WO2016056823A1 - 반도체 발광소자 - Google Patents

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WO2016056823A1
WO2016056823A1 PCT/KR2015/010556 KR2015010556W WO2016056823A1 WO 2016056823 A1 WO2016056823 A1 WO 2016056823A1 KR 2015010556 W KR2015010556 W KR 2015010556W WO 2016056823 A1 WO2016056823 A1 WO 2016056823A1
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electrode
light emitting
semiconductor
layer
semiconductor layer
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PCT/KR2015/010556
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전수근
김태현
김태진
진근모
박준천
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주식회사 세미콘라이트
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    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16135—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor light emitting device as a whole, and more particularly, to a semiconductor light emitting device that prevents degradation of durability due to a difference in current flowing through current paths.
  • 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).
  • GaAs type semiconductor light emitting elements used for red light emission, etc. are mentioned.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in US Patent No. 7,262,436, the semiconductor light emitting device is a substrate 100, an n-type semiconductor layer 300 is grown on the substrate 100, Active layers 400 grown on the n-type semiconductor layer 300, p-type semiconductor layers 500 grown on the active layer 400, electrodes 901, 902, 903 functioning as reflective films formed on the p-type semiconductor layer 500, and etching And an n-side bonding pad 800 formed on the exposed n-type semiconductor layer 300.
  • a chip having such a structure that is, a chip in which both the electrodes 901, 902, 903 and the electrode 800 are formed on one side of the substrate 100, and the electrodes 901, 902, 903 function as a reflective film is called a flip chip.
  • the electrodes 901, 902 and 903 may include a high reflectance electrode 901 (eg Ag), an electrode 903 (eg Au) for bonding, and an electrode 902 which prevents diffusion between the electrode 901 material and the electrode 903 material; Example: Ni).
  • This metal reflective film structure has a high reflectance and has an advantage in current spreading, but has a disadvantage of light absorption by metal.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a semiconductor light emitting device disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-20913.
  • the semiconductor light emitting device includes a substrate 100, a buffer layer 200, and a buffer layer 200 grown on the substrate 100. It is formed on the n-type semiconductor layer 300, the active layer 400 is grown on the n-type semiconductor layer 300, the p-type semiconductor layer 500, the p-type semiconductor layer 500 is grown on the active layer 400 And a transmissive conductive film 600 having a current spreading function, a p-side bonding pad 700 formed on the transmissive conductive film 600, and an n-side bonding pad formed on the etched and exposed n-type semiconductor layer 300 ( 800).
  • the distributed Bragg reflector 900 (DBR: Distributed Bragg Reflector) and the metal reflecting film 904 are provided on the transparent conductive film 600. According to this configuration, the light absorption by the metal reflective film 904 is reduced, but there is a disadvantage in that current spreading is not smoother than using the electrodes 901, 902, 903.
  • DBR Distributed Bragg Reflector
  • FIG. 3 is a view showing an example of the electrode structure disclosed in US Patent No. 6,307,218, the p-side bonding pad 700 according to the large area of the light emitting device (for example, horizontal / vertical 1000um / 1000um) ) And the branch electrodes having the same spacing at the n-side electrode 800 functioning as the n-side bonding pad, thereby improving current spreading, and in addition, the p-side bonding pad 700 and the n-side electrode for sufficient current supply.
  • a plurality of branch electrodes 710 and 810 and a plurality of bonding pads are introduced, the introduction of the plurality of branch electrodes 710 and 810 includes a reverse function of reducing the light emitting area and thus reducing the light emitting efficiency.
  • FIG. 12 is a view illustrating an example of a series-connected LED (A, B) disclosed in US Patent No. 6,547, 249.
  • a plurality of LEDs (A, B) are connected in series as shown in FIG. 12 due to various advantages. It is used. For example, connecting a plurality of LEDs A and B in series reduces the number of external circuits and wire connections, and reduces the light absorption loss due to the wires. In addition, since the operating voltage of the series-connected LEDs A and B all rises, the power supply circuit can be further simplified.
  • the interconnector 34 is deposited to connect the p-side electrode 32 and the n-side electrode 32 of the neighboring LEDs (A, B).
  • a plurality of semiconductor layers must be etched to expose the sapphire substrate 20 in an isolation process for electrically insulating the plurality of LEDs (A, B), because the etch depth is long and takes a long time and the step is large. It is difficult to form the interconnector 34.
  • the interconnector 34 is formed to have a gentle inclination as shown in FIG. 2 by using the insulator 30, the spacing between the LEDs A and B increases, which causes a problem in improving the degree of integration.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a semiconductor light emitting device disclosed in US Patent Publication No. 7,098,543, and illustrates a structure in which a SMD type flip chip 100 is connected to a zener diode 200 as an ESD protection device. have.
  • an electrical connection for connecting the connected ohmic electrode and the upper electrode through the insulating reflective layer
  • a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor having a second conductivity different from the first conductivity, and the like A plurality of semiconductor layers having a layer and an active layer interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer to generate light by recombination of electrons and holes; A first electrode part for supplying one of electrons and holes to the first semiconductor layer, and a second electrode part for supplying one of electrons and holes to the second semiconductor layer; And an insulating reflective layer formed on the plurality of semiconductor layers and reflecting light from the active layer, wherein at least one of the first electrode portion and the second electrode portion includes: an upper electrode formed on the insulating reflective layer; A connected ohmic electrode in electrical communication with the plurality of semiconductor layers under the insulating reflective layer, and a branch electrode extending from the connected ohmic electrode; An electrical connection between the connected ohmic electrode and the upper electrode through the insulating reflective layer; And a reinforcing
  • a semiconductor light emitting device comprising: a first light emitting portion and a second light emitting portion formed on a substrate, each having a first conductivity; A plurality of semiconductor layers including a first semiconductor layer, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and an active layer interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and generating light by recombination of electrons and holes A first light emitting part and a second light emitting part including a semiconductor layer and insulated from each other by an etching part formed by removing a plurality of semiconductor layers around the first light emitting part and the second light emitting part; An insulating layer covering the entire substrate corresponding to the etching portion; A connection electrode intersecting the insulating layer between the first light emitting part and the second light emitting part and electrically connecting the first light emitting part and the second light emitting part; An insulating reflective layer covering the first light emitting part, the second light emit
  • a semiconductor light emitting device in a semiconductor light emitting device, at least one light emitting portion formed on a substrate, the first semiconductor layer having a first conductivity, A second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and a plurality of semiconductor layers having an active layer interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and generating light by recombination of electrons and holes.
  • At least one light emitting unit A protection part formed to be insulated from at least one light emitting part on the substrate and having a plurality of semiconductor layers; An insulating reflective layer formed on the at least one light emitting part and the protecting part; A first electrode part in electrical communication with the first semiconductor layer of the at least one light emitting part and the second semiconductor layer of the protection part; And a second electrode portion in electrical communication with the second semiconductor layer of the at least one light emitting portion and the first semiconductor layer of the protection portion, wherein at least one of the first electrode portion and the second electrode portion is formed on the insulating reflective layer.
  • Upper electrode And a plurality of electrical connections for electrically communicating at least one light emitting unit, an upper electrode, and a protecting unit.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a first light emitting portion and a second light emitting portion formed on a substrate, each having a first conductivity; A plurality of semiconductor layers including a first semiconductor layer, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and an active layer interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and generating light by recombination of electrons and holes A first light emitting part and a second light emitting part including a semiconductor layer and insulated from each other by an etching part formed by removing a plurality of semiconductor layers around the first light emitting part and the second light emitting part; An insulating layer covering the entire substrate corresponding to the etching portion; A connection electrode intersecting the insulating layer between the first light emitting part and the second light emitting part and electrically connecting the first light emitting part and the second light emitting part; An insulating reflective layer covering the first light emitting part, the second light emit
  • a semiconductor light emitting device in a semiconductor light emitting device, at least one light emitting portion formed on a substrate, the first semiconductor layer having a first conductivity, A second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and a plurality of semiconductor layers having an active layer interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and generating light by recombination of electrons and holes.
  • At least one light emitting unit A protection part formed to be insulated from at least one light emitting part on the substrate and having a plurality of semiconductor layers; An insulating reflective layer formed on the at least one light emitting part and the protecting part; A first electrode part in electrical communication with the first semiconductor layer of the at least one light emitting part and the second semiconductor layer of the protection part; And a second electrode portion in electrical communication with the second semiconductor layer of the at least one light emitting portion and the first semiconductor layer of the protection portion, wherein at least one of the first electrode portion and the second electrode portion is formed on the insulating reflective layer.
  • Upper electrode And a plurality of electrical connections for electrically communicating at least one light emitting unit, an upper electrode, and a protecting unit.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in US Patent No. 7,262,436;
  • FIG. 2 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-20913;
  • FIG. 3 is a view showing an example of an electrode structure disclosed in US Patent No. 6,307,218;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • FIG. 5 is a view for explaining an example of a section cut along the line A-A in FIG.
  • FIG. 6 and 7 are views for explaining an example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure
  • FIG. 8 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • FIG. 9 is a view for explaining another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • FIG. 10 is a view for explaining another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • FIG. 11 is a view for explaining another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • FIG. 12 is a view showing an example of a series-connected LED (A, B) disclosed in US Patent No. 6,547,249,
  • FIG. 13 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device disclosed in US Patent No. 7,098,543;
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a cross section taken along a line A-A in FIG. 14;
  • 16 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • 17 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • FIG. 18 is a view for explaining another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • FIG. 19 is a view illustrating an example of a cross section taken along a line B-B of FIG. 18;
  • FIG. 20 is a view for explaining another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • 21 is a view for explaining another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • 22 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • FIG. 23 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • 24 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • 25 is a view for explaining another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • 26 is a view for explaining another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a cross section taken along line A-A in FIG. 4.
  • the semiconductor light emitting device includes a plurality of semiconductor layers 30, 40, 50, first electrode parts 80, 81, 82, 84, 85, second electrode parts 70, 71, 72, 74, 75, and insulating properties. Reflective layer R is included.
  • the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 may include a first semiconductor layer 30 having a first conductivity, a second semiconductor layer 50 having a second conductivity different from the first conductivity, and a first semiconductor layer 30.
  • the active layer 40 interposed between the second semiconductor layer 50 and generating light by recombination of electrons and holes.
  • the first electrode portions 80, 81, 82, 84, and 85 are in electrical communication with the first semiconductor layer 30 and supply one of electrons and holes, and the second electrode portions 70, 71, 72, 74, 75 is in electrical communication with the second semiconductor layer 50 and supplies the other of electrons and holes.
  • the insulating reflective layer R is formed on the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 and reflects light from the active layer 40.
  • At least one of the first electrode portion and the second electrode portion in the present disclosure includes an upper electrode, an island type ohmic electrode, a connected ohmic electrode, a branch electrode, an electrical connection, and an additional electrical connection formed on the insulating reflective layer R. do.
  • the island type ohmic electrode, the connected ohmic electrode, and the branch electrode are in electrical communication with the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 under the insulating reflective layer R.
  • An island type refers to a shape that does not generally extend to one side such as a polygon such as a circle, a triangle, a rectangle, or the like.
  • the branch electrode extends from the connected ohmic electrode.
  • the electrical connection penetrates the insulating reflective layer R to connect the connected ohmic electrode and the upper electrode, and the additional electrical connection penetrates the insulating reflective layer R to connect the island type ohmic electrode and the upper electrode.
  • the connected ohmic electrode has a larger area than the island type ohmic electrode.
  • the semiconductor light emitting device is a flip chip in which the upper electrodes 80 and 70 are provided on opposite sides of the plurality of semiconductor layers 30, 40 and 50 with respect to the insulating reflective layer R.
  • the first electrode portions 80, 81, 82, 84, and 85 are formed of the first island-type ohmic electrode 82, the first upper electrode 80, and the first semiconductor layer 30 etched and exposed.
  • a first connected ohmic electrode 84 and a first branched electrode 85 extending from the first connected ohmic electrode 84 are included.
  • the second electrode parts 70, 71, 72, 74, and 75 may include a second island-type ohmic electrode 72 and a second electrode between the second upper electrode 70, the second semiconductor layer 50, and the insulating reflective layer R.
  • the connected ohmic electrode 74 and the second branched electrode 75 extending from the second connected ohmic electrode 74 are included.
  • the first electrode portions 80, 81, 82, 84 and 85 are equipotential.
  • the second electrode portions 70, 71, 72, 74 and 75 are also equipotential, but the connected ohmic electrodes 84 and 74 are connected to the branch electrodes 85 and 75, thereby connecting the connected ohmic electrodes 84 and 74.
  • connection type ohmic electrodes 84 and 74 there may be a case where more current flows to the connection type ohmic electrodes 84 and 74 than the island type ohmic electrodes 82 and 72, or a current higher than a limit flows. In this case, if it is operated for a long time, the durability of the connection type ohmic electrodes 84 and 74 becomes poor. This problem is more problematic in semiconductor light emitting devices operating at high currents. In this example, the area of the connection type ohmic electrodes 84 and 74 is larger than that of the island type ohmic electrodes 82 and 72, thereby increasing the limit of the current that can flow to the connection type ohmic electrodes 84 and 74, thereby damaging the semiconductor light emitting device. Or problems with durability.
  • group III nitride semiconductor light emitting element will be described as an example.
  • the semiconductor layers 30, 40, and 50 are formed on the substrate 10, and sapphire, SiC, Si, GaN, and the like are mainly used as the substrate 10, and the substrate 10 may be finally removed. .
  • the positions of the first semiconductor layer 30 and the second semiconductor layer 50 may be changed, and are mainly made of GaN in the group III nitride semiconductor light emitting device.
  • the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 may include a buffer layer 20 formed on the substrate 10, a first semiconductor layer 30 having a first conductivity (eg, Si-doped GaN), and a second different from the first conductivity.
  • a conductive second semiconductor layer 50 eg, Mg-doped GaN
  • an active layer interposed between the first semiconductor layer 30 and the second semiconductor layer 50 to generate light through recombination of electrons and holes ( 40; e.g., InGaN / (In) GaN multi-quantum well structure).
  • Each of the semiconductor layers 30, 40, and 50 may be formed in multiple layers, and the buffer layer 20 may be omitted.
  • the current diffusion conductive layer 60 (eg, ITO, Ni / Au) is provided on the second semiconductor layer 50.
  • the insulating reflective layer R is formed to cover the current diffusion conductive film 60, the first branch electrode 85, and the second branch electrode 75, and reflects light from the active layer 40 toward the substrate 10. do.
  • the insulating reflective layer R is formed of an insulating material to reduce light absorption by the metal reflective film, and may preferably have a multilayer structure including a distributed bragg reflector (DBR) or an omni-directional reflector (ODR).
  • DBR distributed bragg reflector
  • ODR omni-directional reflector
  • the insulating reflective layer R may include a dielectric film 91b, a DBR 91a, and a clad film 91c sequentially stacked.
  • the first upper electrode 80 and the second upper electrode 70 are provided on the insulating reflective layer R to face each other with the edge of the first upper electrode 80 and the edge of the second upper electrode 70 facing each other.
  • the first upper electrode 80 and the second upper electrode 70 may be directly bonded to the outside or wire bonded.
  • the first branch electrode 85 extends below the second upper electrode 70, and the second branch electrode 75 extends below the first upper electrode 80.
  • the first island-type ohmic electrode 82 is farther than the first connected ohmic electrode 84 from the edge of the first upper electrode 80 that faces the second upper electrode 70, and the second island-type ohmic electrode 72 is disposed. Is farther than the second connected ohmic electrode 74 from the edge of the second upper electrode 70 facing the first upper electrode 80.
  • the branch electrodes 85 and 75 are prevented from extending unnecessarily.
  • the first island-type ohmic electrode 82 is positioned on the extension line of the first branch electrode 85
  • the second island-type ohmic electrode 72 is positioned on the extension line of the second branch electrode 75. The position of the electrodes 82 and 72 may deviate from this extension line.
  • a plurality of first branch electrodes 85 is provided on the first semiconductor layer 30 exposed by etching the second semiconductor layer 50 and the active layer 40, and each first branch electrode 85 is provided. Extends from each first connected ohmic electrode 84.
  • the electrical connection 81 penetrates the insulating reflective layer R to connect the first upper electrode 80 and the first connected ohmic electrode 84.
  • the other electrical connection 81 penetrates through the insulating reflective layer R to connect the first upper electrode 80 and the first island-type ohmic electrode 82.
  • the first island type ohmic electrode 82 and the first connection type ohmic electrode 84 reduce the contact resistance between the first semiconductor layer 30 and the electrical connection 81 and improve the stability of the connection.
  • the second island type ohmic electrode 72, the second connection type ohmic electrode 74, and the second branch electrode 75 are provided between the current spreading conductive film 60 and the insulating reflective layer R.
  • the second branch electrode 75 is provided in parallel with the plurality of first branch electrodes 85 and alternately, and the second island type ohmic electrode 72 is positioned on an extension line of the second branch electrode 75.
  • Each second branch electrode 75 extends from each second connected ohmic electrode 74.
  • the electrical connection 71 penetrates the insulating reflective layer R to connect the second upper electrode 70 and the second connected ohmic electrode 74.
  • the other electrical connection 71 penetrates through the insulating reflective layer R to connect the second upper electrode 70 and the second island-type ohmic electrode 72.
  • the second island type ohmic electrode 72 and the second connection type ohmic electrode 74 reduce the contact resistance between the current spreading conductive film 60 and the electrical connection 71 and improve the stability of the connection.
  • the light absorption prevention film 41 is provided between the second semiconductor layer 50 and the current diffusion conductive film 60, the second branch electrode 75, the second island type ohmic electrode 72, and the second connection type ohmic.
  • Each electrode 74 may be provided to correspond to each other.
  • the light absorption prevention film 41 may be formed of SiO 2 , TiO 2, or the like, and may have only a function of reflecting some or all of the light generated from the active layer 40, and the second branch electrode 75 and the second. It may have only a function of preventing current from flowing directly down from the island-type ohmic electrode 72 and the second connected ohmic electrode 74, or may have both functions.
  • the branch electrodes 85 and 75 and the ohmic electrodes 82, 84, 72 and 74 may be formed of a plurality of metal layers, and have good electrical contact with the first semiconductor layer 30 or the current spreading conductive layer 60. A layer and a reflective layer with good light reflectivity can be provided.
  • the semiconductor light emitting device uses the insulating reflective layer R instead of the metal reflective film, and is advantageous in reducing light absorption loss due to metal, rather than the flip chip shown in FIG. 1.
  • the insulating reflective layer R almost covers the light emitting surface, and the island-type ohmic electrodes 82 and 72, the connected ohmic electrodes 84 and 74, and the branch electrodes 85 and 75 are used for the current supply path or passage.
  • the number and position can be relatively freer, which is advantageous for current spreading than the flip chip shown in FIG.
  • the island-type ohmic electrodes may be used for uniformity of current supply or uniformity of light emission.
  • 82, 72, the connected ohmic electrodes 84, 74, and the branch electrodes 85, 75 may be appropriately changed in position, number, and shape. This example solves the problem of damage or durability in the case where the current is directed to the connected ohmic electrodes 84 and 74 more than the island type ohmic electrodes 82 and 72 in the structure having such an advantage.
  • the ratio of the area of the first island-type ohmic electrode 82 and the first connection-type ohmic electrode 84 and the area of the second island-type ohmic electrode 72 and the second connection-type ohmic electrode 74 are current-connected ohmic electrodes. Depending on the degree of focus on (84,74), it can be determined in the appropriate range. Meanwhile, the degree of current flowing through the first connected ohmic electrode 84 and the second connected ohmic electrode 74 may be different, and thus, the area of the first connected ohmic electrode 84 and the second connected ohmic electrode 74 is different. Can be different.
  • the current may be more concentrated in the second connection type ohmic electrode 74 than the first connection type ohmic electrode 84, in which case, the second connection type ohmic electrode 84 is higher than the first connection type ohmic electrode 84.
  • Embodiments that enlarge the area of 74 may also be considered.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams for explaining an example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • the substrate 10 is illustrated.
  • the first semiconductor layer 30, the active layer 40, the second semiconductor layer 50, the light absorption prevention film 41 is formed on the current diffusion conductive film 60 (e.g., ITO) )
  • the current diffusion conductive film 60 e.g., ITO
  • mesa-etched to expose a portion 35 of the first semiconductor layer 30.
  • Mesa etching may be performed before the current diffusion conductive layer 60 is formed.
  • the current spreading conductive film 60 may be omitted.
  • branch electrodes 85, 75, and ohmic electrodes 82, 84, 72, and 74 are formed on the exposed first semiconductor layer 30 and the current diffusion conductive layer 60, respectively. do.
  • an insulating reflective layer R is formed on the current spreading conductive film 60.
  • the insulating reflective layer R is formed of an insulating material to reduce light absorption by the metal reflective film, and may preferably have a multilayer structure including a distributed bragg reflector (DBR) or an omni-directional reflector (ODR).
  • DBR distributed bragg reflector
  • ODR omni-directional reflector
  • an insulating reflective layer R is formed by forming the dielectric film 91b, the distributed Bragg reflector 91a, and the clad film 91c.
  • the dielectric film 91b or the clad film 91c may be omitted.
  • the distributed Bragg reflector 91a is formed by stacking a pair of SiO 2 and TiO 2 a plurality of times, for example.
  • the distribution Bragg reflector 91a may be formed of a combination of a high refractive index material such as Ta 2 O 5 , HfO, ZrO, SiN, and a dielectric film having a lower refractive index (typically SiO 2 ).
  • the insulating reflective layer R may have a thickness of about several ⁇ m (eg, 1 to 8 ⁇ m).
  • an opening is formed in the insulating reflective layer R by a dry etching method, and electrical connections 81 and 71 are formed through the opening.
  • Upper electrodes 80 and 70 are formed on the insulating reflective layer R.
  • the electrical connections 81 and 71 and the upper electrodes 70 and 80 may be formed separately, but may be integrally formed in one process.
  • FIG. 8 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure, and the light absorption prevention film is not shown.
  • the current is directed to the connected ohmic electrodes 84 and 74 as compared to the island type ohmic electrodes 82 and 72, durability or damage of the semiconductor light emitting device may be problematic.
  • the edges or outlines of the electrodes may be sharply bent or Part of the narrow angle edge can be particularly problematic.
  • the electrode since the electrode partially absorbs light as a metal, there is a limit in increasing the area of the branch electrodes 85 and 75 and the ohmic electrodes 82, 84, 72 and 74.
  • the area of the island type ohmic electrodes 82 and 72 and the connection type ohmic electrodes 84 and 74 are almost the same, and the connection type ohmic electrodes 84 and 74 are solved to solve the problem of durability and damage described above.
  • the reinforcement parts 77 and 87 are separated by dotted lines from the connection type ohmic electrodes 84 and 74 and the branch electrodes 85 and 75, and they may be integrally formed together.
  • Reinforcements 77 and 87 prevent the formation of this narrow angled edge 79.
  • the reinforcement parts 77 and 87 are integrally formed with the connection type ohmic electrodes 84 and 74, there is also an area increase effect. As a result, the occurrence of the problem is suppressed and the durability is improved.
  • the reinforcement parts 77 and 87 become narrower toward the branch electrodes 85 and 75, and the reinforcement parts 77 and 87, the ohmic electrodes 84 and 74, and the branch electrodes 85 and 75 are connected to each other.
  • the connected contour continues smoothly without sharp or narrow angle bending and forms an inclination with the extending direction of the branch electrodes 85 and 75.
  • the shape of the reinforcement parts 77 and 87 can be modified in addition to this.
  • FIG. 9 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • the connected ohmic electrodes 84 and 74 have a larger area than the island type ohmic electrodes 82 and 72, and the connected ohmic electrodes 84 and 74.
  • And reinforcing portions 77 and 87 are integrally formed at the connecting portion of the branch electrode and the branch electrodes 85 and 75. Therefore, durability is improved.
  • the contours of the reinforcements 77 and 87, the connected ohmic electrodes 84 and 74, and the branch electrodes 85 and 75 lead to a smooth curve or straight line without sharp bends, and the contour is a horn or trumpet type. ), The width is narrow and leads to the branch electrodes 85 and 75.
  • the contours of the connected ohmic electrodes 84 and 74 are semicircular on the opposite side of the branch electrodes 85 and 75 based on the electrical connection, and the contours of the reinforcing portions 77 and 87 may be semicircular tangents. .
  • FIG. 10 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • the reinforcement parts 77 and 87 are integrally connected to the connection portions of the connected ohmic electrodes 84 and 74 and the branch electrodes 85 and 75. It is formed to be slightly convex unlike the example shown in FIG.
  • the area of each of the connected ohmic electrodes 84 and 74 is larger than that of each of the island type ohmic electrodes 82, 86, 72 and 76, and the areas of the plurality of island type ohmic electrodes 82, 86, 72 and 76 are different from each other.
  • the plurality of island type ohmic electrodes 82, 86, 72, and 76 may also have different areas when currents differ depending on positions. In this example, although the island type ohmic electrodes 82 and 72 close to the connection type ohmic electrodes 84 and 74 have larger areas than the island type ohmic electrodes 86 and 76, the area distribution
  • the connected ohmic electrodes 84 and 74 have a larger area than the island type ohmic electrodes 82 and 72, and the connected ohmic electrodes 84 and 74.
  • the reinforcing portions 77 and 87 are integrally formed at the portion where the branch electrodes 85 and 75 are connected.
  • the branch electrodes 85 and 75 include constant extensions and extensions 88 and 78 that are wider than the extensions.
  • the branch electrodes 85 and 75 may have a constant width or change in position, and may include not only a straight branch electrode but also a curved branch electrode.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a cross section taken along line AA in FIG. 14, wherein the semiconductor light emitting device includes a first light emitting unit 101. , The second light emitting part 102, the insulating layer 35, the connecting electrode 95, the insulating reflective layer R, the first electrode parts 80, 81, 82, 85, and the second electrode part 70, 71. , 72,75).
  • the group III nitride semiconductor light emitting element will be described as an example.
  • the first light emitting unit 101 and the second light emitting unit 102 each include a plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 formed on the substrate 10. Sapphire, SiC, Si, GaN and the like are mainly used as the substrate 10, and the substrate 10 may be finally removed.
  • the positions of the first semiconductor layer 30 and the second semiconductor layer 50 may be changed, and are mainly made of GaN in the group III nitride semiconductor light emitting device.
  • the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 may include a buffer layer (not shown) formed on the substrate 10, a first semiconductor layer 30 having a first conductivity (eg, Si-doped GaN), and different from the first conductivity.
  • An active layer 40 eg, an InGaN / (In) GaN multi-quantum well structure.
  • Each of the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 may be formed in multiple layers, and the buffer layer may be omitted.
  • the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102 may be trenched or etched by removing a plurality of peripheral semiconductor layers 30, 40, and 50 (eg, mesa etching). ) Is formed. Although the plurality of semiconductor layers 30, 40, 50 may be removed from the etching portions 21 and 25 to expose the substrate 10, the semiconductor layers 30, 40, 50 may be exposed between the plurality of semiconductor layers 30, 40, 50 and the substrate 10. Additional layers may be exposed. A plurality of semiconductor light emitting devices formed on the wafer are separated from the etching part 25 of the outer edges of the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102 to be manufactured as individual semiconductor light emitting devices.
  • the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102 when viewed from above, have a substantially rectangular shape and are provided so that the edges face each other.
  • the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50 are removed between the first light emitting unit 101 and the second light emitting unit 102 and the edges of the first light emitting unit 101 and the second light emitting unit 102.
  • Etch portions 21 and 25 may be exposed and the substrate 10 may be exposed.
  • the etching parts 21 and 25 are electrically isolated or insulated by themselves.
  • the width of the etching portion 21 between the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102 is the etching portion 25 of the edge of the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102. It is formed to be narrower than the width of (), and suppresses the reduction of the plurality of semiconductor layers (30, 40, 50) while ensuring a margin of the edge.
  • the width of the edge portion of the edge may mean the width of the edge portion of the plurality of semiconductor light emitting elements on the wafer, or may mean the edge portion 25 of the edge of the semiconductor light emitting element separated into individual elements.
  • the insulating layer 35 is a passivation layer having a translucent property, such as SiO 2, TiO 2 , and Al 2 O 3.
  • the material may be deposited on the etching portions 21 and 25.
  • An example in which the insulating layer 35 is formed in FIG. 14 is indicated by hatched lines.
  • the thickness of the deposition can be, for example, thousands of microns, but of course this thickness can be varied.
  • the etching portions 21 and 25 face the edges of the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102 to each other between the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102.
  • the light emitting device is formed along the plurality of light emitting parts, so that the electrical insulation can be more reliably formed.
  • the insulating layer 35 is preferably formed up to the etching portion 25 of the edge of the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102 to further improve the reliability of electrical insulation, which will be described later.
  • the formation of the reflective layer R may help to alleviate or even the step or height difference.
  • the first branch portion 95a of the second branch electrode 75, the second ohmic electrode 72, and the connection electrode 95, which will be described later, is formed on the second semiconductor layer 50, and a light absorption prevention film is disposed below them.
  • the light absorption prevention film may be formed using SiO 2 , TiO 2, or the like, and may have only a function of reflecting some or all of the light generated from the active layer 40, and the second branch electrode 75.
  • the second ohmic electrode 72 and the connection electrode 95 may have only a function of preventing current from flowing directly below or may have both functions.
  • the insulating layer 35 is formed on the side surface of the first semiconductor layer 30 of the second light emitting unit 102, the exposed substrate 10, and the plurality of semiconductor layers 30 of the first light emitting unit 101. 40,50) on the side.
  • the insulating layer 35 corresponds to the second branch electrode 75 and the second ohmic electrode 72, and the second semiconductor layer 50 of the second light emitting part 102 is formed.
  • the insulating layer 35 also functions as a light absorption prevention film.
  • it may be considered to form a light absorption prevention film in a separate process from the insulating layer 35, in which case it is also possible to form a thicker insulating layer 35.
  • the current diffusion conductive film 60 is preferably formed on the second semiconductor layer 50.
  • the current spreading capability is inferior, and in the case where the p-type semiconductor layer 50 is made of GaN, most of the current diffusion conductive film 60 should be assisted.
  • materials such as ITO and Ni / Au may be used as the current spreading conductive film 60.
  • connection electrode 95 crosses the insulating layer 35 between the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102, and electrically connects the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102 to each other.
  • the connection electrode 95 includes a first extension portion 95a, a second extension portion 95b, and a connection portion 95c
  • the insulating reflective layer R includes the first light emitting portion 101 and the first extension portion 95c. 2 covers the light emitting part 102, the connection electrode 95, and the insulating layer 35.
  • the first extension part 95a extends along the edge of the first light emitting part 101 between the current spreading conductive film 60 of the first light emitting part 101 and the insulating reflective layer R.
  • the second extension part 95b extends along the edge of the second light emitting part 102 on the etched and exposed first semiconductor layer 30 of the second light emitting part 102.
  • the connection part 95c extends over the insulating layer 35 between the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102, and is formed on side surfaces of the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102. It extends over the insulating layer 35 and is connected to the first extension part 95a and the second extension part 95b.
  • the first extension portion 95a and the second extension portion 95b extend on the opposite edge sides of the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102, respectively. Therefore, the first extension 95a and the second extension 95b are formed so as to prevent the first extension 95a and the second extension 95b from extending near the center of the first light emission portion 101 and the second light emission portion 102.
  • the first extension portion 95a and the second extension portion 95b extend in the form of branches as described above to facilitate current supply or diffusion, and may be formed to be substantially parallel to each other. As described above, since the first extension part 95a and the second extension part 95b, which are a kind of electrode, extend and face each other at a narrow interval, the insulating layer 35 is formed only below the connection part 95c.
  • the insulating layer 35 is entirely present between the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102. Does not become.
  • the insulating reflective layer R is formed to cover the first light emitting part 101, the second light emitting part 102, the connection electrode 95, and the insulating layer 35, and emits light from the active layer 40 to the substrate ( 10) Reflect to the side.
  • the insulating reflective layer R is formed of an insulating material to reduce light absorption by the metal reflective film, and may be formed as a single layer, but preferably, a distributed bragg reflector (DBR) or omni-directional reflector (ODR) is used. It may be a multilayer structure comprising.
  • the insulating reflective layer R may include a dielectric film 91b, a DBR 91a, and a clad film 91c sequentially stacked.
  • the first electrode parts 80, 81, 82, and 85 supply one of electrons and holes to the first semiconductor layer 30, and the second electrode parts 70, 71, 72, and 75 provide a second semiconductor layer ( 50) supply the other of electrons and holes.
  • At least one of the first electrode portions 80, 81, 82, 85 and the second electrode portions 70, 71, 72, 75 includes an electrical connection with the upper electrode formed on the insulating reflective layer (R).
  • the electrical connection penetrates through the insulating reflective layer R and electrically connects the upper electrode and the plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50.
  • the improvement of the reliability of the electrical connection by forming the insulating layer 35 as an entirety of the etching units 21 and 25 may be applied to both flip chips and lateral chips.
  • the semiconductor light emitting device is a flip chip in which the upper electrodes 80 and 70 are provided on opposite sides of the plurality of semiconductor layers 30, 40 and 50 with respect to the insulating reflective layer R.
  • the first electrode portions 80, 81, 82, and 85 include a first upper electrode 80, a first electrical connection 81, and a first ohmic electrode 82.
  • the second electrode portions 70, 71, 72, and 75 include a second upper electrode 70, a second electrical connection 71, and a second ohmic electrode 72.
  • the ohmic electrodes 82 and 72 may be omitted, but are preferably provided to reduce contact resistance and to stabilize electrical connection.
  • the first ohmic electrode 82 is formed on the etched and exposed first semiconductor layer 30 of the first light emitting part 101, and the second ohmic electrode 72 is a current spreading current of the second light emitting part 102. It is provided on the conductive film 60.
  • the first upper electrode 80 is formed on the insulating reflective layer R of the first light emitting part 101, and the second upper electrode 70 is formed on the insulating reflective layer R of the second light emitting part 102.
  • the first electrical connection 81 penetrates the insulating reflective layer R to connect the first upper electrode 80 and the first ohmic electrode 82.
  • the second electrical connection 71 penetrates the insulating reflective layer R to connect the second upper electrode 70 and the second ohmic electrode 72.
  • the semiconductor light emitting element includes a first branch electrode 85 and a second branch electrode 75.
  • the first branch electrode 85 extends along an edge facing the first extension portion 95a of the connection electrode 95 on the etched and exposed first semiconductor layer 30 of the first light emitting portion 101. It is connected with the first electrical connection 81.
  • the second branch electrode 75 is disposed along an edge opposite the second extension 95b of the connection electrode 95 between the current diffusion conductive film 60 of the second light emitting part 102 and the insulating reflective layer R. Extends and is connected to the second electrical connection 71.
  • the extension portions 95a and 95b of the connection electrode 95 and the branch electrodes 85 and 75 extend to face each other at the edges of the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102. have. Therefore, when the area of each light emitting unit is small in a device in which a plurality of light emitting units are connected in series and driven at high-voltage, a good structure is obtained in terms of current supply and / or uniformity of light emission.
  • the insulating reflective layer R is formed to cover the first light emitting part 101, the second light emitting part 102, the connection electrode 95, and the insulating layer 35.
  • Careful attention is required when forming the insulating reflective layer R due to the uneven structure due to the "
  • each material layer must be well formed to a specially designed thickness in order for the insulating reflective layer R to function well.
  • the distribution Bragg reflector may be composed of repeated stacks of SiO 2 / TiO 2 , SiO 2 / Ta 2 O 2 , or SiO 2 / HfO.
  • SiO 2 / TiO 2 has good reflection efficiency.
  • SiO 2 / Ta 2 O 2 , or SiO 2 / HfO may have good reflection efficiency.
  • the distribution Bragg reflector 91a is preferably formed by Physical Vapor Deposition (PVD), among others, by E-Beam Evaporation, Sputtering, or Thermal Evaporation.
  • the dielectric film 91b having a predetermined thickness can be formed to stably manufacture the distributed Bragg reflector 91a, and can also help to reflect light.
  • the material of the dielectric film 91b is suitably SiO 2 , and the thickness thereof may be, for example, 0.2 ⁇ m to 1.0 ⁇ m.
  • the clad film 91c may be made of Al 2 O 3, SiO 2, SiON, MgF, CaF, or the like.
  • the insulating reflective layer R may have a total thickness of about 1 ⁇ m to about 8 ⁇ m.
  • the insulating reflective layer R does not reflect all the incident light, but may partially transmit the light.
  • the insulating reflective layer R due to the step difference or height difference between the light emitting parts 101 and 102 and the etching parts 21 and 25, there is an area in which each material layer of the insulating reflective layer R is hard to be formed to the designed thickness. In the region, the reflection efficiency is lowered and light may be transmitted.
  • the insulating layer 35 is formed on the edge etching portion 25 as well as the etching portion 21 between the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102. The thickness of 35 can be adjusted as needed.
  • the insulating layer 35 reduces the height difference, and when the insulating reflective layers R are formed on the etching portions 21 and 25, the insulating layers 35 have a substantially uniform height depending on the position, so that each material layer of the insulating reflective layer R is formed. This helps to form the designed thickness. As a result, it is also helpful to the formation process of the insulating reflective layer R itself, and it can suppress that the reflection efficiency by the height difference falls.
  • FIG. 16 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • An insulating layer 35 is formed between the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102 and the edge etching part. .
  • the connecting electrode 95 is formed along the edges connected to the opposite edges, unlike the embodiment of FIG. 14 formed along the opposite edges of the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102.
  • the first branch electrode 85 is formed along an edge of the first light emitting part 101 facing the first extension part 95a of the connection electrode 95, and the second branch electrode 75 is connected to the connection electrode 95. It is formed along the edge of the 2nd light-emitting part 102 which opposes the 2nd extended part 95b of 95. As shown in FIG.
  • extension parts 95a and 95b and the branch electrodes 85 and 75 face each other and the spacing between them is substantially equal, a plurality of light emitting parts are provided to provide a current supply in a semiconductor light emitting device having a relatively small area of each light emitting part. It is a good structure for improving the uniformity and uniformity of light emission. In addition, since there is no extension portion at the edges of the first light emitting portion 101 and the second light emitting portion 102 that face each other, it may be more free from the problem of electrical insulation.
  • the first extension part 95a is further extended along another edge of the first light emission part 101, and the second extension part is provided. 95b is further extended into the second light emitting part 102.
  • a first electrical connection 81 that is not connected to the first branch electrode 85 and independently communicates with the first semiconductor layer 30 is added.
  • FIG. 18 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure
  • FIG. 19 is a view illustrating an example of a cross section taken along the line BB of FIG. 18, wherein the semiconductor light emitting device includes a first light emitting unit; 101, the second light emitting part 102, the protective part 201, the insulating reflective layer R, the first electrode part 80, 81, 82, 85, and the second electrode part 70, 71, 72, 75).
  • the protection part 201 includes a plurality of semiconductor layers 30, 40, and 50, and the first light emitting part 101, the second light emitting part 102, and the protection part 201 are etching parts 21, 25. It is electrically separated by itself.
  • An insulating layer 35 may be formed on the etching portions 21 and 25, and as described above, the insulating layer 35 may be formed to be thicker. As viewed from above, a part of the etching parts 21 and 25 around the protection part 201 is connected to the etching part 25 of the outer edge of the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102.
  • connection electrode 95 electrically connects the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102, and the insulating reflective layer R may protect the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102.
  • the part 201, the connection electrode 95, and the insulating layer 35 are covered.
  • the protection part 201 is formed from below the first upper electrode 80 and below the second upper electrode 70 between the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102.
  • the semiconductor light emitting device is a flip chip
  • the first electrode parts 80, 81, 82, and 85 are the first semiconductor layer 30 and the protection part 201 of the first light emitting part 101.
  • the second semiconductor layer 50 in electrical communication.
  • the second electrode parts 70, 71, 72, and 75 electrically communicate the second semiconductor layer 50 of the second light emitting part 102 and the first semiconductor layer 30 of the protection part 201.
  • the additional first electrical connection 281 penetrates the insulating reflective layer R to electrically connect the second upper electrode 70 and the first semiconductor layer 30 of the protection unit 201.
  • the additional second electrical connection 271 penetrates the insulating reflective layer R to electrically connect the first upper electrode 80 and the second semiconductor layer 50 of the protection unit 201.
  • the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102 are connected in the forward direction by the connecting electrode 95, and the protection part 201 is the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102. Is connected in the reverse direction.
  • the protection unit 201 functions as an ESD protection element (eg zener diode).
  • the protection unit 201 is formed together on the substrate 10 in the flip chip, and the protection unit 201 is compactly formed as shown in FIG. 18. It is formed between the 101 and the second light emitting unit 102, and formed without any additional process compared to the example shown in Figure 14, such as forming the etching portions (21, 25), the upper electrode, the formation of the connection electrode (95) There is an advantage. In addition, since it is not a configuration such as forming a long branch electrode for electrically connecting the protection unit 201 and each light emitting unit, there is no problem of increasing the light absorption by forming the metal branch long and the design is relatively free.
  • the protection portion 201 may cause the first extension 95a to be curved around the periphery of the protection portion 201 to have a curve.
  • FIG. 21 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure, and a protection unit 201 is formed at the center between the first light emitting unit 101 and the second light emitting unit 102.
  • the connection electrodes 95a, 95b, and 95c are formed at both sides of the protection unit 201, respectively.
  • This example has an advantage of good symmetry compared to the example shown in FIG.
  • FIG. 22 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure, in which the protection unit 201, the first light emitting unit 101, and the second light emitting unit 102 pass through the insulating layer 35. It is not connected by an electrical connection, but by additional connection electrodes 285 and 275 covered by the insulating layer 35.
  • the additional connection electrode 275 connects the first semiconductor layer 30 of the first light emitting part 101 to the second semiconductor layer 50 of the protection part 201, and the additional connection electrode 285 is formed of the first connection layer 285. 2
  • the second semiconductor layer 50 of the light emitting unit 102 and the first semiconductor layer 30 of the protection unit 201 are connected.
  • FIG. 23 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure, in which connection electrodes 95a, 95b, and 95c are disposed on the insulating reflective layer R from the first light emitting portion 101 to the second light emitting portion ( Up to 102, the second semiconductor layer 50 and the second light emitting part 102 of the first light emitting part 101, respectively, by additional electrical connections 81, 71 penetrating through the insulating reflective layer R.
  • a third light emitting part 103 is added between the first light emitting part 101 and the second light emitting part 102. have.
  • the third light emitting unit 103 is connected to the first light emitting unit 101 and the second light emitting unit 102 by the connecting electrodes 95a, 95b, and 95c, respectively.
  • the protection part 201 is divided into two parts between the first light emitting part 101 and the third light emitting part 103 and between the second light emitting part 102 and the third light emitting part 103.
  • the second semiconductor layers 50 of the two portions are electrically connected to each other by an additional connection electrode 275.
  • FIG. 25 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • the present disclosure may be applied to a lateral chip other than a flip chip element.
  • four light emitting parts 101, 102, 103, and 104 are connected in series by the connecting electrode 95 around the central protection part 201.
  • An etching part is formed between the protection part 201 and the four light emitting parts 101, 102, 103, and 104, and the insulating layer 35 is entirely formed on the etching part.
  • the additional connection electrode 283 connects the second semiconductor layer 50 of the first light emitting part 101 to the first semiconductor layer 30 of the protection part 201, and the additional connection electrode 285 is formed of the second connection layer 285. 4
  • the first semiconductor layer 30 of the light emitting unit 104 and the second semiconductor layer 50 of the protection unit 201 are connected. Therefore, the protection unit 201 is connected to the light emitting units 101, 102, 103, 104 in the reverse direction.
  • FIG. 26 is a view for explaining another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure, in which one flip chip 101 and a protection unit 201 are formed together on the substrate 10.
  • the protection part 201 and the flip chip 101 may be insulated by an etching part, and an insulating layer 35 may be formed in the etching part.
  • the first upper electrode 80 and the second upper electrode 70 are formed apart from each other on the insulating reflective layer R, and the first electrical connection 81 is formed of the first semiconductor layer 30 and the first upper electrode 80.
  • the second electrical connection 71 connects the second semiconductor layer 50 and the second upper electrode 70.
  • the first branch electrode 85 and the second branch electrode 75 are formed at both sides of the central protection part 201, respectively.
  • An additional first electrical connection 281 connects the first semiconductor layer 30 and the second upper electrode 70 of the protection unit 201, and an additional second electrical connection 271 is a protection unit 201.
  • the second semiconductor layer 50 and the first upper electrode 80 are connected. Accordingly, one flip chip 101 and the protection unit 201 are connected in the reverse direction to form a semiconductor light emitting device having an ESD protection function.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer And a plurality of semiconductor layers having an active layer that generates light by recombination of holes; A first electrode part for supplying one of electrons and holes to the first semiconductor layer, and a second electrode part for supplying one of electrons and holes to the second semiconductor layer; And an insulating reflective layer formed on the plurality of semiconductor layers and reflecting light from the active layer, wherein at least one of the first electrode portion and the second electrode portion includes: an upper electrode formed on the insulating reflective layer; An island type ohmic electrode, a connected ohmic electrode, and a branch electrode extending from the connected ohmic electrode in electrical communication with the plurality of semiconductor layers under the insulating reflective layer; And an electrical connection connecting the connected ohmic electrode and the upper electrode through the insulating reflective layer, wherein the connected ohmic electrode has
  • connection type ohmic electrode and the branch electrode (2) a reinforcing part integrally formed with the connection type ohmic electrode and the branch electrode at a portion where the connection type ohmic electrode and the branch electrode are connected.
  • the branch electrode When viewed from above, the branch electrode extends out of the upper electrode, and the island type ohmic electrode is farther from the edge of the branch electrode side upper electrode than the connected ohmic electrode.
  • the outline of the connected ohmic electrode, the reinforcement part, and the branch electrode forms any one of a curved line and a straight line.
  • the first electrode portion a first upper electrode; And a first island type ohmic electrode, a first connection type ohmic electrode, and a first branch electrode on the first semiconductor layer in which the second semiconductor layer and the active layer are etched and exposed, wherein the second electrode part comprises: a second upper electrode; And a second island type ohmic electrode, a second connected ohmic electrode, and a second branch electrode between the second semiconductor layer and the insulating reflective layer, wherein the first branch electrode extends below the second upper electrode, and the second branch electrode is formed of the second branch electrode.
  • the first island-type ohmic electrode is farther from the edge of the first upper electrode on the first branch electrode side than the first connected ohmic electrode, and the second island-type ohmic electrode is on the second upper side of the second branch electrode
  • a semiconductor light emitting device characterized in that far from the edge of the electrode than the second connected ohmic electrode.
  • a semiconductor light emitting element comprising: a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer And a plurality of semiconductor layers having an active layer that generates light by recombination of holes; A first electrode part for supplying one of electrons and holes to the first semiconductor layer, and a second electrode part for supplying one of electrons and holes to the second semiconductor layer; And an insulating reflective layer formed on the plurality of semiconductor layers and reflecting light from the active layer, wherein at least one of the first electrode portion and the second electrode portion includes: an upper electrode formed on the insulating reflective layer; A connected ohmic electrode in electrical communication with the plurality of semiconductor layers under the insulating reflective layer, and a branch electrode extending from the connected ohmic electrode; An electrical connection between the connected ohmic electrode and the upper electrode through the insulating reflective layer; And a reinforcing part integrally formed with the connection type ohmic electrode
  • an island type ohmic electrode electrically connected to the plurality of semiconductor layers apart from the connection type ohmic electrode and the branch electrode; And an additional electrical connection through the insulating reflective layer to connect the island-type ohmic electrode and the upper electrode, wherein the connected ohmic electrode has a larger area than the island-type ohmic electrode.
  • the outline of the connected ohmic electrode, the reinforcement portion, and the branch electrode forms at least one of a curve and a straight line without bending.
  • a semiconductor light emitting device comprising: at least one light emitting portion formed on a substrate, comprising: a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and a first semiconductor At least one light emitting part interposed between the layer and the second semiconductor layer and including a plurality of semiconductor layers having an active layer generating light by recombination of electrons and holes; A protection part formed to be insulated from at least one light emitting part on the substrate and having a plurality of semiconductor layers; An insulating reflective layer formed on the at least one light emitting part and the protecting part; A first electrode part in electrical communication with the first semiconductor layer of the at least one light emitting part and the second semiconductor layer of the protection part; And a second electrode portion in electrical communication with the second semiconductor layer of the at least one light emitting portion and the first semiconductor layer of the protection portion, wherein at least one of the first electrode portion and the second electrode portion is formed on the insulating reflective layer.
  • At least one light emitting portion a first light emitting portion having a plurality of semiconductor layers and in electrical communication with the first electrode portion; A second light emitting part spaced apart from the first light emitting part and in electrical communication with the second electrode part; And a connecting electrode electrically communicating with the first light emitting part and the second light emitting part.
  • the semiconductor light emitting device is a flip chip, wherein the first electrode part comprises: a first upper electrode; And a plurality of electrical connections, wherein the second electrode portion comprises: a second upper electrode; And a plurality of electrical connections, wherein the plurality of electrical connections include: a first electrical connection through the insulating reflective layer to electrically communicate the first semiconductor layer and the first upper electrode of the first light emitting part; And a second electrical connection electrically connecting the second semiconductor layer of the protective part to the first upper electrode, wherein the plurality of electrical connections of the second electrode part include: a second semiconductor layer of the second light emitting part passing through the insulating reflective layer; A third electrical connection in electrical communication with the second upper electrode; And a fourth electrical connection electrically connecting the first semiconductor layer and the second upper electrode of the protective part to each other.
  • the first upper electrode and the second upper electrode are partially overlapped with the protective part, and the second electrical connection and the fourth electrical connection are in electrical communication with the guard through the insulating reflective layer.
  • a semiconductor light emitting device When viewed from above, the first upper electrode and the second upper electrode are partially overlapped with the protective part, and the second electrical connection and the fourth electrical connection are in electrical communication with the guard through the insulating reflective layer.
  • the first light emitting part, the second light emitting part, and the protection part are insulated from each other by an etching part formed by etching a plurality of semiconductor layers, and when viewed from above, the etching part around the protection part has the first light emitting part and the second light emission.
  • a semiconductor light emitting element characterized in that formed in the inner side of the outer edge of the plurality of semiconductor layers of the negative outer portion.
  • the first light emitting part, the second light emitting part, and the protection part are insulated from each other by an etching part formed by etching a plurality of semiconductor layers, and when viewed from above, a part of the etching part around the protection part is formed by the first light emitting part and the first light emitting part.
  • the connecting electrode includes: a first extension extending between the second semiconductor layer of the first light emitting portion and the insulating reflective layer; A second extension part extending on the etched and exposed first semiconductor layer of the second light emitting part; And a connection part connecting the first extension part and the second extension part between the first light emitting part and the second light emitting part.
  • connection electrode is formed from the insulating reflective layer on the first light emitting part to the insulating reflective layer on the second light emitting part, and penetrates the insulating reflective layer to electrically connect the second semiconductor layer and the at least one connecting electrode of the first light emitting part.
  • a first further electrical connection in communication with; And a second additional electrical connection penetrating the insulating reflective layer to electrically connect the first semiconductor layer of the second light emitting part to the at least one connection electrode.
  • a third cell positioned between the first light emitting portion and the second light emitting portion, wherein at least one connection electrode connects the first light emitting portion, the second light emitting portion, and the third cell in series, and The portion is formed from the edge side of the third cell to the bottom of the first upper electrode and the bottom of the second upper electrode.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a first light emitting portion and a second light emitting portion formed on a substrate, each of a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, And a plurality of semiconductor layers interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and having an active layer that generates light by recombination of electrons and holes, wherein the plurality of semiconductor layers are disposed around the first light emitting part and the second light emitting part.
  • the width of the etching portion between the first light emitting portion and the second light emitting portion is smaller than the width of the etching portion outside the first light emitting portion and the second light emitting portion.
  • the semiconductor light emitting device characterized in that the insulating layer is formed entirely on the etching portion between the first light emitting part and the second light emitting part, and is formed to the side surfaces of the first light emitting part and the second light emitting part corresponding to the connection electrode.
  • An insulating layer includes SiO 2
  • the insulating reflecting layer includes one of a distributed bragg reflector (DBR) and an omni-directional reflector (ODR).
  • DBR distributed bragg reflector
  • ODR omni-directional reflector
  • the semiconductor light emitting device is a flip chip, wherein the first electrode portion comprises: a first upper electrode formed over the insulating reflective layer of the first light emitting portion; And a first electrical connection penetrating the insulating reflective layer to electrically connect the first semiconductor layer of the first light emitting part to the first upper electrode.
  • the second electrode part may include: a second upper electrode formed on the insulating reflective layer of the second light emitting part; ; And a second electrical connection penetrating through the insulating reflective layer to electrically connect the second semiconductor layer and the second upper electrode of the second light emitting unit.
  • a protective part having a plurality of semiconductor layers on the substrate, insulated from the first light emitting part and the second light emitting part by an etching part, and covered by an insulating reflective layer; a second upper part of the first upper electrode and the protecting part; A third electrical connection in electrical communication with the semiconductor layer; And a fourth electrical connection electrically connecting the second upper electrode and the first semiconductor layer of the protection unit.
  • the connecting electrode includes: a first extension extending along an edge of the second light emitting portion between the second semiconductor layer of the first light emitting portion and the insulating reflective layer; A second extension part extending along an edge of the second light emitting part on the etched and exposed first semiconductor layer of the second light emitting part; And a connection part extending on an insulating layer between the first light emitting part and the second light emitting part and connecting the first extension part and the second extension part.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a first light emitting portion and a second light emitting portion formed on a substrate, each of a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, And a plurality of semiconductor layers interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and having an active layer that generates light by recombination of electrons and holes, wherein the plurality of semiconductor layers are disposed between the first and second light emitting units.
  • the etching portion and the insulating layer are formed between the first light emitting portion and the second light emitting portion and around the first light emitting portion and the second light emitting portion, and the width of the etching portion between the first light emitting portion and the second light emitting portion is set to zero.
  • a semiconductor light emitting device characterized in that narrower than the width of the etched portion of the first light emitting portion and the outside of the second light emitting portion.
  • the semiconductor light emitting device is a flip chip, wherein the first electrode part comprises: a first upper electrode formed on the insulating reflective layer of the first light emitting part; And a first electrical connection penetrating the insulating reflective layer to electrically connect the first semiconductor layer of the first light emitting part to the first upper electrode.
  • the second electrode part may include: a second upper electrode formed on the insulating reflective layer of the second light emitting part; ; And a second electrical connection penetrating the insulating reflective layer to electrically connect the second semiconductor layer and the second upper electrode of the second light emitting part, wherein the first extension part is disposed on the etched and exposed first semiconductor layer of the first light emitting part.
  • a first branch electrode extending along the opposite side edge and in electrical communication with the first electrical connection; And a second branch electrode extending along an opposite side edge of the second extension portion between the second semiconductor layer and the insulating reflective layer of the second light emitting portion and in electrical communication with the second electrical connection. device.
  • the durability of the semiconductor light emitting device is improved.
  • the light absorption loss due to the metal is reduced.
  • the flip chip type light emitting part and the ESD protection device may be formed on the substrate in a compact manner without additional processing.
  • the flip chip type light emitting part and the ESD protection device may be formed on the substrate in a compact manner without additional processing.

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Abstract

본 개시는 복수의 반도체층; 제1 전극부; 및 제2 전극부;를 포함하며, 제1 전극부와 제2 전극부 중 적어도 하나는: 절연성 반사층 위에 형성된 상부 전극; 절연성 반사층 아래에서 복수의 반도체층과 전기적으로 연통된 섬형(island type) 오믹 전극, 연결형 오믹 전극, 및 연결형 오믹 전극으로부터 뻗는 가지 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하여 연결형 오믹 전극과 상부 전극을 연결하는 전기적 연결(an electrical connection);을 포함하며, 연결형 오믹 전극은 섬형 오믹 전극보다 면적이 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자(SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE)에 관한 것이다.

Description

반도체 발광소자
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자(SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE)에 관한 것으로, 특히 전류 통로들에 흐르는 전류의 차이로 인한 내구성 저하를 방지한 반도체 발광소자에 관한 것이다.
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.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 성장되는 위에 성장되는 n형 반도체층(300), n형 반도체층(300) 위에 성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 성장되는 p형 반도체층(500), p형 반도체층(500) 위에 형성되는 반사막으로 기능하는 전극(901,902,903) 그리고 식각되어 노출된 n형 반도체층(300) 위에 형성되는 n측 본딩 패드(800)를 포함한다.
이러한 구조의 칩, 즉 기판(100)의 일 측에 전극(901,902,903) 및 전극(800) 모두가 형성되어 있고, 전극(901,902,903)이 반사막으로 기능하는 형태의 칩을 플립 칩(filp chip)이라 한다. 전극(901,902,903)은 반사율이 높은 전극(901; 예: Ag), 본딩을 위한 전극(903; 예: Au) 그리고 전극(901) 물질과 전극(903) 물질 사이의 확산을 방지하는 전극(902; 예: Ni)으로 이루어진다. 이러한 금속 반사막 구조는 반사율이 높고, 전류 확산에 이점을 가지지만, 금속에 의한 빛 흡수라는 단점을 가진다.
도 2는 일본 공개특허공보 제2006-20913호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기판(100), 기판(100) 위에 성장되는 버퍼층(200), 버퍼층(200) 위에 성장되는 n형 반도체층(300), n형 반도체층(300) 위에 성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 성장되는 p형 반도체층(500), p형 반도체층(500) 위에 형성되며, 전류 확산 기능을 하는 투광성 도전막(600), 투광성 도전막(600) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(700) 그리고 식각되어 노출된 n형 반도체층(300) 위에 형성되는 n측 본딩 패드(800)를 포함한다. 그리고 투광성 도전막(600) 위에는 분포 브래그 리플렉터(900; DBR: Distributed Bragg Reflector)와 금속 반사막(904)이 구비되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 금속 반사막(904)에 의한 빛 흡수를 감소하지만, 전극(901,902,903)을 이용하는 것보다 상대적으로 전류 확산이 원활치 못한 단점이 있다.
도 3은 미국 등록특허공보 제6,307,218호에 개시된 전극 구조의 일 예를 나타내는 도면으로서, 발광소자가 대면적화됨(예를 들어, 가로/세로가 1000um/1000um)에 따라, p측 본딩 패드(700)와 n측 본딩 패드로 기능하는 n측 전극(800)에 같은 간격을 가지는 가지 전극을 구비함으로써, 전류 확산을 개선하고 있으며, 더하여 충분한 전류 공급을 위해 p측 본딩 패드(700)와 n측 전극(800)이 각각 두 개씩 마련되어 있다. 복수의 가지 전극(710,810)과 복수의 본딩 패드가 도입되어 있지만, 이들의 도입은 발광 면적의 감소 등을 가져와 발광효율을 감소시키는 역기능을 포함한다.
도 12은 미국 등록특허공보 제6,547,249호에 개시된 직렬연결된 LED(A,B)의 일 예를 나타내는 도면으로서, 여러 가지 장점 때문에 도 12에 도시된 것과 같이 복수의 LED(A,B)가 직렬연결되어 사용된다. 예를 들어, 복수의 LED(A,B)를 직렬연결하면 외부 회로와 와이어 연결의 개수가 감소하며, 와이어로 인한 광흡수 손실이 감소된다. 또한, 직렬연결된 LED(A,B) 전체의 동작전압이 상승하기 때문에 전원 공급 회로가 보다 단순화될 수 있다.
한편, 복수의 LED(A,B)를 직렬연결하기 위해서 인터커넥터(34)를 증착하여 이웃한 LED(A,B)의 p측 전극(32)과 n측 전극(32)을 연결한다. 그러나 복수의 LED (A,B)를 전기적으로 절연하는 분리(isolation) 공정에서 사파이어 기판(20)이 노출되도록 복수의 반도체층을 식각해야 하는데, 그 식각 깊이가 깊어서 시간이 오래 걸리고 단차가 크기 때문에 인터커넥터(34)를 형성하기가 어렵다. 절연체(30)를 사용하여 도 2에 도시된 것과 같이 인터커넥터(34)를 완만한 경사를 이루도록 형성하는 경우 LED(A,B)들 사이 간격이 증가하여 집적도 향상에 문제가 있다.
도 13는 미국 등록특허공보 7,098,543호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, SMD 타입의 플립칩(100)과 ESD 보호소자로서 제너(zener) 다이오드(200)을 연결한 구조를 보여주고 있다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
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).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층; 전자와 정공 중 하나를 제1 반도체층에 공급하는 제1 전극부와, 전자와 정공 중 나머지 하나를 제2 반도체층에 공급하는 제2 전극부; 그리고 복수의 반도체층 위에 형성되며, 활성층으로부터의 빛을 반사하는 절연성 반사층;을 포함하며, 제1 전극부와 제2 전극부 중 적어도 하나는: 절연성 반사층 위에 형성된 상부 전극; 절연성 반사층 아래에서 복수의 반도체층과 전기적으로 연통된 섬형(island type) 오믹 전극, 연결형 오믹 전극, 연결형 오믹 전극으로부터 뻗는 가지 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하여 연결형 오믹 전극과 상부 전극을 연결하는 전기적 연결;을 포함하며, 연결형 오믹 전극은 섬형 오믹 전극보다 면적이 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 다른 하나의 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층; 전자와 정공 중 하나를 제1 반도체층에 공급하는 제1 전극부와, 전자와 정공 중 나머지 하나를 제2 반도체층에 공급하는 제2 전극부; 그리고 복수의 반도체층 위에 형성되며, 활성층으로부터의 빛을 반사하는 절연성 반사층;을 포함하며, 제1 전극부와 제2 전극부 중 적어도 하나는: 절연성 반사층 위에 형성된 상부 전극; 절연성 반사층 아래에서 복수의 반도체층과 전기적으로 연통된 연결형 오믹 전극, 및 연결형 오믹 전극으로부터 뻗는 가지 전극; 절연성 반사층을 관통하여 연결형 오믹 전극과 상부 전극을 연결하는 전기적 연결; 그리고 연결형 오믹 전극과 가지 전극이 이어지는 부분에서, 연결형 오믹 전극 및 가지 전극과 일체로 형성되는 보강부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 또 다른 하나의 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 기판 위에 형성된 제1 발광부 및 제2 발광부;로서, 각각 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층을 포함하며, 제1 발광부 및 제2 발광부 주변의 복수의 반도체층이 제거되어 형성된 식각부에 의해 서로 절연된 제1 발광부 및 제2 발광부; 식각부에 대응하는 기판 전체를 덮는 절연층; 제1 발광부와 제2 발광부 사이의 절연층 위를 가로지르며, 제1 발광부와 제2 발광부를 전기적으로 연결하는 연결 전극; 제1 발광부, 제2 발광부, 및 절연층을 덮는 절연성 반사층; 제1 반도체층에 전자와 정공 중 하나를 공급하는 제1 전극부; 그리고 제2 반도체층에 전자와 정공 중 나머지 하나를 공급하는 제2 전극부;를 포함하며, 제1 전극부 및 제2 전극부 중 적어도 하나는 절연성 반사층 위에 형성되는 제1 상부 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하며 제1 상부 전극과 복수의 반도체층을 전기적으로 연통하는 제1 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 또 다른 하나의 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 기판 위에 형성되는 적어도 하나의 발광부;로서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층을 포함하는 적어도 하나의 발광부; 기판 위에 적어도 하나의 발광부와 절연되도록 형성되며, 복수의 반도체층을 가지는 보호부; 적어도 하나의 발광부 및 보호부 위에 형성된 절연성 반사층; 적어도 하나의 발광부의 제1 반도체층과 보호부의 제2 반도체층을 전기적으로 연통하는 제1 전극부; 그리고 적어도 하나의 발광부의 제2 반도체층과 보호부의 제1 반도체층을 전기적으로 연통하는 제2 전극부;를 포함하며, 제1 전극부 및 제2 전극부 중 적어도 하나는: 절연성 반사층 위에 형성되는 상부 전극; 그리고 적어도 하나의 발광부, 상부 전극, 및 보호부를 전기적으로 연통하는 복수의 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 또 다른 하나의 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 기판 위에 형성된 제1 발광부 및 제2 발광부;로서, 각각 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층을 포함하며, 제1 발광부 및 제2 발광부 주변의 복수의 반도체층이 제거되어 형성된 식각부에 의해 서로 절연된 제1 발광부 및 제2 발광부; 식각부에 대응하는 기판 전체를 덮는 절연층; 제1 발광부와 제2 발광부 사이의 절연층 위를 가로지르며, 제1 발광부와 제2 발광부를 전기적으로 연결하는 연결 전극; 제1 발광부, 제2 발광부, 및 절연층을 덮는 절연성 반사층; 제1 반도체층에 전자와 정공 중 하나를 공급하는 제1 전극부; 그리고 제2 반도체층에 전자와 정공 중 나머지 하나를 공급하는 제2 전극부;를 포함하며, 제1 전극부 및 제2 전극부 중 적어도 하나는 절연성 반사층 위에 형성되는 제1 상부 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하며 제1 상부 전극과 복수의 반도체층을 전기적으로 연통하는 제1 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 또 다른 하나의 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 기판 위에 형성되는 적어도 하나의 발광부;로서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층을 포함하는 적어도 하나의 발광부; 기판 위에 적어도 하나의 발광부와 절연되도록 형성되며, 복수의 반도체층을 가지는 보호부; 적어도 하나의 발광부 및 보호부 위에 형성된 절연성 반사층; 적어도 하나의 발광부의 제1 반도체층과 보호부의 제2 반도체층을 전기적으로 연통하는 제1 전극부; 그리고 적어도 하나의 발광부의 제2 반도체층과 보호부의 제1 반도체층을 전기적으로 연통하는 제2 전극부;를 포함하며, 제1 전극부 및 제2 전극부 중 적어도 하나는: 절연성 반사층 위에 형성되는 상부 전극; 그리고 적어도 하나의 발광부, 상부 전극, 및 보호부를 전기적으로 연통하는 복수의 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 일본 공개특허공보 제2006-20913호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 미국 등록특허공보 제6,307,218호에 개시된 전극 구조의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 도 4에서 A-A 선을 따라 절단한 단면의 일 예를 설명하는 도면,
도 6 및 도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면들,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 12은 미국 등록특허공보 제6,547,249호에 개시된 직렬연결된 LED(A,B)의 일 예를 나타내는 도면,
도 13는 미국 등록특허공보 7,098,543호에 개시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 14는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 15은 도 14에서 A-A 선을 따라 절단한 단면의 일 예를 나타내는 도면,
도 16은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 17은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 18는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 19은 도 18의 B-B 선을 따라 절단한 단면의 일 예를 나타내는 도면,
도 20은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 21는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 22은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 23는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 24는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 25은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 26은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면,
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)).
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에서 A-A 선을 따라 절단한 단면의 일 예를 설명하는 도면이다. 반도체 발광소자는 복수의 반도체층(30,40,50), 제1 전극부(80,81,82,84,85), 제2 전극부(70,71,72,74,75), 및 절연성 반사층(R)을 포함한다. 복수의 반도체층(30,40,50)은 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50), 및 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50)의 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층(40)을 포함한다. 제1 전극부(80,81,82,84,85)는 제1 반도체층(30)과 전기적으로 연통하며 전자와 정공 중 하나를 공급하며, 제2 전극부(70,71,72,74,75)는 제2 반도체층(50)과 전기적으로 연통하며 전자와 정공 중 나머지 하나를 공급한다. 절연성 반사층(R)은 복수의 반도체층(30,40,50) 위에 형성되며, 활성층(40)으로부터의 빛을 반사한다.
본 개시에서 제1 전극부와 제2 전극부 중 적어도 하나는 절연성 반사층(R) 위에 형성된 상부 전극, 섬형(island type) 오믹 전극, 연결형 오믹 전극, 가지 전극, 전기적 연결 및 추가의 전기적 연결을 포함한다. 섬형 오믹 전극, 연결형 오믹 전극, 및 가지 전극은 절연성 반사층(R) 아래에서 복수의 반도체층(30,40,50)과 전기적으로 연통된다. 섬형(island type)은 원형, 삼각형, 사각형 등의 다각형과 같이 대체로 일 측으로 길게 연장(extending)되지 않는 형상을 의미한다. 가지 전극은 연결형 오믹 전극으로부터 뻗어 있다. 전기적 연결은 절연성 반사층(R)을 관통하여 연결형 오믹 전극과 상부 전극을 연결하며, 추가의 전기적 연결은 절연성 반사층(R)을 관통하여 섬형 오믹 전극과 상부 전극을 연결한다. 연결형 오믹 전극은 섬형 오믹 전극보다 면적이 크다.
본 예에서 반도체 발광소자는 상부 전극(80,70)이 절연성 반사층(R)을 기준으로 복수의 반도체층(30,40,50)의 반대 측에 구비되는 플립칩(flip chip)이다. 본 예에서, 제1 전극부(80,81,82,84,85)는 제1 상부 전극(80), 식각되어 노출된 제1 반도체층(30) 위에 제1 섬형 오믹 전극(82), 제1 연결형 오믹 전극(84), 및 제1 연결형 오믹 전극(84)으로부터 뻗은 제1 가지 전극(85)을 포함한다. 제2 전극부(70,71,72,74,75)는 제2 상부 전극(70), 제2 반도체층(50)과 절연성 반사층(R) 사이에 제2 섬형 오믹 전극(72), 제2 연결형 오믹 전극(74), 및 제2 연결형 오믹 전극(74)으로부터 뻗은 제2 가지 전극(75)을 포함한다.
섬형 오믹 전극(82,72) 및 연결형 오믹 전극(84,74) 모두 상부 전극(80,70)에 각각 연결되므로, 이론적으로 제1 전극부(80,81,82,84,85)는 등전위이고, 제2 전극부(70,71,72,74,75)도 등전위 이지만, 연결형 오믹 전극(84,74)은 가지 전극(85,75)과 연결되어 있고, 이로 인해 연결형 오믹 전극(84,74)과 가지 전극(85,75)이 연결되는 윤곽(outline)이나 전류 흐름의 조건 등에 있어서 섬형 오믹 전극(82,72)과는 차이가 있다. 이로 인해 섬형 오믹 전극(82,72)보다는 연결형 오믹 전극(84,74)으로 전류가 더 많이 또는, 한계치 이상의 전류가 흐르는 경우가 있을 수 있다. 이런 경우 장시간 작동하면, 연결형 오믹 전극(84,74)에 있어서 내구성이 좋지 않게 된다. 이러한 문제는 고전류로 동작하는 반도체 발광소자에서 더 문제가 된다. 본 예에서는 섬형 오믹 전극(82,72)보다 연결형 오믹 전극(84,74)의 면적을 더 크게 함으로써, 연결형 오믹 전극(84,74)으로 흐를 수 있는 전류의 한계를 높여서, 반도체 발광소자의 손상이나 내구성에 문제를 방지하였다.
이하, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 하여 설명한다.
복수의 반도체층(30,40,50)은 기판(10) 위에 형성되며, 기판(10)으로는 주로 사파이어, SiC, Si, GaN 등이 이용되며, 기판(10)은 최종적으로 제거될 수 있다. 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50)은 그 위치가 바뀔 수 있으며, 3족 질화물 반도체 발광소자에 있어서 주로 GaN으로 이루어진다.
복수의 반도체층(30,40,50)은 기판(10) 위에 형성된 버퍼층(20), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: Si 도핑된 GaN), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: Mg 도핑된 GaN) 및 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50) 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; 예: InGaN/(In)GaN 다중양자우물구조)을 포함한다. 복수의 반도체층(30,40,50) 각각은 다층으로 이루어질 수 있고, 버퍼층(20)은 생략될 수 있다.
바람직하게는 제2 반도체층(50) 위에 전류 확산 도전막(60; 예: ITO,Ni/Au)이 구비된다.
절연성 반사층(R)은 전류 확산 도전막(60), 제1 가지 전극(85), 및 제2 가지 전극(75)을 덮도록 형성되며, 활성층(40)으로부터의 빛을 기판(10) 측으로 반사한다. 본 예에서 절연성 반사층(R)은 금속 반사막에 의한 광흡수 감소를 위해 절연성 물질로 형성되며, 바람직하게는 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni-Directional Reflector)을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 도 5에 제시된 바와 같이, 절연성 반사층(R)은 순차로 적층된 유전체막(91b), DBR(91a), 및 클래드막(91c)을 포함할 수 있다.
제1 상부 전극(80) 및 제2 상부 전극(70)은 절연성 반사층(R) 위에서 서로 떨어져 제1 상부 전극(80)의 에지와 제2 상부 전극(70)의 에지가 서로 대향하게 구비된다. 제1 상부 전극(80) 및 제2 상부 전극(70)은 외부와 직접 접합되거나, 와이어 본딩될 수 있다. 제1 가지 전극(85)은 제2 상부 전극(70) 아래로 뻗고, 제2 가지 전극(75)은 제1 상부 전극(80) 아래로 뻗는다. 제1 섬형 오믹 전극(82)은 제2 상부 전극(70)과 대향하는 제1 상부 전극(80)의 에지로부터 제1 연결형 오믹 전극(84)보다 멀리 떨어져 있고, 제2 섬형 오믹 전극(72)은 제1 상부 전극(80)과 대향하는 제2 상부 전극(70)의 에지로부터 제2 연결형 오믹 전극(74)보다 멀리 떨어져 있다. 이와 같이 섬형 오믹 전극(82,72)을 배치하면 가지 전극(85,75)이 불필요하게 연장되는 것이 방지된다. 본 예에서는 제1 가지 전극(85)의 연장선상에 제1 섬형 오믹 전극(82)이 위치하고, 제2 가지 전극(75)의 연장선상에 제2 섬형 오믹 전극(72)이 위치하지만, 섬형 오믹 전극(82,72)의 위치는 이와 같은 연장선상에서 벗어날 수도 있다.
본 예에서, 복수의 제1 가지 전극(85)이 제2 반도체층(50) 및 활성층(40)이 식각되어 노출된 제1 반도체층(30) 위에 구비되며, 각 제1 가지 전극(85)은 각 제1 연결형 오믹 전극(84)으로부터 뻗는다. 전기적 연결(81)은 절연성 반사층(R)을 관통하여 제1 상부 전극(80)과 제1 연결형 오믹 전극(84)을 연결한다. 다른 전기적 연결(81)은 절연성 반사층(R)을 관통하여 제1 상부 전극(80)과 제1 섬형 오믹 전극(82)을 연결한다. 제1 섬형 오믹 전극(82) 및 제1 연결형 오믹 전극(84)은 제1 반도체층(30)과 전기적 연결(81) 사이에 접촉저항을 감소하고 연결의 안정성 향상한다.
제2 섬형 오믹 전극(72), 제2 연결형 오믹 전극(74), 및 제2 가지 전극(75)은 전류 확산 도전막(60)과 절연성 반사층(R) 사이에 구비되며, 본 예에서는 복수의 제2 가지 전극(75)이 복수의 제1 가지 전극(85)과 대략 나란하며 교대로 구비되어 있고, 제2 섬형 오믹 전극(72)은 제2 가지 전극(75)의 연장선상에 위치해 있다. 각 제2 가지 전극(75)은 각 제2 연결형 오믹 전극(74)으로부터 뻗는다. 전기적 연결(71)은 절연성 반사층(R)을 관통하여 제2 상부 전극(70)과 제2 연결형 오믹 전극(74)을 연결한다. 다른 전기적 연결(71)은 절연성 반사층(R)을 관통하여 제2 상부 전극(70)과 제2 섬형 오믹 전극(72)을 연결한다. 제2 섬형 오믹 전극(72) 및 제2 연결형 오믹 전극(74)은 전류 확산 도전막(60)과 전기적 연결(71) 사이에 접촉저항을 감소하고 연결의 안정성을 향상한다.
바람직하게는, 광흡수 방지막(41)이 제2 반도체층(50)과 전류 확산 도전막(60) 사이에 제2 가지 전극(75), 제2 섬형 오믹 전극(72), 및 제2 연결형 오믹 전극(74)에 각각 대응하게 구비될 수 있다. 광흡수 방지막(41)은 SiO2, TiO2 등으로 형성될 수 있으며, 활성층(40)에서 발생된 빛의 일부 또는 전부를 반사하는 기능만을 가져도 좋고, 제2 가지 전극(75), 제2 섬형 오믹 전극(72), 및 제2 연결형 오믹 전극(74)으로부터 바로 아래로 전류가 흐르지 못하도록 하는 기능만을 가져도 좋고, 양자의 기능을 모두 가져도 좋다.
가지 전극(85,75) 및 오믹 전극(82,84,72,74)은 복수의 금속층으로 이루어질 수 있으며, 제1 반도체층(30) 또는 전류 확산 도전막(60)과의 전기적 접촉이 좋은 접촉층과 광반사성이 좋은 반사층 등을 구비할 수 있다.
본 예에 따른 반도체 발광소자는 금속 반사막 대신 절연성 반사층(R)을 사용하여 도 1에 제시된 플립칩보다 금속에 의한 광흡수 손실 감소에 유리하다. 또한, 발광면을 거의 절연성 반사층(R)이 덮고 있고, 섬형 오믹 전극(82,72), 연결형 오믹 전극(84,74), 및 가지 전극(85,75)을 사용하여 전류 공급 경로 또는 통로의 개수와 위치를 상대적으로 더 자유롭게 할 수 있어서, 도 2에 제시된 플립칩보다 전류확산에 유리하다. 이렇게 섬형 오믹 전극(82,72), 연결형 오믹 전극(84,74), 및 가지 전극(85,75)을 구비하는 구조에서, 전류 공급의 균일성 또는, 발광의 균일성을 위해 섬형 오믹 전극(82,72), 연결형 오믹 전극(84,74), 및 가지 전극(85,75)을 적절히 위치나 개수, 및 형상을 변경할 수 있을 것이다. 본 예는 이러한 장점을 가지는 구조에서 섬형 오믹 전극(82,72)보다 연결형 오믹 전극(84,74)에 상대적으로 전류가 더 쏠리는 경우의 손상이나 내구성 문제를 해소한다. 정격의 전류가 공급되는 경우뿐만 아니라, 원하지 않게 순간적으로 고전류가 흐를 수 있는데, 연결형 오믹 전극(84,74)으로의 전류쏠림이 발생하더라도 섬형 오믹 전극(82,72)보다 큰 면적을 가져서 충분히 손상을 방지하고 내구성을 가지고 동작할 수 있다.
제1 섬형 오믹 전극(82)과 제1 연결형 오믹 전극(84)의 면적의 비율과, 제2 섬형 오믹 전극(72)과 제2 연결형 오믹 전극(74)의 면적의 비율은 전류가 연결형 오믹 전극(84,74)에 더 쏠리는 정도에 따라 적절한 범위에서 결정할 수 있다. 한편, 제1 연결형 오믹 전극(84)과 제2 연결형 오믹 전극(74)으로 전류가 흐르는 정도가 다를 수 있고, 따라서, 제1 연결형 오믹 전극(84)과 제2 연결형 오믹 전극(74)의 면적도 서로 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 보통 제1 연결형 오믹 전극(84)보다 제2 연결형 오믹 전극(74)으로 전류가 쏠리는 정도가 더 심할 수 있는데, 이 경우, 제1 연결형 오믹 전극(84)보다 제2 연결형 오믹 전극(74)의 면적을 더 크게하는 실시예도 고려할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 4 내지 도 7을 참조하면, 먼저, 도 5 및 도 6에 제시된 바와 같이, 기판(10) 상에 제1 반도체층(30), 활성층(40), 제2 반도체층(50)을 형성하고, 광흡수 방지막(41)을 형성한 후, 그 위에 전류 확산 도전막(60; 예: ITO)을 형성하고, 메사식각하여 제1 반도체층(30)의 일부(35)를 노출시킨다. 메사식각은 전류 확산 도전막(60) 형성 전에 수행될 수도 있다. 전류 확산 도전막(60)은 생략될 수 있다.
이후, 도 7에 제시된 바와 같이, 노출된 제1 반도체층(30) 및 전류 확산 도전막(60) 위에 각각 가지 전극(85,75), 및 오믹 전극(82,84,72,74)을 형성한다. 이후, 전류 확산 도전막(60) 위에 절연성 반사층(R)을 형성한다. 본 예에서 절연성 반사층(R)은 금속 반사막에 의한 광흡수 감소를 위해 절연성 물질로 형성되며, 바람직하게는 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni-Directional Reflector)을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 유전체 막(91b), 분포 브래그 리플렉터(91a) 및 클래드 막(91c)을 형성하여 절연성 반사층(R)이 형성된다. 유전체 막(91b) 또는 클래드 막(91c)은 생략될 수 있다. 분포 브래그 리플렉터(91a)는, 예를 들어, SiO2와 TiO2의 쌍이 복수 회 적층되어 이루어진다. 이 외에도 분포 브래그 리플렉터(91a)는 Ta2O5, HfO, ZrO, SiN 등 고 굴절률 물질과 이보다 굴절률이 낮은 유전체 박막(대표적으로 SiO2) 등의 조합으로 이루어질 수 있다. 절연성 반사층(R)은 그 두께가 수 ㎛(예: 1 ~ 8㎛)정도 일 수 있다.
이후, 절연성 반사층(R)에 건식식각 등의 방법으로 개구를 형성하고, 개구를 통하도록 전기적 연결(81,71)을 형성한다. 절연성 반사층(R) 위에 상부 전극(80,70)을 형성한다. 전기적 연결(81,71)과 상부 전극(70,80)은 별개로 형성될 수도 있지만, 하나의 과정에서 일체로 형성될 수도 있다.
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 광흡수 방지막은 도시가 생략되어 있다. 섬형 오믹 전극(82,72)에 비해 연결형 오믹 전극(84,74)에 전류가 더 쏠림에 따라 반도체 발광소자의 내구성이나 손상이 문제될 수 있는데, 전극의 에지나 윤곽(outline)이 급히 꺾이거나 좁은 각도의 에지를 이루는 부분이 특히 문제가 될 수 있다. 한편, 전극은 금속으로서 빛을 일부 흡수하므로 가지 전극(85,75)이나 오믹 전극(82,84,72,74)의 면적이 증가하는 데에는 한계가 있다.
본 예에 따른 반도체 발광소자에서는 섬형 오믹 전극(82,72)과 연결형 오믹 전극(84,74)의 면적이 거의 비슷하며, 전술된 내구성이나 손상의 문제를 해결하기 위해 연결형 오믹 전극(84,74)과 가지 전극(85,75)이 이어지는 부분에서, 오믹 전극 및 가지 전극(85,75)과 일체로 형성되는 보강부(77,87)를 구비한다. 도 8에서 보강부(77,87)는 연결형 오믹 전극(84,74)과 가지 전극(85,75)과는 점선으로 구분되어 있으며, 이들은 함께 일체로 형성될 수 있다. 보강부(77,87)가 없는 경우, 연결형 오믹 전극(84,74)과 가지 전극(85,75)이 연결되는 윤곽(outline)에 있어서 급히 꺾이거나 좁은 각도의 에지(예: 79)가 형성되므로, 내구성 측면에서 고전류 구동이나 순간적인 고전류의 흐름에 좋지 않다.
보강부(77,87)는 이러한 좁은 각도의 에지(79)의 형성을 방지한다. 또한, 보강부(77,87)는 연결형 오믹 전극(84,74)과 일체로 형성되므로 면적 증가 효과도 있다. 그 결과, 상기 문제 발생이 억제되며 내구성이 향상된다. 본 예에서 보강부(77,87)는 가지 전극(85,75) 측으로 갈수록 폭이 좁아지며, 보강부(77,87)와 연결형 오믹 전극(84,74) 및 가지 전극(85,75)이 연결되는 윤곽은 급한 또는 좁은 각도의 꺾임이 없이 부드럽게 이어지며 가지 전극(85,75)의 뻗는 방향과 경사를 이루고 있다. 보강부(77,87)의 형상은 이 외에도 변형이 가능하다.
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 연결형 오믹 전극(84,74)은 섬형 오믹 전극(82,72)보다 면적이 크고, 연결형 오믹 전극(84,74)과 가지 전극(85,75)의 연결부분에 보강부(77,87)가 일체로 형성되어 있다. 따라서, 내구성이 향상된다. 보강부(77,87)와 연결형 오믹 전극(84,74), 및 가지 전극(85,75)의 윤곽은 급한 꺾임이 없이 부드러운 곡선 또는 직선형으로 이어지며, 상기 윤곽은 나팔형(horn or trumpet type)으로 폭이 좁아지며 가지 전극(85,75)으로 이어진다. 본 예에서, 연결형 오믹 전극(84,74)의 윤곽은 전기적 연결을 기준으로 가지 전극(85,75)의 반대 측은 반원형이며, 보강부(77,87)의 윤곽은 반원형의 접선이 될 수 있다.
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 연결형 오믹 전극(84,74)과 가지 전극(85,75)의 연결부분에 보강부(77,87)가 일체로 형성되며, 도 9에 제시된 예와 다르게 약간 볼록하게 형성되어 있다. 각 연결형 오믹 전극(84,74)의 면적이 각 섬형 오믹 전극(82,86,72,76)의 면적보다 크며, 복수의 섬형 오믹 전극(82,86,72,76)의 면적이 서로 다르다. 복수의 섬형 오믹 전극(82,86,72,76)도 위치에 따라 전류가 차이가 나는 경우, 서로 면적을 다르게 할 수 있다. 본 예에서, 연결형 오믹 전극(84,74)에 가까운 섬형 오믹 전극(82,72)이 먼 섬형 오믹 전극(86,76)보다 면적이 크게 되어 있지만, 이와 면적 분포가 다를 수도 있다.
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 연결형 오믹 전극(84,74)은 섬형 오믹 전극(82,72)보다 면적이 크고, 연결형 오믹 전극(84,74)과 가지 전극(85,75)이 이어지는 부분에 보강부(77,87)가 일체로 형성되어 있다. 가지 전극(85,75)은 폭이 일정한 연장부들과, 연장부들보다 폭이 큰 확장부(88,78)를 포함한다. 이와 같이, 가지 전극(85,75)은 그 폭이 일정하거나 위치에 따라 변하는 예가 가능하며, 직선형 가지 전극뿐만 아니라 곡선형 가지 전극의 경우도 포함한다.
도 14는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 15은 도 14에서 A-A 선을 따라 절단한 단면의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 제1 발광부(101), 제2 발광부(102), 절연층(35), 연결 전극(95), 절연성 반사층(R), 제1 전극부(80,81,82,85), 및 제2 전극부(70,71,72,75)를 포함한다. 이하, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 하여 설명한다.
제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)는 각각 기판(10) 위에 형성된 복수의 반도체층(30,40,50)을 포함한다. 기판(10)으로는 주로 사파이어, SiC, Si, GaN 등이 이용되며, 기판(10)은 최종적으로 제거될 수 있다. 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50)은 그 위치가 바뀔 수 있으며, 3족 질화물 반도체 발광소자에 있어서 주로 GaN으로 이루어진다.
복수의 반도체층(30,40,50)은 기판(10) 위에 형성된 버퍼층(도시되지 않음), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: Si 도핑된 GaN), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: Mg 도핑된 GaN) 및 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50) 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; 예: InGaN/(In)GaN 다중양자우물구조)을 포함한다. 복수의 반도체층(30,40,50) 각각은 다층으로 이루어질 수 있고, 버퍼층은 생략될 수 있다.
제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)는 주변의 복수의 반도체층(30,40,50)이 제거(예: 메사식각)되어 트렌치(trench) 또는, 식각부(21,25)가 형성된다. 식각부(21,25)에서 복수의 반도체층(30,40,50)이 제거되어 기판(10)이 노출될 수도 있지만, 복수의 반도체층(30,40,50)과 기판(10) 사이에 추가의 층이 노출될 수도 있다. 웨이퍼에 형성된 복수의 반도체 발광소자가 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 외곽(테두리)의 식각부(25)에서 분리되어 개별 반도체 발광소자로 제조된다. 본 예에서, 위에서 볼 때, 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)는 대략 사각 형상을 가지며, 에지가 서로 마주하도록 구비된다. 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 사이와 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 테두리는 복수의 반도체층(30,40,50)이 제거되어 식각부(21,25)가 되며, 기판(10)이 노출될 수 있다. 이러한 식각부(21,25)에 의해 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)는 자체로는 전기적으로 분리(isolation) 또는 절연되어 있다. 복수의 반도체층(30,40,50)은 발광영역이 되므로 식각부(21,25)로 인한 복수의 반도체층(30,40,50)의 감소를 줄이는 것이 바람직한데, 개별 반도체 발광소자로 분리를 위해 상기 테두리의 식각부(25)는 어느 정도 폭이 필요하다. 본 예에서, 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102) 사이의 식각부(21)의 폭은 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102) 테두리의 식각부(25)의 폭보다 좁게 형성되어, 테두리의 마진을 확보하면서 복수의 반도체층(30,40,50)의 감소를 억제한다. 여기서 테두리의 식각부의 폭은 웨이퍼 상에서 복수의 반도체 발광소자 사이의 식각부의 폭을 의미하거나, 개별 소자로 분리된 반도체 발광소자의 테두리의 식각부(25)를 의미할 수도 있다.
절연층(35)은 투광성을 가지는 패시베이션(passivation)층으로서, SiO2, TiO2, Al2O3와 같은 물질로 식각부(21,25)에 증착될 수 있다. 도 14에서 절연층(35)이 형성된 예가 빗금으로 표시되어 있다. 증착의 두께는 일 예로, 수천 Å일 수 있지만, 물론 이 두께는 변경될 수 있다. 본 예에서, 식각부(21,25)가 제1 발광부(101)와 제2 발광부(102) 사이 전체에 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 서로 마주하는 에지들을 따라 형성되어 있어서 전기적 절연을 더욱 확실히 할 수 있고, 특히, 전술한 바와 같이, 제1 발광부(101)와 제2 발광부(102) 사이가 좁기 때문에, 복수의 발광부를 직렬연결하여 high-voltage로 동작하는 반도체 발광소자에서는 본 예와 같이 절연층(35)을 형성하는 것이 전기적 절연 측면에서 유리한 점이 많다. 또한, 바람직하게는, 절연층(35)은 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 테두리의 식각부(25)까지 형성되어 전기적 절연의 신뢰성을 더 향상하고, 후술될 절연성 반사층(R) 형성시 단차 또는 높이차를 완화하거나 균일하게 하는 데에 도움을 줄 수 있다.
후술될 제2 가지 전극(75), 제2 오믹 전극(72), 연결 전극(95)의 제1 연장부(95a)는 제2 반도체층(50) 위에 형성되는데, 이들의 아래에 광흡수 방지막을 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 광흡수 방지막은 SiO2, TiO2 등을 사용하여 형성될 수 있으며, 활성층(40)에서 발생된 빛의 일부 또는 전부를 반사하는 기능만을 가져도 좋고, 제2 가지 전극(75), 제2 오믹 전극(72), 연결 전극(95)의 제1 연장부(95a)로부터 바로 아래로 전류가 흐르지 못하도록 하는 기능만을 가져도 좋고, 양자의 기능을 모두 가져도 좋다. 본 예에서는 절연층(35)이 제2 발광부(102)의 제1 반도체층(30)의 측면, 노출된 기판(10), 및 제1 발광부(101)의 복수의 반도체층(30,40,50)의 측면에 형성된다. 또한, 절연층(35)은 도 14 및 도 15에 제시된 바와 같이, 제2 가지 전극(75), 제2 오믹 전극(72)에 대응하여 제2 발광부(102)의 제2 반도체층(50) 위에 형성되며, 연결 전극(95)의 제1 연장부(95a)에 대응하여 제1 발광부(101)의 제2 반도체층(50) 위에 형성된다. 이에 따라 절연층(35)은 광흡수 방지막으로도 기능한다. 물론, 절연층(35)과 별개의 공정으로 광흡수 방지막을 형성하는 것도 고려할 수 있으며, 이 경우 절연층(35)를 더 두껍게 형성하는 것도 가능하다.
절연층(35)이 형성된 이후, 바람직하게는 제2 반도체층(50) 위에 전류 확산 도전막(60)이 형성된다. p형 GaN의 경우에 전류 확산 능력이 떨어지며, p형 반도체층(50)이 GaN으로 이루어지는 경우에, 대부분 전류 확산 도전막(60)의 도움을 받아야 한다. 예를 들어, ITO, Ni/Au와 같은 물질이 전류 확산 도전막(60)으로 사용될 수 있다.
연결 전극(95)은 제1 발광부(101)와 제2 발광부(102) 사이의 절연층(35) 위를 가로지르며, 제1 발광부(101)와 제2 발광부(102)를 전기적으로 연결한다. 본 예에서, 연결 전극(95)은 제1 연장부(95a), 제2 연장부(95b), 및 연결부(95c)를 포함하며, 절연성 반사층(R)은 제1 발광부(101), 제2 발광부(102), 연결 전극(95), 및 절연층(35)을 덮는다. 제1 연장부(95a)는 제1 발광부(101)의 전류 확산 도전막(60)과 절연성 반사층(R) 사이에서 제1 발광부(101)의 에지를 따라 뻗는다. 제2 연장부(95b)는 제2 발광부(102)의 식각되어 노출된 제1 반도체층(30) 위에서 제2 발광부(102)의 에지를 따라 뻗는다. 연결부(95c)는 제1 발광부(101)와 제2 발광부(102) 사이의 절연층(35) 위에서 뻗으며, 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 측면에 형성된 절연층(35) 위로 연장되어 제1 연장부(95a) 및 제2 연장부(95b)와 연결된다.
제1 연장부(95a) 및 제2 연장부(95b)는 각각 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 서로 대향하는 에지 측에서 뻗어 있다. 따라서, 제1 연장부(95a) 및 제2 연장부(95b)가 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 가운데 근처로 뻗는 것을 억제하도록 형성되어 있다. 또한, 제1 연장부(95a) 및 제2 연장부(95b)는 전류 공급 또는 확산을 원활히 하기 위해 상기와 같이 가지 형태로 뻗어 있고, 서로 대략 나란하게 형성될 수 있다. 이와 같이, 전극의 일종인 제1 연장부(95a) 및 제2 연장부(95b)가 좁은 간격으로 길게 마주하고 뻗어 있으므로 전술한 바와 같이, 절연층(35)을 연결부(95c)의 아래에만 형성하는 것이 아니라 본 예와 같이, 제1 발광부(101)와 제2 발광부(102) 사이의 식각부(21)에 전체적으로 형성하는 것이 전기적 신뢰성 향상에 더 좋다. 또한, 연결부(95c) 형성 공정에 오차로 인해 연결부(95c)가 설계된 위치에서 약간 벗어나는 경우에도 제1 발광부(101)와 제2 발광부(102) 사이에 전부 절연층(35)이 있으므로 문제가 되지 않는다.
절연성 반사층(R)은 제1 발광부(101), 제2 발광부(102), 연결 전극(95), 및 절연층(35)을 덮도록 형성되며, 활성층(40)으로부터의 빛을 기판(10) 측으로 반사한다. 본 예에서 절연성 반사층(R)은 금속 반사막에 의한 광흡수 감소를 위해 절연성 물질로 형성되며, 단일층으로 형성될 수도 있지만, 바람직하게는 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni-Directional Reflector)을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 도 15에 제시된 바와 같이, 절연성 반사층(R)은 순차로 적층된 유전체막(91b), DBR(91a), 및 클래드막(91c)을 포함할 수 있다.
제1 전극부(80,81,82,85)는 제1 반도체층(30)에 전자와 정공 중 하나를 공급하며, 제2 전극부(70,71,72,75)는 제2 반도체층(50)에 전자와 정공 중 나머지 하나를 공급한다. 제1 전극부(80,81,82,85) 및 제2 전극부(70,71,72,75) 중 적어도 하나는 절연성 반사층(R) 위에 형성되는 상부 전극과 전기적 연결을 포함한다. 전기적 연결은 절연성 반사층(R)을 관통하며 상부 전극과 복수의 반도체층(30,40,50)을 전기적으로 연통한다. 본 개시에서, 식각부(21,25) 전체적으로 절연층(35)을 형성하여 전기적 연결의 신뢰성을 향상하는 점은 플립칩(flip chip), 레터럴칩(lateral chip) 등에 모두 적용될 수 있다.
본 예에서 반도체 발광소자는 상부 전극(80,70)이 절연성 반사층(R)을 기준으로 복수의 반도체층(30,40,50)의 반대 측에 구비되는 플립칩(flip chip)이다. 제1 전극부(80,81,82,85)는 제1 상부 전극(80), 제1 전기적 연결(81), 및 제1 오믹 전극(82)을 포함한다. 제2 전극부(70,71,72,75)는 제2 상부 전극(70), 제2 전기적 연결(71), 및 제2 오믹 전극(72)을 포함한다. 오믹 전극(82,72)은 생략될 수 있지만, 접촉저항을 감소하고 전기적 연결의 안정성을 위해 구비되는 것이 바람직하다. 제1 오믹 전극(82)은 제1 발광부(101)의 식각되어 노출된 제1 반도체층(30) 위에 형성되며, 제2 오믹 전극(72)은 제2 발광부(102)의 전류 전류 확산 도전막(60) 위에 구비된다. 제1 상부 전극(80)은 제1 발광부(101)의 절연성 반사층(R) 위에 형성되며, 제2 상부 전극(70)은 제2 발광부(102)의 절연성 반사층(R) 위에 형성된다. 제1 전기적 연결(81)은 절연성 반사층(R)을 관통하여 제1 상부 전극(80)과 제1 오믹 전극(82)을 연결한다. 제2 전기적 연결(71)은 절연성 반사층(R)을 관통하여 제2 상부 전극(70)과 제2 오믹 전극(72)을 연결한다.
제1 반도체층(30)이 n-GaN이고 제2 반도체층(50)이 p-GaN인 경우, 제2 반도체층(50)보다 제1 반도체층(30)의 전류 확산이 더 잘되기 때문에, 본 예와 같이, 제1 전기적 연결(81)의 개수가 제2 전기적 연결(71)의 개수보다 작게 형성되는 것도 가능하다. 한편, 본 예에서, 반도체 발광소자는 제1 가지 전극(85) 및 제2 가지 전극(75)을 포함한다. 제1 가지 전극(85)은 제1 발광부(101)의 식각되어 노출된 제1 반도체층(30) 위에서 연결 전극(95)의 제1 연장부(95a)와 대향하는 에지를 따라 뻗으며, 제1 전기적 연결(81)과 연결되어 있다. 제2 가지 전극(75)은 제2 발광부(102)의 전류 확산 도전막(60)과 절연성 반사층(R) 사이에서 연결 전극(95)의 제2 연장부(95b)와 대향하는 에지를 따라 뻗으며, 제2 전기적 연결(71)과 연결되어 있다. 본 예에서는 이와 같이, 연결 전극(95)의 연장부(95a,95b)와 가지 전극(85,75)이 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 가장자리에서 서로 대향하며 뻗어 있다. 따라서, 복수의 발광부가 직렬연결되어 high-voltage로 구동되는 소자에서 각 발광부의 면적이 작은 경우, 전류 공급 및/또는 발광의 균일성 측면에서 좋은 구조가 된다.
한편, 전술한 바와 같이, 절연성 반사층(R)은 제1 발광부(101), 제2 발광부(102), 연결 전극(95), 및 절연층(35)을 덮도록 형성되는데, 절연성 반사층(R) 아래의 구조물들, 예를 들어, 발광부(101,102)와 식각부(21,25) 간의 단차 또는 높이차, 연결 전극(95), 가지 전극(85,75), 오믹 전극(82,72) 등으로 인한 요철 구조 등으로 인해 절연성 반사층(R) 형성시 더욱 주의가 필요하다. 예를 들어, 절연성 반사층(R)이 분포 브래그 리플렉터를 구비하는 다층 구조인 경우, 절연성 반사층(R)이 잘 기능하기 위해서는 각 물질층이 특별히 설계된 두께로 잘 형성되어야 한다. 예를 들어, 분포 브래그 리플렉터는 SiO2/TiO2, SiO2/Ta2O2, 또는 SiO2/HfO의 반복 적층으로 이루어 질 수 있으며, Blue 빛에 대해서는 SiO2/TiO2가 반사효율이 좋고, UV 빛에 대해서는 SiO2/Ta2O2, 또는 SiO2/HfO가 반사효율이 좋을 수 있다. 분포 브래그 리플렉터(91a)는 물리 증착법(PVD; Physical Vapor Deposition), 그 중에서도 전자선 증착법(E-Beam Evaporation) 또는, 스퍼터링법(Sputtering) 또는 열 증착법(Thermal Evaporation)에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 정밀성을 요하는 분포 브래그 리플렉터(91a)의 증착에 앞서, 일정 두께의 유전체막(91b)를 형성함으로써, 분포 브래그 리플렉터(91a)를 안정적으로 제조할 수 있게 되며, 빛의 반사에도 도움을 줄 수 있다. 유전체막(91b)의 재질은 SiO2가 적당하며, 그 두께는 일 예로, 0.2um ~ 1.0um일 수 있다. 클래드막(91c)은 Al2O3, SiO2, SiON, MgF, CaF 등으로 이루어질 수 있다. 절연성 반사층(R)은 일 예로, 전체 두께가 1 ~ 8um일 수 있다.
그러나 절연성 반사층(R)이 입사한 빛을 전부 반사하는 것은 아니고 일부가 투과될 있다. 특히, 도 15에 제시된 바와 같이, 발광부(101,102)와 식각부(21,25) 간의 단차 또는 높이차로 인해 절연성 반사층(R)의 각 물질층이 설계된 두께로 형성되기 어려운 영역이 있게 되고, 이 영역에서는 반사효율이 저하되어 빛이 투과될 수 있다. 본 예에서는 전술한 바와 같이 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 사이 식각부(21)뿐만 아니라, 테두리 식각부(25)에도 절연층(35)이 형성되며, 절연층(35)의 두께를 필요에 따라 조절할 수 있다. 따라서 절연층(35)은 상기 높이차를 줄이고, 절연성 반사층(R)이 식각부(21,25)에 형성될 때, 위치에 따라 대체로 균등한 높이를 갖도록 하여 절연성 반사층(R)의 각 물질층이 설계된 두께로 형성되는데 도움을 준다. 그 결과, 절연성 반사층(R)의 형성 공정 자체에도 도움을 주며 높이차에 의한 반사효율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
도 16은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102) 사이 및 테두리 식각부에 절연층(35)이 형성되어 있다. 연결 전극(95)은 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 서로 대향하는 에지들을 따라 형성되는 도 14의 실시예와 다르게, 대향하는 에지들과 연결된 에지들을 따라 형성되어 있다. 또한, 제1 가지 전극(85)는 연결 전극(95)의 제1 연장부(95a)와 대향하는 제1 발광부(101)의 에지를 따라 형성되며, 제2 가지 전극(75)은 연결 전극(95)의 제2 연장부(95b)와 대향하는 제2 발광부(102)의 에지를 따라 형성되어 있다. 이와 같이, 연장부(95a,95b)와 가지 전극(85,75)이 서로 대향하며 이들 사이의 간격이 대체로 균등하므로 복수의 발광부를 구비하여 각 발광부의 면적이 비교적 작은 반도체 발광소자에서 전류 공급의 균일성 및 발광의 균일성 향상에 좋은 구조가 된 다. 또한, 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 서로 대향하는 에지들 측에 연장부가 없으므로 전기적인 절연의 문제 등에서 좀더 자유로울 수 있다.
도 17은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 제1 연장부(95a)가 제1 발광부(101)의 다른 에지를 따라 더 연장되어 있고, 제2 연장부(95b)가 제2 발광부(102)의 내측으로 추가로 더 연장되어 있다. 또한, 제1 가지 전극(85)과 연결되지 않고, 독립적으로 제1 반도체층(30)과 연통하는 제1 전기적 연결(81)이 추가되어 있다.
도 18는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 19은 도 18의 B-B 선을 따라 절단한 단면의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 제1 발광부(101), 제2 발광부(102), 보호부(201), 절연성 반사층(R), 제1 전극부(80,81,82,85), 및 제2 전극부(70,71,72,75)를 포함한다. 보호부(201)는 복수의 반도체층(30,40,50)을 포함하며, 제1 발광부(101), 제2 발광부(102), 및 보호부(201)는 식각부(21,25)에 의해 자체적으로는 전기적으로 분리되어 있다. 이러한 식각부(21,25)에 절연층(35)이 형성될 수 있으며, 절연층(35)으로는 전술된 바 있지만, 본 예에서는 더 두껍게 형성될 수 있다. 위에서 볼 때, 보호부(201) 둘레의 식각부(21,25)의 일부가 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)의 외곽 테두리의 식각부(25)와 연결되어 있다.
연결 전극(95)은 제1 발광부(101)와 제2 발광부(102)를 전기적으로 연결하며, 절연성 반사층(R)은 제1 발광부(101), 제2 발광부(102), 보호부(201), 연결 전극(95), 및 절연층(35)을 덮는다. 보호부(201)는 제1 발광부(101)와 제2 발광부(102)의 사이로부터 제1 상부 전극(80)의 아래 및 제2 상부 전극(70)의 아래까지 형성되어 있다.
본 예에서 반도체 발광소자는 플립칩(flip chip)이며, 제1 전극부(80,81,82,85)는 제1 발광부(101)의 제1 반도체층(30)과 보호부(201)의 제2 반도체층(50)을 전기적으로 연통한다. 제2 전극부(70,71,72,75)는 제2 발광부(102)의 제2 반도체층(50)과 보호부(201)의 제1 반도체층(30)을 전기적으로 연통한다. 예를 들어, 추가의 제1 전기적 연결(281)은 절연성 반사층(R)을 관통하여 제2 상부 전극(70)과 보호부(201)의 제1 반도체층(30)을 전기적으로 연결한다. 추가의 제2 전기적 연결(271)은 절연성 반사층(R)을 관통하여 제1 상부 전극(80)과 보호부(201)의 제2 반도체층(50)을 전기적으로 연결한다. 따라서, 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)는 연결 전극(95)에 의해 순방향으로 연결되고, 보호부(201)는 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)와 역방향으로 연결된다. 따라서, 보호부(201)는 ESD 보호소자(예: zener diode)로서 기능한다.
이와 같이 본 예에 따른 반도체 발광소자에 의하면, 플립칩에서 보호부(201)가 기판(10)에 함께 형성되며, 보호부(201)는 도 18에 제시된 바와 같이, 콤팩트하게 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102) 사이에 형성되며, 식각부(21,25) 형성, 상부 전극 형성, 연결 전극(95) 형성 등 도 14에서 제시된 예에 비하여 추가로 필요한 공정이 없이 형성되는 장점이 있다. 또한, 보호부(201)와 각 발광부를 전기적으로 연결하기 위해 길게 가지 전극을 형성하는 등의 구성이 아니므로 금속 가지를 길게 형성함에 따른 빛흡수 증가 문제가 없고 설계가 비교적 자유롭다.
도 20은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 연결 전극의 제1 연장부(95a) 및 제2 연장부(95b)가 추가로 더 연장되어 있다. 보호부(201)로 인해 제1 연장부(95a)가 보호부(201) 주변 둘레로 휘어져 곡선을 가질 수 있다.
도 21는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 보호부(201)가 제1 발광부(101)와 제2 발광부(102)의 사이에서 그 중앙에 형성되어 있고, 보호부(201) 양 측으로 각각 연결 전극(95a,95b,95c)이 형성된다. 본 예는 도 18에 제시된 예에 비하여 대칭성이 좋은 장점이 있다.
도 22은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 보호부(201)와 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)가 절연층(35)을 관통하는 전기적 연결에 의해 연결되는 것이 아니라, 절연층(35)에 의해 덮이는 추가의 연결 전극(285,275)에 의해 연결된다. 추가의 연결 전극(275)은 제1 발광부(101)의 제1 반도체층(30)과 보호부(201)의 제2 반도체층(50)을 연결하고, 추가의 연결 전극(285)은 제2 발광부(102)의 제2 반도체층(50)과 보호부(201)의 제1 반도체층(30)을 연결한다.
도 23는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 연결 전극(95a,95b,95c)이 절연성 반사층(R) 위에서 제1 발광부(101)로부터 제2 발광부(102)까지 형성되어 있고, 절연성 반사층(R)을 관통하는 추가의 전기적 연결(81,71)에 의해 각각 제1 발광부(101)의 제2 반도체층(50)과 제2 발광부(102)의 제1 반도체층(30)과 전기적으로 연통된다.
도 24는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 제3 발광부(103)가 제1 발광부(101), 및 제2 발광부(102)의 사이에 추가되어 있다. 제3 발광부(103)는 연결 전극(95a,95b,95c)에 의해 각각 제1 발광부(101) 및 제2 발광부(102)와 연결된다. 보호부(201)는 제1 발광부(101)와 제3 발광부(103)의 사이, 및 제2 발광부(102)와 제3 발광부(103)의 사이에 2개의 부분으로 나누어져 있으며, 추가의 연결 전극(275)에 의해 상기 2개의 부분의 제2 반도체층(50)끼리 전기적으로 연결되어 있다. 그 결과, 제1, 제2, 및 제3 발광부(101,102,103)는 순방향으로 연결되고, 보호부(201)는 이들과 역방향으로 연결된다.
도 25은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 본 개시는 플립칩소자 이외의 레터럴칩에도 적용될 수 있다. 도 25에서 중앙의 보호부(201) 둘레에 4개의 발광부(101,102,103,104)가 연결 전극(95)에 의해 직렬연결되어 있다. 보호부(201)와 4개 발광부(101,102,103,104)의 사이는 식각부가 형성되며 식각부에 전체적으로 절연층(35)이 형성된다. 추가의 연결 전극(283)은 제1 발광부(101)의 제2 반도체층(50)과 보호부(201)의 제1 반도체층(30)을 연결하고, 추가의 연결 전극(285)은 제4 발광부(104)의 제1 반도체층(30)과 보호부(201)의 제2 반도체층(50)을 연결한다. 따라서 보호부(201)는 발광부들(101,102,103,104)과 역방향으로 연결된다.
도 26은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 하나의 플립칩(101)과 보호부(201)가 기판(10)에 함께 형성되어 있다. 보호부(201)와 플립칩(101)은 식각부에 의해 절연되며, 식각부에는 절연층(35)이 형성될 수 있다. 절연성 반사층(R) 위에는 제1 상부 전극(80) 및 제2 상부 전극(70)이 서로 떨어져 형성되며, 제1 전기적 연결(81)은 제1 반도체층(30)과 제1 상부 전극(80)을 연결하고, 제2 전기적 연결(71)은 제2 반도체층(50)과 제2 상부 전극(70)을 연결한다. 중앙의 보호부(201) 양측으로 각각 제1 가지 전극(85) 및 제2 가지 전극(75)이 형성되어 있다. 추가의 제1 전기적 연결(281)은 보호부(201)의 제1 반도체층(30)과 제2 상부 전극(70)을 연결하고, 추가의 제2 전기적 연결(271)은 보호부(201)의 제2 반도체층(50)과 제1 상부 전극(80)을 연결한다. 따라서, 하나의 플립칩(101)과 보호부(201)가 역방향으로 연결되어 ESD 보호 기능을 가지는 반도체 발광소자가 형성된다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층; 전자와 정공 중 하나를 제1 반도체층에 공급하는 제1 전극부와, 전자와 정공 중 나머지 하나를 제2 반도체층에 공급하는 제2 전극부; 그리고 복수의 반도체층 위에 형성되며, 활성층으로부터의 빛을 반사하는 절연성 반사층;을 포함하며, 제1 전극부와 제2 전극부 중 적어도 하나는: 절연성 반사층 위에 형성된 상부 전극; 절연성 반사층 아래에서 복수의 반도체층과 전기적으로 연통된 섬형(island type) 오믹 전극, 연결형 오믹 전극, 및 연결형 오믹 전극으로부터 뻗는 가지 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하여 연결형 오믹 전극과 상부 전극을 연결하는 전기적 연결(an electrical connection);을 포함하며, 연결형 오믹 전극은 섬형 오믹 전극보다 면적이 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(2) 연결형 오믹 전극과 가지 전극이 이어지는 부분에서 연결형 오믹 전극 및 가지 전극과 일체로 형성되는 보강부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(3) 위에서 볼 때, 가지 전극은 상부 전극의 바깥으로 뻗고, 섬형 오믹 전극은 가지 전극 측 상부 전극의 에지로부터 연결형 오믹 전극보다 멀리 떨어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(4) 연결형 오믹 전극, 보강부, 및 가지 전극의 윤곽(outline)은 곡선 및 직선 중 어느 하나를 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(5) 섬형 오믹 전극과 면적이 다른 추가의 섬형 오믹 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(6) 제1 전극부는: 제1 상부 전극; 그리고 제2 반도체층 및 활성층이 식각되어 노출된 제1 반도체층 위에 제1 섬형 오믹 전극, 제1 연결형 오믹 전극, 및 제1 가지 전극;을 포함하며, 제2 전극부는: 제2 상부 전극; 그리고 제2 반도체층과 절연성 반사층 사이에 제2 섬형 오믹 전극, 제2 연결형 오믹 전극, 및 제2 가지 전극을 포함하며, 제1 가지 전극은 제2 상부 전극 아래로 뻗고, 제2 가지 전극은 제1 상부 전극 아래로 뻗으며, 제1 섬형 오믹 전극은 제1 가지 전극 측 제1 상부 전극의 에지로부터 제1 연결형 오믹 전극보다 멀리 떨어져 있고, 제2 섬형 오믹 전극은 제2 가지 전극 측 제2 상부 전극의 에지로부터 제2 연결형 오믹 전극보다 멀리 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(7) 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층; 전자와 정공 중 하나를 제1 반도체층에 공급하는 제1 전극부와, 전자와 정공 중 나머지 하나를 제2 반도체층에 공급하는 제2 전극부; 그리고 복수의 반도체층 위에 형성되며, 활성층으로부터의 빛을 반사하는 절연성 반사층;을 포함하며, 제1 전극부와 제2 전극부 중 적어도 하나는: 절연성 반사층 위에 형성된 상부 전극; 절연성 반사층 아래에서 복수의 반도체층과 전기적으로 연통된 연결형 오믹 전극, 및 연결형 오믹 전극으로부터 뻗는 가지 전극; 절연성 반사층을 관통하여 연결형 오믹 전극과 상부 전극을 연결하는 전기적 연결; 그리고 연결형 오믹 전극과 가지 전극이 이어지는 부분에서 연결형 오믹 전극 및 가지 전극과 일체로 형성되는 보강부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(8) 연결형 오믹 전극 및 가지 전극과 떨어져 복수의 반도체층과 전기적으로 연통되는 섬형 오믹 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하여 섬형 오믹 전극과 상부 전극을 연결하는 추가의 전기적 연결;을 포함하며, 연결형 오믹 전극은 섬형 오믹 전극보다 면적이 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(9) 연결형 오믹 전극, 보강부, 및 가지 전극의 윤곽(outline)은 꺾임이 없는 곡선 및 직선 중 적어도 어느 하나를 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(10) 가지 전극은; 폭이 일정한 연장부; 그리고 연장부가 연결되며 연장부보나 폭이 큰 확장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(11) 반도체 발광소자에 있어서, 기판 위에 형성되는 적어도 하나의 발광부;로서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층을 포함하는 적어도 하나의 발광부; 기판 위에 적어도 하나의 발광부와 절연되도록 형성되며, 복수의 반도체층을 가지는 보호부; 적어도 하나의 발광부 및 보호부 위에 형성된 절연성 반사층; 적어도 하나의 발광부의 제1 반도체층과 보호부의 제2 반도체층을 전기적으로 연통하는 제1 전극부; 그리고 적어도 하나의 발광부의 제2 반도체층과 보호부의 제1 반도체층을 전기적으로 연통하는 제2 전극부;를 포함하며, 제1 전극부 및 제2 전극부 중 적어도 하나는: 절연성 반사층 위에 형성되는 상부 전극; 그리고 적어도 하나의 발광부, 상부 전극, 및 보호부를 전기적으로 연통하는 복수의 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(12) 적어도 하나의 발광부는: 복수의 반도체층을 가지며, 제1 전극부와 전기적으로 연통된 제1 발광부; 제1 발광부와 떨어져 있고, 제2 전극부와 전기적으로 연통된 제2 발광부; 그리고 제1 발광부와 제2 발광부를 전기적으로 연통하는 연결 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(13) 반도체 발광소자는 플립칩(flip chip)으로서, 제1 전극부는: 제1 상부 전극; 그리고 복수의 전기적 연결;을 포함하며, 제2 전극부는: 제2 상부 전극; 그리고 복수의 전기적 연결;을 포함하고, 제1 전극부의 복수의 전기적 연결은: 절연성 반사층을 관통하여 제1 발광부의 제1 반도체층과 제1 상부 전극을 전기적으로 연통하는 제1 전기적 연결; 그리고 보호부의 제2 반도체층과 제1 상부 전극을 전기적으로 연통하는 제2 전기적 연결;을 포함하며, 제2 전극부의 복수의 전기적 연결은: 절연성 반사층을 관통하여 제2 발광부의 제2 반도체층과 제2 상부 전극을 전기적으로 연통하는 제3 전기적 연결; 그리고 보호부의 제1 반도체층과 제2 상부 전극을 전기적으로 연통하는 제4 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(14) 위에서 볼 때, 제1 상부 전극 및 제2 상부 전극은 보호부와 일부가 중첩되며, 제2 전기적 연결 및 제4 전기적 연결은 절연성 반사층을 관통하여 보호보에 전기적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(15) 보호부는 제1 발광부와 제2 발광부의 사이로부터 제1 상부 전극의 아래 및 제2 상부 전극의 아래까지 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(16) 복수의 반도체층이 식각되어 형성된 식각부에 의해 제1 발광부, 제2 발광부, 및 보호부가 서로 절연되며, 위에서 볼 때, 보호부 둘레의 식각부는 제1 발광부 및 제2 발광부의 외곽의 복수의 반도체층이 제거된 테두리보다 내측에 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(17) 복수의 반도체층이 식각되어 형성된 식각부에 의해 제1 발광부, 제2 발광부, 및 보호부가 서로 절연되며, 위에서 볼 때, 보호부 둘레의 식각부의 일부가 제1 발광부 및 제2 발광부의 외곽의 복수의 반도체층이 제거된 테두리와 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(18) 연결 전극은: 제1 발광부의 제2 반도체층과 절연성 반사층 사이에서 뻗는 제1 연장부; 제2 발광부의 식각되어 노출된 제1 반도체층 위에서 뻗는 제2 연장부; 그리고 제1 발광부와 제2 발광부의 사이에서 제1 연장부와 제2 연장부를 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(19) 적어도 하나의 연결 전극은 제1 발광부 위의 절연성 반사층 위에서 제2 발광부의 절연성 반사층 위까지 형성되며, 절연성 반사층을 관통하여 제1 발광부의 제2 반도체층과 적어도 하나의 연결 전극을 전기적으로 연통하는 제1 추가의 전기적 연결; 그리고 절연성 반사층을 관통하여 제2 발광부의 제1 반도체층과 적어도 하나의 연결 전극을 전기적으로 연통하는 제2 추가의 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(20) 제1 발광부와 제2 발광부의 사이에 위치하는 제3 셀;을 포함하며, 적어도 하나의 연결 전극은 제1 발광부, 제2 발광부, 및 제3 셀을 직렬연결하며, 보호부는 제3 셀의 가장자리 측으로부터 제1 상부 전극의 아래 및 제2 상부 전극의 아래까지 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(21) 반도체 발광소자에 있어서, 기판 위에 형성된 제1 발광부 및 제2 발광부;로서, 각각 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층을 포함하며, 제1 발광부 및 제2 발광부 주변의 복수의 반도체층이 제거되어 형성된 식각부에 의해 서로 절연된 제1 발광부 및 제2 발광부; 식각부에 대응하는 기판 전체를 덮는 절연층; 제1 발광부와 제2 발광부 사이의 절연층 위를 가로지르며, 제1 발광부와 제2 발광부를 전기적으로 연결하는 연결 전극; 제1 발광부, 제2 발광부, 및 절연층을 덮는 절연성 반사층; 제1 반도체층에 전자와 정공 중 하나를 공급하는 제1 전극부; 그리고 제2 반도체층에 전자와 정공 중 나머지 하나를 공급하는 제2 전극부;를 포함하며, 제1 전극부 및 제2 전극부 중 적어도 하나는 절연성 반사층 위에 형성되는 제1 상부 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하며 제1 상부 전극과 복수의 반도체층을 전기적으로 연통하는 제1 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(22) 제1 발광부 및 제2 발광부 사이의 식각부의 폭은 제1 발광부 및 제2 발광부 외곽의 식각부의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(23) 절연층은 제1 발광부와 제2 발광부 사이의 식각부에 전체적으로 형성되며, 연결 전극에 대응하여 제1 발광부 및 제2 발광부의 측면까지 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(24) 절연층은 SiO2를 포함하며, 절연성 반사층은 DBR(Distributed Bragg Reflector) 및 ODR(Omni-Directional Reflector) 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(25) 반도체 발광소자는 플립칩(flip chip)으로서, 제1 전극부는: 제1 발광부의 절연성 반사층 위에 형성된 제1 상부 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하여 제1 발광부의 제1 반도체층과 제1 상부 전극을 전기적으로 연통하는 제1 전기적 연결;을 포함하며, 제2 전극부는: 제2 발광부의 절연성 반사층 위에 형성된 제2 상부 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하여 제2 발광부의 제2 반도체층과 제2 상부 전극을 전기적으로 연통하는 제2 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(26) 기판 위에 복수의 반도체층을 가지며, 식각부에 의해 제1 발광부 및 제2 발광부와 절연되며, 절연성 반사층에 의해 덮인 보호부;를 포함하며, 제1 상부 전극과 보호부의 제2 반도체층을 전기적으로 연통하는 제3 전기적 연결; 그리고 제2 상부 전극과 보호부의 제1 반도체층을 전기적으로 연통하는 제4 전기적 연결;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(27) 연결 전극은: 제1 발광부의 제2 반도체층과 절연성 반사층 사이에서 제2 발광부의 에지를 따라 뻗는 제1 연장부; 제2 발광부의 식각되어 노출된 제1 반도체층 위에서 제2 발광부의 에지를 따라 뻗는 제2 연장부; 그리고 제1 발광부와 제2 발광부 사이의 절연층 위에서 뻗으며, 제1 연장부 및 제2 연장부를 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(28) 반도체 발광소자에 있어서, 기판 위에 형성된 제1 발광부 및 제2 발광부;로서, 각각 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층을 포함하며, 제1 발광부 및 제2 발광부 사이의 복수의 반도체층이 제거되어 형성된 식각부에 의해 서로 절연된 제1 발광부 및 제2 발광부; 식각부에 대응하는 기판 전체를 덮는 절연층; 제1 발광부의 제1 반도체층에 전자와 정공 중 하나를 공급하는 제1 전극부; 제2 발광부의 제2 반도체층에 전자와 정공 중 나머지 하나를 공급하는 제2 전극부; 그리고 제1 발광부와 제2 발광부 사이의 절연층 위를 가로지르며, 제1 발광부와 제2 발광부를 전기적으로 연결하는 연결 전극;을 포함하며, 연결 전극은: 제1 발광부의 제2 반도체층과 절연성 반사층 사이에서 뻗는 제1 연장부; 제2 발광부의 식각되어 노출된 제1 반도체층 위에서 식각부를 따라 뻗는 제2 연장부; 그리고 제1 발광부와 제2 발광부 사이의 절연층 위에서 뻗으며, 제1 연장부 및 제2 연장부를 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(29) 식각부 및 절연층은 제1 발광부 및 제2 발광부 사이 및 제1 발광부 및 제2 발광부 외곽에 형성되며, 제1 발광부 및 제2 발광부 사이의 식각부의 폭은 제1 발광부 및 제2 발광부 외곽의 식각부의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(30) 반도체 발광소자는 플립칩(flip chip)으로서, 제1 전극부는: 제1 발광부의 절연성 반사층 위에 형성된 제1 상부 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하여 제1 발광부의 제1 반도체층과 제1 상부 전극을 전기적으로 연통하는 제1 전기적 연결;을 포함하며, 제2 전극부는: 제2 발광부의 절연성 반사층 위에 형성된 제2 상부 전극; 그리고 절연성 반사층을 관통하여 제2 발광부의 제2 반도체층과 제2 상부 전극을 전기적으로 연통하는 제2 전기적 연결;을 포함하며, 제1 발광부의 식각되어 노출된 제1 반도체층 위에서 제1 연장부의 대향하는 측 에지를 따라 뻗으며, 제1 전기적 연결과 전기적으로 연통된 제1 가지 전극; 그리고 제2 발광부의 제2 반도체층과 절연성 반사층 사이에서 제2 연장부의 대향하는 측 에지를 따라 뻗으며, 제2 전기적 연결과 전기적으로 연통된 제2 가지 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
본 개시에 따른 반도체 발광소자에 의하면, 전류 통로에 흐르는 전류의 차이로 인한 문제에 있어서, 반도체 발광소자의 내구성이 향상된다.
또한, 본 개시에 따른 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 금속에 의한 광흡수 손실이 감소한다.
또한, 본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 복수의 발광부를 가지는 반도체 발광소자에서 복수의 발광부 간의 전기적 절연의 신뢰성이 향상된다.
또한, 본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 복수의 발광부를 연결한 소자에서 발광부들 간의 간격을 좁게하는 구조에서 전기적 절연의 신뢰성 향상에 좋다.
또한, 본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 기판 위에 추가의 공정 없이 콤팩트하게 플립칩 형태의 발광부와 ESD 보호소자가 함께 형성될 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 복수의 발광부를 가지는 반도체 발광소자에서 복수의 발광부 간의 전기적 절연의 신뢰성이 향상된다.
또한, 본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 복수의 발광부를 연결한 소자에서 발광부들 간의 간격을 좁게하는 구조에서 전기적 절연의 신뢰성 향상에 좋다.
또한, 본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 기판 위에 추가의 공정 없이 콤팩트하게 플립칩 형태의 발광부와 ESD 보호소자가 함께 형성될 수 있다.

Claims (10)

  1. 반도체 발광소자에 있어서,
    제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층;
    전자와 정공 중 하나를 제1 반도체층에 공급하는 제1 전극부와, 전자와 정공 중 나머지 하나를 제2 반도체층에 공급하는 제2 전극부; 그리고
    복수의 반도체층 위에 형성되며, 활성층으로부터의 빛을 반사하는 절연성 반사층;을 포함하며,
    제1 전극부와 제2 전극부 중 적어도 하나는:
    절연성 반사층 위에 형성된 상부 전극;
    절연성 반사층 아래에서 복수의 반도체층과 전기적으로 연통된 섬형(island type) 오믹 전극, 연결형 오믹 전극, 및 연결형 오믹 전극으로부터 뻗는 가지 전극; 그리고
    절연성 반사층을 관통하여 연결형 오믹 전극과 상부 전극을 연결하는 전기적 연결(an electrical connection);을 포함하며,
    연결형 오믹 전극은 섬형 오믹 전극보다 면적이 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    연결형 오믹 전극과 가지 전극이 이어지는 부분에서 연결형 오믹 전극 및 가지 전극과 일체로 형성되는 보강부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    위에서 볼 때, 가지 전극은 상부 전극의 바깥으로 뻗고,
    섬형 오믹 전극은 가지 전극 측 상부 전극의 에지로부터 연결형 오믹 전극보다 멀리 떨어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  4. 청구항 2에 있어서,
    연결형 오믹 전극, 보강부, 및 가지 전극의 윤곽(outline)은 곡선 및 직선 중 어느 하나를 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    섬형 오믹 전극과 면적이 다른 추가의 섬형 오믹 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제1 전극부는:
    제1 상부 전극; 그리고
    제2 반도체층 및 활성층이 식각되어 노출된 제1 반도체층 위에 제1 섬형 오믹 전극, 제1 연결형 오믹 전극, 및 제1 가지 전극;을 포함하며,
    제2 전극부는:
    제2 상부 전극; 그리고
    제2 반도체층과 절연성 반사층 사이에 제2 섬형 오믹 전극, 제2 연결형 오믹 전극, 및 제2 가지 전극을 포함하며,
    제1 가지 전극은 제2 상부 전극 아래로 뻗고, 제2 가지 전극은 제1 상부 전극 아래로 뻗으며, 제1 섬형 오믹 전극은 제1 가지 전극 측 제1 상부 전극의 에지로부터 제1 연결형 오믹 전극보다 멀리 떨어져 있고, 제2 섬형 오믹 전극은 제2 가지 전극 측 제2 상부 전극의 에지로부터 제2 연결형 오믹 전극보다 멀리 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  7. 반도체 발광소자에 있어서,
    제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 및 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 개재되어 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 활성층을 가지는 복수의 반도체층;
    전자와 정공 중 하나를 제1 반도체층에 공급하는 제1 전극부와, 전자와 정공 중 나머지 하나를 제2 반도체층에 공급하는 제2 전극부; 그리고
    복수의 반도체층 위에 형성되며, 활성층으로부터의 빛을 반사하는 절연성 반사층;을 포함하며,
    제1 전극부와 제2 전극부 중 적어도 하나는:
    절연성 반사층 위에 형성된 상부 전극;
    절연성 반사층 아래에서 복수의 반도체층과 전기적으로 연통된 연결형 오믹 전극, 및 연결형 오믹 전극으로부터 뻗는 가지 전극;
    절연성 반사층을 관통하여 연결형 오믹 전극과 상부 전극을 연결하는 전기적 연결; 그리고
    연결형 오믹 전극과 가지 전극이 이어지는 부분에서, 연결형 오믹 전극 및 가지 전극과 일체로 형성되는 보강부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  8. 청구항 7에 있어서,
    연결형 오믹 전극 및 가지 전극과 떨어져 복수의 반도체층과 전기적으로 연통되는 섬형 오믹 전극; 그리고
    절연성 반사층을 관통하여 섬형 오믹 전극과 상부 전극을 연결하는 추가의 전기적 연결;을 포함하며,
    연결형 오믹 전극은 섬형 오믹 전극보다 면적이 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  9. 청구항 7에 있어서,
    연결형 오믹 전극, 보강부, 및 가지 전극의 윤곽(outline)은 꺾임이 없는 곡선 및 직선 중 적어도 어느 하나를 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  10. 청구항 7에 있어서,
    가지 전극은;
    폭이 일정한 연장부; 그리고
    연장부가 연결되며 연장부보나 폭이 큰 확장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
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