와상기 제 3변을 따라 연장되고 상기 제 2가지전극 외측에 배치된 제 5가지전극과, 상기 제 3 전극 패드로부터 내측으로 나와 절곡되어 상기 제 1 가지전극과 제 3 가지전극 사이에서 상기 제 1 변을 향해 직선으로 연장된 제 6 가지전극과, 상기 제 3 전극 패드로부터 나와 상기 제 4 변을 따라 연장되고 상기 제 3 가지전극 외측에 배치된 제 7 가지전극을 구비한다. 상기 제 2 전극의 제 4 내지 7 가지전극은 상기 제 1 전극의 제 1 내지 제 3 가지전극과 실질적으로 동일한 간격으로 깍지끼도록 배치될 수 있다. 상기 제 1 전극 및 제 2 전극은 상기 제 1 가지전극을 기준으로 하여 대칭적으로 배치될 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 제 2 전극 패드의 중심과 상기 제 2 가지전극의 단부를 연결한 선은, 상기 제 2 가지전극의 단부에서의 상기 제 2 가지전극의 연장선과 40 내지 60도의 각도를 이를 수 있다. 상기 제 3 전극 패드의 중심과 상기 제 3 가지전극의 단부를 연결한 선은, 상기 거 13 가지전극의 단부에서의 상기 제 3 가지전극의 연장선과 40 내지 60도의 각도를 이를 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 제 2 가지전극의 단부와 상기 제 1 가지전극의 단부를 연결한 선분의 중점을 기점으로 하여 상기 게 4 가지전극은 직선으로부터 곡선으로 절곡될 수 있다. 상기 제 3 가지전극의 단부와 상기 제 1 가지전극의 단부를 연결한 선분의 중점을 기점으로 하여 상기 제 6 가지전극은 직선으로부터 곡선으로 절곡될 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면,상기 제 4가지전극이 상기 게 2전극 패드로부터 나오는 부분은 상기 제 5 가지전극이 상기 제 2 전극 패드로부터 나오는 부분과 100 내지 180도의 각도를 이를 수 있다. 상기 제 6 가지전극이 상기 제 3 패드로부터 나오는 부분은 상기 제 7 가지전극이 상기 제 3 패드로부터 나오는 부분과 100 내지 180도의 각도를 이를 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 제 5 가지전극과 이에 인접한 상기 발광 구조물의 측면 외곽 간의 거리는 상기 제 1 내지 제 7 가지전극의 인접한 다른 극성 가지전극 간의 전류 확산 길이 (current spreading length)의 30내지 50 )일 수 있다. 제 7 가지전극과 이에 인접한 상기 발광 구조물의 측면 외곽 간의 거리는 상기 제 1 내지 제 7 가지전극의 인접한 다른 극성 가지전극 간의 전류 확산 길이의 30 내지 50%일 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 제 2 가지전극과 제 3 가지전극은 상기 제 1 전극 패드로부터 각각 제 3 변 및 제 4 변을 향해 곡선을 그리면서 나와 절곡되어 상기 제 2 변을 향해 직선으로 연장될 수 있다. 상기 제 2 가지전극과 제 3 가지전극이 상기 제 1 전극 패드로부터 곡선을 그리면서 나오는 부분은 상기 제 1 전극 패드를 중심으로 하나의 호를 그릴 수 있다. 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 2 가지전극과 제 3가지전극이 상기 제 1전극 패드로부터 곡선을 그리면서 나오는 부분은, 상기 제 1 전극 패드에 의해 연결되는 서로 다른 2개의 호를 그릴 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 제 1 가지전극의 단부는 상기 제 2 및 제 3 가지전극의 단부보다 상기 제 2 변에 더 인접하도록 상기 제 1 가지전극은 상기 제 2 변을 향해 연장될 수 있다. 상기 제 5 가지전극과 제 7 가지전극은 단부 근방에서 내측으로 절곡될 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 제 1 전극은 n-전극이고, 상기 제 2 전극은 P-전극일 수 있다. 상기 반도체 발광 소자는 질화물계 반도체 발광 소자일 수 있다. 【유리한 효과】
본 발명의 실시형태에 따르면, 반도체 발광 소자에 있어서, 전류 확산을 균일하게 할 수 있고, 일부 영역에서의 전류 집중을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 유효한 발광 면적이 증대되며 휘도와 효율이 높아지게 된다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 반도체 발광 소자의 평면도.
도 2는 도 1의 반도체 발광 소자를 AA'선을 따라 자른 평면도.
도 3은 비교예에 따른 반도체 발광 소자의 평면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 발광 소자의 평면도.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 반도체 발광 소자의 상면 (top surface)을 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 반도체 발광 소자를 AA'선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 2를 참조하면, 반도체 발광 소자 (100)는, 예를 들어 사파이어 등의 기판 (101) 상에 순차적으로 형성된 버퍼층 (110), n형 반도체층 (120), 활성층 (130)및 p형 반도체층 (140)을 포함한다. n형 및 p형 반도체층 (120, 140)과 그 사이의 활성층 (130)은 발광 구조물을 이룬다. p형 반도체층 (140) 상에는 투명 전극층 (150)이 형성될 수 있다. 본 실시형태에는 투명 전극충 (150)이 배치되어 있으나, 발광 소자를 플립 칩 구조로 사용하기 위해 발광 구조물 상면에 투명 전극층 (150) 대신에 반사 전극층이 배치될 수도 있다. 이 발광 소자 (100)는, 발광 구조물 (120, 130, 140)이 GaN, AlGaN, InGaN 또는 AlGaN 등의 3족-질화물 반도체 재료로 만들어진 질화물계 반도체 발광 소자일 수 있다. 데사 식각에 의해 노출된 일부 n형 반도체층 영역 상에는 n형 반도체층 (120)에 전기적으로 접속된 제 1 전극 (본 실시형태에서는 n-전극) (160)이 형성되어 있고, 투명 전극층 (150) 상에는 p형 반도체층 (140)에 전기적으로 접속되는 제 2 전극 (본 실시형태에서는 P-전극 )(170, 170')이 형성되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 구조물의 상면은 직사각형의 형상을 가지며, 이 직사각형은 서로 대향하는 제 1 변 (60) 및 제 2 변 (70)과 서로 대향하는 제 3 변 (80) 및 제 4 변 (90)으로 형성되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 전극 (160)은 제 1 전극 패드 (160a)와 이로부터 연장된 3개의 가지전극 (160b, 160c, 160d)을 구비한다. 이 전극 패드와 가지전극들 (160a, 160b, 160c, 160d)은 본 실시형태에서는 n-전극의 요소들에 해당한다. 구체적으로는, 계 1 전극 패드 (160a)는 제 1 변 (60)의 중앙부에 배치되어 있다. 제 1가지전극 (160b)은 게 1전극 패드 (160a)로부터 제 2변 (70)을 향해 직선으로 연장되몌 특히 제 3 변 (80) 또는 제 4 변 (90)과 평행하게 연장되어 있다. 이 제 1 가지전극 (160b)은 발광 구조물의 중앙부에 배치될 수 있다. 제 2 가지전극 (160c)은 제 1 전극 패드 (160a)로부터 제 3 변 (80)을 향해 나와 절곡되어 제 1 전극 패드 (160a)와 대향하는 제 2 변 (70)올 향해 제 1 가지전극 (160b)과 평행하게 직선으로 연장된다. 제 3 가지전극 (160d)은 제 1 가지전극 (160b)을 기준으로 볼 때 거] 2 가지전극의 반대측에 배치되며, 제 4 변 (90)을 향해 나와 절곡되어, 제 2 변 (70)을 향해 제 1 가지전극 (160b)과 평행하게 직선으로 연장된다. 거 12 가지전극 (160c)과 제 3 가지전극 (160d)은 제 1 가지전극 (160b)의 양측에 배치되고 제 1 내지 제 3 가지전극 (160b, 160c, 160d)은 제 1 전극 패드 (160a)에서 만나서, 제 1 전극 (160)은 전체적으로 3개의 가지를 갖는 포크 형상의 구조를 갖는다. 특히, 본 실시형태에는, 제 2 가지전극 (160c)과 제 3 가지전극 (160d)은 제 1 전극 패드 (160a)로부터 각각 게 3 변 (80) 및 제 4 변 (90)을 향해 라운드로 (둥글게) 곡선을 그리면서 나와 절곡되어 제 2 변 (70)을 향해 직선으로 연장되어 있다. 이 경우, 제 2 가지전극 (160c)과 제 3 가지전극 (160d)이 제 1 전극 패드 (160a)로부터 곡선을 그리면서 나오는 부분은, 제 1 전극 패드 (160a)를 중심으로 하나의 호를 그린다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 전극 (170, 170')은 서로 분리된 (서로 직접 연결되지 않은) 제 1 부전극 (sub-electrodes)(170)과 제 2 부전극 (170' )을 구비한다. 이 제 2 전극 (170, 170')은 본 실시형태에서는 P-전극에 해당한다. 제 2 전극 (170, 170')은 제 1 가지전극 (160b)을 중심으로 하여 전체적으로 좌우 대칭적인 구조로 배치되어 있다.
P-전극의 극성을 갖는 제 1 부전극 (170)은 제 2 전극 패드 (170a)와 제 4 가지전극 (170b) 및 제 5 가지전극 (170c)을 구비한다. 구체적으로는, 제 2 전극 패드 (170a)는 제 2 변 (70)과 제 3 변 (80) 사이의 코너에 배치된다. 제 4 가지전극 (170b)은 게 2 전극 패드 (170a)로부터 내측으로 (상면에서 볼 때 안쪽으로) 나와 절곡되어 제 1 전극 (160)의 계 1 가지전극 (160b)과 제 2 가지전극 (160c) 사이에서 제 1 변 (60)을 향해 직선으로 연장되어 있다. 특히, 제 4 가지전극 (170b)의 직선 부분은 제 1가지전극 (160b) 및 제 2가지전극 (160c)과 평행하게 연장되어 있다. 또한, 제 5 가지전극 (170c)은 제 2 전극 패드 (170a)로부터 나와 제 3 변 (80)을 따라 직선으로 연장되고, 제 1 전극 (160)의 제 2 가지전극 (160c)의 외측에 배치되어 있다. 특히, 제 5 가지전극 (170c)의 직선 부분은 제 2 가지전극 (160c)과 평행하게 연장되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, P-전극 극성을 갖는 제 1 부전극 (170)의 2개 가지전극 (170b, 170c)은 n-전극 극성을 갖는 제 1 전극 (160)의 제 1 및 제 2 가지전극 (160b, 160c)과 깍지낀 형태 (interdigitated)로 배치되어 있다. p-전극의 극성을 갖는 제 2 부전극 (170')은 제 1 부전극 (170)과 대칭적인 구조를 이루며, 코너에 배치된 제 3 전극 패드 (170a')와 이 전극 패드 (170a')로부터 연장된 제 6 및 제 7 가지전극 (170b', 170c')을 구비한다. 구체적으로는, P-전극의 극성을 갖는 제 3 전극 패드 (170a')는 제 2 변 (70)과 제 4 변 (90) 사이의 코너에 배치되어 있다. 제 6 가지전극 (170b')은 제 3 전극 패드 (170a')로부터 내측으로 나와 절곡되어 제 1 가지전극 (160b)과 제 3 가지전극 (160d) 사이에서 제 1 변 (60)을 향해 직선으로 연장되어 있다. 제 7 가지전극 (170c')은 제 3 전극 패드 (170a')로부터 나와 제 4변 (90)을 따라 직선으로 연장되고, 제 3가지전극 (160d)의 외측에 배치되어 있다. P-전극의 극성을 갖는 제 2 부전극 (170')의 2개 가지전극 (170b', 170c')은 n_전극의 극성올 갖는 제 1 전극 (160)의 제 1 및 제 3 가지전극 (160b, 160d)과 깍지낀 형태로 배치되어 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 계 1 전극 (160)과 제 2 전극 (170, 170')이 형성된 반도체 발광 소자 상면에는 Si02 등의 절연체로 된 패시베이션막 (78)이 형성될 수 있다. 이 패시베이션막 (78)은 전기접속 (와이어 본딩 등)을 위한 전극 패드 (160a, 170a, 170a') 영역만을 제외하고 소자 전면을 덮도록 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 전극 (160)과 제 2 전극 (170, 170')은, 발광 구조물 상면의 중앙부에 배치된 제 1 가지전극 (160b)을 기준으로 하여 좌우 대칭적으로 배치되어 있다. 또한, P-전극의 극성을 갖는 제 2 전극 (170, 170')의 제 4 내지 제 7 가지전극 (170b, 170c, 170b' , 170c')은 n-전극의 극성을 갖는 게 1 전극 (160)의 제 1 내지 제 3 가지전극 (160b, 160c, 160d)과 실질적으로 동일한 간격으로 깍지낀 형태로 배열되어 있다. 또한, 제 1 전극과 제 2 전극 (160, 170, 170')의 가지전극들은 깍지낀 영역 (중첩 영역)에서 서로 평행하게 배치되어 있다. 이러한 등간격의 깍지낀 형태의 가지전극 배열은 가지전극들 간의 전류 확산을 균일하게 하여 균일한 발광 특성에 기여한다. 또한, 제 2 및 제 3 전극 패드 (170a, 170a')를 제 1 전극 패드 (160)의 대향하는 변 (제 2 변 (70)의 양쪽 코너에 배치함으로써, 두 전극 패드 (170a, 170a')에서의 전류 집중을 경감할 수 있다. 도 1을 참조하면, 제 2 전극 패드 (170a)의 중심과 제 2 가지전극 (160c)의 단부 (Q)를 연결한 선 (점선 참조)과, 제 2 가지전극 (160c)의 단부 (Q)에서의 제 2 가지전극 (160c)의 연장선 (즉, 제 2 가지전극의 직선부의 연장선) (점선 참조)이 이루는 각도 (Θ)는 40 내지 60도의 범위에 있다. 제 2 가지전극 (160c)의 단부 (Q)와 관련하여 상술한 각도 범위에 제 2 전극 패드 (170a)를 배치함으로써, 이종 극성의 가지전극들간의 전류 확산 거리 (c)와 제 2 전극 패드 (170a)에서의 전류 확산 거리의 편차를 크게 줄일 수 있다. 또한, 상술한 각도 범위에 제 2전극 패드 (170a)를 배치한 상태에서, 제 4 가지전극 (170b)이 제 2 전극 패드 (170a)에 연결되는 부분을 직선이 아닌 곡선으로 설계함으로써, 제 2 전극 패드 (170a)와 제 2 가지전극 (160c) 간의 전류 확산 거리를 가지전극들간의 확산 거리 (c)와 최대한 동일하게 유지할 수 있게 된다. 결국, 가지전극들간의 중첩 영역 (깍지낀 형태로 중첩된 영역)에서뿐만 아니라 제 2 전극 패드 및 그 인접 영역에서도 균일한 전류 확산 특성을 확보할 수 있게 된다.
마찬가지로, 제 2 전극 패드 (170a)와 대칭적인 배치를 갖는 제 3 전극 패드 (170a')도 제 2 전극 패드 (170a)와 마찬가지로 상술한 바와 같은 각도 범위의 위치에 배치된다. 구체적으로는, 제 3 전극 패드 (170a')의 증심과 제 3 가지전극 (160d)의 단부를 연결한 선 (점선)과, 제 3가지전극 (160d)의 단부에서의 제 3 가지전극 (160d)의 연장선 (점선)이 이루는 각도는 40 내지 60도의 각도를 이룬다. 이로써 가지전극들간의 중첩 영역과 제 2 및 제 3 전극 패드와 그 인접 영역에서 전체적으로 균일한 전류 확산을 확보하여 유효 발광 면적을 증대시켜 휘도와 효율을 높일 수 있게 된다. 도 1올 참조하면, 제 2 가지전극 (160c)의 단부 (Q)와 제 1 가지전극 (160b)이 단부 (R)올 연결한 선분의 중점 (P)를 기점으로 하여, 제 4 가지전극 (170b)은 직선으로부터 곡선으로 절곡되어 제 2 전극 패드 (170a)로 들어갈 수 있다. 마찬가지로 제 3 가지전극 (160d)의 단부와 제 1 가지전극 (160b)의 단부를 연결한 선분의 중점을 기점으로 하여 제 6 가지전극 (170b')은 직선으로부터 곡선으로 절곡되어 제 3 전극 패드 (170a')로 들어갈 수 있다. 이러한 곡선 및 직선 구조로 설계함으로써, 계 4가지전극 (170b)과 게 5가지전극 (170b')의 곡선부 또는 절곡부에서 보다 균일한 전류 확산 특성을 확보할 수 있다. 또한, 도 1을 참조하면, 제 4 가지전극 (170b)이 제 2 전극 패드 (170a)로부터 나오는 부분과, 제 5 가지전극 (170c)이 제 2 전극 패드 (170a)로부터 나오는 부분이 이루는 각도 (a)는 100 내지 180도의 범위에 있다. 각도 (a)를 100도 이상으로 유지함으로써, 제 2 전극 패드 (170a)에 연결된 두 가지전극들 (170b, 170c) 간의 전류 간섭을 줄이거나 방지할 수 있다. 또한, 각도 (a)가 180도를 넘어가면 제 2 전극 패드 (170a)와 제 4 가지전극 (170b)의 연결 부위에서 전류 확산의 균일성을 확보하기 어렵다. 마찬가지로, 제 6 가지전극 (170b')이 제 3 전극 패드 (170a')로부터 나오는 부분은 제 7 가지전극 (170c')이 제 3 전극 패드 (170a')로부터 나오는 부분과 100 내지 180도의 각도를 이룬다. 또한, 도 1을 참조하면, 제 5 가지전극 (170c)과 이에 인접한 발광 구조물의 측면 외곽 간의 거리 (b)는 제 1 내지 제 7 가지전극의 인접한 다른 극성 가지전극 간의 전류 확산 길이 (c)의 30 내지 50%일 수 있다. 마찬가지로, 제 7 가지전극 (170c)과 이에 인접한 발광 구조물의 측면 외곽 간의 거리는 제 1 내지 저 17 가지전극의 인접한 다른 극성 가지전극 간의 전류 확산 길이 (c)의 30 내지 50%일 수 있다. 이와 같이 상기 거리 (c)를 가지전극들간의 전류 확산 길이 (c)의 30 내지 50%로 유지함으로써, 칩 외곽과 이에 인접한 가지전극 간의 전류 밀도를 원활하게 확보할 수 있고 발광 소자의 외곽 (칩 외곽)과 이에 인접한 '가지전극 사이의 면적을 효과적으로 활용할 수 있어서, 발광 소자의 광 효율을 더 향상시킬 수 있다. 도 3은 비교예의 발광 소자의 전극 구조를 나타낸 평면도이다. 도 3의 발광 소자에서는, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 투명 전극층 (15) 상에 형성되어 p형 반도체층에 접속되는 P-전극은 제 1 전극 패드 (16a)와 계 1 내지 제 3 가지전극 (16b, 16c, 16d)을 구비한다. n형 반도체층 (12)에 접속되는 n-전극은 제 2 및 제 3 전극 패드 (17a, 17a')와 제 4내지 제 7가지전극 (17b, 17c, 17b' , 17c')을 구비한다.그러나, 상술한 실시형태와 달리, 제 2 전극 패드 (17a)와 제 3 전극 패드 (17a')는 제 2 변 양단의 코너에 배치되어 있지 않고, 각각 제 3 변 및 제 4 변에 배치되어 있다. 이에 따라, 제 2 전극 패드와 제 3 전극 패드 (17a, 17a')에서의 전류 확산 길이 00는 다른 영역에서의 전류 확산 길이 (L)에 비해 상당히 짧아서 제 2 및 제 3 전극 패드 (17a, 17a')부근에서 상당한 정도의 전류 집중 (current crowding)현상이 발생한다. 또한, 제 5 가지전극 (17c)과 이에 인접한 칩 외곽 (메사 외곽) 사이의 영역과, 제 7 가지전극 (17c')과 이에 인접한 칩 외곽 사이의 영역을 발광 면적으로 충분히 활용하지 못한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광 소자의 평면도이다. 도 4의 실시형태에서도 상술한 실시형태 (도 1 참조)와 마찬가지로, 각도 (Θ)가 40 내지
60도의 범위에 있다. 각도 (a)는 100 내지 180도의 범위에 있을 수 있다. 또한, 거리 (b)는 가지전극들간의 전류 확산 길이 (b)의 30 내지 50%이다. 전체 전극 구조는 제 1 가지전극 (160b)을 기준으로 좌우 대칭일 수 있다. 도 4의 실시형태에서는, 제 2가지전극 (160c)과 제 3가지전극 (160d)이 제 1전극 패드 (160a)로부터 곡선을 그리면서 나오는 부분은, 제 1 전극 패드 (160a)에 의해 연결되는 서로 다른 2개의 호를 그린다. 이러한 전극 구조는 특히 제 1 전극 패드 (160a)에서의 전류 확산 길이를 균일하게 한다. 도 1 및 도 4의 실시형태에서는, 제 1 가지전극 (160b)의 단부 (R)는 제 2 가지전극의 단부 (Q)및 계 3 가지전극의 단부보다 제 2 변 (70)에 더 인접하도록, 제 1 가지전극 (160b)은 제 2 변을 향해 더 연장되어 있다. 이는 보다 더 넓은 유효 발광 면적을 확보하는 데에 유리할 수 있다. 또한 도 1및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 5 가지전극 (170c)과 제 7가지전극 (170c')은 단부 근방에서 내측으로 절곡되어 있는데, 이는 각 가지전극 (170c, 170c') 단부에서의 전류 확산 특성올 더 균일하게 하는데 유리하다. 상술한 실시형태들에서는 계 1 전극 (160)이 n-전극이고 제 2 전극 (170, 170')은 P-전극이지만, 제 전극 (160)과 제 2 전극 (170, 170')의 극성은 바뀔 수 있다. 제 1 전극 (160)이 P-전극이고 계 2 전극 (170)이 n-전극인 경우에는, 제 1 전극 (160)은 p형 반도체층 상에서 P형 반도체층에 전기적으로 접속되고 제 2 전극 (170, 170')은 메사 식각에 의해 노출된 n형 반도체층 상에서 n형 반도체층에 전기적으로 접속될 수 있다. 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
n형 반도체층 및 p형 반도체층과 이들 사이에 개재된 활성층을 구비하며, 서로 대향하는 제 1변 및 제 2변과 서로 대향하는 제 3변 및 제 4변으로 형성된 사각 형상의 상면을 갖는 발광 구조물;
상기 발광 구조물 상면에 형성되어 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 중 어느 하나에 접속되는 제 1 전극; 및
상기 발광 구조물의 상면에 형성되어 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 중 다른 하나에 접속되는 제 2 전극을 포함하고,
상기 제 1 전극은 상기 제 1 변의 중앙부에 배치된 제 1 전극 패드와, 상기 제 1 전극 패드로부터 나와 상기 제 3 변에 평행하게 상기 제 2 변을 향해 직선으로 연장된 제 1 가지전극과, 상기 제 1 전극 패드로부터 각각 제 3 변 및 제 4 변을 향해 나와 절곡되어 상기 제 2변을 향해 상기 제 1 가지전극과 평행하게 연장되고 상기 게 1 가지전극의 양측에 배치된 제 2 가지전극 및 제 3 가지전극을 구비하고,
상기 제 2전극은,상기 제 2변과 제 3변 사이의 코너에 배치된 제 2전극 패드와ᅳ 상기 제 2 변과 제 4 변 사이의 코너에 배치된 제 3 전극 패드와, 상기 제 2 전극 패드로부터 내측으로 나와 절곡되어 상기 제 1 가지전극과 제 2 가지전극 사이에서 상기 제 1 변을 향해 직선으로 연장된 제 4 가지전극과, 상기 게 2 전극 패드로부터 나와상기 제 3변을 따라 연장되고 상기 제 2가지전극 외측에 배치된 제 5가지전극과, 상기 제 3 전극 패드로부터 내측으로 나와 절곡되어 상기 제 1 가지전극과 제 3 가지전극 사이에서 상기 제 1 변을 향해 직선으로 연장된 제 6 가지전극과, 상기 제 3 전극 패드로부터 나와 상기 게 4 변을 따라 연장되고 상기 제 3 가지전극 외측에 배치된 제 7 가지전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
【청구항 2]
제 1항에 있어서,
상기 제 2 전극의 제 4 내지 7 가지전극은 상기 제 1 전극의 제 1 내지 제 3 가지전극과 실질적으로 동일한 간격으로 깍지끼도록 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
【청구항 3]
제 1항에 있어서,
상기 제 1 전극 및 제 2 전극은 상기 제 1 가지전극을 기준으로 하여 대칭적으로 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
【청구항 4】
제 1항에 있어서,
상기 제 2 전극 패드의 중심과 상기 제 2 가지전극의 단부를 연결한 선은, 상기 제 2 가지전극의 단부에서의 상기 제 2 가지전극의 연장선과 40 내지 60도의 각도를 이루고
상기 제 3전극 패드의 중심과 상기 제 3가지전극의 단부를 연결한 선은,상기 제 3 가지전극의 단부에서의 제 3 가지전극의 연장선과 40 내지 60도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
【청구항 5】
제 1항에 있어서,
상기 제 2 가지 전극의 단부와 상기 제 1 가지 전극의 단부를 연결한 선분의 중점을 기 점으로 하여 상기 제 4 가지 전극은 직선으로부터 곡선으로 절곡되고,
상기 제 3 가지 전극의 단부와 상기 제 1 가지 전극의 단부를 연결한 선분의 중점을 기 점으로 하여 상기 제 6 가지 전극은 직선으로부터 곡선으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자 .
【청구항 6]
저 U항에 있어서,
상기 제 4 가지 전극이 상기 제 2 전극 패드로부터 나오는 부분은 상기 제 5 가지 전극이 상기 제 2 전극 패드로부터 나오는 부분과 100 내지 180도의 각도를 이루고,
상기 제 6 가지 전극이 상기 제 3 패드로부터 나오는 부분은 상기 제 7 가지전극이 상기 제 3 패드로부터 나오는 부분과 100 내지 180도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자 .
【청구항 7】
제 1항에 있어서,
상기 제 5 가지 전극과 이에 인접 한 상기 발광 구조물의 측면 외 곽 간의 거 리는 상기 제 1 내지 제 7 가지 전극의 인접 한 다른 극성 가지 전극 간의 전류 확산 길이의 30 내지 50%이고, 상기 제 7 가지전극과 이에 인접한 상기 발광 구조물의 측면 외곽 간의 거리는 상기 제 1 내지 제 7 가지전극의 인접한 다른 극성 가지전극 간의 전류 확산 거리의 30 내지 50%인 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
【청구항 8]
저 U항에 있어서,
상기 제 2 가지전극과 제 3 가지전극은 상기 제 1 전극 패드로부터 각각 제 3 변 및 제 4 변을 향해 곡선을 그리면서 나와 절곡되어 상기 제 2 변을 향해 직선으로 연장된 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
【청구항 9]
제 8항에 있어서,
상기 제 2 가지전극과 제 3 가지전극이 상기 제 1 전극 패드로부터 곡선올 그리면서 나오는 부분은 상기 제 1 전극 패드를 중심으로 하나의 호를 그리는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
【청구항 10]
제 8항에 있어서,
상기 제 2 가지전극과 제 3 가지전극이 상기 제 1 전극 패드로부터 곡선올 그리면서 나오는 부분은, 상기 계 1 전극 패드에 의해 연결되는 서로 다른 2개의 호를 그리는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
【청구항 11]
제 1항에 있어서,
상기 제 1 가지 전극의 단부는 상기 제 2 및 제 3 가지 전극의 단부보다 상기 제 2 변에 더 인접 하도록 상기 제 1 가지 전극은 상기 제 2 변을 향해 연장된 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자 .
【청구항 12]
제 1항에 있어서,
상기 제 5 가지 전극과 제 7 가지 전극은 단부 근방에서 내측으로 절곡된 것을 특징으로 하는 발광 소자 .
【청구항 13]
저 U항에 있어서,
상기 제 1 전극은 n-전극이고, 상기 제 2 전극은 P-전극인 것을 특징으로 하는 발광 소자 .
【청구항 14]
제 1항에 있어서,
상기 반도체 발광 소자는 질화물계 반도체 발광 소자인 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자 .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015153928A (ja) * 2014-02-17 2015-08-24 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6458463B2 (ja) 2013-12-09 2019-01-30 日亜化学工業株式会社 発光素子
US9412906B2 (en) 2014-02-20 2016-08-09 Epistar Corporation Light-emitting device
KR102647673B1 (ko) * 2016-09-27 2024-03-14 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드
US9905729B2 (en) * 2015-03-27 2018-02-27 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode
US9986630B2 (en) * 2015-05-26 2018-05-29 Krunoslav Subotic Superconducting magnet winding structures for the generation of iron-free air core cyclotron magnetic field profiles
CN107851688B (zh) * 2015-08-07 2021-04-23 Lg伊诺特有限公司 发光二极管及发光二极管封装
TWI607548B (zh) * 2016-02-05 2017-12-01 Au Optronics Corp 自發光型顯示器
US11011675B2 (en) * 2017-04-03 2021-05-18 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor device package including same
CN110060964B (zh) * 2018-04-18 2021-01-22 友达光电股份有限公司 元件基板、显示面板及拼接显示器
CN109244225B (zh) * 2018-08-21 2019-10-18 浙江古越龙山电子科技发展有限公司 一种倒装式led芯片的封装方法
CN112397626B (zh) * 2019-08-16 2021-10-08 深圳第三代半导体研究院 一种发光二极管
CN113937198B (zh) * 2021-10-14 2024-05-28 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 Led芯片及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090032580A (ko) * 2007-09-28 2009-04-01 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 발광소자
KR20090049691A (ko) * 2007-11-14 2009-05-19 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광 다이오드
KR20090062619A (ko) * 2007-12-13 2009-06-17 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR20090066863A (ko) * 2007-12-20 2009-06-24 삼성전기주식회사 전극 패턴을 구비한 질화물 반도체 발광소자
KR100960276B1 (ko) * 2009-09-09 2010-06-04 주식회사 세미콘라이트 3족 질화물 반도체 발광소자

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI470824B (zh) * 2009-04-09 2015-01-21 Huga Optotech Inc 電極結構及其發光元件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090032580A (ko) * 2007-09-28 2009-04-01 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 발광소자
KR20090049691A (ko) * 2007-11-14 2009-05-19 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광 다이오드
KR20090062619A (ko) * 2007-12-13 2009-06-17 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR20090066863A (ko) * 2007-12-20 2009-06-24 삼성전기주식회사 전극 패턴을 구비한 질화물 반도체 발광소자
KR100960276B1 (ko) * 2009-09-09 2010-06-04 주식회사 세미콘라이트 3족 질화물 반도체 발광소자

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015153928A (ja) * 2014-02-17 2015-08-24 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子

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