WO2016195286A1 - 발광 다이오드 - Google Patents

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WO2016195286A1
WO2016195286A1 PCT/KR2016/005236 KR2016005236W WO2016195286A1 WO 2016195286 A1 WO2016195286 A1 WO 2016195286A1 KR 2016005236 W KR2016005236 W KR 2016005236W WO 2016195286 A1 WO2016195286 A1 WO 2016195286A1
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mesa
semiconductor layer
mesas
bonding pad
light emitting
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김매이
이섬근
윤여진
이진웅
류용우
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서울바이오시스 주식회사
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    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0601—Structure
    • H01L2224/0603—Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting diode, and more particularly, to a light emitting diode having excellent current dispersion efficiency and improved mechanical reliability.
  • Light emitting diodes are solid state devices that convert electrical energy into light.
  • BACKGROUND ART Light emitting diodes are widely used in various light sources used for backlights, lighting, signaling devices, large displays, and the like.
  • a light emitting diode that can improve the droop phenomenon in which the efficiency (lm / W) of the LED is sharply lowered when the light emitting diode is driven at a high current is particularly required.
  • An object of the present invention is to provide a light emitting diode that is stable in high current driving. In addition, to provide a light emitting diode with improved current spreading efficiency and reliability.
  • a light emitting diode includes a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer positioned on the first conductive semiconductor layer, and the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor.
  • a light emitting structure comprising a plurality of mesas including an active layer positioned between the layer, wherein the first conductivity-type semiconductor layer includes an exposed area exposed between the plurality of mesas, on the first conductivity-type semiconductor layer And a first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer, a current blocking layer positioned on a portion of the plurality of mesas and a portion of the exposed region, the second conductive semiconductor layer, and the current blocking layer.
  • a transparent electrode layer partially covering the layer and positioned on a portion of the plurality of mesas and a portion of the exposed area, and located on the current blocking layer and the transparent electrode layer And a second electrode electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer, wherein the current blocking layer includes at least one extending from one mesa of the plurality of mesas to another mesa adjacent to the one mesa. And a protrusion protruding from the connection portion and positioned on the exposed area.
  • the first conductivity type semiconductor layer may include a first side that is adjacent to the connection portion, a second side that is opposite to the first side, and between the first side and the second side, and the first side and the second side. And a third side surface intersecting the two sides, wherein the protrusion may protrude toward the first side or the second side.
  • the plurality of mesas includes a plurality of second mesas and a first mesa positioned between the second mesas, wherein the second electrode is located on the first mesas and is located between a plurality of adjacent connection parts. And a second bonding pad, wherein the first electrode comprises a first bonding pad positioned between the first mesa and the second side surface, and the light emitting diode includes the first bonding pad and the second bonding pad. It may have a symmetrical structure with respect to an imaginary line across.
  • the second electrode includes at least one upper extension extending from the second bonding pad, wherein the upper extension is in contact with a second bonding pad and is positioned on the at least one connection portion and the third extension. It may include a second upper extension parallel to the side.
  • the shortest distance between the first upper extension and the first side may be smaller than the shortest distance between the center of the second bonding pad and the first side.
  • the distance between the distal end of the second upper extension and the first side may be greater than the distance between the distal end of the second upper extension and the second side.
  • the second upper extension may include a second portion positioned on the second mesa and parallel to the third side surface.
  • the second upper extension portion further includes a first portion positioned on the first mesa and in contact with the second bonding pad and positioned between the first bonding pad and the second bonding pad, wherein the length of the second portion is It may be greater than the length of the first part.
  • the width of the second portion may be greater than the width of the first portion.
  • the first electrode may include a lower extension connected to the first bonding pad, and a distance between an end of the lower extension and the second side may be greater than a distance between an end of the lower extension and the first side.
  • the lower extension may include a first lower extension positioned on the exposed area.
  • the lower extension part may include a second lower extension part positioned between the first bonding pad and the second bonding pad.
  • a portion of the second mesa may be located between the first mesa and the first side surface.
  • An end of the second portion may face an imaginary line crossing the first bonding pad and the second bonding pad.
  • the plurality of mesas include a plurality of third mesas positioned between the second mesa and the third side surface, wherein the first mesas are positioned between the plurality of third mesas, and the second upper extension portion Located on the third mesa, may further include a third portion parallel to the third side.
  • the length of the third part may be greater than the length of the second part. As a result, deviations of shortest distances between the second upper extension part and the first bonding pad may be reduced.
  • the width of the third part may be greater than the width of the second part.
  • a portion of the second portion may be located on an area between the first mesa and the second mesa among the first mesa and the exposed area.
  • the protrusion includes a first protrusion, the distance between the distal end of the first protrusion and the second side is less than the distance between the first protrusion and the first side, and the second portion is on the first protrusion Can be located.
  • the plurality of mesas may have the same size.
  • a light emitting diode includes a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer positioned on the first conductive semiconductor layer, and the first conductive semiconductor layer and the second conductive type.
  • a light emitting structure comprising a plurality of mesas including an active layer between the semiconductor layer, wherein the first conductivity-type semiconductor layer includes an exposed area exposed between the plurality of mesas, on the first conductivity-type semiconductor layer
  • a first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer, a current blocking layer disposed on a portion of the plurality of mesas and a portion of the exposed region, the second conductive semiconductor layer, and the current;
  • a transparent electrode layer partially covering the blocking layer and positioned on a portion of the plurality of mesas and a portion of the exposed area, and on the current blocking layer and the transparent electrode layer
  • a second electrode electrically connected to the second conductivity-type semiconductor layer, wherein the current blocking layer extends from one mesa of the plurality of mesas
  • a plurality of mesas comprising a first mesa and a second mesa adjacent to each other, wherein the connecting part includes a first connection part located on the first mesa and the second mesa, and the first mesa.
  • the connection part may include a first opening exposing the top surface of the first mesa and a second opening exposing the top surface of the second mesa, and the first opening and the second opening may each include at least one recess. have.
  • the second electrode includes a second bonding pad positioned on the first connection portion, the first electrode includes a first bonding pad positioned between the first mesa and the second mesa, and the first The opening and the second opening may have a symmetrical structure with respect to an imaginary line crossing the first bonding pad and the second bonding pad.
  • Each of the concave portion of the first opening and the concave portion of the second opening may be parallel to an outer portion of the first connection portion.
  • the first opening and the second opening may each include at least one convex portion, and the convex portions may be parallel to the outer periphery of the first connection portion.
  • the second bonding pad may contact the second conductive semiconductor layer through the first opening and the second opening.
  • the second bonding pad may be circular.
  • a light emitting diode includes a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer positioned on the first conductive semiconductor layer, and the first conductive semiconductor layer and the second conductive type.
  • a light emitting structure comprising a plurality of mesas including an active layer between the semiconductor layer, wherein the first conductivity-type semiconductor layer includes an exposed area exposed between the plurality of mesas, on the first conductivity-type semiconductor layer
  • a first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer, a transparent electrode layer positioned on a portion of the plurality of mesas and a portion of the exposed region, the transparent electrode layer, and the second conductive semiconductor layer;
  • a current blocking layer positioned between the transparent electrode layer and the exposed region, and partially covering the transparent electrode layer on the current blocking layer;
  • a second electrode electrically connected to a typical semiconductor layer, wherein the transparent electrode layer includes a first region on the plurality of mesas, and a second region on the exposed region and in contact with the first regions It can include an
  • the transparent electrode layers on the plurality of mesas may be connected to each other.
  • Side surfaces of the first region may be parallel to the side surfaces of the mesa.
  • the current blocking layer may include a connection portion positioned between the second region and the exposed region.
  • An area of the connection part on the exposed area may be greater than an area of the second area on the exposed area.
  • An area of the second region of the second region may be greater than an area of the second electrode of the second region.
  • a plurality of mesas of the light emitting diode may be connected in parallel, thereby improving droop phenomenon and light emission uniformity in high current driving.
  • the current blocking layer may include a protrusion, and the transparent electrode layer may be positioned on the protrusion, thereby improving reliability of the light emitting diode.
  • defects such as peeling of the bonding pads can be prevented by the openings of the current blocking layer, the reliability of the light emitting diode can be improved.
  • the current spreading efficiency of the light emitting diode can be improved by the shape of the upper extension and the lower extension.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is an enlarged view illustrating a portion I 1 of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is an enlarged view illustrating a portion I 2 of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged view illustrating a portion I 3 of a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for describing a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view for describing a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a photograph comparing the characteristics of the light emitting diode (example) according to FIG. 6 and a conventional light emitting diode (comparative example).
  • FIG. 1 is a plan view of a light emitting diode
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion corresponding to the line AA ′ of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion corresponding to the line B-B ′ of FIG. 1
  • 5 is an enlarged view of a portion I 2 of the light emitting diode of FIG. 1.
  • the light emitting diode includes the light emitting structure 110, the transparent electrode layer 120, the current blocking layer 130, the first electrode 150, and the second electrode 140.
  • the light emitting structure 110 may further include a substrate 100 positioned on the bottom surface.
  • the substrate 100 is not limited as long as it is a substrate capable of growing the first conductivity type semiconductor layer 111, the active layer 112, and the second conductivity type semiconductor layer 113.
  • the sapphire substrate and silicon carbide Substrates gallium nitride substrates, aluminum nitride substrates, silicon substrates, and the like.
  • the substrate 110 may be a patterned sapphire substrate (PSS).
  • the light emitting structure 110 may include a first conductive semiconductor layer 111, a second conductive semiconductor layer 113 and a first conductive semiconductor layer 111 positioned on the first conductive semiconductor layer 111.
  • the active layer 112 is disposed between the two conductive semiconductor layers 113.
  • the first conductive semiconductor layer 111, the active layer 112, and the second conductive semiconductor layer 113 may include a III-V series compound semiconductor, and include, for example, (Al, Ga, In) N and The same nitride-based semiconductor may be included.
  • the first conductivity-type semiconductor layer 111 may include n-type impurities (eg, Si), and the second conductivity-type semiconductor layer 113 may include p-type impurities (eg, Mg). have. It may also be the reverse.
  • the active layer 112 may include a multi-quantum well structure (MQW) and its composition ratio may be determined to emit light of a desired peak wavelength.
  • MQW multi-quantum well structure
  • the first conductive semiconductor layer 111 may include a first side surface 111a, a second side surface 111b positioned opposite to the first side surface 111a, and the first side surface 111a and the second side surface 111b. And a third side surface 111c interposed between the first side surface 111a and the second side surface 111b.
  • the light emitting structure 110 may include a plurality of mesas including the second conductivity type semiconductor layer 113 and the active layer 112.
  • the mesa M may be formed by partially removing the second conductivity-type semiconductor layer 113 and the active layer 112. Specifically, the mesa M may be formed by patterning the second conductive semiconductor layer 113 and the active layer 112 so that a portion of the first conductive semiconductor layer 111 is exposed.
  • the side surface of the mesa M may be formed to be inclined through a technique such as photoresist reflow.
  • the plurality of mesas M may include a first mesa M1 and a second mesa M2 adjacent to each other.
  • the second mesa M2 may be plural and the first mesa M1 may be located between the second mesas M2. Although three mesas M1 and M2 are shown, the present invention is not limited thereto, and the light emitting diode may include four or more mesas.
  • the exposed region R is formed by exposing the first conductive semiconductor layer 111 in the process of forming a plurality of mesas M.
  • the mesas M may be spaced apart from each other by the exposed region R on the single first conductivity-type semiconductor layer 111.
  • an area in which a material such as an insulating layer may be deposited by the exposed region R may protect the outside of the light emitting diode.
  • the exposed area R may include a first exposed area R1 exposed between the plurality of mesas M and a second exposed area R2 formed along the outer edge of the first conductive semiconductor layer 111.
  • the first exposed region R1 may be formed from the first side surface 111a to the second side surface 111b of the first conductivity type semiconductor layer 111.
  • the first exposed region R1 may be elongated in a direction parallel to the third side surface 111c.
  • the second exposed region R2 may be formed between the mesa M and the side surface of the first conductivity type semiconductor layer 111 along at least a portion of the side surfaces of each of the plurality of mesas M.
  • the first exposure area R1 may be positioned to extend from the second exposure area R2.
  • the exposed area R may further include a convex portion Q.
  • the second exposed region R2 may include a convex portion Q, and the convex portion Q may be positioned toward the first mesa M1.
  • the convex portion Q is adjacent to the middle point of the second side surface 111b and may be positioned in a convex shape to form toward the first side surface 111a.
  • the first electrode 150 is positioned on the first conductive semiconductor layer 111 and may be electrically connected to the first conductive semiconductor layer 111.
  • the first electrode 150 may include a first bonding pad 151 and a lower extension 152 connected to the first bonding pad 151.
  • the first bonding pad 151 may be located between the first mesa M1 and the second side surface 111b.
  • first exposed regions R1 may be formed between the first mesas M1 and the second mesas M2, and the first bonding pad 151 may be disposed between the first exposed regions R1. It can be located at The first bonding pad 151 may be located on the convex portion Q where a portion of the first conductivity type semiconductor layer 111 is exposed.
  • the lower extension 152 may be located along the side of the mesa (M). For example, as shown in FIG. 1, a portion of the lower extension 152 may be located on the first exposed area R1. The lower extension 152 prevents current from being concentrated only near the first bonding pad 151, thereby improving current dispersion efficiency.
  • the distance between the distal end of the lower extension 152 and the second side surface 111b may be greater than the distance between the distal end of the lower extension 152 and the first side surface 111a. Therefore, a current can be easily supplied to the mesa M region, for example, the first mesa M1, located between the lower extension portions 152, thereby improving the luminous intensity.
  • the distance between the end of the lower extension 152 and the second bonding pad 141 may be smaller than the distance between the end of the lower extension 152 and the first bonding pad 151. Accordingly, since the area of the lower extension 152 to which the current supplied to the second bonding pad 141 can be applied can be secured more widely, the area around the second bonding pad 141 and the lower extension 152 can be secured. The current can be easily supplied to the mesa (M) region of the to improve luminous intensity.
  • M mesa
  • the current blocking layer 130 may be located on the light emitting structure 110. In detail, as illustrated in FIGS. 1 to 4, the current blocking layer 130 may be positioned on a portion of the plurality of mesas M and a portion of the first exposed region R1.
  • the current blocking layer 130 may prevent the current from being concentrated by directly transferring the current supplied to the electrode to the semiconductor layer. Accordingly, the current blocking layer 130 may have insulation, may include an insulating material, and may be formed of a single layer or multiple layers.
  • the current blocking layer 130 may include SiOx or SiNx, or may include a distributed Bragg reflector in which insulating material layers having different refractive indices are stacked. That is, the current blocking layer 130 may have light transmittance or may have light reflectivity.
  • the current blocking layer 130 may include a first blocking layer 130a and a second blocking layer 130b disposed on an upper surface of the mesa M.
  • the first blocking layer 130a may include an opening 130c exposing the second conductive semiconductor layer 113.
  • the second blocking layer 130b may be located in the opening 130c spaced apart from the first blocking layer 130a.
  • the first blocking layer 130a and the second blocking layer 130b may be located between the connecting portions 131.
  • the first blocking layer 130a may be circular, but is not limited thereto.
  • the opening 130c may correspond to the outer shape of the first blocking layer 130a. For example, when the first blocking layer 130a is circular, the opening 130c may also be circular.
  • the second blocking layer 130b may correspond to the shape of the opening 130c. For example, when the opening 130c is circular, the second blocking layer 130b may also be circular.
  • the current blocking layer 130 may include at least one connection part 131 extending from one mesa of the plurality of mesas (M) to another mesa (M) adjacent to the one mesa (M). have.
  • the connection part 131 may be adjacent to the first side surface 111a, but is not necessarily limited thereto.
  • the connection part 131 may be positioned on a region starting from a portion of the first mesa M1, passing through the first exposed region R1, and reaching a portion of the second mesa M2.
  • the connection part 131 prevents the second electrode 140 from electrically contacting the first conductive semiconductor layer 111 and insulates the transparent electrode layer 120 from the first conductive semiconductor layer 111.
  • the connection part 131 may have a rectangular shape, but is not limited thereto and may be circular.
  • the current blocking layer 130 may include a protrusion 132 protruding from the connection part 131 and positioned on the first exposure area R1.
  • the protrusion 132 may have the second mesa M2 and the first exposed area R1 from the boundary between the first mesa M1 and the first exposed area R1. Can be located across the boundary.
  • the protrusion 132 may protrude from the second electrode 140 in a direction parallel to the side of the first mesa M1 and the side of the second mesa M2.
  • the protrusion 132 may protrude toward both sides of the first side surface 111a and the second side surface 111b. A portion of the transparent electrode layer 120 to be described later may be located on the protrusion 132.
  • the region where the transparent electrode layer 120 can be formed may be too narrow. In this case, a problem may occur in the reliability of the transparent electrode layer, and the transparent electrode layer may be in contact with the first conductive semiconductor layer, thereby increasing the defective rate.
  • the light emitting diode according to the present exemplary embodiment includes the protrusion 132, a sufficient area in which the transparent electrode layer 120 is formed on the first exposed region R1 is secured, thereby removing the transparent electrode layer 120.
  • the insulating film can be effectively insulated from the single conductive semiconductor layer 111. Accordingly, the defective rate of the light emitting diode can be reduced, and the reliability can be improved.
  • the protrusion 132 may at least partially cover the first mesa M1 and the second mesa M2.
  • the protrusion 132 may be further positioned on the side of the first mesa M1 and the side of the second mesa M2 as well as the first exposure region R1.
  • the protrusion 132 may be further positioned on the top surface of the first mesa M1 and the top surface of the second mesa M2.
  • the transparent electrode layer 120 may be positioned on a portion of the plurality of mesas M and a portion of the first exposure area R1. For example, as illustrated in FIGS. 1 and 4, the transparent electrode layer 120 may partially cover the second conductive semiconductor layer 113 and the current blocking layer 130. A portion of the transparent electrode layer 120 may be located on the current blocking layer 130. Accordingly, the current blocking layer 130 may be located between the transparent electrode layer 120 and the second conductive semiconductor layer 113 and between the transparent electrode layer 120 and the first exposure region R1. The transparent electrode layer 120 may form an ohmic contact with the second conductive semiconductor layer 113.
  • the transparent electrode layer 120 serves to disperse the current applied through the second electrode 140 in the horizontal direction, and transmits light emitted from the active layer 112 due to its high transmittance.
  • the transparent electrode layer 140 may include a material having light transmittance and electrical conductivity, and may include, for example, at least one of a conductive oxide such as ITO, ZnO, IZO, and the like, and a light transmissive metal layer such as Ni / Au. .
  • the transparent electrode layer 120 may include a first region 121 positioned on the plurality of mesas M and a second region 122 extending from the first region 121. As shown in FIGS. 3 and 4, the second region 122 connects the first regions 121 located in the mesas M, and thus on the one mesa M through the second electrode 140.
  • Current applied to the transparent electrode layer 120 may be distributed to the region of the transparent electrode layer 120 on the adjacent mesa (M). Therefore, since current dispersion can be made more smoothly, the uniformity of light emission of the light emitting diode can be improved.
  • the side surface of the first region 121 may be located parallel to the side surface of the mesa (M).
  • a portion of the transparent electrode layer 120, specifically, a portion of the first region may be located on the protrusion 132.
  • the transparent electrode layer 120 since the transparent electrode layer 120 may be more adjacent to the side of the mesa (M), since the current can be easily supplied to the area adjacent to the side of the mesa (M), the light emission intensity can be improved.
  • the second region 122 may be positioned on the first exposure region R1 and may contact the first regions 121. Accordingly, a part of the current blocking layer 130, that is, the connecting portion 131 is positioned between the second region 122 and the first exposure region R1, so that the second region 122 and the first conductivity type semiconductor layer are provided.
  • the 111 is prevented from being electrically connected.
  • the width of the portion of the connection portion 131 positioned on the first exposed region R1 may be greater than the width of the portion of the second region 122 positioned on the first exposed region R1. Therefore, the second region 122 may be effectively spaced apart from the first conductivity type semiconductor layer 111.
  • the transparent electrode layers 120 positioned on the plurality of mesas M may be connected to each other. That is, the transparent electrode layers 120 may be located in each of the plurality of mesas M without being separated from each other. Specifically, the transparent electrode layer 120 may exist as a single, not a plurality, in the light emitting diode. In general, since the transparent electrode layers are present on the mesas and are spaced apart from each other, a region in which current is dispersed by each transparent electrode layer is also limited to each mesa.
  • the current applied to the transparent electrode layer 120 on the one mesa M through the second electrode 140 is transferred to the entire area of the light emitting diode through the transparent electrode layer 120 connected to each other. Can be distributed.
  • the second electrode 140 may be disposed on the current blocking layer 130 and partially cover the transparent electrode layer 120.
  • the second electrode 140 may be electrically connected to the second conductive semiconductor layer 113.
  • the second electrode 140 may include a second bonding pad 141 and at least one upper extension 142.
  • the second bonding pads 141 may be positioned on the first mesa M1 and may be positioned between the plurality of adjacent connecting portions 131.
  • the second bonding pad 141 serves to transfer a current applied through a wire (not shown) from a power source outside the light emitting diode to the light emitting structure 110.
  • the outer shape of the second bonding pad 141 may correspond to the outer shape of the first blocking layer 130a.
  • the second bonding pads 141 may be circular. In this case, the area of the second bonding pad 141 may be minimized to secure a light emitting area while securing an adhesive area with the solder.
  • the second bonding pad 141 is circular without an angled edge, the current dense phenomenon of the second bonding pad 141 may be reduced.
  • the second bonding pads 141 may be positioned on the first blocking layer 130a and the second blocking layer 130b.
  • the second bonding pad 141 is in contact with the second conductive semiconductor layer 113 through the opening 130c.
  • a defect such as peeling of the second bonding pad 141 may be prevented.
  • the upper surface of the second bonding pad 141 may include a depression corresponding to the position of the opening 130c. In this case, the wire may be stably bonded to the second bonding pad 141 by the depression.
  • the light emitting diode according to the present exemplary embodiment may have a symmetrical structure with respect to the virtual line X-X ′ that crosses the first bonding pad 151 and the second bonding pad 141. As a result, the current may be distributed in the same form to the plurality of light emitting regions divided by the virtual line.
  • the upper extension 142 may extend from the second bonding pad 141.
  • the upper extension part 142 may be limited to one region of the light emitting diode to improve the problem of dense current, thereby improving the uniformity of light emission of the light emitting diode.
  • the upper extension part 142 may include a first upper extension part 142a which is in contact with the second bonding pad 141 and positioned on the at least one connection part 131.
  • the first upper extension 142a may be straight, but is not necessarily limited thereto.
  • the distance between the distal end of the lower extension 152 and the first upper extension 142a may be smaller than the distance between the distal end of the lower extension 152 and the second side 111b. Accordingly, the current may be smoothly supplied to the mesa M region between the end of the lower extension 152 and the first upper extension 142a.
  • the first exposed region R1 is positioned at the end of the lower extension 152 and the shortest path of the first upper extension 142a, the current does not flow in the shortest path and bypasses the current.
  • the first mesa M1 and the second mesa M2 may be dispersed in the shortest path. Accordingly, the light emission intensity between the lower extension 152 and the portion of the first upper extension 142a positioned on the mesa M may be improved.
  • the upper extension 142 may include a second upper extension 142b.
  • the second upper extension 142b may be parallel to the third side surface 111c.
  • the second upper extension 142b may extend from the first upper extension 142a.
  • the second upper extension 142b may extend toward one side of the first conductive semiconductor layer 111 adjacent to the first bonding pad 151.
  • the distance between the distal end of the second upper extension 142b and the first side surface 111a may be greater than the distance between the distal end of the second upper extension 142b and the second side surface 111b. In this case, since a phenomenon in which current is concentrated around the second bonding pad 141 may be improved, light emission uniformity of the light emitting diode may be improved.
  • the second upper extension 142b may include a first portion 142b1 and a second portion 142b2.
  • the first portion 142b1 may be positioned on the first mesa M1 and may contact the second bonding pad 141.
  • the first portion 142b1 may be located between the first bonding pad 151 and the second bonding pad 141.
  • the second portion 142b2 may be positioned on the second mesa M2 and may be parallel to the third side surface 111c.
  • the length of the second portion 142b2 may be greater than the length of the first portion 142b1.
  • the deviation of the shortest distances between the second upper extension 142b and the first bonding pad 151 may be reduced. Therefore, since the variation in the amount of current applied to each of the second upper extensions 142b may be reduced, the emission intensity of the regions of the mesa M where the respective second upper extensions 142b are located may be similar. have. As a result, the light emission uniformity of the light emitting diode can be improved.
  • the width W 2 of the second part 142b2 may be greater than the width W 1 of the first part 142b1.
  • the second upper extension 142b located on the mesa M located farther from the second bonding pad 141 does not receive enough current applied through the second bonding pad 141.
  • the width W 2 of the second portion 142b2 located far from the second bonding pad 141 is relatively large, more current may flow in the second portion 142b2 than in the above-described general case. have. Therefore, the light emission intensity of the mesa M located far from the second bonding pad 141 may be improved, and thus the light emission uniformity of the light emitting diode may be improved.
  • the width W 2 of the second portion 142b2 may be 6 ⁇ m
  • the width W 1 of the first portion 142b1 may be 5 ⁇ m.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode of FIG. 6 is similar to the light emitting diode described with reference to FIGS. 1 to 5. Specifically, the light emitting diode of FIG. 6 includes portions I1 and I2 enlarged through FIGS. 4 and 5. However, since the light emitting diode of FIG. 6 has a difference in the light emitting diode described above with reference to FIGS. 1 to 5, the mesa M, the upper extension part 140b, and the like, the following description will be made only with this part.
  • the light emitting diode of the present embodiment may include a plurality of mesas (M), and the first bonding pad 151 may be surrounded by the plurality of mesas (M).
  • the second exposure region R2 includes a convex portion Q, and a first bonding pad 151 is positioned on the convex portion Q, and the first bonding pad 151 is formed of a first bonding pad 151. It is surrounded by only one mesa (M1). Therefore, the current applied through the second bonding pad 141 is excessively concentrated in the first mesa M, and the current is sufficiently sufficient in the second mesas M that do not directly surround the first bonding pad 151. There is a problem that can not be supplied.
  • the first bonding pad 151 may include a plurality of mesas M, that is, the first mesa M. FIG. And it may be surrounded by the second mesa (M). Therefore, since the current can be more evenly distributed to the plurality of mesas (M), the light emitting uniformity of the light emitting diode can be improved.
  • One side of the first mesa M1 of the light emitting diode according to the present exemplary embodiment is located along the first side 111a, and the other side of the first mesa M is surrounded by the second mesa M2.
  • a part of the second mesa M2 may be located between the first mesa M1 and the second side surface 111b.
  • the plurality of first exposed regions R1 included in the light emitting diode of FIG. 1 are connected to each other so that the first conductive semiconductor layer 111 of the present embodiment includes a single first exposed region R1.
  • the first bonding pad 151 is positioned on an area surrounded by the first mesas M1 and the second mesas M2 of the single first exposed area R1.
  • the plurality of mesas M may have the same size.
  • the size of the mesa M surrounding the first bonding pad 151 of the plurality of mesas M may be the first bonding in order to increase luminous efficiency. It is larger than the size of other mesas M that do not surround the pad 151.
  • the plurality of mesas M since the plurality of mesas M surround the first bonding pad 151, the plurality of mesas M may have the same size. Accordingly, the emission region of each mesa (M) is the same, it is possible to improve the uniformity of the light emitting diode.
  • the first upper extension 142a may be curved.
  • the first upper extension part 142a may have a convex shape toward the first side surface 111a. More specifically, the shortest distance between the first upper extension 142a and the first side surface 111a may be smaller than the shortest distance between the center of the second bonding pad 141 and the first side surface 111a.
  • the center of the second bonding pad 141 is the center of the circle. Therefore, since the first upper extension part 142a may be located near the mesa M region adjacent to the first side surface 111a, the current may be smoothly supplied to the mesa M region, thereby improving the light emission intensity. Can be.
  • the end of the second portion 142b2 may face an imaginary line that crosses the first bonding pad 151 and the second bonding pad 141.
  • the distal end of the second portion 142b2 may be curved toward the first bonding pad 151.
  • the second electrode 140 may electrically connect the plurality of mesas (M).
  • the second conductive semiconductor layer 113 of each of the plurality of mesas M may be electrically connected by the second electrode 140, and the plurality of mesas M may be the first conductive semiconductor layer 111. Share)
  • the plurality of mesas M are connected in parallel. In this case, when the light emitting diode is driven at a high current, the droop phenomenon may be improved, and the light emission intensity of each region of the light emitting diode may appear more uniformly.
  • a conventional light emitting diode similar to the light emitting diode described with reference to FIG. 6 but having a difference in terms of a single mesa (M) instead of a plurality of mesas (M) is a comparative example.
  • the light emitting diode characteristics at high current were measured.
  • the external quantum efficiency (EQE, lm / W) of the light emitting diode was measured while increasing the current (mA) applied to each of the light emitting diodes of Examples and Comparative Examples. Based on this, the reduction rate of the external quantum efficiency at each current is expressed as a percentage with respect to the maximum external quantum efficiency value. As a result, the comparative example showed a decrease in external quantum efficiency of -2.8% at 65mA, -4.9% at 100mA, and -18.2% at 400mA.
  • the embodiment showed a decrease in the external quantum efficiency of -2.5% at 65mA, -4.6% at 100mA, -17.6% at 400mA, it can be seen that the reduction of the external quantum efficiency is smaller than the comparative example. Furthermore, it can be seen from the numerical values that the higher the current is applied, the larger the difference between the reduction of the external quantum efficiency of the embodiment and the comparative example is, which shows that the droop phenomenon of the light emitting diode according to the present embodiment is improved.
  • 14 is a graph and a photograph for explaining the light emission uniformity improvement effect of the light emitting diode according to the present embodiment. 14 are photographs obtained by measuring a light emission intensity in each region of a light emitting diode after applying a high current (280 mA) to each of Comparative Examples (a) and (b). Referring to FIG. 14, in the exemplary embodiment in which a plurality of mesas M are connected in parallel, the light emission intensity of the outer portion (dashed area) of the light emitting diode is improved at a high current as compared with the comparative example.
  • the light emission intensity of the center of the light emitting diode is similar, but as the light emission intensity of the outside of the light emitting diode is improved, the difference in the degree of light emission of the center and the outside of the light emitting diode may be reduced. Therefore, when the high current is driven, the light emission uniformity of the light emitting diode of the embodiment can be improved.
  • the droop phenomenon improvement and the uniformity improvement effect of the above-described embodiment are not limited to the light emitting diode of FIG. 6, but may be derived from other embodiments in which a plurality of mesas M are connected in parallel.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode of FIG. 7 is similar to the light emitting diode described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the light emitting diode of FIG. 7 includes portions I1 and I2 enlarged through FIGS. 4 and 5, and includes a first mesa M1, a second mesa M2, and an exposed region R1.
  • the configuration is similar.
  • the light emitting diode of FIG. 7 has a difference with respect to the third mesa M3 and the third portion 142b3 with respect to the light emitting diode described with reference to FIGS. 1 to 5, and thus, the light emitting diode of FIG.
  • the light emitting diode according to the present embodiment may further include a plurality of third mesas M3.
  • the plurality of third mesas M3 may be located between the second mesas M2 and the third side surface 111c.
  • the first mesa M1 may be located between the plurality of three mesas M.
  • FIG. The size of the third mesa M3 may be the same as the size of the second mesa M2, but is not limited thereto.
  • the second upper extension 142b may further include a third portion 142b3.
  • the third portion 142b3 may be located on the third mesa M3.
  • the third portion 142b3 may be parallel to the third side surface 111c.
  • the length of the third part 142b3 may be greater than the length of the second part 142b2.
  • the width W 3 of the third part 142b3 may be greater than the width W 2 of the second part 142b2. Since the width W 3 of the third portion 142b3 located far from the second bonding pad 141 is relatively large, more current may flow in the third portion 142b3 than in the general case. Therefore, the light emission intensity of the mesa M located far from the second bonding pad 141 is increased, so that the light emission uniformity of the light emitting diode may be improved.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode of FIG. 8 is similar to the light emitting diode described with reference to FIGS. 1 to 5 and 7.
  • the light emitting diode of FIG. 8 includes portions I1 and I2 enlarged through FIGS. 4 and 5, and the length of the third portion 142b3 is greater than the length of the second portion 142b2. Can be.
  • the width W 3 of the third part 142b3 may be greater than the width W 2 of the second part 142b2.
  • the light emitting diode of FIG. 7 has a difference with respect to the position of the second upper extension 142b and the lower extension 152 with respect to the light emitting diode described with reference to FIGS. 1 to 5 and 7. Only part is explained.
  • a portion of the second portion 142b2 of the light emitting diode according to the present exemplary embodiment is a region located between the first mesa M1 and the second mesa M2 among the first mesa M1 and the first exposed region R1. It can be located on. That is, a part of the first mesa M1, a part of the second mesa M2, and a part of the first exposed area R1 may all overlap the second part 142b2 in the vertical direction. Through this, the current applied to the second portion 142b2 may be transmitted to the first mesa M1 as well as the second mesa M2. In addition, since the mesa M region covered by the second part 142b2 may be reduced, a sufficient light emitting area may be secured and the light emission efficiency may be improved.
  • the protrusion 132 may include a first protrusion 132a.
  • the first protrusion 132a may overlap the second portion 142b2 in the vertical direction.
  • the distance between the distal end of the first protrusion 132a and the second side surface 111b may be smaller than the distance between the first protrusion 132a and the first side surface 111a. Therefore, the first protrusion 132a may be long to face the second side surface 111b.
  • the second portion 142b2 may be located on the first protrusion 132a. In detail, the entire area of the second portion 142b2 may be limitedly positioned on the first protrusion 132a.
  • the lower extension part may include a first lower extension part 152a and a second lower extension part 152b.
  • the first lower extension 152a may be located on the first exposure area R1. An end of the first lower extension portion 152a may face the first side surface 111a.
  • the second lower extension part 152b may be located between the first bonding pad 151 and the second bonding pad 141.
  • the convex portion Q may be extended toward the second bonding pad 141, and the second lower extension portion 152b may be positioned on the convex portion Q.
  • the problem that the current is excessively close to the first bonding pad 151 may be improved.
  • the light emission intensity of the region can be improved.
  • the light emitting diode of FIG. 8 does not include the first portion 142b1.
  • the current dispersing effect and the light emission intensity effect are improved through the second lower extension portion 152b of the first electrode 150 instead of the first portion 142b1.
  • 9 to 12 are plan views and cross-sectional views for describing a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • 9 is a plan view of the light emitting diode
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion I 3 of the light emitting diode of FIG. 9
  • FIG. 11 is a sectional view of a portion corresponding to the line D-D ′ of FIG. 9.
  • 12 is a cross-sectional view of a portion corresponding to the line E-E 'of FIG. 9.
  • the light emitting diode of FIG. 1 and the light emitting diode of FIG. 9 are generally similar. In particular, it is the same that both light emitting diodes include the connection portion 131 and the protrusion 132. However, in the embodiment of FIG. 1, the second bonding pad 141 is positioned on the mesa M between the plurality of adjacent connecting portions 131, but in the present embodiment, the second bonding pad 141 is Located on the connection 131. In addition, the connection part 131 includes a plurality of openings 130d and 130e. This embodiment will be described based on some differences appearing in this regard.
  • the plurality of mesas M may include a first mesa M1 and a second mesa M2 adjacent to each other.
  • the first mesa M1 and the second mesa M2 pass through an imaginary line Y ⁇ that passes between the first mesa M1 and the second mesa M2.
  • Y ' may have a symmetrical structure.
  • the present invention is not limited thereto, and the light emitting structure 110 may include three or more mesas (M).
  • connection part 131 may include a first connection part 131a positioned on the first mesa M1 and the second mesa M2.
  • the second electrode 140 may include a second bonding pad 141, and the second bonding pad 141 may be positioned on the first connector 131a.
  • the first connector 131a may correspond to the outer shape of the second bonding pad 141.
  • the connection part 131 may be circular.
  • the connection part 131 may include a first opening 130d exposing the top surface of the first mesa M1 and a second opening 130e exposing the top surface of the second mesa M2.
  • the second bonding pad 141 may be in physical contact with the second conductivity-type semiconductor layer 113 through the first opening 130d and the second opening 130e.
  • the first opening 130d and the second opening 130e may each include at least one recess K1 and K2. Since the recess K1 is present, as shown in FIG. 12, the first opening 130d may have four steps along the outside of the first opening 130d in the E-E 'line direction.
  • the second bonding pads 141 may be formed along the E-E 'line direction.
  • the second conductive semiconductor layer 113 may be in contact with only one region. That is, the first opening 130d has only two steps in the E-E 'line direction outside the first opening 130d. Therefore, since the present exemplary embodiment may form a large number of steps under the second bonding pad 141, a defect such as peeling of the second bonding pad 141 may be prevented from occurring.
  • the first electrode 140 may include a first bonding pad 151 and a lower extension 152.
  • the first bonding pad 151 may be located between the first mesa M1 and the second mesa M2.
  • the lower extension 152 may be located on the first exposure area R1.
  • the lower extension 152 may be located between the first bonding pad 151 and the second bonding pad 141. Therefore, the current may be prevented from being excessively concentrated in the first bonding pad 151, and the current may be smoothly supplied to the mesa (M) region between the first bonding pad 151 and the upper extension 142. In this case, the emission intensity of the region may be improved.
  • the first opening 130d and the second opening 130e may have a symmetrical structure with respect to an imaginary line crossing the first bonding pad 151 and the second bonding pad 141. Accordingly, the second bonding pads 141 may maintain excellent reliability against external shocks acting in opposite directions. Furthermore, each of the recess K1 of the first opening 130d and the recess K2 of the second opening 130e may be parallel to the outer periphery of the first connecting portion 131a. For example, as shown in FIGS. 9 and 10, when the first connection portion 131a is circular, the recess K1 of the first opening 130d and the recess K2 of the second opening 130e are shown. Each may have an arc shape along the outer edge of the circle.
  • the center of the upper surface of the solder contacting the wire by the bonding force of the wire and the solder is circularly convex and contacts the second bonding pad 141.
  • the center of the lower surface of the solder is circularly concave.
  • the adhesive force between the wire and the second bonding pad 141 may be strong, and thus the reliability of the light emitting diode may be improved.
  • first opening 130d and the second opening 130e may each include at least one convex portions V1 and V2, and the convex portions V1 and V2 may be parallel to the outer portion of the connecting portion 131. have.
  • the second bonding pad 141 may include a recessed portion close to a circle on the upper surface. In this case, since the solder may be evenly distributed during wire bonding, a problem in which the solder leaks in any direction and flows out of the connection part 131 may be prevented.
  • An area of the transparent electrode layer 120 positioned on the first exposed region R1 may be larger than an area of the second electrode 140 positioned on the first exposed region R1.
  • the width of the portion of the second region 122 positioned on the first exposed region R1 may be greater than the width of the portion of the second bonding pad 141 positioned on the first exposed region R1.
  • the second region 122 includes side surfaces a located on the first exposed region R1
  • the second bonding pad 141 includes side surfaces b positioned on the first exposed region R1.
  • the side surfaces b of the second bonding pad 141 may be located between the side surfaces a of the second region 122.
  • the portion of the second bonding pad 141 positioned on the first exposed region R1 does not cover the side surface a of the transparent electrode layer 120.
  • the second bonding pad 141 covers the side surface a of the second region 122 on the first exposure region R1
  • a part of the corner of the upper surface of the second bonding pad 141 is perpendicular to the transparent electrode layer 120. Since it does not overlap in the direction it will include a depression. In this case, a problem may occur in that solder flows down the first conductive semiconductor layer 111 along the depression.
  • the above-described structure of the present embodiment can prevent the occurrence of depressions at the corners of the second bonding pads 141, thereby improving reliability of the light emitting diodes.
  • the second bonding pad 141 is positioned on the first connection portion 131a and the second region 122 is positioned on the protrusion 132.
  • This structure also has an advantage when considering the first opening 130d and the second opening 130e.
  • the second bonding pad 141 may not cover the side surface a of the second region 122 on the first exposure area R1. The area should be reduced.
  • the second bonding pad 141 may not sufficiently fill the first opening 130d or the second opening 130e, which may cause the second bonding pad 141 to peel off, thereby increasing the physical reliability of the light emitting diode. Is degraded. Accordingly, in order to prevent such a problem, the current blocking layer 130 includes a protrusion 132, and the second region 122 is positioned on the protrusion 132.
  • the light emitting diode of FIG. 9 may not include a first portion 142b1 positioned between the first bonding pad 151 and the second bonding pad 141.
  • the light emitting diode of FIG. 9 has a first bonding mesa M1 and a first bonding pad 141. This is because the second mesa M2 and the first mesa M1 and the second mesa M2 are positioned on the first exposed region R1. Therefore, the current spreading effect and the light emission intensity improving effect can be maintained through the upper extension 152 instead of the first portion 142b1.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode of FIG. 13 is similar to the light emitting diode described with reference to FIGS. 9 to 12.
  • the light emitting diode of FIG. 13 includes the portion (I 3 ) similarly described with reference to FIG. 10.
  • the light emitting diode of FIG. 13 has a difference in mesa (M), the upper extension part 140b, and the like compared to the light emitting diodes described with reference to FIGS. 9 to 12.
  • the light emitting diode of FIG. 13 may include a plurality of mesas M, like the light emitting diode of FIG. 9.
  • the light emitting diode of FIG. 13 may further include a plurality of third mesas M3 and a plurality of fourth mesas M4.
  • the plurality of third mesas M3 may be adjacent to the first mesa M1 and the second mesa M2, respectively, and the first mesa M1 and the second mesa M2 may be the plurality of third mesas M3. ) May be located between them.
  • the plurality of fourth mesas M4 may be adjacent to the third mesas M3, and the plurality of third mesas M3 may be located between the plurality of fourth mesas M4. Accordingly, a larger number of connection parts 131 are included than the light emitting diode of FIG. 9, and the third part 142b3 and the fourth part located on the fourth mesa M4 are disposed on the third mesa M3. 142b4 may be further included.

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Abstract

일 실시예에 따른 발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 메사들을 포함하되, 상기 제1 도전형 반도체층은 상기 복수의 메사들 사이에 노출된 노출 영역을 포함하는 발광 구조체, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제1 전극, 상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 전류차단층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 전류차단층을 부분적으로 덮으며, 상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 투명전극층, 및 상기 전류차단층 및 상기 투명전극층 상에 위치하고, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제2 전극을 포함하며, 상기 전류차단층은, 상기 복수의 메사들 중 일 메사로부터 상기 일 메사에 인접하는 또 다른 메사로 연장되는 적어도 하나의 연결부, 및 상기 연결부로부터 돌출되며 상기 노출 영역 상에 위치하는 돌출부를 포함할 수 있다.

Description

발광 다이오드
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히 전류 분산 효율이 우수하며, 기계적 신뢰성이 향상된 발광 다이오드에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기적 에너지를 광으로 변환하는 고체 상태 소자이다. 발광 다이오드는 백라이트 등에 사용하는 각종 광원, 조명, 신호기, 대형 디스플레이 등에 폭넓게 이용되고 있다. 조명용 LED 시장이 확대되고 그 활용 범위가 고전류, 고출력 분야로 확대됨에 따라, 고전류 구동 시 안정적인 구동을 위한 발광 다이오드의 특성 개선이 요구되고 있다. 그 중 발광 다이오드가 고전류에서 구동될 시 LED의 효율(lm/W)이 급격하게 저하되는 드룹(droop) 현상을 개선시킬 수 있는 발광 다이오드가 특히 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고전류 구동에서 안정적인 발광 다이오드를 제공하는 것이다. 또한, 전류 분산 효율 및 신뢰성이 향상된 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 복수의 메사들을 포함하되, 상기 제1 도전형 반도체층은 상기 복수의 메사들 사이에 노출된 노출 영역을 포함하는 발광 구조체, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제1 전극, 상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 전류차단층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 전류차단층을 부분적으로 덮으며, 상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 투명전극층, 및 상기 전류차단층 및 상기 투명전극층 상에 위치하고, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제2 전극을 포함하며, 상기 전류차단층은, 상기 복수의 메사들 중 일 메사로부터 상기 일 메사에 인접하는 또 다른 메사로 연장되는 적어도 하나의 연결부, 및 상기 연결부로부터 돌출되며 상기 노출 영역 상에 위치하는 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층은 상기 연결부와 인접한 제1 측면, 상기 제1 측면과 반대방향에 위치하는 제2 측면 및 상기 제1 측면과 상기 제2 측면 사이에 위치하며 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면과 각각 교차하는 제3 측면을 포함하며, 상기 돌출부는 제1 측면 또는 제2 측면을 향해 돌출될 수 있다.
상기 복수의 메사들은 복수의 제2 메사들 및 상기 제2 메사들 사이에 위치하는 제1 메사를 포함하며, 상기 제2 전극은 상기 제1 메사 상에 위치하며 복수의 인접한 상기 연결부들 사이에 위치하는 제2 본딩패드를 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 제1 메사와 상기 제2 측면 사이에 위치하는 제1 본딩패드를 포함하고, 상기 발광 다이오드는 상기 제1 본딩패드 및 상기 제2 본딩패드를 가로지르는 가상의 선에 대해 대칭 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 제2 본딩패드에서 연장된 적어도 하나의 상부 연장부를 포함하며, 상기 상부 연장부는 제2 본딩패드와 접하며 상기 적어도 하나의 연결부 상에 위치하는 제1 상부 연장부 및 상기 제3 측면과 나란한 제2 상부 연장부를 포함할 수 있다.
상기 제1 상부 연장부와 상기 제1 측면의 최단 거리는 상기 제2 본딩 패드의 중심부와 상기 제1 측면의 최단 거리보다 작을 수 있다.
상기 제2 상부 연장부의 말단과 상기 제1 측면 사이의 거리는 상기 제2 상부 연장부의 말단과 상기 제2 측면 사이의 거리보다 클 수 있다.
상기 제2 상부 연장부는 상기 제2 메사 상에 위치하며 상기 제3 측면과 나란한 제2 부를 포함할 수 있다.
상기 제2 상부 연장부는 상기 제1 메사 상에 위치하며 상기 제2 본딩패드와 접하며 상기 제1 본딩패드 및 상기 제2 본딩패드 사이에 위치하는 제1 부를 더 포함하며, 상기 제2 부의 길이는 상기 제1 부의 길이보다 클 수 있다.
상기 제2 부의 폭은 상기 제1 부의 폭보다 클 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 제1 본딩패드에서 연결된 하부 연장부를 포함하며, 상기 하부 연장부의 말단과 상기 제2 측면 사이의 거리는 상기 하부 연장부의 말단과 상기 제1 측면 사이의 거리보다 클 수 있다.
상기 하부 연장부는 상기 노출 영역 상에 위치하는 제1 하부 연장부를 포함할 수 있다.
상기 하부 연장부는 상기 제1 본딩패드와 상기 제2 본딩패드 사이에 위치하는 제2 하부 연장부를 포함할 수 있다.
상기 제2 메사의 일부는 상기 제1 메사와 상기 제1 측면 사이에 위치할 수 있다.
상기 제2 부의 말단은 상기 제1 본딩패드와 상기 제2 본딩패드를 가로지르는 가상의 선을 향할 수 있다.
상기 복수의 메사들은 상기 제2 메사와 상기 제3 측면 사이에 위치하는 복수의 제3 메사들을 포함하며, 상기 제1 메사는 상기 복수의 제3 메사들 사이에 위치하며, 상기 제2 상부 연장부는 상기 제3 메사 상에 위치하며, 상기 제3 측면과 나란한 제3 부를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 부의 길이는 상기 제2 부의 길이보다 클 수 있다. 이를 통해, 상기 제2 상부 연장부와 상기 제1 본딩패드 사이의 최단 거리들의 편차가 줄어들 수 있다.
상기 제3 부의 폭은 상기 제2 부의 폭보다 클 수 있다.
상기 제2 부의 일부는 상기 제1 메사 및 상기 노출 영역 중 상기 제1 메사와 상기 제2 메사 사이에 위치하는 영역 상에 위치할 수 있다.
상기 돌출부는 제1 돌출부를 포함하며, 상기 제1 돌출부의 말단과 상기 제2 측면 사이의 거리는 상기 제1 돌출부와 상기 제1 측면 사이의 거리보다 작으며, 상기 제2 부는 상기 제1 돌출부 상에 위치할 수 있다.
상기 복수의 메사들의 크기는 동일할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 복수의 메사들을 포함하되, 상기 제1 도전형 반도체층은 상기 복수의 메사들 사이에 노출된 노출 영역을 포함하는 발광 구조체, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제1 전극, 상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 전류차단층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 전류차단층을 부분적으로 덮으며, 상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 투명 전극층, 및 상기 전류차단층 및 상기 투명전극층 상에 위치하고, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제2 전극을 포함하며, 상기 전류차단층은 상기 복수의 메사들 중 일 메사로부터 상기 일 메사에 인접하는 또 다른 메사로 연장되는 적어도 하나의 연결부를 포함하며, 상기 복수의 메사들은 서로 인접하는 제1 메사 및 제2 메사를 포함하며, 상기 연결부는 상기 제1 메사 및 상기 제2 메사 상에 위치하는 제1 연결부를 포함하며, 상기 제1 연결부는 상기 제1 메사의 상면을 노출시키는 제1 개구부 및 상기 제2 메사의 상면을 노출시키는 제2 개구부를 포함하고, 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는 각각 적어도 하나의 오목부를 포함할 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 제1 연결부 상에 위치하는 제2 본딩패드를 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 제1 메사 및 상기 제2 메사 사이에 위치하는 제1 본딩패드를 포함하고, 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는 상기 제1 본딩패드 및 상기 제2 본딩패드를 가로지르는 가상의 선에 대해 대칭 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 개구부의 오목부 및 상기 제2 개구부의 오목부 각각은 상기 제1 연결부의 외곽과 나란할 수 있다.
상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는 각각 적어도 하나의 볼록부를 포함하며, 상기 볼록부는 상기 제1 연결부의 외곽과 나란할 수 있다.
상기 제2 본딩패드는 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부를 통해 제2 도전형 반도체층과 접촉할 수 있다.
상기 제2 본딩패드는 원형일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 복수의 메사들을 포함하되, 상기 제1 도전형 반도체층은 상기 복수의 메사들 사이에 노출된 노출 영역을 포함하는 발광 구조체, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제1 전극, 상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 투명전극층, 상기 투명전극층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이 및 상기 투명전극층과 상기 노출 영역 사이에 위치하는 전류차단층, 및 상기 전류차단층 상에 위치하고 상기 투명전극층을 부분적으로 덮으며 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제2 전극을 포함하며, 상기 투명전극층은, 상기 복수의 메사들 상에 위치하는 제1 영역, 및 상기 노출 영역 상에 위치하며 상기 제1 영역들과 접하는 제2 영역을 포함할 수 있다.
상기 복수의 메사들 상에 위치한 상기 투명전극층들은 서로 연결된 형태일 수 있다.
상기 제1 영역의 측면은 상기 메사의 측면과 나란하게 위치할 수 있다.
상기 전류차단층은 상기 제2 영역과 상기 노출 영역 사이에 위치하는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 연결부 중 상기 노출 영역 상에 위치하는 부분의 넓이는 상기 제2 영역 중 노출 영역 상에 위치하는 부분의 넓이보다 클 수 있다.
상기 제2 영역 중 상기 노출 영역 상에 위치하는 부분의 넓이는 상기 제2 전극 중 상기 노출 영역 상에 위치하는 부분의 넓이보다 클 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 발광 다이오드의 복수의 메사들이 병렬로 연결되어, 고전류 구동에서의 드룹 현상 및 발광 균일도가 개선될 수 있다. 또한, 전류차단층이 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부 상에 투명전극층이 위치할 수 있어서 발광 다이오드의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 전류차단층의 개구부에 의해 본딩패드의 박리 등의 불량이 발생되는 것이 방지될 수 있으므로, 발광 다이오드의 신뢰성이 개선될 수 있다. 나아가, 상부 연장부 및 하부 연장부의 형상에 의해 발광 다이오드의 전류 분산 효율이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 일부분(I1)을 확대한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드의 일부분(I2)을 확대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드의 일부분(I3)을 확대한 확대도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 14는 도 6에 따른 발광 다이오드(실시예) 및 종래의 발광 다이오드(비교예)의 특성을 비교한 사진들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 다른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다. 도 1은 발광 다이오드의 평면도이며, 도 2는 도 1의 A-A'선에 대응하는 부분의 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B'선에 대응하는 부분의 단면도이며, 도 4는 도 1의 발광 다이오드의 일부분(I1)의 확대도이다. 도 5는 도 1의 발광 다이오드의 일부분(I2)의 확대도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 발광 구조체(110), 투명전극층(120), 전류차단층(130), 제1 전극(150) 및 제2 전극(140)을 포함할 수 있으며, 나아가, 발광 구조체(110) 하면에 위치하는 기판(100)을 더 포함할 수 있다.
기판(100)은 제1 도전형 반도체층(111), 활성층(112), 및 제2 도전형 반도체층(113)을 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않으며, 예를 들어, 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판, 실리콘 기판 등일 수 있다. 특히, 본 실시예에 있어서, 기판(110)은 패터닝된 사파이어 기판(PSS)일 수 있다.
발광 구조체(110)는 제1 도전형 반도체층(111), 제1 도전형 반도체층(111) 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층(113), 제1 도전형 반도체층(111)과 제2 도전형 반도체층(113) 사이에 위치하는 활성층(112)을 포함한다. 제1 도전형 반도체층(111), 활성층(112) 및 제2 도전형 반도체층(113)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(111)은 n형 불순물(예를 들어, Si)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(113)은 p형 불순물(예를 들어, Mg)을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다. 활성층(112)은 다중양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있고, 원하는 피크 파장의 광을 방출하도록 그 조성비가 결정될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(111)은 제1 측면(111a), 제1 측면(111a)과 반대방향에 위치하는 제2 측면(111b) 및 상기 제1 측면(111a)과 상기 제2 측면(111b) 사이에 위치하며 제1 측면(111a) 및 제2 측면(111b)과 각각 교차하는 제3 측면(111c)을 포함할 수 있다.
발광 구조체(110)는 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)을 포함하는 복수의 메사(M)들을 포함할 수 있다. 메사(M)는 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)이 부분적으로 제거되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 메사(M)는 제1 도전형 반도체층(111)의 일부가 노출되도록, 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 메사(M)의 측면은 포토레지스트 리플로우(photo resist reflow)와 같은 기술을 통해 경사지게 형성될 수 있다. 복수의 메사(M)들은 서로 인접한 제1 메사(M1) 및 제2 메사(M2)를 포함할 수 있다. 제2 메사(M2)는 복수일 수 있으며 제1 메사(M1)는 제2 메사(M2)들 사이에 위치할 수 있다. 3개의 메사들(M1, M2)이 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발광 다이오드는 4개 이상의 메사들을 포함할 수도 있다.
노출 영역(R)은 복수의 메사(M)들이 형성되는 과정에서 제1 도전형 반도체층(111)이 노출되어 형성된다. 복수의 메사(M)들은 단일의 제1 도전형 반도체층(111) 상에서 노출 영역(R)에 의해 서로 이격될 수 있다. 또한, 노출 영역(R)에 의해 발광 다이오드의 외곽을 보호할 수 있는 절연막 등의 물질이 증착될 수 있는 영역이 확보될 수 있다.
노출 영역(R)은 복수의 메사(M)들 사이에 노출된 제1 노출 영역(R1) 및 제1 도전형 반도체층(111)의 외곽을 따라 형성된 제2 노출 영역(R2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 노출 영역(R1)은 제1 도전형 반도체층(111)의 제1 측면(111a)으로부터 제2 측면(111b)까지 형성될 수 있다. 나아가, 제1 노출 영역(R1)은 제3 측면(111c)과 평행한 방향으로 길게 형성될 수 있다. 제2 노출 영역(R2)은 복수의 메사(M)들 각각의 측면의 적어도 일부를 따라, 메사(M)와 제1 도전형 반도체층(111)의 측면 사이에 형성될 수 있다. 제1 노출 영역(R1)은 제2 노출 영역(R2)으로부터 연장되어 위치할 수 있다.
노출 영역(R)은 볼록부(Q)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시되어 있듯, 제2 노출 영역(R2)은 볼록부(Q)를 포함하며, 볼록부(Q)는 제1 메사(M1)를 향해 위치할 수 있다. 나아가, 볼록부(Q)는 제2 측면(111b)의 중간 지점에 인접하며, 제1 측면(111a)을 향해 형성하도록 볼록한 형상으로 위치할 수 있다.
제1 전극(150)은 제1 도전형 반도체층(111) 상에 위치하며, 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 접속할 수 있다. 제1 전극(150)은 제1 본딩패드(151) 및 제1 본딩패드(151)에 연결되는 하부 연장부(152)를 포함할 수 있다.
제1 본딩패드(151)는 제1 메사(M1)와 제2 측면(111b) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제1 메사(M1)와 제2 메사(M2)들 사이에 각각 제1 노출 영역(R1)들이 형성될 수 있으며, 제1 본딩패드(151)는 이들 제1 노출 영역(R1)들 사이에 위치할 수 있다. 제1 본딩패드(151)는 제1 도전형 반도체층(111)의 일부가 노출된 볼록부(Q) 상에 위치할 수 있다. 발광 다이오드의 외부 전원에서 후술할 제2 본딩패드(141)를 통해 발광 구조체(110)에 공급된 전류는 제1 본딩패드(151)를 통해 발광 구조체(110)의 외부로 빠져나간다.
하부 연장부(152)는 메사(M)의 측면을 따라 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 연장부(152)의 일부는 제1 노출 영역(R1) 상에 위치할 수 있다. 하부 연장부(152)는 제1 본딩패드(151) 근처에만 전류가 밀집되는 것을 방지하여, 전류 분산 효율을 개선시킨다.
하부 연장부(152)의 말단과 제2 측면(111b) 사이의 거리는 하부 연장부(152)의 말단과 제1 측면(111a) 사이의 거리보다 클 수 있다. 따라서, 하부 연장부(152)들 사이에 위치한 메사(M) 영역, 예를 들어, 제1 메사(M1)에 전류가 용이하게 공급되어 발광 강도가 개선될 수 있다.
아울러, 하부 연장부(152)의 말단과 제2 본딩패드(141) 사이의 거리는 하부 연장부(152)의 말단과 제1 본딩패드(151) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 이에 따라, 제2 본딩패드(141)에 공급된 전류가 인가될 수 있는 하부 연장부(152)의 영역이 더 넓게 확보될 수 있으므로, 제2 본딩패드(141) 및 하부 연장부(152) 주변의 메사(M) 영역에 전류가 용이하게 공급되어 발광 강도가 더욱 개선될 수 있다.
전류차단층(130)은 발광 구조체(110) 상에 위치할 수 있다. 구체적으로, 도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 전류차단층(130)은 복수의 메사(M)들의 일부분, 및 제1 노출 영역(R1)의 일부분 상에 위치할 수 있다.
전류차단층(130)은 전극으로 공급된 전류가 반도체층에 직접적으로 전달되어, 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전류차단층(130)은 절연성을 가질 수 있고, 절연성 물질을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 전류차단층(130)은 SiOx 또는 SiNx을 포함할 수 있고, 또는 굴절률이 다른 절연성 물질층들이 적층된 분포 브래그 반사기를 포함할 수도 있다. 즉, 전류차단층(130)은 광 투과성을 가질 수도 있고, 광 반사성을 가질 수도 있다.
전류차단층(130)은 메사(M)의 상면에 위치한 제1 차단층(130a) 및 제2 차단층(130b)을 포함할 수 있다. 제1 차단층(130a)은 제2 도전형 반도체층(113)을 노출시키는 개구부(130c)를 포함할 수 있다. 제2 차단층(130b)은 제1 차단층(130a)으로부터 이격되어 개구부(130c) 내에 위치할 수 있다. 제1 차단층(130a) 및 제2 차단층(130b)은 연결부(131)들 사이에 위치할 수 있다. 제1 차단층(130a)은 원형일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다. 개구부(130c)는 제1 차단층(130a)의 외곽 형상에 대응할 수 있으며, 예를 들어, 제1 차단층(130a)이 원형인 경우, 개구부(130c)도 원형일 수 있다. 제2 차단층(130b)은 개구부(130c)의 형상에 대응할 수 있으며, 예를 들어, 개구부(130c)가 원형인 경우 제2 차단층(130b) 역시 원형일 수 있다.
전류차단층(130)은 복수의 메사(M)들 중 일 메사(M)로부터 상기 일 메사(M)에 인접하는 또 다른 메사(M)로 연장되는 적어도 하나의 연결부(131)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연결부(131)는 제1 측면(111a)과 인접할 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 연결부(131)는 제1 메사(M1)의 일부분에서 시작하여, 제1 노출 영역(R1)을 지나, 제2 메사(M2)의 일부분에 이르는 영역 상에 위치할 수 있다. 연결부(131)는 제2 전극(140)이 제1 도전형 반도체층(111)에 전기적으로 접촉하는 것을 방지하며, 투명전극층(120)을 제1 도전형 반도체층(111)으로부터 절연시킨다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 연결부(131)는 사각형 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 원형일 수도 있다.
전류차단층(130)은 연결부(131)로부터 돌출되며 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하는 돌출부(132)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 돌출부(132)는 제1 메사(M1)와 제1 노출 영역(R1)의 경계에서부터 제2 메사(M2)와 제1 노출 영역(R1)의 경계에 걸쳐 위치할 수 있다. 돌출부(132)는 제2 전극(140)으로부터 제1 메사(M1)의 측면 및 제2 메사(M2)의 측면과 나란한 방향으로 돌출되어 위치할 수 있다. 구체적으로, 돌출부(132)는 제1 측면(111a) 및 제2 측면(111b) 양측을 향해 돌출되어 위치할 수 있다. 후술할 투명전극층(120)의 일부는 돌출부(132) 상에 위치할 수 있다. 제1 노출 영역(R1) 상에서 전류차단층이 충분한 영역에 걸쳐 형성되지 못한 경우, 투명전극층(120)을 형성할 수 있는 영역이 지나치게 좁아질 수 있다. 이 경우, 투명전극층의 신뢰성에 문제가 생길 수 있으며, 투명전극층이 제1 도전형 반도체층과 접하게 되어 불량률이 증가할 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 돌출부(132)를 포함하기 때문에, 제1 노출 영역(R1) 상에서 투명전극층(120)이 형성될 수 있는 충분한 영역이 확보되므로, 투명전극층(120)을 제1 도전형 반도체층(111)으로부터 효과적으로 절연시킬 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드의 불량률이 감소하고, 신뢰성이 개선될 수 있다.
나아가, 돌출부(132)는 제1 메사(M1) 및 제2 메사(M2)를 적어도 부분적으로 덮을 수 있다. 구체적으로, 돌출부(132)는 제1 노출 영역(R1)뿐만 아니라 제1 메사(M1)의 측면 및 제2 메사(M2)의 측면 상에 더 위치할 수 있다. 더욱 나아가, 돌출부(132)는 제1 메사(M1)의 상면 및 제2 메사(M2)의 상면 상에도 더 위치할 수 있다.
투명전극층(120)은 복수의 메사(M)들의 일부분 및 제1 노출 영역(R1)의 일부분 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 4에 도시된 바와 같이, 투명전극층(120)은 제2 도전형 반도체층(113) 및 전류차단층(130)을 부분적으로 덮을 수 있다. 투명전극층(120)의 일부는 전류차단층(130) 상에 위치할 수 있다. 이에 따라, 전류차단층(130)은 투명전극층(120)과 제2 도전형 반도체층(113) 사이 및 투명전극층(120)과 제1 노출 영역(R1) 사이에 위치할 수 있다. 투명전극층(120)은 제2 도전형 반도체층(113)과 오믹 컨택을 형성할 수 있다. 투명전극층(120)은 제2 전극(140)을 통해 인가되는 전류를 수평 방향으로 분산시키는 역할을 하면서도, 투과율이 높아 활성층(112)에서 방출되는 광을 투과시킨다. 투명 전극층(140)은 광 투과성 및 전기적 도전성을 갖는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, ITO, ZnO, IZO등과 같은 도전성 산화물 및 Ni/Au와 같은 광 투과성 금속층 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
투명전극층(120)은 복수의 메사(M)들 상에 위치하는 제1 영역(121) 및 제1 영역(121)으로부터 연장된 제2 영역(122)을 포함할 수 있다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 제2 영역(122)은 각 메사(M)들에 위치한 제1 영역(121)들을 연결시켜주므로, 제2 전극(140)을 통해 일 메사(M) 상의 투명전극층(120)으로 인가된 전류는 인접한 메사(M) 상의 투명전극층(120) 영역으로 분산될 수 있다. 따라서, 전류 분산이 더욱 원활하게 이루어질 수 있으므로, 발광 다이오드의 발광 균일도가 개선될 수 있다.
제1 영역(121)의 측면은 메사(M)의 측면과 나란하게 위치할 수 있다. 투명전극층(120)의 일부, 구체적으로 제1 영역의 일부는 돌출부(132) 상에 위치할 수 있다. 이 경우, 투명전극층(120)이 메사(M)의 측면과 더욱 인접할 수 있으므로, 메사(M)의 측면에 인접한 영역까지 전류가 용이하게 공급될 수 있으므로, 발광 강도가 개선될 수 있다.
제2 영역(122)은 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하며 제1 영역(121)들과 접할 수 있다. 이에 따라, 전류차단층(130)의 일부, 즉 연결부(131)는 제2 영역(122)과 제1 노출 영역(R1) 사이에 위치하여, 제2 영역(122)과 제1 도전형 반도체층(111)이 전기적으로 접속하는 것을 방지한다. 연결부(131) 중 제1 노출 영역(R1) 상에 위치한 부분의 넓이는 제2 영역(122) 중 제1 노출 영역(R1) 상에 위치한 부분의 넓이보다 클 수 있다. 따라서, 제2 영역(122)이 제1 도전형 반도체층(111)으로부터 효과적으로 이격될 수 있다.
복수의 메사(M)들 상에 위치한 투명전극층(120)들은 서로 연결된 형태일 수 있다. 즉, 투명전극층(120)은 서로 분리되지 않고 복수의 메사(M) 각각에 위치할 수 있다. 구체적으로, 투명전극층(120)은 발광 다이오드 내에서 복수개가 아닌 단일로써 존재할 수 있다. 일반적으로 투명전극층은 각각의 메사 상에 한정되어 서로 이격된 상태로 존재하므로, 각 투명 전극층에 의해 전류가 분산되는 영역 또한 각 메사에 한정된다. 이와 달리, 본 발명의 실시예들에 따르면, 제2 전극(140)을 통해 일 메사(M) 상의 투명전극층(120)에 인가된 전류는 서로 연결된 투명 전극층(120)을 통해 발광 다이오드 전 영역으로 분산될 수 있다.
제2 전극(140)은 전류차단층(130) 상에 위치하고 투명전극층(120)을 부분적으로 덮을 수 있다. 제2 전극(140)은 제2 도전형 반도체층(113) 상에 전기적으로 접속하여 위치할 수 있다.
제2 전극(140)은 제2 본딩패드(141) 및 적어도 하나의 상부 연장부(142)를 포함할 수 있다. 제2 본딩패드(141)는 제1 메사(M1) 상에 위치하며 복수의 인접한 연결부(131)들 사이에서 위치할 수 있다. 제2 본딩패드(141)는 발광 다이오드 외부의 전원에서 와이어(미도시)를 통해 인가된 전류를 발광 구조체(110)로 전달하는 역할을 한다. 제2 본딩패드(141)의 외곽 형상은 제1 차단층(130a)의 외곽 형상에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 5에 도시된 바와 같이, 제2 본딩패드(141)는 원형일 수 있다. 이 경우, 제2 본딩패드(141)의 면적을 최소화하여 발광 영역을 확보하면서도 솔더와의 접착 면적을 확보할 수 있다. 또한, 제2 본딩패드(141)가 각진 모서리를 포함하지 않는 원형이기 때문에, 제2 본딩패드(141)의 전류 밀집 현상이 줄어들 수 있다.
제2 본딩패드(141)는 제1 차단층(130a) 및 제2 차단층(130b) 상에 위치할 수 있다. 제2 본딩패드(141)는 개구부(130c)를 통해 제2 도전형 반도체층(113)과 접촉된다. 이 때, 제1 차단층(130a) 및 제2 차단층(130b)에 의해 발생한 단차에 의해, 제 2 본딩패드(141)의 박리 등의 불량이 발생하는 것이 방지될 수 있다. 더불어, 상기 단차에 의해, 제2 본딩패드(141)의 상면은 개구부(130c)의 위치에 대응하는 함몰부를 포함할 수 있다. 이 경우, 함몰부에 의해 와이어가 제2 본딩패드(141)에 안정적으로 접착될 수 있다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드는 제1 본딩패드(151) 및 제2 본딩패드(141)를 가로지르는 가상의 선(X-X')에 대해 대칭 구조를 가질 수 있다. 이를 통해, 상기 가상의 선을 두고 나뉘는 복수의 발광 영역에 대해 동일한 형태로 전류가 분산될 수 있다.
상부 연장부(142)는 제2 본딩패드(141)에서 연장될 수 있다. 상부 연장부(142)는 발광 다이오드의 일 영역에 한정되어 전류가 밀집되는 문제를 개선할 수 있으며, 이에 따라 발광 다이오드의 발광 균일도가 향상될 수 있다.
상부 연장부(142)는 제2 본딩패드(141)와 접하며 적어도 하나의 연결부(131) 상에 위치하는 제1 상부 연장부(142a)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 상부 연장부(142a)는 직선형태일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 하부 연장부(152)의 말단과 제1 상부 연장부(142a) 사이의 거리는 하부 연장부(152)의 말단과 제2 측면(111b) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 따라서, 하부 연장부(152)의 말단과 제1 상부 연장부(142a) 사이의 메사(M) 영역으로 전류가 원활하게 공급될 수 있다. 나아가, 하부 연장부(152)의 말단과 제1 상부 연장부(142a)의 최단 경로에는 메사(M)가 아닌 제1 노출 영역(R1)이 위치하므로, 전류는 상기 최단 경로로 흐르지 못하고, 우회하여, 상기 최단 경로와 인접한 제1 메사(M1) 및 제2 메사(M2) 영역으로 분산될 수 있다. 따라서, 하부 연장부(152)와 제1 상부 연장부(142a) 중 메사(M) 상에 위치하는 부분 사이의 발광 강도가 개선될 수 있다.
상부 연장부(142)는 제2 상부 연장부(142b)를 포함할 수 있다. 제2 상부 연장부(142b)는 제3 측면(111c)과 평행할 수 있다. 제2 상부 연장부(142b)는 제1 상부 연장부(142a)에서 연장될 수 있다. 제2 상부 연장부(142b)는 제1 본딩패드(151)와 인접한 제1 도전형 반도체층(111)의 일 측면을 향해 연장될 수 있다. 제2 상부 연장부(142b)의 말단과 제1 측면(111a) 사이의 거리는 제2 상부 연장부(142b)의 말단과 제2 측면(111b) 사이의 거리보다 클 수 있다. 이 경우, 전류가 제2 본딩패드(141) 주위에 밀집되는 현상이 개선될 수 있으므로, 발광 다이오드의 발광 균일도가 향상될 수 있다.
제2 상부 연장부(142b)는 제1 부(142b1) 및 제2 부(142b2)를 포함할 수 있다. 제1 부(142b1)는 제1 메사(M1) 상에 위치하며 제2 본딩패드(141)와 접할 수 있다. 나아가, 제1 부(142b1)는 제1 본딩패드(151) 및 제2 본딩패드(141) 사이에 위치할 수 있다.
제2 부(142b2)는 제2 메사(M2) 상에 위치하며 제3 측면(111c)과 나란할 수 있다. 제2 부(142b2)의 길이는 제1 부(142b1)의 길이보다 클 수 있다. 이를 통해, 제2 상부 연장부(142b)와 제1 본딩패드(151) 사이의 최단 거리들의 편차가 줄어들 수 있다. 따라서, 제2 상부 연장부(142b)들 각각에 인가되는 전류의 양의 편차가 줄어들 수 있으므로, 각각의 제2 상부 연장부(142b)들이 위치한 메사(M)의 영역들의 발광 강도가 유사해질 수 있다. 결과적으로, 발광 다이오드의 발광 균일도가 개선될 수 있다.
제2 부(142b2)의 폭(W2)은 제1 부(142b1)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 일반적으로, 제2 본딩패드(141)로부터 멀리 위치한 메사(M) 상에 위치한 제2 상부 연장부(142b)일수록 제2 본딩패드(141)를 통해 인가된 전류를 충분히 공급받지 못하게 된다. 본 실시예에서는 제2 본딩패드(141)로부터 멀리 위치한 제2 부(142b2)의 폭(W2)이 상대적으로 크기 때문에, 상술한 일반적인 경우에 비해서 제2 부(142b2)에 많은 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 제2 본딩패드(141)로부터 멀리 위치한 메사(M)의 발광 강도가 개선될 수 있어, 발광 다이오드의 발광 균일도가 향상될 수 있다. 예를 들어, 제2 부(142b2)의 폭(W2)은 6㎛ 일 수 있으며, 제1 부(142b1)의 폭(W1)은 5㎛ 일 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다. 도 6의 발광 다이오드는 도 1 내지 도 5를 통해 설명한 발광 다이오드와 유사하다. 구체적으로, 도 6의 발광 다이오드는 도 4 및 도 5를 통해 확대하여 설명한 부분들(I1, I2)을 포함한다. 다만, 도 6의 발광 다이오드는 도 1 내지 도 5를 통해 설명한 발광 다이오드와 메사(M), 상부 연장부(140b) 등에서 차이를 가지므로, 이하 이 부분에 한하여 설명하도록 한다.
본 실시예의 발광 다이오드는 복수의 메사(M)들을 포함하며, 제1 본딩패드(151)는 복수의 메사(M)들로 둘러싸일 수 있다. 도 1의 발광 다이오드는 제2 노출 영역(R2)이 볼록부(Q)를 포함하며, 상기 볼록부(Q) 상에 제1 본딩패드(151)가 위치하고, 제1 본딩패드(151)는 제1 메사(M1)에 의해서만 둘러싸이게 된다. 따라서, 제2 본딩패드(141)를 통해 인가된 전류가 제1 메사(M)에 지나치게 밀집되며, 제1 본딩패드(151)를 직접적으로 둘러싸지 못하는 제2 메사(M)들에는 전류가 충분히 공급되지 못하는 문제가 발생한다. 이와 달리, 도 6의 발광 다이오드의 볼록부(Q)는 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하므로, 제1 본딩패드(151)는 복수의 메사(M)들, 즉 제1 메사(M) 및 제2 메사(M)들에 의해 둘러싸일 수 있다. 따라서, 복수의 메사(M)들에 전류가 더욱 고르게 분산될 수 있으므로, 발광 다이오드의 발광 균일도가 개선될 수 있다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드의 제1 메사(M1)의 일 측면은 제1 측면(111a)을 따라 위치하며, 제1 메사(M)의 타 측면은 제2 메사(M2)에 의해 둘러싸인다. 구체적으로, 제2 메사(M2)의 일부는 제1 메사(M1)와 제2 측면(111b) 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라, 도 1의 발광 다이오드가 포함하였던 복수의 제1 노출 영역(R1)들은 서로 연결되어, 본 실시예의 제1 도전형 반도체층(111)은 단일의 제1 노출 영역(R1)을 포함한다. 제1 본딩패드(151)는 단일의 제1 노출 영역(R1) 중 제1 메사(M1) 및 제2 메사(M2)들에 의해 둘러싸인 영역 상에 위치한다.
복수의 메사(M)들의 크기는 동일할 수 있다. 일반적으로, 전류가 제1 본딩패드(151) 주변에 밀집되기 때문에, 발광 효율을 높이기 위해 복수의 메사(M) 중 제1 본딩패드(151)를 둘러싸는 메사(M)의 크기는 제1 본딩패드(151)를 둘러싸지 않는 다른 메사(M)들의 크기보다 크다. 본 실시예는 복수의 메사(M)들이 제1 본딩패드(151)를 둘러싸기 때문에, 상기 복수의 메사(M)들의 크기가 동일할 수 있다. 이에 따라, 각 메사(M)들의 발광 영역이 동일하여, 발광 다이오드의 발광 균일도가 개선될 수 있다.
한편, 제1 상부 연장부(142a)는 곡선 형태일 수 있다. 구체적으로, 제1 상부 연장부(142a)는 제1 측면(111a)을 향해 볼록하게 휜 형태일 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1 상부 연장부(142a)와 제1 측면(111a) 사이의 최단 거리는 제2 본딩패드(141)의 중심부와 제1 측면(111a) 사이의 최단 거리보다 작을 수 있다. 제2 본딩패드(141)가 원형인 경우, 제2 본딩패드(141)의 중심부는 원의 중심이다. 따라서, 제1 상부 연장부(142a)는 제1 측면(111a)과 인접한 메사(M) 영역에 가까이 위치할 수 있으므로, 상기 메사(M) 영역에 전류가 원활히 공급될 수 있어서, 발광 강도가 개선될 수 있다.
제2 부(142b2)의 말단은 제1 본딩패드(151)와 제2 본딩패드(141)를 가로지르는 가상의 선을 향할 수 있다. 구체적으로, 제2 부(142b2)의 말단은 제1 본딩패드(151) 쪽으로 휘어있는 형태일 수 있다. 이를 통해, 제2 메사(M2) 중 제1 메사(M1)와 제2 측면(111b) 사이의 영역에 전류가 원활히 공급될 수 있으므로, 상기 영역의 발광 강도가 개선될 수 있다.
제2 전극(140)은 복수의 메사(M)들을 전기적으로 연결할 수 있다. 구체적으로, 복수의 메사(M)들 각각의 제2 도전형 반도체층(113)은 제2 전극(140)에 의해 전기적으로 연결되며, 복수의 메사(M)들은 제1 도전형 반도체층(111)을 공유한다. 따라서, 복수의 메사(M)들은 병렬로 연결된다. 이 경우, 발광 다이오드가 고전류에서 구동될 시, 드룹 현상이 개선될 수 있으며, 발광 다이오드의 각 영역들의 발광 강도가 좀 더 균일하게 나타날 수 있다.
도 6을 통해 설명한 발광 다이오드를 실시예로, 도 6을 통해 설명한 발광 다이오드와 유사하나 복수의 메사(M)가 아닌 단일의 메사(M)로 이루어진 점에서 차이가 있는 종래의 발광 다이오드를 비교예로 사용하여, 고전류에서의 발광 다이오드 특성을 측정하였다.
구체적으로, 실시예와 비교예 각각의 발광 다이오드들에 인가되는 전류(mA)를 상승시키면서 발광 다이오드의 외부 양자 효율(EQE, lm/W)을 측정하였다. 이를 바탕으로 최대 외부 양자 효율 수치에 대해 각 전류에서의 외부 양자 효율의 감소 정도를 백분율로 나타내었다. 그 결과, 비교예는 65mA에서 -2.8%, 100mA에서 -4.9%, 400mA에서 -18.2%의 외부 양자 효율 감소 정도를 보였다. 반면, 실시예는 65mA에서 -2.5%, 100mA에서 -4.6%, 400mA에서 -17.6%의 외부 양자 효율 감소 정도를 보인 바, 비교예에 비해 외부 양자 효율의 감소 정도가 작다는 것을 확인할 수 있다. 나아가, 상기 수치들을 통해, 고전류가 인가될수록 실시예와 비교예의 외부 양자 효율 감소 정도의 차가 커지는 것을 알 수 있으며, 이는 본 실시예에 따른 발광 다이오드의 드룹 현상이 개선된다는 것을 보여준다.
도 14는 본 실시예에 따른 발광 다이오드의 발광 균일도 개선 효과를 설명하기 위한 그래프 및 사진이다. 도 14는 비교예(a) 및 실시예(b) 각각에 고전류(280mA)를 인가한 후 발광 다이오드 각 영역에서의 발광 강도를 측정한 사진들이다. 도 14를 참조하면, 복수의 메사(M)들이 병렬 연결된 실시예의 경우, 비교예와 비교하여, 고전류에서 발광 다이오드의 외곽(점선 영역)의 발광 강도가 개선된다. 구체적으로, 발광 다이오드의 중심부의 발광 강도는 유사하나, 발광 다이오드의 외곽의 발광 강도가 개선됨에 따라 발광 다이오드의 중심부와 외곽의 발광 정도의 차이가 줄어들 수 있다. 따라서, 고전류 구동 시, 실시예의 발광 다이오드의 발광 균일도가 개선될 수 있다.
상술한 실시예의 드룹 현상 개선 및 발광 균일도 개선 효과는 도 6의 발광 다이오드에 국한되는 것은 아니며, 복수의 메사(M)들이 병렬로 연결된 다른 실시예들에서도 도출될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다. 도 7의 발광 다이오드는 도 1 내지 도 5를 통해 설명한 발광 다이오드와 유사하다. 예를 들어, 도 7의 발광 다이오드는 도 4 및 도 5를 통해 확대하여 설명한 부분들(I1, I2)을 포함하며, 제1 메사(M1), 제2 메사(M2), 노출 영역(R1) 등의 구성에 대해서도 유사하다. 다만, 도 7의 발광 다이오드는 도 1 내지 도 5를 통해 설명한 발광 다이오드에 대해 제3 메사(M3) 및 제3 부 (142b3)와 관련하여 차이를 가지므로, 이하 이 부분에 한하여 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드는 복수의 제3 메사(M3)들을 더 포함할 수 있다. 복수의 제3 메사(M3)들은 제2 메사(M2)와 제3 측면(111c) 사이에 위치할 수 있다. 더불어, 제1 메사(M1)는 복수의 3 메사(M)들 사이에 위치할 수 있다. 제3 메사(M3)의 크기는 제2 메사(M2)의 크기와 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 상부 연장부(142b)는 제3 부(142b3)를 더 포함할 수 있다. 제3 부(142b3)는 제3 메사(M3) 상에 위치할 수 있다. 제3 부(142b3)는 제3 측면(111c)과 평행할 수 있다. 제3 부(142b3)의 길이는 제2 부(142b2)의 길이보다 클 수 있다. 이를 통해, 제2 상부 연장부(142b)와 제1 본딩패드(151) 사이의 최단 거리들의 편차가 줄어들 수 있다. 따라서, 제2 상부 연장부(142b)들 각각에 인가되는 전류의 양의 편차가 줄어들 수 있으므로, 각각의 제2 상부 연장부(142b)들이 위치한 메사(M)의 영역들의 발광 강도가 유사해질 수 있다. 결과적으로, 발광 다이오드의 발광 균일도가 개선될 수 있다.
제3 부(142b3)의 폭(W3)은 제2 부(142b2)의 폭(W2)보다 클 수 있다. 제2 본딩패드(141)로부터 멀리 위치한 제3 부(142b3)의 폭(W3)이 상대적으로 크기 때문에, 일반적인 경우에 비해서 제3 부(142b3)에 더 많은 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 제2 본딩패드(141)로부터 멀리 위치한 메사(M)의 발광 강도가 증가하여, 발광 다이오드의 발광 균일도가 향상될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다. 도 8의 발광 다이오드는 도 1 내지 도 5 및 도 7을 통해 설명한 발광 다이오드와 유사하다. 예를 들어, 도 8의 발광 다이오드는 도 4 및 도 5를 통해 확대하여 설명한 부분들(I1, I2)을 포함하며, 제3 부(142b3)의 길이는 제2 부(142b2)의 길이보다 클 수 있다. 또한, 제3 부(142b3)의 폭(W3)은 제2 부(142b2)의 폭(W2)보다 클 수 있다. 다만, 도 7의 발광 다이오드는 도 1 내지 도 5 및 도 7을 통해 설명한 발광 다이오드에 대해 제2 상부 연장부(142b)의 위치, 하부 연장부(152)와 관련하여 차이를 가지므로, 이하 이 부분에 한하여 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드의 제2 부(142b2)의 일부는 제1 메사(M1) 및 제1 노출 영역(R1) 중 제1 메사(M1)와 제2 메사(M2) 사이에 위치하는 영역 상에 위치할 수 있다. 즉, 제1 메사(M1)의 일부, 제2 메사(M2)의 일부 및 제1 노출 영역(R1)의 일부는 모두 제2 부(142b2)와 상하방향으로 중첩할 수 있다. 이를 통해, 제2 부(142b2)에 인가된 전류는 제2 메사(M2) 뿐만 아니라 제1 메사(M1)에도 전달될 수 있다. 또한, 제2 부(142b2)에 의해 가려지는 메사(M) 영역이 줄어들 수 있으므로, 충분한 발광 영역이 확보되어 발광 효율이 개선될 수 있다.
돌출부(132)는 제1 돌출부(132a)를 포함할 수 있다. 제1 돌출부(132a)는 제2 부(142b2)와 상하방향으로 중첩될 수 있다. 제1 돌출부(132a)의 말단과 제2 측면(111b) 사이의 거리는 제1 돌출부(132a)와 제1 측면(111a) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 돌출부(132a)는 제2 측면(111b)을 향해 길게 위치할 수 있다. 제2 부(142b2)는 제1 돌출부(132a) 상에 위치할 수 있다. 구체적으로, 제2 부(142b2)의 전 영역은 제1 돌출부(132a) 상에 한정되어 위치할 수 있다.
하부 연장부는 제1 하부 연장부(152a) 및 제2 하부 연장부(152b)를 포함할 수 있다.
제1 하부 연장부(152a)는 제1 노출 영역(R1) 상에 위치할 수 있다. 제1 하부 연장부(152a)의 말단은 제1 측면(111a)을 향할 수 있다.
제2 하부 연장부(152b)는 제1 본딩패드(151)와 제2 본딩패드(141) 사이에 위치할 수 있다. 볼록부(Q)는 제2 본딩패드(141)를 향해 길게 연장되고, 제2 하부 연장부(152b)는 상기 볼록부(Q) 상에 위치할 수 있다. 이를 통해, 전류가 제1 본딩패드(151) 근처에 지나치게 밀집되는 문제를 개선할 수 있다. 또한, 제2 부(142b2)와 볼록부(Q) 상에 위치하는 제2 하부 연장부(152b) 사이의 영역에 충분한 전류가 공급될 수 있으므로, 상기 영역의 발광 강도가 개선될 수 있다. 도 8의 발광 다이오드는 제1 부(142b1)를 포함하지 않는다. 제1 부(142b1) 대신 제1 전극(150)의 제2 하부 연장부(152b)를 통해 전류 분산 효과 및 발광 강도 효과를 개선시킨다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도들 및 단면도이다. 도 9는 발광 다이오드의 평면도이며, 도 10은 도 9의 발광 다이오드의 일부분(I3)의 확대도이며, 도 11은 도 9의 D-D'선에 대응하는 부분의 단면도이다. 도 12는 도 9의 E-E'선에 대응하는 부분의 단면도이다.
도 1의 발광 다이오드와 도 9의 발광 다이오드는 대체로 유사하다. 특히, 양 발광 다이오드들이 모두 연결부(131) 및 돌출부(132)를 포함하는 점이 동일하다. 다만, 도 1의 실시예에서, 제2 본딩패드(141)는 복수의 인접한 연결부(131)들 사이에서 메사(M) 상에 위치하였으나, 본 실시예에 있어서, 제2 본딩패드(141)는 연결부(131) 상에 위치한다. 또한, 연결부(131)가 복수의 개구부(130d, 130e)를 포함한다. 이와 관련하여 나타나는 몇 가지 차이점들을 위주로 본 실시예를 설명하도록 한다.
복수의 메사(M)는 서로 인접하는 제1 메사(M1) 및 제2 메사(M2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 제1 메사(M1) 및 제2 메사(M2)는 제1 메사(M1)와 제2 메사(M2) 사이를 지나는 가상의 선(Y-Y')에 대해 대칭 구조를 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 구조체(110)가 3개 이상의 메사(M)를 포함할 수도 있다.
연결부(131)는 제1 메사(M1) 및 제2 메사(M2) 상에 위치하는 제1 연결부(131a)를 포함할 수 있다.
제2 전극(140)은 제2 본딩패드(141)를 포함하며, 제2 본딩패드(141)는 제1 연결부(131a) 상에 위치할 수 있다. 제1 연결부(131a)는 제2 본딩패드(141)의 외곽 형상에 대응할 수 있다. 예를 들어, 제2 본딩패드(141)가 원형인 경우, 연결부(131)는 원형일 수 있다.
연결부(131)는 제1 메사(M1)의 상면을 노출시키는 제1 개구부(130d) 및 제2 메사(M2)의 상면을 노출시키는 제2 개구부(130e)를 포함할 수 있다. 제2 본딩패드(141)는, 도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(130d) 및 제2 개구부(130e)를 통해 제2 도전형 반도체층(113)과 물리적으로 접촉할 수 있다. 제1 개구부(130d) 및 제2 개구부(130e)는 각각 적어도 하나의 오목부(K1, K2)를 포함할 수 있다. 오목부(K1)가 존재하기 때문에, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(130d)는 제1 개구부(130d) 외곽을 따라 E-E'선 방향으로 네 개의 단차를 가질 수 있다. 반면, 제1 개구부(130d) 및 제2 개구부(130e)가 오목부(K1)를 포함하지 않는 경우, 제2 본딩패드(141)가 E-E'선 방향을 따라 제1 개구부(130d)의 한 영역에서만 제2 도전형 반도체층(113)과 접촉할 수 있다. 즉, 제1 개구부(130d)는 제1 개구부(130d) 외곽을 따라 E-E'선 방향으로 두 개의 단차만을 가질 뿐이다. 따라서, 본 실시예는 제2 본딩패드(141) 아래에 많은 단차를 형성시킬 수 있으므로, 제2 본딩패드(141)의 박리 등의 불량이 발생하는 것이 방지될 수 있다.
제1 전극(140)은 제1 본딩패드(151) 및 하부 연장부(152)를 포함할 수 있다. 제1 본딩패드(151)는 제1 메사(M1) 및 제2 메사(M2) 사이에 위치할 수 있다. 하부 연장부(152)는 제1 노출 영역(R1) 상에 위치할 수 있다. 더불어, 하부 연장부(152)는 제1 본딩패드(151) 및 제2 본딩패드(141) 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 본딩패드(151)에 지나치게 전류가 밀집되는 것이 방지될 수 있으며, 제1 본딩패드(151)와 상부 연장부(142) 사이의 메사(M) 영역에 전류가 원활히 공급될 수 있으므로, 상기 영역의 발광 강도가 개선될 수 있다.
제1 개구부(130d) 및 제2 개구부(130e)는 제1 본딩패드(151) 및 제2 본딩패드(141)를 가로지르는 가상의 선에 대해 대칭 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 본딩패드(141)는 서로 반대되는 방향에서 작용하는 외부 충격에 대해서도 우수한 신뢰성을 유지할 수 있다. 나아가, 제1 개구부(130d)의 오목부(K1) 및 제2 개구부(130e)의 오목부(K2) 각각은 제1 연결부(131a)의 외곽과 나란할 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 제1 연결부(131a)가 원형인 경우, 제1 개구부(130d)의 오목부(K1) 및 제2 개구부(130e)의 오목부(K2)는 각각 원의 외곽을 따라 원호 형태를 가질 수 있다. 일반적으로 제2 본딩패드(141)에 솔더를 이용하여 와이어 본딩을 하는 경우, 와이어와 솔더의 접합력에 의해 와이어와 접촉하는 솔더의 상면 중심부는 원형으로 볼록하며, 제2 본딩패드(141)와 접촉하는 솔더의 하면 중심부는 원형으로 오목하다. 제1 개구부(130d)의 오목부(K1) 및 제2 개구부(130e)의 오목부(K2)가 각각 원의 외곽을 따라 원호 형태를 가지는 경우, 제2 본딩패드(141)의 상면 중 제1 개구부(130d)의 오목부(K1) 및 제2 개구부(130e)의 오목부(K2) 사이의 제1 연결부(131a) 영역에 대응하는 영역은 원형에 가까운 형태를 포함할 수 있다. 따라서, 솔더의 하면 모폴로지와 제2 본딩패드(141) 상면의 모폴로지가 유사할 수 있으므로 와이어와 제2 본딩패드(141)의 접착력이 강해질 수 있으며, 이에 따라 발광 다이오드의 신뢰성이 향상될 수 있다.
더 나아가, 제1 개구부(130d) 및 제2 개구부(130e)는 각각 적어도 하나의 볼록부(V1, V2)를 포함하며, 볼록부(V1, V2)는 연결부(131)의 외곽과 나란할 수 있다. 이에 따라, 제2 본딩패드(141)는 상면에 원형에 가까운 함몰부를 포함할 수 있다. 이 경우, 와이어 본딩 시, 솔더가 고르게 분포될 수 있으므로, 솔더가 어느 방향으로 새어 연결부(131)를 벗어나 흐르게 되는 문제가 방지될 수 있다.
투명전극층(120) 중 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하는 부분의 넓이는 제2 전극(140) 중 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하는 부분의 넓이보다 클 수 있다. 구체적으로, 제2 영역(122) 중 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하는 부분의 넓이는 제2 본딩패드(141) 중 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하는 부분의 넓이보다 클 수 있다. 제2 영역(122)은 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하는 측면(a)들을 포함하고, 제2 본딩패드(141)는 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하는 측면(b)들을 포함하며, 상기 제2 본딩패드(141)의 측면(b)들은 제2 영역(122)의 측면(a)들 사이에 위치할 수 있다. 더욱 구체적으로, 제2 본딩패드(141) 중 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하는 부분은 투명전극층(120)의 측면(a)를 덮지 않는다. 제1 노출 영역(R1) 상에서 제2 본딩패드(141)가 제2 영역(122)의 측면(a)을 덮는 경우, 제2 본딩패드(141) 상면의 모서리 일부는 투명전극층(120)과 수직 방향으로 중첩되지 않으므로 함몰부를 포함하게 된다. 이 경우, 와이어 본딩 시, 솔더가 상기 함몰부를 따라 제1 도전형 반도체층(111)으로 흘러내리게 되는 문제가 발생할 수 있다. 이와 달리, 상술한 본 실시예의 구조는 제2 본딩패드(141)의 모서리에 함몰부가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 발광 다이오드의 신뢰성이 향상될 수 있다.
상술한 구조가 달성되기 위해서, 제2 본딩패드(141)는 제1 연결부(131a) 상에 위치하고, 제2 영역(122)이 돌출부(132) 상에 위치하는 것이 유리하다. 또한, 이러한 구조는 제1 개구부(130d) 및 제2 개구부(130e)를 고려할 때도 이점이 있다. 구체적으로, 돌출부(132)가 없는 경우, 제1 노출 영역(R1) 상에서 제2 본딩패드(141)가 제2 영역(122)의 측면(a)을 덮지 않기 위해서는 제2 본딩패드(141)의 영역이 줄어들어야 한다. 동시에 제2 본딩패드(141)의 물리적 신뢰성을 유지하기 위한 제1 개구부(130d) 및 제2 개구부(130e)의 최소 크기를 유지해야 한다. 이 경우, 제2 본딩패드(141)가 제1 개구부(130d) 또는 제2 개구부(130e)를 충분히 채우지 못해 제2 본딩패드(141)가 박리되는 문제를 초래할 수 있어 발광 다이오드의 물리적 신뢰성을 오히려 저하시키게 된다. 따라서, 이와 같은 문제를 방지하기 위해 전류차단층(130)이 돌출부(132)를 포함하며, 제2 영역(122)은 돌출부(132) 상에 위치한다.
도 9의 발광 다이오드는 제1 본딩패드(151) 및 제2 본딩패드(141) 사이에 위치하는 제1 부(142b1)를 포함하지 않을 수 있다. 제2 본딩패드(141)가 하나의 제1 메사(M1) 상에만 위치하였던 도 1의 발광 다이오드와 달리, 도 9의 발광 다이오드는 제2 본딩패드(141)가 제1 메사(M1), 제2 메사(M2) 및 제1 메사(M1)와 제2 메사(M2) 사이의 제1 노출 영역(R1) 상에 위치하기 때문이다. 따라서, 제1 부(142b1) 대신 상부 연장부(152)를 통해 전류 분산 효과 및 발광 강도 개선 효과를 유지할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다. 도 13의 발광 다이오드는 도 9 내지 12를 통해 설명한 발광 다이오드와 유사하다. 도 13의 발광 다이오드는 도 10을 통해 확대하여 설명한 부분을(I3)을 동일하게 포함한다. 다만, 도 13의 발광 다이오드는 도 9 내지 도 12를 통해 설명한 발광 다이오드와 비교하여 메사(M), 상부 연장부(140b) 등에서 차이를 가진다.
구체적으로, 도 13의 발광 다이오드는 도 9의 발광 다이오드와 마찬가지로 복수의 메사(M)들을 포함할 수 있다. 도 13의 발광 다이오드는 복수의 제3 메사(M3) 및 복수의 제4 메사(M4)들을 더 포함할 수 있다. 복수의 제3 메사(M3)들은 제1 메사(M1) 및 제2 메사(M2)와 각각 인접할 수 있으며, 제1 메사(M1) 및 제2 메사(M2)는 복수의 제3 메사(M3)들 사이에 위치할 수 있다. 또한, 복수의 제4 메사(M4)들은 제3 메사(M3)들과 인접할 수 있으며, 복수의 제3 메사(M3)들은 복수의 제4 메사(M4)들 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라 도 9의 발광 다이오드에 비해 많은 수의 연결부(131)들을 포함하며, 제3 메사(M3) 상에 위치하는 제3 부(142b3) 및 제4 메사(M4) 상에 위치하는 제4 부(142b4)를 더 포함할 수 있다.

Claims (32)

  1. 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 복수의 메사들을 포함하되, 상기 제1 도전형 반도체층은 상기 복수의 메사들 사이에 노출된 노출 영역을 포함하는 발광 구조체;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제1 전극;
    상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 전류차단층;
    상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 전류차단층을 부분적으로 덮으며,
    상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 투명전극층; 및
    상기 전류차단층 및 상기 투명전극층 상에 위치하고, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제2 전극을 포함하며,
    상기 전류 차단층은,
    상기 복수의 메사들 중 일 메사로부터 상기 일 메사에 인접하는 또 다른 메사로 연장되는 적어도 하나의 연결부; 및
    상기 연결부로부터 돌출되며 상기 노출 영역 상에 위치하는 돌출부를 포함하는 발광 다이오드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층은 상기 연결부와 인접한 제1 측면;
    상기 제1 측면과 반대방향에 위치하는 제2 측면; 및
    상기 제1 측면과 상기 제2 측면 사이에 위치하며, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면과 각각 교차하는 제3 측면을 포함하며,
    상기 돌출부는 상기 제1 측면 또는 상기 제2 측면을 향해 돌출된 발광 다이오드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 메사들은 복수의 제2 메사들 및 상기 제2 메사들 사이에 위치하는 제1 메사를 포함하며,
    상기 제2 전극은 상기 제1 메사 상에 위치하며 복수의 인접한 상기 연결부들 사이에 위치하는 제2 본딩패드를 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 제1 메사와 상기 제2 측면 사이에 위치하는 제1 본딩패드를 포함하고,
    상기 발광 다이오드는 상기 제1 본딩패드 및 상기 제2 본딩패드를 가로지르는 가상의 선에 대해 대칭 구조를 가지는 발광 다이오드.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 제2 본딩패드에서 연장된 적어도 하나의 상부 연장부를 포함하며,
    상기 상부 연장부는 제2 본딩패드와 접하며 상기 적어도 하나의 연결부 상에 위치하는 제1 상부 연장부 및 상기 제3 측면과 나란한 제2 상부 연장부를 포함하는 발광 다이오드.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 상부 연장부와 상기 제1 측면의 최단 거리는 상기 제2 본딩 패드의 중심부와 상기 제1 측면의 최단 거리보다 작은 발광 다이오드.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 상부 연장부의 말단과 상기 제1 측면 사이의 거리는 상기 제2 상부 연장부의 말단과 상기 제2 측면 사이의 거리보다 큰 발광 다이오드.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 상부 연장부는 상기 제2 메사 상에 위치하며 상기 제3 측면과 나란한 제2 부를 포함하는 발광 다이오드.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 상부 연장부는 상기 제1 메사 상에 위치하며 상기 제2 본딩패드와 접하며 상기 제1 본딩패드 및 상기 제2 본딩패드 사이에 위치하는 제1 부를 더 포함하며,
    상기 제2 부의 길이는 상기 제1 부의 길이보다 큰 발광 다이오드.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 부의 폭은 상기 제1 부의 폭보다 큰 발광 다이오드.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제1 본딩패드에서 연결된 하부 연장부를 포함하며,
    상기 하부 연장부의 말단과 상기 제2 측면 사이의 거리는 상기 하부 연장부의 말단과 상기 제1 측면 사이의 거리보다 큰 발광 다이오드.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 하부 연장부는 상기 노출 영역 상에 위치하는 제1 하부 연장부를 포함하는 발광 다이오드.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 하부 연장부는 상기 제1 본딩패드와 상기 제2 본딩패드 사이에 위치하는 제2 하부 연장부를 포함하는 발광 다이오드.
  13. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 메사의 일부는 상기 제1 메사와 상기 제1 측면 사이에 위치하는 발광 다이오드.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 부의 말단은 상기 제1 본딩패드와 상기 제2 본딩패드를 가로지르는 가상의 선을 향하는 발광 다이오드.
  15. 청구항 7에 있어서,
    상기 복수의 메사들은 상기 제2 메사와 상기 제3 측면 사이에 위치하는 복수의 제3 메사들을 포함하며,
    상기 제1 메사는 상기 복수의 제3 메사들 사이에 위치하며,
    상기 제2 상부 연장부는 상기 제3 메사 상에 위치하며, 상기 제3 측면과 나란한 제3 부를 더 포함하는 발광 다이오드.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제3 부의 길이는 상기 제2 부의 길이보다 큰 발광 다이오드.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제3 부의 폭은 상기 제2 부의 폭보다 큰 발광 다이오드.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2 부의 일부는 상기 제1 메사 및 상기 노출 영역 중 상기 제1 메사와 상기 제2 메사 사이에 위치하는 영역 상에 위치하는 발광 다이오드.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 돌출부는 제1 돌출부를 포함하며,
    상기 제1 돌출부의 말단과 상기 제2 측면 사이의 거리는 상기 제1 돌출부와 상기 제1 측면 사이의 거리보다 작으며,
    상기 제2 부는 상기 제1 돌출부 상에 위치하는 발광 다이오드.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 메사들의 크기는 동일한 발광 다이오드.
  21. 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 복수의 메사들을 포함하되, 상기 제1 도전형 반도체층은 상기 복수의 메사들 사이에 노출된 노출 영역을 포함하는 발광 구조체;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제1 전극;
    상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 전류차단층;
    상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 전류차단층을 부분적으로 덮으며, 상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 투명전극층; 및
    상기 전류차단층 및 상기 투명전극층 상에 위치하고, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제2 전극을 포함하며,
    상기 전류차단층은 상기 복수의 메사들 중 일 메사로부터 상기 일 메사에 인접하는 또 다른 메사로 연장되는 적어도 하나의 연결부를 포함하며,
    상기 복수의 메사들은 서로 인접하는 제1 메사 및 제2 메사를 포함하며,
    상기 연결부는 상기 제1 메사 및 상기 제2 메사 상에 위치하는 제1 연결부를 포함하며,
    상기 제1 연결부는 상기 제1 메사의 상면을 노출시키는 제1 개구부 및 상기 제2 메사의 상면을 노출시키는 제2 개구부를 포함하고,
    상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는 각각 적어도 하나의 오목부를 포함하는 발광 다이오드.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 제1 연결부 상에 위치하는 제2 본딩패드를 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 제1 메사 및 상기 제2 메사 사이에 위치하는 제1 본딩패드를 포함하고,
    상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는 상기 제1 본딩패드 및 상기 제2 본딩패드를 가로지르는 가상의 선에 대해 대칭 구조를 가지는 발광 다이오드.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 제1 연결부는 원형이며,
    상기 제1 개구부의 오목부 및 상기 제2 개구부의 오목부 각각은 상기 제1 연결부의 외곽과 나란한 발광 다이오드.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는 각각 적어도 하나의 볼록부를 포함하며,
    상기 볼록부는 상기 제1 연결부의 외곽과 나란한 발광 다이오드.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 제2 본딩패드는 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부를 통해 제2 도전형 반도체층과 접촉하는 발광 다이오드.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 제2 본딩패드는 원형인 발광 다이오드.
  27. 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 복수의 메사들을 포함하되, 상기 제1 도전형 반도체층은 상기 복수의 메사들 사이에 노출된 노출 영역을 포함하는 발광 구조체;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제1 전극;
    상기 복수의 메사들의 일부분 및 상기 노출 영역의 일부분 상에 위치하는 투명전극층;
    상기 투명전극층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이 및 상기 투명전극층과 상기 노출 영역 사이에 위치하는 전류차단층; 및
    상기 전류차단층 상에 위치하고 상기 투명전극층을 부분적으로 덮으며 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속하는 제2 전극을 포함하며,
    상기 투명전극층은,
    상기 복수의 메사들 상에 위치하는 제1 영역, 및
    상기 노출 영역 상에 위치하며 상기 제1 영역들과 접하는 제2 영역을 포함하는 발광 다이오드.
  28. 청구항 27 에 있어서,
    상기 복수의 메사들 상에 위치한 상기 투명전극층들은 서로 연결된 형태인 발광 다이오드.
  29. 청구항 27에 있어서,
    상기 제1 영역의 측면은 상기 메사의 측면과 나란하게 위치하는 발광 다이오드.
  30. 청구항 28에 있어서,
    상기 전류차단층은 상기 제2 영역과 상기 노출 영역 사이에 위치하는 연결부를 포함하는 발광 다이오드.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 연결부 중 상기 노출 영역 상에 위치하는 부분의 넓이는 상기 제2 영역 중 노출 영역 상에 위치하는 부분의 넓이보다 큰 발광 다이오드.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 제2 영역 중 상기 노출 영역 상에 위치하는 부분의 넓이는 상기 제2 전극 중 상기 노출 영역 상에 위치하는 부분의 넓이보다 큰 발광 다이오드.
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